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* s- |$ E0 \+ n- @- C9 t I 中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009－2455（200）06－0032－037 G; x9 f: u2 h' n: s
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......# k" i/ o& k$ t0 |. ]% J
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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
% @% s4 f6 y& S; ^! z0 T- pAn 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) . z/ X9 j- A! z( C; D
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 - r) [5 j* e9 n* k! i- L
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。 " H& C+ X& U/ [$ J% |
1 材料与方法 , x) g/ ^/ G1 E2 y
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。 ) ?% k7 P; q3 U, [7 {
表1 ZL1菌株正交试验方案及试验结果 + e6 a" A. P4 `
" O3 T- f N& H% K& v, N
' a7 N/ [4 W+ `2 w& F. k, h* K8 Q* Y, i+ Q8 k) T
$ r- V6 E+ j9 A: R7 o: O分组号
. F; S- C1 H5 l5 m& W$ F+ F X因素1 K+ L! m4 d6 }+ y' l
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
& q- j( I1 E) f% j7 P; b降解测量ρ（油）/（mg.L-1)& J+ H; ]& \; ]
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温度/6 f& L! i: y& u8 P2 m# S% R
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# u. S7 C! V! ^' o( X" I# d
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144
+ q ~8 Q- o$ P5 r1 s165
5 s p/ l, j I. r; E 6 n3 |# p9 y/ V$ m& R# S2 T
w& h! ~7 ?/ v. w
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14+ E# d8 D/ S1 X' G9 r# N
, j' F/ N: ]& s& s# g% B) B
/ S N0 S7 R2 {1 D6 B$ p
表2 ZL2菌株正交试验方案及试验结果 1 X% h4 Y) E4 @6 H0 J( w5 Z
4 `2 s1 f! X) k& _7 w6 T I
6 e: |+ e+ Q, K) Q6 n8 S: M# P$ r* g
/ C, b) }8 X9 [% K分组号
, g) w% g# E, F' f9 A- g; `9 R因素+ }# Q3 j- w/ i: f/ x5 q: I' r
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)$ s6 ?6 U1 N* x, g
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
7 f+ t+ Z4 n/ g
1 B- v9 W' a: ~$ E温度/7 W+ t0 l b, g, [& D
ρ（油）/（mg.L-1): T$ B8 }" [0 |5 ^4 f
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16
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. H, ?8 [$ M5 u4 d- g8 e 0 n+ N( }# Y& L1 L$ a
Z' V9 f& r+ s5 W1.5 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。
3 R h1 u. L3 ^- O8 A2 结果分析
7 c: \0 X! \& p2．1 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。 ) h: a( ~: d' h$ p3 d$ A8 U& }
表3 4株机油降解菌形态特征
" [" R/ V* l' J& b; f. Y7 I6 Y; c: x3 |( |* O
* O, b$ q) P5 ^- ]6 ?! k: n
7 ^! B0 o( W& \* H! N( y5 l$ M
8 S4 o: ?- z1 J) k P) p4 x3 m3 e
形态特征
1 f6 l1 i$ r7 n8 r: M1 zZL1; `+ V( C) ]- o) l; H" r, X1 M
ZL2
& F( a) _& Y+ y' ^ZL3
* k# \4 D" G- @4 yZL4' B" x; I7 t" W g1 R
$ X; p0 _! W: p1 @0 u8 i
菌落颜色
5 {9 I8 O8 \6 W( ^粉红7 T7 [% u- _! [, e" v9 S
淡黄4 u" ^$ \& b' Q- R! ?
淡黄$ S+ V. _3 I% S( M+ J/ ]
粉红" d; S: g' ~) ?8 u# H
2 `: W4 S; E4 O. c! Z+ \
菌落形态* D5 J0 y/ \) B: }6 E9 Q+ \
不透明，微隆起，全缘，7 L9 S# S4 _; ]- l
半透明，圆形
, P" ~) Q w$ T& V; k半透明，圆形，隆起，
( _( D4 Z" }% e5 E( V; B* ?& x不透明，米粒状突起，/ t" @- @5 E6 S- k; g. e7 r
0 @. Q. p$ k- U! R$ q) s# a
5 C. N2 i, E$ L+ U' u光滑，有光泽1 x. A1 v+ N! w# Q/ r+ R- D
光滑，较干燥% q' ]- y) R+ e. W
光滑，有光泽
, V% K* Y# ^9 J( v+ g) \较湿润
- W9 c7 m0 d$ R( l& f% t7 s9 F8 b* U, T0 s+ l
菌体形态7 C# ?+ z# p- q
短杆$ `) @5 Y% M X/ K& u: N
球形
6 P/ S7 G& {, f' s3 |! f; z, P T2 G杆状7 ~9 t+ }% N1 b+ [) v* _
丝状9 N* J* e/ f+ w8 E
: a, K% a+ ] m8 C% t% G4 M' Z菌体大小/μm- O* R+ J3 w# r7 `- S/ @
（0.3-0.8)×(0.6-1.0）' T% r4 g9 v# Z2 e' J
Φ0.3
: H3 `% a# C" O [" g4 G! S（0.5-0.8)×(1.3-5.0)2 v( z! Z0 ^4 E i
0.2×(6-60) k: O% f/ D! |; d! Z) j6 V, L4 j! b8 ?
. h9 `! \3 w2 y s8 t# S% i
革兰氏染色/ B# I4 v4 s- Z$ m8 |- Q, v5 E
G
0 b+ `2 R! s0 ?- ?* O# c2 SG
" P9 Y S4 i" S K) A( G1 V+ sG5 s; S3 M5 y s7 V( d4 H
G. c( q( q; d8 e3 i
0 l6 C; G$ C6 r$ A初步鉴定/ V4 {. G8 g5 w9 W; L
黄杆菌属- S- w$ ?% U9 E( f, b1 | M) C- E
微球菌属8 _* O% Y) n) f
假单胞菌属- O2 j6 I1 \7 j% I3 U: r. r6 h
酵母菌属* v1 [8 K3 d' N, }
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。 * N2 ?! [( s: Y" M9 M2 Q
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3 结论
- ~ A9 F4 `" w C+ 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。 8 R6 O Y& z7 }. O
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* `' E7 `/ g7 d# Q* q7 m6 a! T 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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发表于 2010-2-21 20:12
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