近年來(lái),國內外對石油及兵產(chǎn)品的微生物降解研究常見(jiàn)報道,卻鮮見(jiàn)機油廢水微生物降解方面的研究。本試驗目的是通過(guò)常規微生物馴化方法,以市售機油為唯一碳源,從油污土壤中分離篩選出機油高效降解菌株,并對其生長(cháng)條件及降解特性進(jìn)行研究,以期進(jìn)一步應用于含油污水的治理。
1 材料與方法
1.1 土壤樣品
某石油庫貯油罐附近的石油污染土壤,取樣3份,按含油量由多至少編為1#,2#,3#。
1.2 培養基
本試驗選取兩種無(wú)機基礎培養基,(用蒸餾水配制并高壓蒸氣滅菌),編號分別為1#,2#,組成如下:
1;A培養基: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;A培養基:p(NaNO3)=2.0g/L,ρ(KH2O4)=0.2g/L,ρ(MgSO4.7H2O)=0.2g/L,ρ(酵母浸膏)=1.0g/L.
含油培養基是向上述無(wú)機基礎培養基中加入適量機油。固體培養基中加入質(zhì)量分數為0.2%的瓊脂。
1.3 優(yōu)勢菌篩分試驗
1.3.1 選擇富集培養
稱(chēng)取土樣各10g,加入到500mL1#含油培養基(含機油4mL)中,調pH值7.0,通氣恒溫30℃培養48h后,分別移取上述培養液5mL于45mL1#,2#含油培養基(含機油2mL)中,恒溫30℃振蕩培養。
1.3.2 平板分離
制作1#,2#固體含油培養基平板苦干,用接種環(huán)蘸取振蕩培養較好的菌液在相應平板劃線(xiàn),恒溫30℃培養48h后平板劃線(xiàn)分離,重復數次。選擇生長(cháng)狀況良好的菌株進(jìn)行平板擴大培養。
1.4 生長(cháng)條件正交試驗
在保證供氧和氮、磷營(yíng)養前提下,選擇溫度。油的質(zhì)量濃度(以mg/L計)和pH值作為本次實(shí)驗的三個(gè)因素進(jìn)行三水平實(shí)驗,方案見(jiàn)表1、表2。將平板培養48h的菌體刮下,5000r/min離心5min,分離得到濕菌體。向方案中每個(gè)樣品加入0.5g濕菌體,培養60h后測定樣品中油的質(zhì)量濃度。
表1 ZL1菌株正交試驗方案及試驗結果
表2 ZL2菌株正交試驗方案及試驗結果
1.5 降解能力試驗
配制機油質(zhì)量濃度為270mg/L的含油培養基1L,投入小型間歇反應器中,加入離心分離得到的濕菌體5g,通氣恒溫30℃培養,間隔12h取樣測定其含油量。有廢水需要處理的單位,也可以到中國污水處理工程網(wǎng)的污水寶項目服務(wù)平臺咨詢(xún)具備類(lèi)似污水處理經(jīng)驗的企業(yè)。
1.6 測試方法
用紫外介光光度法測定。
2 結果分析
2.1 優(yōu)勢菌篩分試驗
富集培養過(guò)程中,1#土樣的培養液出現的泡沫較多,乳化現象明顯,菌液也較為粘稠,分離出較多的菌株,說(shuō)明土壤中的石油烴能刺激石油降解菌的生長(cháng)。經(jīng)過(guò)選擇富集培養、平板分離出4株以機油為唯一碳源的菌株,編號為ZL1,ZL2,ZL3,ZL4,性狀見(jiàn)表3。進(jìn)一步培養后篩選出降解性能較好的ZL1(1#培養基)和ZL2(2#培養基)進(jìn)行正交試驗和連續培養試驗。
表3 4株機油降解菌形態(tài)特征
2.2 生長(cháng)條件正交試驗
ZL1,ZL2菌株按設定的正交試驗方案進(jìn)行試驗,測定其剩余含油量,以降解油量作為考察指標,計算結果見(jiàn)表2、表3。分析極差值R可以看出:ZL1菌的R溫度為128,ZL2菌的R溫度為73,均為最大極差值,說(shuō)明溫度是影響降解效果的主要因素。25℃ZL1菌降解機油能力較強;油質(zhì)量濃度越低降解效果越好;pH值為7時(shí),降解效果最好,說(shuō)明ZL1菌適于在中性條件下生長(cháng)。30℃ZL2菌降解機油能力較強;機油的質(zhì)量濃度在368-767mg/L范圍內對降解效果影響不大,以ρ(油)=574mg/L時(shí)降解效果最明顯,還應進(jìn)一步擴大試驗的油含量范圍以確定油含量對ZL2菌降解能力的影響;pH值在4-8范圍內對降解效果的影響也不顯著(zhù),其中PH值為6時(shí)降解效果最好,說(shuō)明ZL2菌較適于在中性偏酸條件下生長(cháng)。
2.3 降解能力試驗
向1L油質(zhì)量濃度為270mg/L培養液中投加5g濕菌體進(jìn)行間歇培養,考察ZLI,ZLZ菌的降解能力,結果見(jiàn)圖1。由含油量與培養時(shí)間關(guān)系曲線(xiàn)可以看出:ZL1,ZL2菌被加人含油培養基后很快適應環(huán)境,隨著(zhù)培養時(shí)間的增長(cháng),含油量不斷下降。ZL1菌在30h左右去除率達到最大,后含油量下降緩慢,到60h左右曲線(xiàn)趨于平直;ZL2菌在20h左右去除率達最大,48h左右曲線(xiàn)趨于平直。曲線(xiàn)說(shuō)明ZL1,ZL2菌適應能力較強,ZL1菌在0-60h內生長(cháng)旺盛對機油的去除率可達67.9%,ZL2菌在0-48h內生長(cháng)旺盛,對機油的去除率高達76.2%,試驗后期降解曲線(xiàn)趨于平直,含油量基本不再變化,可能是由于機油中的一些重組分難于降解的原因。來(lái)源:中國環(huán)保頻道