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
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, X......

                           
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: @7 c- M0 f6 L, U+ h7 Z　　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)
4 e  C' V' T' `  |* j  {& 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。
* d! T- c1 O$ ~/ {# E1 材料与方法
$ {4 Q. h8 j7 B& S/ y! E1．1 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。
0 p" L5 A3 N' U表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果


, f; _% B1 H4 G
1 B) M' H/ i& ~5 \7 \" o
分组号
  l% [8 W( N7 X6 d% e因素
, {3 F, l) ]& G( q3 X/ u3 X4 U测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

温度/
" A0 `' _# a( x( u+ [  Z% K/ h# Wρ（油）/（mg.L-1)
6 N; Y2 Z, Z. Q2 p0 k  Q9 hpH值
6 |1 }: J- |  w  |
1
; z7 `: X: x* a' x2 s- a3 s& ~25
  `% }; \1 r+ M% m; C424
) [# Q2 S& G( W0 T5 j7 o& H6 r5.0
( Z4 q/ P6 R3 r# m4 I9 d192
! y& ]$ v. d5 M6 a6 E4 I. c232

2
4 r2 S8 O5 d% Q- J& Z" z$ J: e25
680
: Y) P; @. F! X: ~8 k# L7.0
416
264
$ }! ]* i* u! @( `# x8 t0 t
3
( G0 L: Y$ e# d1 U/ e; b3 A25
824
6 U8 v6 g0 X2 O) J  I" E7 a/ \9.0
630
194
" U' _4 c6 _* B" a. P" H3 S
$ {. g6 M' D0 w$ o% N6 M4
30
424
7.0
220
204

, L' K; K! V5 T/ e, f+ \5
$ C( V2 @/ l- ]) B# p30
680
7 l+ L6 R6 B" u5 |$ E5 [2 H& g; z9.0
4 k) f" ]- n# T" r$ r: T507
173
1 z, G, m# X, [' u; [# n
6
30
5 E3 E: s8 ^9 [824
5.0
654
170
+ {, d; @- `- q. \3 ^7 c1 j- Y
7
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9.0
3 {; q- w8 ], y" l2 ]# |8 U6 V297
127

8
4 a& }! e6 K7 e3 l7 M" B; ]' V35
680
5.0
569
; _. b: y$ K: I. e2 M6 t) p/ K111
0 Q0 }, Z. |4 w1 x$ O4 J
5 p+ |/ n' U, h9
. k) W" E1 G5 b; b; g7 I( s35
824
7.0
755
/ v; P/ E# B9 B8 G69

7 T" C+ h' _7 F# w) j! N8 P/ SK1
7 b1 k9 h) ~3 @! r+ Y690
* l+ F8 N$ g, z8 u( k! U563
, a: Y* h) \+ A0 [) Y& S& y513
8 [, w, _/ O6 }* b　
' r& S# J- G$ I3 @7 x! F　

2 p: l  O) h  R, V* H6 @K2
7 P4 b, S& Q, l- x/ |547
/ j$ y8 o2 F5 [7 a548
537
　
　

K3
1 C. e7 c! z8 v! j307
. ~) w; ~8 c* {  y& L8 J433
( X" K9 |8 K2 g+ t% Y494
　
　
' z+ d" A/ }* ]$ a# B8 ~
K1
: r4 u- F( ^, _( t0 O) W3 O6 u+ Z; b230
" J! f7 _) j  S4 a: j4 r+ N  L188
171
: k% k0 T; G  W7 t( }( |5 `4 W　
3 ]- t1 v! W4 j- x" q7 c1 ^　
- j- r$ R( d& e8 m/ P
% ~7 {. j1 T  s  Q7 NK2
182
183
: z/ y- _  d' l7 c+ P, ]0 t179
　
( T" w+ I2 |& K  c" Q# A6 z　

K3
5 _. N& P' D+ O- f: ]/ L' ?( d102
144
165
9 B# f6 A2 W( F0 o　
; L. q5 a# w( g' _# ~8 f$ ]$ F　
6 P1 S3 |/ W5 A, p1 q
R
128
44
/ e% b" E( [  w3 K' h14
" |* T$ i: ^$ |  L) I　
　
表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果
% w8 T2 h/ L9 G4 l+ K$ ]8 z  d" O
$ G. B8 P, o4 f2 ^3 O


, z1 t3 P$ ~8 l& G7 s  r分组号
5 T. V" L0 d2 ?因素
4 A, ]" K' Y7 m8 c0 j: o! x6 A测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

温度/
9 Y. z7 H6 @  |3 f# P* [ρ（油）/（mg.L-1)
. O9 N2 N& ~4 _; H, Y) o' FpH值
1 t+ z) W& m: s# ]
$ j) ]/ Y! \2 P: d9 Z/ c! o2 m1
25
5 G7 a4 |. F) E$ Y9 l, M+ O368
) Y6 i! y0 Z! g4.0
69
299

