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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0 L4 k9 O7 A1 ~2 j- c
              
      


2 b7 c/ Y2 ~; ^0 U9 W: ^
* P6 H: k7 D: c. ^　　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)
6 K  Z; h# Q% \- n  J9 ~" Q2 |　　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
% z8 Y7 l1 ^' @3 Q: g　　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。
# u- e  N' x( ^6 e8 U6 @1 材料与方法
; M7 {$ }- X) c' [& |% u1．1 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


" c. U% F6 F6 f* D& w
0 o, C  ?7 Z3 |
3 H$ M6 J6 s  T0 h分组号
- F& ^0 t( c- f) l因素
! S- Z9 c' v' g. k, x测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
, Q, T& w9 o0 x' P! e0 i5 x降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
pH值
6 N# ~9 T8 y* D& ?
1
, B  w5 L- i8 G3 v2 p25
424
# ^# [" r% F6 [0 Q7 X5.0
( F+ v9 X$ m0 d& \192
232

1 E" P7 m: O) a) G4 m$ w$ |7 [2
& e1 _4 m: z. C1 }. A25
2 i8 J$ W! j$ m  C# d8 V) H7 {680
7.0
/ C3 `+ X! P5 T8 i4 c416
: K" T% K3 T) F8 T; a6 q$ m264

' ]  m, W& x; C; r1 [3
25
824
9.0
+ L& f5 U0 i5 n630
; E% u) P3 D' T% ]194

4
" u6 _- w, L! O30
2 E5 n+ E6 o. I; O  H4 G" T424
7.0
220
6 A1 _$ ?0 B1 y& x204

# |3 }- y( S; k0 u4 P) `5
30
3 o- H8 y! j; S% s6 x+ L& R680
7 Z% v4 Z/ X' y/ ^, ~4 i. \5 j9.0
( P) n: ^' l" Y( C; ^4 H507
& {" K  ]2 w% ^* R173
. Q; x+ x- V8 r2 W# n
6
30
1 ~/ y9 K, o! g' k4 }824
1 c) L% O! C* J8 f0 e. D" }6 m5.0
654
% o8 w# a! @1 E0 T% _' k9 J* I9 x170

7
' O9 ]( P+ ~" E7 d35
3 V$ M# t# ^  O0 p# A* t8 Y, H9 }424
9.0
, r6 S  D5 R  h3 C/ M# A297
2 e# }# H0 ~" i. \; a) c4 \127

8
- x8 I2 Q0 Z2 x/ Q2 {# b35
0 N2 f! }# n; a1 }8 ^680
; b0 c3 o' B+ M: m5.0
569
. ^$ n0 |8 a$ t) @# B7 j8 r111
6 Z4 j. ~3 P) P& w
  w4 S' {8 Z# E& x: V- Q0 i9
35
824
, g6 |6 F7 M( D: E% h7.0
, N! k8 L3 |* F1 v755
  ]0 D) D) _1 c! u; F* f: n) i69

! J5 U; }7 _* p5 q4 m5 U5 F9 m1 xK1
690
563
513
　
4 f+ |: Y( b' Q8 N1 Y" l　
0 `; {  f5 `0 @9 [3 t
) a- O( H3 A- o. L2 HK2
+ }: k3 }2 C* a4 c9 C. q. r547
* `, z: j# m% J9 Y  a548
* U7 w& x% ]2 F, V. L0 S537
3 \, o, _0 ]- c　
* S7 U. G; r, ^" c" u1 c　

1 M. w- e( k' x: q. F6 o! z9 HK3
2 J+ m5 `3 k: s( l7 s& W307
433
494
　
6 S; `/ w2 E* p0 W% @# l1 N/ b; l　
% B' j# C  I) `( t+ y" A( k
/ u- }! ?, S1 a8 G$ A. E+ `# gK1
230
$ C/ X% r( P6 Q; c' W: U% C188
171
0 L0 }; p: w. Q$ y9 |　
9 ?% @# n' c! [; u3 |　
1 P+ g  k' w' d( U, b' v% |
/ U- Z; `# m1 a6 ^& XK2
182
3 U7 s- k& g; g/ I) `2 g& s183
179
　
+ r5 H7 g$ c  e+ l7 H　
5 a; N8 s/ c4 C# T7 V9 \5 f6 D
K3
5 \2 V) P/ R+ o3 y, ]1 k4 H102
1 b% L$ L1 g& t& H' Y! V144
8 t, t' K' u- ]9 W165
! Z/ u: M/ m- ^% }　
　
2 v! c1 Y/ v4 |
R
0 h  }& X" q$ I2 K8 l9 n) j- \128
44
' P: q5 R$ g- G8 t3 T. h: Q" x6 F14
2 I, E! s4 E" y7 ?9 S+ d　
　
表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果


" ~+ Y+ t* x' p9 s$ X4 Q

分组号
因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
( ~9 z+ f0 j; U, B" j$ E2 Z降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
pH值

1
25
368
4.0
4 p" l# H, d" U- Y, A3 r. x69
) _: Z$ j" Q% p" a299
3 p+ w1 F& K# s3 L
+ h$ d0 o2 s$ T' G2
25
1 v0 i3 C! O6 ~& _9 o7 J574
7 {" b# ]; x  d2 O3 h$ ?6.0
267
# V" j7 X; V7 k" S' Q4 O307
5 M, ~, g9 z3 c( ?) E# q4 A
* A6 @9 ]/ t* z+ X4 {3
8 D( t1 I6 ?7 o+ D25
767
, v1 \' N! n6 s% b1 f; h: z8.0
5 X4 R4 K* T5 p* I1 k479
288
. V. ^+ X: f: w
( m6 a+ q3 u+ A' {$ U4
& _+ H0 S5 g( I# {30
  S# n' f$ o4 w" D9 |2 _- l! U5 v368
+ ^6 u' `, b& [1 ]7 w8 m6.0
$ e3 z9 C: G2 c- e$ i" V7 \354
314
) q" o) K0 M: r7 D: d
5
30
, S6 X, C0 l6 a574
8.0
296
" n- ]: O; s7 n  G  Y278

