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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, Y- s5 K4 X, {
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....... F% w. h9 b U+ e2 @* ~ d
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! W- A5 f5 {0 B. i" U9 u' N+ }, f
. I3 k6 c a$ y e 中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009－2455（200）06－0032－03
( e/ n8 }& m/ j! T2 jAn 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) ; L4 s" m2 e0 X$ q6 w( ~. @3 b6 S* l
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 D# E6 l* g5 a" _2 R( [( W: ]
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。
: {2 q$ C" ~; B4 n- ~1 材料与方法 , V. E: r/ t$ j5 r
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。 9 a% y8 j, S- B5 Y; E: j
表1 ZL1菌株正交试验方案及试验结果 " ]: j2 ^4 W7 [" [) `7 t/ k- l
& w: H4 i' Y6 S2 x/ J- L
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* N& o7 }9 o6 ?+ o
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因素
: J, x0 s9 c* n) a- K% f! v测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
. A2 }" ^+ ?; ~) [. z/ ?" i& _降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
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170
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5 G+ H# Y0 y3 E, j6 ^, R5 X7 I188
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182
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9 ^3 W7 D: X( s5 A* j. F
( O( ?; f1 |. u) ^4 O* D! X. W" U9 Z; Z& Z3 p L+ j& P
K3/ t' `/ H4 ]: t4 v1 x
102+ x! u! s6 }7 `
144
2 q! {. y$ a; D' p0 J8 Y165
; s d/ z/ w, \( p6 g! f ?( f' D6 i7 V
- @% Q8 ]" }9 Q8 X F. A 1 c; ~( i3 ]9 S3 o9 a X
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1283 D' w2 O1 C4 L, V- z1 p; s. a5 C
44- |$ Y# i! ~( M( t2 Z8 Z# S; \
14
( U! D3 t1 H. X8 H: |" I) N* v ( W* v7 {; t; J( }& a$ h8 y9 ^4 n
& q6 R4 Q: a7 m# V表2 ZL2菌株正交试验方案及试验结果
; Y: O# Q7 L0 u# r5 u
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. I+ n0 d5 ]) t9 n* E" u
0 I1 e7 j! c0 ?/ P' ]: [
分组号
: F0 R1 O. b- ?( w0 H7 l7 l+ [) {因素
5 c4 q; N- _) Y9 p6 q测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
: b5 S: p6 C3 M6 D$ C( [降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
* W( y6 f2 i8 q- p6 c4 b
: w5 m! W3 o( e' I% Q9 ?温度/
/ U, O3 Z7 D) m9 [5 v, @* J8 Rρ（油）/（mg.L-1)4 W- p* H6 G2 d6 F8 n+ g; j1 i
pH值
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2 ^- t6 Q* H$ a. Y( `1- \) W6 d5 ~3 f5 [' U1 v
252 S+ v$ n7 y P; R- m! p, P
368
- L4 W) G$ e& [4 ?& b$ k4.0
' J/ l# N, M) P" R% g' r. o# r69+ N* H- U7 I, _& T N
299
$ Y+ ~5 @* y( M; e" L9 i5 U) e" T! C- e) m- `% x0 @$ _' v* j
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25+ C- u$ v% K% i7 v$ `
574
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* a9 e" ~2 l! t9 X; a; b3
4 z" d3 W2 ?' E' b0 a, X259 t9 J1 H* Z! k
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8.0
