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)
* O( n7 h! Y6 x1 o1 M* X: [　　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
) y' s* e# O) b3 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。
1 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。
' F/ N, Q( F/ R. r表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果



0 P) k! `6 _3 M; [
! j' ]) @: l  y- w9 F分组号
因素
. p/ G. p3 y) _. L" J" a0 E& s测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

  Z& k2 u$ [1 ]$ _+ ~, o0 l3 x温度/
3 r3 s2 y' w% x5 [ρ（油）/（mg.L-1)
) M8 J) r4 Q, }# ~4 e/ j: W- tpH值

; x8 ]( f" X6 F, K1
  O2 i$ n8 b+ h" z( e: X; `25
1 N: ]( E/ g. o( ?& I& S- G8 N/ s$ e424
! @, _" T* U1 B6 Z5.0
192
232

& n5 I  N9 t0 G2
25
680
7 l9 i+ ^. U! q7.0
) F0 ^: R; F0 K4 Y416
% z, ?9 p  ^: V264

  i* i) ^  a- M* l! Z3
2 J/ u" \7 d5 p25
824
9 V& K2 \- @. r" P0 Q1 j9.0
9 O/ j4 V  v7 Z% P# ~) H630
194

3 v( f/ N. ?- S+ v" m9 i4
30
424
7.0
220
204
7 o2 p% k" M3 \
6 C! L4 U( N6 l5
3 P3 ]4 Z' r6 X30
680
* E+ ~3 J' m* u: M  B0 O9.0
- o2 S$ {8 W, u% G3 Y& \507
173
$ J" J4 `. p) S  \" }5 p4 F
6
" b* C7 r( `6 t" g" m30
824
1 x; v% B. t. p$ E  f/ l& j5.0
654
170

7 T, h; _8 B1 f9 t) |/ Q/ Q* U, l+ v3 E7
1 b" l* b2 b! b# E7 s- C( O9 U35
424
3 P5 s; j( J; D: w9.0
297
127

8
35
) L( y) q$ c$ Q- v" |680
' {5 i0 U: r( R- U* l5.0
! ~; h* _- r" i' J$ ?- Q8 w5 x569
111
3 G! `( Y) }2 I$ |9 @
9
- W& E; s3 d6 U- V9 P8 H$ M35
1 A7 R9 [2 {# v824
' j, r. y8 e" X5 A7.0
5 S6 ?& X% x* u! }# k$ i755
69

K1
  L0 C+ b- g5 i* {/ L2 {* f1 T% J690
) `. W9 I% F& Y9 R9 d- C563
% ~1 H. I5 n& _" }513
8 Z/ U! l; ^  Z. W/ \2 l; z　
　

* p: T5 j9 r0 K/ Y* e/ U. PK2
: _1 X! `, e6 G! q6 N2 h! o8 ~547
4 f" z1 a& i$ S/ m' ^548
537
& }) A# x# O+ |9 ?　
　

K3
) ]$ T* f- b/ F7 @& P: E0 `307
433
$ |1 S$ Z2 r% u6 W3 i; p494
　
! f( Z+ c+ q7 \9 |# Q1 k5 b　
* ^6 t8 I7 X. Z3 z+ P- j; x+ a
K1
230
188
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# R# ^1 T5 a: n8 x* K　
# [; A/ v3 a4 X- ^9 v　

2 d. J: i; |* A9 F0 V4 ~. lK2
5 ?, o) P0 T* N3 X( J& Y' L5 l* x# L182
183
179
　
　

K3
% F* z' _3 o7 `1 x5 O! A102
144
2 P* z' e& A7 r1 d9 A4 ~165
, l& Y6 G' H4 P# a　
　
  K* R/ I- i7 b0 B' J
R
# y! h  G' @# |: t; a& C128
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) Y: ]; ?3 ]! y$ _* V  ?6 }　
　
  V: W+ {% s) {" @1 L5 s# a表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果

6 T# m5 Y3 w' Q* q% T% E: [( }$ e

4 ]8 P9 J2 a+ h9 C7 W" M% H! V
分组号
因素
& N$ E1 R6 j/ Q! j' W' C测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

温度/
3 ~9 S+ R  A! r8 v8 R% i& Iρ（油）/（mg.L-1)
: b" [# N, |7 x/ @& q' O- z8 {pH值

1
: }% G: I; g+ z# N) B* w25
! b) Q* I5 @5 {4 c* K5 Q# j6 Z: C+ \$ b368
4.0
69
299
7 K6 H: I9 e& `2 j: D1 p- A3 A2 b
2
+ E$ R7 n7 h  |# T. ?; N) X25
" F, X4 ]4 |8 Y) ]& ?7 K) E+ u5 g574
6.0
267
% {  r2 k$ B& H8 A1 [307
- @) g, S" k7 s% f! d, x
. L. Q5 L# \; {& a& n3
7 s; o! f* f3 z7 C/ @9 C25
" S/ G  ^, ?: K, _1 }* w5 q' v) J767
8.0
479
288

