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! _/ _! h# o; x4 U% i) E 中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009－2455（200）06－0032－03
) j# j2 ?) M, q9 ~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......' S9 L! u* c: A
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( ]# d3 Q+ d. I: X, a 中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009－2455（200）06－0032－03) M9 r+ e! A! `, ^1 Y- K Y# ^! L8 h
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) / T# P# f" n, `0 }
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
1 e; U' S9 N2 F6 o" Q 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。
! S" ~3 Y4 K1 G% c1 ]! |& f( Y1 材料与方法
) b5 ^: b* {: H8 g3 L) F4 Y" {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 ~/ y# f( N9 B
表1 ZL1菌株正交试验方案及试验结果 / j. I3 o" f+ D' F6 }0 I
4 p: C$ c1 m" e, F/ @' l( _1 y L) F0 [8 Q( ^
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+ r* t" O$ I. k, U$ x分组号
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测定结果ρ（油）/（mg.L-1)! I0 g5 l% y) H$ @6 i* m
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
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25
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+ N1 m; k( F E* _ `9 |5.0; L' T4 t: f3 N, F% N. N1 c
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7.0
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264
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7 \/ y' }! Z3 G: e! v8 b4 J) {8 y. H3
4 w3 `. `" _1 R* U9 E25/ f: e0 c% Y& |+ e
824$ c# Z L' G8 n2 L3 Z! J" o
9.0$ o& h3 I, l3 x& H
630
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6 Z! F4 S0 g: @ _
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7.06 ]# P% V7 P1 m+ e
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3 f- u* u# V- C) L3 @! _/ N824' Z+ X3 h; _0 e2 ^1 T+ M
5.0
3 l% Z' w9 q% e+ s1 Y( R3 p654
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( i5 p: j2 q. M. c9 I
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297
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680/ B( @5 a5 N$ ~0 B5 K; l! l. d* i6 s; g
5.0
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433
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230
* Z' `) i/ {0 L3 `2 Y$ U# a% k; Y8 y188' f- T- v5 F$ v, Z2 N W0 L# b
171
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& K* p/ l l/ l* \% x 3 x& z( F8 C$ u8 Y% Z5 Z0 R$ ]7 T7 A
" ^: z( i0 @% HK2
/ C! L0 R/ _7 ^2 B/ [1821 h% T. C: u o: G% M3 I4 G O
183' T# i: {; D2 j C
179; z' P$ I7 c6 K% ] s) d$ O, b, g
8 x& ^6 R; z) @) O9 i: P
" n& g: V+ N; j4 K5 L0 t
# f$ j4 u8 Q# v& \$ ]7 SK30 Q' q1 ^7 b: I% y
102# I6 E6 T; R3 p- j% g- l: _- R
144
0 r' f3 x# C: d) ?: Z- n; E: r165
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0 k4 U+ O4 d, d! O8 S9 q, yR. p, v7 N, A; ]1 s3 d
128
) W6 y# G% W1 g; j448 S' u0 @$ M: _" N5 k
14' u/ u2 B' Q/ g4 x: N
7 h. \! E5 t% L3 ~# T) {+ }
! Z5 m3 T8 Z8 x! S3 y0 V+ u1 t表2 ZL2菌株正交试验方案及试验结果
+ G q' _+ K: C# a# e J% O) Y- C; l: N( ~9 X) ~
8 v; v. h& _/ X( v0 E H
, q! [1 G; d# a$ N0 A
0 _+ O! P5 l3 n& X/ h分组号
3 {. v& C* d6 d因素
+ v: d" R5 K: N' X* Z7 l测定结果ρ（油）/（mg.L-1)% ]# W0 W! V* c0 C+ c* z6 [8 ]) R
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
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! {" Q- @- ^; i5 Cρ（油）/（mg.L-1)9 a6 H) P$ u3 u% b, y
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7 L9 B# [: h2 T# t. Q. P8 F25
