微生物处理机油污染废水研究

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) @+ l; A- N" j+ H7 p, v　　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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　　中图分类号：X703 　　文献标识码：A 　　文章编号：1009－2455（200）06－0032－03
, b6 i  c2 @& t( {8 z- Z2 FAn 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。
$ }; T$ l) [' S: X, a: O1 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。
6 E$ S( q' J# g4 C0 D表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果

  B4 C  G4 o" h5 }
8 n' D( }" i5 Q/ O

( C8 f6 n3 B  q分组号
因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

温度/
' t9 e+ b# G( j1 tρ（油）/（mg.L-1)
1 h; N4 b) z: T) p5 s5 X. I4 y. lpH值
& d7 h, O7 j; Z/ S+ B: w
9 U+ m# [* S* i) S1
6 b5 j4 R. o2 z  O4 F& P25
424
4 N9 }: P  V6 \" H5.0
  S9 x& |+ r( o  m0 `) _5 e192
1 a5 ~1 u+ d8 J# a# j232
0 e, O8 g) q6 W# O) k
2
25
680
9 z9 t0 {5 @* n" U$ I# G( _7.0
) p2 C5 W: E+ F, X. f416
264
. `5 l8 P; ]" l) c& k7 ~
3
25
824
9.0
630
0 u+ @0 L3 H9 Y& t+ M* z, C! e194

4
. l* |6 a/ G0 d7 E, B4 V30
, ?1 b. O9 l7 g1 ]' W# T424
) X9 L0 {5 r; w7 t( |; Z/ \7.0
220
204

5
& F+ s( K' |" G8 F  w( {& b- p30
680
9.0
507
: h7 p7 h& p5 \7 h/ {1 a173

6
30
3 }1 d+ O! L& \' P" f824
+ ~( c/ y5 o' h( Z9 g5.0
. o' o2 [8 u0 j; K, M654
170

: D8 i5 x9 `; w9 k7
35
424
9.0
8 c* y, w0 w+ e% `297
127
+ v8 r# A/ W* S6 i
; |# `- E- P, S4 L4 |- A8
7 S" Z' d; ^& H) f35
680
5.0
' O! y" A8 H* M! I, R569
111
+ o2 H9 a  ?6 j0 K6 F: Y
0 h  ^" `3 Z3 U5 l: N- M9
35
. D3 h5 z, f' m. n824
7.0
5 d+ O3 g4 e) q  Q1 e, J7 h755
69
- x  L2 [5 z1 v) d5 a( T
K1
' S2 [5 v4 j5 V8 G' A: Y; O. k8 I' \3 S690
! D# [& u+ ]  T+ D563
9 |# O4 R0 T# d; Z' i513
　
* x* T: h! j; U( A8 P　

K2
6 z: t  k6 E" N- G/ r547
9 _& z, H$ U; D/ I, |$ z/ S5 a4 `548
" ^# N: P) j6 W  a5 T: E2 e537
9 X$ H, X# i- |6 x7 A1 t' G: D# j6 f　
! c6 R8 ]  `  d* b9 @8 p8 v　
9 E' l8 ?; \, t. f
K3
. o6 L, y8 \1 Y7 o. p0 S! H. W307
& R& C1 F( P% b( [# j$ A7 H433
494
　
　
2 |+ j/ b) J3 r5 h7 ?
K1
230
188
171
　
　

3 y; y' s& O6 x8 m" g3 {: MK2
5 F1 S* Q  P1 a7 ^182
2 a3 w' m4 d- ~183
* }* B( [, m3 k0 ]7 f179
　
　
. r2 D+ O' A& a. Z
$ u+ Y9 ?" ]: t  \' h, B9 d; @K3
' B- @9 \7 z0 \$ w/ O0 C; n0 m5 f! v102
144
165
* c9 }) I' f/ i& ~7 p　
　

R
: ?0 v" o3 s( x7 L9 k128
44
14
) K' a* O; S! C　
　
表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果


5 ~% v# ?: E3 ^4 N8 A' I7 E9 z

分组号
6 p" T) M8 m9 d8 w* p因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

& l/ t: @4 M; B% n+ w0 i6 |温度/
9 G  Q$ }1 h# k4 N3 uρ（油）/（mg.L-1)
  Q& z* U" r5 z! b% ?( j# g9 z% X; @pH值
, N" ]$ O5 ?. |- L: \# [
5 i- n$ l  c4 x2 N; g* |- B' u- h. Y1
4 ~* f. y0 {/ n+ m* m25
368
6 x8 M6 U2 ~0 N: U4.0
5 t/ @9 e8 C" J8 Y  y/ g1 `69
299

5 Z2 j- Z: D2 A8 O9 V) _" m5 Q$ h1 \2
25
6 S- h& ^7 D0 Y9 |% E574
6.0
267
  H" g* O& X4 L  q5 u307
( _3 v* G/ t7 m
3
! S$ D, a8 Q* @+ S7 K25
! x/ N: G* u7 A% g, S& K4 u767
8.0
479
$ H9 F7 a1 A7 a288

4
30
3 [+ [0 j5 s& A' T! \368
# ?0 U! _& b1 p6.0
354
  R2 r4 Z( ^; k0 q6 ]* M314

/ F% I' L( f6 C1 J) F5
8 A& p6 J5 @1 _/ ]9 x/ ~30
574
8.0
296
: R6 r* u, o4 b: z1 I* R278

