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9 r5 P$ N/ [2 b& \; ~& @4 F4 ~5 s 中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009－2455（200）06－0032－034 K3 I- c0 l% F2 O
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......
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1 D) l4 E R9 N; k4 P0 {/ b$ W
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2 F# ?+ P# z8 p; t: U6 X8 f 中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009－2455（200）06－0032－030 i: n! Q$ X& e% |
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)
1 V2 Z8 T. W* C- T5 j 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
0 D" K9 X7 f( b4 c9 V; K 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。 9 }0 C! w/ h. V- g
1 材料与方法 ; _! u: G6 ]! k j
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。
7 J7 n$ U$ M% M) Q( F) Q. a表1 ZL1菌株正交试验方案及试验结果
6 F5 u& x- h4 ~* l9 C' }7 d# N N" @9 \8 Z) N: P. j. x
8 j' A: X. S( F v7 H; k9 i# k
^6 z6 X8 v7 F" o, ~4 _! N Q: u8 H' w u$ Q* S& n: K+ }
分组号
2 l1 a8 U# |. y Z因素0 N( R/ z& t. N4 s6 `$ J
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
3 R: ^1 P2 `/ E5 c降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
, L4 F4 y/ }1 [
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ρ（油）/（mg.L-1)2 G& E1 w4 S+ J, n
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5.0
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25
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4 N& e* T5 ~( r7 V U7.0# C' b7 [# x3 z
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2647 S% \* g4 X* O$ D, e! x
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3* A/ o' E1 Y6 K1 y: l- Y8 |
25
" H& b! M4 S" h1 x- N- f824- n6 @9 H+ C5 F, h, f$ U
9.0
. g* |2 Y) W4 K: Q e630. e* D& W2 c( u/ h4 T! [
194
e9 C9 v+ U& K' \5 v+ p6 Z5 j
{6 E4 Y: } ^2 n/ C4
/ [; F9 V+ y2 R+ A8 t30
5 o% g: t3 F) t. k! A424+ C8 D. q; t6 I( C
7.0
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204+ s$ R7 p$ h" o9 x
6 y7 k3 j1 W- Y4 z: t# f% u0 x
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30% s% X( M0 |; V W. I4 L
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173
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8 f `6 a0 j& x1 C6 ~4 n5 Y30
) ]# I2 W, Z, C7 G$ m8248 C2 e* _5 G1 w4 m1 s
5.0
! L( n4 x3 {* a654
+ y" |7 c$ |4 k5 d0 ?170, \; X, O$ g) I% S
7 [& z" L# E2 C9 ~, J7( ?3 A6 M5 j, i) |
35$ g' G1 P6 P/ t; e
424% v6 U1 F4 w4 ?8 e, e- q8 `# {
9.01 H$ _& H1 E* x- ]: q
297# w4 U/ o* A; K
1274 H/ K0 R# E0 }2 [2 Z' m8 I2 V
& R- s M/ c) D2 n* X T! j5 z
8
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4 u/ f R% @6 A, v+ A) R, B680% P! P) K- y1 F
5.0+ y9 o" W7 z' @. M7 s0 \
569- u$ B: [- u7 `2 D3 c
111
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824
9 X0 d; S% a( ?7.0
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4 I4 Z& W8 l* P690 _6 {. B& x. |6 P
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690. C* o0 E( Q) W3 B$ T" T/ `. N9 D3 \5 _! g
563: P7 C/ _, {- P' c! q
513) u: u: a/ D8 z8 g" S6 n+ n. v% a4 V
4 t( _ O% `2 |* y
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547+ d: D% S {3 M4 ^1 p" N+ q6 K9 Q
548; D8 W/ J5 n' l: X; U1 ?
