微生物处理机油污染废水研究

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7 P1 g. J. O8 }/ w" R2 m　　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......
: X8 ]1 d  E' s1 i3 e  q& s
                           
2 ?# X% Z0 s7 M* w6 |2 P
5 T% [& z& A3 U. p0 r' t/ W              
% y; i9 \5 O: V5 n9 w# B      

" H( S9 g/ \0 V! t" w  R& ^
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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, Xuzhou　221008, China)
! O/ @# Z/ ~+ x( r& G: [. Z; u　　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
& h% T: U# U+ s: M2 Z. e3 J* S　　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 P9 `$ }2 M& ]+ b1 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。
9 Q# T. U) o; {' h: z表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果
6 M" Z4 v+ X) i9 n' T4 e0 }* ^


# Y. Y, G: L. U( h$ u+ p, \! I
6 g/ T9 u2 T9 J- K2 Y0 ~分组号
因素
3 ~. g9 `( l8 J; J: f) f测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

温度/
  }3 \4 e  V! i1 c+ y/ ~ρ（油）/（mg.L-1)
7 x6 p* }- D/ M4 W+ V" ^( S( h4 TpH值

1
* x" P2 r( L) r2 f" `; e25
424
9 N4 g8 h0 `7 J* _5 w& T# M- U* F5.0
. c0 G" p% Z4 _) H1 n- x& w% e( l192
- V7 r3 o) N0 `  {232
) Z% g& l9 i5 I- F8 z' l, O% w  C- f
2
3 E8 b- E2 j# n. k9 z* B1 T25
680
7.0
  M  V4 G0 A4 e* p2 f, x) L416
$ z- c* W1 k* j) V. O264

3
25
824
9.0
630
194

5 I$ k1 ]& l( [0 _; q9 w4
" P* p9 _; N" o. V, S4 E3 L& y9 Z30
424
$ I$ D- B  x" N# s9 \9 A5 z  w) W/ t7.0
- u# ]* s; b1 k' [/ D220
204
1 J5 d8 [8 L& T2 V. L! ]# H
5
30
680
+ [! J3 m) ?) r1 W  l, V2 @" w5 e9.0
% _0 x* G: k! N) [% c- q. I507
173

6
$ l. @! h0 X5 q30
8 J, y$ i5 w- C7 j: `824
* N2 f* C! @/ [1 o5.0
654
- l3 A2 X, \- q  }170
; d* Y  C5 n, d
7
35
! d2 X9 D: ?. `: R! n# n424
9.0
6 F' m6 S6 I3 G8 V9 s297
127
( M! J& h9 l: T4 T1 H) W. z* V
3 ]4 }0 R* x9 |) ?8
  C9 u' N1 `4 W6 g4 }5 F/ f35
680
5.0
' C) _# l. u/ ~) |* y+ O4 e569
111
& i& W$ D6 }$ M
9
35
824
7.0
755
69

, M0 y1 ]6 h0 q. }K1
2 {1 [$ c" }3 k2 _& `3 l& O690
3 o7 q, D1 ~) z& Q  I6 |563
& D( F8 w, i  s2 \6 p! P513
　
: Y& o! E8 b1 ~0 {$ ]: n  y　
; u* }) J, L# A% u' f: x
K2
. r  `7 j/ Z! ^547
. O& v& K9 S! K+ a548
- G8 m/ e, S- x; v  n; i' D0 T4 C537
# v/ z& j  g( x$ t' i3 }　
* L+ u3 t# W6 H) ~　

3 Q3 O6 {4 J: w: D2 vK3
% x( V; ~3 n2 b( V0 c, d* L3 u. ^307
/ w. g! d7 t" g* [433
494
　
7 b6 R$ Y( s! H0 F- ?0 ~　

; \; {- ~7 @; ]9 P5 H" L% v4 _2 HK1
; g+ b" W& p+ U7 H3 D! M0 j230
188
171
/ P9 M. w0 l4 t2 {) ^　
8 v+ v3 N) ?: h) M4 v  k　

3 E& h* t+ J* O' N3 |K2
7 n' Q" v/ n* Q182
6 i+ `) X. j' ?183
% r, K- ]9 ]* j1 K4 `5 D179
　
4 M1 {, k: l2 @5 L0 h5 r- H2 S　

2 w) r) j  y2 w4 f' s4 E( bK3
5 \3 x6 b( x2 t) ^102
9 S/ U5 d( }! L5 ^& s/ t144
165
/ D6 z' M2 S- E- F5 c　
3 g7 ^. K- E& I' V$ d: w" \　

R
128
44
14
; D0 o  {: |" f6 R　
0 x% V" V* a' n; N* X' Y: l( q　
表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果
1 w( j9 m+ q/ v9 w* z
! P4 h: ^' N% q/ G, e: z" ~( t

6 D! I  y! Y4 Q5 A
分组号
因素
- u( M2 g% |) J测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
# x2 M9 H+ X8 n( U) m( \5 Y1 L& G' Y
4 w) H; I3 `) b6 J( N$ G( a温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
pH值
! l7 K- T2 |% {% `, u
5 X0 u% ]4 c2 s2 v2 f; F7 h1
25
1 V) A# W$ e( U368
: H) [* Q) n. o' J) ^5 L4.0
69
299