8 d+ }' Z* H) _& g- V) _- R5 c6
! d: q) @, h  m30
# {1 t1 d- @* B& j767
4.0
462
305
' \. Y. h& ]% u
7
35
368
! ?9 w9 _. r3 t  z8.0
9 i0 A) z/ b1 `" m: |# K142
4 `: h5 ?- U5 J! @  ^4 d226

4 w: C: ?; E/ A6 h8
! U; |* ~. C" p- C/ K3 Z- ?35
* d$ \8 ?1 A9 T. Q5 d( U7 ^+ B574
4.0
342
; c7 [$ e3 J- G9 x! u6 _232
) }6 G* l6 F- V8 ?" }- U: Q
4 H/ z2 p0 a# H8 j! [9
* b; J4 i4 ]7 R0 d& O35
6 L1 _! J5 c1 u767
9 N( B& T8 Y; R5 X5 w6.0
9 l% B6 L9 T$ o548
219

K1
824
769
766
　
: `7 T0 v& J6 a3 J3 j3 y+ I8 H& T, o　
/ z! W+ k7 }# X7 r7 ~5 H6 A
K2
897
817
+ u6 M2 a# F/ G' u840
　
　
  ^! l. p# f# y# C  w
( a4 D$ F* O9 B) J9 jK3
677
812
792
　
　
( T  f+ \6 v# J- k7 C8 I! K6 R
K1
' k, D8 n  ]$ ?1 H8 i0 m5 Y275
/ V' M" E$ A# W% E/ P256
4 D) B" s$ h2 |" J: L; P! F255
% i  `9 R, U8 B7 q- O' c; o3 r　
　
4 A) G0 m% O& z4 z# K
K2
4 c& ~. t% s# X7 [6 d7 [299
272
( H, `# p( Y' e, A4 E' W280
; d6 |, Q7 `+ d# e/ C- c0 W- K　
　
$ S, l+ u! ]+ Q- M
1 ?9 q/ O5 m, E. `' p3 XK3
226
  \6 C1 F9 R9 X8 P; f% i% s( v5 w271
# |, Q: w: J$ U; N3 s- M9 V0 P5 @264
　
( n% S$ X; C0 F　

4 O9 M# U. B! c1 I8 j$ ~# ZR
# P) G6 v- B! p9 ]2 r, u73
16
9 L, `' E6 R0 \: m- F3 f0 _6 z25
　
( w) P" C$ ^% C3 l/ V% D8 b　
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 ?" J. i" F6 K* ~3 ~  N2 结果分析
! {2 Z) n% g2 a4 i, v2．1 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。
" H- f! T0 u- M, G5 d. ]4 K2 W表3  4株机油降解菌形态特征
* _8 k- g/ \! J% ^
5 T: ?6 N2 H* f- G0 N7 x8 U0 p" `
3 W' u( U* S% c. {7 ~% e8 [

) Y/ w7 o9 Y1 G4 V# W. Z( w形态特征
ZL1
! d) s- _1 p1 E4 m; {( nZL2
6 n8 |7 O/ t( |# [, O2 s( UZL3
ZL4

* y4 v2 Q6 U. J5 e菌落颜色
粉红
$ |; N( `; _+ d7 J) T7 Z; i淡黄
8 d. q5 l# S# D. Z0 G. k' D淡黄
# n: X+ R- z+ i粉红
' M" x* `* D) t. G; |* o: A6 F
+ G- ?4 n! S4 d菌落形态
4 F: C3 U9 E. ^不透明，微隆起，全缘，
半透明，圆形
3 Y, o7 d' B% Q+ b1 y2 ~3 R8 |6 z半透明，圆形，隆起，
不透明，米粒状突起，

. ?0 }4 t& G) t* t. E　
0 v9 m: [, d* A' x: Z2 C光滑，有光泽
光滑，较干燥
光滑，有光泽
较湿润

- i' y0 t' n% J3 y) T! [6 T) {! \菌体形态
! Z' U: o( b0 d+ `( D# E* m$ Z短杆
" z) ]: l) p: |) {! c7 x9 N3 u' ]球形
+ f( n& R" Y- r% A! q; J3 |+ ?杆状
1 ?5 E) ~" o1 E" w. {" b丝状

菌体大小/μm
- |4 U- A7 K, U0 d（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
+ ^5 Z7 e* I$ Q# T( y) WΦ0.3
（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
0.2×(6-60)

革兰氏染色
% h, s' A% B) l( `& _# ]- mG
) e% e+ [! E2 `9 U4 Z$ p+ \3 xG
G
6 D3 b6 S/ y4 R, UG
0 D" O! w2 R0 Q" a. D
" x" F5 U, p" Y5 {0 f+ k  ^7 U: l7 L3 L初步鉴定
- I& z" o- J& T4 d5 w, |1 z黄杆菌属
9 n& H3 J0 H! Q8 e) F3 d$ [微球菌属
假单胞菌属
$ Q6 S0 x1 Q, k5 l4 R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。
" {9 A& f* i0 o" L% h0 i1 N
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。
8 c& {3 r! z+ o$ f- D

　　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。


2 l5 B5 h5 n* b  \1 q# r
' Q+ @5 D# ~2 X  _

* g& X9 L5 K' t9 g8 X+ Y1 `, V
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