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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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4 z) y9 B3 O+ _# C# R 中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009－2455（200）06－0032－03
5 t- o; Q2 d; d$ Y+ ^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) 6 a) ], g" `+ Y7 x0 c! S/ f
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
5 e8 V# ~! H' C% q" ~$ y 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。
+ f$ W1 r8 R4 i* c) _5 m1 材料与方法 6 g" P7 y& U& K) p5 H2 {
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。 ! y; Y1 P) I# y5 x
表1 ZL1菌株正交试验方案及试验结果 % ?1 X8 x+ B- n! a9 Y6 A: g
% [* L# p2 H3 j8 `
) E" R6 v* P1 E
4 j8 s' l2 U6 g1 ?5 S* ]# d9 Y1 L; q. Y
分组号
- g, ]; U' o1 T6 I$ B& E" F# l因素- H( O: S7 w3 V, E
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)3 Y) u, T! r5 m6 W4 J
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
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25, q4 J# o+ k' T; Z" e9 G
424
6 R% m; ]8 e, I5 A5.0( o7 j" R% h3 _% x5 s% M# G
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2320 _# ~2 D% D' C) f) Z
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25
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25
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9.0' A$ U9 j3 M7 ]/ H$ `9 u/ {! H% |
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424/ X% S: V! W3 [$ q; p
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$ P, C1 G G4 R4 p8 v- X
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307
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* H( ^; q1 f8 O) G: ~# A* [230. C+ n- \* ]- c" ?- D( ^
188
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9 Q5 H' m0 s1 L% n% b4 k+ b f, a8 R+ @- {* s
" N9 ^8 N2 J. E( ?. r% O% f
( u! I3 u9 q% F1 ^8 Z; [K23 ^" U; z0 z9 {4 r$ I) M1 E. [; T9 z
182/ C# d( h2 ~5 b; [3 V
183
5 l% e- r9 S5 `& g, a6 b3 y6 [179
; L9 H! d* p; E7 j( i* C7 m
; K# K4 t/ }; P) ]$ \- M" x x 5 |7 I7 r9 I3 e, P! n* |6 \. M
4 I2 w! }: g( R4 N( b7 M
K3; P: V3 i% _% e6 A; i) n b
102( j' L2 C$ ?" ^" b2 N, u3 t
144
- o8 I% o" p& P+ \1650 Q0 M" |, n- x1 V. r
1 N2 A3 k9 ~+ I4 c" n( B3 S( j7 \- r
$ v* T$ G( ^( B* e; `4 e& H- S8 a7 p. B- x. p
R0 S* w9 V) a: y0 p9 `* U4 \5 q2 d
128
, ^) s9 P) ^$ G1 Y& {44
( i( x7 m# A0 x; x5 Y14+ `" ]$ E8 S) F. z& `9 s
/ E) p: Z5 A) v, V; A6 D ( t; Z3 ~1 P% u. j7 C$ Y
表2 ZL2菌株正交试验方案及试验结果 * X) h" o0 _) ]9 T5 U1 u* ?5 ^7 a
, o0 K0 d8 t' O2 _2 S
8 C) t6 v8 ?1 {" ]
1 R6 N# F, y0 S5 B; V7 {/ |
1 n! A7 Z x& W% C分组号
( ~* _! r; ?6 B/ q5 S1 x9 f因素
( l9 A6 P7 s! T3 m8 \* ~4 ?- Y测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
% W2 |1 q5 _$ D" h& k: Y& J6 n+ Z* r降解测量ρ（油）/（mg.L-1)5 E* ^2 @' H+ L" z4 v$ D w; O
8 a. H9 j0 O6 L4 g/ @
温度// H3 t3 W/ ]$ ?
ρ（油）/（mg.L-1), |; |5 ~+ Q0 @" ?# y1 H* J( T3 q
pH值+ W# r7 W0 z' u F- R5 t/ @- _2 _
* l% M& r. z2 J: m7 v5 T1, K8 B, ]8 v# `5 T5 a3 l6 Z0 @
25* f" `5 `3 a4 C" e' W
368
* e0 f1 }% q! A6 I4.0
3 x5 ]+ g7 o" P5 e3 }69
& I! m) R3 E* P! P, x% \# W5 S299- V X V, @& O7 p! }- l( v2 n- i
5 f3 n3 V# k" g/ \$ N. _3 j6 c
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, }# W8 C( u: x2 [5 m4 Q5 Y$ h2 f; U574
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307
9 k: j- a R( x, h! {# ^ H3 t! C9 \! b, C$ h1 j
3
6 y2 j! J! [; O# u" f* N8 T250 o) g7 n! L$ @' ]9 k! R; \! r
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8.06 N" O- }$ U/ @2 U1 X) W6 S
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5 n- a' w3 v6 c, G3 ^: N304 f( k/ z: w# m9 `
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6.02 Q/ N2 i: A- N" n; e s) e
354- s% _' d& Z1 Q
314
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353 G K9 _$ R8 t* m+ y
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1 b1 G+ o+ _2 T# x8 n
K2. O! N/ u% |/ B7 K- ~) t1 E
897
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* F b, S& \0 Q' p1 y. b* {" I 7 T- u* f A0 ^
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299
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264 C8 J+ t4 P, ?
