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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　　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)
, b. x. q, E8 Q, Z, \1 @　　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。
' U$ d/ [2 \$ p5 T1 I( K5 L" w/ ~$ }1 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

. o! e0 A- B7 k$ \1 T2 l7 T9 `$ `

9 E- A. E% r5 s
/ F2 c7 n) X5 p  Z2 n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/
ρ（油）/（mg.L-1)
pH值

8 ]2 W5 s& i9 t; \1
0 ^. Q5 I" a7 b' D25
424
* L9 q8 p/ I1 b! c& R: b5.0
192
/ w; Z  `7 `  H3 q232
* y7 r+ Z; T' o' B6 c. j* m1 l' E
# _# e6 m8 B6 v% V* |9 ~6 N# X2 C* c2
$ v8 p: a8 G. n* [$ y25
* C5 t) X1 {" [6 _# @& v% U2 ^8 C( g680
9 s) B% H7 v' o' J7.0
416
264
. @5 }% [' x% m' c8 p# _* l
2 G& K) P& E1 p( h8 c3
0 q% K. \  |# ^, t25
824
9.0
& [/ S& Z  R. f) Z5 \5 ]8 C2 Q630
: [1 R# f" Q. e, s: N. M194

4
30
7 i/ o1 a$ H1 s424
5 b7 v9 ~0 L- ?# r7.0
220
6 Z, S0 e6 v( x5 B4 y3 {204
) B9 ~7 I4 x$ G& W5 f
5
30
) k. ?+ G! T$ w* j0 ^$ v680
9.0
4 z; u  l' D6 [- ]' u507
173

( T( }0 {1 u  O7 G; o& |+ T" \6
30
824
5.0
( V  s: N; l# i- U/ Y/ j1 N654
7 p! V. o9 C0 N: s6 |  h170

7
35
7 f  z7 a) s% g/ \424
; N, z5 @' L) Z+ N; E' y. S9.0
297
127

8
, b; m. @( A2 C  K9 ]35
680
, M# H' l  U3 [4 y: O5.0
569
111
1 v  p+ G' k, C3 r
9
35
824
7.0
755
69
, ~: A1 v( l9 R! b
K1
, R% U* @: A' x! ]7 ^690
563
" w/ K) o1 `/ ]4 B  w5 S+ c513
　
　
; ?( j2 Z5 d! d
K2
547
" @5 C, x. S' F  c; t548
537
: T- {  H% t8 b& }; y/ S1 B4 e. y　
　

K3
307
433
494
　
; }& R( h% Y$ @/ Q　

, h- c# |3 I1 d1 ?, F, b. S! rK1
230
188
171
6 ?/ g1 q* L8 [5 E, c8 {" Q　
6 n# h6 d- S# j# ]; [　

K2
182
183
! s9 k; j5 B1 G0 N+ j" m' [5 N179
6 l' ?' [3 x* j, O* B  p' |　
+ a+ {+ Z) N/ |6 ~" R　
4 G. Y1 C0 W: m( V  P+ j* s; @1 e9 q
K3
0 c; J2 E( h! c3 T1 M102
144
165
　
　

3 f" r8 |. R6 f1 t9 w. L! N& IR
7 v+ G/ d: F: k6 r$ M128
. L( R' q9 H7 \5 Z4 N" N) k) e8 |44
( m, ]- I1 r) T$ T0 q% w) m14
　
. E* b6 D: t& W" V+ o1 ]+ _　
' x  _7 h) p9 Z/ S表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果
/ o, Z0 ]  Q: p1 g


5 j+ ~$ |$ `3 V0 [. R$ u& `8 K
分组号
因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

$ s/ S# w# _# m2 ^0 E温度/
) S" P% d7 E. [& W% |) h, `ρ（油）/（mg.L-1)
, ?# |; j( C3 n5 a( ~pH值
: n0 e" R6 N/ Q, l% k" b' |- Q
1
25
; Y- K  ?: K8 c$ A+ u( t368
4.0
69
" f; |1 W8 l: t2 Q3 s7 Z; z# i% p299

