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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
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2 x$ G7 t0 J1 h6 M 中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009－2455（200）06－0032－03. N% s4 z' C% 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, Xuzhou 221008, China) , Z* T8 I0 h- l8 _
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 : Q$ E, C5 x+ ]& h' p
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。 7 x2 K0 F: U/ P( w6 |: E
1 材料与方法
9 H; L0 F% t9 j. S1．1 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。 0 b% r2 e( ?8 ?8 d
表1 ZL1菌株正交试验方案及试验结果
$ n) e- N8 Q- l5 o7 G2 R& m& y B& M; e: u+ P
/ B' _; @3 b; z2 q5 l' i( F) d9 W
$ U# i" Z7 |6 x6 w
. U# ?9 I( a! A- C3 ^% N! d分组号
3 r x5 \) n" X2 c3 A* b8 b. l9 q因素+ ]. ?$ B$ \, w! T. H/ h- g- z) O" T
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
6 C# a8 \$ M ]# I- w! b' C( U降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
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2 N4 i# z1 M5 n温度/
) d- ]! n2 H$ J/ `# z% y; y$ Bρ（油）/（mg.L-1)
& [! J- b. O3 l9 ypH值
3 Q' w7 q) [. Q% {+ v, Q( }3 e
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25
5 k8 q/ R; I' F2 H424; i9 ~# j4 v0 e( m, T' H4 A2 W
5.08 x+ x3 J* o8 s- B) H- I+ C2 Z
192- X, G" H1 Z% L; \: }+ O
232
7 Y8 k4 q) U# W/ q6 \/ c
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25
0 F4 A* ^( p4 T( p2 e& @6800 Z1 T( i- c- F, G: M1 T2 n a% U
7.0. j ], p% R, `7 s3 M
416
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# Q2 E/ d9 p* l& `. Z3& S) ]% n8 _; X
25
: R. o1 Z+ s6 {: g+ q824
' b$ j8 G v8 f8 B6 M9.0
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194
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4$ v# x8 b) ]* _( O' n0 f% V |
302 |: `4 M) N; q* V) G$ k) m
424
7 i- e$ L1 _ K7 U# d; l* W# |- X7.00 D0 T; i& {* J# Z3 N/ {. b; J- T7 O
220
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9.0; E, e8 f! Q/ c5 U
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30: l. p- c1 S8 s# M0 E: n
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5.0
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7/ ?2 c- g r4 }8 J) D8 h: @" M
35) S3 ~5 m8 ~1 n+ [3 x- s* }
424
. K3 h, C" Y8 M' _" t- [9.05 }- j/ u% O% O4 O# B' p
2973 a4 l) j$ q" i0 P5 l6 R1 f
127
) n* q1 n3 E/ a7 t; \8 I$ g" p# A5 W+ t# T/ T
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351 [! y; T1 k: Z% v( g
680! S- Z# A$ ]4 i7 G; I" s
5.0
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8 ]- S, d& J7 S111
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35
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7.0
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563
6 n% u- s: r# j3 h) N513+ X, i" S' T8 Q* l5 z' u
