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Effect of Various Isolated Microbial Consortiums on the Biodegradation Process of Precipitated Asphaltenes from Crude Oil.
ACS Omega ( IF 3.7 ) Pub Date : 2020-02-17 , DOI: 10.1021/acsomega.9b02056 Yasaman Shahebrahimi 1 , Alireza Fazlali 1 , Hossein Motamedi 2, 2 , Shahin Kord 3 , Amir H Mohammadi 4
ACS Omega ( IF 3.7 ) Pub Date : 2020-02-17 , DOI: 10.1021/acsomega.9b02056 Yasaman Shahebrahimi 1 , Alireza Fazlali 1 , Hossein Motamedi 2, 2 , Shahin Kord 3 , Amir H Mohammadi 4
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One of the serious problems in the oil industry is precipitation and deposition of asphaltenes in the different oil production stages including formation, wellbore, production tubing, flow lines, and separation units. This phenomenon causes a dramatic increase in the cost of oil production, processing, and transferring. Thus, it seems to be very necessary to use the removing methods for precipitated asphaltenes in different crude oil production and transferring stages. In this study, the ability of microorganisms for biodegradation of precipitated asphaltenes was investigated. For this purpose, four bacterial consortiums were isolated from oil-contaminated soil, crude oil, reservoir water, and oil sludge samples of an oil field located in the southwest of Iran. Based on the results of the designed experiments, by using response surface methodology (RSM) and central composite design, the bacterial consortiums were cultured in the flasks. Three levels of temperatures, salinity, pH, and initial asphaltene concentration as the substrate were considered as the parameters of culture medium and incubated growth mediums for 60 days. The maximum asphaltene biodegradation was 46.41% caused by the crude oil consortium including Staphylococcus saprophyticus sp. and Bacillus cereus sp. at 45 °C, salinity 160 g·L-1, pH 6.5, and 25 g·L-1 initial asphaltene concentration. Also, it was observed that the negative or positive impacts of culture media conditions such as temperature and salinity on asphaltene degradation depended on the type of the available bacterial consortium. The carbon-hydrogen-nitrogen-sulfur analysis showed that carbon, hydrogen, nitrogen, and in some cases, the sulfur in biodegraded samples