石油生物催化脱硫的研究进展

石油生物催化脱硫技术是新兴的极具潜力的石油非加氢脱硫技术,在降低轻质油品生产成本、提高油品质量和环境保护等方面显示出潜在的优势,被誉为21世纪的石油脱硫技术。本文主要对石油生物催化脱硫技术特点、各种降解路线和研究现状进行了综述,指出了石油生物催化脱硫技术存在的问题,并提出了进一步研究发展的方向。     

基因工程技术在石油生物脱硫中的应用

介绍了石油生物脱硫技术的发展历程和反应机理。重点对国外基因工程技术在脱硫菌种的改造和构建等方面应用的最新进展进行了综述 ,并对其发展前景进行了简要分析。     

石油微生物脱硫的研究进展

随着世界各国环保意识的不断提高及对油品含硫量标准规定日趋严格,生物脱硫技术已成为石油脱硫领域内的研究热点之一。本文主要从生物脱硫分子生物学和嗜热脱硫细菌两个方面介绍了国内外近年来的研究进展。     

二苯并噻吩脱硫菌株的研究进展及展望

随着世界各国对保护环境的意识不断增加,环境中有害的硫逐渐增多。传统的脱硫方法工艺复杂,成本高,会造成二次污染等问题,生物脱硫技术成为石油脱硫领域的新的研究热点之一。本文从生物脱硫技术的特点,筛选出高效的脱硫菌株,脱硫的途径,国内外研究的现状及发展进行综述。     

生物炼制技术用于生物石油开发

几年前美国一家国家实验室研究人员发明生物炼制石油技术,即用一种极端纤细细菌的催化作用炼制优质的石油产品,该菌能在高温（60℃）下分离重油（注：重油指非常规石油的统称。包括重质油、高粘油、油沙、天然沥青等）中的硫氢、重金属物,使这些杂质含量降低20％～50％左右。这种生物炼油技术不仅提高“生物石油”的质量,而且更有利于环保。在炼制生物石油方面除细菌外,有些微藻也值得注意,一种叫丛粒藻（Botryococcus braunii,又称葡萄藻）的单胞藻,它产生的碳氢化合物占其干物质重量的15％～75％,最高达到90％,其组成与原油极为类似,经过加工处理后达到真正石油的指标。除了该藻藻体有“储能库”之称以外,微藻中还有小球藻、盐藻（均系绿藻类）等均有“储能”的潜力,都可用透明玻璃管作为“生物反应器”,通入含1％CO2的空气,对数增殖期测定其产烃量,已达到占细胞干重的16％-44％,每天可从藻体生物量中索取大量油烃化合物,完全有可能利用“环型玻璃管生物反应器”按需求量扩大再生产,从其生物量炼制生物石油。在美国,哈佛大学和斯坦福大学有关专家组建了一家公司想从生物炼油开辟新径：     

烃降解菌株T7-2产生的生物乳化剂及其理化性质研究

从石油污染海域海底泥中筛选到的1株低温石油烃降解菌, 经鉴定为红平红球菌(Rhodococcus erythropolis), 命名为T7-2。该菌株能以十六烷为碳源代谢产生一种对柴油等烃类具良好乳化作用的生物乳化剂。研究表明, 该乳化剂主要由糖类、脂类和蛋白质组成, 其比例为55.43:31.24:12.65。进一步研究证实, 该乳化剂糖类的单糖组成为甘露糖和鼠李糖; 脂类由十碳、十二碳、十六碳及十八碳脂肪酸组成; 蛋白质由16种氨基酸构成。本文还对乳化剂的理化性质进行了分析, 发现它是一种性能稳定、乳化效率高、适应范围较为广泛的生物乳化剂, 对海洋污染生物修复及石油开采都具有潜在的应用价值。     

