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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
% G$ A( ?2 y+ V/ TAn 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......% u5 L+ o0 w& a! B; o U1 W5 Y
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7 S4 j' C9 |0 e4 Y, T7 p
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. e4 A; ?4 i! w$ d6 ? 中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009－2455（200）06－0032－039 [3 a+ U% c2 u1 h8 r0 H8 |8 u. p
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) ( |4 z. t0 a' L, z
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 . I1 `3 {$ _; n
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。
$ c c0 {9 u6 P! |* X3 ~- H1 材料与方法
5 l. E- m4 g% ^6 m( ~/ Z! r1．1 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 l2 p' j6 {. O% B0 p& C
表1 ZL1菌株正交试验方案及试验结果 2 W# D' W3 R) x/ [- a. s) I c
+ u9 R0 I6 h3 P( y& u' Q/ n
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" ^+ F4 n/ S+ n: X2 E' e" k% C
5 a$ Q( [4 F( ?5 W0 N分组号; J6 H5 f9 v$ l; @8 R) b" L
因素, @# E" z; n; M" f/ x& a1 B9 V
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
# ~& @$ y L6 k降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
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5 M8 T2 G3 e; q6 a) V, d1 H- f; n7 Z. O* p
40 h- e) c4 N4 d; e3 R+ D4 Y
30* R. u6 {6 C) F$ o) t
424, B( T0 X8 o: ~/ v+ c- A
7.0
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5.0: b# n4 R1 j) |, q2 {. j
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5 d) J' y5 `. g" @7
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165" S/ C8 Z8 X+ J' ?- x
% D* J4 t \1 z* ^) E; g9 K
4 u6 E2 \1 \" e8 ], L% s$ L, V
. w1 `$ ?! a4 q" ]R1 h3 J: m7 f9 V) v3 \
128
2 ~# B/ r% \$ @6 \4 k' O447 {6 A' x; z1 z' N( d$ S9 h) O9 M7 E
146 E$ ` m) J. }/ n0 k r4 T& [' h
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表2 ZL2菌株正交试验方案及试验结果
; a" j% _+ R/ g6 [: M" u
' q1 w# Q4 z( @# e
' d/ ~5 m! p; A4 ~ p; m0 w- x
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* U7 m/ x) O9 B分组号# Y$ j6 T4 ^9 F# G8 y6 x5 m: ~
因素
( H& u. g# W6 A7 P9 M1 Z测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
6 K, V5 s2 {* |* y降解测量ρ（油）/（mg.L-1)& O7 L) _0 R6 W
* k. |* U2 H* @' p# E4 G
温度/$ {. w' L- H M) O/ h
ρ（油）/（mg.L-1)7 {5 s0 a. t4 I( w% I$ F: \7 e
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252 G' Y3 g3 m3 Q& @
368* b9 m; E. h9 d2 U4 Q& Q6 S* O+ T
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299$ t3 A& k. i3 d6 K) v) o: P+ B
0 s9 X' H/ ^! ?; V: H5 K0 M4 _4 r
2
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574" O4 k b5 E9 c# v: B% j0 H) C
6.0
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' u* K+ b9 P5 h307" K) g3 C( p0 S0 _$ N1 {
1 j. ?* g( w) A6 w0 o1 {- J3$ R. X6 o. s8 Y# N, R* [- }
25
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25, |+ h) f# T2 y5 v
! F- D5 T; u7 e' X6 ?
! a2 O6 b% M4 [, [. V+ H1.5 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 H! h6 o q4 l; n H2 |1 o/ ?! P# M2 结果分析 2 T0 }; c+ R0 c* o/ F5 q
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。
" |: \" W J7 w表3 4株机油降解菌形态特征 . O0 `& ~ }2 e
2 T0 z" ^# k5 l; X
3 `1 T+ b1 W9 ^' B* q8 p2 v7 u
) o' D: U- @6 y+ ~# ^
9 `( x8 i" g2 D. A形态特征
) Y1 r/ B( q0 ?ZL1+ [* L" D7 I! \ U! l) z" z
ZL28 |1 u5 x D1 y+ L, E
ZL3$ [2 q5 i$ L9 j2 H: O* v+ E1 G
ZL4
3 t% c9 ]5 u+ g6 V1 m7 |" v% f
7 Z# h3 ?3 C8 J4 ]0 z% W$ B菌落颜色
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# q& u$ ~8 \7 x4 S淡黄
" E2 }, N: ~, D4 F% h1 l% S: }淡黄
: r! m: ^8 q. T9 Z3 C3 E粉红1 m w: |: h+ ^5 W& ]4 A
: w. F) E/ ]4 @ }& O菌落形态* `. ^' I' d5 e" w& R0 ?
不透明，微隆起，全缘，6 l+ u/ ^ D j7 h' _9 V; O
半透明，圆形) K+ h* K4 E7 c
半透明，圆形，隆起，* Z+ Y: S& m" B- {
不透明，米粒状突起，1 z4 L! e5 W- j' m7 u0 r
3 ?8 I" r0 |4 y m' ]4 c3 R5 x+ Q
# f- |: d J$ G% i$ x光滑，有光泽$ X% Z1 z- v' s- @$ Q
光滑，较干燥( E6 ^& g+ x/ _. W
光滑，有光泽
9 G) k6 r9 E1 v较湿润0 [3 b( B$ c. a" q' e
& b3 p3 O8 N0 N: P0 ?8 E
菌体形态" ]1 I- q. N5 w& {" Z* t" C
短杆" b- W$ i. m* ^# J9 A+ A* D0 r
球形4 K9 z& P8 H9 s B1 R" N5 |8 E
杆状( ^) t7 ?4 G' j# f
丝状, p9 P6 ]/ ^7 e* q! _& {) N, i1 k- `
7 I1 ^4 W0 E0 i# S) I- ^
菌体大小/μm& x$ Y' h( r# C* p2 K* s
（0.3-0.8)×(0.6-1.0）( ]4 o O {* ~$ Y9 ^6 H
Φ0.3$ D% r1 J. y9 g) d
（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
h. x0 z: ^* M0 u0.2×(6-60)
8 @: q/ x' a% C" }( [& t; n3 B" }
" v' V2 C5 }, b4 N3 n; i: J( a/ x. R: s革兰氏染色
5 R' e8 s! A9 {5 @/ T* IG/ K# }/ C/ h2 _) B d+ n
G- x% L& x, x- W
G. n" O9 ~0 J# n/ @% d' |& Q
G& N4 `) B' Y6 B4 O z7 p
: k6 U% m! W5 }$ T初步鉴定1 I- S+ ]' R- N1 s; s
黄杆菌属7 ]+ ?# W: D4 g+ p( c) \& i
微球菌属
8 o3 O% w. {; k0 F假单胞菌属/ z# W- K! O6 W2 S! `' ~
酵母菌属
6 K. U' |* y" x9 v9 l2．2 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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3 结论
+ V, T9 u. E. \4 T6 K3 B 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。 . ?( Z* R1 d8 N' `# S+ m; d
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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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发表于 2010-2-21 20:12
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