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1 K+ v7 A/ J C3 ?. T. N 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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中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009－2455（200）06－0032－03
6 W: _4 Z: ^9 d" qAn 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) 8 U% ]) B( p0 u
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 ; `4 X( Y' ?) t+ f% u3 }. t
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 Y8 e9 S# L% c- y, T
1 材料与方法 + x; r9 |+ `7 b( K. G0 e7 F" t9 R
1．1 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。 5 y* D# o8 W! H! P* y% [3 m/ r& ~; O
表1 ZL1菌株正交试验方案及试验结果
9 L6 ]6 n# k* ^ [; H6 _7 o: A3 ` E8 x
. g% c& }- o) R$ b* z2 s8 ~& g9 T, R v7 m/ h# u8 R
4 a: v) I& ]5 ]& g M& i6 T k分组号; t- p: f! N8 F& W
因素" w1 R& M0 }: C9 F' f1 M/ q
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
( E; s9 Z% E: e* R& y7 ~降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
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25
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25
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7.0$ m# Z6 Z. f& ~6 E% d% h
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264
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220 h" S* w% Z) } h
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824
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6 p, s- R: ^2 l1 _170
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537
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K1; B$ Y) U& L2 }# g; A
230- n2 N! q" e v7 {! E% g
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4 o. k6 i, Z9 L: f# M+ g
K2) P2 O" L) C8 f$ W4 R
182: Y! F' H) b. x, E' B
183$ Q8 \; L' R- K6 P! ]* E& F9 ~
179
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5 T% F- ^5 l' j- x- k
) ^# {7 U8 r5 w7 y4 D2 d, @: iK3 E, b- i- v& N* C9 T& s/ B. f
102
# F1 f5 R, c# p* y) I144
[# U2 h L3 I' N165
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6 e5 Y6 \+ V% C% d8 e* DR
l8 h8 _" u2 p7 U1 [: i% P128* R2 \5 z; L) k' O( e
44- W! L+ P/ J/ t
14
/ V, S4 h# M- Z+ I) i9 W 9 X) T5 Z" l5 W
% H: d2 Q0 v: J4 p1 C6 }- j表2 ZL2菌株正交试验方案及试验结果 3 ^! B7 v! K3 ~. S- U1 _ S! ~/ G
1 f$ Z- t; k ^7 ?( C2 `- Q! P( B g+ i4 x$ S. l9 F# B
$ E. i1 y( c- k8 z# o5 a' ]4 J( P: P
分组号8 [. L0 y* [9 s+ v, o+ K; N8 R+ e+ u
因素
0 f- J- F& g& w. s, ]/ r- k测定结果ρ（油）/（mg.L-1)6 _3 Q% q* p3 b$ x# [, i2 H' _" p
降解测量ρ（油）/（mg.L-1); P# O, D% O0 R8 j' K
4 D2 O5 q1 z- W+ {/ m/ E
温度/$ n1 C+ p! b- l- V
ρ（油）/（mg.L-1)
$ }% M0 t- X: I2 y3 n% E. V% G7 HpH值9 X% i. m9 k- \. A9 P( W- ^
! n, i4 y+ Y+ P* s$ w7 r5 V, Y1
! ]5 p6 w3 _1 S6 q( z, ^25( }# W9 z; e. K: b8 O7 K. F- R; Y
368' p4 ]& ]) s1 e; ]
4.08 t% W+ ]7 f' H5 G! _% H5 C
69' d+ h1 T0 N p* S7 ]
299
: k3 g6 ~" p; ?' b' B3 O4 y
. O4 D- V0 p0 J/ R2
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6.0+ n4 B; y( Q \, B" A
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( i% N2 O& g) t; z. w* z% v% g307
, c1 @+ G- w0 I2 m% Z7 P0 `6 i9 k0 `* w
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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。 ) E& e9 k+ T8 v j
2 结果分析 : Z* B( ~7 [: \/ h, e! I
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。
- u _( r* Z$ [, O) d表3 4株机油降解菌形态特征 6 x6 ?% D7 [+ k6 y7 t
8 U. l5 N& I9 P% ]4 C- l7 a
: ^0 A1 @6 M1 t: Z" `" C& c
& x8 [5 }# `$ V' m; j6 t
4 U" ]/ i- h% m: q3 {形态特征
8 A5 R7 n5 |/ tZL1
4 p' v. x7 Z9 c4 kZL2( C. K1 V9 B, s8 }; F
ZL3- E5 ` _0 S9 F( e6 H+ O, W
ZL4
, G5 t- f {* `- z& T; f* F% m' d& j' a: M
菌落颜色
2 u8 F5 A4 `6 Q& y8 @6 }6 w粉红9 w. y. P4 U3 L7 H4 S; U% N: k
淡黄
. ]0 e, F! n. l- e# j淡黄
4 a1 r9 Q, ?! N; P5 p0 U2 Q粉红6 w( j3 _" I: r- m4 s" `
8 y! W- Q* X3 d
菌落形态& C0 z! b/ V5 c, q$ w
不透明，微隆起，全缘，5 j4 N7 L% y" R
半透明，圆形
& b; `$ |9 J+ A半透明，圆形，隆起，3 z# X: ~/ u& y' C4 R5 h' ~
不透明，米粒状突起，
: } @& }' ^9 B2 x9 d$ _. K$ H$ d
/ m5 D: B4 X: t1 k. o3 Q; Z J; X
' ]# I% p2 Z# \4 g5 u! E光滑，有光泽. D/ _) y% L# e: K, ]2 D, a
光滑，较干燥
9 [1 V' J( Y# J5 I0 g光滑，有光泽5 D' B B" ~: J% J% ]! `/ F
较湿润* A' X7 ^& D6 o4 Q
8 _, S; [0 p' c. ^ x/ R; ]; l
菌体形态
0 P7 E: ?$ |( A$ y o, m' [/ b6 P短杆
% T0 l6 V; [* s4 L# w球形& `2 ?* W3 @ X4 l, z6 x' k
杆状
/ y7 O1 \9 ^6 o丝状
, s9 S V/ {4 t( {" J4 {- \0 P( m5 |: O5 x* u9 l/ g1 T- V, Z; c
菌体大小/μm
% ~' N! x3 c$ M. H3 U' ~8 N, z7 |（0.3-0.8)×(0.6-1.0）8 r, M0 x4 d9 b0 \6 s6 l! B
Φ0.3
% u0 U# P- g* B ^' W: v$ h（0.5-0.8)×(1.3-5.0)( s, F Z6 a; k# z9 D
0.2×(6-60)
3 O5 } S c0 l! y; \
, w- x% {. n& k/ G6 _+ b革兰氏染色
T. e; Y+ C+ H$ IG7 c2 T; M) H. x0 ~. L
G' s+ C4 D' w5 ]
G
& I6 u" J$ g! U, i9 L7 ]G5 d9 Z/ O; v% g9 S
( U; g" h# O" R5 X6 A& u
初步鉴定& L& Q7 c. I: \; H& x4 W! v
黄杆菌属
- ^' w3 r) V! l4 W* q微球菌属: k* I& ]% f4 j2 J) P; p
假单胞菌属" F! ^( \& l! i# \; G/ q- F d! e
酵母菌属
# `5 y' D9 _3 W# B8 E) O2．2 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。 2 j- N5 Y4 d5 j4 ?0 C* ^
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3 结论
, ^4 a ^6 J) Z1 q/ I$ W 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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; x b7 F0 _/ Z1 V+ {9 n 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。
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发表于 2010-2-21 20:12
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