美国ABO研究表明使用藻类生物燃料可多削减68％的CO2排放量

2013年9月l9日,美国Algal Biomass Organization（ABO）发表综述文章公布其研究成果,用藻类生产的生物燃料与石油燃料相比,其生命周期内的CO2排放量可以削减50％～70％,有望得到和石油一样的投资能量回报率（Energy Return on Investment,EROI）。     

细菌脱有机硫的遗传学研究进展*

化石燃料的燃烧,产生大量的有毒气体ＳＯ２进入大气,造成严重的空气污染,同时也是产生酸雨的最主要的原因［１,９］。为了保护环境,要求使用低硫含量的化石燃料,但目前世界上低硫含量的化石燃料储备正在急剧减少。因此需要对含硫高的化石燃料进行脱硫处理。化学脱硫方法一加氢脱硫（Hydrodesulfurization）难以脱去化石燃料中的有机硫。而生物催化法脱硫便宜,在常温下即可进行,并且具有高专一性,因此发展一种化石燃料的生物脱硫方法已是十分必要［1］。 化石燃料中的有机硫主要是二苯并噻吩（Dibenzothiophene,DBT）,于是生物脱…     

高效液相色谱法测定生物脱硫系统中的含硫化合物

生物脱硫是利用微生物脱除气体和石油中的含硫化合物,具有操作条件温和、工艺流程简单、脱硫效率高、能量消耗低和环境污染少等优点。但是,当前仍然缺乏简单高效的分析方法来定量分析生物脱硫过程中的含硫化合物。针对这个问题,建立了柱前荧光衍生高效液相色谱法同时测定生物脱硫溶液中的亚硫酸盐、硫代硫酸盐和硫化物的分析方法。该分析方法中含硫化合物的标准曲线具有良好的线性关系,亚硫酸盐、硫代硫酸盐和硫化物相关系数分别为0.999 46、0.999 67和0.999 65,其检测限分别为0.000 6 μmol/L、0.000 7 μmol/L和0.001 1 μmol/L;含硫化合物的加标回收率范围分别为98.17%–101.92%、100.90%–102.60%和101.11%–104.22%;并具有良好的重复性和稳定性。实验证明,该分析方法预处理简单、分析快速、结果准确,可用于同时测定不同生物脱硫系统中的含硫化合物。     

美国能源部和农业部公布生物燃料行动计划

2008年10月7日，美国农业部（USDA）和美国能源部（DOE）公布了为促进生物燃料产业可持续发展，美国联邦政府各部门间协作的详细计划，即美国生物燃料行动计划（national biofuels action plan，NBAP）。该计划是在降低对国外石油的依赖程度和强化农村经济展望下制定的，其主要目的为了保证稳定供应清洁、廉价的可再生能源．对生物燃料增长提供支持。     

红球菌DS-3脱除二苯并噻吩中有机硫的性能初探

从孤岛油田分离到一株红球菌（Rhodococcus sp.）DS\|3,能专一地切断二苯并噻吩（DBT）中的C—S键,沿4S途径代谢,生成二羟联苯。实验证明,以2％的接种量脱除50μg／mL DBT底物中的硫效果最佳。在此条件下,适宜菌株生长和脱硫的碳源为葡萄糖,氮源为硝酸铵,初始pH为8.2,生长温度为30℃,15mmol／L的硫酸根离子能使其丧失脱硫能力。在上述适宜条件下,培养72 h后DBT中34.04%的硫被脱除。     

红球菌Rhodococcus sp. DS-3 dsz-ABC基因和dszD基因在大肠杆菌中的共表达

二苯并噻吩（DBT）及其衍生物微生物脱硫的4S途径需要4个酶（DszA, DszB, DszC and DszD）参与催化。其中DBT单加氧酶(DszC or DBTMO)和DBT砜单加氧酶(DszA or DBTO2MO)都是黄素依赖型氧化酶,它们的催化反应需要菌体中还原型的黄素单核苷酸(FMNH2), FMNH2由辅酶黄素还原酶(DszD)再生。因此,共表达DszA, DszB, DszC 和 DszD可以提高整个脱硫途径的速率。构建了两个不相容性表达载体pBADD和paN2并在大肠杆菌中实现了4个脱硫酶基因的共表达。DszA, DszB, DszC和DszD的可溶性蛋白表达量分别占菌体总蛋白质的7.6%, 3.5%,3.1%和18%。共表达时的脱硫活性是单独用paN2表达时的5.4倍,并对工程菌休止细胞脱除模拟柴油中DBT的活性进行了研究。     

