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1 |+ {) d8 h7 l0 X( H) Y) E* M; p6 e* \" R' J, m. R) q7 {1 S
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009－2455（200）06－0032－03
1 y, i& s7 h& YAn 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......8 K5 o; e4 K S6 M
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中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009－2455（200）06－0032－036 l" q, L K) d- Z6 R+ t
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)
0 _2 L7 B/ u; ]8 `1 h( V0 z* I 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 1 ^5 g# M8 h/ 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。 3 L, _/ L9 R. u+ c& S3 C# Y9 }
1 材料与方法
; Q0 U/ j& w) H2 b& t% g1．1 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。 R/ |7 c6 t; q
表1 ZL1菌株正交试验方案及试验结果 0 k% P6 A! i1 E" R
9 e0 E1 ~& k+ B, ^, h# d# A
) V K& ~) u" c( e3 W: [) r# `4 E2 b
$ Y$ A6 t+ K. L& j分组号
: q7 p7 D; A6 `- {因素
8 ^5 U ?+ b8 w4 C! a测定结果ρ（油）/（mg.L-1)$ ^3 Z m# w- z: s7 l9 \' s
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)5 L3 u1 t, u! a, K# R8 V
7 k* t. v) N: c& p# A+ r
温度/
. j: a8 I7 _. @) Kρ（油）/（mg.L-1): L# @- Y0 M% {* z- w
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: e+ @- h. I' _- w; _! h& e, q0 l, f% d- x
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5.0
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& g$ d* w8 \, a3 ]2 q& M* V2 |, g232
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2* }+ f$ e: v. P0 g) ]
253 D0 [8 m+ v/ i! a/ n& N, b. O* K
680
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416
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9.0# i: t6 [) D# K9 `4 O C
630
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2209 V- k: P, |- F5 w# ~6 P
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824
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( P- ^, ?3 K, K0 c# R8 r7 I, X- q& R35
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9.06 \+ A; w# p) x) b" A# Y
297
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0 p3 a: x4 p! Z3 E: m
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569# c- Z+ p* q; g+ ^
111
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7.0$ Q1 K4 {: h/ q: L) @: I
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2 m* R& s3 E( c: T; f537
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+ X) u1 `' A+ R4 Y9 _ , M0 y# I/ v/ r _
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9 y! I) }, Q1 `& r1 l188
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9 v0 o, b+ p5 D( \* D8 {9 p1 o" q' J3 z, ?5 Q d
K24 _6 w4 d Q" o, I$ f, }
182( ?2 j2 h1 b, w" e( t! I
183
* _7 f5 Q" U1 S; D& v( j1 J" h1790 w1 P6 z7 U. i: N
8 j. |- n6 y. ?
0 N N6 t; s9 h# b, g6 e0 t6 k4 D* q6 W* Q* ~. g1 |
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1441 r$ L) A! G0 i
165
. n+ q5 L3 {3 l& [$ c/ w. K
! F4 M! W2 f' y6 s9 e0 V1 E, E 4 h9 y& K" \. p
7 o4 k! A5 ?, `9 U. _8 d' \R: z# f5 B g$ x# p$ R
128$ z" u. {/ `7 s/ W; r5 d- r5 ]+ ^
44
8 G: K3 O9 y8 x+ C140 ]1 D' G" S0 K
s. @, v# [' s7 C
# m P5 b" W* ?0 h; A' O
表2 ZL2菌株正交试验方案及试验结果
/ z% L7 [- D! b
( {/ x6 i' k+ D% t7 J9 l, c# F9 E- M! ?9 }, y) n) t
9 T. D8 @, k8 p0 h% N: a7 R* Z" q, r: ^ D s
分组号
8 w* h7 H& h3 x* q# W- A+ ? l因素
1 B5 N9 x3 J5 D测定结果ρ（油）/（mg.L-1)9 h6 Q2 U Z7 V" h9 A' [" [9 Z
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
0 L+ q; O T4 O' ~0 O- l' `! x! h5 {& K4 v+ N( D) V+ E
温度/
) ^; w. c3 I4 [ρ（油）/（mg.L-1)
' G% Z0 Q9 h3 h/ \& V: R% KpH值& k0 C/ }- M6 U3 r+ k7 v
7 U/ {. T G) r) f3 k* O
1 ], }2 d4 Y/ Z
25
0 L, A# p6 h7 @2 B0 C368
" O0 a' f$ L) Z! v- p2 @( ?4 V4.04 _9 u" r/ m* F( K) ^
69# D* [/ b4 F! S
2999 [) j! X( O' ]" P2 u! s+ P8 J+ X+ F
: a2 I }* _8 T# w8 J/ ~28 a$ h/ ^6 ^; e' j5 }$ ^# X
252 P! r; X+ r4 R& x6 } K8 R. x
574
/ O$ C9 H( T/ d# N0 N3 l6.0
8 o; c0 D! \3 o; S: W267
' d+ V# }8 M) ]307
