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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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中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1009-2455(200)06-0032-036 m: b8 Z2 e1 Y" G
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) 5 @6 j/ m1 n5 S: h
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 ! w0 Y# @1 }# r, @: j4 X
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。
; L% I$ l7 g& M" ^( @5 z1 材料与方法 0 }% m* A" W+ K4 u9 T
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。 & F0 J8 f" x6 Q2 b) ]' T& q6 {7 ]% d
表1 ZL1菌株正交试验方案及试验结果
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102 E# }1 [1 T5 Q. |. l5 }
144; |( a% N; ~ ~& v
165
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44
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" C/ x( X9 B3 a$ C
5 m4 [; G _3 E% d* x- Q表2 ZL2菌株正交试验方案及试验结果
3 m5 ~: @# y5 i/ f* Q+ I! j, O0 x
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* v2 H) d) h/ Y- b0 ]4 F* H$ X1 C2 h( q/ k
( ~$ W$ S% ~7 f3 F h% ?) L分组号
# e0 g# u/ A5 B, c& n因素4 F, o7 ~! u1 G, N- @
测定结果ρ(油)/(mg.L-1)& e, P8 N9 w* G0 m9 K0 K" u
降解测量ρ(油)/(mg.L-1)% [( {( A8 W1 `
0 @9 y1 Y7 O, K! \ Y6 V/ i温度/
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3 } S0 h2 W3 ^+ C/ n16
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4 e9 d/ X* H1 x& a7 y1.5 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。
9 D7 ?1 P- u( Q7 d/ @/ k2 结果分析
' |2 h7 e/ S1 a) q$ a2 X y# \4 l2.1 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' b" W- v, g2 O1 M表3 4株机油降解菌形态特征
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# K# S$ a7 ?, k# t7 L$ w4 G; C: T6 i1 t) o5 s/ k2 O4 f
" T8 P; x8 Q' w( v9 J, @形态特征
# ^# v& G' Y) `+ K! p" lZL1
7 n- U) S# I* ZZL24 t; }8 r$ \; @. e% g, h
ZL34 \( T& {) |! r; T( r; o
ZL40 |5 Y1 N0 S8 q. Z$ H
/ r7 K4 r3 _7 C# P菌落颜色
Q2 U9 [' k7 S, f粉红. R( A7 ^* ~1 B/ N
淡黄
6 E5 X* a- {% Q: k淡黄
, _0 W5 \8 b/ p4 X! @1 J" K粉红- c$ j t5 Y% Q) k+ C
1 G( m$ w7 ^. B5 I" v
菌落形态- u* X( i: q/ w3 o+ [1 A
不透明,微隆起,全缘,. J2 l4 ~& t$ m4 N
半透明,圆形
; |9 E# j0 M: y* G% _半透明,圆形,隆起,
5 V. l8 T) \: J- n$ {% S不透明,米粒状突起,: F' z! u6 `7 C, Q2 `
6 Q" k3 Z& e( [1 z" {$ J8 e& Q % z7 g! W( |. [8 z! Y, O
光滑,有光泽
/ ~( r, J7 G) ~1 |6 R光滑,较干燥
5 L: i% i2 M2 W; o; ^光滑,有光泽" L+ w% f- L; I4 Z5 `& w
较湿润/ Q! I, ~* d6 o
$ }3 R( f3 f: U3 O菌体形态+ m5 t9 M) g! V+ p
短杆5 o8 B5 v: K7 q5 u/ p: @
球形6 u; s$ C; i1 A d% H1 W6 R
杆状
- S! R- `( u, G丝状7 z% y1 P2 w8 Y. r
6 O( f+ r8 e0 V9 o& Y% O3 w$ s% p菌体大小/μm* q2 P# C5 I4 R: v& ~1 H
(0.3-0.8)×(0.6-1.0)# c. `; C6 f- a! n. D1 v) j! _0 v9 F
Φ0.3
/ m' u! G1 R6 C! s. [3 ?(0.5-0.8)×(1.3-5.0)
- n* O: ?; J4 ]( ^, \, J8 S1 _0.2×(6-60)6 C5 A$ c3 n+ G
( Q* @0 i2 q* U' V. }8 l8 |革兰氏染色, `5 m2 _# h* }! f
G% \: U; f+ c. e5 A; M0 N7 {
G
: B" W3 }. ^, |- e, m; _- rG% v% S0 M0 e% n- _2 y( z
G" v' k- Q6 a3 A" }" {& \) U/ T
; L' C b0 f7 |# q6 T初步鉴定8 X4 \: h8 O4 Q
黄杆菌属$ t- f" I0 M' x: Y) m
微球菌属
: s8 _8 d" ?! H3 k7 ^假单胞菌属+ \& X% t- R* R9 A4 ~4 `5 M
酵母菌属
) Q3 s- D' _4 Q# t! N7 A; o* _6 T# t2.2 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。 " ~. |, w. U, [" f
7 }0 ~4 K" P2 h9 A3 结论 % \: v4 g0 J/ t; X0 Q; Q, c: 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。
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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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