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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; Q! M$ R9 }% `0 m+ K; a4 OAn 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......3 s4 I- o o8 p% R% f
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8 P1 D# K2 q/ `& }. v7 m8 }6 P% }+ e7 o
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中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009－2455（200）06－0032－032 G) E1 n3 z; D
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)
6 y: e6 e5 @7 p4 y9 y! d3 I4 G 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 * v7 v5 V; x( a* D& |$ q3 | \
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。
) @7 a% m8 I2 q7 @1 材料与方法 7 [2 n1 d4 f- M4 q# b9 U0 u
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。 & K; J# |* O' D, E7 Y7 M% K
表1 ZL1菌株正交试验方案及试验结果 1 A1 x! ~0 {7 p4 ^1 g
$ \! a0 _1 o7 r* Q: } g
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9 E& v& J; g7 p6 W6 y( S# ]1 C
分组号2 m8 u3 k& ?5 i% l. P
因素% z5 Q# m! h# ?7 o+ E
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
: j6 C! L% s" S2 S/ e# o# f& }降解测量ρ（油）/（mg.L-1)+ S: ]% A# I) v3 G
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ρ（油）/（mg.L-1)2 u7 z0 _9 z' h" H7 L. w
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9.00 k& `8 e& ^" w+ z
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4
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89 S, N5 \; L4 ^9 H
35
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5.0
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3071 L8 V: J! W% I$ J5 `5 g
4336 k( C/ q4 V8 @6 b, f
494
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$ I, Z9 v8 }2 S! Q; n+ o
1 R6 S6 u1 c h: N# C7 J# s/ I
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9 ~% x- o! |4 c* [4 m188
! e' i% B. X& d' Z( K8 [' e171
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182
( ~# ~. k2 ~0 ^4 M183
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1449 d# y9 j4 [ J8 X5 I" _
165
- [5 u$ w! X- u$ S . j: a7 t9 b- S p0 I Z w
+ p8 s$ P) x' }% A+ M# x" a
, Q) T, X5 G* ]& aR# i' A+ m3 E5 Q$ a9 g9 P
128
% A$ x% n8 h3 N' j44
2 ?8 D. k3 R9 r3 g; {! t/ @6 ?7 u14" C' H3 I" u, {
+ h9 w8 Z+ Q2 i( [8 R/ ?# a
* M% e* v# |) _" `* L: ]
表2 ZL2菌株正交试验方案及试验结果
9 T% a1 S9 q; f
: Q" w. D9 \+ y! \" D! h7 E
# ~4 @$ h, l3 G$ L( H q5 a/ X& F. P' N" I) S( f. d
7 y0 Q4 q# z: x6 [; ]4 j) h: k分组号
4 l( s- H- L) f+ r因素
9 F( ]$ z6 L1 w F测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
! M4 ^# z+ w5 z降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
9 X+ s- j0 e. [1 U
& z2 A5 D4 L$ t$ n- N; B5 B温度/2 f, T2 A) ?5 v
ρ（油）/（mg.L-1)
