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
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, X......
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7 @- R% r/ t6 N. y) |      


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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
) X8 p; @9 E+ d: }  tAn 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
% p8 ]5 ~* `6 e0 O" t1．1 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
7 y+ e& [7 y9 A: F
, I& d4 l3 d0 q4 h% F

. X* P& T& F% ?6 o& f8 m
分组号
/ Y  ]0 j- J5 i% N9 J1 z5 e因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
9 p/ _7 _4 u, p- [% C) G
% h. v- ~3 O5 y# B) [温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
, j3 g! U% g' v) DpH值

& r2 G5 q" K1 ?% B8 `1
25
# ^+ y: Z( j- M( p% L: e* s424
" D" R$ g1 G+ b( ?: x' \: B& Z5.0
192
232

4 \( ?  f+ P" N& e2
25
% t8 k! E+ o& r# p/ p* p680
* q3 J; A5 j& O7.0
& y* f1 x5 K$ d' A- a- k416
264
" }/ U$ t; ~9 e! C% r! _
; A/ O4 |3 \. q+ S! Q9 t3
25
9 G  U( R$ ], `! _$ M2 U' M824
9.0
5 Z( p  s( R: v! {/ M* q630
& H" U( z: `* F- d9 g" F) D0 F194

6 q9 j% N" c5 h4
30
424
1 D; i/ p) k8 q4 d1 X$ }7.0
220
# W) a( F+ R' _, R) k204

+ P( {1 y" W2 e+ Y5
30
4 z+ y) v( G3 M8 F  K680
9.0
507
6 C' n8 }; `: q2 s$ `173

* k1 M! Y. h( A  {3 ]. Z. Q6
30
824
9 V5 z- n' p: f0 U: J/ P5.0
) K& p+ U  ?  \7 X# I8 w7 O654
# M, x0 |% n' s) ~170

1 |1 O4 R" i0 I, P1 b: E+ H' M7
& e- O- {+ s8 E9 H35
  {2 }' j+ Q. F7 C4 n424
- q1 m5 X# w0 k3 {' \! l9.0
3 y+ Z- J4 L6 j/ H0 z- k2 o; p297
; s7 C: M/ g/ r9 e+ H0 |127
! i8 F' ?1 K. r7 N  q! V
8
35
/ ]2 D" C1 S  d680
' G/ {0 U6 D% o: @5.0
569
, I) W& X# \# i5 ^# n. W111
& a$ M+ v: m, E
  K2 N5 L* E0 b& k4 T3 {+ a. g9 O9
* L- ~: W  M5 }8 D: A" V35
824
) D4 Y% {$ F1 P5 g) n6 O$ Q: u9 \' X7.0
. t7 J' k7 q! ?8 J% t755
69
/ y$ w5 Z! R& v$ V  l+ u
K1
( N) Z/ K) c4 c- c' D690
563
513
　
　

K2
547
: q9 Q% ]! D: `548
537
　
　
% i& h) i% Y1 \3 ]! z
; _% j0 T9 r% ?K3
307
% m% Z' @( |5 b4 w3 n433
494
8 o9 b/ `* R6 N) \　
　
3 B" V8 I# e1 k' u
! [9 v5 [. i% C/ r* vK1
230
: i% }& t4 Z7 i4 `9 Z2 Y- G188
9 n7 G. w6 f" Z$ j171
　
: R4 _1 a" d3 R( s! k　
; B  {- F+ l' M: {4 _7 w
. @' u& W( q# a  U! c! ^/ y. e* VK2
% S3 A' h3 t# f' p& W6 G( L182
183
179
0 Z; }0 e) f& b0 g　
+ R+ r1 @0 q. P' m" E8 I　
* A5 z; O! s" S6 U7 p- g
. }: k8 N; ]7 `K3
102
- r( g- S  P, g1 x+ Y# i144
165
　
　

R
1 I, j. o( k/ e6 B& H128
44
14
1 R3 M' C6 D: Y9 F% X+ m+ }, n1 y　
! Z7 ^  O, E9 }, n　
9 h) p1 o# K- {- O7 {. n表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果


# b/ G, J; A& n" g! {& g

9 D# Q& S0 t: d* q! ~分组号
1 o; z6 L% T" x. \因素
: }7 j7 v8 h% d# \& y3 `# w测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
9 h: f) I6 W) ^; D5 \) q降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
1 u4 c8 G% N& e: V! S$ M5 s* h1 X
温度/
1 _8 m6 R- f6 y; r/ I' Gρ（油）/（mg.L-1)
pH值
/ }  a) P( X+ ~; E1 v- f2 Z
1
25
368
4.0
69
' a3 u7 [& }. q7 u/ `& V* Y299

2 j2 Q* s$ R( ~  ~2
7 D8 Q7 y8 X' Y+ d2 a% C25
5 p: J: K/ ]! ]3 l. i574
% v* ^) S& o  d  |/ w! J' O6.0
& s2 t# A) r: P; o- k- |! @' f9 n267
. ?" u5 ~& e' i307
, y4 r* G8 r- D+ e( }3 ~
; a% B' t" y# g5 @# T3
5 p# Y6 f  r1 X1 W+ y25
( W2 g, h+ m2 ]5 v' j' {- c767
8.0
479
288
* A# w/ M6 w5 o- O* K$ Y: t
4
) x8 j3 D, q5 Z  ]3 {30
9 V4 J# ]3 o" P4 @0 g368
6.0
5 ^* u3 Z  S( V) x2 r354
& F( l% X$ E8 Y; g7 t2 O5 P. K314

