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P: A6 W& a+ [' c2 a 中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1009-2455(200)06-0032-031 [2 `. D0 M& t9 i- z0 C
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....... C( w |8 m5 k- E- L1 n, Q
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) Z+ C# c j6 b# _1 h 中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1009-2455(200)06-0032-03
% ]0 j* t, n i9 d' x4 Y3 cAn 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) $ i" ~" g E4 X7 e7 w8 Z
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 : {: N+ S6 [: 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。 ( x* `3 I6 F$ |0 s: W5 L( c$ {" ?
1 材料与方法
/ _* n' \2 Q" J, Y5 ]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。 $ j; J; U* A0 D( y
表1 ZL1菌株正交试验方案及试验结果
2 s, y7 p* y+ a/ l6 u% v) R i( N9 p
" }8 n4 C* e2 c* `. x
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分组号
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7 e/ Z. d" n( E! A$ Z- v, P测定结果ρ(油)/(mg.L-1)
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pH值
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264
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230
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F3 B, \* F9 @102
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& t+ z" {6 h4 w$ `. H. B
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3 x# d! `2 O8 h1 VR5 G! d# _4 V5 H- x7 {
128
5 b1 C& A+ u/ ]1 @0 N% X4 f44
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/ u2 \6 g& t# [, M6 C& ]) u) v
" K Y+ V% X( d- b( q" _
表2 ZL2菌株正交试验方案及试验结果 ! m7 p& }; E- V
6 T( h. E1 p( A( D/ p8 c4 r# @
; M) q D0 y5 M+ F3 Y- Y
& H. m) j6 w+ e6 `; w" I
1 m, q3 X1 D9 D
分组号
# g1 ^, V* A$ _因素# a6 V4 S7 s9 K
测定结果ρ(油)/(mg.L-1)
( ~6 x7 N8 `: ^% D; L降解测量ρ(油)/(mg.L-1)
( n4 X C, ^4 F* e- ]% S, z p7 z5 u8 `+ y0 x
温度/
+ l* H$ l" W# E8 Wρ(油)/(mg.L-1)4 j5 I. h0 F! J) I( ~* }6 U
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307
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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。
- Q+ W; q' C- [2 d; R8 N# l2 结果分析
# o. i$ a- H# [$ w- G; r4 j2.1 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+ n% [: Q; g: h( o( ]' t
表3 4株机油降解菌形态特征 7 s7 Q/ n5 Q" W6 w! ^4 e
% b. N c* B9 q3 h7 B6 D
( n: L( }: i; r. d* b* w4 \4 S: E5 z5 g, Q; n: @3 P
2 R7 t, R# s/ L. z形态特征
; J( X) Y; A$ D, A. N Q3 A% O; A T) UZL1# |. z5 I( C+ G0 _. }, N; m
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6 L7 s8 b, T; D" W& H1 d4 m; y
8 J( V( ?( y9 o$ I. R$ `菌落颜色
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淡黄
2 q4 Q* B7 l; J淡黄. a7 c7 J, f( I: u2 P, @0 K- q
粉红
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菌落形态
; d2 n5 y; d3 ^& e不透明,微隆起,全缘,
) \5 i4 ?1 f. ~2 [# ~4 C半透明,圆形
7 Y7 P* _' @, v J) P* w2 K: }半透明,圆形,隆起,
: k, Q z& G6 }) K; t不透明,米粒状突起,
# s- x) C0 i6 w) R3 S5 w" f$ a! n, N B# U4 i1 t+ p) Q" P( q- b9 G
8 {# }' J' G3 U6 I# A0 m- C* |光滑,有光泽 o5 N* _- a0 n1 r
光滑,较干燥0 K/ ?, ^( x5 J- M2 s1 ? M
光滑,有光泽/ p) }* W0 y/ Q$ J7 ~ ]
较湿润+ B. [( m6 h( j
t: ~- I7 I" K2 D
菌体形态- F: N, j/ b+ I- w( c3 h: c! x) _
短杆
& Q4 O$ D, G& x5 H& [, f* I$ X球形
9 T' v: }, N) I+ |& w& g" U! X杆状
' n$ H: m4 v2 X% _3 g4 c- j' _丝状
6 y' X4 I: C4 U* v. u) b
( ~; R" ^+ G- V- e4 E# K& u菌体大小/μm. B# O& [( D2 O3 N8 T8 @
(0.3-0.8)×(0.6-1.0)
& H+ I* u a' J% ~/ K! {$ @" X3 QΦ0.34 _( r. ]* D# q5 K+ t
(0.5-0.8)×(1.3-5.0)
" }$ c- t4 W6 d, h/ p' h5 \0.2×(6-60)% ?; c8 F+ t7 w5 c7 U! m
! {( l u0 o- e) d C革兰氏染色0 u3 d: `, F1 f9 F( G% N+ e6 j8 G
G! r' U1 ^8 T! K1 K0 D7 _; Q7 l
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+ e/ ^, d- F9 [G; I% w% m. D- t
% Z+ V$ J; t) f* Y5 T- p" f初步鉴定$ n# J' F8 d1 }; s" y
黄杆菌属. F: G- n0 E7 v8 T8 S
微球菌属" x" |! \" E q$ c2 K3 S
假单胞菌属* W* m: n8 E6 j5 s
酵母菌属$ ^3 G, m2 q! l& W1 x
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。 + A1 t% g( F' q! H2 Y
8 y3 P) o' W; }1 t3 结论
9 e9 y! y& k+ ^& c) L 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。 8 i. \( i& x) ^1 y* l, Q
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, s+ \( B& n" _+ }- q( Q1 l: O 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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