6
30
767
/ A( S* I7 J" r4.0
0 i. ?; G* k* j1 y462
305
4 }* m" S3 Z1 D  _# Z5 m
8 j. e- v+ [' ]$ }. d7
- D7 S7 g- o9 H6 i0 R( P35
5 s% U3 }  I! w$ h7 m6 k368
& I6 C) Z0 J% G( ], S) t8.0
142
226
- l- p/ a0 p4 \3 Z- W; W( t5 T# m
8
1 o2 D6 y2 @, A' f- P35
574
/ m) H! }( Q! C4.0
# V% x- j  @2 P0 A% [* e342
232
1 z6 g+ y3 v, g! H: ^1 d: i
, p- {/ M& V7 Z% s8 j9
& e# a0 L1 g5 V- E35
' |% ~4 S* E6 L, J8 c% T  ?767
' [4 V3 r4 T% ]( k: ?6.0
$ ~1 q/ H6 t3 E548
219
1 I8 v; g1 p% b) g0 t3 `
K1
6 E, z( r+ ?* l: j4 C* c% I824
' T# ~8 t# S* E2 v8 g5 m$ t) ~6 H769
766
5 P6 q4 }! F# I7 t, C0 C8 R　
　

4 O$ U' h# ~* \K2
897
, i: I* D  b& @, c0 h( t0 A817
9 i0 n: Y! K) e( A# V' z840
　
  @  x& O  m/ @  j8 {( J2 }5 {. S9 M　
. Q3 t4 E# ?, T4 ?; B: y. k
+ ~7 {. [, L! K/ G6 Z/ @K3
677
$ F& E. @5 T2 w# `812
1 T) U& w: r9 ^1 L5 c" o792
　
　

1 @: ^# A% _' u. w) B2 i, OK1
275
* l# ~4 s& T! n3 J7 S8 N256
255
　
( c6 [* `/ j# z0 a# r1 }3 ]8 ?2 P　

3 f" D9 T# b  f9 S" DK2
299
272
280
3 p& |9 l3 t4 G+ w1 }9 n3 O5 E　
+ d2 g" V. o% b& I　

  M( S! |0 N, Y/ B! x; S, F  dK3
+ @0 Z4 ?4 j6 `8 l+ t7 q/ r. s226
271
264
　
　

R
% y9 J) u3 E/ R4 }; C73
16
4 L( \" J% E7 s; V7 B4 L2 [' i2 e25
1 O. ^0 ?4 S: H! j8 z% f　
* t+ n9 C& ], g0 ~7 `0 L6 B* 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。
* M, W, H. ~, O7 Z! j2 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。
5 N- Q9 f: g& J& j' }表3  4株机油降解菌形态特征


* F4 B5 ]8 J4 t5 D0 m- W
# w/ U6 _* w; {. r& T* t" s
形态特征
" u9 `9 Y3 \+ p9 P$ x4 cZL1
  p  r8 o$ D# e! G+ `- g* zZL2
ZL3
ZL4
8 L  z5 D; B, r$ i' N* q- I* B
0 @% S% U) x% A$ [3 q菌落颜色
$ V0 f  Q& r& f3 N0 M粉红
" s. @, s4 G9 v. {淡黄
2 M7 k2 ?$ j- j0 u6 E淡黄
. L/ h- _: r* E. W1 J& I  ]粉红

5 `/ J: r( ?% e1 n. |% z菌落形态
( n" @! a/ K) ?8 H! L( _; u" m/ U$ l+ i不透明，微隆起，全缘，
/ ]& P" @! H" O+ N/ [5 u3 z半透明，圆形
- J: q% J+ z& v7 @半透明，圆形，隆起，
不透明，米粒状突起，
7 A3 z5 D" O! e  Z, ?: B: B1 s
9 ]+ ?6 f1 r2 Y$ `5 o6 e3 L. |　
0 _! h& T- k8 w" @- L' U# Q光滑，有光泽
光滑，较干燥
光滑，有光泽
7 n; x  }* |; \4 ]% D3 Y2 Z较湿润

菌体形态
: O3 f$ I6 g; R, G4 {: s; I3 X3 w4 z短杆
球形
杆状
2 t& X1 a& d+ S" Y) q丝状

* b7 M1 X" @8 @& D4 {# q9 t- ~菌体大小/μm
（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
Φ0.3
（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
0.2×(6-60)
  f8 J+ s) Y  g, N2 s3 s" t/ w2 Y6 j
. n" G! J* q4 f) U革兰氏染色
G
G
G
G

9 {4 `; x1 x$ x2 O初步鉴定
" z' t  i3 b' K+ B: d9 L) H+ Y黄杆菌属
1 o( ?# Q, o) l7 i微球菌属
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。

+ {5 t6 Y# _9 G+ c3 结论
# w1 q/ ^2 j4 f, _7 I0 [6 V0 T　　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。
& C, D/ g5 H/ B, j$ a1 s0 q9 i7 |8 o

0 D7 s* I( K9 |　　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。

" }0 G9 r: V6 A2 H

# P3 U" S0 i9 x" Z: U& y) w; A

- n# Q' T! Y$ J+ A0 b% `
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