微生物处理机油污染废水研究

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( ^. Z) b/ Y( }5 b& I7 \: Z　　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, X......
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# }* Q& r. ~6 r& }/ H. H                           

% N, R9 c  M% _: S3 w              
      
. _( y- U- v. [0 m$ ]3 j+ N, V+ O


　　中图分类号：X703 　　文献标识码：A 　　文章编号：1009－2455（200）06－0032－03
% u; u! `, C: D: {7 v/ L2 GAn 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)
' N- D4 B! j1 T$ g; v# }　　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。
' X- a& x) A  r, w) C' H1 材料与方法
3 r* B& {! C3 b9 @! e- [8 R& |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




. f$ x4 S3 D# Q7 H8 e) Y0 {分组号
因素
) r+ y. i& J6 ^) q7 ~" U测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

3 X; v5 y0 R% s, b温度/
# S) w1 {1 J' qρ（油）/（mg.L-1)
  e, d6 E& a6 `6 F$ P4 w; upH值
: M3 {% \' M4 b5 ?* M% u
* C; t/ H% O6 A/ U: X* X2 f1
' b6 A- [2 F' x, J" C: A25
- W$ c( P7 L" _424
5.0
192
232

$ a8 v# ~- e: D" q5 g* c* j2
8 S& F4 p, Q( O2 D% ~! v25
680
7.0
416
1 V6 @: A; V" c264

3
8 t. \& H+ E% S5 z* \" ^$ L25
- f- P& K* c2 G/ r824
! Q& G2 W& R/ A1 B3 K+ e9.0
630
194
" `, N- k6 |: [- x. `" H
4
( t, }5 F) f1 q1 [5 E30
424
7.0
220
' ^8 Y1 [) P% h. |& A) Z' `204

5
30
680
# b3 `9 i: e3 a8 g1 ^5 K9.0
) o% V+ e' [  l2 p* U$ H507
173
; H* p4 P- e4 U" k  Y4 H  d
6
4 K/ h% q0 W5 z30
0 b- g9 Q' |  {  i2 r824
5.0
. A9 l9 e% I* E654
170
$ ]0 g( Y& `% q" p# X% k  c% p
( e: D: T# d0 O3 b7
35
9 A# B5 r3 _/ v# j424
+ c2 e2 c0 w0 Z9.0
297
( {2 [& a7 f- i5 j" D0 d/ @3 D127

- Y3 a  |9 M; K8
35
680
5.0
569
; ]% P9 g* ?+ D( ^- G3 H111
  ~5 P' i; F8 \  g: s
9
35
824
0 X7 [7 n; Q) F0 b8 ]) j$ F$ T7.0
755
+ w4 i% b# e9 S- G6 V4 W9 l69
# k0 ?, l5 W' p9 F; j
* e" ]' S# f/ @0 f9 w4 p# zK1
/ y6 i: @0 {+ z* z690
6 m4 A* w6 ]0 C6 r- p# _563
513
　
　

% L1 K. N% u# l: `8 ?K2
) ~6 y- G# n# Q1 Q- `547
5 A* U2 w# d/ c- K1 K5 L548
537
* m5 U  [- v5 e8 p# G　
　
( S5 ^5 F0 y( b5 `3 b
4 `% ]  o/ W' E6 V, W1 }K3
& D$ L6 M2 j: x9 s# {307
3 G, c1 a3 N8 _+ o, v8 B% Q) S. k% i433
' K% R( M5 G/ y& h" M" ~3 u" h494
9 M$ ?' M, q7 S+ `　
　
$ A4 ]# t4 u9 Z+ H
K1
* k  f, z0 t! s/ s* k* ^' ^! i230
  ?# o6 {' C- J0 c( J8 h188
2 \9 t* S9 d. Z1 H2 p* }171
+ `; j8 F" h0 x/ J' t, d% F　
　
0 K" ^+ f) _7 R" `9 y& `# Q
K2
) e- u# z) g# N  g  \  N182
1 c/ d8 z1 T  H+ Y* H# Q183
179
　
0 x2 T9 O0 _# c4 Q2 }: P" B　

K3
102
0 d/ w  h1 V1 q0 O& k8 X144
165
　
　
* R! G) f% ]7 H5 \* k
R
/ g7 j" b& g. Q3 E% `8 ~  b128
44
14
1 J9 L3 V; ]/ N% L7 X  y7 ]; m　
　
表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果

4 [4 F" p) Z) A; |* ^
: B( c; I7 A: j
* Y& l; S" B3 S5 _6 P) ~
: u. p' q3 a1 Z# ^* g分组号
8 X$ a9 o1 q' y0 _+ t) W, P/ u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)
; }- Y' |- h# a! h: g3 EpH值
3 D% v. X# b6 j! P
1
3 i- E% ]3 ^3 x! H: v25
* y& \8 H$ m! J368
! U: @/ W- d& h9 C4.0
* [1 ^; _9 A  N/ m5 T  a69
; `" ]' `& t$ U2 G. f299
# B3 Y3 J4 A5 a
2
25
* X: }0 B: Z3 t9 _0 }/ H& H7 b574
0 x# }$ M. O3 f' P6.0
7 w" F- R9 y8 D9 p267
307
/ N3 x& _& ?4 U3 G2 m% j4 b
3
1 U& s  d& v' l: R4 F  [7 y1 d25
0 p2 n# l' c- `- x, }767
8.0
9 {/ g6 e9 o% ?" o5 d; Q479
6 }: q8 e$ n- _0 z: t4 w288