+ C7 W4 h" _9 A/ N: v3687 J A I0 R# X1 k( ~0 `5 R
4.0
- {: N8 p& I S0 k1 ~* i1 F69
3 ^% F6 y' G; ~5 ^0 w3 i2994 J6 `$ `% K, F- P
" b- `9 {* O. [: }; V' b9 _. `26 }0 G7 s: U3 m' L5 f8 B+ L
25
1 H5 n( W9 V1 @( y6 `( T# h574' @, b$ B3 |/ d
6.0
- y3 _! u8 g$ w ~267- t8 k, W u" u# H5 a' U
307# V3 t# g$ ]" V+ Z u4 O
7 ~8 c/ x! N; K% n7 d2 s3 |3
$ z5 O2 `* V6 _7 B1 w25% R4 [0 Q& s) q
767: |! D1 X4 T( w" p0 i8 J
8.0
0 D& J1 b& M7 T- M [7 V6 `/ ?5 _0 k1 h479
$ U% C" F3 s. t. f2 s! m& `+ p6 p288
) n2 j D6 x+ D6 ?% {7 s+ [6 E- X2 a* @& |( E+ g) l, `3 W
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30
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817
9 G; I4 ^$ ~) e, o0 ]: ^9 z840
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2756 v3 t, q+ I$ F4 R* w# J8 W, m, u8 z
256- W; g1 V; m, P9 {! A, N1 |
255
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226
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264
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* u _- y+ k) b" u6 _" @9 O
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) S7 Z: T) y" w. @+ C73# u1 y, ?" v! B. f& t
16
g- a1 K/ x/ I6 \# L4 F$ ~0 O25
Z) L4 X: l# U# A0 _
, U/ d! e. L+ W/ N9 k# A7 b0 l; ^. O
( e4 q8 ~6 Y! g3 g& _+ \; h% \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。
" C9 Q8 z6 i; y' n7 a$ G# u2 结果分析
& S; s$ T0 b6 e2．1 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。
& m" I" q1 l% c0 h7 X! e+ R0 l表3 4株机油降解菌形态特征 , U, o" d- [8 r, U3 Y! M7 s
. R3 d( I2 W0 D+ u
, z+ D$ b) b. ?* J* B8 i, x) c
/ G. W6 ]$ T/ @- P
$ e$ N/ g+ S/ |; t e形态特征1 ]" E- { A4 G3 K6 j
ZL1% G1 c) H5 d# B/ |8 H" D9 R2 `
ZL2" v7 S, L0 j* F5 k
ZL33 S) I; p! ~ L& N# n$ j# ~
ZL4
" v# e9 v# [9 C* K" M
0 J7 r0 {& |. d9 h6 m% C菌落颜色
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淡黄+ r3 r6 ^; x% W8 c6 l/ o: U7 ]
粉红+ p# k% K4 [, l( G1 [& T* K. L$ a
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半透明，圆形
9 H2 a3 O* p' K6 ]; D半透明，圆形，隆起，. H$ B1 ?+ X# G) r' ?$ ~& a0 k) T
不透明，米粒状突起，
, P6 v+ ?" l$ K% D7 S
) x3 I$ L9 i1 D0 n" x; Q
3 r3 e+ P3 V1 l$ W" d2 N! R$ Q0 g光滑，有光泽9 h0 G) `! H m. x
光滑，较干燥
' \6 R% S9 E6 m$ I光滑，有光泽% v0 \: t5 ^3 ~
较湿润
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- e7 W# l @( U/ `4 @菌体形态; s8 ]; [* K4 {$ }
短杆$ K2 r* w0 J6 d. Z0 O) H, l3 P
球形
5 d6 q, X' H2 u1 d1 ~. W杆状8 V9 ^: w2 x3 z, a. j& L8 \% l
丝状
) L) B( k3 e7 k0 S7 y" a: s
4 o( D$ D& X, f8 A0 M2 ]6 r菌体大小/μm
* Q4 J; S: ?' |3 I5 j! x（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
- H; q8 v, z9 b( o/ QΦ0.3
! `7 `" u5 c: I（0.5-0.8)×(1.3-5.0)8 a% R/ k4 J: n' V) \5 D
0.2×(6-60)
( [0 o: s. r1 Z! Y/ D1 J) S# e8 Z) D
革兰氏染色% Z0 j6 J2 Y0 j8 m9 ^& S% v; ?
G- H7 [. y, n6 j! z! R5 e
G
8 ?' I! ]9 b' ^( I8 X q6 h. K- o# }4 aG1 h- O3 V2 c0 J2 `5 Z
G
7 O% u" i% f* u8 R( x1 d. m9 S6 J6 |# F+ E
初步鉴定) G6 ?& f9 D! v$ ]. }, D( @
黄杆菌属# C% l7 ?+ Z% g5 Q! S
微球菌属" N/ c3 ?7 w3 K
假单胞菌属& j9 m# T1 z& C/ p( S& o* o6 f' _8 l/ m
酵母菌属7 p: w u: w. G/ i: a
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。 6 }8 M) p% Q/ g
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3 结论
( i Y' ~) x1 t+ o0 |7 I0 q 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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+ G; W; e! ]3 K 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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