微生物处理机油污染废水研究

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# C2 ?8 Q( i6 i　　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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5 z6 j( m) S5 p                           
+ S/ w9 q) J# x' {: C$ q# u' P; a
. m( Y+ N+ T  B+ r  S3 A# w# u5 A              
' B' T. R+ }7 ]; G      

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+ u! g" Q! r1 u　　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)
) K" i7 {3 p- S. f- j1 a; v　　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
' \6 e6 b7 w3 a& ~' [7 T; E& 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* h$ N( k2 M) n1 材料与方法
3 X; S  M8 G( ]4 {/ ?8 j4 D1．1 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。
5 `# u+ m. ^& Q  E& S' |+ z9 _表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果



$ n6 o6 Z; u5 e) Q/ p" @/ G- l
' y2 J" O9 X. J, d: c; i分组号
& s! c- ]: H/ p) Q因素
! G2 ]; Z. O" j, z1 u测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
3 P4 {5 Y5 F6 q- ^9 n8 i
& ?: d; G# v; v- A* y温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
  C+ c; M% ]* O4 \8 UpH值

0 B& |( n1 u& y& N% [2 R1
25
424
5.0
192
2 f5 w+ G* f3 h# y. h9 E232
5 z/ P) T$ Z: H
2
25
: o6 I$ i! ^+ b) D3 Y" w680
5 f# p* `) G  y! X0 W! f" B9 [5 s. ^) h7.0
7 z9 \; _9 ?& Z# {. V416
264

3
25
824
9.0
630
  R4 L8 k: [5 H& A/ R194

0 ~5 f  ^$ l. U( n# ^" L( ?% |4
30
424
1 N4 t; Z  B7 a- p7.0
220
204

; `7 H& [. i& `3 L, ^, Z: d. x5
  N" l4 [6 |; w30
/ s* i9 U1 y3 x! e# Z680
9.0
& j( d1 ~5 E1 M: {4 c" p9 W, Q507
173
/ C% D7 G/ I* g" H/ x0 V
6
30
. F7 R0 n3 g2 c+ V' h- }( w5 n824
9 d4 s" w, y! ^8 I( ]8 e! ?+ j5.0
654
' n( |7 o7 i) [  ~: w) s170
) ?& c) N4 g+ G# j$ R- N
7
( X0 ?; \% A6 ]: h) c  L35
424
( t# L. w7 D2 J8 H9 Q5 A6 Y9.0
8 x' J: B  n+ U0 Q7 z3 ]297
127

3 l% f+ `% G% d% P# m' e' U8
5 Z- r% U- H/ ?, ~1 S35
680
5.0
" E! B* E" m3 U3 w569
111
/ Z1 w9 `& J- q; V  L! I1 R; \% ^( D# d
2 r  L! M, K. e) w& {4 Q9
35
9 p. e$ ]( s+ e  k' h: l! b* P824
7.0
# a4 x+ G8 o7 x755
69
& w8 {+ C; {& u/ H, R
K1
690
563
513
　
% ?# n  u  K  p　

% w/ N. z2 Q, |5 Q5 A+ W1 JK2
( e4 k9 O% o" i: p/ v8 Y547
2 D1 L5 v% H) @- Y. P$ X$ Z& w548
* e( S( k! f7 b3 K. y0 Z537
6 n& \, \3 q* g! q9 @6 ]) \　
　

K3
5 R: `0 P+ y7 W5 l+ X# P307
433
  m& G7 f. K8 a494
　
, u3 j2 R9 a! m1 \　

K1
& X( F# w7 \% I0 ]! W! v6 t0 J230
188
' m5 X" |7 [" u6 p2 _5 }- E5 M, H7 ]171
　
4 ]; b. @2 p/ F　

K2
% V# N& @, E/ l  G182
8 ]  P$ u3 e; Y7 v* ^' o183
179
- Z& s% Y) y6 \6 B5 w　
　
* N' V# G$ R: u2 Z/ u& u
/ h  m2 k* _, A. Y; K5 KK3
102
144
: @  }$ Y4 @1 _165
9 A; e4 e4 d: Y: [　
3 P5 S' C7 S0 Z1 L% @6 i) a- w　
5 B  P- b6 ?/ O* p" P9 |
R
5 w( f/ S5 O1 e# u! v128
/ u- S# q0 N; @3 B( }/ C! Z! T44
- |# ^) j: a% }$ ~+ z14
　
　
表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果
  ]; ^$ I; Y- d

8 H' ]1 J5 I& P: j6 c$ t( J9 T

分组号
因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
0 G8 ?5 k1 X0 E降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
0 @3 p# K" `) }( f/ J
温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
pH值
1 C4 K# b; x3 G% t
1
25
' R" [2 s/ M% m% S& B; z' f368
* I9 d+ D$ ?8 X" Y; C$ B4.0
! V* T- S& ^4 v$ k; k( J5 h3 O$ _69
# K/ e# O! I8 K0 l+ }6 I) A" R8 J299