4
/ V7 e/ \! N5 ~* `$ Y- g" Q# b30
368
3 X2 P! @7 a3 H% h1 k7 @$ ?6.0
, o3 D' E9 J4 e. a% ~- p8 f  \354
; O+ p% i0 v, y3 |% c4 r0 x314

5
; @* V3 L* n& z" \5 O) X0 y30
574
0 W  K9 y' v$ I0 m+ v! X; G8.0
296
278
2 N( H" Z9 Q% q0 S: t; r
6
- m6 B6 U6 h: I+ d: v) t- F1 q& `30
; d4 [1 P% ]" Y( m; Q  a$ ?767
4.0
462
305

) a8 |/ x* m% x# |! _7
3 y. Z. x5 H! Y, j35
% h1 J' L( I) c+ D. v; K368
8.0
142
7 ?5 w: ^  l+ i1 T) ]226
) I3 t' o  \  z& ?
8
35
& P* k. N" T+ u; R4 A0 R574
3 j9 F9 T% \# W* x0 p7 [8 X4.0
9 ]0 }; L8 H/ T$ [) Z& P342
232

9
35
767
5 M, o6 g+ m2 B/ p' F7 r6.0
' {! A: v& c' y! G3 {548
219
- h4 \  ?) T! Q& k: E* R
K1
/ S3 X7 e1 s. A824
769
- C$ z6 k4 ~3 i766
( N2 q& ]. h( z- G　
　

K2
2 L8 M0 ^$ S2 @: W4 J5 N897
817
840
　
: y. E* z0 [) @& R8 ?　

K3
677
812
792
　
" D& C$ C$ s' F& b　
' r5 {) K, d9 f1 h9 A
K1
275
256
255
　
　

+ u7 ]% ]3 b2 |. TK2
299
, W4 C: \1 k( _9 j6 j2 }* c272
280
　
　

K3
7 B# u9 ~5 B; y226
271
$ h! J& w6 u) T0 K: h. Q264
* v2 C) P4 d+ q; R3 m　
　

' S5 \# q( S; \: Q" p5 m' ~0 JR
7 ~# U7 R' R6 Z( m' Q73
16
: C& B4 G! g# ]) D* h, ?25
9 N$ D  j3 u. f　
7 ~7 |( |$ x( d6 ?　
2 f+ j+ ~6 j; Z: W1.5 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。
6 ~4 e% g3 x9 h6 k2 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

5 W8 H8 {4 l2 x7 f


形态特征
ZL1
9 G% c% ~; Y: gZL2
3 p2 k9 }5 d3 Z* m- VZL3
ZL4
, M  _* w* [8 G/ @2 O2 {4 G
菌落颜色
) m( i/ ]1 o7 A$ }- W! [8 r$ {' V& c粉红
$ f) o+ f  k2 a. y* q. G; s- Y. w淡黄
淡黄
粉红

菌落形态
2 y+ p0 p+ u2 K  f3 h: a不透明，微隆起，全缘，
  G( `7 E3 o; a% e6 h  u' s半透明，圆形
! T4 s$ X# c3 a! t4 [% r. Y  F, I半透明，圆形，隆起，
不透明，米粒状突起，
/ ]* f5 o& m1 a: T0 S" ~
' c8 M/ f- R; u0 o) L3 o" B7 q　
光滑，有光泽
; c0 w4 o& j7 Z0 p, }  ^- `光滑，较干燥
光滑，有光泽
较湿润
% T7 A7 S9 @* D" x9 U
/ g- S4 [' L  K6 h菌体形态
短杆
& H  @7 B" M5 U( L球形
: T) l$ \% y  D% Y. ~, j) _; j杆状
丝状
" v3 N+ c# Z4 T
菌体大小/μm
（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
/ @2 _4 z8 N, V' g' }8 dΦ0.3
6 y& P5 U- \8 Y8 i" V（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
4 ]+ K3 _2 l, w8 D3 S) M- J" P# W6 p0.2×(6-60)

革兰氏染色
9 F' E2 {$ ?$ y( h* xG
% ?7 M. n; J; m3 n( Y0 zG
2 v, |6 i% m% e* NG
G
7 O7 Z: n, K, I
初步鉴定
0 e: ?- n* _/ U9 i黄杆菌属
) N$ i, W; d$ G0 z) o' J微球菌属
假单胞菌属
( m+ m9 }1 N3 P$ l5 d0 X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。

! U' z) S, m. ]  Z" J- A
　　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。
- _$ `3 w" r( U/ p& @( d
- g% \; Z0 e, A4 d
' E6 K: L4 W9 }5 c) r
) s/ i  r  s4 }( u. k/ \3 K8 w. z

8 A3 P, y* j1 u# G/ |: e
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