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
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
. i# `+ X+ e# D5 d+ T　　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。
6 a+ @4 Q/ ^$ s; k" ]* X' z' A1 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。
表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果
7 R% E1 h) p" ~7 s, Q
: J+ u( d! V/ {- e1 l, P
; _6 ^6 f8 }# o4 M

' y" B$ e3 `! f% }& R. p1 D% @分组号
因素
/ s! T+ l: P0 m" n测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

' |! V- O4 a7 {2 {! A+ m; X. ^0 ~温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
; u: U5 ^) C( y: tpH值

1
& c- t$ S. L+ Y$ X+ O7 |" o% i3 r- m25
$ H' M. P" O; J6 G4 E' h424
2 _: _! t  e: U, e0 s* Y0 R; e0 ~5.0
1 l6 \! N8 s. @192
232

# l9 C$ R3 Y, K( M# s7 {2
25
2 B5 C; n$ f4 h. s! d. h680
# Y1 v$ f- c! C, D% H6 i" i7.0
416
264

3
25
/ ^& T; |, o9 Z% z$ {1 b9 X1 Q824
9.0
& C5 j1 c  s3 x/ T8 `630
194

$ U; p+ ?. A1 l, \* \9 E- F9 S4
30
3 @; W3 O3 e5 A7 d$ }$ v424
7.0
5 j: h7 p/ X& N" `- Y220
/ j$ J' N! h3 y: |- }$ g204
5 E' Q/ V. S! v; _% O
' K& K7 L8 _$ i/ H8 @5
30
5 i; {* X: ]: |4 v& Y: w680
9.0
! e3 a4 e; B, v1 ]507
173

4 ~0 r0 T( N( a; L) ^6
30
824
5.0
654
5 k5 K( H9 W3 m3 b, K: E170

7
' V# R8 Z' [: k. a35
4 z7 W: d2 |% D2 X5 W5 y+ }$ t424
9.0
297
3 X' Q2 t$ V5 w& D127

8
35
680
5.0
569
1 |* ]. X7 I7 F- o: L0 K111

2 [; j. H$ v6 k: `6 U9
35
3 D6 s  g8 M2 C5 ~2 `# m$ l! m824
- j* p: {) G; h$ n7 H7.0
755
69

K1
+ F) G" F# A! @4 S690
% I- ~- N6 x& O* J" J9 L3 _$ V563
: K# A1 x+ U! ]; _" T7 l513
' k& c1 e, P3 m/ j% k% K　
8 b: t% W( f8 q6 E  {　
2 y3 ^+ c1 l. e4 k- B
K2
& Z9 h6 |9 |: e8 l8 D! z3 ~" m( u547
1 ^( k( l) q4 {9 ]) F% S$ G548
537
( _2 V6 N, E( Z0 e6 l　
+ H% k' v4 l0 Q3 H  `　
8 }0 N4 s. J/ r* @8 s: C& N
K3
307
) F* G$ w( K9 w/ G# \) T0 X433
494
/ N, X  t' m7 _3 g8 e0 \7 s1 S　
　
% }6 h# T* q% ?' f8 }6 H2 Y
K1
230
0 C8 d: @/ H* Q) P# j188
171
1 G2 u% }' K+ E! e* }　
　

0 M2 @4 D/ \$ nK2
182
183
179
8 ^1 r2 I6 J1 _, V# l& N　
" X+ x+ E" \# }  d! Y" _# t3 B* @　
6 }7 ?9 H0 \! g
K3
102
144
165
　
　

- K; ]) D1 `8 |  d( d9 r1 W1 o; tR
) d2 \7 E! S6 W" ?* A128
44
14
　
! ^3 m  u+ Q$ J) j' H7 _　
( U: H3 l) w' J; v- M& m8 W表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果
* g8 i. ?! Y: W" m' x
$ ~" z0 S6 y+ i, z* g! ~


% L; q6 s* B: \  x% x分组号
1 K  _1 `1 t( c# e) l2 l6 P9 k因素
4 k' p5 ~: n, n测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
3 \  q5 D0 B9 q# h' F. O- }降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

$ D  e' @3 p, @+ X6 Y: F温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
9 o0 n5 v# e; P( i2 A8 d$ HpH值
# R9 M& m) G8 j4 J/ n5 T. r
1
25
368
4.0
6 x# m( |- K. I, N69
299

3 C/ v6 r* \, V  _2
. I8 h% E0 ?% b# q* D. }% ~% g/ Y25
574
6.0
' @8 x+ ?9 O" m$ ]! \267
% c& ]5 X$ w* L) a4 M3 t. R+ r5 X307