一株石油烃降解菌的细胞疏水性及其乳化性质

【目的】从新疆油田石油污染土壤中分离到一株在25 °C条件下利用烃类产生生物表面活性剂的菌株红球菌(Rhodococcus sp.) HL-6, 对其菌体细胞疏水性及所产表面活性剂进行研究。【方法】通过细胞粘附性、表面张力及乳化活性测定对菌株所产表面活性剂进行性质研究。【结果】菌株HL-6在亲水性和疏水性基质中均能产生生物表面活性剂, 在疏水性基质中可以将培养液表面张力由初始的62.487 mN/m降到30.667 mN/m, 培养液在pH 6?9及NaCl浓度1%?5%范围内乳化效果良好, 在4 °C到55 °C范围内乳化效果均为100%, 菌株对柴油的耐受能力很高, 在30%柴油浓度下依然生长良好并且有44%的乳化活性。【结论】HL-6菌株的细胞表面具有很强的疏水性, 这有助于菌体细胞对烃类的摄取。该菌株能够利用烃类基质生产生物表面活性剂, 可以明显降低培养液表面张力并且对石油烃具有良好的乳化作用。说明菌株HL-6能够适应海洋滩涂石油污染的环境, 并可用于严重石油污染区域的生物修复。     

一株CX-DBT脱硫菌的筛选及发酵条件优化

【目的】从大型工业油田石油污染土样中分离鉴定一株能专一性脱除CX-DBT的脱硫菌株,分析其对CX-DBT的脱硫途径,并确定菌体最优发酵条件。【方法】以二苯并噻吩(DBT)为唯一硫源底物,多次富集并分离可代谢CX-DBT菌株,通过形态学、生理生化实验及16S rRNA基因序列分析对筛选菌株JDZX13进行鉴定。采用GC-MS鉴定菌株对CX-DBT的代谢产物,确定其相应的脱硫途径。通过单因素发酵实验确定最佳碳源、氮源、微量元素、MgCl_2、温度及p H的水平范围,并采用正交实验进一步优化。【结果】该菌株鉴定为戈登氏菌属,命名为戈登氏菌JDZX13(KP993297),其CX-DBT代谢途径为"4S途径"。最佳发酵条件为:蔗糖15.0 g/L、NH_4Cl_2.0 g/L、MgCl_2 0.1 g/L、微量元素1.0 m L/L、pH 7.0、温度35°C。【结论】获得一株通过"4S途径"代谢CX-DBT的脱硫菌株JDZX13,经过进一步优化实验,强化了菌株的生长和脱硫能力,该研究结果对石油生物脱硫技术的开发具有重要参考意义。     

血红蛋白基因在脱硫菌R-8中的表达及其在柴油脱硫中的应用

摘要：【目的】旨在构建一株优良的工程菌株,对血红蛋白基因在柴油的生物脱硫领域的应用做初步的探索。【方法】以德氏假单胞菌（Pseudomonas delafieldii） R-8为出发菌株,通过基因工程的手段,构建透明颤菌（Vitreoscilla）血红蛋白基因表达质粒并电击导入原始菌株,得到重组菌P. delafieldii R-8-2。【结果】R-8-2菌株的CO差光谱在419 nm处有特征峰出现,表明血红蛋白在脱硫菌中得到了有效表达。R-8-2菌株和R-8菌株相比,生长得到改善,相同培养条件下菌体密度比R-8提高了20%,最大脱硫活性能够达到R-8的2.4倍。在实际柴油脱硫实验中,R-8-2菌株能将柴油的硫含量降至96.6 mg/L,脱硫率达到69.9%,而R-8仅为57.2%。【结论】R-8-2是在较低溶氧条件下仍能保持较高的菌体密度和脱硫活性的基因工程菌株,具有良好的应用前景,该研究为血红蛋白基因在生物脱硫工业的应用提供参考。     

