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3 S1 C0 L) G7 j% B) v6 p1 Y 中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009－2455（200）06－0032－037 r6 ^2 I+ _" ^' v0 M
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1 J7 P7 h$ ?0 l) d1 b 2 W7 k0 X+ |* D) t3 }4 q+ I+ c
9 v. V% i' d: j3 r3 @+ E. O" s+ Y1 K+ `" a) k) _! i
$ ^7 C- Z9 A0 i2 S% d& M 中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009－2455（200）06－0032－03# L& N! G5 ?7 N) G1 u) u* V0 }
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)
$ x6 c* |# N8 |$ l0 w/ L. D+ F 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 j' }' p& `; i1 `. U9 Z 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。 8 b/ C+ I! i* ]0 F, G- X
1 材料与方法
7 V3 F! B7 O* R8 D1．1 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。
& m$ A, b( V! ]! x$ j5 M! l% }" i4 J表1 ZL1菌株正交试验方案及试验结果 5 y( o( j1 b% K. V5 g- O9 M: `8 A0 h
( \; K h: z# q4 k, x( U: P
8 b6 \* F, W5 r# G4 ~1 t& a3 N$ I* z" l, _
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分组号
- F: @% R5 L) ~& @: k因素
$ Y) K1 ^% @# q, o测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
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6544 j0 z/ V' S6 b$ ]/ b
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35' n$ r" E8 z0 z, a$ H
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7.0
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2 @0 E7 A! \# C6 v. `/ j& ~0 o6 x% V
K1! H b0 c* U0 O
230
8 O0 _$ K& j/ |" \3 s) r( y188. z* z3 S9 i- E0 A( r9 Q
171
9 y. f: s8 o0 E; Z) y% t& S
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" D3 B* ^+ B) {' i6 UK26 _7 S; H0 E0 }
182
, p2 T4 F& k) h2 q+ e0 m( Z/ U( a183
J, ?6 q' j: y* w4 m& A9 k; y179" ?2 g3 ? j. \: k% F! ?% Z- q) ]# X
( J( I, i/ ?- o. n
( r" m, J- v' s( o6 Z
( _- g. y6 |2 Z/ q# U! i
K3# k" e# ~/ U- Q6 d3 P/ W# d
102( b& i. ^" [) K* t/ b$ j' }; ?
144
; I1 r3 b* ~ H4 u8 Z2 R+ j' e165
: S& P: C7 a. \4 e! J* m9 X' N$ S + c+ \" z' I5 R
% g: t2 m8 k6 E4 T( A7 e/ r& c+ }' q9 b
; Z& m) m! |% y3 H' JR6 S! \: l; t% n1 @# h0 U9 ] @( ?
128
1 C3 Q( a5 _# N% D440 @% C3 x+ t/ v7 R+ s" g* m {
14
0 I i1 U/ q0 @# L ]
j( g6 @- H4 J: p! G2 U # W5 h0 R7 z" s2 W0 R% ~# `7 p
表2 ZL2菌株正交试验方案及试验结果 & y) n8 g8 r, e* n
3 V2 z: J l& @
; G; V( _; ~- K# p: d# |
6 j( N/ Y* T* r5 {0 z5 \ i% V! e
分组号
2 q" [5 t9 f3 r+ _1 \5 V因素) g" K+ K) |# I
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
2 @% \, R% ~! c# n9 M# G+ E p. r降解测量ρ（油）/（mg.L-1)% Y& g8 g6 @8 x& z, `$ D+ E* S
, W0 i7 N: E) C- v! }
温度/
- k, \! p* h/ ?9 [1 D% |( _ρ（油）/（mg.L-1)$ z8 e- V& r& a, ?& R
pH值 m4 {: p* [6 l- }- b' l' Q
8 ?! \( ?# i8 f/ ^) S4 W: e
1, f# b" b+ f- o/ ^, _
25
4 @( \6 Y$ Z) p& W7 V368
) x* w1 B$ w3 p4.0
; Y B6 h' O& l697 v4 i8 _! P: p& }- W) S% R5 |
299; {8 {6 x8 o# v' o' r5 v
# B6 h9 D% F0 Q
2
9 l) q0 F0 q* B; D250 E5 l+ l( k( S7 ^) P
574
; [+ u7 _2 J1 J$ s6.0