2
7 c0 H' X. O# W3 s25
574
6.0
267
307

' G* s5 Y+ N9 ]. g6 X2 U; j5 g3
' {& `( S! d' `2 t1 l" p25
767
/ ]! ?- v, g6 h, E8.0
479
8 O: u- S$ |7 N  W; ?288

; J& ?9 K- e" C! L4
! J- D/ e) z; `: d$ _, T30
. }3 b' T* \4 ^" ?368
; P$ a' J& d7 U8 N6 h8 x6.0
8 t( h+ N1 d0 c4 ]0 w0 l354
7 P$ z- b# f. [6 t; L% `314

7 A0 k0 d$ t. C; N5 w5
30
4 F( b* f) t* Y: @0 x# J3 }574
  i: v; [9 N! K8.0
296
278
9 Q# U/ |) e. h4 E# d
6
30
767
4.0
462
- V% V- j3 [2 ?) t/ Z- e  G5 {- a305

7
35
5 U# \" d- {) G1 A8 @8 |: d4 Z2 t368
- v# v, o" P3 H0 P6 V: p8.0
1 x; C  w& t" @142
226

0 J, X8 V0 q3 @  w: x4 E+ O8 g8
35
5 o# z2 {& X7 ?7 s574
4.0
  ]8 y& F* a7 i  Y2 N  W2 y! J342
7 ?, b4 C" t" p0 {+ o; m232
& t: n6 H" c9 ~: v2 r+ V/ _
9
35
767
6.0
548
219

K1
824
769
766
　
　
/ N" Q7 F5 b' W+ F
; V" [9 j6 \4 o" C/ hK2
897
' |( R: T. H8 ^* g) H8 S- W9 x817
4 k! l1 {7 z. t+ r. k840
; y& X/ v/ E% ~0 x: d+ n　
! G% }5 d0 q9 P" @: T　

  G/ d# K+ X4 W, kK3
9 w* C6 g* ]5 z2 B, u677
5 I9 o3 l2 ?; u812
2 ~' l1 V7 ^+ @; O  R792
) @  o5 |- w1 d1 f; h' @　
- k. R0 m9 x- {$ m6 o# ~  k5 u# w　
: y9 n' }. v. K& @) S
K1
3 w$ @) b# v/ u- T0 X275
256
9 ]3 n8 Z" o8 D8 \* A- r( k255
, m7 _$ {0 X% u5 P* I* i* c　
　
* @/ Y+ f' _3 q- N8 {
K2
299
272
7 M0 a8 v# _; N+ F, r280
1 w- ^: M# D4 t" X3 W2 ]3 d, B　
9 Z' ]: K5 g$ n, e　
# d6 N$ U5 y1 C" ^3 W7 T' S, t
6 _8 d  i& ?( u( jK3
226
  c1 u% V' s3 z. D271
4 B* ]' S$ g7 R: l- u1 S* U3 d264
' P% z5 l" D8 y. v1 O　
7 \& i; l7 u" Z) S5 D　

R
3 I  y2 J5 }' G, r- d9 M73
4 m9 f; s1 [1 M  }: a* p7 `! p16
2 K8 v  v0 C' O# h3 k0 c) k25
# R' e& b. T% {! C# d　
　
5 G  ^* W: S6 }$ ^( A; }1.5 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 I, N) ~8 @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
4 g, A: ^7 q. m
: l$ W* r" L. w

' {% x  [( s! E; j) v
" R3 ?: ~) N* `& j; i形态特征
ZL1
ZL2
2 Z0 l' u  o1 @% {2 x6 m+ {9 l. c; wZL3
ZL4

菌落颜色
粉红
淡黄
淡黄
粉红

8 @3 ]! a  I1 f5 A菌落形态
) R5 n! W3 s% Z* [3 _, U不透明，微隆起，全缘，
- o5 C: ]% ]$ d5 e, `0 ^/ [* C0 @半透明，圆形
2 |; }3 i, _6 _9 k- T半透明，圆形，隆起，
3 F; X& o1 F4 j7 L不透明，米粒状突起，
0 c& }, a. W: x5 U8 @% ^0 Y
　
光滑，有光泽
光滑，较干燥
光滑，有光泽
较湿润
- e9 J9 _  G" x! c  W
3 S0 k" F4 n/ i; P4 ~菌体形态
0 U5 V/ ~0 m( g6 a; _: \短杆
. I' m# W/ o, B8 a2 J球形
3 G9 R! S4 B6 v3 G杆状
8 X) y0 r) n6 b8 W& r丝状

菌体大小/μm
（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
% z( Y$ K) t) ]) s3 ^Φ0.3
（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
5 M" k- m0 `/ X  S0 L2 `) }0.2×(6-60)
* T: b6 }" U2 m' j' s
; @* M" K9 m% y+ ^9 Z6 c* W$ T5 I. N革兰氏染色
) r, q0 b6 v( x( qG
G
7 H! T- ^$ O5 I7 GG
G

5 ~. M$ B% Y8 K初步鉴定
黄杆菌属
微球菌属
  r4 u9 r% l4 i8 t3 X, u假单胞菌属
1 k* x$ |+ V! h8 ]% _7 z酵母菌属
: z" J" U, a( p1 Q! Z* q2．2 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
/ P. W3 a  x& `* Q6 e/ |$ z$ b# C7 h　　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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