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5 w% C d: [: O, y' q 中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009－2455（200）06－0032－03
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- O& b" g) d. T ~8 P7 A }/ G1 o" E) l% H" V
1 l; A; _5 p5 m8 F& M9 t6 i# ~, W 中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009－2455（200）06－0032－031 t) ~# M# H1 m$ S4 t
An Experimental Study on Microbiological Treatment of Lubricating Oil-Contaminated WaterLlU Qin-ya, ZHOU Hai-dong(College of Environmental and Spatial Informatics, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221008, China) * j! G' I; M( p+ m% x
Abstract: Two strains of high-effective, lubricating oil degrading bacteria, ZL1 and ZL2, were screened out from oil-contaminated soil, which were preliminarily identified as flavobacteriun and tnicrococcus. The effects of temperature, oil content and pH value on their oil-degrading capacities were dletermined by orthogonal experiment of growth conditions. A degrading capacity experiment was carried out with an initial wastewater oil content of 270 mg/L. The experimental results showed that the oil removal rates by the strains ZL1 and ZL2 from the in-oculum in about 2 days were up to 67. 9% and 76. 2% respectively and the adaptation range of strain ZL2 to oil content and pH value was wider than that of ZL1. Key Words: lubricating oil; oil-containing wastewater; wastewater treatment; microorganism; flavobacteri-un; micrococcus
& V& D3 R5 l9 R( s8 U% n. x 近年来，国内外对石油及兵产品的微生物降解研究常见报道，却鲜见机油废水微生物降解方面的研究。本试验目的是通过常规微生物驯化方法，以市售机油为唯一碳源，从油污土壤中分离筛选出机油高效降解菌株，并对其生长条件及降解特性进行研究，以期进一步应用于含油污水的治理。 0 {8 \" K5 ]& m; B
1 材料与方法
9 Z* n2 J0 [8 j4 k4 Z6 N1．1 土壤样品 某石油库贮油罐附近的石油污染土壤，取样3份，按含油量由多至少编为1＃，2＃，3＃。1．2 培养基 本试验选取两种无机基础培养基，（用蒸馏水配制并高压蒸气灭菌），编号分别为1＃，2＃，组成如下： 1＃基础培养基：p（KH2PO4）＝0.5g／L，ρ（K2HPO4）＝0.5g／L，P（MgSO4·7H2O）=0.2g／L，ρ（NaCl）=0.2g／L，p（CaCl2）＝0.1g／L，ρ（NH4NO3）＝1.0g／L，MnSO4痕量，FeCl3痕量。 2＃基础培养基：p（NaNO3）=2.0g／L，ρ（KH2O4）＝0．2g／L，ρ（MgSO4.7H2O）＝0.2g／L，ρ（酵母浸膏）＝1.0g／L． 含油培养基是向上述无机基础培养基中加入适量机油。固体培养基中加入质量分数为0．2％的琼脂。1．3 优势菌筛分试验1．3．1 选择富集培养 称取土样各10g，加入到500mL1＃含油培养基（含机油4mL）中，调pH值7.0，通气恒温30℃培养48h后，分别移取上述培养液5mL于45mL1＃，2＃含油培养基（含机油2mL）中，恒温30℃振荡培养。1.3.2 平板分离 制作1＃，2＃固体含油培养基平板苦干，用接种环蘸取振荡培养较好的菌液在相应平板划线，恒温30℃培养48h后平板划线分离，重复数次。选择生长状况良好的菌株进行平板扩大培养。1．4 生长条件正交试验 在保证供氧和氮、磷营养前提下，选择温度。油的质量浓度（以mg／L计）和pH值作为本次实验的三个因素进行三水平实验，方案见表1、表2。将平板培养48h的菌体刮下，5000r／min离心5min，分离得到湿菌体。向方案中每个样品加入0.5g湿菌体，培养60h后测定样品中油的质量浓度。 " {- g7 {$ Z u7 w) U3 B
表1 ZL1菌株正交试验方案及试验结果 ' `! W0 S9 b1 O+ {& l- [! Z
: T* q f( `8 z; c1 o. @9 f5 h4 ^
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分组号. y2 s0 @$ t5 [6 _$ d% R7 H
因素
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}9 c Y) ?) L ~+ j9 O7 o3 q* J
3
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7.04 g5 W7 t S7 X# S% O
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v: {/ b! A: O9 a, p0 F3 Z35/ Z* s) V" A0 d) o# W
4242 Y4 d9 }8 d* r; o' B
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7.0% i$ z1 B7 F( T+ h+ m
