微生物处理机油污染废水研究

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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
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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
- m  Z, N- X, o; D1 UAn 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)
　　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
　　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。
5 c8 P& Q9 s8 j9 F1 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
5 }) p( R2 q( Z% K8 U) D2 q& J
$ Q- V1 S+ N/ N7 s3 Q5 e2 B


分组号
$ h! i& ~4 }& y1 R+ B0 g因素
3 X8 V; P7 n# D, [- e" x测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
( n! b+ O+ t! l& ?6 X3 \, t降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

温度/
, f4 u( a( h$ R( Z$ hρ（油）/（mg.L-1)
pH值
9 g  ]/ @6 A3 F$ q; T3 V/ v
1
4 G* W) K1 ]( r" e. C! R. U25
; u! C: B5 }& F8 [( C' g424
5.0
6 C& r9 R& A4 n$ A: N- v' T* K192
232

2
" o* x' }( V% I% G25
680
3 o! G5 F1 e; n+ [3 j7.0
/ H/ M- q. ^/ W3 X416
264

- P/ B( B: D- `% R: p3
25
* W7 e6 X; ~8 y; U; E5 H824
) U8 A1 E7 z% r& ~9.0
630
194
1 K) j+ J6 w3 t0 f
4 Q3 K" c- M! W! Y, _4
30
424
0 \! {+ _! y4 k0 t9 G+ c3 N7.0
220
6 O" L, N! `( ?# U204

1 I5 d* A% F; K4 m, s5 |5
/ i2 g8 f: F/ I& n; O) g) _30
  p# N& x% A9 e- Y680
3 z- B# d8 v% L* [; T1 T6 p9.0
% l6 w2 ]" I2 M  W' l; r507
173
7 R7 G5 e& j9 L' O' Z( r
3 m6 e6 x, H1 ]6
/ H" B# ?0 |! ]- L6 P30
824
5.0
654
170

# S) A7 C5 D4 |+ n4 u8 J5 q( Y7
+ w+ c9 E4 e8 \" v6 i9 M2 j. _35
6 p" _& ?% ^* C4 f' f: f) Q5 |/ b424
9.0
" G# C1 m9 }. o3 e' f297
3 b' L6 ^* R! r" j" \127
" u. z% y7 T5 R; K
8
/ q4 p% R! a8 J( U; G0 u( r35
680
5.0
, N: W5 p0 M1 X! ?  \569
- {* W7 H9 S1 b) ?. h$ l" ?0 h* n111
$ L. U1 N. h, K0 x0 q' E
9
35
, p- h* ^. p3 I) }8 t) H: F824
; J3 l, l+ y) b* p. P; w; S% g7.0
2 q0 r5 j6 r& u( P+ e" A' @* a755
6 _( Q7 |6 {- H; K4 v. k69

. \/ E; n# R+ X6 M9 tK1
+ Y# ~" N0 D" P1 }* Y3 B690
563
513
　
( T) c5 k: p" {' I　
6 J* Y4 w- h6 t. X# V( ^  d
* ^  f& H! N! l; F, B( HK2
5 ~5 o/ e  \1 `. b& e547
: Y2 E7 e* N! a7 p548
537
% h, L, C& h. T9 o5 T( j　
) _6 p4 \' b! N3 }0 p# O　

K3
307
6 O2 u3 p% L- Q8 B433
494
　
　

, B' s+ t7 c$ N9 l2 ]K1
230
" l: E# J4 R( y5 d188
171
; i; D9 j# \. R( U　
; \9 q) V$ }5 @) E- t8 K  K　

K2
5 E9 A7 h2 w* Q6 S182
183
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: ]$ s3 h+ C4 X  _, x# g! Q
; b( x, S; l6 h* e& P9 e# rK3
102
# U, V' |  Y  T' i144
165
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128
& b) V' Z/ B5 V  |# y5 {' T44
14
# f  H  _& Y6 m. J0 e　
　
8 @3 Q, x" c4 d. x1 D& m表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果

! Z* i! t4 E9 E' a( ^/ Y9 T
7 O9 T' {" K8 Y! p. N$ o8 R

. M! Q0 _0 s; @* n* {8 s+ y  \分组号
* y+ z" X" T$ J4 {5 z' }因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

温度/
/ o. D3 `% C7 P2 O! kρ（油）/（mg.L-1)
pH值
- l( z& B, m0 {$ J4 Z  h- F; E5 P; H
/ @! z. q  K: X$ `+ ^) J1
/ \* ~+ u) X. z25
6 u; v9 O* f, g. G368
4.0
  N$ t: U  V" c, f- k% ]4 [1 \69
299

2
# L. x* M0 c+ k8 ~, G( r+ V; X/ c$ [1 |25
574
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7 [1 |8 G  w6 }1 k* f267
& V* j) f1 a) M5 I4 C307
4 g8 t& T, `% q; w7 c6 ^" A: A0 x
3
. P% c1 S( N; ~) m0 m8 M+ A% G25
767
3 I! g- t1 E/ r" \% `( c8.0
479
" S/ U# n9 a& m9 K7 K9 @! H288