5378 C, K6 V; g( B
' F2 |% C' g" q$ @( G( ^. Y o, g% F
. p1 ~- D/ ~; u {* f0 G# V6 M a+ B, Q( Y$ w, A8 t
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# I6 q( ]2 [# f307; P6 t8 \1 C% o; _0 m8 o
433
* v) E0 d+ i1 {+ g4943 {7 z6 [1 [1 l0 f/ W2 i' f9 `* M
( Z# Z2 n3 |' u: R' d! t
, ^, ~4 n( b" h" A9 S9 o: S8 Y
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5 r \/ K: r% x2 G/ r230, D7 e: {+ a' }. r/ | r$ V
188
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- x( v+ U7 C. O* ?2 X! Y% W8 `
4 _0 Y/ i9 M; m, xK2& S1 i, m* j: {) O3 y/ a/ y
182
3 u& E( l: a8 O+ I( b0 i9 Q183
% X* a% W% g- M9 R+ M g5 O! ?179% w: n1 G# }1 N" M6 k
6 b2 @. u# I0 M# x4 M$ k. T* U
P- Y0 t+ Z9 U' {) V0 L! Q
7 h5 Z- x [) c' d' A- B$ EK3
# \% ~; R$ e4 U5 O: Q2 G102
' ^$ q% k, t1 n* f& I6 C144
& R4 g9 i# a3 E3 v3 U165
4 ?2 `! j) e; ?' L0 Z/ |- s $ s! ?8 s1 Y0 Y; w6 B& e+ g2 q
# t" p5 c5 f! W3 z) h4 I, `
5 x( t _! A) }& M# Z3 b% \* n6 eR% T5 V) {8 C8 [& G8 p4 o
128
4 J2 O! z% Q) q$ I K* E44
: Q# v- D& H( A2 \: ^4 z5 L! p14
`4 h4 s# }( F. | ) H5 z& ^2 b2 N/ b3 N7 c7 d
4 C# h# b1 ]- c/ _+ p* }8 L
表2 ZL2菌株正交试验方案及试验结果
v" w/ y7 ^/ q7 S; r' z1 Y9 E7 G6 s8 ?0 m* d# t
& v$ H7 D. n& S- ?' \' P
0 [+ K# x" e# H* C9 l/ ~
+ b9 p( A7 e! R分组号1 X) z# {6 e/ G8 e1 b9 l' s& w' R
因素& S& J% k2 i; z- k
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
! B8 k! y( p4 M8 q& D( E* T降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
1 N6 m2 e& m6 D
( K y0 L7 Z5 y& V温度/
; A. |# r, Z7 U8 ]9 t3 e5 I/ {& oρ（油）/（mg.L-1)9 t" P2 j3 K* U$ w* [
pH值
9 \5 g$ Y2 ]6 Y; P' ?( Y# u
$ N& ~2 e7 C5 o+ n& L0 b1
. z" D8 s$ n R) W# F# C25& H- f" d% }! o; p( a' h
368
9 R6 ?$ a6 w& j* {, H+ z7 H4 h+ Z4.0; }9 }8 _/ h; B% I1 Y
69+ ^0 R0 g+ d3 M5 ]' p
299
0 p8 ]5 ^. R3 C1 G' ^5 {& |4 R" V( N7 R6 s
2: ~) i$ r! @+ M
25
* D/ y1 v- Z$ m( b4 T7 n574
% W$ N/ q' J' a2 J t- i6.0- x0 g; F$ U. D. H
2670 b- s3 q; X$ G p+ o4 |7 C
307- q' f# t, R3 C" v5 j9 E0 W
' x% M0 B! z8 S% {, {3
6 q. C6 o' f6 Q/ i, B: y25/ `# `" Q: d1 X1 N- S, S5 H
767, Y# o2 W5 j \$ Q0 b1 N' M
8.01 ]& r$ g0 o1 g+ Y" Z
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6.02 G( H) K; n7 W R/ r( K% Y
354" |; p8 `' y4 ^2 X* D
314
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. S3 r+ o8 P$ }& b8.02 F+ `0 s8 H- \: x3 t2 w) d A7 K
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6.0
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897
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7 y' l& e6 _3 c) b* {226