755
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690% L& E3 [0 ?8 k
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433
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188
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' c* Q9 N: e& R0 d) W& S0 A
/ `% _, [ [- o, h
, x+ H P& w+ W2 uK2) E3 u2 C( t/ E$ G/ L* u
182 B* F* p! ?7 b9 Y% F/ T; s
183
" g$ Q4 m$ W$ M2 i* A179
7 |& v+ @) _( S* ]8 |
1 T7 w/ G# H* m1 z8 [) y% R- |
3 N) J1 Z# D. F% B
1 G5 F4 x) e' |. X5 b3 L+ _9 VK3
9 n- v5 T# b* ^' N- |102# `& v$ q( ?, s/ L" E e
144
$ w/ u# m( u- k! T% ] X0 x165- t% b$ c) V5 B3 A5 V. P* C
6 ^" d" T6 p4 Q
% a: W, |* x: [' r$ n0 S @
# \) W$ i) R$ ?9 nR4 S8 Q- \5 I, z$ U1 X, \
1284 Y4 ^3 {" y w+ r: \6 |) r* C8 O) t% z
44
& P- S# Q9 ~0 T& z5 X' X# |7 }$ ~- r( o2 X14
9 I0 h& G: k: k) o & i0 V7 n% k3 I* f& W
9 ]2 ]4 V0 X+ [; D1 [% g表2 ZL2菌株正交试验方案及试验结果
/ H& z( `( @4 u3 B* h0 @) b$ P0 k0 l* p
- ] O5 L. W5 G
) m4 n2 P9 F) f7 |0 ~# a( k
, L" | t2 \6 j f' _ O分组号
8 \; {. p1 F; R1 k8 w因素
( v0 v" U7 B: ?9 i# [8 ~测定结果ρ（油）/（mg.L-1)+ J3 b: W/ x. o/ C7 S1 T/ @
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
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$ z/ ?) H2 u+ [8 q7 `+ r温度/ s/ w4 e+ E/ X! ]- U
ρ（油）/（mg.L-1)
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368& \9 r3 b' R& |; f% x
4.0 l) {! W- u4 o
69
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7 Z3 h) c4 I, U$ k
25 @$ m0 z+ R, y7 Y" W: ?# `) Q& M
25
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6.05 b' P1 Q+ _2 N( J7 c% {
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307* Y/ j; x' ]3 A% s* y Z+ g/ U
+ z( |1 {7 x3 B1 p" P3
; V( v) t: I; r. E% U$ n8 h* Z25% s H( m" k! S9 K) A' I* z
767
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$ S2 Q- F3 O+ v4 v479/ o2 r. p5 [5 ^ s' g; Z
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4
6 w7 P7 L1 y& u7 y/ I( `; n302 q3 C' E X/ S9 n7 J1 h j6 r
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, O: \% d+ a1 ^7 A6.0: \! X; b/ r) T1 I' W- H( s
354
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8.00 Z5 x$ W* x& r0 S. Y
296
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232
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# I1 S% A/ N+ p, o3 ?. E, b7668 h0 `0 O( b. G: n: R9 M
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840
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K1$ A+ G; v7 T! @* W
275
& M b/ x/ Z) F; s, ~256
9 o& M/ j' g% P5 R8 L: V/ q* b! Z* h255
( ?; c, V1 W6 r+ l# k, T
' y+ \- |$ J& G 9 u' j7 _ Y) c& D3 Z+ b% A _1 _
7 U2 |* Q* o' ~$ G
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299 u8 |9 d* _; w- c! E; h1 N: m
272
9 G# Y5 ]* e, n2 z# G2 v/ R280
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$ D# p$ O& T, D$ O; m9 ]
# |( c2 ~! c0 z9 n* ?0 n- H9 w
K31 I" O1 v6 r% z
226
& g0 I# Q8 P) Y- ]2715 x3 q0 q3 A( G: Z2 s
2646 v: `8 }8 U( ~
9 c5 V+ z2 F0 S: e4 w5 O2 ]0 ?
