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
7 }7 R3 h+ D$ K3 ?* L# M/ e  E  oAn 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, X......

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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)
: K& p4 M4 q* s9 j8 \4 n　　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 Y$ U, \+ D1 z) J/ ~4 c  }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。
8 g% Z1 j* m4 O8 N表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果
7 O+ k0 Y2 e! w0 A



分组号
因素
( f( D. w3 ~* U5 x测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
/ Y9 B% G& U. X降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

) p# [! \2 v  L温度/
; `% W# r0 n/ @0 C1 C3 W0 iρ（油）/（mg.L-1)
pH值

0 F8 X4 k. i* x1 h; l) i5 g# E1
, c, W1 _/ |* a7 ?0 M  W% h6 M25
424
5.0
  H6 e2 a* Y7 _% x" f192
232
7 W. r5 |7 e2 L/ J/ F$ B# U
2
25
680
7.0
! _  O) R# \( ~5 |. O9 M) o416
' `3 h& X2 [; k264
. ^$ \* h* e; G
3
25
824
. X+ z& M# ~: z9.0
% P3 R7 d1 O* X6 X630
* ?6 V$ F7 h4 N) c$ \# }194

4
4 U- F4 U( U7 H$ A' F+ }30
424
! c) g9 _- Y' t# S4 j+ x: e3 ~7.0
220
204

2 @- [; w6 a8 @5
30
680
3 Z$ y+ ~( S1 U: J9.0
507
173
. E: w. Z4 l* Z  _1 N( m. t
6
, Z" f; s6 T% M7 R4 ^1 g30
824
5.0
1 _' W/ n4 [. i; ^3 h654
  E+ b6 F' F3 d* S1 i170
+ c. V9 z; c* W4 L' o3 z7 ?# ?3 K6 l: g
1 |" ]7 Z* F% }$ V8 A1 F# U7
, c, [* y+ w/ p" n35
, b* C9 R  m2 ]. L2 i, j: N424
9.0
! L5 u. e: b8 c+ k0 H: w297
127

8
( A% V& ^$ H0 y" }+ W" d; N35
; B( p& x6 H' P, u680
5.0
6 X( |: S& u$ o! S4 T1 W1 x569
$ X# P& n. _/ w  C3 x! t/ J; @0 s111

9
2 C9 ~  V" H5 j! |& T35
824
) k5 e; V" i3 s. s7 E' J7.0
: V' X' h" N. d! m* ~- |% @/ \  h+ ~2 E755
0 ?3 P( y: V8 O- r3 G69

K1
690
1 F8 {0 S) n0 D9 A6 B( n/ g! g# b+ X( n; X563
513
: i6 [& v, B8 S( P9 Z& X  d3 P　
8 W. i# T% v" e" i) U. S, d　

: j, s6 j1 c4 M0 IK2
547
548
537
; w6 b3 H" a  r3 r, O. h3 P　
- u8 s. l! A) z* K　
3 m4 l9 L; A! j1 b! F
( g$ D2 S: v. ?+ l( XK3
307
! S7 R; G8 ]  r/ Y433
494
　
  q' k- ?5 A8 r# F% ]　

K1
230
188
& H& n6 F5 z/ i* V6 h  A171
　
　
0 \/ c# H/ I9 F' o; P
" a8 b- }2 i* _1 i) [2 W# PK2
182
183
, D* `  L* _; A# O0 e179
　
　

K3
( D9 ~1 P' g* {' q# o; E% l102
+ y5 o* S2 _2 \5 b. q144
5 i+ \* d0 z. v9 ]' O# w, j165
　
　
# s  ~6 C; J: z# t% k
' G# v, H0 @5 t) y% a& Q0 H( GR
128
44
: ]0 B: r/ v3 R9 Q, k14
　
5 A1 X" R  K% P8 _　
2 X  C6 P. v: n7 ]; ?表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果
& ?& y6 B" s. }# A: i# v, b: S
6 H1 A+ _/ W+ @8 U- b
$ }3 H4 m" T0 d- h2 j7 |

分组号
" h, S. k3 b7 y$ V6 e因素
1 o: z: b3 P/ H9 O" T+ g测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

& W  i! L7 z8 d% a, f+ ?5 N温度/
# D, u2 J/ z7 O# e( r/ Pρ（油）/（mg.L-1)
pH值
7 H( o5 m0 m8 G
1
! p8 q$ S6 q  \5 ~25
: T8 y8 @. g3 s- Z, i' k$ `( |368
4.0
69
299
% c' T' G2 I4 V
2
25
574
4 ^" Q  q# y+ d$ \/ u+ `6.0
267
5 u6 c, N& n: u7 |307
+ |* s: t$ _( b4 X- s9 }3 I
5 m" ~8 N/ L9 e- o3
25
767
0 Z9 h) K7 W0 P/ N8.0
3 m3 _8 g1 w% m3 `  ?479
7 I# N, }+ I4 ]. R2 y+ C288