- z2 k2 b. y2 }, _+ m2 g6 p4 n2718 W$ @* _" g3 s% n4 O' ^+ K+ H+ ^0 c* C( b
264
# _. d8 n! `: M% z $ G" f g" _9 U/ f a
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167 y0 z9 u/ Z. F, D: S8 |
25
, ~. V. l z ]* s: b
6 S8 w H/ {/ w' _# [9 W1 G
5 U5 V1 s5 F0 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。 , E9 N6 \" n2 v2 J3 s' J9 @
2 结果分析
% }7 C. \) Q! ]& M5 t, i2．1 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。 1 B: M7 j3 k* F; [9 L \; U
表3 4株机油降解菌形态特征 4 F' }' k, J& ]. G' Z
* G1 A6 @0 z0 N& t- d" K7 L4 V
" A; n% I3 U) S$ W! q) R% E& D, J
% u& K6 d# Q( H" H) z9 o
形态特征! l5 r" Q& i. d& e7 N: \+ b0 s
ZL1+ I3 {- }3 l% Z5 I, {% w5 n
ZL2* s2 i0 d8 T6 c2 j8 |# u7 l( m
ZL32 I. V- b+ a3 C6 f$ M; E* x
ZL4
+ W: W5 f. Q9 [, ^( V! Z v K6 w
- \, e5 V0 V/ F5 E7 P3 ]( V1 P+ ]. j菌落颜色
% l5 n' `; F1 B# Z |0 i粉红& o; a& ~' T. h }' P- j6 a7 C- u
淡黄 T V, O4 }8 E( j8 }% D
淡黄/ a! @ r- {6 A3 a v
粉红
9 ]4 z8 `/ J$ i4 r) k+ X
6 `& c$ f! \1 Q0 T菌落形态0 G. t3 t2 N9 k
不透明，微隆起，全缘，. b% X- C2 V" M: G/ V8 _* Z& h
半透明，圆形
3 i0 L6 |' ^) ]3 g8 P& n2 t- h半透明，圆形，隆起，- X7 f& F) U3 E" X; C8 @
不透明，米粒状突起，! E1 {7 F4 k) H! ?
2 j, e) U& u0 F6 ^3 S0 P8 c ! t4 x' }1 c( G6 O5 a
光滑，有光泽
, Y+ e6 U7 n3 K5 z- N" z& [' o光滑，较干燥
3 U: l5 a, c4 B% Z0 U: W光滑，有光泽3 W4 y% \* t' L( c' W, |" g
较湿润- ^! G9 E+ j* s* A: u) g4 O
% X3 k/ V: s, \
菌体形态8 P X% v: d0 x; L0 W
短杆# P: b3 e6 Y' R. K5 V: N- k
球形
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丝状' }$ p2 x" s0 [6 S* ^6 B
* A* M$ g8 v: O" u1 ]% E& R
菌体大小/μm! m; K# k4 _3 H
（0.3-0.8)×(0.6-1.0）0 e4 W- E3 K/ Y
Φ0.3; U4 `+ R% c; ~) O9 e2 [
（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
4 A9 I" P3 ~+ w e) n- U. q+ a2 [0.2×(6-60)
4 L% ^+ Q; u5 d V1 `) c3 I% j. I6 ]3 l/ r3 u2 p
革兰氏染色
. ]9 |5 V: V9 w" y0 A& }. x, SG; m* @& [ i; r/ v& a+ G5 J, e
G9 P. L. Z' B3 b' l1 W" @: ?% w
G$ u6 _ l3 ?5 H/ c, t4 J
G$ F3 {. n) H. z! H
! P# a4 U0 P$ K& i" N- e
初步鉴定
, d0 f/ g* x& b8 \3 o黄杆菌属
1 U0 v$ O% o& f微球菌属
B% H7 Z0 b; @3 M假单胞菌属
1 l- t8 _* Z1 ~: Q! q. U酵母菌属) W: w% `5 z* U5 W
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。 3 r2 R4 P: c6 d" t; p8 K
0 R# R* k2 E- q8 x6 t$ K. m+ \3 结论
* i( r* I) i+ }, B8 V. Z, f \ 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。 4 X& Y6 y; F- ]2 x9 k# y9 w6 C
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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。& K0 t# D( q/ i( b% S8 f8 [. h) V+ j
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狗仔卡
发表于 2010-2-21 20:12
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