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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+ Y9 [, }+ m" S( [7 A7 N# x, z
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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: d* R5 j+ a. c+ g3 T c" P 中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009－2455（200）06－0032－03
. y5 I3 h' [) A9 u m( e2 zAn 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 E/ u& a0 o, N9 o 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 * h& p* N/ q2 `6 e& @/ r) P; Z
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 M& E4 i( }7 f7 ]& y: t, ]1 材料与方法
. U$ x5 N% d& k5 p; _, Y6 @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。 " E, [, _7 I( Y) m4 z
表1 ZL1菌株正交试验方案及试验结果 3 z/ M- _0 D. N8 v q- g) G4 f
0 h, L3 X6 F. |# N" G
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分组号
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降解测量ρ（油）/（mg.L-1)$ G3 k- d2 K+ P
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7.0% P( A( w8 P0 Z ]
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44
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6 y3 @& c' N" X' h% z3 i) X
+ S) z$ U+ H/ P& M表2 ZL2菌株正交试验方案及试验结果 5 M* r6 a) c n' g: Z+ H6 X) J
0 t2 ?- A+ e1 x" a. c; p; X
6 |* u1 W4 p! `# y& a
8 [7 `" f1 R- X9 l! W2 V0 h) a9 h4 }& ^! ~
分组号; o. ]' S9 t* x# e7 Z
因素
: |8 s! O7 t5 f9 V9 S+ S1 J; f$ c测定结果ρ（油）/（mg.L-1)! n0 T3 b2 B6 y9 y6 ]
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
/ D, Y* C2 q4 c! X9 v! j( a- f- B( i; O, o3 m- I# Y9 l+ k6 H, m+ q
温度/
6 z# m3 U4 X6 \+ s9 s3 J. Nρ（油）/（mg.L-1)
1 j0 B/ n9 _9 ]8 W- RpH值
3 H4 N8 g0 h6 m
7 `4 ]" A x- T9 _9 |, b, X" p1, G" i6 N' w: r8 x6 d4 F- z8 e
25
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* l4 o o9 V5 O! Y! r299: D( W+ \8 @% h* C. K) w+ p' C" \
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25/ P' d! n9 [5 m; K6 I' ?
574
2 r0 _& h0 K4 M* j+ c4 f6.09 g: k" g2 _% R, `/ Y
267
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3" X6 P4 T- X9 g# K6 D
25
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8.0) |: `' A S" R1 g' t& h
479: T: p9 B: x( h3 T8 t* _" A
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& n* B6 z, e/ f$ Y5 w/ V( k % b2 s1 I: [ k T) _# J. t
, d( G5 x5 x2 }7 M
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。
* x) B9 K& \2 G; T" ]0 H2 结果分析 % t; \2 A" q6 T X/ w
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。 0 G7 i' S: }8 s W* y
表3 4株机油降解菌形态特征 " O& `+ q: V1 M, U+ z
0 ]1 r) T2 w/ V6 w- ^. T# @
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7 h8 a2 u5 L2 G$ Q/ n5 F形态特征
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ZL2
$ }+ b4 W& C8 q5 f, p9 _ZL3
! [2 a" V) n3 F) N D: H' zZL4/ _ i: g9 F7 H8 U
1 n1 b6 S+ }/ j) ^$ `菌落颜色 F/ y0 f, m5 g! d4 x
粉红# l, u" E/ ]. F; Y) M" N: ~
淡黄0 L9 d+ U* D/ Z) o" s$ `
淡黄# |% e3 n$ ]' M* o+ T& H
粉红7 s2 ?+ i0 B; l# a: P3 r+ s2 ^
1 t+ U g' P8 W5 n菌落形态
5 w( [) c* D9 \% Y* N不透明，微隆起，全缘，8 N& P" n. }4 H$ E) U
半透明，圆形, {0 v5 g! x" m& U
半透明，圆形，隆起，( G4 p9 m3 H- U& ]* y3 s! w5 H$ K$ }
不透明，米粒状突起，
' A( I% k9 @4 s* x6 _ `* u' {+ |1 F) w: n: \
# I! c* X; w' I& u' p! @0 r/ a, U- ^1 y5 n光滑，有光泽
( W/ p2 R! Z& {5 K$ i光滑，较干燥/ k+ S/ r9 B$ R! b1 C p0 r
光滑，有光泽' q5 b% q: F( B
较湿润9 D) q6 d0 [1 O3 [
& |/ n! H9 l: l; l5 O, ^菌体形态1 b; j$ V: M) q+ L7 @% a* S# M; d
短杆
; e4 z/ V/ H. D/ M4 C* Q球形
- y: f0 n1 y! ?6 X! k杆状
2 @: u0 c$ D2 Y! L丝状
+ D' z3 V$ v. q; E1 B0 z, n, w) H* h, l- r P; o
菌体大小/μm- a; K6 v( @# g$ Y1 \
（0.3-0.8)×(0.6-1.0）; n& S+ K/ D6 z
Φ0.3
2 B6 K+ U1 F: M: X（0.5-0.8)×(1.3-5.0)" d) m5 Z: U4 S. }3 ]3 Z5 ~
0.2×(6-60)
) E9 Y/ S) _! x4 c2 e7 ]: Q/ l2 Q9 | ]6 l% Z% `/ F. O# G% h
革兰氏染色6 \! h$ u! Y/ f `( E! I
G4 b* C0 S3 p$ H, Q: N
G
( ? }6 G/ A# x7 g# ~ a# yG
' ]& p; i, e. n2 r4 g- j5 `G4 n e) C1 M/ {2 `. s# m% ]
; h R2 |6 c" \& t, t" m$ {初步鉴定$ C8 Y& G( O/ b# x2 _7 ?2 @& i
黄杆菌属, P; ^0 z/ j# A5 P2 a/ y
微球菌属! d! b2 l& N; X) O2 T1 j! O, M
假单胞菌属 {# s* B: t3 J6 O
酵母菌属+ ]# Y( r# [( l" h. r; A* ~
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。 " y, S' n7 j% Z7 B* ?: Q* b
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3 结论 / f8 P2 I* z; `4 B1 K2 [% K
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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% i+ c! a- x7 u5 ^ 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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