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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) y/ I" l2 K- ]" }, x8 }8 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......6 N; U, ] C- K( f" L# u9 _
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1 C2 u1 a4 `; I2 Z; [: E1 P3 S, L C4 F% w2 o$ Y
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009－2455（200）06－0032－03
! P, y7 D3 t, L4 }) I+ WAn 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) 4 y5 l$ M, U. h0 v4 N
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
; Z ^8 Z V* n. o 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。
# _6 n3 {( Y, E$ @9 I1 材料与方法 ! ^% x9 L. _4 N0 x
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。
, H/ j' o6 h7 U6 [表1 ZL1菌株正交试验方案及试验结果 + H$ Q8 k- a4 f( o
4 b6 y, Z, a% B, d
# W: R/ F: x) B0 f
+ l3 M+ Q: T; I9 E7 e$ O* [9 Q2 [* w) n% ]1 w P
分组号
) D% }% H5 S) L# ^6 I) l0 i1 r因素
$ Q Y2 Z$ y2 D4 K测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
4 j6 h! g) |9 C- b/ B; a降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
0 `- ^0 J; @, { A' k, t- t6 I3 L
* g- P2 W. v6 J! V- z温度/
6 r: E' B$ |$ M' ?ρ（油）/（mg.L-1)
/ u# a) q& }+ q1 SpH值7 H1 ~8 f. M# x
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4 @6 V' s5 Y+ a, }, R/ f: B192
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" N% b k- z0 ]$ ^+ N
. q9 Y0 h9 X7 X3 n! M$ |6 Z; `$ J) M2
8 t) s" `5 x2 G) y% @253 A' z) T+ l4 Y+ q1 d1 d, h& R9 M
680( z: O. W, O- Z, H
7.0
9 m# P8 O" r3 l% w" c6 l$ r+ S416
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O- T$ `& b0 m* J* M" {$ v. b. }3
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824
1 |( A& ~( C$ P, a- B9.0
4 ?1 M( B/ [- o& v+ s630) c6 g3 n7 w/ c+ U4 v$ I
194
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7 N% R* u1 L o8 Y0 R7 @424- I8 C* d2 a8 H& Y z1 o+ R
7.0. f% I! b% o' V9 p( H5 O6 h0 R
220
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8 B X& ~& _1 H2 X( G" f30
& Y, B& V" N1 ^* t! g0 X" F$ I3 _680
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8248 |, `0 M& n; o0 Q v
5.04 {$ j3 r5 ]% U( t6 s' X3 }- r4 ?; F& N4 O
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424
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; i" g7 j9 p7 B& J( f
3 g* W2 K) A% d2 k$ r2 ^1 p/ q0 M3 Y9 F1 s, W
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171
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K2
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183
/ \* ^ p! M/ H3 N$ k7 {4 w6 f179
0 S% V7 z+ n1 ^ " s M: x, V" d" J' v% Q6 j
" w) K6 O. r( |( ?! s$ O* T/ H/ ?& _! r. Z2 |" N
K33 |. o1 i) O* q c
102
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G+ K& w+ {0 x165
6 ?: ?5 U: f( j) _ ; h- G7 J$ @5 `0 m9 y6 \
/ U" G; s* z1 }
& Y6 o5 f6 y: R5 J) ?R* H7 f- e E, B. G
128
& b0 n% p; r3 _( q" A, |443 z i# T8 s5 C/ W8 y5 _
