微生物处理机油污染废水研究

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/ y, P, n) Y6 }- p# V. h! ?8 A　　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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2 Q& t8 r' ~7 y9 g9 F" l- g# H

　　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
　　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。
) S& v: T! g! L( I4 P$ P1 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。
3 j+ g- ]3 |. Z0 }! o; F表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果
* l+ t& d* k/ V& n8 ^2 F5 F
: b: _  ~  M# m3 \' N- E
1 U5 o( _  \0 {% u

( c3 \0 I% g# u' \2 B; f分组号
因素
& x. w7 |9 h+ F3 L8 g" h测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
8 e5 D/ u, ?/ |; B" a# W' u降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
- }: O' H  Q) T( @  P# H% j4 \
; u$ R+ E  m8 ^温度/
) O. B" Z, F3 Iρ（油）/（mg.L-1)
pH值

1
25
424
5.0
192
232

2
. r1 J4 g# _  J: y  Q25
8 D" t0 G) C7 h9 n/ R1 j( b1 Q680
7.0
416
, u# _9 `. w) X264
+ [, ~& ~2 s, f# T+ F- A" o2 x
3
3 F1 n2 `& A5 N5 V25
824
9 D( h; `5 y- z$ ^) O9.0
630
194
0 ~6 L/ F$ b/ ~. h
4
* @: C/ J) `; X7 S30
2 y- S% `) a' M- Z" W424
. _1 S( a0 W9 h+ ~3 K" H, ~8 `7.0
220
204
- x0 j9 V$ R# k; {/ ~
5
8 r0 M) V+ D' }* u1 {30
% H: d) L& M# w680
9.0
507
173
: Q- Q% Z' T: D8 C" C9 d. @
9 F+ t# M) o* N( X8 w) w' q7 N6
/ I% e- [1 D  _; r: v30
3 S' W! V3 b, D; u2 ?' D# b824
5.0
654
170

7
8 _7 F, ~( R) i  @35
424
9.0
0 A% P5 H, m8 ]7 `297
127

8 }; J3 L! T% x2 A* G8
35
& ^, @3 Y) B  I' w680
5.0
6 j- {7 E$ T: T9 S569
111

9
35
: V0 \# y4 p+ k3 W( A6 t. Y2 ^3 W824
" f5 o3 i0 `+ H/ O1 z. {6 |7.0
+ Y( d2 H: m+ A% t  T' v755
7 ~, g4 h6 |5 j# |69
6 E! R& f9 i+ |6 {
1 \* e  P( l" pK1
690
, b3 s  p9 k$ {! x" P9 \; C563
' i  p6 q4 @+ ~- G8 I) P513
8 m, k2 ?9 d3 a* ]& ]! w　
　
6 W/ D  y& z; G/ d$ o
9 T' b; c( v" f1 l7 N& XK2
" G, n" z" `" g- A547
5 d1 U3 Y7 f+ Q2 r  |* @548
& K# f( }9 f* p5 ~" _9 t537
　
　

K3
- B- W  v0 n# {* w8 h/ P307
* r5 _3 n$ i. S0 b2 _433
494
. q8 A8 f3 q( P2 x　
　
4 S5 U% [3 f( T9 h# S
3 k% J) f3 J' \4 zK1
230
& r  M* q! i0 h- n5 _# `- A  f) M188
8 h0 g! S5 q$ h. _171
　
4 N" S7 Q4 H2 Z0 _　

K2
$ P0 H% \6 V/ {6 t: E% R182
3 I' s+ H- W" e183
% d; K6 b" i. M3 m179
, j* o1 t+ _1 o2 O4 ]0 C- w3 t　
/ y0 K; a4 O9 f; {  T7 _2 Q　
( }! h5 _5 F3 g3 P* ]& _
! H0 w" `. j' n" [% f" |K3
102
2 m) _$ Z( R- Z6 t4 e- f$ E144
2 \2 Q! S7 h3 G. w165
! y: B+ Y/ F& B9 H　
　

R
3 Z1 k1 w; h& v1 ]3 S. H128
44
8 ?& ^+ Y* ?1 _8 S# z14
　
5 l3 t. l$ E+ q　
表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果
' o6 [2 X  B# T3 x5 X7 q* K

5 E/ D5 v3 |/ s
4 N2 Y8 _. W8 M4 |7 I
分组号
# g& B9 ]3 l* I因素
2 C1 J. ~: d3 p! O: M$ |1 Y测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
2 z4 i; y/ |8 l3 G
+ l' B) _( |& f  p3 W3 ?温度/
8 v7 f% |. E2 h& b4 i9 H/ `ρ（油）/（mg.L-1)
& F' B% v2 \2 u  m8 y( L0 bpH值
/ s/ r' ^! S/ ^4 H, a" D3 q  }& j4 a
1
25
9 s0 B- a/ }$ m  s368
; a& `! b  o" z9 H' e! W: ~0 n) L4.0
69
299
& W" s8 ?# e5 C: W: \
2
3 k* }! F: l3 C) ^$ O3 l25
574
6.0
/ p; m' V8 n4 e; Y# @, B267
) B; V8 a( X2 y& [307
+ X. \2 n8 {* q3 M+ Z
3
9 A9 }/ H7 A4 Q! D25
767
8 p5 H  X* c, ]# M8.0
479
- y! `4 A; @8 w288

