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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, x. O" y8 P# ?5 Z　　中图分类号：X703 　　文献标识码：A 　　文章编号：1009－2455（200）06－0032－03
8 r* G, Q% y# \" L/ mAn 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
/ e* a; z1 ^1 x0 U/ H% S1．1 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。
! q4 _* ]! ?8 v+ X( T! M表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果
/ g4 J3 m: N& C# r, J4 o% |" m, y2 ]

6 F$ c& Y3 S4 o
! L! w7 q2 w$ x, T5 e
分组号
- i5 E& E2 x# y1 K9 B8 N# E因素
2 T: s  z8 j5 s# P1 Y测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
" r- h; l, _, M
温度/
/ g( J, J! d) q% c" H/ F; Pρ（油）/（mg.L-1)
pH值

1
, w7 H6 J* T0 Q3 F; ]" \25
- e8 F0 r5 ~5 H, T. x424
6 o/ h0 [7 R$ a7 W7 s3 a5.0
& q0 m" Z" O3 o# E192
232
/ F( f/ \, A5 R
2
25
$ K  \0 Z* X4 O- N. D: o680
7.0
# J; {% T" f% c+ z- E416
264

- Z+ G2 n6 Y1 j  C% u( A5 u% q* u2 l3
% \, n. I. m4 A3 L5 t$ a* [3 ]25
0 W/ ?; R% g! b0 \9 a7 n! R( c, k824
9.0
1 o1 g& E+ q3 m8 b4 {630
194
1 c0 f) H3 ?, ?+ V$ W2 }
4
/ E  Q% U- w; N& w: l30
" t. b: P  v  N. F$ N424
7.0
220
4 R3 B- m. D6 [) }$ X! D' n204

5
" `: r; v! @5 y3 x4 B0 J2 _30
( Q9 ~1 @. ?. f" v# C) h3 Z# @680
9.0
507
  e; a. u. i' C" \" g173

6
9 d0 Q" {( w1 x" @) n30
; m) }3 T- s* g6 F1 d. c2 u824
5.0
. n( U' ~% G- ~; F654
) L) u( r% W2 U4 ^8 s" v& r170

5 G' x) g* n+ e6 L7
35
424
9.0
297
127
/ V2 M! [6 [; Z  s5 o
8
35
680
3 ~+ R& R8 r, a6 K. c5.0
569
111
' e2 r7 x. d4 {
9
35
# `' e$ j8 O& A' n) n( X0 y- q, C824
7.0
755
$ @  B4 t/ `, P" m3 f9 a69
. I& {& e/ T+ f: Q% C
K1
/ v# t8 K: X9 _2 _+ }690
563
513
5 e2 c3 W0 }( X  p, E$ w2 n: C+ e　
　

K2
547
548
0 o" W* D9 Q4 R& z* M: \, R- t: @537
　
$ P7 T5 @! R% l, \+ Y　

7 O0 g% i' f: M% a) B, {K3
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433
* v# l; V) N7 o* T494
　
　

/ b" F6 @3 B* T' u* [% f- cK1
% d; J. p- U  x- I# ]) v- k230
188
0 I, t3 D# }8 {% M: T3 |3 p171
　
　
9 n) a; h3 Z# Y1 [" c0 c# o
K2
182
183
1 E# {7 `$ f. T) g. D" T4 q179
2 f' B, b8 v3 ~  e1 b# B$ Z　
　

; [) {- F& |  Y3 l4 AK3
$ T8 R( f1 U* D, H0 L! s( z+ X102
  l* N+ M6 O: ?9 _144
165
　
　

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128
44
14
　
　
3 G: {5 C) D: U1 C% G表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果
! Y! E6 O2 w% K9 k
  M# I& b  j2 V" R% B5 P
6 U; T& b7 K; ?* q
3 a% I% G. k; \$ }
分组号
因素
8 W: p, {  \+ j! ?: e2 q# Z测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
" g- A* @$ k/ c  O% \0 M- d+ l降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
+ U; ^2 R! [5 w4 T' N; RpH值