144 F! j* O3 @% D) r! b, E+ D5 g+ \3 j& d
) @, O& X% Y- [; ~7 z! ~9 D6 a " |/ ?: t7 V( d0 ~
表2 ZL2菌株正交试验方案及试验结果 6 H" x* O }6 l! U$ M
0 ^) G) p1 w6 | |% J0 M
0 z. H4 e5 O% F+ J, S3 A6 x, I- e& {& X. H! s, J' c, y
0 H9 ? v" C/ D( D+ a/ k分组号4 m( J" X$ D1 ?; ~
因素
K! o2 O+ S n3 c* N+ ^/ m( A测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
2 I0 h$ D8 n( F1 Z/ |" X; P; b; w. b降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
2 b g+ N6 j8 W! X& G8 J; v, }. u; O; S
温度/8 ]8 H2 u- _7 k2 V
ρ（油）/（mg.L-1)9 }8 ^+ t6 I- C
pH值
. a4 a; n+ Q# i6 d/ \ m
- n8 F( b* ^5 I: u9 U1 k1
( O. b8 ]6 H* q' X* }# e- D2 D25! @" l6 C! n+ ]. K! w2 y! v
368
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6 i) s# \( O7 O- d0 j& K$ V69! i4 P/ G) x* w* J5 j
299/ W0 d7 M8 @9 g+ p
9 j9 K2 J5 ~0 h+ W
2
- F L+ y! ^: a2 y25
. C( m0 r3 w8 |574! g" @* S' z0 O3 l5 Z% E
6.06 @* o: a- S# A6 r+ _
2674 {/ u& N0 V8 m0 k' {) {9 g
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. s5 j. h" Z+ d$ t$ T3
3 z; V1 f9 V7 F7 x5 N, i255 C9 P0 ~- F* n% a4 T
767; s; T8 ]* Y. s/ ~1 H0 e
8.0$ Q" ]$ s+ ?1 U- F3 A
479
+ m2 ~6 Y, [1 B( e! s) L/ F3 l. V288
* ?/ f0 f% X. f2 F4 o4 U4 }6 H' N/ s/ M% V
4' v) Q% c/ t8 E2 ]* s
30
1 _. y! \- ~0 j368) P6 J( X! R6 B" E2 [9 A; @- s
6.0
# O0 f2 d# m5 o9 P! z3 S4 m& c354
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30
5 Z6 {. ?- v1 ~. E6 q; `- j; r- }5748 H& Z9 M& H4 @% f& ]- Y) A- ^
8.0
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$ o( i6 J7 ^ f! g+ V* e, g8 I3 w278 c& n; _+ L% @7 ?. p7 v, J* t& }
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304 O- x m- X8 d q2 ?- \! P
767# p, V2 J# {9 q7 v# I
4.0
9 P1 @, ?& n- W" C/ f" A) |462
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357 C3 |5 ~# s& E2 }6 }. L
3682 |( _8 ^5 E* h' c" a
8.0
1 S3 p I2 s* P: g6 w5 V) S; g$ T142 T. S" v' K9 ?+ w/ n( g0 m H( c
226
7 L9 S1 O0 ~4 R8 ?8 a
( A$ o3 [9 m- Z( [) k8 I M4 G( x8* t# z( N7 u* |4 v1 k- t) L: e* O; [: z2 i
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) t. M1 Q7 F# v! d9 I) m# h @574# k" z; B8 z2 W+ x5 e8 p
4.0
5 X ?! G" _8 e0 c% k/ c# y+ w) ^342, i$ t6 N/ O" W) c7 D
232
- \8 O0 O0 F. `' `: L" d. c4 w( [: y/ \1 ^
9
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6.0
0 s: e9 C) q3 x: `0 Y6 g: R! N548) x* D8 G1 v5 J( ~8 C" H7 n- A
219
; d9 B+ i3 @# a& k3 P
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769) x* i/ F' b' ^1 o# Z# B
766
$ Q+ h6 x2 Z: l) L* q) ?* s" ]5 m 3 x5 J0 U0 n+ M4 |
% R0 n4 R/ r" l5 d( h, c1 m8 A! |0 O( b8 a% [+ Q+ t2 ?( m
K2( Y- I" u% G$ k6 ~$ T
897
$ K$ ]! e- P2 n9 g8173 J3 b/ l/ l% Z8 f' R$ G4 o1 R4 s
840
: T5 q4 z1 F' v, J& l* D3 K- H / f% g1 N% k) h5 C
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2 w( i! S5 C% q! u, sK3
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+ N9 J$ r0 l# a3 z, r792
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4 d& \$ M; {9 p& W% w* ?( n