' C# E: h! Q4 D5 \6 D267# k- G* [9 f2 i! J4 X. e
307
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+ U7 K& V1 b: e! p2 U' m! o! y: |" |8 L# r259 ^; A4 F4 I) K, ^) j! A( I: }# m5 s$ q% l* I
767
7 [8 Y2 ~, d* {: P7 o. B$ J8.0) d0 o$ z* J; d3 Q
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255
N/ { ~6 j, J$ ^$ R) {0 J K
3 y1 d* n0 `: i1 U2 t- m! R$ a
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299
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$ l5 C' ^: L% V9 x; Q2 e& J280
5 [; S! j" t2 R3 G' J/ v " z& I" q/ ] F) T' [
* Q/ I1 P X, ~
' |3 I6 M5 r5 ~6 G- E. ZK3+ s3 e, L. L0 G+ \ p
226) A) B9 I( q0 y5 p* [, a2 o
2711 |$ ^% ]& Q) c. g
264, \: r: y4 }& l% W
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% U, x) w; {& s: F; MR
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$ o {, c7 o0 G* L5 V7 A. s
* H- L, K, N! N2 J8 \6 \
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。 2 o" f4 g$ x$ ` V
2 结果分析 , ]& x7 U- a$ ^; c& R# w
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。 ; a5 {4 ~; i" Y5 t
表3 4株机油降解菌形态特征
0 I6 v( s$ r3 G! w( y' S- M0 ]; d
4 g/ U4 r' K. c- [+ Q8 B5 [
4 T) ?$ C# L [4 q! l
% M# @9 \% f" S6 A1 Y+ j( ?. u形态特征8 D+ J" r2 J8 o, G$ @
ZL1
* q2 d( o% w1 `# t8 @ZL2# a& b- }& r! ]7 K! a7 [ }5 M f
ZL3
; I& H. N$ b# t$ z& W% T8 IZL4% z9 }7 M* l1 P
' d3 C/ I' e" k+ E8 h3 j
菌落颜色
6 Q9 q+ E+ m$ w" \/ w+ R9 f' z粉红% {/ X' R: g# b) E# e+ X4 H+ i
淡黄8 [" z8 u$ G1 b/ Q
淡黄3 W, p& T; t! q* w
粉红1 E/ x; N# f, X7 r
. Q1 b+ }, Z* K$ I6 p8 W/ F菌落形态
& [* e: ], V w8 |+ i5 T7 H- a不透明，微隆起，全缘，! d' E* m' b. V7 n
半透明，圆形2 ?& `# b' M9 W! _# o! E
半透明，圆形，隆起，' l. }6 u+ p" ?: |% Y- b( Q& X0 a- Z
不透明，米粒状突起，% A7 m: T6 x- v- M* Y _" ^
* U9 | q K/ R. k( G, t& t
8 m; p( f. S7 ~5 z光滑，有光泽
+ g7 b9 @/ r' k" {& r/ i* G光滑，较干燥
- d; b4 {4 o" ]. n9 W+ V, R1 U光滑，有光泽
. ^' Q. {- l2 R9 w7 [较湿润8 }0 e! N6 `4 O2 u
J9 o+ N# E- s菌体形态8 ~1 ~. W# }& t# F$ \
短杆
5 m7 D8 V- ]1 Z* x" b. M, \' D5 Y球形
' d+ P" l) F8 W# k$ C& t杆状+ h2 _9 W/ n, C5 \# B8 V* l
丝状8 g: U* o+ c+ A: u$ L4 F: {: n8 d# z9 ?
7 z: W, y* B' T菌体大小/μm R; H H& T" Q
（0.3-0.8)×(0.6-1.0）$ K( y u2 G$ u
Φ0.3
% q" N+ ?3 M! t( G) M（0.5-0.8)×(1.3-5.0)8 I/ U( q8 k( w* a4 B# Q
0.2×(6-60)
1 O* u% E+ i' C. t* l0 F8 }$ P ~, I, l4 w$ v1 j3 n
革兰氏染色
: g: i }* {9 q& qG
% @+ I/ d* N. P0 P) o R; TG& `8 \2 y+ a6 W; b s( y2 {
G
6 P, e b* k" a8 W: n, NG5 C1 W! y4 }% ] P3 }
3 q% j+ N) S6 s初步鉴定
1 @" u4 E2 j6 A) C黄杆菌属
& r$ q- ^4 ?8 S: h' a$ p微球菌属& N. Q' e' w0 Z- @7 t* S0 J4 {$ ^
假单胞菌属
/ i4 y3 ]& @+ q酵母菌属0 S& T N7 s |( P- t4 _
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。 # L1 }8 C3 O' K2 F, q
0 b' R o1 ?$ ]6 k3 结论 9 d/ K* H, V9 i0 a8 d; G
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。6 i n2 N. H/ @0 f) v
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狗仔卡
发表于 2010-2-21 20:12
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