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
; X( A1 Y! N- y7 k3 n' wAn 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)
9 M- r/ N3 X0 F1 {　　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。
: m6 I- x8 H& M4 d/ o1 材料与方法
1 w$ x# i6 v: w- b1．1 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
! W' K+ A8 z: `) l3 z8 u3 `7 {

  g4 g5 Y8 G+ j" E% O. n5 W
: R/ a( G, O& {4 j+ _& B
; V$ H$ {, }0 Q0 |7 g( T& P0 {- E分组号
因素
2 ^! Z; [, z1 G8 I9 E6 R- z5 q& V测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

; a5 O- V, t' ]$ h7 Q温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
pH值
5 g" H( S5 j# v  p, J" Q# w2 _* a
1
- C. @0 ^; X5 Y25
0 l% |9 \. i8 R3 s# z424
5.0
192
7 b8 J* ^8 e7 D( v# P232
+ h. _: ?8 g% l4 i( Q7 W7 c; x# ]
2
; e- T- y% e2 M0 P8 r$ ?25
6 B2 Q6 N; y, w2 m; b. L& I4 o! f680
* J+ ?; \/ a7 r' f" W6 D7.0
( ]' ^+ L* x8 k* s416
264
0 ^) D. x. u$ F) b; n9 ^
3
25
824
9.0
' h% F% F8 g5 B& |630
194
6 L: u! \) ]1 L
0 f; m! G  i  Q* F1 Z4
* E7 s, T6 A9 K, F: D8 L7 _30
% o0 v' ^8 `- _2 `7 ]0 @424
7.0
220
204
, b; o. k% M5 p6 W' P
: Z8 Y/ t; V3 l* A1 g/ W4 r5
30
  ]" R/ Y! \3 X/ X6 Y% Y4 m680
; o" T. {" y$ P: s+ p9.0
507
173

7 z/ j% K+ K1 q+ X; X1 Q6
30
824
, Q+ z" G  C2 W" F8 {* S5.0
  d2 A3 y" w! `: D% ?; }. z) M' ?654
170

7
& z6 a3 P: H$ S6 r' h35
: d' t! L  ?$ k6 s- L% s3 p424
9.0
$ {1 F& C9 j" _0 u1 {/ U297
% L! l2 i+ }" B127
. q2 O- a$ p. v0 C3 A/ t
$ U- Q* C* S( P8
35
680
5.0
, v- A- u( s9 j8 t569
: s" W, V% T# h" U+ H/ R! o% s111
" V9 R8 ~- U( i. V8 S. I2 T4 {
9
2 o; x/ r' A% R% c- A- I35
% S# `7 l8 J1 _# l& M+ ^) D) g- _824
7.0
' U" A5 c1 w0 a$ w# d755
1 m) \, t# l3 k5 x& E69
% K% j3 F4 E# \9 ^& _. W: ]8 i
. z0 Y7 K& M& N% vK1
690
563
513
　
' I! I( A2 Z- {0 \% U0 {& {　

9 o! J9 q/ p% z) VK2
547
548
) j5 D) C0 E+ y537
# b- o8 M( ^" `. ^　
: N8 }( _0 |5 Y' V3 D" }% L1 h　

! ?9 R# @3 @: |7 o3 L/ \2 {  RK3
307
% ~" D' [/ R: m2 w, T, p7 j433
494
　
　
! b7 w! W3 d/ H; D# S: k( c3 J  O
K1
230
! N& p6 u! s2 ]% b188
7 v2 N! o: f: K- i: h9 ?171
　
0 z2 r3 A+ v( x0 u( J　

: l0 P: y, r: P, ~1 i& ~" TK2
8 C! _6 b. Z. H2 F6 }. k182
183
179
/ f% L* F- e) ?( ]4 b1 n$ ^　
5 I, U0 l# S9 D- t! {! a3 @　
; Q% I% l& _( I- V' Y) b
- g7 U8 S% G1 C% u& c" {- mK3
102
144
165
+ k1 j. M. t' ~4 i; C! }$ |( s　
% Y1 I5 g7 J9 Y% {# r( T　
. A" o1 h, q7 }& e6 `& \7 g
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( `) m. ^: M4 S) K9 n4 M2 G1 g; ]1 B8 C44
14
　
' ~7 b! \- H  ~: H3 v　
表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果




+ D. ~, ^' f' H/ H分组号
5 c( Q% c- q* o; ~# S0 f" ^因素
. Q$ q2 z2 @7 D$ w" u2 m9 w4 j测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

温度/
* ~4 [7 i9 |# W  uρ（油）/（mg.L-1)
pH值
/ n) w3 ~1 ]' |6 Q% u
0 ~% \! _- P& }& \( V8 n1
7 e$ V# f6 O! p25
* e4 W) V' ~, N" P; |5 |! b4 _368
4.0
* s1 [# O, O. t69
299