0 c: I# j, @- o$ E& P* m7 ~1
25
368
4.0
2 z6 t) y0 s5 w* Y0 C$ H69
299

. D/ m& C1 Y- M( V" |2 ]4 F4 m4 }2
8 a' y4 }5 [  V0 ?4 T8 _25
574
6.0
267
307
) I/ @* M+ J, T
3
25
6 x3 l, H( O) R1 z. x& ?767
8.0
* \, K/ H4 O& y& d479
288
2 p' ~$ `' [( N
4
/ ^: N; w! X( `# T% E. o- V30
368
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5
30
) V! U2 ]; V! v$ G574
3 |, P% y* `5 d8 x. e+ W! ^8.0
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3 W' F: H3 d/ X4 ]# w5 ^278

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7
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142
226

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' i' m; W) R" s/ a" o' n1 r( }, V　
　
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/ s0 V, u* m: JK3
226
271
264
　
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% L2 g( E% v% s/ B% w! G5 S73
* V( |/ l& p3 t$ F, b5 ~16
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* F' ^# A" E/ n- \6 v" }8 ^; u! N$ [　
( u: F+ q% x; W7 f+ F! C, O, m　
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。
; Q: p% E& E1 M2 结果分析
  y- P" t2 l: m* \; ^. I2 h2．1 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 H0 K6 A* H6 j# u$ d7 {! M! Z3 e

1 I6 e  i6 e, }, V! X

3 ^  j! T# R' V: J: D形态特征
2 B! i  h* K5 c& N! B# wZL1
ZL2
ZL3
ZL4

+ T# i) }  v/ G菌落颜色
0 t* t4 Y5 d+ Y! j; t粉红
* p# L9 G, p. l1 Y; E淡黄
* P$ S( b9 Q2 T淡黄
粉红

& m9 S+ z+ T  k7 p0 e& U菌落形态
: o5 {4 y9 ?* q) U2 h$ N不透明，微隆起，全缘，
半透明，圆形
3 z4 O& j( ]: J. i4 F半透明，圆形，隆起，
2 t! F% e) w# B* h6 c; a不透明，米粒状突起，

6 A/ \4 `; ]( I0 j7 P3 Z　
光滑，有光泽
3 {  l& T" i* O& M" C- Y7 C4 Z光滑，较干燥
2 F7 ]6 N) T) u光滑，有光泽
8 C0 b" p8 F$ x* M' d! N% t较湿润
# h" A0 L: u5 s1 z! }% k
菌体形态
8 _% F1 M1 b! g" U" [: u短杆
球形
杆状
1 j4 e! k  J7 W: Z9 r3 m# V丝状

' M( _' t& _8 ~1 {' ]+ ^菌体大小/μm
( e- z% x$ I  S% ^（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
3 A, F0 p+ O7 N& aΦ0.3
, I/ L6 B2 L/ a（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
. W- m5 d( Q- r9 R7 y, s' A; z, Q! Q0.2×(6-60)

革兰氏染色
* L8 f. K/ u. G6 F8 H8 o% XG
G
G
G

初步鉴定
! J& H# [! J+ ?+ f8 z5 l- W% l黄杆菌属
微球菌属
假单胞菌属
3 j( Q$ e, p: W! h/ I$ [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, f: F" \6 M6 t' ~7 `5 o+ \+ T5 B3 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。
9 g$ t+ l3 g8 f4 h, W

. f! F( L' s$ M1 g: u# a# P　　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。

/ U" s  m' d: Q. @, ^& i5 V8 y
, T8 a7 B2 O) \; f4 U8 }3 J6 B
* ^7 E& }+ E6 x6 E
& x) v0 L' l- B- Y+ q  {
: Q# q8 A9 |0 |* J
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