. Y& b# b$ ^9 WpH值; _' ]9 r6 T: P* C5 P" r6 z
- S6 \% _; f+ }8 E3 t6 Z, |2 W
1
) y1 M0 b+ p! K: w# H( J' x# g" W252 B- U8 Q- \) O$ l
368
& x, a: ~9 j8 y: Y- L4.0* w: g8 k- @: F2 u0 y
69# E1 _3 C; M. a* n' b
299
v* _ [2 [# F' e
; G2 {/ B8 N& l" c2
; `* O+ f; E2 Q w25
# a7 ~! B0 Y$ ?5 S, H574: i$ I" j, _ K r1 q( T
6.0$ z! D& T9 g# M4 X! [
2677 P* C" k! E& ?
307
/ E0 X: ~$ D3 N+ o9 N' T* v& q" w3 c4 f/ e6 [. w
3! R+ e+ Z* k+ I, b
25
6 o2 ^2 b3 B \$ U767& T) o- ]3 b) I* i: s: r
8.0
) ^1 v; S9 b o" @2 C- G; V+ w479" R5 i. `: ?; y; L$ }' s
288
* w. z& m0 R1 i: I1 D3 o* U+ i" Z& C+ @5 N( u
40 i, [) \2 d# L7 f5 N1 x
300 E% q. c; F" g' A3 m6 Z1 A
368
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3544 a3 Z4 ~8 }( g ]( B5 x
314
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76 t; p- X7 y9 d
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792
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9 ]5 p( [6 Q h+ ?. e+ U& Q+ Q2 ]
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2553 r; S$ w0 U k* s2 K; l( Y
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2803 E% s' W8 o; |) D0 k' u2 v4 F8 F
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7 o+ N3 Y0 r, r' H7 Y' m) o
K3
( D: X7 l4 U! r3 S6 u$ W# P2268 a+ f4 b6 {3 L) L: f
271- C3 U- S9 m: f1 q, G
264' v7 ~) i7 C7 h2 u
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6 T/ D; _. A @1 L& eR j; L! K% Q% {* _" @: B
73
& _2 P: k: H1 h. a+ A16! M5 m u& \/ I4 o$ J& m4 `5 R
25
/ |; Q1 v) K1 D+ u/ H7 w' } 0 a1 A. b4 U3 E6 Y: s5 M
. v6 s3 s' w% P
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。 / m7 t! s2 ~$ ?% ^% Y0 z
2 结果分析
) S4 E3 ]( _, r2．1 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。 $ i; B, R% ]# ]* j$ {
表3 4株机油降解菌形态特征
8 A+ f. ^1 \% i6 m: o" z0 }$ q |+ e: ^# X
* ^# O/ g, D9 |$ R8 D
" S% L$ ~/ E$ W7 Q) @6 I k m5 U: ?- s
形态特征6 ?, a9 m( g* L/ }- }7 I$ J
ZL19 a/ K+ P; B+ U# R3 J" n9 V9 G q
ZL2
# Q/ C4 `. U8 U$ ]ZL3
9 H- @( u$ f. Z# \& tZL40 Q' I$ Y8 N9 M; P, f, R# B( V
% f- D% _/ b: v/ s2 k1 ~. i菌落颜色
* e5 U" @) m0 @9 O粉红- T7 a0 y8 G9 V7 `
淡黄
/ m: V2 a9 z" q* i' }淡黄
0 E8 C3 g" A. D) G, }* C粉红
8 w8 o% b! f' t. x, e
& M, G7 {6 ?+ L: f* q. R4 J8 q菌落形态
% A E( W* Y$ r3 v不透明，微隆起，全缘，- h% A/ {+ O! Z1 R9 V( A3 k
半透明，圆形
& B8 |1 S2 {* X' t1 x8 h) k半透明，圆形，隆起，9 u# M7 A: q4 I, v6 C- ^9 h
不透明，米粒状突起，
2 {" y+ Q& V: k: L0 g$ D, X/ Q1 y2 A/ k+ S. _
7 ?* b% n6 o0 O光滑，有光泽
# b% K( Q6 n6 Q9 b7 h5 H1 x" O& u光滑，较干燥' A! X: Z8 |( J$ {# P
光滑，有光泽! F; s5 a1 s6 e7 e
较湿润
2 p1 r2 w; Z/ H q O( T9 k! M- J- `- m ^7 V/ q
菌体形态. C" F. t( s4 d( T4 c5 k: @/ o
短杆
6 E) P) N: A8 x6 S! C! U球形! w/ P" a* M% l4 P" l. A
杆状) N. C1 @4 \8 k- U5 D% I- q3 I
丝状, b8 V, Z7 W- j& Z& ^# h3 q2 P9 c: W
( {& _* F% Z+ k/ p5 ]4 V$ F8 B菌体大小/μm' _2 ?8 @- R! t+ x' m
（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
1 l5 S5 m% O* d A( \Φ0.3
5 A( R! T6 F# H1 a3 e( I（0.5-0.8)×(1.3-5.0)) ?+ B# O9 b: x; ^' \- p0 N
0.2×(6-60)
4 H2 G* y( S; R1 `: L( q7 g! J6 _' C8 S5 e$ H$ a
革兰氏染色
( k# Q: [8 |# W/ EG$ B$ m' q: w4 g7 ]% a" w
G
) E& J1 ^, `9 I0 r' mG" ?1 s' v q* v) o- q; e
G
- C4 M" k( z8 J C$ a: h( b6 g E
8 F. [ l# q k: r8 V) x初步鉴定; R% Q: I+ Q6 _( ?. z; Z
黄杆菌属
' w# x! \7 v( l! F& c9 X) \微球菌属
: ?/ V e6 n" @% C3 o- S假单胞菌属% l; f6 P; s* `* G. a# n
酵母菌属
I$ r8 Q% ~% |: v% p2．2 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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* E5 Y: B2 R+ \* A' t; I6 J: F1 [3 结论
! \# n" O9 Q3 l7 T 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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9 c8 g- ~; A1 M2 K& X" X 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。; g( f8 W6 G+ {5 F
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狗仔卡
发表于 2010-2-21 20:12
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