% |" H( `7 b/ W! r4 L2
  c* U. o8 v' G: S7 c25
0 c, `5 s5 K8 x2 H+ m) |' V* @574
6.0
/ D! t7 g& H& ^& c. a267
. l. ]9 B" o: o, P- X0 Y: M307
2 i8 |  V5 S2 i& Y
" q- G/ ?9 H4 c$ p3
25
8 K3 P' n, [5 ~% M- B767
8.0
8 w( {8 D! T! Z  G4 o479
288
, H8 O" F6 _5 e/ d6 X) w$ D. [
4
30
368
6.0
6 u( K, [7 F8 ]$ [! \354
( X& O" e- _4 Z1 i3 n5 M% Q- m, L314
8 W) U# l- x% S
1 A5 S5 j6 D0 B( @4 I6 z5
30
- i; O" W1 n3 p% v! E574
8 D  X7 I* i5 d8.0
' q, K9 v( o* H! I5 k% [296
' R: S/ p. k& z# y278

9 c) K8 I3 X1 A6
30
" a$ `. }8 |5 e" p8 p6 E5 ]767
4.0
" X0 ?: H- M+ D) ~1 H462
305

7
35
& a: i* K/ t8 Y) n* N% f368
8.0
142
226

8 H( K: R; C5 P( \8
& J  y: F& N7 H0 b2 B& S6 J9 x35
% V3 u* f& I7 e4 g# K574
4.0
, S# e% j& y, s  P* n5 l342
$ N: t7 q, U3 \! ^+ w5 T  g0 b' ^232
' G5 _7 D% p+ j* W& f" |
- G1 Y5 e% O) S# S0 w9
0 ^+ ?/ n9 `! o+ A35
9 S6 w# r; V/ C% d767
6.0
548
* i+ t# ?$ F$ `' t8 y& S- m219
$ L% l- X3 `5 c6 {4 y9 W8 N# x) j. g
4 ^$ p7 V% V5 `* VK1
824
769
3 r+ p: s8 }' S; I. U" l766
; o& Z* m! T4 C8 a　
　

' X7 K( O. Z/ ?8 R3 A: i0 _. FK2
897
817
840
　
　
7 Z9 E* H/ t# o5 Q) {- |2 f
K3
0 A; Y6 W# |( }7 j# X# H6 M677
9 @( A- y  f% @4 @812
! j& A9 S$ i( R" b" U792
4 g5 [6 D" M0 m0 y/ D! w- l6 c, o　
& e) m0 E9 |: p& {3 |6 }　
# \) ?5 c7 M8 r" d5 s, J
K1
: `9 I& D& W7 A3 E+ Z% f275
4 t9 T" f: Y1 @: f. Q- [4 s256
255
　
8 O; X2 c3 O3 @4 ^3 t+ x1 p7 i4 g- T! h　
0 P2 c: `! Q/ [- E# M4 k. C
2 [& x; g; e5 WK2
, S4 I& C! k. v8 l: P5 q299
272
280
; E, Z# m4 ?* ~8 G　
　

K3
( o% z# X  s$ ^: S. K# x0 f226
271
264
　
　

R
73
- S/ r8 K" U4 |) n) f' _/ Q5 N. k16
9 @. w: o. n- q0 T- ]25
6 K3 e5 S* X1 u+ G) ?+ e+ R. t　
" j* E0 T3 R. ]* }9 u　
6 E* W4 v" T6 t' y0 Z% v% t1.5 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
( T+ q( |# G; N" ^4 t6 l, 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。
9 {$ ^4 P6 }% _! G  X% i表3  4株机油降解菌形态特征
, y/ I1 V/ p4 l% a& u! P



" h9 @. b) [8 Q+ F* f+ S$ X形态特征
ZL1
( [) @4 i  A* h' d+ y$ s3 GZL2
& k# C3 R9 d2 YZL3
ZL4

菌落颜色
粉红
淡黄
淡黄
粉红

菌落形态
: \/ R  e. [5 L/ ^不透明，微隆起，全缘，
半透明，圆形
, G9 k" g7 O) ?' L2 M半透明，圆形，隆起，
不透明，米粒状突起，

　
# Z# a0 q* Z4 ^8 Y" l6 }光滑，有光泽
( P  K; D+ S1 v4 T& D5 q  f& R光滑，较干燥
光滑，有光泽
3 ^4 d% e' @1 _较湿润

4 M! T2 ^" Q$ @; E菌体形态
1 H3 o; |7 ]' \' i( z2 y短杆
- n; N& t' f) o6 \9 m  r- ^- Y, D" _球形
杆状
丝状
' ~: R, H+ x# k' `( [
菌体大小/μm
（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
: ^4 q: q  w8 Z, hΦ0.3
: u* D: T* K* x8 w. y4 G（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
* @5 x2 X8 E3 }; V0 X9 @0.2×(6-60)
5 W* w/ D+ y' T% l& G4 |
革兰氏染色
% s0 M4 C1 W( a  N% vG
5 R4 X$ Y. W7 q  ]; XG
; p% J# W- m. V5 sG
2 U- S1 ^* W! w" JG
9 k% ^. `5 N3 ~( J2 m9 q
7 P7 Y8 [7 o# [" b& C, J初步鉴定
' i) s3 N0 g& B1 p黄杆菌属
微球菌属
假单胞菌属
( F" T  P, Q/ T酵母菌属
+ s. _, K+ o7 u( R1 s1 v2．2 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 M  i# r( z' j, y
! R' G2 r, Q  F6 @+ M# w3 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。
' G/ e+ V) q) O- ~1 t8 e/ C1 i% w
( d, L9 o0 Y7 k# Z( G
　　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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3 o$ H2 u2 _, ]* C


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