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6.0
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314
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, m& g+ J2 ] S6 o9 Y0 y/ y) `$ X/ E6 q! Q$ \) ]* u# h
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677! T$ \* q; ?3 s* M$ p
812
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9 U# D; t1 x9 H2 R- |; o: p; y( {9 S" Z
0 d& ^. q( K3 K/ Y" j7 ]0 o
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2568 u8 p1 H; R6 p+ O: p( r1 H; {
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271! n# l' u, o {: U5 z
264/ K' r0 f( q3 ~- F7 _7 H
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0 r4 \9 C; j- r0 v1 c& z, U16
* K$ ], m( |1 D h' B250 W4 x/ n9 I0 i/ h5 V2 s6 M6 c# ^. w
4 b% o0 r1 i1 K
# n: z& E! ]" V$ a- }/ g( s1.5 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。
9 T0 g! }- u, s- l. E1 W9 K2 结果分析 & X& U! z, r" n2 E% @
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。 + ]3 N6 m4 e S M
表3 4株机油降解菌形态特征
' C4 y$ @8 C* g0 a. R2 L$ G3 y
( d: ~: s& z w$ V- f" k1 z
5 J3 I0 C$ p) o+ E, p- ^$ \
8 D- y$ w. T& @( K; L9 c; h. ] @1 ^! c$ C. I
形态特征
7 T T) [# F" _- T, SZL1: X7 Q6 }$ U N4 Q2 P
ZL2
* k9 ]4 s* }/ ?$ R) v7 dZL3
& s/ U0 M' a1 i* JZL4% f2 `1 e" s- z7 f- c% ]7 b: [
5 r1 b7 p$ e' [% u' Q3 q5 s菌落颜色
' A: u% x2 F0 o- {0 U粉红
- z- N8 Y. Q0 B. z# n淡黄
! c2 ~3 u2 Z3 N' j; @+ n* L淡黄
0 r8 b# q! h7 | t! o粉红+ r0 }6 k8 R( F% j
9 `4 e0 U( b0 `0 Y* Z5 M: [
菌落形态; ]8 G8 u4 u( ?- Y
不透明，微隆起，全缘， ]; i& l% |" t& l. {! {6 h
半透明，圆形2 r. Y2 ~& u7 O3 ~
半透明，圆形，隆起，0 @* q/ Z# G) e* y9 A' s X3 O
不透明，米粒状突起，
+ b+ a9 n. n4 h( i. _, U
+ y+ {$ f- ?/ t/ y 1 l! u; V# l. h$ z, K1 l
光滑，有光泽+ v. }) \& n. g" h/ A2 ]
光滑，较干燥" `. F6 [" H9 ^# l
光滑，有光泽* l5 {- K- s3 Z: `5 ^, M
较湿润
# k2 ~; }/ f1 y* ^; y) {) ^6 C' W
菌体形态0 z A( D) Z, Z' N \( T
短杆
! R2 C& ?& j' v- j. u3 M球形
* }0 W5 g# F( o) `, ]杆状
! }. d" o# x0 _/ B0 C7 Q6 b丝状
" e6 q6 k! ?- j1 w# N
! X7 H4 r+ g" H- d, p菌体大小/μm- M3 Q) J6 F l6 ^6 m
（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
" m/ B0 o [# t) _3 q% @6 f/ R; iΦ0.3
8 u6 Y' d3 b8 E P: ]% h（0.5-0.8)×(1.3-5.0)) h/ O: P; A+ v4 Y- s
0.2×(6-60)- c1 R; N" Q6 J! ?5 g
4 H& u E' k& i( _3 b8 A革兰氏染色
9 o# W' Z ?9 Z; ^/ IG4 G- j0 t! ?! F( [ q
G$ f2 R, H, x" {0 N' U3 i7 K
G: K' K& O( ?# N
G' q* T5 p2 \, c# ?4 z# X* M( L6 f
- o. m% m6 c7 q$ |初步鉴定/ V- g! z+ N: _( h: t, {$ Z
黄杆菌属5 h4 b5 ^" F$ ^4 s! T6 X5 p
微球菌属
6 _; Z; I# B- k3 Q" f% t. A假单胞菌属0 G. o: d5 m ^
酵母菌属
& ?9 W! B% L6 `+ `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。
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3 结论 3 c% q" I: a' n 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。 5 Q8 t( y/ c/ R1 I
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4 T+ V9 P3 l0 } 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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狗仔卡
发表于 2010-2-21 20:12
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