k3 V* w- z/ @, B
$ O' v$ G* G9 D6 \$ Z6 E" a: r' d
R1 Y7 _4 i; P: w/ u
73
6 P' v$ z- V' S5 c5 T/ l8 @0 ?16 G+ q4 [& a2 l! Q3 v, O
255 [! ?( X. S' M' N- \
$ p0 c( F* k; I# A
7 E5 L* D6 {2 ^# m3 {7 Q1.5 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。
4 o! v8 ~7 D( z+ f% N Z5 `2 结果分析
F, C2 c8 D8 F+ m2．1 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。
+ s& }% I7 d6 Z. H0 x表3 4株机油降解菌形态特征 6 m) g5 G5 X2 ~, v3 u3 \
8 f- y' X- P7 |) F
5 p4 R$ }3 c3 N7 g* s( z: K- A
* X! f" }3 o8 V% l
( ?' o% }0 @' H+ y9 _2 M: z) M. P形态特征
" h' m% L5 o4 O% d& ^& mZL1& o7 J, X/ t/ X8 a5 l- }$ ~
ZL28 ?- `, Q7 v2 `- o! ^% y$ B9 j
ZL3
d7 I! x7 f2 _# PZL4
d. {3 q- Q8 L; I
z2 I' b% X# @# d& M菌落颜色
3 a4 i3 P" [0 K4 M- ?7 _粉红
9 d) O* [* s, A+ \0 H" V淡黄
6 z9 H I$ \6 {6 Q* |- z淡黄
2 d8 o, c E2 C: V# E3 i p粉红8 M3 c' s0 q! X1 C- K6 T
" T/ F: C: K2 J- d( T* ?
菌落形态
8 {9 e* i1 A0 p' `& [3 f4 i/ j- u不透明，微隆起，全缘，
3 M* \, s/ M7 V0 _" L7 v$ L, c4 S半透明，圆形
/ b m! @9 Z0 G& e7 {: w8 D# N# @' e半透明，圆形，隆起，9 h7 E \) `4 c* |
不透明，米粒状突起，
1 S# u& r5 n `
+ X: E" W1 p5 N/ H4 O2 W ) {& v) u1 u' s4 T
光滑，有光泽
" d0 K3 i7 U! b光滑，较干燥
* A {. {8 T/ @% u g& F/ Z. d, R$ B. k0 a光滑，有光泽
! F: n) `& ~( J4 }较湿润
) Z1 H0 f; N% d: J8 m& u6 j) o6 P8 q1 o9 L! |( v4 d4 n7 P
菌体形态5 d' E) g8 @5 E" R
短杆
: p1 }, ?* ^0 B" v) }. g9 ?+ n球形
0 s1 y5 g. k3 u$ Q2 n6 d9 N6 b杆状
- f* b6 Q0 d4 D, S+ b丝状# z, F2 j* B7 }
0 J7 U5 | d+ `1 g: L/ c
菌体大小/μm
# d( d8 H; I" e) f# P/ n（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
7 m* V+ t8 k* J& VΦ0.3$ z" K, t. Q: e4 l
（0.5-0.8)×(1.3-5.0) q6 l" m7 m8 a, i* S% e
0.2×(6-60)
& v% G. `& k) k2 I8 J0 Y! T' p
- _6 N- v: P' m. i$ ^2 R革兰氏染色
3 l7 B4 s4 b+ d3 DG
d/ r' {0 B9 d& {) mG
. S7 Z, t# s) ?* fG
( `2 n. S2 V5 z5 [5 ]G
0 z8 l* M6 Q$ M, S2 k$ g p$ m6 ~7 B' |
初步鉴定( f2 H: r. o+ ?4 P
黄杆菌属
8 f& \5 I8 M6 y+ o3 J7 P微球菌属3 p7 o& p( F4 D2 k6 ~" ~
假单胞菌属+ W' O" {: ]6 U# o; ^% {9 d8 Y/ ]
酵母菌属5 y- h+ _0 B7 Y& r+ g" O0 z
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。 ! O/ w- ]7 G. t/ C
3 H0 `$ ]9 ?( ~. x3 l3 结论
3 K8 [/ x$ f ]7 s& ` 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。 9 I; c7 x2 x" [8 T
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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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