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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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' z) N5 t7 e: Y# r J 中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009－2455（200）06－0032－03& r4 T+ Y7 S8 J" |! r
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) ' _3 G5 _$ R7 E( w3 t3 s' L
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
2 g2 H5 \* r( O* ]( 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。 7 W. d3 z, a# Y- A" V4 S' }* L7 B
1 材料与方法
+ P4 \* x( R2 n s4 Q- Z3 w: v& T$ A7 j1．1 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。 4 w8 W* [# ]9 x+ d
表1 ZL1菌株正交试验方案及试验结果
2 t- q% ]9 G5 | ]" g/ J% w/ j
6 Q' {; d1 R F$ z6 w* _; H9 x& x6 c9 c
. J q- q0 [1 o6 ^- I
6 F4 g0 `* ~. W/ f; T# r( F分组号
/ T1 c- l7 E5 u3 K6 z9 U W因素
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# [4 b5 y2 [8 m f/ P5 |4 A降解测量ρ（油）/（mg.L-1)" M! n5 x* E; Z5 b$ K
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3 @; p3 e( \: h+ O: N Z. D6 L& o g& b1 Q. a! }$ E
18 J, l& l" o+ M/ t; T! @3 p1 g
25
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5.0, T6 D* k5 o1 C- r
192, c9 o% K3 a+ X/ p# @! q( O# u
232
0 \8 h* E" j4 X# ], s/ Y3 f7 P
$ \9 o3 L, L% [' m: z, s2 d2
0 S% ]- o9 Q, x! z0 D2 J! O. C3 }4 l25
& O3 Y2 i8 z' k5 v680" K" r+ d) ]# Q
7.0 ^/ H; o& o5 `* N. O$ f c' H
4163 W: x7 O$ g# u% E3 W
2648 f; Q9 H% G! ~; \
, `; H4 L: U- F; {- j8 t
3
% ~3 s' C" C* Z/ k# T- N259 P7 W8 }) M0 Z3 e) P- d; v
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630
1 m P- n, E( ~# z1943 R- H4 C2 i) t% W5 O) G0 S2 N! U
7 q" y& \4 I: y9 ^5 B4
# W: m0 `; f3 G! k% P V30
& M9 ?# \( h8 C7 |4247 {) {1 S _! o/ a
7.05 [/ h$ r1 i9 [6 f! q0 N) R$ k
220
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5 P P4 W. i" M3 J2 e7 s9 J7 r. o& b- G+ J4 {9 q
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62 F) M) b* k; T) b! ?# j T
30
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* d1 ~( G3 H7 ?7 p4 G5.0- D: y d8 O a5 y
654
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5 H" I. k1 [' }) o R6 R7 c+ [# T7
" Z4 H% }: l, v; s& Y356 r% }' Q( d0 z- i5 w5 c
424
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8 q7 }/ Q% i7 g5 ?680/ F& ~8 J% a1 a- _* u( H
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537
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K3& X, X2 }0 {8 P0 L
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433" V: w: k8 ^2 y q. H/ H/ d% S
494
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K1# c9 {' d) H. h- r# T/ M3 W
230
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1 E5 C0 [/ R9 G" F9 y* l171
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. N: C% W z4 ^ / T7 r4 b. c3 r, b( A
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183
& C9 A! x. D( T+ s8 |6 }- K6 T/ h1791 D. P+ ^' C" _8 }" M [* z1 B2 |
( p/ `3 L# d" s' z4 I( V3 ?& e
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4 V8 U) d( n: k8 AK3
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$ T* s7 ]4 x* [! Z165, a0 n: Q, D( d4 c
2 k+ S3 J: Z$ ^8 J1 r
" E$ g2 W( ]' t0 p, C
6 ^$ }, o4 `$ {3 Z" yR
9 f8 J: Y' Q, A" n. ^: s7 B1289 r( G1 C1 ]! e( C3 Z% _. \
446 g, s' Q+ Y. |
14! A& u7 {& e$ w* _: q# E9 y! W. K
) E: i+ M2 P' `: h: S 2 n" @' ?5 {" E/ u z
表2 ZL2菌株正交试验方案及试验结果
1 M( t+ F7 `3 s& F& K$ D
7 @! f. c+ O" g1 p* X& r, q r9 U6 Z
+ i5 \) |9 }$ \/ ]
$ c% d: Q/ @" i) n- i( x9 v
分组号
" V" \0 Y4 |7 Z& j1 X ?. V9 l. B因素
% ], F: c' U+ z3 W" v) }; p测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
% }: e+ d* i% \6 t降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
' N; L: t- R0 ]2 {9 X: W' s" t; E
7 k- T- N, A# }温度/' E8 K: u) X2 N z9 y
ρ（油）/（mg.L-1)1 ~* K! p' k- n0 T! \, {
pH值5 w- @2 n5 d/ |/ h) ?8 g; @8 j
% J: M) @5 E$ O& G19 H, g8 w/ Q1 E. [! o9 d) o! K$ ^* z2 g
252 S, L7 ~6 w* M# e9 h1 |
368- l7 q# Y7 Z+ B8 r7 \, m+ b; X. o
4.0
y" a! \; Q8 Q69
& K. G* C* ?3 C; Z8 C2991 J' U% }4 \- D, f) v
3 E! P* n Y' J. C% _
2" F. |2 `& N @" |1 P. g6 V
25, J4 Q% T. Q: A3 `
5742 V4 o1 Q! d `/ I, W1 O# U* n; E5 ?
6.09 G% i6 @# x+ a$ ?! U8 A1 L5 ?+ `
267
5 ?$ ]) w. C4 Y2 {+ J6 x307
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3
, h6 J6 ^4 o. E9 R7 j25
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1 l3 |7 ]3 |) a! v, k. l8.0
( E" W, T8 x& G3 t$ [0 |479/ s' e* J% y/ ]% W9 \/ e) P
288
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8.09 b' X1 @" Q8 ]7 A5 W" c s
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2782 d, U1 A, j5 b+ P! z
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232
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8170 s( a6 U$ I6 d2 i1 P: F
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, `4 s; m. N) d) w# X 5 n- R* ~( x- S$ X `3 Z, ?