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* l7 f1 E, s% D: M' F" G) M. b
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537
q3 W* s9 Y) i; D3 F
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2 S4 Q0 w- ]6 f# W! q4 p
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494
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A6 s6 j8 W7 y( N u7 W
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230! N5 u! O1 M, F E1 ~0 A- U2 H) e) n
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171
) B" ^2 m. K" T) @
# Z0 O& C" N/ Q3 v
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* \, a! w8 Q5 |. M9 `- YK2
3 V6 A2 C( i) J: s182 M; ?- Y$ I i. Y" x0 J i0 K
183
8 ]0 b) ?4 b0 L" ?179
" Z. p; Q; I+ l0 y/ _ , K5 R1 ^* y3 `8 G6 M6 K' `! n1 V
( C$ {$ M8 {5 o1 G4 P; |# Q H {
. u- S( t# _5 N; i) ~$ N: c" Y$ g9 u9 oK39 Y& n# B& O, }" f
102
- ~$ \+ K1 B. o* ?7 @; ~4 C+ y8 W144
1 p& N' l( {) m8 ~2 R) v1 m4 M165
4 @- n7 H1 s* j+ V, ]% Z1 U( S
& u8 L9 n0 T" Q3 O* ]' g0 M3 C $ u0 i \/ k# A! V" t# W
9 i: T }8 \3 X% g1 ^3 V6 bR
' P3 b4 h2 N$ A% ~) b128& v$ c4 D: L! K9 [. W$ H. L( ~9 H
44# n+ }" |. [- x. U
14
: X' H C9 }7 f4 o/ c. P! { % T# |+ k2 |' P+ }# _3 j
: X; t0 K+ Y$ k6 f9 `, N
表2 ZL2菌株正交试验方案及试验结果 4 ?8 X4 w8 G( Y% x& f
* ^- S0 a7 i: \) M% `$ v
~: C8 M# T' i+ F$ I4 L! V8 Z& l4 V$ _
3 e) [8 ]$ X9 E" [: r分组号! w" W# q( r6 W& B: [8 a
因素
7 m% C7 l: x0 e$ I: k( @测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
7 H& k# A. V. m5 _# M* z) q# S降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
4 n& ?$ N+ P e$ X- v( K) U( j3 _! K
温度/
7 Y- p0 C+ h8 q, x- Q5 j v% cρ（油）/（mg.L-1)6 C9 V) t4 K" Z5 {& n: Y& v
pH值
. B! k4 T0 b- y; _$ V
3 W& F5 u; u- q* S) m$ k" R5 M1* t% z0 w3 k6 H* t/ N* ?
25; @2 x: V0 b; D; ~ H2 A
368! Q5 i7 Z5 |' N4 \% w3 u
4.0+ h7 R; F( a: q
699 X8 J4 D' F0 e; b5 m
299
3 y! R; h4 y1 A4 H4 k: p* j& S7 V$ }) p: B7 u; p4 M' d) M
2
9 `* \3 G# S2 o3 [0 g25
6 ]1 i0 m! v+ Q5744 Z/ f- |/ O- `6 _. H5 [$ X
6.0& ~" o8 }* q ^$ i0 [7 |1 Y
267
7 k. Y: z6 t( X2 E0 i9 X* h* J6 o% R307
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6 F7 d! v7 ?7 ]) P; w! Z" k. U8.0- x# r+ |7 O+ j0 B
479+ ~( u1 N. M$ L
288
6 h0 y" P1 j {2 c7 F+ x& |
5 Z E2 b) q+ t z; t% S G+ y8 e4; G% A$ |6 t4 y: E6 r
30
0 o* K" V( Z4 N$ `) _6 l3 d, Y368
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* A* @6 u9 o+ q: F. n342! L J' O2 c% h' `
232" V9 z7 Q3 X/ ^3 Z% ^* V; X$ c6 c
9 B9 z& F, w% F o# L/ v! J6 S9- j" Y% E( H1 W/ ~+ N5 U
35
3 J2 Q" a# t& w, H/ x7675 e6 K5 S/ N4 V5 @9 q
6.0
- Y4 n! i$ ^# D! Q( T7 X% {548
, K {$ f% j, }" Q1 ^219& Z! P: K) y" X! P7 q0 v( b
* J' ~" t& o# A# d4 {* g, y k) h0 \K1
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h$ r- u3 D7 s9 I) o7 K769
