微生物处理机油污染废水研究

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7 ^0 Z' ?! g) {! b, I　　中图分类号：X703 　　文献标识码：A 　　文章编号：1009－2455（200）06－0032－03
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......

                           

              
      
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2 Z' e, \8 v" @. b4 X
8 ]: `  I# Y% `, a! R$ Q　　中图分类号：X703 　　文献标识码：A 　　文章编号：1009－2455（200）06－0032－03
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, Xuzhou　221008, China)
4 c9 f( F% v) p8 p5 O$ L　　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
7 P! F: Z/ [8 E% |! M5 J7 d" x　　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。
  N& w2 }- J+ B5 T: W: k3 H+ w1 材料与方法
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。
表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果

& {: T0 r& C6 J6 D
* r' T6 v9 `2 q/ {' A
3 s2 {# k. O3 s9 I
分组号
因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
* l! c2 L0 V7 z( c( Q- w降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

7 {% N  j9 s3 H# y6 S温度/
" p% h+ |5 X* d/ q- f  A+ @ρ（油）/（mg.L-1)
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1
. ^* h8 P* V, G" x* q25
424
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192
232
# k, O2 w! T& l. c
2
25
* {% P" Q2 S, F0 Z* P  S680
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264
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3
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7 v% U. [% O, C( B; i* g824
9.0
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194
0 s  d! ]0 i: q* I3 A
8 r; f  J  t% c  Z4
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204

5
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( \& v  f- I8 \; F6 c% \680
3 w. s; G6 K: a; a6 u, Z+ }" X5 r9.0
507
% m5 u0 `; ^% ~: P! S. o173
  O  ^6 b1 |% ?, W
6
' p& b1 \2 j" h' {' F30
' u* V4 c. R% M7 Z824
7 g0 R4 `! x/ o8 p3 R6 d5.0
6 Z6 T6 J2 ]6 b& d! s2 L654
170

  z5 c% }- \) \  M. U7
35
3 Z+ R9 z* e1 x" C& U% i  D424
9.0
/ O" G9 x9 E  E297
127
7 ]5 l, b' P) p3 B7 R, N$ {
8
35
1 ^3 h. j# R. X& O0 S680
  Z* |' I1 \: Y/ E5.0
* O5 p( h, W/ u0 {569
111

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$ r; g) F4 `4 x6 q6 m1 X  g35
. }3 J" g9 R; J9 W824
7.0
755
69
3 q, j; I6 r. b" m7 R" |
& u  `7 m) s' s; s  E2 c  r3 v2 gK1
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563
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6 H3 n6 o( {# W% c& P
; P1 |5 V* u. S( ]K2
547
548
3 N9 O% t! U9 ?/ G537
　
2 y$ W- e8 \/ }　
$ A; m0 g; w. m4 R/ ~: w
K3
307
433
5 _, g! X' w8 f' t4 `( D  O494
　
　

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/ k3 ~! E* P- M% p( _  P. @230
188
. ?8 W9 N7 _  r3 Q& c0 s- h; _171
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" y7 R& o; W1 }9 a　

1 ^& a: f* e7 I- C2 C% L  }K2
7 l6 s$ W9 V4 j182
183
0 X/ N- j* t( k! ~6 k" ]8 q179
　
　
4 Q* I$ V3 O6 h& x
0 ?+ i. a- N) i. f2 [5 u' nK3
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2 U- |3 ?$ w7 T( D0 i8 u6 A& \144
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3 n3 e9 ?6 G/ Y/ v0 p9 oR
' a4 q# }; R+ N+ \128
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+ J* ^  b' T7 c9 N/ W, A9 R　
　
4 z6 o+ d, P* p' E) ?8 n1 z3 K$ _表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果
" O3 ^% G( f! w! M  t* d
1 e- u) Z2 O$ N  \3 V. M: B. s

- M8 D( F2 j& h& P; T. d8 t( ]
分组号
. ~# M2 F8 `7 |) D  n* t0 w因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
: M" r$ U0 z6 L) I* x降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
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& y1 p% t7 c1 eρ（油）/（mg.L-1)
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- p2 ?  f8 w4 v5 b- E1
25
368
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69
299