) D0 t F/ k3 N3 C9 u; D: E. v! b5 M; X5 B* s: s+ m M
R( Y- q" ^# M$ N( r6 x- J$ _" W
73
# a5 F; z! v* N9 J16
. _; t, o8 w" A! Z9 q% t251 \7 ]4 w% p1 f" r7 k
3 y( z- c/ y% w- o / I7 J' x. l) U" D
1.5 降解能力试验 配制机油质量浓度为270mg／L的含油培养基1L，投入小型间歇反应器中，加入离心分离得到的湿菌体5g，通气恒温30℃培养，间隔12h取样测定其含油量。1．6 测试方法 用紫外介光光度法测定。 " F/ ]3 \2 M0 h) ~
2 结果分析 1 i1 H, z! z, V8 u
2．1 优势菌筛分试验 富集培养过程中，1＃土样的培养液出现的泡沫较多，乳化现象明显，菌液也较为粘稠，分离出较多的菌株，说明土壤中的石油烃能刺激石油降解菌的生长。经过选择富集培养、平板分离出4株以机油为唯一碳源的菌株，编号为ZL1，ZL2，ZL3，ZL4，性状见表3。进一步培养后筛选出降解性能较好的ZL1（1＃培养基）和ZL2（2＃培养基）进行正交试验和连续培养试验。
* e+ C3 ~+ \$ O0 z* k5 \表3 4株机油降解菌形态特征 # c% k: ?$ C9 c- O/ u( J: n: M
0 N, C- T- L9 W5 i! K( j7 e: C! W5 D
# V3 S/ C8 [% q. U7 t6 N
5 a) C% ^# ]( y0 y形态特征
+ W, M- \7 \# r9 A7 kZL1
- u$ x2 J5 K6 _3 c3 G) RZL2
1 m5 z' e- j- a% wZL30 X1 h: V/ ?7 R- ]! c. m- `8 ]
ZL4
" o/ H1 M& D- `5 t1 X& f$ m* [* ]$ k6 I% @ f
菌落颜色
( c( L8 w: h T# }% e* k7 n粉红; L/ E& x6 C+ s1 Q" N! E3 l- R
淡黄4 u* @6 P( m% P( {
淡黄
! U4 o: G1 v5 c8 ]粉红
: ]& |( Z W7 H- U2 J2 [- l% S3 Y- @
& `3 G' a( O; s' L; r2 w1 Z" g菌落形态
/ Y8 i' I+ l7 s3 ?3 h) K& y" B. N/ b不透明，微隆起，全缘，
' v: b' U* \( ^: m; O$ l0 W& c半透明，圆形9 Y) r8 i* @6 a7 K) d) L
半透明，圆形，隆起，
( r" @* S, {( b/ W不透明，米粒状突起，1 @, r- A% L6 Y% R
5 h: V3 z" W! U" t5 Y: l
: |. r& |3 [( }光滑，有光泽
$ ]) Y/ ^& i5 H1 s \- ~% h- ~光滑，较干燥
& i: a% P3 g+ b光滑，有光泽" l2 a: P; x& e: y- L% B, p0 n
较湿润( T U, Z' d+ z
v4 s9 |& r" k; H
菌体形态
_: B$ I" V8 A+ O" n! e% x短杆
/ W+ e! D) \5 U; ~5 |) r' m! t3 i$ z: h球形2 I1 O' R5 M w4 |+ ^, |9 ]
杆状
! o. N) Y/ {, k: }$ h7 [丝状5 m5 L/ J! ?: v. ^
/ J' c& N$ `4 s3 m- q9 R9 m
菌体大小/μm7 k" p$ Z) A5 D9 L) y3 e
（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
* f/ I9 _/ v. f8 B0 S+ Z- [Φ0.3
