大庆地区页岩油泥降解复合菌系的构建

申报人:郑乾璐 申报日期:2024-06-24

基本情况

2024
大庆地区页岩油泥降解复合菌系的构建 盲选
创新训练项目
理学
生物科学类
学生来源于教师科研项目选题
一年期
根据2014年公布的《全国土壤污染状况调查公报》,13个采油区494个土壤点位中,污染超标点位占23.6%,治理页岩油泥污染是亟待解决的问题。页岩油泥的降解方法包括化学方法、物理方法和生物方法。和传统的理化方法相比,生物方法对页岩油泥的降解更加安全,对环境的污染小,近年已经成为生物治理页岩油泥污染的热点问题。本研究针对大庆地区污染的页岩油泥成分构建降解复合菌系,可集中多菌种的优势,增加降解效率。

(1) 脂筏介导PI3K-Akt信号通路调控牛副流感病毒3型细胞入侵的机制研究(LEBH-Z20204) ,黑龙江省政府博士后科研项目,5万元,2021.01-2021.12,主持

(2) 牛副流感病毒3型感染MDBX细胞差异蛋白组学的研究(HKKYZ190305),黑龙江省农垦总局科技计划项目,2019.06-2021.061万元,主持

(3)指导省级大学生创新创业项目2项

(4)指导完成全国大学生生命科学创新创业大赛获二等奖2项,三等奖1项


项目的选题、方案的策划、设计实验技术路线、实验设备材料的支持
校级

项目成员

序号 学生 所属学院 专业 年级 项目中的分工 成员类型
郑乾璐 生命科学技术学院 生物科学 2022 项目的背景调研
何文欣 生命科学技术学院 生物工程 2023 实验操作
黎芳芳 生命科学技术学院 生物工程 2023 实验操作
张嘉慧 生命科学技术学院 生物技术 2022 数据处理

指导教师

序号 教师姓名 所属学院 是否企业导师 教师类型
李丽阳 生命科学技术学院

立项依据

实验针对大庆地区页岩油开采过程中产生的污油泥成分,通过菌株的富集和分离纯化,筛选得到降解效率较高的菌株7-10株。对不同菌株进行形态学观察、生理生化特性检测和降解性能的研究。将实验中降解效果较好的3-4株菌株进行复配实验,探究复配的优势菌群对降解效果的影响。

本研究主要是从大庆地区页岩油开采过程中产生的污油泥成分中分离筛选出能够降解污油泥的微生物菌株,以污油泥降解菌为研究对象进行以下研究。

(1)页岩油泥降解菌群的筛选与鉴定

从大庆地区页岩油开采过程中产生的污油泥成分分离纯化页岩油泥样品中的微生物,分别以石油烃和芳香烃为唯一碳源来筛选降解效果好的菌株。

(2)单株页岩油泥降解菌降解性能的研究

对不同菌株的降解效果进行研究,不断的优化降解条件,确定菌株降解的最佳条件,提升降解效果。

(3)构建高效降解页岩油泥复合菌系

通过对峙试验筛选合适的菌株进行复配,通过采用复合菌系响应面优化试验,对组成的复合菌系降解条件进行优化,构建页岩油泥降解复合菌系。

美国《石油与天然气》公布的统计资料显示,全世界页岩油储量约11万亿~13万亿吨,远远超过石油储量。我国页岩油资源储量丰富,根据2004-2006年中国油气资源新一轮评估显示,拥有页岩油资源量476.4亿吨、页岩油可采资源量159.7亿吨、页岩油可回收资源量119.8亿吨,遍布全国20个省区市,包含47个盆地和80个含矿区。2021年8月25日,中国石油召开新闻发布会,第一财经在会上获悉,大庆油田发现预测地质储量12.68亿吨页岩油,标志着我国页岩油勘探开发取得重大战略突破。

国家“十四五”以及2035年远景规划提出,在国内四个油田开展页岩油的开发试点工作,开采过程中产生的污油泥量巨大,污染环境、占用耕地、增加企业采油的成本价格。

污油泥是全球性的环境问题,它主要由石油、沉积物、水和其他有害化学物质组成。在全球范围内,不同地区的油田由于地质结构和开采技术的差异,产生的污油泥在成分和处理难度上存在差异。目前,国内外对油泥资源化、无害化处理的研究进行了深入的探索和研究。国内在污油泥处理方面的技术研究起步较晚,大部分处在研究与中试阶段,没有形成规模性的应用,处于从国外引进试验阶段。

传统的物理和化学方法在处理石油污染时往往存在成本高、效果不理想等问题,因此,生物降解技术,特别是利用复合菌系降解石油污染,逐渐成为研究的热点。复合菌系降解石油污染研究的核心在于筛选出能够有效降解石油的菌株,并通过优化组合和生长条件,构建高效的复合菌系。这些复合菌系中的不同菌株之间可以相互协作,共同降解石油中的多种成分,从而提高降解效率。

针对大庆油田页岩油泥石油烃类和芳香烃类组成成分,筛选土著微生物群落中的高效降解菌株,通过复配不同的降解机制的菌株,构建降解复合菌系,处理污油泥,提升降解效率。

技术路线


拟解决的问题

页岩油污染土壤会破坏土壤结构,影响植物的生长。复合菌系可以在污染土壤中存活并分解页岩油污染物,帮助恢复土壤的生态环境,为植物生长提供良好的环境。复合菌系降解石油污染研究的核心在于筛选出能够有效降解石油的菌株,并通过优化组合和生长条件,构建高效的复合菌系。这些复合菌系中的不同菌株之间可以相互协作,共同降解石油中的多种成分,从而提高降解效率。

预期成果

完成研究报告1份、在学术期刊公开发表论文1



202406-202410 降解菌株的初步筛选与鉴定

202411-202412 菌株降解条件的优化

202501-202504 复合菌系的构建与评价

202504-202506 数据处理,完成研究报告,论文投递

本课题组参加人均为生命学院大学二年级学生,已学习《微生物学》,《生物化学与分子生物学》,《细胞生物学》,《高等数学》等专业基础课程。对实验应用的理论和方法有了基本的掌握,如微生物基本形态特征,革兰氏染色,细菌分离、纯化,PCR,核酸和蛋白电泳等。

实验需要的超净工作台,显微镜,电泳仪,水平电泳槽,电子天平,离心机,凝胶成像系统、紫外分光光度等设备,指导教师实验室和生命学院公共仪器室均能满足,液相色谱仪和气相色谱仪借用食品学院公共仪器室设备,以上仪器能够满足实验的顺利开展。

经费预算

开支科目 预算经费(元) 主要用途 阶段下达经费计划(元)
前半阶段 后半阶段
预算经费总额 5000.00 版面费用及实验耗材 5000.00 0.00
1. 业务费 1000.00 1000.00 0.00
(1)计算、分析、测试费 0.00 0.00 0.00
(2)能源动力费 0.00 0.00 0.00
(3)会议、差旅费 0.00 0.00 0.00
(4)文献检索费 0.00 0.00 0.00
(5)论文出版费 1000.00 1000.00 0.00
2. 仪器设备购置费 0.00 0.00 0.00
3. 实验装置试制费 0.00 0.00 0.00
4. 材料费 4000.00 4000.00 0.00

项目附件

结束