微生物处理机油污染废水研究

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6 Q* g+ F' G3 ~' P3 o
　　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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8 P3 a9 x$ k" D& f6 H
                           
5 q; v$ O, n3 s& Z( q
              
      
8 S4 G5 x9 P6 Y; u
' Y4 m, {+ ~' Q" M
) q9 O; U9 S/ x6 U% z$ U
7 V7 V; ~0 }+ y( Q8 p2 \! e; m　　中图分类号：X703 　　文献标识码：A 　　文章编号：1009－2455（200）06－0032－03
1 Q3 u. s! o. Q& V# QAn 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。
7 k$ V: W$ }( U: h7 a/ |1 材料与方法
4 u8 P" a( ?9 G/ Y) S* w1．1 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。
6 _+ s7 e" s. {% [" |0 F& K2 K8 P表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果
+ y# c8 F$ Y6 g2 O


: T( M: L: s  a' V2 z- I
分组号
" z0 n/ _& H, M# M1 V2 n因素
4 Q4 w8 h7 F, |, h8 E4 k* F测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

& X$ p6 ]$ J% W8 k4 J温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
9 z7 V/ _/ [; ?7 zpH值

5 w' ], Q; u: g2 N4 y9 C1
25
# F7 ^, L# M0 H4 n424
5.0
192
232

2
, M6 \$ \1 x" ]! ^  U& T0 h25
680
7.0
416
! q+ b1 e. X6 f5 ~2 f9 [) O( y264
& B7 I0 w0 t5 o4 E3 m$ Z1 j, y
8 ^$ ~' b+ o# ?7 ^+ h- j3
, H- Z% L4 F" n' U6 v# Y25
824
9.0
7 R! E: P1 U- {630
+ |) L# J3 ~. F( R194

4
( c+ m* e' J/ Z# W' t8 q/ v30
5 M, F- C6 o, w. T6 `: q/ F424
7.0
220
204
$ W: X. `- ]( ]: }
' [% ]! o: |& K. P% Q/ Z0 M5
30
3 y* u! p* N6 M680
8 {2 s. H) K" L4 g0 X, w" u7 K9.0
+ ?5 v5 a( A% ?5 ^# \2 v  @507
3 U' P1 h- o' I1 y! b173

8 \* m& N" p8 N9 M7 j# {6
% q' K+ s1 d' q: o% z9 y$ F30
) {6 w- {# _) Y+ R6 N824
  G- }! l" l! c2 O5.0
# q" k3 p* e4 y$ N# u  ]654
. G* W' e' y0 L170
: Q8 u1 N, ^; S; o' l, B9 i( S; @
7
35
2 }; F0 u& t) \+ X424
9.0
- k; x9 t" M+ K297
127
- p! E  ?  F2 l3 M1 a
8
35
5 z# x7 {1 d- w680
5.0
5 }# [2 `6 W# R% {569
9 U/ l# c8 S# A( t' R111
& S1 I0 F( z" L! D/ Q
4 {% j1 K2 `2 ?% M, i, P, n9
35
824
7.0
& ?; n8 y$ [" k3 c755
69

. I$ M5 [8 h& z: ]2 v. l- E& BK1
% @( c2 P# A9 H5 q690
563
513
　
　
* m* B( \( y0 n# A$ u: m+ i
K2
! \) E4 m* L9 o: k- j547
4 {# x) L, L# ?2 b: C548
537
　
1 T# O5 U" P- j$ k　
/ B; Q' Y' n2 W' F  {/ j
) i( Q& O. J7 O3 g1 FK3
307
2 X( G$ s) @0 W6 D1 b* P  E5 }: H6 _# l433
494
, e- j8 T: {; x) C/ E　
　

* W  a" F* g: r( V4 y, SK1
+ @3 V% |2 i! K0 p: L' w230
- Q, A4 p2 `4 H4 [' z8 n188
# c( w6 Z2 e8 q4 x2 ]) i6 N171
0 E7 l6 Z. q! Y: x2 l　
+ ?- I$ G7 `  x　
1 v) C2 C( w! C
4 z9 B% R0 g0 t* ~6 X0 N0 fK2
# ^: w, e! H, U9 s# I182
1 s; d( Y; }1 ]5 w4 [6 c) I183
179
8 z1 s# K6 ^; U! a　
0 s2 b5 F) f% T" v( [　

+ O+ v- a' k  W5 S. Q9 [K3
: |% E# p1 K- \102
0 J/ r8 H& X# X# \/ e5 X144
165
　
& w0 b# t0 {( k+ T7 k' d! z1 Q3 N　
1 o. q( M7 Q* Y  p
R
2 U6 V( A( z4 p128
' p- z7 W1 L$ Z/ a" r: G+ K6 v44
14
　
　
表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果

! J! N5 ~! u8 V8 c1 g
: ~0 e: Y5 }* G( ?8 c

6 _$ `- m+ u" k$ r/ G/ G分组号
因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
- q& D, T3 x9 ]  K. W
温度/
4 B7 a' k" w8 J' X  eρ（油）/（mg.L-1)
- W0 x. g! V8 \2 n9 g. ppH值
5 L2 \0 D* V% q" O1 b
1
) \' n7 \+ f" l2 z25
+ o) j( E  v9 g8 |0 `, H. E# O368
4.0
69
299