  ~& q* Q* j( W3 }( ]& |  B2
' K5 |+ V% @& u, O" G6 H! o$ P25
574
6.0
' ]- g% g/ O0 I0 Z1 V- C267
# u2 E1 h/ S+ D) f307

; }* a( u7 T7 {2 q9 A7 V  i3
25
767
4 n' L0 D, |& T/ b9 h4 w8.0
( o+ Q5 }& B8 f0 i5 f/ p479
288

. Q! i& C9 U/ c  P  A4
30
368
  }! Z( ^( D  D' v2 a3 r6.0
354
5 A: a, V* }6 y  ]314
, l/ l' @$ u5 I, g- P
5
30
574
8.0
296
1 P; f# N) s% a278
# w% @, Y! e. d- ]( P% K
6
30
767
4.0
5 ?+ h" p8 r* {462
+ k0 A* X1 N8 _- P) f305

) F6 T8 Y/ S8 f9 h7
35
" D) V7 Q/ |" D" N0 z- S368
8.0
$ l8 a+ I4 `7 V" L3 x) J: i142
226
0 g4 {$ P. D" _+ s. g! ^- z
8
35
574
4.0
342
232

9
! C# y- a5 O4 g& `5 L& ~# X35
# v5 r9 {. L( v& o$ L767
6.0
/ k1 M- P4 t8 P/ d7 Y+ X5 r548
219

/ o5 _" V+ j: m8 _: v, b; gK1
824
2 a0 d% Q- d( H# ^6 q5 a1 }7 m769
766
　
! N4 t( {2 _8 f% x4 Y　
: n: j3 o- P: }5 Y' b9 n" s$ \+ ]' N
K2
897
817
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2 H9 N4 @- J9 t. N0 @　
　

2 r6 u$ J+ J  P& D# p/ t, eK3
6 w+ Q. E4 }# L, `: f677
3 J! ?3 _+ c# u0 N812
0 L  D* T9 w# E+ v, ~+ }792
3 V* ^9 G2 \  D& _. Z" J, U% ?　
) S. R5 }. h" x4 o( ]　
7 N4 e! {9 @3 C2 e) J) m4 _
K1
275
256
255
5 M/ E' r5 L4 @/ O　
+ z: _1 H! l8 s  y# f) ^　

; i% ~) p( I+ [K2
299
; g/ m. N! A- P( n272
8 Q. X) e- `4 r7 x- o280
# I6 i- l) n& R$ ?! R+ n　
　
0 M' v( G! S" T# u5 a$ E3 M
  V* W. `, U6 {K3
226
271
264
　
2 f) L  K' B/ d8 \　

R
73
16
25
　
　
; J% ?8 j4 a0 q0 Q* Z; k- X1.5 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。
% l, B' L& L! [& ?: w( K" O# _5 U+ ~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。
# I% L. }; p4 ?表3  4株机油降解菌形态特征

2 A" _' w, [2 X


8 f% O% i! F, p形态特征
$ ~( T9 s9 s/ O- V% iZL1
ZL2
ZL3
4 m, z5 Y6 k8 s7 d: ^ZL4
% v1 E9 u; n( W- y8 |
菌落颜色
粉红
7 B# j" d3 l+ M" j& A) b, {+ L淡黄
9 w+ b# W% x. v/ n& h; r淡黄
5 Q1 R1 U2 D; y/ Y0 Y粉红

菌落形态
不透明，微隆起，全缘，
半透明，圆形
半透明，圆形，隆起，
不透明，米粒状突起，
/ h3 l/ O: J+ S: z
7 N+ {! G7 `# m) I) d. j1 R　
: T$ t8 n: l2 b  v6 l4 L光滑，有光泽
光滑，较干燥
4 H* s* `+ q8 o1 [  a: B- ^7 M光滑，有光泽
3 C# C  f1 v! A, s) k较湿润
: d4 q$ _. b/ K: j2 p: R3 |  X
% E7 _+ J& Q; C: c& f- u- V菌体形态
/ E' i# F$ i4 ^) A9 v短杆
( ]! u' j2 b8 P球形
7 m% g  y3 m) w! C6 Q( b- U杆状
6 ~0 m' H0 D( D% E+ S丝状
# l% @) K# E) p# s% {
- n4 z; h+ h! Z4 H1 W7 C7 ~菌体大小/μm
& U8 U8 O5 b; P9 t（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
. y( W6 M) z7 dG
G
1 Y2 ~& z$ w4 N# [8 a2 ]- T4 e$ ?G
, g2 |& V% }4 A, F9 v- H7 l- [G
# J2 ?: E, x  I! _- \$ H4 O' a
初步鉴定
黄杆菌属
微球菌属
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。

' R4 q) H* b$ i3 结论
# y0 j' E3 ?6 P& T2 W  {. }　　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。

; r0 m, v5 ?& ]5 j0 p$ G. T
　　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。


1 H% l. R& m' {

( x# `6 H4 \: f5 j
' C) s0 p% m1 G0 r3 J. c3 _8 B
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