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
3 _' i* ~/ l2 h- B) M1 {/ V9 F, ]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。
) \5 e% T+ S: b% {# D1 材料与方法
; C- w, _3 n7 b. A1．1 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。
1 d. P* \* E' \' r( A表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果
! O/ i0 A5 C8 I, B- P- j, V
: T  h/ l2 V) O# h8 ^
* H& V, U5 `& |) y% e0 ?: c* L
9 C' e$ S9 \) I% W  D, m* e
分组号
因素
$ J; M, d% Y3 Y- @* ~% q测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
9 p% @* j6 Q' `6 [降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
* W9 p* H8 M6 h/ l) P
温度/
/ C6 c* D  v) ~% ]ρ（油）/（mg.L-1)
. }. v0 |' y5 _pH值

9 p4 U9 i& g/ h5 l4 [1
8 b- e# {) G1 a% K4 i25
424
5.0
2 S) _1 e/ y8 U+ ~* l0 A192
. ]7 b" E: h% g- R9 d0 q4 V232
6 _$ E; {2 A8 j+ [( l4 o" m( N+ e
! v0 f* \3 e1 o) U6 Y2
25
( o' p- f8 x* Q" V9 i680
7.0
4 v/ r# K4 x0 i5 |. R+ w9 y' ^416
$ `6 @5 b/ w6 B9 A& l% p264
4 }2 m& l  R' T& B4 F% O; f
: J: w: ?4 S3 `3
1 M# ~2 _  s9 p25
824
9.0
630
194

4
7 c% k5 l) O% i/ Y/ s30
424
7.0
* b2 w* l1 t! B, W! U- }% j' l220
204
* N- X% G/ `; V8 Z2 a6 ~5 g
5
9 @  c" x: }% I9 ?' M30
680
9.0
1 m5 v3 z! X/ |. L  b- c: E& N  g507
173

6
30
5 l7 i' F0 S% D4 @8 B# z5 s824
3 ^1 {% I) z# u! e- U2 Z+ ~5.0
& ~2 `1 l. v! R/ k& _654
170
8 z9 t3 _9 y/ W; o9 O
7
35
424
8 D5 O' W8 n/ x2 X% h% Y9.0
# [$ ^' m4 \' y2 m7 n297
4 C2 S1 R6 S8 F6 o1 d0 N/ M) D127
2 u6 ]; ]4 v! [% c# u
8
35
680
5.0
7 p) j, e. t5 N, D0 Q0 X569
4 u* z( B3 v8 v3 o3 p5 D111

' k+ Z$ F/ ?% y* E+ n9
35
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7.0
* b9 z' [/ w7 G2 z& b755
4 X  ^* o0 }. q; l69

  ~2 k- I# D1 Y! sK1
690
' l4 y, s( j5 P5 B' n. Y563
9 K1 M! ~6 v$ P' I513
% c  r; E1 g5 o4 N. M" T　
3 B; _& E; H5 N8 X- x- H　

& S4 y: r+ K& }; W) M: \2 IK2
/ y4 _1 ?7 l; _547
548
5 J0 v2 l8 u1 o% U0 Q537
　
　
# ]$ M* H( G* B
K3
$ @5 y* O$ h) S4 I* s0 N9 N: [307
! R$ R& z5 X+ `* k- F: Y8 K433
! m5 |4 V( J' S494
　
+ A; M6 c* i$ M7 T　

K1
* \1 V- B6 K7 h0 n# \! T230
% F* u3 r+ z) k188
171
4 |6 E" w+ J3 F9 J　
　
* v9 N  e+ @4 `! y
K2
1 G- @" d6 F& e4 s182
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/ a- k) {1 W% _0 u: o
K3
! ?5 ?, L7 `/ w2 X* f102
7 O& g; K! ^4 L" y" E* {144
165
& H9 i2 H( n9 z5 C/ G: P4 A7 g$ r　
　

# K0 I$ n2 g+ @* DR
128
44
14
　
　
! O! b. Q1 _; f# @8 V: ?" i1 A表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果


& p/ w0 a" f3 ?) t# C# E! `- @; l/ ]
; R8 V2 i# Y0 O4 K& ^# T
5 I! v8 f. r; o- E6 _2 I分组号
因素
- h4 L& ]3 i0 n$ c# O" l; O$ [" t测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
' U! X% d' D* x5 s, v降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
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* g! p# s$ b$ v1 Bρ（油）/（mg.L-1)
pH值

