近年來(lái),國(guó)內(nèi)外對(duì)石油及兵產(chǎn)品的微生物降解研究常見報(bào)道,卻鮮見機(jī)油微生物降解方面的研究。本試驗(yàn)?zāi)康氖峭ㄟ^(guò)常規(guī)微生物馴化方法,以市售機(jī)油為唯一碳源,從油污土壤中分離篩選出機(jī)油高效降解菌株,并對(duì)其生長(zhǎng)條件及降解特性進(jìn)行研究,以期進(jìn)一步應(yīng)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(kù)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(yǎng)基
本試驗(yàn)選取兩種無(wú)機(jī)基礎(chǔ)培養(yǎng)基,(用蒸餾水配制并高壓蒸氣滅菌),編號(hào)分別為1#,2#,組成如下:
1?;A(chǔ)培養(yǎng)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,F(xiàn)eCl3痕量。
2?;A(chǔ)培養(yǎng)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(yǎng)基是向上述無(wú)機(jī)基礎(chǔ)培養(yǎng)基中加入適量機(jī)油。固體培養(yǎng)基中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%的瓊脂。
1.3 優(yōu)勢(shì)菌篩分試驗(yàn)
1.3.1 選擇富集培養(yǎng)
稱取土樣各10g,加入到500mL1#含油培養(yǎng)基(含機(jī)油4mL)中,調(diào)pH值7.0,通氣恒溫30℃培養(yǎng)48h后,分別移取上述培養(yǎng)液5mL于45mL1#,2#含油培養(yǎng)基(含機(jī)油2mL)中,恒溫30℃振蕩培養(yǎng)。
1.3.2 平板分離
制作1#,2#固體含油培養(yǎng)基平板苦干,用接種環(huán)蘸取振蕩培養(yǎng)較好的菌液在相應(yīng)平板劃線,恒溫30℃培養(yǎng)48h后平板劃線分離,重復(fù)數(shù)次。選擇生長(zhǎng)狀況良好的菌株進(jìn)行平板擴(kuò)大培養(yǎng)。
1.4 生長(zhǎng)條件正交試驗(yàn)
在保證供氧和氮、磷營(yíng)養(yǎng)前提下,選擇溫度。油的質(zhì)量濃度(以mg/L計(jì))和pH值作為本次實(shí)驗(yàn)的三個(gè)因素進(jìn)行三水平實(shí)驗(yàn),方案見表1、表2。將平板培養(yǎng)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(yǎng)60h后測(cè)定樣品中油的質(zhì)量濃度。
表1 ZL1菌株正交試驗(yàn)方案及試驗(yàn)結(jié)果
表2 ZL2菌株正交試驗(yàn)方案及試驗(yàn)結(jié)果
1.5 降解能力試驗(yàn)
配制機(jī)油質(zhì)量濃度為270mg/L的含油培養(yǎng)基1L,投入小型間歇反應(yīng)器中,加入離心分離得到的濕菌體5g,通氣恒溫30℃培養(yǎng),間隔12h取樣測(cè)定其含油量。
1.6 測(cè)試方法
用紫外介光光度法測(cè)定。
2 結(jié)果分析
2.1 優(yōu)勢(shì)菌篩分試驗(yàn)
富集培養(yǎng)過(guò)程中,1#土樣的培養(yǎng)液出現(xiàn)的泡沫較多,乳化現(xiàn)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(zhǎng)。經(jīng)過(guò)選擇富集培養(yǎng)、平板分離出4株以機(jī)油為唯一碳源的菌株,編號(hào)為ZL1,ZL2,ZL3,ZL4,性狀見表3。進(jìn)一步培養(yǎng)后篩選出降解性能較好的ZL1(1#培養(yǎng)基)和ZL2(2#培養(yǎng)基)進(jìn)行正交試驗(yàn)和連續(xù)培養(yǎng)試驗(yàn)。
表3 4株機(jī)油降解菌形態(tài)特征
2.2 生長(zhǎng)條件正交試驗(yàn)
ZL1,ZL2菌株按設(shè)定的正交試驗(yàn)方案進(jìn)行試驗(yàn),測(cè)定其剩余含油量,以降解油量作為考察指標(biāo),計(jì)算結(jié)果見表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(jī)油能力較強(qiáng);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(zhǎng)。30℃ZL2菌降解機(jī)油能力較強(qiáng);機(jī)油的質(zhì)量濃度在368-767mg/L范圍內(nèi)對(duì)降解效果影響不大,以ρ(油)=574mg/L時(shí)降解效果最明顯,還應(yīng)進(jìn)一步擴(kuò)大試驗(yàn)的油含量范圍以確定油含量對(duì)ZL2菌降解能力的影響;pH值在4-8范圍內(nèi)對(duì)降解效果的影響也不顯著,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(zhǎng)。
2.3 降解能力試驗(yàn)
向1L油質(zhì)量濃度為270mg/L培養(yǎng)液中投加5g濕菌體進(jìn)行間歇培養(yǎng),考察ZLI,ZLZ菌的降解能力,結(jié)果見圖1。由含油量與培養(yǎng)時(shí)間關(guān)系曲線可以看出:ZL1,ZL2菌被加人含油培養(yǎng)基后很快適應(yīng)環(huán)境,隨著培養(yǎng)時(shí)間的增長(zhǎng),含油量不斷下降。ZL1菌在30h左右去除率達(dá)到最大,后含油量下降緩慢,到60h左右曲線趨于平直;ZL2菌在20h左右去除率達(dá)最大,48h左右曲線趨于平直。曲線說(shuō)明ZL1,ZL2菌適應(yīng)能力較強(qiáng),ZL1菌在0-60h內(nèi)生長(zhǎng)旺盛對(duì)機(jī)油的去除率可達(dá)67.9%,ZL2菌在0-48h內(nèi)生長(zhǎng)旺盛,對(duì)機(jī)油的去除率高達(dá)76.2%,試驗(yàn)后期降解曲線趨于平直,含油量基本不再變化,可能是由于機(jī)油中的一些重組分難于降解的原因。