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5 p8 k* ?5 ` p& m 中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009－2455（200）06－0032－03& N! y/ ~9 [/ O8 \' K
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, X....... `+ J A" @/ V
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中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009－2455（200）06－0032－03
[) O, W4 Z. `/ ]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) & v% v, }# u( `; r
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
* r: }# ]6 Y# K" J% [ 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。 ! F5 W8 S* j- H, z
1 材料与方法
! ^! b3 N- Y& | G6 l/ j f u1．1 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。 ) T) O. o+ [3 F4 e
表1 ZL1菌株正交试验方案及试验结果 6 t% ?& C0 T9 B$ j$ ?0 e7 w5 j
1 f! I5 N" ^& n$ r, l) `+ B2 B' R+ ?/ U3 j9 L
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因素, p" }- y P4 f5 ~) n' s
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
! ]. M* g! e- n4 J8 X降解测量ρ（油）/（mg.L-1)- \' `7 `+ w- |9 j! S5 p; P2 n
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5.0, S$ L6 S5 ]- e# p; s4 j/ j" A J1 z, B
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182
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1 s) }/ i1 R5 {6 S; I' x
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9 W% Y' S( {, K4 j2 p9 ~2 }102, V5 l- P* M6 S/ R' V* P
144, @# |( {6 }4 Z. z
165, s* d+ i! s+ t. ~7 M3 i8 |( {5 e
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. D, S' f1 T, L9 J& B7 r! k, V5 W- _
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1281 h5 B8 W4 X5 E/ G% B0 P# O
44
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8 p' m& w, i2 R; b ( x: K; G/ D9 n* A( c8 d5 g: E
表2 ZL2菌株正交试验方案及试验结果 " J8 I+ a! T' F# ? D
: }# t N. @9 }8 a
8 J( j' `- W, I0 a9 {' j2 y, s- i, }4 A# ?" _" Z0 }+ _. p
( e- U2 j5 u9 E5 ^: L% N+ e# o分组号; r+ e2 l$ w5 W3 X
因素# {3 B p* ?9 c, Q4 [
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)3 c, p) g f9 g0 s# D2 |( E" }
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
2 X2 a" S6 u9 T3 y& r5 k" S2 Y. O& i; K4 b0 {
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: C" B/ ~, c! _1 l% cρ（油）/（mg.L-1)1 r4 j- R/ O+ B* q3 ?. @3 s* E
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25# A* P) t0 ^( L! N" \
368
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69, W5 V8 ^' T: P: V8 s6 W
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7 h! m- u$ q; [) r# y1 E$ f. z
2) _& p) s; B# }: I
25, {% K/ J- U3 d1 A
574 p' N1 h' Y+ P. c
6.0
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36 D6 A( i2 i6 p$ I" y/ {
25, q1 p# g {) ?. y0 a
767
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226% K9 C6 b8 y7 ]! @5 `
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2 o7 ^1 Z/ X' f( N1 Q
8 {5 ^! |6 {. L5 cR: o ~$ G; a3 r5 u4 T: |8 p" M' T
735 O7 p2 s0 S/ {' C( }# |# N, G
164 {9 c: w& ?: d: A) k r& j
25
$ C4 e9 @" | G; N( |% u' H- u1 Y # n8 `) B9 G7 ?$ M" ?6 R, R- f! s
! D& D1 p. q1 q- l/ n) \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。 l$ \* i3 a' U+ K b
2 结果分析 ; ]! m4 ~* o, Z. J2 {
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。
5 |3 }, W! ]8 A; q+ Z6 x p表3 4株机油降解菌形态特征 # K' ~& W' S- D
2 s8 V: r# S: h2 U" S0 i9 Y$ t S5 F: }* I7 ^4 D& J3 G
. q R& i# J2 R4 t& z
L! V3 y3 y6 h! }& P/ B形态特征
7 T6 W7 m9 d6 \ZL1$ Y. n0 [. P. t" Q: A$ A$ { p
ZL2; l) Q4 C$ s5 X! m
ZL3
; i6 U4 t' x; C3 J. {0 j* BZL4
- y; J8 K. t# n% |8 M* x, u, \
6 e" J! @( g9 X+ [5 W( z: n# s菌落颜色0 i: [ n8 f! n' m% C; s
粉红1 b7 r% K) e3 }! t+ I
淡黄
, O% A5 S: ^( ^淡黄* r) n) q1 w2 k& u
粉红4 P0 k7 } t4 n& v. q
# i/ |0 ^; {3 v, ]# z菌落形态
- h1 r3 w' ~2 K8 c8 l% h: \0 ?不透明，微隆起，全缘，9 y8 }. E$ X3 K; H
半透明，圆形0 ~" }3 Q) X1 }' ]9 J1 U
半透明，圆形，隆起，) }0 A) }! d7 w" Q2 z+ S& j$ E
不透明，米粒状突起，
$ D- u: A! K3 @: G7 c9 N* F" q/ o& {3 D# m# i2 q1 a6 Y7 ^! |$ v
, W; V1 M# m. }- X! w
光滑，有光泽* k4 \+ r* J5 h) L. Q7 u5 ]
光滑，较干燥
4 G4 b$ K, S+ p3 s' ], Q光滑，有光泽& N1 V1 q2 U" \ N8 _ {: M
较湿润
* E5 }6 {( b7 c& S I \
; ?( d4 t% e1 U# n- @: G菌体形态
3 |8 L( r5 s7 I$ W" A. F短杆
2 q9 T0 J1 |; L! v4 t: C9 W球形' X) Z: e3 t6 w7 o; Q
杆状
9 e6 A- p, } P) b( m* k5 E: e丝状7 V9 _* B% K' |
' v$ m* S" ~# Z7 h, r5 z s
菌体大小/μm
& Q3 @6 k3 \ K; N1 R8 F, `（0.3-0.8)×(0.6-1.0）' s7 ^' O! a% F0 D/ o& Z8 e* S8 [
Φ0.3/ b v! i: o, d1 |9 s
（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
s, y4 p5 T0 S9 D: `9 u0.2×(6-60)
2 E M9 q* B; T* H; M0 b) Y$ L1 Z9 V- ~5 Y* Q( f; W" M( p
革兰氏染色. j% U+ {1 \/ _1 `' s
G
\' X) X8 ], E0 m- vG0 p* u. I! l9 n/ u, {, o
G
! I$ \9 g, E- p+ W7 \8 j9 |' V3 pG
8 ?: \1 ^9 ]& }& a7 g- |" G/ j9 d" L
初步鉴定
& ~" A( t6 j, X+ Z' U3 r h黄杆菌属
1 ^4 o: |3 {/ a a; U! n微球菌属) i/ e( ^& O5 D ~$ e( m" S
假单胞菌属
5 F3 I6 E6 g8 `4 Y酵母菌属
( x* i4 B" B2 V5 L" p+ _2．2 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。
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3 结论 & M L( [/ R# x9 c3 l" A
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。2 L7 \+ X& a5 U3 l+ H6 ~
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发表于 2010-2-21 20:12
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