K1
3 p) H( G$ b+ V7 _275# R: O1 o! G, f3 g
256
; E0 L S9 m3 v' d9 i* w255
6 K, |+ D& Q# v9 X& b( y, V
2 T7 N2 G5 O! e/ i% X 2 X$ ~" E- [6 J9 r, a$ D: p6 R" K
& Y m" V% o5 i9 q! @- f/ c4 oK2
' i4 o8 y& ^" K1 p+ H# k" u6 S( @299! A5 a% m, }/ y
272; z3 _/ F H- p% E) }9 B
2809 Y A9 L, v1 Z: x# \
0 G4 n0 u; y' W J) m
) c" s: k; d6 H2 c
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/ A4 s, i: e k1 q# X226) X0 c$ a: A/ g1 `( t' i6 s5 H
271, R. q7 `4 o, H5 a8 B8 c1 |
264* m( L/ v% O/ {: U" N
6 H& L6 ~* c7 {* d5 L& c3 P S# c& ?0 T* Y- B# e9 j( A
) T# _; G% T( @3 B2 wR/ n) f2 q# O8 K$ c& s- f( p i
73
' z L, R! K5 H" i16
0 ]* {6 f$ ^& K6 N8 `8 b3 V259 L2 o* V2 w' w9 K& D
: @8 z0 O: Q' v0 l9 d
9 K4 [% S. N# M
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。 0 O* n! S" F5 L0 c
2 结果分析 7 @+ |$ U6 G2 I# g+ _6 W- y9 }
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。
. T9 E" W- g8 O- ~3 i3 z表3 4株机油降解菌形态特征
4 ~0 d/ s! Q% o5 O; i! u& b* O; B7 j
! p% A! r6 v2 s7 D
~% k+ |; Y0 J% C6 i) X
, g$ _+ _8 p7 K3 N) D8 C& l
形态特征
0 R# P, x+ t0 ^" G, i8 A7 ^: qZL1' v6 e! Z6 O8 a* Z3 F
ZL21 g c2 d I3 x
ZL3
* S! B7 k1 B- X7 XZL4
4 U1 |) E) x! w% u
/ Z, o2 y( y! R菌落颜色
3 d) d* p# O# F( Z粉红
$ \ v) A. G: F8 L+ t淡黄, F+ Z: C/ ^+ g$ k
淡黄# C. @* L, K0 Q! v% C. b$ J! t! W
粉红; `* v, M8 O' ~# v6 _" k4 I
& G3 M- O8 `9 h; x R0 n菌落形态
3 ?* _5 L1 h6 z( a1 V+ N* M不透明，微隆起，全缘，
, ^2 V! s! p# g2 e4 m7 J5 j3 z半透明，圆形
/ j; G/ J+ n- ]半透明，圆形，隆起，
9 K; n' {) a& X0 t. j不透明，米粒状突起，' ?. G5 A+ [! s4 I8 z$ t
0 S% W/ y. l0 a- K# L$ Z
; C+ Q5 I+ @" m! z p6 \光滑，有光泽
6 V z6 e* t! U- C, |" ^+ e光滑，较干燥4 {: U' l- k- R
光滑，有光泽
6 D; p% z8 l! a( L1 W$ [5 _" h2 \较湿润
, X, m8 L; L& B- X' r
; s; D5 }& |' b- M, ~, r菌体形态) h; f4 O7 C- ]' j$ [
短杆
3 ?7 w j; Y) M球形
7 w( G- h0 v# B/ Y" J: V8 j1 \( Y杆状
% v; J- o0 G' X" F! W- {3 L" B4 W丝状 \. E# L; m5 T' g8 y
8 `8 y, L9 ~$ u3 m
菌体大小/μm
" }& X: h5 e4 [8 X" m（0.3-0.8)×(0.6-1.0）( x2 n5 c( D/ H
Φ0.31 ^3 ?5 U. u: N$ w- y* D; H
（0.5-0.8)×(1.3-5.0); I6 O/ z6 E: Q( C/ |
0.2×(6-60)
! v9 d5 h5 Z1 C" Q8 q$ g. Y6 d& {1 N8 s/ }' `
革兰氏染色 t4 Q2 i# W% C/ o, t4 C4 l
G3 k3 ?) z, A. U+ e/ V( E( |$ @
G' d" M. p! U+ y7 Y V9 x$ [: {
G
0 V( h3 T/ K# v/ IG2 w6 @8 ^- U& q; Z
2 s( A0 S n3 s, J8 G6 u) g, C1 [初步鉴定1 V: ], b' M0 f
黄杆菌属
4 j4 {, e1 i& N2 {5 F. N. V3 O微球菌属
! n& N0 t; r! a) a假单胞菌属
, G, v5 k+ K0 V# [# G) F ^酵母菌属5 B ^+ {7 A ]* O ?
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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6 r* j2 x1 }' x% s8 ~3 结论
8 I3 F! r# j) F5 Y% W) t& F% E# V 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。 : @% ^/ u, }( V
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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。8 U) b0 v& w. h& |, u) L
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狗仔卡
发表于 2010-2-21 20:12
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