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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) h, \6 m  v8 q& S3 ?0 ?  e- U7 {
, Q5 R9 _1 X* ]" g& U　　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)
' c$ @2 l) z! ~' e　　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。
; K! d; E3 C# e7 J( t1 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。
表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果

* u. W7 @  X$ Z( A! C: @

  g! e, @* R6 N. I5 Q- s
分组号
3 I7 D) X0 ?) C8 T因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

! Q7 q, |6 h7 K0 a! {$ c$ v$ I3 a温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
. O+ g9 t: m5 j/ H1 T, WpH值

1
25
2 j- y) D7 q; H6 i( h424
5.0
; ~: l1 h. X3 t; z192
. G3 B* Z7 B" j5 Y$ M2 H* j232
9 Q! _* U6 b0 @$ C3 Q- q8 _
2
25
680
7.0
+ W" \" g& l9 A0 H( {; ^416
( s9 a2 U. p5 A% V+ e4 k. F264
8 Z( [$ }# v  M* c2 E6 F$ g
. h+ X5 F- v1 R: v3
25
824
9.0
630
: k" t5 p- V% |! O, I1 o- l4 p194

- y8 }# q: G. S& t4
30
424
, b, i; X4 {' c: r7.0
9 W3 v# `# a: V# _220
4 E4 Q  h! r7 v% W204

, R; ?8 k' I: A0 f5
! g3 o! u, E; F- ^* s: o30
" h& j+ f( b+ _0 N5 `680
+ w/ X' c. |/ A. B. o0 A9.0
$ u( M8 {$ H0 u2 m! \507
- r- |& b# {1 I173

6
6 c2 R* I+ {* K1 N% U( W30
824
5.0
654
& v( _- `4 C0 C4 k& I% m& O) |170
# [7 ]) _' }' W. M4 R- ~" [
4 `7 X) u# c, x4 M7
35
424
$ o. p) f: o; a  w# V9.0
* W1 Z5 K7 W" H- N  [- t297
; W0 F: Z, \( w. q' ?127
# C% g8 l0 v5 e! B5 P
# z$ ?' F; W7 r8
1 H% _0 ^5 l/ p35
9 y$ K, Q& s3 X* j4 p680
5.0
569
111

$ R3 C/ A0 S7 s+ v! t, O: D+ p9
0 D2 a1 @6 X' I" D# C! g5 h! @0 i35
8 u* j. h7 Q8 N' @( ]$ A824
3 _- H! r& X# C7 v' I( Z& \& d% _7.0
755
69
% D4 _) p. d, M$ m0 ?" m
+ X4 H# S& |( D: r2 g: f) j: JK1
5 `" G1 P- A) k" t% l9 ?+ t690
- y; Y! Y9 y/ H- ?4 f0 j563
* S; F+ ]% ^  v) }, x513
　
　
! Y( E' Z% Y* Y  u! E
0 i; G" Q4 _9 G/ UK2
547
548
537
: D" z7 m# Q+ P7 O　
　

* k$ c$ J. ~, [) QK3
3 D* f; s  C  ~) d/ |4 G5 Z307
433
. |  c: O9 m) R% P494
' ?0 o: i+ ?7 Z% Q　
. Z, J0 D4 y3 d% T3 r7 \9 X　

K1
230
; |  N6 t  D- t* m% Z  Q188
171
　
　
) b: e) ?4 ^9 p% ^2 y  g
( L; q; F' Y+ l( mK2
/ v' q0 D2 J- x! O182
183
179
8 k+ L( h2 K, |5 F9 a8 m+ @　
　

. j% i! M* M' ~4 g0 sK3
3 ], U0 a! p: D8 M$ |102
8 }% w' ]" ?" i144
/ M& g1 M" M6 U. T+ R/ Y; L165
　
　

R
128
44
14
8 L' M1 j* a' V) Y" o  i　
/ M! Q( g! |9 k& m$ d6 ~1 Q　
表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果
: W- V, ]1 M5 i; x0 E8 y


+ b3 z& ~. _. U5 n. E: [* M
分组号
因素
, ^; }8 v+ S( }! {' C) a! W测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
$ k" |  z( n& U6 ]" ^4 m降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
4 @3 n; F# v6 s+ {/ ?; B! X
温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
1 b+ C! j, |$ d& q/ _pH值