2
4 K4 C5 M$ _0 ?$ A1 }25
8 ]7 M& j' f/ V# E8 _# t6 z  U9 `574
6.0
267
307
2 W: Q7 k: a  C1 e1 f
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1 A; _; I4 [* }) z) j0 W( m767
9 O8 n6 `4 L# @; g6 f9 B8.0
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2 @6 W2 S1 [5 X/ l, B& v- y288
# f% }2 G0 C4 L
4
: A0 {2 Z$ ]! G, l30
368
3 i; c! ]( U! C5 c8 F  U! R$ y3 g% o6.0
354
0 a- n& ^5 a3 |314

  d4 O- T" Y! J" M) w9 K! N5
2 L! g) t5 M1 w- r$ q30
' C1 G5 m: U8 P0 J. Y0 X# Z) }574
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8 n2 H3 {4 c  x296
278

6
30
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, H+ a9 J+ E' p305
# D  q. k- i' }. y% M1 k$ O
7
35
) M# p, ]" y2 d368
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226

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* b7 H" z8 {3 w2 l5 {9 M817
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- H1 h5 r$ o' U; j4 {K3
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812
792
　
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: r9 v5 H& T5 a　
　

8 {6 a) d1 z  |$ H: K% f5 p  xK3
226
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) z. H9 V% j& ]+ X73
8 a* @6 v8 s8 i1 t4 [16
25
　
' x4 o" G8 T3 n　
8 e* j: ~7 d& z1 L1.5 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。
2 结果分析
) z# \8 n) h- u6 Y2．1 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。
表3  4株机油降解菌形态特征
  [% Q$ M" M% d+ Q3 ~& |
4 o4 ?2 s$ G4 R: n9 C' G0 B; x5 n

# B$ k- @/ |0 m, L! ~
形态特征
ZL1
ZL2
3 z, {6 A$ |7 |$ ^: x9 uZL3
ZL4

菌落颜色
5 O, f2 m6 O3 [2 O1 }6 O. S% o" H& E粉红
淡黄
# }( K, |/ T6 ?2 x7 l5 m淡黄
粉红
/ s; S" G& S+ }
9 K3 m& G0 i& [; z菌落形态
5 a9 z" x7 ?/ V( ?& R不透明，微隆起，全缘，
半透明，圆形
半透明，圆形，隆起，
不透明，米粒状突起，
( {. Y6 S' ~$ C  F! @- r
　
$ K. j9 K9 M% _# H, Q光滑，有光泽
# w2 K7 H# ~; V光滑，较干燥
光滑，有光泽
4 }9 E, Y2 {! v! p较湿润
) W' b, [. j) l' @7 O& u
$ T* z- z4 h4 ~" K菌体形态
6 X0 _: @, v' @6 y& D. Y短杆
球形
杆状
丝状
7 L& L2 g/ o7 a7 C
2 @) ]% t2 r7 `7 ], H菌体大小/μm
（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
Φ0.3
* r' a0 u) s# X! o# B! i$ v（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
# t& K4 U0 I6 t- M! u0.2×(6-60)
; g5 W/ v( ^- d! ~+ c. B
  K4 H! @; z6 Q# v* ?4 B  r" _. k革兰氏染色
7 x5 @( |4 z: m! f& i( ^3 P) AG
G
8 g! v. ~; N3 I1 C" EG
G
$ P$ I) X+ a; F* ^  Y
+ h4 ]! D, N& j5 U; o4 u0 U* j初步鉴定
黄杆菌属
微球菌属
假单胞菌属
" f, H7 f4 q- s. ~& l9 ~7 d8 K酵母菌属
' d4 W, A9 D9 ^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。

- |& G. x4 h" j/ F$ v- A6 U% k5 j0 R3 结论
8 P  U& m( {8 U2 o: W　　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。
9 a4 \7 Z& R. ^% y; |" w
. s: d8 B& c+ v; E$ n" w
' u* y3 I2 ~1 ?  Y) I8 p0 C0 s　　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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