微生物处理机油污染废水研究

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" s2 A- G8 b- ]4 W1 d　　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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4 a6 ~3 X& Q! s- r6 u5 x　　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
　　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。
1 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。
' u( q2 C# b& d1 [表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果


0 B6 \2 A0 e+ [
6 H1 b1 m9 \; Y+ M# i
4 n+ q2 z! s) O8 h& t分组号
- e3 F. ?- F9 |5 o因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
" i8 C, y/ k& S% o2 `
温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
: S3 i3 e* X( O! s" P% b3 NpH值
  G* S. y- a3 G" h2 R
1
6 j) M8 _# u% B; p. D3 n6 ]25
% x# I" M$ _% Q5 k/ p424
5.0
192
9 Z7 U* e3 |: {5 p3 m$ @+ h5 S1 A232

/ [. @6 M1 }6 C' ^0 `, S7 S2
25
" W5 a3 L5 g, F* O" }680
; o  w5 e  {' u$ Q: O- z5 P" |* [7.0
416
264

. A' U" V! n$ N3 I& v3
25
* r& r7 R" R5 e& l  Q4 h7 V0 T824
- g: s! E/ E2 n, [3 X2 z( u  `2 G9.0
630
194

) e9 N* d, d2 H0 d1 \' `4 P4
0 B9 o1 L) A: x2 j/ K8 F5 S8 R30
424
7.0
220
204

6 x5 R( z  [# W7 ^( r5
& R  `6 u/ }' R, Z30
680
9.0
507
173
. O. p( |8 M+ g# [5 Y6 y. a( C
7 \' q9 M$ H  ~( Q- P  W: x6 s; X6
30
' J6 s' E: n6 D" {0 T& E  b" r9 o- i824
5.0
3 v4 e9 D8 H! s: R! d" `8 c654
170
8 A4 S; y/ g+ [$ Q9 \
7
8 g+ ]& w& [/ _35
424
( q2 W; P2 T( m' N! e" F9.0
/ T  u! \( ?7 {! y% p297
127
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( G& r' d' P3 o+ {$ a5 n- C680
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3 ~5 s) ~$ p* \7 l) m" B0 I569
111
8 ~8 ?/ y9 Z8 `/ ]! V) S# s. h3 ]
9
( S' w, V4 e. M5 ]2 l% p9 s35
824
7.0
( k1 H, G' ^$ Z9 i8 r+ H. V755
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513
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- z; ]9 D' A: P+ m　
1 U. n8 Q+ w' P. b. `2 [$ K
0 f1 K. a- m7 I" wK2
6 H$ T' e+ O  S) L, k/ O) b" o. y547
548
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8 E% }3 z9 f- t: @2 B3 ]8 q5 A　

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7 y- e- i. ?. @3 ?  ]307
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. A6 b) B( n, X  S& }* B% x! c& F7 q　
　

8 t. I& a4 Y3 I! |K1
7 T" k  ~4 z8 [* [3 S230
188
171
2 @$ F3 J8 j3 ~/ j" c　
9 a1 l% x& v! f6 a　
8 i5 H  k( w7 T2 d3 `6 X
* I- h6 i) {" y( A1 qK2
182
183
# y- v1 C$ A8 V7 p2 R1 f! N179
　
　
8 q, g, k4 e6 m' S5 V
K3
102
144
165
1 t# l/ c; c) a1 Q　
  i! i, A0 d4 p2 {' Q9 d　
& j" i  b2 q7 B9 N7 y) X* p* X
R
& w; X' r+ R1 e  @: r128
44
( K" n3 a+ G9 e% W2 k% F9 I14
7 ~9 B! X% h: L$ [　
　
表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果




# }' j' D7 n, W分组号
因素
, ^1 s& c  ^1 |2 Z* i" b- ?测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
( d$ X+ o7 O2 m降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
7 Y' n4 D% p0 N# N7 H( N4 _
温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
pH值
) U8 h) N+ w9 |2 b4 A
1
25
+ r* H+ Y( @! b0 @: b! x* ^368
! F9 c3 G* i* |' o4.0
2 m8 Y" [2 K8 O- @! q: t; ]% h69
  g( K7 S" r, \7 K2 l: L! e0 O299
, m$ F8 b4 R8 f
2
25
. p: p& P6 @5 {9 J1 K, g5 {574
6.0
; Y/ Z3 E0 r+ P( l267
307
5 B+ B4 `! K, b
3
25
9 [) \( [2 v8 V9 |767
8.0
479
# y* M/ F4 M3 a: K+ W/ D$ n288

