2.1菌种来源
自然环境中,能够降解石油成分的微生物多达200种以上。其中,假单胞菌属、棒杆菌属、微球菌属和产碱杆菌属中存在许多高效降解石油成分的细菌菌株[2-3]。本试验从各种石油污染的环境中采集菌种样品,作为富集驯化的菌源:(1)以威海槐云路五菱汽车修配厂废机油、汽油、柴油污染的土壤为样品1;(2)以威海东方大众汽配厂受油污污染的土壤为样品2;(3)以威海宇成线业有限公司污水排放口的土壤为样品3;(4)以电镀厂废油污染的土壤为样品4。
2.2培养基
牛肉膏蛋白胨培养基用于细菌总数的测定和微生物分离,原油无机盐培养基用于原油降解菌平板数量的测定。原油无机盐培养基(pH=7.2)的成分如下(以质量分数表示):润滑油0.2‰NaCl 0.5‰(NH4)2S040.1%,MgS04·7H20 0.025%,NaN030.2%,KH2P040.5%,K2HP04·H20 1.0%,琼脂l.6%。
2.3试剂和仪器
所用石油醚等试剂均为市售分析纯。
恒温振荡器,哈尔滨市东联电子技术开发有限公司;pH/温度测试笔,意大利哈钠公司;紫外一可见分光光度计、分析天平和可见分光光度计,上海精密仪器有限公司;离心机,上海安亭科学仪器厂。
2.4富集驯化处理
各称取1~4号样品200 g,分别加入蒸馏水800 mL,搅拌30 min,静置沉淀,上清液转移到l0 L的玻璃瓶中,从而获得多种来源的混合菌种。然后,加入土壤浸提液1L[1 L水中加入200 g肥沃土壤(提供各种元素),搅拌,沉淀,获得的上清液为土壤浸提液],控制温度在35 ℃、pH 8.5,曝气富集驯化数天。混合液曝气驯化l d后测定残油含量,然后定量补充润滑油、无机磷和无机氮等元素,调整混合液中碳、氮、磷的比例,以利于微生物的生长。富集驯化液中C(即7样机油,为驯化液质量分数的l%)、N[即(NH4)2S04]和P(即KH2P04)的质量比约为l00:5:1。除油微生物驯化装置如图l所示。
图1除油微生物富集驯化装置 Figure l Device for enrichment and domestication of microbes
2.5测定指标
石油含量的测定采用紫外分光光度法,混合液中油的提取方法如下:将定量的待测样品移入250 mL分液漏斗中,加入质量分数50%的硫酸5 mL酸化,按混合液质量的2%加入氯化钠,用20 mL石油醚清洗采样器皿,移入分液漏斗,萃取,油层移入100 mL容量瓶中。萃取完全后,用石油醚稀释至标线。在选定波长处,用10 min石英比色皿、以石油醚为空白试样测量吸光度,根据标准曲线计算出石油的含量。
2.6驯化过程中微生物的变化
驯化的初期和末期,分别利用牛肉膏蛋白胨培养基和原油培养基、采用MPN(Maximum Probable Number)法测定异养细菌和原油降解菌的数目,在30 ℃下,分别培养l周和2周[2],然后统计细菌的数目。利用牛肉膏蛋白胨固体培养基分别对驯化前、后的微生物进行分离,在30 ℃下培养3 d,观察平板分离的菌株,将菌落形态和菌体形态一致的菌落作为纯种予以保留。
2.7正交试验因素水平
在驯化的末期,以驯化液和分离的菌种混合液制作的混合菌液进行正交试验[5],按L9(34)考察接种量、初始pH、温度和加油量对降解率的影响。正交试验因素水平见表1。在300 mL的三角瓶中,按正交表设定装入混合菌液,不足的部分以无机盐培养基补足,液体总体积为100 mL。在30 ℃、150 r/min的摇床中培养24 h后,利用紫外分光光度法测定残油的含量。
表1正交试验因素水平表 Table1 Factors and levels of orthogonal test
2.8金属表面除油效果试验
以硫酸铜浸渍法考察金属表面的除油效果[4]。将清洗后的工件浸在酸性硫酸铜水溶液(其组成为质量分数5%的CuS04和2%的H2S04)中,l min后取出工件,用水冲洗。根据铜膜情况评定清洁度,若铜膜完整均匀、光泽及结合力好,表明工件表面无油污;反之,工件表面有油污。
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