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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' ?/ f5 f u$ ]' ]
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......
2 Q) {9 Z8 G3 ?6 s( M% `, S$ M+ U! B- l; P$ M5 i1 J
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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
+ K: L+ B- d0 W z d8 vAn 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)
+ L- i( G! r% c0 L% M- { b 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
! S5 N- X2 ]7 M$ H 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。 & b" x E+ q) j7 B: ?
1 材料与方法 & h; S+ i3 `+ _
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。 ) g t; d& U% W: `4 i$ b
表1 ZL1菌株正交试验方案及试验结果 ( q7 W" j' }9 O+ Y5 L
7 {' x0 Z8 ?# \2 r4 t
8 A) U2 P7 [3 U# z2 M- Y/ j; a5 V c% ]6 T( } U+ N
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分组号- s( b0 O( W! L s( {
因素8 A, Z! Z! j% B) V8 U9 t
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)2 C9 R5 u @8 j& N
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4 |/ m3 n7 v0 f! P$ j% P D& Z, k- a' Y; m1 f! o4 l, d
K3* ?1 I/ J0 e) l3 V7 q/ `* U2 E
1020 K1 n/ l! S$ E9 T; G: [
144 P' Z) @3 c7 _& }
165! L2 B" U1 h) O2 o |
8 c0 f5 m/ c$ Y( w/ A6 p
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0 Z: h8 I& {) u- Q0 D; h3 V2 Z
R7 O" s; B, ~; k4 e4 F3 v) R) S
128
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146 F/ @: K8 h) e" d7 q
; ]1 Y- \& r! f0 `0 H ) m& e8 Q% |8 k3 T" s
表2 ZL2菌株正交试验方案及试验结果 % p) V- a& z+ U) k+ u
$ M. q2 u8 l& E O; t
$ x2 V, y+ k; z: _: O0 h- I9 i4 u- o# E+ N' b
: v0 _, _! T. c. ~
分组号" C: ~5 t) V$ r, t7 Y2 k4 W+ U
因素) W4 b8 }) Z1 ^8 Y4 k' U
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
* b; ^1 i; g+ w降解测量ρ（油）/（mg.L-1)- ^# U' n$ S+ k4 V
5 x3 a& V% V6 R
温度/" \: y0 M: d0 e" `
ρ（油）/（mg.L-1)- N2 M$ p5 ~% R& k
pH值: {( S5 P7 D) D2 j4 N: l" C
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368
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6.0" _% s4 {3 `0 Y; W; Y
267
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161 p0 H7 s4 ?' X; ^' B) w3 z
25
: Z* Y! x1 m/ E( v2 \ + S& H0 }& j. T9 y! m1 w5 @* [
5 ?" p' l- V# e1.5 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。 , O+ I! p, u$ _0 u. G, H- R2 ?; ^- c* n8 N
2 结果分析 2 P( C: {8 E) [- [. ]) v; `
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。 . k8 E5 e- i0 U( [
表3 4株机油降解菌形态特征
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: _. S8 f, I7 b5 g. t1 c$ t% c3 U, ?$ t9 U
6 o$ K% M- b7 c5 K% V
9 G6 {2 F' g* R1 B; L m1 U! {( m9 J, C形态特征& f- d1 |5 @ B8 _$ R- W; k
ZL19 P7 ?9 f! h" ?& P' [$ i( R0 G6 u
ZL2
; ^5 ^7 c' p$ n/ R# lZL3
: @0 l. F( w3 H2 MZL4/ d* G% K. e! a* P) n2 g
: S: S2 W: n+ u- S, Q0 n
菌落颜色
" c0 v" [/ z) J' L" |; O粉红( k6 L" W6 y |3 ^9 Q) g/ ^7 ^
淡黄
4 N. e+ N8 @1 g2 L {, J/ E淡黄% l- c. e& e; c+ d
粉红0 x% o8 \9 X( |7 [- P
6 _+ D& F4 r; m4 V; F+ H
菌落形态
. a' c0 h; \1 c+ z' p; m# s不透明，微隆起，全缘，' `7 p) b) Z: H$ y" B, _: T( ]
半透明，圆形/ K4 L! a5 _/ Y: I" H1 E( C
半透明，圆形，隆起，5 R5 z% @, H+ i+ v
不透明，米粒状突起，
1 B4 Q7 Q4 W1 n0 k9 I5 r/ \/ z7 J6 V
. I; F0 S+ q: V3 H; v" `" j" D; m光滑，有光泽
0 G5 Q/ @$ ] @' e8 k* Y* L( t& u1 F光滑，较干燥
; l/ a: R! Q) Q6 ? D5 M/ \* T) h光滑，有光泽
% Q/ G; d) B2 W5 N较湿润; m+ A2 J0 K5 }8 P5 G. ?
6 H4 N; {3 B- u0 O& H5 c7 ^菌体形态7 V2 K6 f. N' c: B& ?( @2 G
短杆! S, f1 i8 N& \2 y3 L* V0 q; J
球形
6 n9 H! ?* d# e, Q9 I' z杆状. g8 V2 ]1 D9 F5 d P
丝状5 n' f) G7 |2 j6 @- {, o
* @( B4 k, V( E9 N! b3 g菌体大小/μm* c/ O% B$ N, X) F, ?. s7 l
（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
3 q9 k+ ~5 v- i; w1 _Φ0.3
1 }) J" ^9 W5 W) w6 l（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
0 i$ j9 _+ E* c0.2×(6-60)
+ L% z$ ?4 }1 o5 y: }0 G; Z# E* a- t2 y$ ^
革兰氏染色7 ]0 @9 Y3 U, y
G G- a' u+ Z$ w, p9 ?6 e) T
G
7 R9 X3 [+ J, ]G6 ?% n/ u, Q$ {# X Z4 o
G) _! a' m1 Z8 \0 H/ i
' u- M) [" E$ \1 W6 h初步鉴定
, x8 I2 h" U( T6 y2 o1 X% T黄杆菌属+ {- W: Q2 O. E6 a$ V
微球菌属
# y) g8 `" I( L/ }% h假单胞菌属6 W: F% P$ h0 s; N
酵母菌属
/ o- ^1 u3 S* i) a4 P. v2．2 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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7 o2 m& P6 ]! E1 V$ w: _6 |$ d4 _3 结论 ) b7 I: s* j/ e: u2 B' `5 a. Y
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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* q' X9 F$ D! [6 s2 \5 \) ?' @/ y 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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