! B* s5 r3 p0 N0 H: g9 K$ T1
4 F4 w' U4 D$ \) {$ ?5 r25
368
4.0
* K+ i2 a8 S8 L3 u5 Y69
+ ~; y8 Q; y* E: _299

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6.0
267
307

/ j+ d! H+ n: a- d  R3 P3
25
% Q! a) H- D+ [: N4 N# G0 W767
) M& {) d+ X7 w3 |9 r! u8.0
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/ Z8 w. \  r. P; P* D; x4 A4
) Y: i4 G: K. r" G) v30
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% Z4 h. B$ ?  ^: J: P7 g6.0
) N0 ~% b: |0 M! g; k3 G354
314
3 Y1 {# K$ A2 k7 E0 K- ]& L9 @/ c& {% L
9 k. p/ |; n  s1 Y5
30
574
2 e9 E* f( @! K- G, j" x( x8.0
296
278

6
30
767
4.0
- }6 l: I" e$ H0 k# H& r. d, ~6 u& }462
' W9 A9 Q3 v2 r  e9 Q305

7
35
" ^4 \: @6 w% w: ?* s% \% S368
8.0
142
226

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4.0
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769
( Q/ J0 a% I) n# H* G- z766
　
　
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897
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3 o0 s3 P; C/ t4 ]5 F　

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3 k2 e+ q1 M9 T$ L677
! U; `! X. ^! @: |' F" ^9 Q+ J812
792
　
　
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% |( E; F- c9 q9 |; s255
　
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) z/ \8 Y9 A8 _9 ?, p7 U4 |0 _
K2
299
272
280
　
　

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# j4 G' _/ \+ V& D/ h8 u  r6 h226
271
4 u1 N' {3 c4 i" y1 e3 t# q5 M264
　
* _0 O4 s2 f1 l2 t% f" R9 o　
% z, M0 W  {8 k" m# J
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73
* v) V2 l8 a5 a, Y) J16
3 Q% y( b5 s4 W$ N) g6 R- [- _+ x25
* o% i$ P5 Q1 l: \' }　
  s; y+ H- W2 z: W; C$ w, S　
" |; S( }' I6 V2 k1.5 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。
/ {7 c- m' B3 g6 x2 结果分析
' P- X) f+ F1 D: G/ X4 ], p2．1 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。
6 P' S) H7 Q/ i. V9 \5 G表3  4株机油降解菌形态特征

  n3 @+ s9 r) H1 F
4 I  s: n- o7 j/ ~
7 ]9 v: ?1 L9 r1 N
形态特征
& N/ O" Z" U5 v4 B7 N& F% }ZL1
3 {/ I" C% k/ P7 w; N! V6 B- o, yZL2
ZL3
ZL4
, n( V  R9 W9 C) u: S
6 H8 D7 d" V# w菌落颜色
, f9 k2 g- d( ~5 l8 A) s! o粉红
4 J) [6 x6 B9 B8 \* _* \; k淡黄
' W# s8 }5 z* z9 `% t4 d2 i淡黄
粉红
( k8 @, B: J. B! J
菌落形态
9 Z3 ~& x; S, \$ K: {5 }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，

1 l5 v9 i2 v$ l9 d: A; ~　
# X5 ?1 _  }. \# H光滑，有光泽
: ^* I2 _6 o1 J- S' w2 L% x. p光滑，较干燥
. k9 z# C& G$ y0 X光滑，有光泽
  D1 E" z! D) i8 S较湿润

菌体形态
- {% [6 O. w& _  }9 i$ n短杆
, s- x! A. _! ?) b+ y1 }+ n' w球形
杆状
  D( u1 J; H, l6 V丝状

. j& F/ h, |4 v菌体大小/μm
& M* C. i- c) d1 M: @（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
: y$ b1 r) s2 C! U# V3 ?! }5 Y. iΦ0.3
（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
0.2×(6-60)

革兰氏染色
G
G
G
0 `6 y: h( m0 ~1 F. q5 a* z3 CG
, o8 P, G( @& N% S2 l( a5 N2 n
初步鉴定
- n$ a9 J4 \3 J8 y黄杆菌属
; v; W& w1 @5 T/ o5 r  E微球菌属
3 z, d. ~/ `! [: d假单胞菌属
酵母菌属
6 m& K3 H; |# s( I2 F2．2 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。
# T# p7 B) y! D! G5 |, m, B, i
3 结论
+ {' b: ~& C& \1 T" O9 d　　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。
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　　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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