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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* }* `; {* [% g# D: Z　　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)
　　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
  H& D1 v! \. I! v4 Q" \, ?　　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。
) h/ y) L* K( l4 m/ d: P5 ^9 S1 材料与方法
5 T" O" x; }' U& e! K% Y. ?8 _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。
* ?- B7 v0 H/ o& j表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果
  \3 k) n7 L% a( L
- O/ }; s( m* r% ~0 C% Z: q- e

8 L' b2 g+ K; G! o
分组号
+ e3 i: W& m- I) D/ Y8 v; o2 Z* {因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
. d; A* O* p! Z. k. u) e降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
7 ]. g# h' S" S1 N+ @  X3 M. BpH值
' h3 j. [( g& i+ q  a
! |/ }- a& z3 Z3 C1
25
424
2 }& O7 u2 d* p: Z5.0
1 O& u/ [* T7 I, q192
. L+ J7 q; ]" P6 }. N232
; u* A, b0 X. I
% \; I: d5 S4 a1 M: s2
25
/ l/ b6 I; T) t+ _6 v3 w680
$ A* H- h* ^3 r" R7.0
416
" O* g0 @" h3 G2 x264

: f. T" f3 n. V# a. [3
25
3 E+ I. w/ M. g# y+ ?$ y824
9.0
630
/ j0 ~; E2 H: O4 e( v5 P0 n194
* f& h3 S, e5 d- J
$ r8 U4 t' ~6 K! D4 D4
30
# X. t& ~& f4 c( N: b5 s424
! ]- I% s$ B2 p1 T5 L: J. y* ^7.0
3 V: S9 j4 r  ?$ G% D* y220
204
* R* v5 l+ Y& A8 s' i" |* s
2 _0 g1 U1 {8 i" U8 i; k5
30
680
9.0
% i. ]" u3 t8 x/ v507
; E. {$ e9 c6 Q5 n3 f4 l# O2 U173
: ^; C( ^0 w- {5 b, [5 K
/ ]1 P! t% p2 G& x( b9 T) M1 c- C6
30
2 @7 `3 T/ X% J824
5.0
654
5 S5 i0 F! W* A3 Q3 v170

7
* D& ?0 h( `; a( ?35
' B$ D- m* L. N5 l) U* [424
7 h8 c- y* x# r/ M" z- o9.0
297
' C# l8 l6 c& J, h+ S2 L* k7 y3 k127
4 V9 j1 W) |1 C% q* _) A
7 W3 m1 e8 n: ?5 n, a: Y9 \/ k8
35
# S1 F! z) Z! I  W7 D5 _  o; k5 q680
5.0
569
  B* ^, ~# u( c# V3 I8 M111
7 o# t: f  ]' b7 [: Y
9
5 ?; v+ o; A4 |( |: T8 s: Q7 S; D35
824
7.0
755
. n/ g" y$ _7 Z6 o69

% F) B$ @# ^" m' h2 V6 `5 T; p! N. SK1
* C1 G1 t2 T* l: z+ T7 ]690
# W- X5 [; `. o% ]4 p) u563
513
　
# z: I( g  w( B: o) ]　

K2
547
548
537
3 Z0 |( x+ |- P3 r0 p5 E　
$ l/ b+ w1 M8 e4 K  @9 k5 }% j　

K3
  t! l: n7 H, {7 J# o+ V307
- Z, S. U- j) t0 z, }4 V1 O433
494
8 R2 K! e" l7 z　
　

- ?, G. V  I5 w0 M1 A2 eK1
$ h/ o3 Y( @& o: k230
# h! Q% e: O) k6 \2 g188
8 k/ d- Y& ]9 t171
　
　

K2
0 P0 ?$ r  Q& [5 R3 G) P182
4 n+ p7 _8 p+ l2 |$ K" B183
179
% F/ U4 r& @. Y/ p4 w　
3 x0 M; g' z2 J7 ^9 g　

* {" Q1 |9 k3 @* h  }7 xK3
102
6 b' w; }+ D6 R0 L; q6 D144
165
　
* @& C6 D( e% C　
! b9 d+ q! b8 ~5 o  n: z  t
/ s3 O7 L- q( j) y- L* NR
128
44
14
, j" @+ }4 y& K6 L. W　
　
表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果


& P, u& Q+ N/ R# v' F" ^8 r

* x% p, l* [3 [& x+ [7 b分组号
3 v; o! \( C4 y# I7 }因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
# c8 R2 `1 D! l2 v+ V降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
0 p- @7 Q: W( Y% N3 Y* R% i& S
温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
" a8 t" R' W! V2 @' p3 }pH值
: Z- m" m, J/ z, F- r) j- k
+ Q. ]- p7 P  t0 Z6 J" W% ?5 r1
0 P$ x, j; V+ C5 J! J$ x/ j25
368
4.0
69
299

2
+ Q2 K1 L8 p1 Z" Z- i. W25
! i% k/ ]$ b0 u  b. e4 i574
6 d% H# p) B6 s# h4 b6.0
267
% v: c3 w* J: H) ]# ?2 L! Y0 V307

3
25
+ z4 D3 D5 I2 ^  f/ C& k767
2 O2 I1 l2 @2 C& s5 L/ ^% y8.0
2 g( V( T1 j% x# `$ O7 v  C2 L% k479
288