3 H) Q2 i6 X7 Z. w& \2
25
/ G5 p8 `  X: g574
: |0 |: m4 o' P: S4 [( O$ h# K6.0
) V6 b, f* u* p" u267
307

3
25
4 e# H1 O, D) o7 y6 L767
; {7 L: z) X/ ~, H! Z! i+ T8.0
! M# h- k% C  v! W479
288
6 \3 Y# a8 b2 ]) G! \# B
+ n. U. I# S: _% I4
- y5 q. Y! u& k6 f  k9 J- ~30
' p9 l7 {, @' L368
- F6 |0 L8 L$ P0 d1 Y+ k6 c6.0
* A% N8 b2 r2 r! O' G. M, ^# |354
314
' o7 D+ c" j$ ~# d
5
; a' d) H% I  @30
574
* K, x9 C+ b+ i! p) W8 j! S8.0
296
278

6
30
. s" T* b! e$ d& ~: l767
4.0
462
8 [. T, F: p$ Q# m: W9 v/ ?305
$ Q8 A$ h) i1 a) S# C" J
7
+ Q. M- c5 u" w0 ]5 F- N& Q35
  q8 _% W* a$ j368
# j, g0 C. D' Z8 m0 B  p4 G- F8.0
0 @) {; J( l2 G7 M3 [. S9 I$ z- S- }142
. L: ^, W, x$ v226
2 ~; Y8 }$ ?' H: t* q5 ?# g
1 T( D1 o* l4 c8
$ Q& R: y# ?6 X) W7 k35
$ M; M) c: v2 y8 e. d574
4.0
! T7 C/ B- M9 X5 _342
0 I$ N" D9 `, k# T  z; b232

# G+ ^$ p3 W* U7 c( P8 b9
35
767
6.0
548
219

! }, o% P; t8 q: C$ |2 @  GK1
% {! V6 v( N3 ~. r  P5 ]824
769
766
" K0 L8 ]+ w- w7 L4 M　
　
6 I# ?& T2 B/ Q3 w
; |, \+ `5 z# H; n6 kK2
897
817
840
, \( a# }2 f: t0 f( ^6 N　
8 B- h' `4 M5 x3 O; _. v　
0 U- y. f; x! q
) u* e) d5 ~% B. C, ]5 Y& ZK3
677
) `) c/ U, h: s7 x( x812
% |# S/ n  y" p) b; w0 s2 k1 Y. {792
　
　
9 h: c4 H5 K2 r
K1
275
7 b/ y/ L7 P7 U/ h256
255
　
, ]0 L4 N* k; M: y8 U) B　

K2
1 a$ f: X2 f/ T299
272
280
3 A  @( g; N/ X# y* T% W' |　
' ~! g* z9 E# |! n2 ?　
/ \3 r* g4 o( K) U6 i
5 ~& k7 [( [7 e; }K3
226
) t4 D9 S) D/ k. G  S271
: N6 E0 z5 c1 k, e! K! p264
　
　

R
73
# T& \1 [7 m) J16
' U* q* F- Z7 @9 Z% P" [- \25
) J. O% C; Z. ?" x1 O　
　
+ C! R( y* n; C4 v: B7 D8 K1.5 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
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。
表3  4株机油降解菌形态特征
# `" l0 ?- s2 T/ i5 Q; R0 v



6 E2 R& Q6 ?; k4 l" N形态特征
3 W% [& t. W3 J- M/ CZL1
6 N% X8 |! Y9 v  E+ y8 \: qZL2
2 l, x5 h& a8 w7 SZL3
2 c* }/ c, Z8 e1 A  K2 y9 _1 YZL4

菌落颜色
. C9 {0 \8 a6 [9 U0 f$ t粉红
淡黄
$ W# ?1 ~4 s) f; P& {淡黄
( r, F( X3 B6 V- b粉红
% i4 J. t7 C0 F5 ?
菌落形态
3 d: i2 A: x7 }5 C; V/ r$ `. ~, k不透明，微隆起，全缘，
/ r- C% g: w7 t" V9 `& E半透明，圆形
/ i0 @6 x, G2 y# i. h7 e0 d5 d半透明，圆形，隆起，
  \9 ?# z5 e& }& J不透明，米粒状突起，
$ r) N9 T2 K7 h& P& O% ^. T
; J4 k1 c, i: M# q! B6 d) n/ N　
9 D4 w5 G( X7 O8 e光滑，有光泽
光滑，较干燥
光滑，有光泽
较湿润

菌体形态
短杆
8 _, w+ S' D9 p+ m7 O5 L6 w球形
+ N  s6 }* b" z- y- f& C! N: {杆状
丝状

菌体大小/μm
% O6 A+ f+ F' Y0 K2 Z（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
Φ0.3
1 P5 k' h0 K* f* n& W3 l% l* c（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
0.2×(6-60)
8 D$ R: E- A8 h+ m( M
革兰氏染色
& {  c; s5 s! e) HG
G
G
  w/ Q4 W& }& J+ D9 B# l- MG

初步鉴定
- c! u; s" J( \6 f; _: @- V! `黄杆菌属
. r7 L- X( b, u9 o7 D微球菌属
假单胞菌属
) ~2 u- v" M5 k1 p9 W( m/ q1 g酵母菌属
8 X5 }, a+ p# b2．2 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。

0 c$ E/ h  {" r: @1 Y6 }: U3 结论
( q+ m) {3 g% n* M7 j7 [　　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。
* G7 N1 f# C  f& d) Z
8 E0 t, ~! Z( E( z9 u; i6 _
: V3 \& h# F8 L　　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。

* N* G. {) k2 r! [$ H

  h6 U) j. P* {2 K3 v9 R
; C5 O+ a" D& u+ I
$ y8 S+ @  ]) g. o* y0 V
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