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$ \& O0 j4 g# l" T$ q) T) V2 r
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K1, a8 Z+ H" [: L3 v
275( S M( h& H* O
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272
( N5 O0 p. r' g/ u0 P1 r280
3 A& w& x6 B/ n( h8 |2 Q3 H & ~, t. c' t) r# p
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+ K9 u/ |/ b! U4 O. {, g" l( U# eK3
W0 R* \% V) U0 a; j: q226
8 X2 {7 p1 T, o2 I271- E; P/ Y; {$ C% L0 c( [7 l- @
264
9 u d; W; Q' {; C* e7 B
% d$ A+ _+ ?; K. M" C& _ l ! y9 }' d' M' H8 p9 d6 [
1 a, G0 { D4 }
R
, n' K8 _8 G6 y* ]73
+ M. a K9 X4 B3 S- Q16
8 O5 v1 T# E% k- b8 {+ X25% k& k0 P# [1 k0 w$ K& V
/ N8 l- N; O) k
0 A" I1 R) U6 T1 y; ^/ T
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。
) v7 P$ [: v1 H# F; l( ~5 _2 结果分析 7 A4 ~' M* q2 F6 _. z* e5 Y
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。 8 ~4 @; z, @) x0 i P' x
表3 4株机油降解菌形态特征
. ]+ N" p2 A/ ]+ }# h% K% q* d) n: {
! {: ]# e; N' s4 t/ A1 k; x3 V- |. \0 D$ w+ l9 U9 ]4 l( Q
T3 m" } w: d. N形态特征
1 ]: b8 e" k# |' \2 p* MZL1/ X- Y) W/ g# j8 l
ZL2
( i# K4 G$ j- Z1 ^2 h$ P2 @ZL3
, q* `" E! H) Q5 x# i1 PZL4$ d4 b" f* O9 c( @$ N
+ J4 J! |$ T. Y( {- L( s0 l; P
菌落颜色
4 L! W$ X# C) P粉红- ^: h, e3 j! r. C C* w$ G: d
淡黄
) R: {/ [$ |; s淡黄2 a$ x" V. v [
粉红
H9 L$ v" K+ _+ R) o
( A% u; g8 M( c. b* w8 A O菌落形态
7 T+ D) x, @6 A6 D1 p不透明，微隆起，全缘，
- k% Z1 q5 C3 f半透明，圆形+ b0 E* n5 h; f
半透明，圆形，隆起，& v! K' A& ^: b4 b9 N" d
不透明，米粒状突起，
# K0 \6 P# V1 L' u8 B# w
, Q& `) ]0 p0 @- T9 F+ R
! }- z: i3 [# T G; |光滑，有光泽
; p( h; H3 z' o; \) q4 I光滑，较干燥5 |, u+ ]# U1 V
光滑，有光泽. b+ _8 M$ }8 t4 @( v
较湿润4 i7 c: d7 [6 n
) Y( I4 t; K$ U& a4 @8 [% j# T菌体形态
# r7 T/ M) f- P短杆
, N' P/ A* T8 L. K- i& X球形
# ?' O. B( L. Y1 x杆状- K6 g" q% B* T2 h: v. ^ A3 S
丝状# A* J" L2 f6 t8 q! n1 [6 d
8 U, Z, X. l2 ?; E
菌体大小/μm9 @: x$ n1 g v4 B6 V
（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
. [9 \6 b1 E8 ?4 [/ dΦ0.3
4 u. } H _$ A% R& s @（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
3 O5 \. d8 ~& v2 U0.2×(6-60)0 w$ d9 A: g# V+ _6 y
- _% \/ G3 O- e5 K/ d2 b
革兰氏染色. P2 d4 J4 Z3 v2 }9 x* s( l( E
G
9 d% ?, t- ?% j! j/ WG
! G5 `9 x5 c. a5 H- m1 O7 AG
& c" T. W. ^/ y5 VG
: b3 k2 m# m$ W8 p4 D
5 M3 f9 B9 g+ X9 n0 O5 o4 ~* C ?初步鉴定
. C% a- p' e1 p& s+ o+ u; N- ]5 u黄杆菌属
9 ]9 f4 _% @% j9 L微球菌属
2 ?4 D' v' K2 \. K/ I. R: b假单胞菌属9 q c4 n" G. I
酵母菌属3 H+ {) d3 w5 I4 G7 D' U# s4 q
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。 5 S! x1 n5 T7 u7 s0 C
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3 结论
8 N$ e- f! T% j- y1 k$ q 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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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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