5
9 D* ^: x3 C; ^# m/ M" Z" `7 ~: P30
1 L% A# d6 X: H% f574
8.0
* ~$ }  v: X- _296
278

' n2 ^* e- X" |9 G) R& }6
30
( I" u  r5 a. s+ v# @4 a) Q3 F767
4.0
462
305
3 u" k. R& A' J0 \  p6 {+ R
6 R  I; P; u( F  X1 g! P% }7
35
368
8.0
142
1 ?5 p3 c1 w, A$ P5 N* U226

8
35
574
4.0
342
232

7 q8 j; H) D/ o" f( J+ `9
# G0 R9 H" i. E: M+ ~; s35
767
6.0
9 z- h' v/ t6 k2 {  O$ _3 f548
219

$ A5 _  r2 V% e8 Z9 n# t$ wK1
; g1 {1 R% e  w824
7 U$ Y4 n& J+ L# P8 b* [9 n. l9 j' x, O! T769
; |$ d: T# e9 M6 r! X: D766
' s& r+ j5 \) [7 z- w% i% B, r　
　
5 X  u) ?/ j/ I$ g0 P$ d/ L; I
K2
897
+ j2 @' m8 S/ i; X817
840
3 E: s' k. ]8 i　
　
" A( a1 Z! E+ ?% F
K3
* J1 H  K& N* _( e0 P" ^9 o# T677
812
: u5 L$ w' w8 I+ ?/ o  h1 V+ o792
　
% N. T2 }; l0 R4 r* l; h$ O2 i　
2 m/ Z3 W6 s% k. `  U+ M
K1
: E/ f+ y" B: E1 H$ i( R275
0 u! v$ U! u( V+ C256
255
! S7 F/ H" ]4 o' c0 n　
　
1 _+ }- ]$ u  B2 X: {
K2
1 H0 u# e& T6 g  o) @299
272
/ H  D0 j+ X1 i$ `280
　
& v" G0 `* [' u$ d1 Z　
! q# g. O4 J/ c% J5 U$ e+ Q
9 P9 p# Y, B9 C' \1 fK3
226
0 }% C" J+ C9 w3 c/ V271
264
, a! L& E+ s1 x/ E　
　
5 Z! R: D# b, Z1 i( t
R
73
  S7 H8 y! s( ?/ [5 J4 X16
; k+ ^0 X* h7 W! M* b25
) T' d  f9 f+ R! p& _9 M( d　
　
" K( a1 M& n6 |! A1.5 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
4 P" p' E9 h) O" V& }' M7 A. ?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
3 {: W; u% n0 O

; i- V. _, h: H8 G: \
5 H0 Z; z6 n' j, Z( X4 P
形态特征
8 F* t. d% I- H; ^* W+ cZL1
4 w& \; y6 h0 b3 z1 JZL2
# d5 J$ q! F8 m) bZL3
ZL4

& _$ S9 m7 N" ~) r菌落颜色
( \9 j$ s7 v$ E粉红
淡黄
3 y# _8 E1 n* ~- y6 ?( p淡黄
, y' t# T  ~2 z7 a( z* X9 w) l粉红

菌落形态
不透明，微隆起，全缘，
4 t  I3 y2 e% R7 H' T半透明，圆形
; B. o$ w: j( u' K0 ]! f半透明，圆形，隆起，
不透明，米粒状突起，

/ L$ W' s( q/ \; s　
2 `% L; ?( |% s$ `光滑，有光泽
光滑，较干燥
2 E6 e- N6 b; O4 o; y9 K4 K光滑，有光泽
9 J8 \$ d5 `5 {0 T较湿润
; Y- h4 J  f$ C2 |
菌体形态
7 g: t; _  S. r0 ?5 m& M短杆
( q) l0 o  o, z) M  z1 m* |球形
" j& t8 ?4 |" s0 G9 Q杆状
* S% [# A/ v: d) l( h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)
+ L# J! B* ^# H! k( ]0.2×(6-60)
: i- p$ T  H+ u0 }
% @8 v5 }9 N  Q, U' B革兰氏染色
& I1 K/ O9 L1 _3 r7 Z! J( GG
" {8 Q( D, {% K: [* w1 Q3 oG
/ W$ @+ B. a1 e" }! aG
8 j5 r+ X4 n% k+ c: |- YG
9 H5 J( V& L4 m" y. ~& y. b1 [' G& Q5 @
初步鉴定
$ Q9 Z7 b, `+ ^2 E) ?2 p4 p" f黄杆菌属
微球菌属
5 @; L7 y. Q+ z$ e" o假单胞菌属
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。

. M6 e) S1 C, k, l& \5 X) K. o3 结论
. N1 R3 _9 ^  u- d- l3 L　　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。
5 S- r+ Q# Z. [! s( R

6 {, q; d% Q0 y6 t9 P5 ~3 y1 p/ K　　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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: T  }, H9 S7 D: b

; I/ U  }( _  V0 M

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