are less than in control samples. Moreover, Fourier transform infrared analysis indicated that the alkyne groups were less resistant to biodegradation and were eliminated thoroughly after 2 months of incubation. In addition, alkane components were partially removed in treated asphaltene fraction. The parameters of culture medium were optimized by RSM, and besides, their effects on the performance of bacteria in the asphaltene biodegradation process were discussed. The validity of some available kinetic models to describe the behavior of the studied bacteria consortium was investigated, and it was observed that Tessier, Moser, and Contois models accurately predict the values of asphaltenes and biomass concentration at 30, 45, and 60 °C, respectively.
中文翻译：
各种分离的微生物联盟对原油中沉淀的沥青质生物降解过程的影响。
石油工业中的严重问题之一是沥青质在不同的石油生产阶段（包括地层，井眼，生产油管，流水线和分离单元）的沉淀和沉积。这种现象导致石油生产，加工和转移的成本急剧增加。因此，似乎非常有必要在不同的原油生产和转移阶段对沉淀的沥青质使用去除方法。在这项研究中，研究了微生物对沉淀的沥青质的生物降解能力。为此，从位于伊朗西南部某油田的受石油污染的土壤，原油，储层水和油泥样品中分离出四个细菌聚生体。根据设计实验的结果，通过使用响应表面方法（RSM）和中心复合设计，细菌财团在烧瓶中培养。三种温度，盐度，pH和初始沥青质浓度作为底物被认为是培养基和培养生长培养基60天的参数。沥青财团包括腐烂葡萄球菌（Staphylococcus saprophyticus sp。）引起的最大沥青质生物降解率为46.41％。和蜡状芽孢杆菌 在45°C下，盐度为160 g·L-1，pH值为6.5，初始沥青质浓度为25 g·L-1。另外，还观察到培养基条件（例如温度和盐度）对沥青质降解的负面或正面影响取决于可利用的细菌联合体的类型。碳-氢-氮-硫分析表明，碳，氢，氮，在某些情况下，生物降解样品中的硫含量低于对照样品中的硫含量。此外，傅立叶变换红外分析表明，炔基团对生物降解的抵抗力较小，并且在孵育2个月后被彻底消除。另外，在处理过的沥青质馏分中部分除去了烷烃组分。通过RSM对培养基的参数进行了优化，并探讨了它们对沥青质生物降解过程中细菌性能的影响。研究了一些可用的动力学模型来描述所研究的细菌联盟的行为的有效性，并观察到Tessier，Moser和Contois模型可以准确预测30、45和60°C时的沥青质和生物质浓度，分别。生物降解样品中的硫含量低于对照样品中的硫含量。此外，傅立叶变换红外分析表明，炔基团对生物降解的抵抗力较小，并且在孵育2个月后被彻底消除。另外，在处理过的沥青质馏分中部分除去了烷烃组分。通过RSM对培养基的参数进行了优化，并探讨了它们对沥青质生物降解过程中细菌性能的影响。研究了一些可用动力学模型来描述所研究细菌的行为的有效性，并观察到Tessier，Moser和Contois模型可以准确预测30、45和60°C下的沥青质和生物质浓度，分别。生物降解样品中的硫含量低于对照样品中的硫含量。此外，傅立叶变换红外分析表明，炔基团对生物降解的抵抗力较小，并且在孵育2个月后被彻底消除。另外，在处理过的沥青质馏分中部分除去了烷烃组分。通过RSM对培养基的参数进行了优化，并探讨了它们对沥青质生物降解过程中细菌性能的影响。研究了一些可用的动力学模型来描述所研究的细菌联盟的行为的有效性，并观察到Tessier，Moser和Contois模型可以准确预测30、45和60°C时的沥青质和生物质浓度，分别。傅里叶变换红外分析表明，炔基团对生物降解的抵抗力较小，并且在孵育2个月后被彻底清除。另外，在处理过的沥青质馏分中部分除去了烷烃组分。通过RSM对培养基的参数进行了优化，并探讨了它们对沥青质生物降解过程中细菌性能的影响。研究了一些可用的动力学模型来描述所研究的细菌联盟的行为的有效性，并观察到Tessier，Moser和Contois模型可以准确预测30、45和60°C时的沥青质和生物质浓度，分别。傅里叶变换红外分析表明，炔基团对生物降解的抵抗力较小，并且在孵育2个月后被彻底清除。另外，在处理过的沥青质馏分中部分除去了烷烃组分。通过RSM对培养基的参数进行了优化，并探讨了它们对沥青质生物降解过程中细菌性能的影响。研究了一些可用的动力学模型来描述所研究的细菌联盟的行为的有效性，并观察到Tessier，Moser和Contois模型可以准确预测30、45和60°C时的沥青质和生物质浓度，分别。