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b t" b: q0 y- f; s 中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1009-2455(200)06-0032-03
: ?9 b n# y4 EAn 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....../ c6 d: x0 e4 ]+ @5 Q, _% J
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1 _! D6 R d' ?- Y6 |" ~- e& ?' A$ C- }" P 中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1009-2455(200)06-0032-03
1 D. D9 d# A9 e7 g ]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) : l* X! m, |* C i( F k
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 I' `7 z( r: { ?. R+ ]1 A 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。 y2 r/ V: ^9 y5 B; x( a- o5 A3 }
1 材料与方法 & S& ]+ j5 A# s9 e6 f- ^, h! N
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。 , ]& U- S* ^: N2 X o! d- ]
表1 ZL1菌株正交试验方案及试验结果 : \; V9 _' [+ {) ~. S6 k8 ^
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144
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44
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) e' G# p' K0 j( }2 T! J( ^ 9 K& I7 o2 E$ U6 Q0 w/ u
# L3 N8 V8 `3 E7 B- K( D/ O表2 ZL2菌株正交试验方案及试验结果
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测定结果ρ(油)/(mg.L-1)) S) [: U; s% j$ m2 ]! Q
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' A: _) f& J% n+ S9 l3 [0 R : C- ~$ H. f" S# w& W6 S
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。
1 V7 `2 n% _/ _5 x1 ~2 结果分析
; Q& O) c) t+ r _7 f2.1 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。 0 O2 x8 G M2 ^
表3 4株机油降解菌形态特征 M2 q3 F, v- w
7 F2 ^/ e% @" M
0 T* S" ^# u B
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) D6 u+ K+ k4 x: Y; B, C8 @! l) |: ]
菌落颜色
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粉红, i. \9 V! Y$ [ S
" M% [" ]6 d5 v' \0 g( j
菌落形态
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半透明,圆形0 A" Y' J- @# y0 A2 F
半透明,圆形,隆起,
! v6 |8 d t1 O" I不透明,米粒状突起,, q6 n/ S7 m5 ~3 j0 U7 e
( W0 D1 d# _$ W1 r! S$ E ' `( J/ U8 F6 w
光滑,有光泽, U( z* A' ^) |- |# V; D2 R
光滑,较干燥+ U) _6 D7 Y1 Z6 }* V( `" u; x
光滑,有光泽/ D+ m5 f- ~; x8 |! Z3 q
较湿润7 l, o% Y1 s3 M1 ^
+ `5 N% O0 q( ^0 o5 ^0 O, v菌体形态
9 |2 O! h- V3 O短杆: A" M$ p6 v0 M% f2 s& x
球形
& h% K" X% `& \6 l# M4 S- R0 N杆状
# m8 `5 Y4 U6 p" g* Q$ B" w( X丝状
6 h1 `# ?* {5 S! ]+ Y7 p/ B7 ?
0 w. y/ ]) r* v2 W/ T菌体大小/μm
7 {1 K0 R3 B- B( `0 P4 R(0.3-0.8)×(0.6-1.0)
9 n- @. m7 ^9 k2 B' c" FΦ0.3' }/ B* X3 u/ }7 d7 j; w
(0.5-0.8)×(1.3-5.0)- U* L2 C% A* D( ?" @, v7 B
0.2×(6-60)
4 ?- k1 Y! s. }: Y# T# I+ I5 k
2 t* |1 g/ y2 Q) x/ Z1 q革兰氏染色
) k9 {3 A% S$ ^2 g/ s$ VG2 S* X$ {! G1 D8 [
G
& H- O0 @' @- _ w* p4 r; P& t8 ~G* z; n$ Z+ ^) x0 R( d8 l3 ?, T
G# V# T* D2 {8 m. A
+ I$ m ~& y5 P% i0 g& V初步鉴定
7 @2 `5 g/ \5 r3 W黄杆菌属
% g0 c: @, S; ~! o* f微球菌属
$ B9 ?2 V2 q( v0 H5 q假单胞菌属7 ?8 q( w( K6 {+ L4 k+ f) g; x
酵母菌属
8 B1 n- S+ s4 h9 V% N+ |; w) v- r2.2 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 % P1 x& a+ J [: L, c3 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。 ! ^6 z8 l/ Z# r1 t7 v/ t s
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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。% v" B! v& m; _& S9 y% p" z! g
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