4
# u3 j: s* e, _) L, Z: H30
: r/ n3 i: e% Z3 D" @5 o6 O368
" x; I# G3 Q- E7 x7 Z6.0
2 }" X: n4 d' S) L  h% h$ ^& ?354
314
4 `3 T$ b; h+ U2 d: k
5
, {, b# @& C" C6 P30
$ g& W# W* q. i$ c574
* |0 j2 |# k) Q4 L8 p6 W3 B: c; z# M8.0
296
0 {4 z5 A% M' ]" t4 R$ s278
5 M: o0 O1 U2 L1 R0 b
  s1 |4 g8 b) Q7 J0 w" I) l6 X. h6
- }1 x5 }, Y# J2 N! w2 A' @4 r30
767
7 B' W( g7 `( }+ ~! b- Q! W4.0
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$ P& z# D) ^  ]# h% g( @: m6 E35
368
8.0
# S9 `1 B; D9 L142
: D/ A4 O/ D% A: U' _226
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8
, s8 ~( W; m8 A- @$ F3 x35
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. a! x$ b/ \/ W* C( }4.0
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9
35
767
: o# D. a! g- q. i/ [" r: C6.0
1 l, _: G4 R0 r# S7 A3 S548
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6 P  j/ }8 j2 w: H' d/ J
" f* {) B: v: h* t, |7 b: MK1
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$ U9 @. h! m8 o$ y5 c5 `769
* }9 E, p$ U8 Y4 v  J766
% |- u9 E4 x) j/ @　
# d3 R5 M8 l+ J  r1 C! Z; F　

0 G& L) @( s, mK2
* J; R  M1 K: Y' \/ |897
: T3 ^1 C' l4 G5 T3 M, V4 q817
2 h6 ~0 F. m8 o9 _  T840
: w$ _* }/ S5 c% O! t% f0 |　
# i' S' }$ R0 f% x' P# F1 ?8 i　

K3
677
812
0 ^, B: O9 b( L% g+ Z3 x6 n3 _792
　
　
% g' Y" ]$ I8 t; `9 Q$ j& L$ x5 J7 D
1 J  F. ~/ i" h8 e& G8 nK1
275
2 {& X; e2 ?5 u1 }6 s  C( h/ s8 `256
255
　
　
1 x5 a+ S+ S8 z# t: s2 u
K2
& ]$ G$ H! a. E) h299
% i+ }( |% @$ a1 a- B) A/ _* \272
6 ~* C/ O# g& A+ o1 y+ ~2 S# ?280
: C; Z' v( u; b3 F; p! Y　
　

K3
226
, W/ O1 s- y. {) [" N, a/ n( K271
1 D' b" H4 P0 A+ L- p264
　
# x$ h, p+ P3 ^  k; z　
. W. A( ?0 S, m8 ^. n
R
73
. N" X7 ]6 |5 `' v2 u9 L16
25
　
　
$ p: K; ^+ T  Z0 p1.5 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
2．1 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。
: O- m: \& Q+ s4 |: A, E- e表3  4株机油降解菌形态特征
: G$ O4 D( {; ?$ i; ^; P
- `/ Y7 l5 @& V7 r0 K8 D! W. \
& V4 ~1 K7 G) B) `5 ~7 _, k

9 q1 r& y- d  S' [% E形态特征
ZL1
! w# Z  E: R# Q" H: \/ s- M1 WZL2
ZL3
ZL4
% G; U0 m9 b, b- v# \
' h% w, }+ |- C; B9 O菌落颜色
! ]% i+ f$ [8 i. ~, u8 G* W粉红
- o$ W$ L" D  d淡黄
% H2 h. H/ n% z淡黄
粉红

菌落形态
不透明，微隆起，全缘，
半透明，圆形
- Q" ^: k7 o" t3 Y5 K9 c7 B1 o1 z半透明，圆形，隆起，
; }0 x* y' Q, S: i' U' h1 o不透明，米粒状突起，
9 Y& Z0 G4 B/ {- f- x. G# U
　
0 m2 R* Y/ I9 @7 D光滑，有光泽
光滑，较干燥
. {4 n; d0 a0 I: z2 I5 z光滑，有光泽
较湿润

菌体形态
短杆
0 v1 q& y/ \/ Q2 ~% L球形
/ ~/ y9 b8 {/ j) A/ ~8 i. Z杆状
* A+ }; z0 G" m0 S丝状

菌体大小/μm
（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
Φ0.3
（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
0.2×(6-60)
8 l! K$ m/ i( I0 c
. @- _4 t/ U! H2 @革兰氏染色
/ C# |& X! `+ m4 D. v' EG
# ^! K0 k/ \* Q& q+ o' S3 FG
G
5 w& ?; Y' @, F2 `0 tG
. K$ f+ }3 m# [0 }; w$ g4 }
- }9 @3 @' t- q) V初步鉴定
黄杆菌属
* o9 m' B' y  [# l9 l4 V# r微球菌属
假单胞菌属
2 c7 r' M2 ?5 G; d酵母菌属
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。
# u+ Y* e" k  \) S( E$ N
3 N" o$ F9 S2 w8 ^7 H! G' ~8 }3 结论
; ?- p0 ^3 l9 `! w4 O3 G" E　　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 g% ?) _- S+ l" z( L9 ~% p+ 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。
& y8 p- Y) h2 R0 B0 c" u6 j0 s

5 |. {/ H; B) G
( p2 u# }: V+ T
- f( C' B, O9 m2 L% k+ m

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