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中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009－2455（200）06－0032－039 e: T0 E: W+ s ^" J
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....../ R) I0 p- Y& k6 j+ y
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5 G9 D+ c/ g4 z0 P. H( c" v- I4 w, h
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009－2455（200）06－0032－03
- w- e# q6 J# _2 e2 B' BAn 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)
; Y2 k, e# z9 V9 a2 b 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
2 T' }, [7 D6 a# u 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。
4 Y% T. y o% L3 V) Z2 X& ^7 B1 材料与方法 4 |9 G1 F( i& G/ E
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 B$ `. b6 t9 U, L) A: m表1 ZL1菌株正交试验方案及试验结果
4 R3 K7 @2 q/ |* Y, T/ J7 t; Y, b0 _8 H6 @
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分组号
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测定结果ρ（油）/（mg.L-1)5 i6 n6 j( J' ?5 i8 R9 b
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
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5.0
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170
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148 Z- ^! s3 t, D) {& o. V, h
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表2 ZL2菌株正交试验方案及试验结果 : d! @6 c) _- a5 R2 l
O: R# h& L$ O- O i( E
: _7 ], L6 J) _; R: g, {# E- f
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* }; g, @ I( q8 ^2 W6 _5 i7 G2 H" K* D分组号) i# \: v/ F i$ a' U9 s
因素# X+ S9 l' d1 O* M- k0 e
测定结果ρ（油）/（mg.L-1); q. T) i) q' b3 ^
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
( u2 D) d; \! j$ H1 z
. e" z9 j% ^5 [5 Q+ @* y( O温度/8 J/ k# r( ^$ {$ Q. _
ρ（油）/（mg.L-1)7 E1 T" x1 K4 C1 V
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1
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2
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6.0! z2 p$ I0 b, Y, m
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767
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5 T% F0 ^3 t# j# x6 p/ @2 [169 Q7 f) d% j5 i* c, ^+ H
25 w* N" J5 U# t$ T+ `5 a, S; e, i
2 a6 i4 {+ ?/ l5 m/ t9 X' G ; G( ]0 l, g. c, y, t, a: A
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。 : ~& x7 H. u% X: @ _; g7 O
2 结果分析
# i6 H7 a" s# b" j% d/ ?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。 E. b) Q Q$ ?4 u( M9 {: \2 L
表3 4株机油降解菌形态特征
$ s/ W1 n+ j2 S4 j0 ~: Q- n2 u! P( c0 P; L [! r! V
4 V0 c [( ^- \3 J, @; c% W) C* Q4 M: C, w) G4 m6 ~' N
: S* z5 T) j; h' Z$ O, J1 `形态特征2 T; a' ~$ Z1 J; @3 O; G2 k, d d
ZL11 V; B( w7 }1 e3 Q$ w$ f
ZL23 r1 O3 Q$ P% x7 p' {
ZL3
8 z5 T9 a8 {/ f( k m+ iZL4; b. r7 d% p# H
/ p* p( z7 X: ^/ E f/ S9 M2 }% e
菌落颜色
! C% A+ D# W6 [' ]$ R8 u* _- M m粉红$ K3 `8 R( m: Y9 s/ [6 a
淡黄1 ?( B9 `3 ~7 O) `4 f
淡黄
& }3 d' D0 v4 f( r! e8 J粉红0 u9 P9 Z! O! o9 Q/ a* {. o& E
# g* a+ l0 m0 n8 _- |5 T
菌落形态1 w3 F. Z6 @. i# B. \, o
不透明，微隆起，全缘，/ a( x* `: F5 ?. B0 ^
半透明，圆形
7 G* T3 i- W' X5 F) `8 J半透明，圆形，隆起，4 ?& I" B8 e2 @
不透明，米粒状突起，. E. \) z! ~6 u* j! ?& B
! }4 R# R$ D& a1 z' q6 E$ ] * R7 a6 d1 O: k; G
光滑，有光泽
/ _- l2 r! Q, N( `0 S: w8 R# I光滑，较干燥
, V# v3 a! g& C, M6 R) l9 y+ A2 {光滑，有光泽% v$ D" }* E3 B
较湿润2 |; ^* t+ {, A+ C1 u) |
2 a. F! [& X! W3 [) Z
菌体形态% P- k; K; }7 G- r, H7 ?3 s/ J3 c
短杆
, p' J: y$ S( {0 H" w) Y$ ]" q球形
: @- v6 I3 N8 N, L! L& `杆状4 c0 }) `' n6 Q3 w# q: H( ~7 O
丝状
* \( B; q6 t" Y: ?4 u9 K9 z2 e" a5 u$ ]
菌体大小/μm ^, ?' `! M- i1 | ]0 |
（0.3-0.8)×(0.6-1.0）" Q5 q; `+ e0 }2 N
Φ0.3
7 Q3 O" q/ c: p' U5 j. v' H（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
, Y( I) g. c; r8 p, A/ D7 k0.2×(6-60): W3 E* u0 e+ S" k1 F k/ @' q
' I K+ I2 y" W0 k! s/ f4 [6 M革兰氏染色
6 X& w# _6 w4 l& q% L: s, s! K+ f) FG! d. s: o( z& Y" U1 _% n
G
+ ^3 X" W) r) B3 J) j2 C% xG
) r2 @: b4 g8 L8 P! g+ ~) n3 rG
4 R! t5 S* y( t/ Z0 d
/ T) g6 `" B* m" d! G初步鉴定- ~1 Z- P7 X/ D1 ?) K6 U
黄杆菌属9 k- `5 F) J1 I9 Z& _
微球菌属
+ |* m) p% X7 U& j; w6 A7 [( T/ g, Z假单胞菌属8 D% Z9 K. _* W: @
酵母菌属5 L* f4 l$ N% F0 Y+ E+ I
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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" b; l4 \$ U1 D5 T9 m$ b$ X3 结论 , [$ s" i' ]. B: N' o4 e9 X
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。 # | {1 {& k5 G6 g9 q. c
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; t# g2 I' ~1 ^' a5 c 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。, T5 B s% ~3 X" M: N/ {# b/ ]
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狗仔卡
发表于 2010-2-21 20:12
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