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2 u4 l7 C, L+ K8 B8 D! iK3
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792
7 w8 P- u8 m. ^
/ D: d' q" G9 y; D+ ]+ o
+ N) [7 j- z% J( E! t% [4 ]( M1 Y5 L, F6 d7 r; y+ a0 B% r1 x
K16 @7 e& g* s) ^3 q/ F4 X
2753 Z Q8 p9 X, ^9 x% U) o! [% q# o
256! Y/ `! t0 U. U! u, C( K
255" a# G9 @* |3 N4 D( V+ l8 l# k
3 f3 [* g& D0 h
) K) {" ]. Y# a% c& q
3 k" e" ]4 x7 [5 _9 i/ o
K2! }; ` Q( `. f/ I
299' L. W8 m8 i L# P7 ]) p
2727 f/ Y2 e3 p4 W* K, H
2801 k5 A6 T* H2 u& t) Y1 D$ M) a
I1 i% m8 W! r# x3 R1 e ' G3 O4 ~. M! d" B0 b3 F R
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K3
9 L- t* o: _# y; G/ k, n226
) s; F' ~4 F$ V- a9 v2716 t, C; R3 ] w) E+ y
264
* \! q9 j9 d5 M J& q1 @ [
, h3 |; ]- r! h5 L! B" h+ i
6 J K* p, @- y# `
( t9 H; i- c9 q: }! oR% G8 v8 x5 O7 h Z6 w0 e
737 D( B) l3 L& N, I
16
9 [2 }2 u: o' x0 W5 l# T6 J25
2 y0 H: @, s8 j1 e0 M $ n: Q0 S6 R Z" q+ h
7 C: z7 l* @- ^( U1 O
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。 2 U2 P, N; O2 T
2 结果分析 4 A+ ~5 ^6 A7 f6 I# n- V/ `
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。 6 F) e5 p+ X( z# w& e7 t5 R; a
表3 4株机油降解菌形态特征
6 l; p3 ?$ x6 v* o$ F
) N8 s; T, d& X( c/ O
3 ?0 U% Y5 U4 v6 b8 ?6 _
8 D' U% x4 N+ `0 M0 U3 I2 a. h/ |6 e6 p9 Y# Z: H L
形态特征
, Y- E! `0 }9 D) i/ G g6 N5 GZL1
$ H" z, ?* K) ?3 nZL2
7 |+ O; i: J4 Q) r8 |ZL3
1 q/ z, S8 I, q' n6 ^ U- aZL46 L% A9 M" a6 B& b
& ^+ V& A% [; [. s& q2 h) `' T
菌落颜色
. O5 i9 m' l$ i+ }8 ], m/ ?粉红
2 a3 v) N' Q3 g5 {. t) @淡黄/ G5 \" I0 V2 v
淡黄- \9 M/ ^% O+ c0 l/ r$ j
粉红
' i& [) L$ G" p2 a
1 w* {% l7 I. r; ~菌落形态$ O/ n) f/ z3 V2 o' L0 J7 H* g/ O4 Y
不透明，微隆起，全缘，0 Q b/ S$ c, H
半透明，圆形
; A4 c' w# Z) B半透明，圆形，隆起，/ v! N M$ {0 v: O0 v* Y
不透明，米粒状突起，
7 D1 a2 Y) t1 [8 y8 a( ^) |) y/ K: I8 [! ?; U
# T% h0 w3 z2 o( o4 L o; g6 z光滑，有光泽
/ Q$ l5 f4 _6 K光滑，较干燥6 c1 B0 u; ~% |! A
光滑，有光泽
& F* J( X# x. J' V1 u6 r较湿润3 T* B6 n+ Q+ h# Z
: T3 Y& b I) a, V7 y
菌体形态& M" l% ^* P, E
短杆
. I8 b. q$ b9 y X3 g8 ]球形
. U; z' t2 ~, G, g: [9 S$ Z杆状% p% V& E W! x" I, N& n( B2 P$ U& Q
丝状
; a {, S& W: |& o5 G4 b& ]) u
" ^/ ?; Q' s0 O! r菌体大小/μm
" r3 u2 G4 q A j! {$ o7 g（0.3-0.8)×(0.6-1.0）, u5 q4 Z6 _ c* e6 t
Φ0.3 b$ Q- R* A( j, R" Z
（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
( m# f+ u& O# z& i/ T7 c0.2×(6-60); U9 X( q3 ~" J1 q
7 ^/ R" X6 a- |- r: E h革兰氏染色
# r5 q4 F( T1 O# oG
) N7 I" {2 b8 J8 UG
- @7 |- r# h& j& c/ Z- `9 m1 ?G& s0 B$ S9 M* |4 B/ t0 e* q: o0 Z
G5 e* n# U' U! ^1 v" r
2 n- @( M0 N' h- I. x# o m) M ~初步鉴定
, n# r5 o+ t# `4 Q/ s) Q黄杆菌属- `7 e# H6 t" r) k5 j' o+ Y( i
微球菌属
# e5 a3 O* N" N, L" }假单胞菌属; I L6 E8 s1 u* [6 X: R
酵母菌属
! s- a3 i' p2 r9 R; M1 n2．2 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
& {9 P% ^# A [4 m: ^/ `0 D+ ` 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。- n; {+ \& u' O$ k) j
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狗仔卡
发表于 2010-2-21 20:12
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