微生物腐蝕(microbially induced corrosion，MIC)是指由各種微生物的生命活及其代謝產(chǎn)物直接或者間接對金屬所造成的腐蝕。已發(fā)現(xiàn)的包括細(xì)菌、古細(xì)菌和真菌在內(nèi)的許多微生物會(huì)導(dǎo)致腐蝕，與微生物腐蝕有關(guān)的細(xì)菌主要有鐵細(xì)菌(FB)、硫酸鹽還原菌(sulfate-reducing bacteria，SRB)、腐生菌(TGB)，其中以SRB的腐蝕最為嚴(yán)重。
SRB是一類在無氧或局部缺氧條件下，以有機(jī)碳源為電子供體，將硫酸鹽、亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽等含硫氧化物作為有機(jī)物的電子受體還原成硫化氫的厭氧微生物。SRB幾乎對所有常見金屬材料如鋼、鋁、鋅、銅和合金金屬等都有腐蝕作用。de Queiroz等研究發(fā)現(xiàn)，微生物容易在金屬表面形成生物膜，從而引起局部腐蝕。在油田回注水中，高濃度的硫酸根離子能引起SRB的大量繁殖，產(chǎn)生H2S、FeS，嚴(yán)重腐蝕注水管線和鉆采設(shè)備，該過程也稱為油田的微生物酸化(microbial souring)。硫化氫會(huì)加速腐蝕速率，同時(shí)污染原油，降低原油品質(zhì)，增加后續(xù)處理成本，此外其本身具有較大毒性，對工作人員的生命造成嚴(yán)重威脅。生成的硫酸亞鐵沉淀則會(huì)導(dǎo)致油層堵塞以致降低油層滲漏率，使得開采難度大大增加。油藏酸化導(dǎo)致油田的正常生產(chǎn)受到危害，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。
金屬銹蝕每年在全球范圍內(nèi)造成2.5萬億美元的經(jīng)濟(jì)損失，約占全球生產(chǎn)總值的3.4％，而微生物腐蝕(microbiallyinduced corrosion，MIC)占其中的30％。MIC多發(fā)生于原油生產(chǎn)、自來水產(chǎn)業(yè)、發(fā)酵車間等的管道系統(tǒng)以及碼頭、港口和碼頭上的鋼樁等環(huán)境。已有研究表明，我國石油產(chǎn)業(yè)每年由于SRB腐蝕所造成的經(jīng)濟(jì)損失就高達(dá)數(shù)億美元。此外生產(chǎn)管道系統(tǒng)，尤其是動(dòng)力水系統(tǒng)的管道，包括設(shè)備的換熱系統(tǒng)，腐蝕非常嚴(yán)重，導(dǎo)致的生產(chǎn)損失也很大。
油田上普遍采用氯、甲醛、戊二醛和季銨鹽等殺菌劑抑制SRB，雖然化學(xué)殺菌劑對細(xì)菌的殺菌效率高且操作簡單，但會(huì)造成環(huán)境污染、危害人類健康。長期使用殺菌劑會(huì)使SRB產(chǎn)生抗藥性。近年來人們發(fā)現(xiàn)，利用微生物之間的競爭、拮抗和寄生作用可殺死或抑制SRB。生物競爭抑制技術(shù)具有環(huán)境友好、價(jià)格低廉、處理范圍大、操作簡單等特點(diǎn)，但SRB在管道中生長會(huì)形成生物膜，對于生長在生物膜內(nèi)的SRB固著菌，殺菌劑和生物競爭抑制技術(shù)發(fā)揮作用有限。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，陜西華森盛邦科技有限公司&西北大學(xué)發(fā)現(xiàn)一種噬菌體能夠有效對SRB進(jìn)行殺傷和/或抑制，從而明顯減弱或抑制SRB引起的各種影響。
噬菌體(Caudovirales myoviridae)，于2023年1月4日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，其保藏編號為CGMCC45383，保藏地址為北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號，中國科學(xué)院微生物研究所(縮寫為CGMCC)，簡稱SRB7757。
噬菌體SRB7757的一步生長曲線
將對數(shù)期宿主菌液與噬菌體按照最佳感染復(fù)數(shù)混合，37℃培養(yǎng)，定時(shí)取樣立即用0.22um無菌過濾器過濾，保存于4℃，待取樣結(jié)束后統(tǒng)一進(jìn)行梯度稀釋，利用雙層平板法驗(yàn)證。以感染時(shí)間為橫坐標(biāo)，噬菌體數(shù)量(pfu/ml)為縱坐標(biāo)繪制一步生長曲線并計(jì)算裂解量，結(jié)果如圖所示。
從圖中可看出SRB7757潛伏期為4h，裂解期為32h，36h之后噬菌體數(shù)量不再增加，達(dá)到穩(wěn)定期。計(jì)算其最大爆發(fā)量約為100PFU/cell。