8 c6 [4 R- a4 k- H& }4
; s& _$ ^. c: [. F5 \30
% ^( ]/ ~( T+ E6 P2 J368
6.0
354
( G# |" U- X6 A  t5 n2 r314
5 U9 f: h. V8 b
$ w: F; }$ m# O* f8 m* ~8 w* }5
3 l3 B0 E  O& z* N30
9 f. X3 @3 p2 G1 H, Q9 H% O" _574
8.0
+ d/ ~$ U6 T7 a& x" N& J296
278
+ N3 O1 o' v5 p
5 g  B9 _( D: |  M* E' H7 \) n, H* V6
$ e  P! x* Y- T3 F30
767
# ?2 o4 t& y2 B" B! e6 Q  q+ d4.0
6 T$ R" u" t5 G; [9 J' R% T0 f462
305

7
$ h" c& |" }9 ~# @35
0 e$ h, u' f- s0 V2 Z) K6 q368
) ~, k* D. o8 t* e, J. w9 [8.0
- ]- I: }, W" M8 @8 M142
! C- \% U. S0 T+ ]! v5 L226

8
35
574
4.0
342
232

9
0 i& n5 }4 }3 n( u# m35
) k" l+ ?6 \7 m  j+ u  |767
6.0
, T9 a* ~( \8 c7 i- u" @# s; r548
219

K1
824
769
766
# U- ~( o, i6 F# \　
　
6 e% H/ V. j, @% w
K2
897
; {) ]! l" C. C( ]817
- v6 G% C/ a& s+ B1 O$ ~! A; K840
' _( d8 v8 t4 p8 @/ b+ g- U　
　

K3
677
7 N! w  z0 c$ [4 s1 a6 K812
$ l/ d0 K* }0 G9 P) D792
# G: t. U; Q% k) [- A) O  \$ q　
　
( C* M; H' n) O* {0 B) E
( F6 h" S( q7 B3 }5 pK1
275
256
* }5 U7 l8 a$ M255
　
　
! f, m# {- p* ~$ l- O7 ~
  a( J% ~4 j; F6 p* |# C9 V" {K2
1 u% ?( k0 V) q$ f" l" h299
272
, g* P/ v+ \* A2 p$ Y280
' K1 D  n8 ]3 C2 ~2 F　
2 I1 T8 X, x1 |, V5 ?+ E! y7 p　

K3
226
271
264
3 J: c. b; l6 L& r　
2 J6 D& _5 R% a) Z1 v  z- f　
7 r, k& O  H$ U2 U2 x; a
3 I5 B7 k: s% l, ^R
73
) X$ f# p, }. a. k' i- j% T16
- I3 v# R  y+ |" v25
　
9 H% i- ?. V# u+ u) W& v　
9 r* Y% ~! O8 ~2 D1.5 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 }5 O6 \3 z- O0 ^  A2 结果分析
# J9 l& m5 t, k, o+ X2．1 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。
" }; M; c/ ~; Y6 |) K表3  4株机油降解菌形态特征
5 z2 i  r6 o. i+ R3 {: ^5 C$ y
( D& x* E0 c" u0 o: V  {


形态特征
ZL1
: C* s6 F7 E' @$ n0 L1 VZL2
( T  V4 E# u% m/ I0 k5 B7 |( ]5 JZL3
ZL4
2 ^; [+ Z- O( L4 m
菌落颜色
粉红
淡黄
: n" J& t5 N+ R+ A淡黄
粉红
) N3 j' i% w: j" s7 j) Z8 q
菌落形态
1 {5 @6 X; R. f  f" E$ P! R4 b不透明，微隆起，全缘，
半透明，圆形
半透明，圆形，隆起，
不透明，米粒状突起，
2 J% C- ^" u5 }4 S
- I; M* b8 q$ T1 t　
光滑，有光泽
光滑，较干燥
: ^6 G/ w2 T7 z8 `: {7 \- x% s光滑，有光泽
( P' ?2 b2 I2 a1 _: D; {较湿润
' D; ?. s4 `; ?3 R! L: u
+ |' U6 U  F! d) N菌体形态
" b/ a0 C2 A  |短杆
; H) q7 t2 I. X, K9 [$ c& j球形
. }3 X- B4 a( z$ |4 N' q杆状
! w7 g0 H6 Z5 j+ Y9 G" u丝状
/ }+ `0 G" ?* _' U* [/ I5 u3 I
% f# H" a  w- i菌体大小/μm
! a6 p9 H. a+ y( G7 x（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
7 n" Q+ b# t  G/ U/ |Φ0.3
8 g, S2 J6 O( C$ s! J) O; N2 ^（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
* f5 o7 S6 i% I$ R5 }+ d/ r0.2×(6-60)

5 _5 u) V  [6 ~" _革兰氏染色
G
, R7 B9 t  X, U5 ~' K  J+ D7 o% `% ]G
9 }3 f4 K' @, R8 g  Y3 k( \) N( x- xG
G

初步鉴定
4 X: p4 p5 D& b; O! S  t黄杆菌属
微球菌属
假单胞菌属
2 d% a1 \6 O( Y( E酵母菌属
/ b" D9 K' m: b2．2 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。

; g1 J1 {, h& N5 ?$ Q& o3 ]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。

" x! I0 j- B1 A% F; A
# Z! p7 g1 ~$ i+ p2 K% H　　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。
% a; y. y# e+ w$ P! c2 g

. d* t; Q0 v+ r0 ^! w* y# D" ~% C9 T
' y* u, T, k, E

9 w8 Q; i% u  h
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