% N. f% d" @4 {/ g7 X7 h7 _（0.5-0.8)×(1.3-5.0)+ N3 r+ d# D" w; q* J7 ~
0.2×(6-60)
2 X0 v) P& k+ {0 }% g, ^$ }( R; }. B% U
革兰氏染色
$ k& x& ]1 |) B, p. D$ j$ QG
+ ~1 w. G; U4 V. PG4 V' M/ |' i6 Y3 J# D6 {4 v; F
G3 v$ ~7 i2 G) y9 r7 q; _ @
G
6 U; H0 W) N4 \* R
, c( U2 _& ]0 c; g. i! m' e# q初步鉴定7 H! o# n, U R' ^+ {4 E0 [
黄杆菌属& F: g% D, v& N9 e
微球菌属 M' Y, l! s; T% L$ s C
假单胞菌属4 I, h6 I, M5 T1 E" D: n, _
酵母菌属
" F+ s: A1 U, \- W& R1 l4 I* Q2．2 生长条件正交试验 ZL1，ZL2菌株按设定的正交试验方案进行试验，测定其剩余含油量，以降解油量作为考察指标，计算结果见表2、表3。分析极差值R可以看出：ZL1菌的R温度为128，ZL2菌的R温度为73，均为最大极差值，说明温度是影响降解效果的主要因素。25℃ZL1菌降解机油能力较强；油质量浓度越低降解效果越好；pH值为7时，降解效果最好，说明ZL1菌适于在中性条件下生长。30℃ZL2菌降解机油能力较强；机油的质量浓度在368-767mg／L范围内对降解效果影响不大，以ρ（油）=574mg／L时降解效果最明显，还应进一步扩大试验的油含量范围以确定油含量对ZL2菌降解能力的影响；pH值在4－8范围内对降解效果的影响也不显著，其中PH值为6时降解效果最好，说明ZL2菌较适于在中性偏酸条件下生长。2.3 降解能力试验 向1L油质量浓度为270mg／L培养液中投加5g湿菌体进行间歇培养，考察ZLI，ZLZ菌的降解能力，结果见图1。由含油量与培养时间关系曲线可以看出：ZL1，ZL2菌被加人含油培养基后很快适应环境，随着培养时间的增长，含油量不断下降。ZL1菌在30h左右去除率达到最大，后含油量下降缓慢，到60h左右曲线趋于平直；ZL2菌在20h左右去除率达最大，48h左右曲线趋于平直。曲线说明ZL1，ZL2菌适应能力较强，ZL1菌在0－60h内生长旺盛对机油的去除率可达67．9％，ZL2菌在0－48h内生长旺盛，对机油的去除率高达76.2％，试验后期降解曲线趋于平直，含油量基本不再变化，可能是由于机油中的一些重组分难于降解的原因。 . @) i. C/ r' c" |% S
% O3 F$ |# f( M3 结论 1 _8 I. y( x; u
①石油污染土壤较适于做高效石油降解菌驯化菌源。筛选到两株高效机油降解菌ZL1，ZL2。通过正交试验得出ZL1黄杆菌属适于在25℃，油的质量浓度在424mg／L左右，中性条件下生长。ZL2微球菌属适于在 30℃，油的质量浓度在574mg/L左右，中性偏酸条件下生长。 ②温度对ZL1，ZL2菌的机油降解能力影响较大。ZL2菌的PH值、机油浓度适应范围较广，有较好的应用前景。 ③ZL1，ZL2菌对初始机油质量浓度为270mg／L培养液的去除率分别达到67.9％和76.2％，混合菌株的降解效果有待进一步研究。
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作者简介：刘勤亚（1977－），女，河北石家庄人，环境工程专业硕士在读。- ?$ P4 A- l, v. q2 L& U
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狗仔卡
发表于 2010-2-21 20:12
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