硫酸鹽還原菌（SRB）的危害與檢測

什么是硫酸鹽還原菌

硫酸鹽還原菌 (Sulfate-Reducing Bacteria，簡稱SRB) 是一種厭氧的微生物。廣泛存在于土壤、海水、河水、地下管道以及油氣井等缺氧環(huán)境中。它能利用金屬表面的有機(jī)物作為碳源，并利用細(xì)菌生物膜內(nèi)產(chǎn)生的氫，將硫酸鹽還原成硫化氫。

硫酸鹽還原菌腐蝕的形成

在某些環(huán)境中，硫酸鹽還原細(xì)菌（SRB）能夠在管道壁上聚集，使管道可能發(fā)生局部點(diǎn)蝕。硫酸鹽還原菌與有機(jī)物質(zhì)和硫酸鹽反應(yīng)生成硫化氫和二氧化碳會(huì)與管道壁中的鐵反應(yīng)，產(chǎn)生不同形式的硫化鐵。

硫化鐵和管道中其他形式的沉積物形成大量的黑色粉末，這些黑色粉末比管道碳鋼硬度大，故會(huì)對管道部件造成嚴(yán)重的腐蝕危害。

硫酸鹽還原菌的危害

• 儀器和控制閥的污染 - 結(jié)垢可能導(dǎo)致測量結(jié)果不良，腐蝕會(huì)導(dǎo)致的部件損；

• 堵塞過濾系統(tǒng) - 當(dāng)管道系統(tǒng)中含有過量的黑色粉末時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致過濾器壽命縮短；

• 管道 - 黑色粉末增加了管道內(nèi)壁表面的粗糙度，可能會(huì)引起嚴(yán)重或不受控制的腐蝕以至于導(dǎo)致管道失效；

對于SRB，水是其存在且發(fā)生代謝活動(dòng)的主要因素，要減少SRB的腐蝕影響，就需要對管道中的水汽進(jìn)行控制或消除，并用適當(dāng)?shù)纳餁鐒┻M(jìn)行控制。

硫酸鹽還原菌的檢測

SRB的生物腐蝕帶來的危害和損失是巨大的，然而在對SRB進(jìn)行控制和消除之前，需要對相關(guān)可能會(huì)發(fā)生腐蝕的場合進(jìn)行SRB檢測，以判斷SRB是否存在以及含量多少，從而制定適當(dāng)?shù)闹卫矸桨浮?/p>

目前，國內(nèi)外學(xué)者對硫酸鹽還原菌的檢測方法進(jìn)行了許多探索和研究，發(fā)明了許多檢測技術(shù)，從原理上講，主要分為：（1）培養(yǎng)法；（2）免疫學(xué)法；（3）ATP法；（4）代謝產(chǎn)物定量法。

1培養(yǎng)法

培養(yǎng)法主要有測試瓶法、瓊脂深層培養(yǎng)法和溶化瓊脂管法。這些方法都是根據(jù)API RP-38美國石油學(xué)會(huì)推薦的地下注入水分析方法中的3管平行絕跡稀釋法（Disappearing Dilution Method）進(jìn)行的。

其中測試瓶法是利用瓶裝的含乳酸鹽、硫酸鹽和Fe2+（或金屬鐵）的培養(yǎng)基對待測水樣進(jìn)行接種培養(yǎng)，當(dāng)待測樣品中存在SRB時(shí)，經(jīng)過培養(yǎng)瓶底會(huì)出現(xiàn)黑色的沉淀（FeS），以此作為SRB生長指示，從而確定水樣中SRB的含量。

該方法是目前國內(nèi)外為常用的SRB檢測方法。但是該方法的檢測周期過長，一般需要經(jīng)過28天的培養(yǎng)，并且得到的數(shù)據(jù)比較粗糙，對低SRB含量的水樣可能無法檢出。

2免疫學(xué)法

研究人員發(fā)現(xiàn)SRB胞內(nèi)有一種酶，即腺苷-5’-磷酸硫酸鹽還原酶（APS還原酶），這種酶為SRB所*，是SRB的特征酶。所以相關(guān)研究人員發(fā)明了檢測SRB的新方法—免疫學(xué)法。

該方法基于APS還原酶進(jìn)行，這種酶能夠催化腺苷-5’-磷酸硫酸鹽還原酶發(fā)生還原反應(yīng)，并生產(chǎn)相關(guān)特定產(chǎn)物。利用該產(chǎn)物與顯色劑發(fā)生顯色反應(yīng)的強(qiáng)弱，并與比色卡比較，而得到樣品中SRB的含量。該方法準(zhǔn)確、簡單、快速，且對SRB具有專一性，的能夠在15-40min內(nèi)的到結(jié)果，檢測結(jié)果易于觀察，適合現(xiàn)場檢測使用。

3ATP法

三磷酸腺苷（ATP）是所有活的生物細(xì)胞中都具有的一種化合物，其含量與細(xì)胞濃度成正比。細(xì)胞破碎后釋放出來的ATP與熒光素反應(yīng)，可測定出相應(yīng)的細(xì)菌含量。所以可以通過檢測水樣中的ATP含量來間接判斷SRB數(shù)量，但是該方法只能檢測微生物總數(shù)，所以檢出下限較高，不適用于低SRB含量的水樣。

其次，還有代謝產(chǎn)物定量法，以SRB新陳代謝產(chǎn)物硫化物的生成量來確定SRB含量，該方法操作簡單，且檢測結(jié)果具有指導(dǎo)意義，但是檢測過程需在無氧條件下進(jìn)行，且需要7-8h。

Modern Water QuickChek SRB 檢測系統(tǒng)

QuickChek SRB 檢測系統(tǒng)是一種采用酶免疫方法進(jìn)行快速檢測SRB的設(shè)備。該檢測采用了高純度的抗體來探測APS。本檢測試劑盒相比于細(xì)胞捕捉技術(shù)具有很多優(yōu)勢，比如快速，準(zhǔn)確等，可在15-20min內(nèi)得到一個(gè)半定量的結(jié)果。

該設(shè)備可以檢測固態(tài)，半固體樣品中的全部SRB含量，包括了在一些標(biāo)準(zhǔn)介質(zhì)中無法存活的SRB。測試結(jié)果不會(huì)被現(xiàn)場檢測常見的化學(xué)品或鹽類所干擾。

在固體或泥漿樣品由于懸浮固體含量較高，難以使用傳統(tǒng)連續(xù)稀釋法和培養(yǎng)法進(jìn)行分析。此類樣品可以使用QuickChek檢測套裝進(jìn)行分析。QuickChek套裝中的化學(xué)破胞試劑可穿透固體顆粒并釋放出APS還原酶，從而達(dá)到對生物膜、沉積物、鐵銹、污泥或泥漿中的SRB進(jìn)行定量檢測的目的。QuickChek SRB支持固體檢測的特性尤其適合用于儲(chǔ)油罐底部SRB含量檢測。