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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* M' m* J  \' S: G/ x7 f4 p
              
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& f' R# _" _. 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, Xuzhou　221008, China)
( t" V. ]- A6 ~' p4 T) t! \4 Z2 L5 C　　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
0 F, C# V& u9 S) [3 D　　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
, V0 W# ?& g) k& x6 @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。
表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果
' x& f  j* [$ o( Y4 V
9 g/ R& h. X6 }! q1 D


分组号
因素
3 P$ i# m  a( _) N) M# |测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

' }1 e0 o5 k* n/ m- c8 k温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
* ^( f8 u, J( t* C- CpH值
, q! d% b$ F6 G7 q+ J& P- r$ i
7 L  n1 K7 w, c  I1
- Z$ }1 c5 H! z+ v: }2 l25
4 Q0 A8 o; X2 f* j424
1 Q0 L3 B* o& }" c+ i' Q5.0
8 k+ P+ }/ S+ Z0 [' C192
232

5 }. l2 U( j3 W) ~2
25
# m4 I/ G  K( n$ U# q+ r/ `8 m$ U5 q680
7.0
6 P2 i2 f2 G4 D3 P416
264
+ o; J. k3 d" e& V. J8 a! k* p
. g+ L) X3 y, `; x! k3
25
/ @: \3 m2 Z) {- Y! X& [# l0 {824
9.0
; C( N/ t5 \2 ^! x% n7 P/ ]630
6 ~: ]" v( O4 T8 w194

' f. K, u1 V2 f4
30
424
# t6 i* {( }2 v4 g: K7.0
$ v2 ]7 e1 P/ G3 N: j7 H+ j8 B220
* Z7 `# X4 a; p$ q8 C" A6 f204
2 ]* ~4 g) m& e1 @
7 P- a/ m. Z1 Q: z8 [7 C! t/ M5
30
680
* M: B+ t9 A" @/ g8 o6 }9.0
: o7 o" ?: Y% }. G$ K/ o507
173

6
0 ^5 {) g. ]# p- b: W2 d6 E30
824
/ W$ n- k' p+ C: k! k5.0
8 u1 W- D- u& u1 |654
170
5 o$ G1 M0 ?! g$ y& q
4 ^/ E5 k0 b. z( Q& ?& q' M4 I7
35
424
9.0
7 K1 P4 _8 Y) Z( u7 f& \297
127

8
35
5 l- K# t1 o) F5 K680
5.0
569
9 y( H: p( k) y7 d% p: j( W111
4 [' X' Y# N3 o; c
0 y9 t- ^" z% Y4 _9
35
824
7.0
, E8 U  K7 I7 S6 j4 E& T755
69

; k0 G& @9 s: b' y# V% O- KK1
& q" A! l1 d; x( H4 Y5 U690
  Y6 ?  F" M( {8 F5 Q# R3 G* B563
513
8 \' U6 p; q7 @* T5 R; s+ \! ]　
　

K2
547
) Q, I# K2 }5 G* M548
  @: b$ @3 A6 [  v6 ~( n537
- Z) H9 o* W5 \$ w; d3 X　
　
  r/ e- G- X1 R4 k/ S- q
+ ~; s, k- s' K  y! A+ `; jK3
) y: n8 o% r! }) _; {8 g& L" H" C307
433
494
　
　
( G% k' X5 k5 T4 ~" E! e
K1
9 a$ S+ n- ]2 c0 N& u230
' l5 L  B- o4 V188
171
　
　
& v; S9 o0 z% a. [
) c8 N" k8 U6 p& [: M7 hK2
" U8 P9 e! \  v/ E7 w* n182
183
179
$ I' S0 D* g: ~3 Q( E　
+ t- h" T" u1 o& N　

K3
# X7 ?  z! t3 `; a+ O* U/ E102
- g2 Q: u* A: x* E4 J3 N7 ]144
' u( g% t$ _! N5 k$ b7 q# y165
% q& |7 O, B, R1 r- |　
　

R
/ R1 V/ b: C' T$ w. u9 T/ n, s128
$ k9 J1 E1 F. z9 a2 G' P# p6 l7 R44
* ]  Y; W& R# ~. G2 x/ Q14
4 {" B% `: @% X3 O　
" k9 \- E! u" o5 [$ U1 S　
表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果

: o: v& k  M6 p, w, T0 {' k


分组号
因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
$ f7 o- h( s1 l% t降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
" n* d( Q% x3 O" [) s
温度/
1 [3 }& q' O2 gρ（油）/（mg.L-1)
/ _$ W' S8 t2 ypH值

1
25
; N3 W0 O! J3 m# m/ W5 m7 s368
0 k7 E( \2 \' y$ s; [- A5 s+ \0 h4.0
69
299

2
/ e2 I9 c' v7 P7 v9 t  `" P# e25
574
4 z% t7 w) i7 O) N6.0
' C; q1 a3 Q. Z3 I) I6 u267
307
9 l9 y- l* p7 _: q& Q4 Q% h+ P  B  A
4 R5 p9 q3 R7 ]3
25
767
3 c. o9 i5 T' g8.0
479
288

