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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0 k8 a( L) |4 i8 p
　　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)
　　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
! p( |5 `" n: D+ ]0 u8 i+ A+ Z+ P' u1 q　　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/ p. ]% `1 材料与方法
3 m5 y/ J5 M/ d) T6 o1．1 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

. l; f1 B" y: x2 \6 D/ g9 }
: M5 k0 U: w; m9 O3 G2 T

" x( M8 s* V2 t4 z. X: z  d0 s/ Z分组号
4 B. ~8 M7 q2 Y& _, U- ]因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

温度/
+ `! i! X/ y0 M+ X" H$ sρ（油）/（mg.L-1)
) c& o% e& O9 u5 F, m" z0 ?pH值
4 c3 @, @& [2 r0 f- N
2 H2 `6 j( O0 A1
25
424
5.0
1 T# g0 M) ]' m( h2 h192
$ C; \1 m+ A. C232

2
25
680
7.0
416
) R) u0 _7 I1 P3 |, y7 K5 d8 K264

- \( m4 j" ^' e5 C0 A; X+ Y3
+ [; h+ M- s1 a2 b2 \- @$ B- i25
824
9.0
630
194
* j' S# }: s. Y# s
8 E3 t! q/ x6 Z4
- ], K, N8 c0 G- W30
( L( L- N3 e2 N3 Q+ @424
4 h5 d2 P/ R# i7.0
( C: C, W) |: P$ }, P220
204
" t3 W, w. g. a" h9 }' E
* g: W8 Y6 ?1 c" Z0 A' N: ]5
( u5 Y. K# ]3 }6 G- n! e; J  p30
680
9.0
507
173

6
# B6 c: v# Y9 i" T! B) t/ t4 S30
824
5.0
1 d# e$ ]- V( E4 q654
170
- H! V, y7 ?  z0 p1 }5 J
7
35
9 Q# b  ?+ x) ]  x% {- W424
7 N6 i; O. E/ I7 ^0 q7 B9.0
( c2 |2 D, U% d3 Z% Z297
127

2 _+ a! Q  ?# h8
  Y3 L8 v' O' Z* d! Y7 R! F35
: T& V1 w0 n- c6 n680
. l  d/ F% r' m8 `8 F5.0
569
111

) ^3 B' p, P) q, f! n" B4 ~5 S9
35
824
+ m' d& K- o3 b+ G, d7.0
755
69

( ?8 u- r/ [1 n' X( E6 {& r. o: kK1
690
8 b9 i5 U; ~9 L  j4 F$ P( y563
513
% D: X8 }: A( r8 D: }　
　
6 M# c6 v6 Y- ?  P  }
# L2 ?+ f5 L* ?/ B. @/ J' aK2
  d, M1 d; e% a% c4 q: i547
+ W/ b/ h" a  A. J; P3 L$ ?548
537
　
　

8 W. @  _) j6 l* N8 ]0 YK3
307
433
+ J0 ?; p9 G0 ^3 v6 t) T% O0 a/ i494
1 V7 Q* H( n( u* y* i$ @1 g　
4 s# e+ y# U' J* l, W　

K1
230
2 O  M7 l4 Q0 d. _9 w188
/ F- f# j" u1 l171
　
　
* [' r& ?+ f1 B+ A4 T& R+ ]( o1 I
K2
; N( p; X% O' z6 m8 ]! `2 g182
+ U7 _: u7 v. {5 L3 w$ P. ~183
8 g% i0 e- ]! d7 {4 n& ?179
3 U$ ?: x7 f# L/ M" R; w4 d! N- V　
+ R+ H2 H2 b1 d$ ]$ O& {　

K3
102
144
165
　
　

R
7 Y/ t, A/ p/ g" p9 a128
5 X1 D. B9 v4 `& X# q" z44
14
& A4 E7 n  U3 [　
　
表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果
6 a( T# {7 F3 r! u% F- p. R

2 B3 K' y! L# F4 t1 B. J8 i

分组号
因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
0 [3 ]( g, ?+ Z3 s
/ a4 ~, N  q2 M& P- B温度/
# E  [8 D" o2 `; Qρ（油）/（mg.L-1)
/ [% k. X8 E8 \7 e& S# D# D! DpH值

6 a; [6 m  g8 M1 k& t1
25
  z9 B! ~) z5 d$ [# x" M5 p8 Y368
( N' d& x9 i. O7 |9 ?3 W$ O  T; b4.0
# N; E+ e. @3 ?% f/ h8 V4 O+ m0 Q69
' ^; q5 Q3 K, H9 U7 u: ]299

2
: [9 K( i1 p* N( t, k" v25
' @6 Y- K2 g: X6 B2 M574
5 T( q  v+ j  r6.0
0 J/ k5 k; A6 p* U: a" H% G% C267
; Y  a# u, X; r% |* Y6 f3 a, K307