7 e' E; k; E6 a3 B, s4 r1
25
7 v( J- f5 F0 n2 e& e; U6 c7 \368
4.0
& j# Q8 \, `/ P8 m: v9 L, h6 Q" T69
299
2 d$ y* {7 R5 n- h* c
2
; v. Z0 g+ |7 M+ y; ]25
574
6.0
5 H: p7 M6 y) U267
( ~+ ?! s1 i6 d  Z7 u307
4 ~" Z5 y4 Y8 g' `: L3 y3 k+ Z
2 N$ B- X9 `. g$ W) V  K  t3
+ g) l& j0 r2 w4 Y/ i25
767
$ X3 o8 y; D0 W: X8.0
4 V# f& I# z# v' r1 C479
8 p& W' ~& m; B- M) k& K- {288

4
30
368
3 r# X" I4 Y0 e. y: p; c5 r6.0
354
5 P; B- e$ Q; K% l314

" D" u2 d/ ]. F5
" _! K0 c* p' G( E30
574
8.0
8 q! V8 F7 b4 G296
278
, j- s# R5 ^; l7 r. j
6
  F! {7 q5 C- ~9 x0 y' ^. l30
# A8 m8 _/ X7 z" A6 p5 C767
, H# D6 R' P( I! ?7 O, z4.0
462
305
" p; ?7 c' y8 `$ F2 K
2 N, k, d! d! H7 A% l' @4 r7
35
368
8.0
  J6 }% I+ @4 V8 ~  \142
226

8
35
3 X- i9 I0 V' U+ \; H. Z3 q574
4.0
342
% Q8 y( \5 w$ V( R5 j232
* o, s2 ?& i& U; Z+ _
, h6 R, @. d! S& l& [9
35
767
6.0
548
, b9 b+ z7 o! ?% @9 `219
# m8 o) j  `! w' K9 [
K1
* r: S5 Q. B( h2 t! T/ e824
7 f. E2 ~- |9 l0 ?769
. L/ e7 h. ~4 u766
　
　

K2
897
/ V) b9 P# }' \0 i/ N) t817
  T. f3 m) K- E" r- q% X8 y7 W840
　
8 K- n+ K9 W  a$ U7 @5 z7 _　
( ^% K$ D& O% Q4 Y" g7 t
K3
677
812
792
　
, Y" f0 x9 Y3 V* T  G( c　

( C' I7 K7 s8 `4 i+ _- N2 ~K1
275
256
255
* ], W/ \1 ?5 x  X7 H　
) H1 w' _6 y: b) j+ o9 ~9 w　

K2
299
272
5 o* ^$ s" z4 |4 Y, [280
7 k$ A8 W% w* S2 Q# O　
　

K3
226
: O& A. V" X  k8 X/ x. J271
264
　
　

R
  s5 H9 w% b8 v/ V73
4 ?5 P0 m; [% ~; A4 k9 `16
: a% {- O& u9 _, ]* `25
　
' U' D9 O9 `( e# G　
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
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

. y% d0 e8 Z  R% b
( W$ D  S! \9 c$ a' w
# V5 [  P6 s" P
形态特征
+ j- q& A' J! \/ H; Q* zZL1
8 h! I: F2 ~  z/ JZL2
( k" `& k. \4 j- T% A$ @0 UZL3
# E  C% `& V  _ZL4
* v  \, M9 _/ U2 g: Z
菌落颜色
粉红
9 j- o' `9 C* `/ `淡黄
+ q' d8 m4 B) _, c1 K. t. ]7 a淡黄
$ E% G* V4 g2 ^5 l粉红

) k/ K& Q$ e' P% Y菌落形态
不透明，微隆起，全缘，
半透明，圆形
6 |4 ?& w' T: B. A. B/ k# ~半透明，圆形，隆起，
不透明，米粒状突起，

　
光滑，有光泽
光滑，较干燥
. d0 D  ?4 a5 K" I  T光滑，有光泽
较湿润

, h3 W! i! q: o2 U' R+ j, v. h( j菌体形态
短杆
球形
杆状
8 w. k1 G3 |; R6 C2 {4 I. f丝状

! h6 ]/ m: c: X! |) J. d菌体大小/μm
2 h8 |6 N. V7 ^9 M9 e（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
4 z3 D1 N1 x8 G. J" @- }9 dΦ0.3
3 ?: ~& r( m: }（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
2 U$ _" a; ^. q0.2×(6-60)

革兰氏染色
G
6 J4 i. o* d% i) `G
6 z7 ?3 `& _7 y' R' I) ^G
5 ]( T' }/ |6 DG

- r% f4 u# [' C! T) f1 x1 M4 w0 C初步鉴定
: @8 V. G. W9 [; ]4 m9 n- `黄杆菌属
0 P/ b8 V9 U3 n$ K微球菌属
8 U+ Y% h$ x$ y8 N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。

3 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。

5 [2 l" v7 Q& y
3 n. h5 q5 A* `0 Y# t4 n　　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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# D- o0 x/ A- y0 p" m; K
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