3
25
; u' i4 `3 F" n2 N4 L767
8.0
! {! H3 A1 B, a: r& c' b  G' h479
8 l: ~. K6 V6 s288
1 J/ {$ U" g2 B/ w- L
0 |* O, {1 S( m/ g. |4
! _2 t; b( Q9 F30
368
6.0
" {7 C! }- X6 v354
314
8 P8 n$ n! A: c
5
30
# I: q* I8 J& Q( B- N/ b5 p574
! Q) Z; j& D) a/ X% @8.0
# |2 T6 N) N. m  }. a. |296
4 Z1 _% ~6 F$ P9 S1 |& W* {4 g278

% ~9 f) O# Z' J1 T/ w" l. a6
2 ^) E/ [, V0 C% v( m30
# `  R& I# K+ |) x3 F9 I! a/ s. Q767
4.0
( _/ @0 X) M; }" ]462
305
( g5 T% E8 M: K: o
7
# }% y. E2 W5 d1 J35
# f- V' Z6 \& O& h368
) j- m  A# r% U% H( C8.0
; X7 [" h; I: X7 Z142
226
/ z  d% w& t# C% \* p) V- K
8
35
( z+ t3 k! E+ `  a" i7 C$ x9 H( M574
9 D: {5 x  A5 Y3 L4.0
. l- b* e  w: p: C  F3 z) N342
232
3 i- ~  y+ j/ h
# K2 ?9 ~. |- l2 g( t% m! `9
35
, T9 {! R  Q6 j& a+ |. z0 l767
6.0
548
219

K1
  q* E9 t; v% C0 Q5 ^- f) M- {, ~824
& |( V: h! z* ^/ }+ F# U769
6 S+ j  m1 Z' U; J1 N6 D# |$ O766
$ K9 E" n2 Q2 w# ?1 s　
　
/ u; Q: R/ F1 k5 G2 r7 r
/ _/ T6 k' P& s. i9 c' aK2
8 C3 k6 a2 f' X$ K4 L4 g$ Y: g6 E* j# q897
817
840
& i- `3 {; t+ z" m( k* H* }　
3 a8 u$ e7 l: w) H  Q; ?1 W　

K3
0 k; o/ i, z6 y* t. T677
812
792
　
　
3 r- R& b1 V# R$ P  F0 P
K1
1 \* ^3 w( O6 ^; Q* y6 X6 p275
256
% b1 I& c0 F6 h* a3 [255
　
! v- w  r+ W* \7 z　
) x) |8 R, H) l6 g; M- O$ v
K2
9 Z* Y$ R" Q7 }( o299
" ]2 v7 M" {3 {" V6 Z, T272
280
) I1 C- h) S  p　
　

( x3 \4 Q; y, b# v3 aK3
/ k9 L8 n0 I# |1 k226
271
, q7 `+ U$ {) W' P0 d264
　
. q- h! x9 ?6 p3 {1 H' \2 d0 ]　
6 a7 s7 W" D1 @  W9 z! r% Y/ U+ }
R
! b5 `& d/ Y; P$ \& B6 q73
2 X+ P. F- Q  z# i' y7 F; n16
0 a) X" m) P  y6 c8 ~! ~$ H25
　
　
3 M; [  G) [$ _' l2 I2 E; ]8 f0 D1.5 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
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

- H, @& d; o  ?$ K2 Z' ~  H

& \' t* M. `) K0 x2 i
形态特征
ZL1
ZL2
1 s, r3 f) T5 n7 T. Z4 E( QZL3
4 Y+ Z8 H0 m5 f2 pZL4
4 a* z5 x; e$ S+ t* p, h1 j
8 N  B8 l  m  I菌落颜色
粉红
7 V: C, x) I+ O, g1 d( R淡黄
$ l# q& f3 \$ e2 S8 B* Y1 P* ~淡黄
粉红

菌落形态
不透明，微隆起，全缘，
, t: Q1 w5 J8 A" ~" C+ T* H  r半透明，圆形
4 b8 z  a: r- `! Y  Z半透明，圆形，隆起，
不透明，米粒状突起，

7 ^5 J( X% B+ Y1 w+ C* `% h9 f　
. O* `" ~" w. X; G( i! h+ G9 O7 @光滑，有光泽
* e4 h- C0 a8 C9 l! y% c% v光滑，较干燥
  D/ Z+ ?, s4 {( P4 H* d* V7 {  a光滑，有光泽
较湿润

菌体形态
1 d, i2 f: H0 ]4 l9 p+ w7 d( d' U短杆
球形
杆状
丝状
* I0 {3 N$ G0 c6 ]
菌体大小/μm
% y! l4 z6 p/ b" O（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
Φ0.3
（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
0.2×(6-60)

革兰氏染色
G
G
G
G
2 H) s, \8 _' ?+ Y  U  Z) E
初步鉴定
黄杆菌属
# b0 z5 I+ Z1 P微球菌属
3 u: Q- g" r1 k, z$ x* r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。
% W; b- d5 e- \5 U
* I2 O# [$ o- a1 J5 k3 结论
　　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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/ Z" `5 e* [  Z; I6 c( X
5 L. Q. t% l5 n( Y. q　　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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