另外，在处理过的沥青质馏分中部分除去了烷烃组分。通过RSM对培养基的参数进行了优化，并探讨了它们对沥青质生物降解过程中细菌性能的影响。研究了一些可用的动力学模型来描述所研究的细菌联盟的行为的有效性，并观察到Tessier，Moser和Contois模型可以准确预测30、45和60°C时的沥青质和生物质浓度，分别。另外，在处理过的沥青质馏分中部分除去了烷烃组分。通过RSM对培养基的参数进行了优化，并探讨了它们对沥青质生物降解过程中细菌性能的影响。研究了一些可用动力学模型来描述所研究细菌的行为的有效性，并观察到Tessier，Moser和Contois模型可以准确预测30、45和60°C下的沥青质和生物质浓度，分别。
更新日期：2020-02-25
中文翻译：
各种分离的微生物联盟对原油中沉淀的沥青质生物降解过程的影响。
石油工业中的严重问题之一是沥青质在不同的石油生产阶段（包括地层，井眼，生产油管，流水线和分离单元）的沉淀和沉积。这种现象导致石油生产，加工和转移的成本急剧增加。因此，似乎非常有必要在不同的原油生产和转移阶段对沉淀的沥青质使用去除方法。在这项研究中，研究了微生物对沉淀的沥青质的生物降解能力。为此，从位于伊朗西南部某油田的受石油污染的土壤，原油，储层水和油泥样品中分离出四个细菌聚生体。根据设计实验的结果，通过使用响应表面方法（RSM）和中心复合设计，细菌财团在烧瓶中培养。三种温度，盐度，pH和初始沥青质浓度作为底物被认为是培养基和培养生长培养基60天的参数。沥青财团包括腐烂葡萄球菌（Staphylococcus saprophyticus sp。）引起的最大沥青质生物降解率为46.41％。和蜡状芽孢杆菌 在45°C下，盐度为160 g·L-1，pH值为6.5，初始沥青质浓度为25 g·L-1。另外，还观察到培养基条件（例如温度和盐度）对沥青质降解的负面或正面影响取决于可利用的细菌联合体的类型。碳-氢-氮-硫分析表明，碳，氢，氮，在某些情况下，生物降解样品中的硫含量低于对照样品中的硫含量。此外，傅立叶变换红外分析表明，炔基团对生物降解的抵抗力较小，并且在孵育2个月后被彻底消除。另外，在处理过的沥青质馏分中部分除去了烷烃组分。通过RSM对培养基的参数进行了优化，并探讨了它们对沥青质生物降解过程中细菌性能的影响。研究了一些可用的动力学模型来描述所研究的细菌联盟的行为的有效性，并观察到Tessier，Moser和Contois模型可以准确预测30、45和60°C时的沥青质和生物质浓度，分别。生物降解样品中的硫含量低于对照样品中的硫含量。此外，傅立叶变换红外分析表明，炔基团对生物降解的抵抗力较小，并且在孵育2个月后被彻底消除。另外，在处理过的沥青质馏分中部分除去了烷烃组分。通过RSM对培养基的参数进行了优化，并探讨了它们对沥青质生物降解过程中细菌性能的影响。研究了一些可用动力学模型来描述所研究细菌的行为的有效性，并观察到Tessier，Moser和Contois模型可以准确预测30、45和60°C下的沥青质和生物质浓度，分别。生物降解样品中的硫含量低于对照样品中的硫含量。此外，傅立叶变换红外分析表明，炔基团对生物降解的抵抗力较小，并且在孵育2个月后被彻底消除。另外，在处理过的沥青质馏分中部分除去了烷烃组分。通过RSM对培养基的参数进行了优化，并探讨了它们对沥青质生物降解过程中细菌性能的影响。研究了一些可用的动力学模型来描述所研究的细菌联盟的行为的有效性，并观察到Tessier，Moser和Contois模型可以准确预测30、45和60°C时的沥青质和生物质浓度，分别。傅里叶变换红外分析表明，炔基团对生物降解的抵抗力较小，并且在孵育2个月后被彻底清除。另外，在处理过的沥青质馏分中部分除去了烷烃组分。通过RSM对培养基的参数进行了优化，并探讨了它们对沥青质生物降解过程中细菌性能的影响。研究了一些可用的动力学模型来描述所研究的细菌联盟的行为的有效性，并观察到Tessier，Moser和Contois模型可以准确预测30、45和60°C时的沥青质和生物质浓度，分别。傅里叶变换红外分析表明，炔基团对生物降解的抵抗力较小，并且在孵育2个月后被彻底清除。另外，在处理过的沥青质馏分中部分除去了烷烃组分。通过RSM对培养基的参数进行了优化，并探讨了它们对沥青质生物降解过程中细菌性能的影响。研究了一些可用的动力学模型来描述所研究的细菌联盟的行为的有效性，并观察到Tessier，Moser和Contois模型可以准确预测30、45和60°C时的沥青质和生物质浓度，分别。另外，在处理过的沥青质馏分中部分除去了烷烃组分。通过RSM对培养基的参数进行了优化，并探讨了它们对沥青质生物降解过程中细菌性能的影响。研究了一些可用的动力学模型来描述所研究的细菌联盟的行为的有效性，并观察到Tessier，Moser和Contois模型可以准确预测30、45和60°C时的沥青质和生物质浓度，分别。另外，在处理过的沥青质馏分中部分除去了烷烃组分。通过RSM对培养基的参数进行了优化，并探讨了它们对沥青质生物降解过程中细菌性能的影响。研究了一些可用动力学模型来描述所研究细菌的行为的有效性，并观察到Tessier，Moser和Contois模型可以准确预测30、45和60°C下的沥青质和生物质浓度，分别。
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