. j/ E! v0 t( {  s/ e3
5 M+ D; D2 _/ q" c25
2 c3 T( f- G8 ~' Y8 \7 f0 B767
8.0
( p2 s$ P4 Z" g# q479
2 Q( z& i9 X3 G* A  Y! ~4 m& t288
: V0 `3 J- a/ ~7 D9 G
4
9 i6 F/ `0 d* Y) @: S# ?$ t+ J* K/ H9 v30
: n  }8 `. k, w8 p368
6 f$ E( G; w- |, ]- _) ~6.0
354
9 h; d8 z8 ^' i  S1 j/ d) E' r6 F7 d314

5
( a; j4 `: S0 C, v2 O( k# `) Z30
574
8.0
" c- t) V4 @) K8 D296
6 g0 s/ j, I- l2 o& c; Z8 |4 ?278

0 j  h) g- U5 N6 F6
4 P2 c4 [7 q- C; p' ^& x) s30
767
4.0
  @/ h7 V- C- j& N/ I$ Q462
; C8 ?/ v7 w/ @305

7
$ g, s9 v- a4 }$ u35
368
8.0
0 ]6 R" |; r4 _1 r4 `& A% t( \142
- X* B- ?0 ?/ |. f& o226

8
0 @. A/ x4 M3 L1 t0 d; @35
574
4.0
342
232

' k* v: _0 Y) }# d2 G0 L( Q: _2 I6 t9
35
767
8 M9 o( ~5 s. P/ n  M6.0
548
219
9 Z( b, L4 ~/ g5 u
- y) k! y' f% p8 PK1
824
( {3 H% u( W4 ^* T( N( n- n8 S769
% _3 `8 R9 ]& |766
　
# S8 D5 ~/ _5 y2 y" a# r  n/ A9 S　
5 }! t% Y- I: ]7 Q" P% \4 f& C
K2
- f: r7 U' F2 }( G4 a9 P5 q% Z897
: H- z" a. _5 l817
" Z% d9 |/ c3 d" y2 a) J840
　
　
1 G' ?- G+ c! T/ `" K% g8 [2 R' f# M
K3
677
% W( E& a- V2 S9 D: v4 J812
7 o% [6 @; W0 i2 a% n$ V792
　
　
  q; S% s* w' K& N# S& d
K1
275
256
6 d8 e/ x- O1 a0 g2 M! S' x, l255
　
　
! U# K1 I5 G4 u9 y( H
( S8 R# h. j6 I. i' J; [5 kK2
299
- {, K7 }6 q/ M272
( K- \% d9 A$ I! R; f280
3 t0 [' s! I" H6 |* b. Z: x6 q　
) H. e. |/ I7 ?' I2 I" V　
8 d9 Y' ~6 r  s
K3
9 O2 g, |/ g& k4 C5 x5 m9 Y226
271
& F* s8 C1 u& A* [264
　
　
5 ^5 h# ~$ d. U7 V; h; A* n, f2 Y
R
73
2 Y+ j6 g, w8 L2 b4 @2 K2 ?! [16
25
　
　
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
. z/ c5 k# I$ K& a3 G+ K2．1 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
+ l; ?# p+ T/ n% S2 Z. ]


# Z  N- {: l* e/ a( c
8 A/ J+ Z. k4 b9 K  ]& Q形态特征
ZL1
; w9 J9 {! V, HZL2
ZL3
ZL4
3 b3 ~" K# M/ K3 I2 E9 a: h& q
# y. r, S& D8 R) F. I+ V菌落颜色
粉红
淡黄
淡黄
粉红

菌落形态
' Z8 r! d  X: Z" R! u不透明，微隆起，全缘，
$ C7 B) {0 i0 N6 [半透明，圆形
2 P% j8 C7 h) M  B: k+ \半透明，圆形，隆起，
4 J2 V; a" H, t9 ~0 |9 t6 D不透明，米粒状突起，
  c. w% D# c) H5 U' T; S3 M
1 f4 g6 j6 d7 P  X- d　
光滑，有光泽
) c2 S9 E1 Z( u5 M- O光滑，较干燥
光滑，有光泽
较湿润
, b% s6 C5 h! j  `
% ~7 j9 n' ?% l% }5 [% c" T菌体形态
短杆
球形
杆状
# l/ k, k) f# a+ X4 g丝状

菌体大小/μm
3 r2 f! a! a9 h4 F" |7 D% ]' V（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
Φ0.3
% P/ J2 t" Y5 C（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
0.2×(6-60)

革兰氏染色
4 I; C/ @; Y+ U2 e9 _G
  z6 @" m# d: M" A! L2 ]G
G
# r( t, T" t( E8 ~- c- aG
$ E. V/ Q# r; G7 k; G0 \4 X9 x
* g4 R: b2 m% N1 D4 E初步鉴定
黄杆菌属
" z% X/ i/ Z9 ~, s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。

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。
, j9 [- e9 x+ b' _0 W6 P

　　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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