4
30
368
6.0
+ z) v0 P% [$ \/ d' g/ [: F% a354
314

5
! F' U, h3 z( y0 ^2 A- r30
! C9 o, U) d1 s: A/ ^574
5 [5 z. h* u6 B/ t% y8.0
296
278

, Z6 c1 g5 ~& Q% J0 }8 Q! N6
9 n! y4 \$ m) C1 G1 j5 ]3 i30
8 V3 r) ?: U8 H* T  K+ o) l767
4.0
462
( ~1 m: V; b: K' q305
, ?1 x6 M1 `0 H0 T
, d# T) W" i$ ~1 J7
35
" d$ p0 q. a. j" E368
8.0
142
226
3 r" O( i, j: [8 j7 y# p) T+ E
7 v; E: w  g: e9 Q7 n/ F8
35
5 f+ K3 P* G/ u9 _6 n574
4.0
/ a$ x1 c, c. H& Y342
232

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35
' c7 b: V/ j' c" F767
9 R6 o+ q$ M) z2 u( n: m; ^6.0
548
219
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/ G4 ~9 T4 V6 N8 rK1
824
769
+ z0 q6 C, J) X5 g/ t' A766
. [9 a. c7 o) d4 T　
　
" w% b0 E8 |& F: s- d' m
K2
: J# N6 T. m5 J* G8 F: y897
817
840
　
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# C8 s* M5 D8 V  `
) y: F  {9 l1 Z" ZK3
677
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1 @' j' x9 a) E9 H0 z1 c3 l792
　
　
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( z. N0 O: Y  P: `8 \0 k255
　
　
+ u2 F! q7 `* q3 T, R
4 b, d- Z( R, R* U9 h# w( n9 y) }K2
8 Y  e& U# s) X299
. a: ]/ N3 A; G9 w272
280
　
　
. r& V6 p# w- T- w- d) b
1 w5 Z% e! X' M+ m4 PK3
3 m9 \( p) F5 F' P4 D226
271
7 X. _7 B1 E4 Z8 p264
) ]+ D& n$ N9 m6 E7 B　
0 @8 {+ f+ i& X# ?7 s4 u9 q　

* L- K4 P, S0 e( ?% t" y9 SR
73
16
25
5 Q$ D4 T! R& C& D/ {! B; ~3 T4 X　
2 i8 I2 Q9 A5 c! n　
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。
: R" D9 b8 P8 a' M: j- ?2 结果分析
7 a! t. Z$ |2 U# X4 D$ l7 e2．1 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。
% Z8 a$ L* t/ W2 g' O4 J- }! \表3  4株机油降解菌形态特征
- `3 I( o0 z2 j8 T+ m1 c7 k4 R! B


7 S+ `: u" f: P! @' o/ s+ i% E
形态特征
7 x; N/ u) J. u/ W; t5 WZL1
ZL2
4 X0 C2 h0 R7 s, iZL3
7 q/ p7 T: G* F2 O- C. ZZL4

菌落颜色
粉红
  k4 W5 h0 Y6 i' z- H( `淡黄
淡黄
粉红

9 V+ @- Q. d/ g; |$ x# E  W5 X菌落形态
不透明，微隆起，全缘，
, `( E. @; |& [半透明，圆形
7 D+ O% {$ e0 q6 _, j0 G半透明，圆形，隆起，
) k! ^; j: }5 _4 E  l不透明，米粒状突起，
( k$ j, r. v0 r: a3 e
& Q% t' j7 s4 P" a' x; k　
光滑，有光泽
光滑，较干燥
光滑，有光泽
1 ^+ m5 x0 ]( C! N较湿润
9 r0 `7 c& f; v4 y5 p" s
菌体形态
短杆
球形
! t, H$ i  X9 f& ^' Z: J, n杆状
+ o( ~9 a7 X8 O' s8 N丝状
4 m7 N' t! L" {4 L2 k
菌体大小/μm
（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
9 t# z  u5 c! v/ }$ ]0 }Φ0.3
$ o, u- K6 [8 q; Q! x（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
' y. R. |4 O3 ]' D& A( ^) Z' ^0.2×(6-60)

+ W/ ^3 \" k" i革兰氏染色
  N3 R! n5 i2 F. r; uG
% ]( g' X, C  \! o% p8 f. r$ A+ UG
G
G

初步鉴定
$ A$ q/ C! p- ]* A# \; e黄杆菌属
$ r/ C+ U0 l+ v, @- O2 f. Q微球菌属
, \+ J5 s! W0 |' W5 C) ]假单胞菌属
酵母菌属
7 I  E9 e! P% x' o2．2 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 L# U  |9 @3 s, Y$ q- L5 O- W# @7 K
3 结论
& O- J" y2 N7 W" ]. R4 [4 k0 }& \　　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。
; `  n+ S; }8 A1 Z0 a' M+ h4 d
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/ L6 O; s) p$ 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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( C; o( [3 k. a3 t
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