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中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009－2455（200）06－0032－039 h8 j" m5 m0 q5 p! 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, X......
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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( h3 q8 m/ L$ O. u( o1 LAn 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) " c6 R9 H. a5 `- R# k! h: b
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
! t2 O! t" @* v+ g 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。 9 b Z) P4 e+ ^* ]# }* o
1 材料与方法
. R' y7 m# h* ~ T1．1 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 x" F. [+ R( s- x) r
表1 ZL1菌株正交试验方案及试验结果
w9 u; ]' H3 Y
0 F n0 O# x$ k/ W0 O) F3 ]" Y2 H
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测定结果ρ（油）/（mg.L-1)$ V4 H+ j8 ^! H+ C! i: s# j
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
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ρ（油）/（mg.L-1)8 ]. e- ]/ j, E. o6 M7 | W
pH值
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183) Z8 I, I7 ^4 l$ J, a7 E+ j
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14
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2 q; S2 l+ {5 Y" b; Z- ]" o; ^
表2 ZL2菌株正交试验方案及试验结果
) s# M1 ?0 ~$ p% N5 W* r0 B" o
& [) V9 s! Z( ^* T
7 g) E0 }6 g9 A
5 D6 b0 S4 p' s+ O o; i6 G
. y% G$ d( O, V- W分组号# g$ l, M) X+ [, w' ^( V3 d( f8 u5 G. e
因素
1 @; H- F% R, c9 d测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
6 a8 ~# V G7 u1 D1 _降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
+ P9 e- ~. w) C' D% a) o! v9 Y& p+ R$ Y8 `
温度/3 t: `8 x g( f6 J. X/ p9 M) f
ρ（油）/（mg.L-1)) F( x' E+ V, A& R7 }5 \
pH值
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299
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25
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267
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25
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k) I* V2 j! g, \9 ?# [
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。 / i0 \+ J+ ? C! T& @
2 结果分析 ' t. u0 n* T D# p z1 P. U
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, y ]0 e/ w* G+ k8 h- c$ S表3 4株机油降解菌形态特征 . g6 E2 I( r7 Y" {
0 O% D# f$ H* s5 c6 Y G4 @
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: L) K+ |$ k! W) [2 {4 i0 X1 t
形态特征- P5 V/ s1 X5 i6 p, b
ZL15 Z3 J% U: v3 C& B1 V
ZL2 z" M* l2 s6 u' ]1 N" u
ZL3
3 X* M4 t Z, ~5 iZL4; H, g- e+ V' [; K0 m8 z9 b
: Y4 v3 t+ W& N; l菌落颜色
4 f: j% m) f7 {8 E% o粉红
9 Q2 G5 X( y* n6 _" U淡黄
' X: z. p, y( {3 t淡黄
! x( A9 q% V, d ^; j7 @粉红/ {; b5 G( q \7 y& g8 x+ Z* U) c
% G* ~% a8 O4 p1 P3 U9 f菌落形态
: k* u6 ]4 Z6 x2 H B8 r2 w不透明，微隆起，全缘，
6 N2 ^7 b" N1 r2 E& v; y2 Y, {" K半透明，圆形: x. q9 j; W. b+ s
半透明，圆形，隆起，
2 l# ~. Y$ K; {2 m: [1 I% U不透明，米粒状突起，
: M6 \ T$ F6 k. M, j
3 W5 y* S; I6 j3 Y + T. ?0 `% ~: W b3 f
光滑，有光泽
& Q q! Q1 X: H. e' w7 d+ V光滑，较干燥
, O; w& D; I+ F' k& G光滑，有光泽
u0 M# C9 p* D- ^' W; @4 Y较湿润
0 F0 P' ^9 @# K$ s4 Y! {5 ^" E# ~: ?
3 C) V! S# S5 j' G0 I, J! f4 [菌体形态
( ?4 b+ N( V! T1 r" Q短杆7 g2 e8 }: |* j \7 f
球形
& F; x. b2 W: C! e, t杆状
' N: k/ F( a$ B, g丝状: K) E! T$ q3 ^; O8 l; {
0 }/ K' g" {" U' L菌体大小/μm- O1 y) L/ H* ~- S4 P7 v4 `6 [
（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
, w/ v+ y; j! a( S' @Φ0.36 @ @% a5 A$ n2 ~! f5 U7 N" Y
（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
$ D9 b5 j/ i8 p8 W/ R6 V! j0.2×(6-60). S* v% |! c9 }3 o/ ~% H- l
# u' o: k. ~1 R* b( D$ `. a. V
革兰氏染色( j7 f" ]# o4 @, z
G1 B a' u- }' L6 K% ~8 o7 V
G
' l: ^# M$ {/ h1 u% ?6 hG
3 b/ x% c, k. d. tG
% ]1 R/ o& t' K( B" X) o! {. T* a7 V% z8 z8 _# c. C
初步鉴定
1 f% C$ t$ k$ W2 ?6 K/ X( H黄杆菌属
4 o J" e% d5 `5 l3 z5 H# n; w微球菌属
0 T) [- v3 ?2 J' J' j假单胞菌属- j% ~4 c4 e6 q; t
酵母菌属. k o/ C+ q: ]) L2 |; Y
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。
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" z) K0 m2 L5 @& K: X2 w$ t3 结论
+ {2 d" q# a1 k- {) d) U7 y 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。 ! j7 P! b, {& J% T2 y' j
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" F' c$ V* Y; Y/ U* I( 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。$ o; v4 a. D+ e8 j# {+ \) W, H
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狗仔卡
发表于 2010-2-21 20:12
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