# O6 A- \ ` [
' L: W5 V: d5 B( X3
% h8 p5 x: b! T h, W# m" I" z25- J0 A7 n V2 |5 h9 T5 a G: K' J( f
767
0 z% t5 V8 I4 n0 B8.0( P2 {0 L5 m2 D8 }
479 A6 c( Q+ E" S: P! c6 a
2887 G* e; ?. J4 s+ d# _4 t) G& j
2 y7 P1 q" @7 t4
( _9 h( w M& h. U6 @30- q/ Z6 s, ?* q4 s; h9 Z* t
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6.00 h0 M8 A7 e( w4 [' s5 p
3547 d; k# L) k. I: _
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1 c5 `' S) p6 W5 v5( C6 I$ n$ |+ ^' s% @) t0 d d: z5 e
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% w! O" ?/ t; g9 l# S; G) q8.0* W D6 }! _9 u. _3 f$ Y8 `- F3 M
296# C A# R1 b# z0 m+ ~1 F
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4 h0 Q; h/ g! |; b9 e7 p! s% ]4626 n# `- p: ?! G( J
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368+ x/ K, ?, L3 b+ r( k& g; A0 [
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4.0
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& t. E+ D) w6 W4 P5 b; j35
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2196 N& p. `0 [. e* m, e' H4 @
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K26 F+ C; ?1 A! K( G; ?% M2 C
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275, Q4 f2 q* k! O
256( R% Z) I. ]! U+ O: C8 E
255
* p2 s" P, M* ^* q* g
) B. h7 D! d3 W2 a8 C 1 J T! D) m0 Q1 i
1 j! S5 _3 w: r# l
K24 N5 o/ X4 V4 y3 R2 o k, Z
299& B; ^ ?% L' n- V/ s
2723 h0 ^% r. {; x/ p& ^/ Q
280
$ i9 a( C2 H. C. q 6 ]. C/ h3 A0 D
# M# g9 V- B: n7 f6 w) | F1 }# V6 A- _. W& ^2 n& @0 t2 ]# F6 L
K3, N/ a: ~( y3 Z6 x6 h9 y B
226% T1 C) L# |5 w8 E
2715 g) c3 K! C! b
264
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( ]3 V) c+ J, N" J9 G735 P; `# S" a3 g% }7 n& {8 m) l- x
16
* [: j8 a p( h+ }9 S1 |8 i- f25$ [! V8 \7 R- s/ m5 }' i0 Q2 x
c/ S6 D! t8 m
7 U, h: ~4 l& i. N" I1.5 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。
" V; |1 H& j2 u9 y3 `' n- S2 结果分析 % l J/ y. ?$ U
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。 & ]# P& H3 b! H2 D, q
表3 4株机油降解菌形态特征 + F7 M7 j X& ^. i
$ X5 R5 D# c. N/ @( i2 i. h
8 O& y* c7 H- I6 E
+ P3 n& m) c5 _9 g0 x! F) j: P% u: ?7 g
形态特征
5 T: v: V# ^% d% cZL1
# n5 J2 r# O4 aZL2& l2 p* ]) ]6 Y5 O0 T. k
ZL3
{; U; v6 P+ z) [- h; V SZL4
' i6 n4 C \5 ~" ? I7 c8 {6 q# v+ |) E2 N3 Q
菌落颜色
; u$ e* C; H3 W粉红, Q; z3 R+ Y1 l l. A
淡黄
) s5 D" _( X; U& O淡黄0 n. a3 H+ U. n: e; C0 C
粉红
* n. g7 w+ B" `6 x% v7 I* b9 X! i
. o4 _4 r# B5 }2 i( ?# _菌落形态! {# H6 H& |- c' {' `) r! A
不透明，微隆起，全缘，8 U9 Y7 w- I* O; Z9 M
半透明，圆形
; F4 |+ Z* h- W6 { S, c: J半透明，圆形，隆起，
/ ]# P N& [+ I0 z( t; k不透明，米粒状突起，8 c3 _. ^* L! b5 p' V( w
: T7 w7 V( q& @" k
9 d6 s9 c4 u1 g# m) y/ Y' r+ m% r光滑，有光泽. S2 N8 D9 a) {- B! x& z9 A
光滑，较干燥
& P( z5 Y( r3 i: [光滑，有光泽
& v" o" d) G( Z% c; N较湿润# D& B; Z u: w) X' V
* ]: i$ G8 X( U2 K3 t3 Q7 g菌体形态$ E9 z6 q! o% e) ]7 S0 _
短杆, k) w) e# y* u$ M$ e
球形* w; Q; }# C! S! z
杆状) W$ U, S3 k! R2 k! ]; W4 a. e; Y4 K7 h
丝状' r8 o3 t1 J: O
6 L, J8 f" ~: X6 T3 t* t3 @菌体大小/μm; T3 M+ v9 x w+ \% ?( ^
（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
' O7 x: g* Z4 l' Z; e, VΦ0.3, U; H1 z/ J) A0 k& }3 z
（0.5-0.8)×(1.3-5.0)# b- x8 E7 H% X, m2 A# A# c
0.2×(6-60)
9 l: P8 @2 y* m) B8 s
9 ~+ M( V* ?, c' [+ H2 A革兰氏染色
: M/ I; _0 n4 O7 i" a) t* }G' a- N- q& O$ P; n! U, i/ n6 u
G
; K2 b7 h1 u& w4 {: G, {5 Q7 MG( Y6 k2 I3 N F w$ p2 M; {1 g$ c
G5 x4 a4 ^$ _2 {/ z9 {. ^& p; K! V" G
9 K5 z, h; f9 O( |3 }; U+ Q1 J
初步鉴定8 V% x; A5 T: q1 l8 ^
黄杆菌属
, v$ l3 M! L5 x* n# c% ~, q+ j微球菌属
! c w8 X) f9 B/ C( G假单胞菌属
7 I) Y, X6 T3 Y3 \5 ~0 t9 E酵母菌属( L, R% i" L1 X
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。 7 a( P/ I+ }7 G Z4 s
$ o, J9 U* P. s# v8 @( Q: u# {3 结论
2 Q0 a1 e/ d, k! S4 f( v 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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$ t" s% t; q' ~6 O 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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