  _1 y+ y+ }2 i8 D( C3 `3 U' _, a4
0 T, x( w# ?1 T  H0 A30
. U2 H2 C0 L; u. f7 R368
6.0
354
314
2 @" R" ~. O+ t# O7 `
5
2 i& B2 I3 m! g+ o30
574
8.0
( f8 m1 K& W% P2 E296
278
% k4 ~$ D5 k0 l
6
30
/ {8 |6 K! k' a# F767
4.0
462
305
4 S0 w; u) \. q! F
7
35
5 a5 n2 A; P# `' s368
8.0
* C3 P9 R9 s" O$ U4 y142
# f* W; M; {4 s, n1 P  \4 h2 r226
( ?; _. [& q- J) D
+ G1 T( x/ Q; Q, k  _% f8
35
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232

( ]4 m8 B) Z9 u! P% c+ ]9
9 o; C0 @0 ~" l& h/ e/ N35
+ e) p2 ]5 J$ A) D. n, d/ _" C767
$ c* ?  k1 A! v  v0 L6.0
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% {$ _" K' Q. k: T: a219
1 I5 `/ J0 ^8 v" S# ~, c8 B
K1
824
, g0 P$ T! k6 {0 P3 \769
766
　
　
  W) p& C0 d9 W- g0 |/ D& z
9 ]0 n. a* A0 aK2
- F" e5 p4 v8 e  p! p5 h897
! s8 \/ C8 F9 k5 w% f" [5 T817
840
　
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( x7 o0 e( F( n) ~
) U& `. w7 _5 D& ?- z" f* Y' A+ J* lK3
677
812
792
　
+ `: M9 A0 Q/ E! c+ X3 ^　

K1
275
5 f( {  R% Y. p) i256
255
　
　
& y2 i( K# e7 t* ]0 y- l
4 k% z- J5 k3 Z3 ~K2
299
272
3 \1 i) a0 T% V/ x; E( ^# \  T, R280
　
% x; B+ b( [+ d6 c  s　
( T- ]6 N0 U/ ~) K: l# k- M9 b8 Q: _7 n
K3
5 f+ l! l1 S; ^" [  K226
271
264
　
4 H& g5 u7 W+ ?- ~# H4 m; n% C　

1 m0 g- j0 j8 o, yR
73
( h9 ~) Y- E/ a, E! T- S' C" `16
( {0 {# T+ q, x9 {25
# C8 Z  b9 z, U8 P0 h　
7 Q+ Z% @5 g8 Y3 ?　
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。
9 C* F8 g$ ^! h- u0 D2 结果分析
$ O; b  e8 x: ^: i2．1 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。
4 X3 X9 u) _: N; Y表3  4株机油降解菌形态特征

8 F, E5 j9 |8 b2 ~" v
( F, C2 g3 w3 H% D
: a0 w: o8 s" f) H
, j; b, ]* a; V& E4 g: f# e8 y形态特征
% g( |+ C5 J* R9 eZL1
# \. |. |$ E& ^+ a) t% vZL2
. e- `7 i; A- K- Q0 G5 Y! s: @  w/ `ZL3
: H- X& R7 n5 dZL4
& U3 S3 @; p6 A* p# o. C( w$ H
菌落颜色
  A+ G, C% N. j- [1 Z3 A5 U粉红
1 [3 f0 P( s& b7 B4 ~) e淡黄
4 M* T  ?( V- u* @2 d8 E0 E7 R  V淡黄
) g# a( k0 j6 o0 u粉红
) N2 A5 [( `. E3 p" O4 p/ h" y8 U
% Q3 U7 d% D7 z  j- U3 Q  Y菌落形态
4 `  Q0 e" _, e* z: P1 i1 L" i不透明，微隆起，全缘，
半透明，圆形
& u4 k* }6 K4 _7 {- [/ }" z9 p" i& w4 v半透明，圆形，隆起，
% ~, l% N) t; B2 w& R7 }不透明，米粒状突起，
% F8 |" ?; W0 f% k' R9 k1 |
　
/ o' o1 E0 a* k2 m6 i光滑，有光泽
! [6 `/ F! e. R+ \* e3 A光滑，较干燥
光滑，有光泽
6 T" X! V" C0 T较湿润

* g/ [: e/ R) N4 l0 b: a菌体形态
" i/ F' T4 y& C2 }4 a/ R9 A. B短杆
球形
+ e9 J1 I# J$ p杆状
/ u4 r/ f2 x! t0 W' g& }丝状

/ \' x5 e6 Z! t1 X菌体大小/μm
# b9 M5 v- L: E$ N( [' p( W（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
Φ0.3
（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
0.2×(6-60)

革兰氏染色
G
G
G
G

初步鉴定
3 ~) D, s, H& K. }0 H( ?0 W黄杆菌属
微球菌属
$ a1 Q4 D6 r; c4 \2 T8 Z假单胞菌属
2 [) ?( _% b+ X) a6 `" }, q酵母菌属
  Y5 D9 W* T' @' z/ M: V$ Y2．2 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。
$ m5 l# \9 ?  W# `
3 结论
　　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。


, Y. C5 o8 ~4 E/ _　　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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0 Z4 \  K+ q) A& g- T

  Q) h" n( b( E
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