4
30
3 I% m+ _( F. F: _5 p  q368
6.0
+ B, S5 ], q# A% r, r' b3 g' M354
/ K: e7 w! f$ w0 p314

5
& O- l  I- {7 Q30
574
8.0
7 t4 m9 F# Q; W$ i296
278

6
$ G) c1 O( W/ ]6 T" e0 {7 Y30
767
4 q/ I$ \# y" R* u4.0
462
3 I* R6 E; D+ ]4 r305

2 f; T0 t' T2 ^& ?" c9 Y: L7
3 e- ]) `6 }  g% G: q: F& q8 z35
368
8.0
8 @3 ]0 v$ S: l; |' ?- ^, R142
226

/ n8 k& ?% x5 }: W8 t" P3 a& ~8
35
574
4.0
- e# Z1 [& L* T0 ]342
232
( d9 H9 Q3 P# N! O5 O. I0 w6 O$ J
9
35
2 A, Q' u: A* j% H( S& Z$ L767
6.0
; W% b! j( b; V& a' e; V: z2 I# ~548
219

K1
; N1 M4 m! z4 f# N8 U! R: l. ^824
. O8 |8 m) n) l  t769
766
' o) r1 V$ _2 u0 U　
　
# K6 A) |; i5 c, P$ B
K2
897
$ h5 o" a" I& F+ l817
840
; Z. c  ?( J0 i+ d: {6 j0 B　
& d# k1 _2 o. _" ^9 H　
/ M2 A8 X3 ^5 `; ]* c( S8 I' T
1 l4 R& J4 }$ f" r- J( cK3
, b8 G  x" g2 F677
812
792
　
0 h3 x5 s+ x: [7 D5 s　
7 [, U" Q3 h+ }, F5 O# k" O% P
0 O+ m! e6 y+ C" iK1
8 Q7 G7 n6 i0 B$ ]5 S) X275
256
/ ^- {$ `7 ~6 ?2 e! u6 X255
) F& Y) ?7 x) P: x2 v) Z1 W　
　

" v( B9 A2 y# t% EK2
: ]7 K6 D1 f. j$ W299
272
0 h3 ~- n$ ]3 M3 N- p2 t6 I$ n280
　
　
3 ]$ }$ D+ B' o: }4 u
K3
226
271
264
' v4 U/ W0 D# O$ {9 G$ n, S　
　

R
73
7 ]1 k. ?. Y5 e. N, e' a: Q7 _0 M16
25
  n$ x. D- _# v: i7 \　
　
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。
2 结果分析
, V! U. C0 b8 K) r8 B6 c4 _& C1 ?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。
$ D+ S$ O+ a, Y5 ~) f: [* S表3  4株机油降解菌形态特征


5 t1 M, y3 M: r& [; C9 N1 m7 u
& \7 M1 J/ C3 C9 t1 ?
$ }, y* c' K1 E形态特征
ZL1
8 f" l5 B+ {2 i  D+ aZL2
0 v+ U, x+ S/ g% P+ X9 I7 cZL3
ZL4

' z" ]* }1 V# D% |8 Z菌落颜色
" e! c9 h- p9 z4 U0 d粉红
淡黄
淡黄
粉红
. C4 u, Y  {4 s! A+ O$ V
2 y# v. w( G+ m$ y9 ?' Y$ f菌落形态
不透明，微隆起，全缘，
3 k) I/ S+ O$ A5 Z半透明，圆形
半透明，圆形，隆起，
7 t4 o% o7 E3 e3 a# A不透明，米粒状突起，
* S9 \2 ^" s( V) R' y% I  \5 N2 S2 w
　
光滑，有光泽
& ^: U7 N9 L. G1 B+ [+ `, \, }光滑，较干燥
光滑，有光泽
, C4 E, m# h- }7 _1 N较湿润
9 B5 Y! K$ Z3 T1 }% P) \8 O
1 v8 ^4 `; h; q5 F菌体形态
- l9 V  O: @' Q短杆
7 P1 L) K, P. p8 q- w球形
杆状
丝状
6 }! @. ?5 D7 I; g& X0 I: v
8 S9 z( I4 G3 {, C菌体大小/μm
（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
5 P9 I+ C( m! u) h; ]+ g) S! ?Φ0.3
$ H9 I+ ^! X6 A+ W（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
0.2×(6-60)

2 u' b; x, B' P$ a" ^革兰氏染色
1 u1 Z1 L3 w- s  I  o+ rG
G
G
G
/ V- A% F' ~/ G4 {" q
6 a2 h# d, z0 V7 `  K初步鉴定
黄杆菌属
! e& e) l' |9 O  [! i/ H. G; e微球菌属
假单胞菌属
酵母菌属
; f% l# O( z- `1 }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。

9 E9 b4 ~% e$ B0 u1 r5 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。


　　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。



4 v: d  T3 ~) m/ X


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