4
30
9 s0 a! R6 C1 R1 O( M' c' u6 i368
4 \) R! @) \! J6.0
- j  ^  {" v1 C2 A) z; D354
! y7 l5 j' i! F/ j& S. `( p5 o314
, ]8 l4 D  u5 e# x& g9 g2 j
7 W4 J( y0 V+ r( b% ~" X. ~! n5
30
; ?  B7 j8 o$ {3 N+ x2 h574
8.0
- k% Q7 j0 |, H7 n4 D# b: x296
5 l9 `3 G' P6 H6 o3 M- V- J  q1 U278
& S* k3 S+ I# X# O+ I& j1 n8 ^1 m
! p1 b" j) I0 H! ~# z7 e" R7 O  ~6
30
$ w' X4 d7 n$ o& p: `767
4.0
462
305
$ ^4 Z7 u$ ], E. z! m. N
7
35
: Q9 W' J3 g3 S2 b7 R368
1 F* `! w0 M3 G1 k* P2 r8.0
142
226

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$ p0 W6 g8 Z0 s1 i35
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' S0 o: N, {1 m7 g
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35
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548
% V6 A2 B* ?! e5 @( O8 Q# a219

" R' L& `7 _5 o9 Z0 sK1
. i' }) {6 W8 t( L0 L824
769
766
　
/ ?" ^2 D: C+ `0 D( Q9 |　

K2
# s* ~2 X4 I4 O, j5 b3 c9 x897
) y' T! z) o4 ~* h: T6 e- E! R817
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. C5 ?+ l! K6 E& B2 R6 d　

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677
6 I5 X( F0 p1 N4 T9 E; ~& d812
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# W4 M- X$ e5 J" v5 Q7 b
' m1 |5 y- L/ @* c- I, k# O' SK1
' N5 K+ ]+ W( }, {  B" p275
256
255
7 l$ W3 r3 W/ h1 S  x　
9 j: Z0 r4 p, ?, Q8 \( f1 U　

( a; J  V6 @' u2 u! bK2
299
272
280
　
　

K3
- C1 L1 f. J, c' M4 a( U226
$ D2 `( B% F8 M2 T271
264
　
# {7 m' _6 C( T　
+ s9 S3 K# W0 x/ ^8 k7 V' S
R
73
16
25
" L  e7 c0 z% Y2 R) M　
( h9 g5 A: O  v( z7 i　
/ @2 J; y0 J1 T7 O1.5 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。
1 V+ q# k3 v1 O; N- Q9 j2 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。
表3  4株机油降解菌形态特征
% c5 s9 K) L' J, y4 t# J. ^7 f4 \

' T  u9 `# {4 h1 h, J
! P, a9 I. q+ M9 m
6 q" y1 _( _' ~9 u9 S形态特征
ZL1
7 Y( A7 k0 P" \% UZL2
ZL3
; u9 z/ n% j" X; k# u+ u! Y6 B" GZL4

菌落颜色
1 L8 _) y% K7 e: [, i. }粉红
9 L/ K: M& y* p+ c淡黄
淡黄
粉红

菌落形态
0 R9 ]' S$ m9 U0 p. \不透明，微隆起，全缘，
$ R" z, l' }$ q/ O1 N, G- Y0 ^! e) r) h半透明，圆形
半透明，圆形，隆起，
  j% f. l! T9 Y, t不透明，米粒状突起，
; M2 Y# t: M: g  I
　
5 Z  G% P' _# G( w) K1 u( p7 P光滑，有光泽
# b# ]8 ^4 I5 e光滑，较干燥
光滑，有光泽
较湿润
* G* G2 g% p9 S3 |  i5 S
4 ^) g1 I. a6 r, v2 ^# M) g菌体形态
短杆
5 A4 v( H7 {" l$ G( k球形
杆状
丝状

菌体大小/μm
（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
Φ0.3
% H: }0 o: X! ~+ }; }（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
0.2×(6-60)
3 \# n( T' G. \: n4 j* ~5 {
革兰氏染色
5 c" a1 r6 O* e% V* B9 _G
; U; k  U, V& m' L7 Q; GG
G
3 A4 `6 @! C4 K7 u2 vG
" e7 Z1 @. |# x* p: T1 j/ T3 P+ z
7 K1 ]6 g' i$ ?  d+ r初步鉴定
黄杆菌属
! W/ B/ H" ^' `7 q+ M3 w) i微球菌属
假单胞菌属
4 j9 N. T1 Y- q7 |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。

3 结论
% k3 q- ^8 @) R. z  d* I$ A4 v5 n　　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。

% _2 C8 R( ?* M
0 l- C: }* i4 K2 V! b　　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。


7 z- M* v6 {% K0 A7 \3 ^
3 d  T, h& v$ Z- F. @! o" U  I
/ d  u% a* \! C" F* J/ o
) a* q- X1 r" ]
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