7 Y7 G1 P  h. K6 v2
25
  n: X1 L( C7 z574
6.0
267
307

3
& {9 _8 c7 X( K8 m- o) j& i2 y25
767
8.0
479
+ H& ?3 }% O1 [! B) I9 ^288

( r% A* I& D, @1 L+ p4
4 ]! Z2 P" [' P30
2 f8 n9 j6 L  X! s368
6.0
$ J2 A" ^0 Q8 M& N3 K$ z354
# C$ _9 G8 F# F2 a314
* H8 C# k! f/ K' Y0 `+ A4 a
+ n" A$ m+ S& m) {7 Y% s5
30
+ U$ v5 ?7 W- K8 N574
8.0
& E: @; Z9 }1 t" N( r! U296
278
8 }0 ]/ G2 ~6 f4 u
2 }3 ]3 P# }3 z2 r% f6
30
767
! {* Y+ e, n0 e, }4.0
* j" u2 w9 U& k7 |462
305
1 R: k2 T* p' N7 Y4 K  @. o  Z
' p. B" a. L% c# S2 ?, h7
4 e+ }- H4 b( B' |6 X35
368
8.0
142
226
! P, ?  {% N4 u' @2 \/ Z
& _7 d/ L6 P& f+ ^5 D" L8
* S7 A& N; R8 r& q0 ]; o35
/ V# w; f/ Z9 J1 e1 |! M8 D574
3 N; c- @) R" ^( m( }- m2 L4.0
342
% v/ h7 ~9 W; u) I0 x232
* m' o) a3 E) v
- s; z  T5 y% u/ e% X9 C$ g9
5 F0 R( J; H7 I9 v" c* r( l35
767
2 ]5 u9 @' g- d. f' v' K; q9 j2 j+ e/ C6.0
548
- X# Q. ?- b; J( h219

K1
824
769
- ^, a  t. ^( Z( O766
+ e# H# {$ V$ M0 [　
" y5 s' j; n# B( S/ u4 z( X  Q$ M　

K2
# t% f, p8 W; K& [897
817
* F/ B& ]% X7 |& m2 `8 B7 i840
4 [& k1 P" l0 @. @* I- b: g　
2 E  m: h5 x- w3 c  c' N4 T8 w- ]　

K3
* f/ w/ g* j4 C) K4 X% w6 X677
5 J- n6 ^7 T' ]7 Y812
792
% W2 V2 l: L7 u9 ?: i$ }　
0 b& t" P0 d8 j: A5 l　
3 M2 T- F+ T9 F: Y. R' }
- Q! r! W1 ]- I( I/ [! kK1
4 ^5 s& n' C5 M) }. a$ V( j275
256
! ^8 b  W% H& Z9 H8 Z2 s255
: _8 D0 u9 q4 o( U5 J; w! i1 r　
5 c. G" C1 N5 H& _% o" s　
, O" G  s, C. \# k, o
) p5 k8 c3 O" a) ~1 s% s3 ~K2
' A% G9 Z& I( @6 n6 L2 d1 Y& {299
272
! [" c7 n: K2 W( |$ d8 y280
　
5 @# x3 w, c& x! J& e* z　

* N  e0 p- a" g, L, WK3
226
271
; f  o$ E2 U  U* |% |264
　
　

' P3 s, S7 R7 T2 W4 kR
, X+ }. e1 b3 T7 Q& C7 S73
* I3 A% r0 J6 p6 Q16
25
　
' H9 w2 i) }1 k! [& N7 [( Q　
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。
) I* g! s: M+ d" N3 {2 结果分析
' A  i; a! {9 Q2 y- B5 J7 V( b2．1 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。
: ~4 G; x# s9 p# \8 H. c% g表3  4株机油降解菌形态特征

( Q* y5 M( j' T3 m, {7 V
5 z2 _6 x0 j( t
4 v# D4 ^' {5 J6 v% a
0 Y/ h: x; {3 ]3 o" e6 A! Z) Z形态特征
ZL1
ZL2
: x# G6 j  k2 _ZL3
ZL4

菌落颜色
: ]7 T2 n( p" q2 ^7 d  ^' H粉红
淡黄
2 T0 u# u0 V- n淡黄
粉红

/ W& }! L9 E  s) e菌落形态
不透明，微隆起，全缘，
半透明，圆形
半透明，圆形，隆起，
# z5 J3 O7 `7 `; F$ _! c2 p/ f# Z& o" t不透明，米粒状突起，

　
光滑，有光泽
光滑，较干燥
/ Z7 N* J+ @/ p: ?$ I) D6 @光滑，有光泽
较湿润

. F9 R5 P7 k. z+ o/ A0 L' [菌体形态
短杆
* Q. \7 d* K0 Y) T9 J' T; C  K球形
$ N: r" q' i7 i杆状
丝状

/ v9 E* |& @9 y) ?0 `( b( G- |4 v菌体大小/μm
3 {, x* S3 W3 q" s2 n7 _  p0 k（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
! V9 U2 X: t: @9 a$ g/ V) vΦ0.3
（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
: E2 |: h- F$ |8 X+ W2 Z$ P0.2×(6-60)

革兰氏染色
G
  w# p( ^' Y0 t. g7 g0 ^G
! O+ C" A4 p3 h: X9 ]) q! }( Q9 aG
1 D7 P7 A  q4 ^6 Z# t+ RG
0 ^7 A7 U: k$ l' s
: l( y# M7 l+ b8 |# r) F6 r初步鉴定
黄杆菌属
. d- z3 s/ C5 ^- u3 N微球菌属
假单胞菌属
7 a5 `, K) z+ x1 M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。

1 ^; n8 `( X' b" j" z3 结论
8 O7 U$ E' g+ \  q# C5 C　　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。

, ]+ U2 k) `% u' N8 f5 ^$ S
　　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 U1 P0 E3 `0 L# S" q+ d( a
, k: V9 A& L: Y
' g& R7 ]- }6 K/ Z  n% b
$ }7 b; V# r2 i! r7 m/ V& _% L
$ w% D) K7 E* H5 e: |1 c
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