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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
& b/ V5 r7 P8 V. Z; GAn 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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5 a% w- v4 f$ {2 w3 ], \ M 中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009－2455（200）06－0032－03/ |: W% q# \+ \( n0 L# a# k
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)
; |* j4 Y9 S+ u 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
' l" r ] ?; h 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。
8 D9 o; J% b1 j Y( b( z2 X" w" q1 材料与方法 8 Y9 i( x6 t: e5 @6 T" Y* ^; f" F
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。 3 ^0 Z" e/ D% {+ P4 [- w
表1 ZL1菌株正交试验方案及试验结果
3 U. K4 y( `# I3 [' L$ }( G3 E$ j6 d0 k! Y! L6 P" E4 ^
3 b$ F" c, V; |8 V6 {, U
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分组号
( o1 u- c& p) F2 k- e4 e: L: ^因素$ U& e- g8 j- D G# x* n$ H
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
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30! S) \& i6 f0 k3 A5 S4 _
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513
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230
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K2, ]5 T4 v& Z/ j, p7 J& D1 Z- Y# n: G
182
0 N4 i+ S8 r/ g; K183
2 M/ C* D# R$ i7 L* ?179
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/ w( q3 F6 I/ ~+ L* o% n3 y ' l- |4 ?1 F# d/ n% r0 l4 l
6 Q& E. K, V5 b) A/ ?
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* w, g5 U2 r: |# s1 f144
2 x7 R6 x ^: G9 g0 O/ w165
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$ B0 w2 T+ K# \2 X; m! p% @$ z3 @6 \1 | 8 `, ~- ^2 R, t. X) v/ f, x
7 K4 @* F6 P' N; bR5 Q+ x5 P* R" E" g2 m
128* b9 N9 n6 L1 O n1 L5 h3 j/ k* O6 x
44
' K0 s( {/ b! k$ X, g14
# J- W/ l' F2 R! b" l, _
* n+ W. |) M" e- K3 l/ J 3 h( g3 j3 J1 v' v( ]. u: ^7 Z
表2 ZL2菌株正交试验方案及试验结果
3 d! B3 j2 O/ U" @2 r y8 K4 l9 Z( a* b r# n1 U( r: J& m% t* w0 d
% _6 l, o2 c. j8 r" h( Z( E y+ N
6 q( K/ G+ u3 c
) Y3 v7 U; o% s+ R7 l) K. T1 s! P分组号3 v2 d. X6 x: y2 U: _7 [
因素
. V7 ^/ ^6 _3 |% H测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
/ L2 q' Q) U' i! @. [4 ?降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
5 s$ k& J8 s, i F6 @2 z# H( _0 d% k1 M) P" C; m
温度/
( {1 L% ]9 [2 [0 kρ（油）/（mg.L-1)! s$ H6 k8 S& ]0 D& \3 }8 y
pH值/ u- w: o# ^5 {/ u3 f6 E
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256 f9 S* N- r- v' M$ M2 z" R) P
368
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299
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2993 s" x4 _5 U+ y- w( x0 R) X1 x
272
$ W; T+ H, j% X6 R( G280
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$ y. G, Z, K- u" ^! T25( r I" R, T& Q
6 j3 U) J k) V" H
- e2 E& d' g# r" \+ [& ~ X
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。
, l, u' k( T: {4 @ }8 U" g2 结果分析 7 t ?) q+ P7 A3 E
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。 / H* h N, {$ @7 B7 E0 E* o
表3 4株机油降解菌形态特征 : z1 ?" |, w4 I
; E! q( T# t4 I0 ^2 |8 a
. i$ I# G. \0 O- `' ~3 ]8 Q$ D4 q6 J5 I! W: f
0 Q. L. _% _. D, q. k9 d8 \ E- b形态特征
3 { ^) F4 o4 {: ?5 YZL1' w' V' K% Y! ~
ZL2- G; w, D9 Y& B* B* l6 S
ZL3
0 X9 p! H, f# M8 q6 Y! XZL46 x1 ?: F& M. \1 Y1 o6 \
7 L0 g9 X$ f/ I* ~0 ^& U菌落颜色9 ]5 ^. c' o4 [2 y4 l g' H S
粉红 j7 p9 W/ n# z! i/ F
淡黄
% r6 D$ X" _ g) p淡黄
6 O* S: h: ^, |5 ~粉红- {! q# h9 ^& r% k" [, @$ c2 H$ i& f
6 q7 w$ o6 t3 T& G* U菌落形态! x! z4 {, v, _: L* t$ T
不透明，微隆起，全缘，
# H% @7 K: c+ n/ C+ C C半透明，圆形4 v3 X6 H. Y+ J C
半透明，圆形，隆起，# ]& k. p/ a2 s2 b9 O
不透明，米粒状突起，" {: n! d- I n+ Y
8 r* e) t/ B w6 o; A# |
; g5 w* x) ~' x' a; U
光滑，有光泽9 \( e& O8 W7 b. I5 H7 e
光滑，较干燥$ I) `0 S1 J0 h3 e. D" O7 N' |
光滑，有光泽
3 {# z; h8 ^7 Z/ y0 Y# M) p4 k x较湿润
2 m4 d" S3 C- g) f# F6 r8 _# ~! _% d4 n3 V2 F! b
菌体形态
1 O$ V( l2 S4 _0 D5 T短杆& L Y( w' J' J
球形
+ o: T5 F! G3 e8 t% S* L: i杆状/ `) Q& v2 i$ T
丝状
: O5 `. x0 Y) c: l. O, t9 C' p9 n" W- |/ M8 s k q$ `
菌体大小/μm! i4 q0 p) T8 u' L a
（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
4 y( }9 }5 e' U" r2 @/ ]Φ0.3: A f$ G _* ] m' B
（0.5-0.8)×(1.3-5.0)7 U; _/ ]# i$ ~7 x" A5 B
0.2×(6-60)
( w j$ N$ K$ `( x: ^: p7 ]2 s$ u6 i1 T+ p9 I% _6 A1 ]/ J
革兰氏染色; S, W" ]7 Y S5 T
G0 K3 c; K6 r Q& r3 U
G, u! m# C7 t! H8 f2 d
G @) ~' Z/ E* C, q
G
- r8 }* O' p8 Y5 k- {9 b
+ w: U" T2 q5 i; |* j初步鉴定
8 I3 M$ z# z, M: O3 ]. Z黄杆菌属
# e- D0 u0 [$ j; L$ u6 e微球菌属
4 F( ?' L4 B6 `8 ]假单胞菌属: L9 v- [4 N9 s' G* I% [6 Y
酵母菌属
* R3 I1 O4 Z. h. C* M4 p: M2．2 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。 % r" A4 I1 M) U/ ~
6 Y, @+ u2 j$ V8 X3 结论 * G+ t( O. k1 J7 _4 a& U
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。 % v1 h% B3 @' A7 }, H d8 o
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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。 q) D# d* o! p! l0 \
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发表于 2010-2-21 20:12
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