红霉菌种保存及制片方法的改良

链孢霉（ＮｅｕｒｏｓｐｏｒａＣｒａｓａ））属真菌的子囊菌纲。其个体小,生长迅速,易于在简单的化学培养基上生长,便于培养,后代能产生较大的群体。它还具有象高等生物那样的染色体,尤其是它的无性世代是单倍体,不论显性或隐性基因都可以从表型上直接表现出来,便...     

一株异养脱硫反硝化菌株的筛选及其生物脱硫脱氮特性研究

【目的】从生物脱硫脱氮EGSB-DSR反应器的污泥中分离筛选出具有生物脱硫脱氮特性的细菌,并对其生物脱硫脱氮的性能进行研究。【方法】采用Hungate厌氧滚管技术筛选功能微生物,从稳定运行的生物脱硫脱氮EGSB-DSR反应器的污泥中分离筛选出一株高效的生物脱硫脱氮细菌A2。【结果】经过16S rRNA基因序列鉴定,菌株A2为固氮弧菌属(Azoarcus sp.)。其典型特征为能够以有机碳作为电子供体,将亚硝酸盐或者硝酸盐转化为氮气的同时还能将硫化物氧化为硫单质。因此具备了高效同步代谢有机碳、NO3–和S2–的特征。这是首次关于固氮弧菌属能够进行反硝化脱硫的相关报道。对菌株A2的生物脱硫脱氮能力的分析表明,在硫化物S2–浓度200 mg/L,NO3?浓度87.5 mg/L,乙酸根离子浓度200 mg/L的条件下,菌株A2在20 h内完成对碳、氮、硫的脱除。菌株对于碳、氮去除率均达到99%,对于硫的去除率达到95%。【结论】结果表明固氮弧菌属A2具有高效的生物脱硫脱氮功能,将有望成为强化生物脱硫脱氮工艺的潜在微生物资源。     

石油微生物脱硫

基因工程的发展已使石油脱硫的生物工艺方法成为可能最近,微生物遗传学(包括合成或转移基因的能力)的蓬勃发展,已重新对确定生物工程提供的新产品和新工艺感到兴趣,其产品和工艺的优点超过传统工艺。许多人一直认为,药物、动物保健药品和特殊化学品的生产是生物工程适宜的应用     

生态概念的依赖度有限生物塑料要有优良性能

生产原料部分或全部是生物质的塑料叫生物塑料。此前使用的生物塑料主要是在石油基塑料产品中混入淀粉、木质素的混合塑料和糖质发酵所得乳酸经聚合的聚乳酸（PLA）。在利用这种生物塑料加工的商品中,被业界有关人士称为迄今最成功的产品是日本可口可乐公司的PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯,polyethylene terephthalate）瓶装饮用水伊洛哈斯（IL0HAS）。     

美国Myriant公司开始工业放大生物丙烯酸生产工艺

2012年3月28日，美[]Myriant公司宣布，在利用可再生原料生产具有价格竞争力的生物丙烯酸（acrylic acid）的研发上取得突破性的进展。Myriant公司已经向美国专利商标局（USPTO）提交了生物丙烯酸生产工艺的专利申请。为了在2012年下半年向顾客提供丙烯酸样品，已经立即开始了规模放大的工作。Myriant公司的生物丙烯酸与用石油生产的丙烯酸相比，由于没有政府补助金或绿色溢价（green premium），所以在价格上具有竞争力。