4
3 _" b7 T+ T" G0 D- G- J30
' A+ |- c5 i" |' D368
1 A) M: K) G  F6.0
354
314

5
30
& m' A$ K& D  I8 a$ ]2 d1 Q& U  Z' b574
1 D0 @  f0 Q7 D6 @0 O$ x3 z8.0
# E' O" \9 @0 ]0 N* h296
; U$ f! k5 v& }/ ~" T5 j278
  C" B2 ^5 W3 k( e' F; g1 N4 ~
! C" b" }, x/ ^6
+ j6 ~. p3 e5 d! _9 E& g/ l30
767
4.0
462
. M- g1 R4 A, t0 z0 v1 C305

1 f3 E5 f: B; y6 I! g8 P7 ^7
35
6 Q5 `% j& z+ `368
8.0
' x( K; H) K& X3 a/ W8 \142
2 h4 R/ t4 R& }( V/ ]& x) T" H5 X226
, d" J9 F: C8 u* w8 w% ?1 U
8
" M5 ?' l+ D6 K+ F35
8 N# _9 C- V7 v574
4.0
342
232

9
35
2 w+ J: a& k$ v! T" b- v767
2 H1 |- O7 _6 [( T6.0
548
: h, Y9 x# w" K+ W219
: _7 u9 D' n2 L. R, U! Z. }
K1
824
769
766
　
　

; f6 S! c, c( O! X2 L' j8 u4 v. CK2
8 L7 o0 w" O2 `+ L1 e# @897
817
840
0 ]) ~& }3 O- j, M3 A  `　
　
+ y4 o. e* k, {, t' _, f
9 x9 K5 A9 A. U% I  [7 ]K3
677
812
792
　
　

  [- z% Z9 W/ J4 e* {4 U5 EK1
: b" V, q9 g1 p275
3 S, ^+ h' O2 n* ~256
255
7 J+ B2 v3 ^8 h8 ]& p& G　
　

  l. e; f" I6 q# ?" l9 E; SK2
299
. D) e% b0 u1 @& W272
280
　
　

$ e' I% V( ]1 i! t- g: _) @K3
226
271
( Y0 r: U$ \9 \, W. m. p$ Y: X& ^5 Z264
9 |- Z9 S+ r  {, ?# k( }2 d　
# s1 d4 e; G! \2 ^" g8 R; B; ]　
) D1 A( D* B' n4 A% r  [
1 [' {* G% _4 z& p: D* ]  IR
73
16
25
( z+ r9 A) f7 g% F: d　
　
( l# z  z7 z3 T8 Q$ u1.5 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。
表3  4株机油降解菌形态特征
6 [$ N1 z% c2 c
) z) a2 Q& W1 Q

2 G8 z- w# H2 d" J$ I4 R
) Y2 w8 }/ P# g6 ?" j1 r, S, @形态特征
ZL1
ZL2
+ x- ~, r& u/ ^. ~$ I9 q/ gZL3
ZL4
" g; N) R: c* D% [# o. g
菌落颜色
粉红
淡黄
4 Q4 p( O/ ?! z4 O8 E0 x, M淡黄
粉红
6 U2 |( b* O" g' A: W; ^' P" D1 _
菌落形态
% B# X0 A! d) W/ @0 _不透明，微隆起，全缘，
# J7 E" a! I% E: I+ q  q8 C8 S半透明，圆形
6 ^' J& g& f  B. p% O2 ?# i8 t半透明，圆形，隆起，
+ a/ h& A# p# @' Q不透明，米粒状突起，
1 }# K! \2 N/ X4 C* H% w
; i- H. e3 P& r2 R　
光滑，有光泽
光滑，较干燥
+ u; m: d, k. I9 U% \2 M' z光滑，有光泽
' J7 [5 s0 `0 B) ]6 x, t- _# q较湿润

# E2 ~7 F! G3 O+ A  J; i! }0 f菌体形态
短杆
球形
! w/ k8 F; x+ J/ @杆状
$ f; G& c! A( W1 W, q( }# K0 Q丝状
8 H% y# b1 u0 d* n# v4 W3 G: F6 B
$ {, G" ^( f2 m% ]* C2 n0 i* f菌体大小/μm
; O  l2 A) _; P- |2 X- S（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
/ K3 }4 G/ j+ U1 w$ ^G
G
, j; K3 B! Y* i8 |7 u3 X' kG
G

% [( z3 x8 A4 i初步鉴定
黄杆菌属
3 o9 N( L+ y2 n: V" `微球菌属
! v" P$ C9 v# E" b/ `( F. Q假单胞菌属
酵母菌属
( `' u5 o" h- a+ {1 s+ P; Z, N2．2 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。

8 T. r# s0 P  ]+ x; s3 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。
" F$ b. J" x; U) }" u7 B! p; _) |
: x' S7 I: G# E7 s
6 R1 O0 h- Y/ ~$ t8 u1 y: 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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: }. w: r2 q* L6 b

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