2
25
- t3 F7 U" [; |+ ~574
6.0
267
4 Q# C0 w! K& P7 ^0 T4 z307
% T* r. k  R. U+ t/ |1 u
3
* e, g7 I/ a. e# A& W3 w2 f25
767
8.0
  Z6 `1 f2 r, s' H; |$ D  H479
288

# g: j) O7 B6 ^: F' F" h6 T7 t/ c% y4
30
368
6.0
354
314

5
30
6 A3 \$ A+ a) ~" E) K  f6 J574
! U% |: S- D3 o  G! f8.0
296
278

6
30
767
5 i: ?/ ]  c! r( F, g4.0
; h  {* ?, g( m& \' L1 ?& M462
305

7
35
7 i7 {+ u0 ]* }368
7 F6 g+ g$ a. w8.0
142
226
! ~4 x, I# D+ j0 U- [' D
8
; {$ M0 ]  Y7 ]9 k; A7 }0 m35
574
0 M" u+ t# Y0 p% a# A$ ?4.0
( P! ^" X4 S* z342
, X- K* d- y7 b232

/ z7 _, R$ S5 ^& U9
35
6 R/ W3 T% l' e' ]" R9 r2 `3 {8 e( A767
6.0
548
219

K1
% T0 r0 {5 r0 n$ ]: U. v' g; S824
769
4 m" k( m/ N. P$ ?# d766
0 \% b: h, Z- U  I2 K+ a　
　
% ?! Y. _6 t/ g( _, H9 C+ R. g+ r
K2
897
817
2 a' t3 C7 w$ e  }/ k+ N% m840
　
9 h. v1 ?# h( {" w　

K3
- Y2 e  K- H- G1 w+ S677
812
% o  ]& d/ l0 C) Z. |2 J792
$ o3 u1 W( M! _1 q( L　
　
3 D( R$ |# J* x$ \
K1
275
3 b: Z4 y+ o0 F256
: W/ ]% }1 j, o255
- l# M3 y( A3 G. c7 g　
! ?0 s# B/ z0 n8 q# K7 L9 y　
1 a' w2 ^" C  p9 b+ T5 D: s
K2
299
7 U1 N, [( c9 r% `7 H+ O" a272
280
3 c) K: a7 t5 b+ h8 q7 b　
# a/ S7 Z  {8 H$ y+ g　
' \- P3 ^* m+ N+ ~  x6 _0 L/ _
K3
) U0 r& Z4 P9 ]0 P6 o: C/ v6 [226
' Y$ V% g0 t9 n0 T* e5 K271
& h- K' ]% j# t2 M) Z264
　
! X8 I/ V3 u0 d& y　

4 V' }7 J2 w" j1 O$ ]0 s" xR
73
16
4 E2 |! n7 J( g0 |0 W$ s2 U/ P. y25
7 k4 i( r4 ^2 l　
　
8 p( g( l7 N! P+ m' j  O0 ^7 X1.5 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。
: @* x* u+ |8 |$ _1 f; \$ i9 {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
! X# M! J4 {  g, Q
5 \! a% l: k( b1 H& B. Z

2 H4 S6 e" K! ~+ F) Y0 G9 d
* d  ?7 V; _) l: k( Z形态特征
5 n- o" z$ E; I) ^: }ZL1
ZL2
ZL3
ZL4

菌落颜色
/ j0 N1 w2 t: G+ Q粉红
淡黄
淡黄
粉红
6 N' q, j- y! q; {* b: E
0 C0 J- z, J+ _* u& D2 x/ f! Z+ h菌落形态
不透明，微隆起，全缘，
半透明，圆形
半透明，圆形，隆起，
! I# F7 b7 ?& b6 t; Q不透明，米粒状突起，

　
光滑，有光泽
) a+ T0 w6 V: B2 j" m3 b, e; Y& Y. ~光滑，较干燥
, b5 }; i7 A) P光滑，有光泽
  l5 K* S) f' K3 A' h5 L较湿润

菌体形态
短杆
5 j$ r7 L9 z* D; a( v5 A' F球形
杆状
丝状
( \3 g' }5 n4 `9 U) ]
+ k: l  e! ]0 L菌体大小/μm
3 z' P$ K# R) \9 x$ S- o（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
Φ0.3
5 {0 l9 Y4 W) R: \) X. P* \, C（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
! T; ]7 ]" |! \2 A0.2×(6-60)

革兰氏染色
G
  r) G5 Q6 N# l* j% d+ dG
G
1 x4 Y6 d" ~7 l3 k( iG
( Q6 c; ]$ k3 L" @3 W. c/ p
4 _4 I7 _1 }: N% K0 G/ i初步鉴定
/ h( f, k2 F0 l  `黄杆菌属
0 {8 Z8 @9 A' V' u1 B, ]$ e6 G微球菌属
假单胞菌属
8 x$ [' p8 d1 z1 F* K" @; E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
) f0 t7 V2 ]6 G. e& x# F　　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。
& s2 d# v7 J) Z& g- \3 A. P( N: f
( M* ~) i# n5 ]6 W$ _$ k; j
　　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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4 r7 f# g) s5 e0 {. h! S


* ]) k8 m& L" b& Q6 Q5 v9 z. K

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