微生物处理机油污染废水研究

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2 p$ @# @" p  n/ c- m3 Y; u　　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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# n/ I, \2 z1 R: `　　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)
% y- `  ?2 E3 J/ o/ [　　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。
% U5 ^$ s9 J1 e- p: P1 材料与方法
  ]7 F5 d1 d" v2 a7 L1 D1．1 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。
' |# U* ?- A- L$ n1 S! G& W表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果



, z# Y# I) T" N1 |1 ^) v  d
分组号
因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

2 J/ {! N1 Q' U# A5 e温度/
: z- m" T0 _' u$ K1 S4 zρ（油）/（mg.L-1)
pH值

5 H, W" N' z4 c1
25
424
6 B# P1 u- s0 i* O1 r( E0 `5.0
192
6 G8 w& k0 }* \5 z+ G; G232

2
8 j0 _6 q! j8 O0 R: `, q25
680
6 D. N. p" l3 m) \' a2 p; q1 Q7.0
$ p7 m. w4 a+ g( k416
, p* m/ Q$ M1 r: G/ I' L1 [" p9 Q264

% L: S/ z; }0 M$ z9 _; q3
25
0 j; k% ], ?' h/ e; w6 q6 b824
9.0
& h1 t. |5 ~( ^  Y630
194

- U1 U" Y0 k1 R4 y; t: p4
30
5 A0 w' l( x2 ?' M" T424
7.0
220
204
6 a5 w' D/ z0 T) N2 R: E" N: y9 e
5
$ b7 C$ U9 R* s; z4 Z' ?$ A30
680
9.0
# b( w% D8 b  I& b$ V4 h507
173

- m5 I1 d* _! `6
! S/ \, A9 q2 M' c30
824
/ c: U$ e2 y3 `5.0
654
# j+ n  `+ O( s. l170

7
35
424
9.0
297
# s1 |3 h$ R2 W' d, b) U+ ?127
( i: X! j9 {) ~( ?- c; I
1 }& {) T4 y4 n- M5 l3 k8
. d8 ?% b( B* G$ G2 ?35
' ~" E0 t! @5 o* M8 j1 s680
5.0
569
111

# |  e8 ^1 U' |9
35
6 U# I, Y! }/ }! l! k824
; _' p# Q% y  |  R" t( u7.0
1 u4 a; `0 L% W. I% k755
) N6 J2 e0 a/ G2 l2 i69
9 ^+ u0 `1 D* [, V1 l: G$ \
) k$ d5 C2 r, ?, WK1
6 ~1 d5 q- C( d; q& {- i) o690
( i; b+ `8 ~( n, L- @! Y/ Y) S563
513
' i1 s; k; t6 _, y( }　
　
8 p* q8 Z8 g/ ]8 L  n
4 X. ~: X% Q; @! c3 d: yK2
6 t2 e0 C6 V! P  ^$ Q: m8 }547
548
: L0 c$ O+ M2 |& Z+ r) h! R537
　
　

K3
307
( y: o& Y9 l8 g433
  T7 j+ e1 [) u494
. C- A) z! @) s　
　

( }. y" W3 f5 Z% k7 vK1
230
' U4 h3 P& S, ]8 j188
171
　
7 ?5 _/ x0 N2 V% c) j/ H　
  E! I) ^. R" C6 Z# q, w
K2
( ~3 x  m7 t7 d9 P% W( ?1 S' C182
. `* P7 n, a! g8 U6 R8 D% M183
+ {1 @7 B6 W" ~9 m179
　
　

K3
102
0 a& G* a5 H2 I2 [5 y# L# l8 J' G& Z144
3 ~* t) m# G9 ^/ d) w165
　
' M3 q$ d: w) U/ i" q　
! [$ f/ q* A/ i3 ]( V$ y# c! g' m0 {8 b
. O8 K# g) Q+ d, q. WR
128
, v* W# q! x( `& P4 @: y44
14
　
　
9 P9 b5 D) a, e1 p( o0 B- U2 ]表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果




! W% |) c9 X) k6 \3 w+ {$ X# X分组号
& D/ L) k$ E7 D- j% m" w3 ~" P因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
$ T+ m! v, k+ L5 X7 L* w降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
+ \* m) ^+ g% Q3 r& {
温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
pH值
+ }' Q+ k! j; b$ q+ E8 Q$ [
6 P) }, i8 O5 r; ^; F: I  G1
' ^" C" l6 p) L1 w0 E6 |  B25
# L) d3 Y2 U& g1 Q2 p5 I368
4.0
  \+ X0 v* J1 N7 m! u1 L! n69
* J2 F% x8 w, F) `* {& S2 F299

; t" r7 |1 X' C% B4 `0 `! |2
# H- k/ c  x7 N" o, B" v25
574
1 ^: ?8 _9 y1 E4 l* X6.0
267
307

3
' H" Y6 c8 c1 J: N# o  |25
# B  `9 n/ P& _% c/ ~5 n8 r767
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479
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: A+ q1 _1 U8 M7 E4
/ I8 n! W6 H3 d30
368
5 B" D) }3 m4 ]" X/ J6.0
354
314

& _) i- F) y; f: y# i& K2 r5
30
3 Z( n+ z# N0 V7 w4 j574
8.0
8 g# E; q- w9 F7 `1 |! F296
4 P; l# u' g2 u0 @278
$ V; a1 R* P' _4 G7 x9 T
6
  ~- l$ ]% I- J/ ^30
& ?3 k8 @/ W" ?+ ^- C  `& R767
* t4 q9 r3 D% B+ W: G/ p4.0
462
305

7
  l1 n# k( J. E4 ~. q35
368
8.0
! p0 M* H% G5 V8 U- R4 p$ f; t142
226

5 M/ b" J+ w, Y) i8
5 L1 I) j9 f2 ~( v35
574
4.0
342
232
2 i9 M% p, s7 C
2 D1 I, k2 o/ C  h: N9
35
767
6.0
548
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) M6 U1 X4 s  v2 ]) ?
/ L4 q3 `& c! L0 rK1
( l; n* ]" D* [8 d' `5 h" w3 P824
5 u+ o9 t1 D) ]* L# J3 r  I769
# u& ~+ ?2 N. s9 d/ I# |) g766
% e: r& P. ]; ]6 q+ X　
　

K2
897
9 z( j" x8 k4 D+ ~# k" X817
840
　
　

K3
) Q: B9 K' l8 X: _( [4 X677
1 F, t$ F% _$ R6 q' q812
$ J$ M. J7 y4 r% i, I6 Z% [792
　
　
( r, e' M3 c% k( `3 P
K1
275
% ~3 ?1 H; \  Z6 d! {) ^3 ?256
! Z/ e; p* k7 ?/ w4 I+ C255
　
. I6 d9 ]( k3 J　

K2
; A8 T1 {1 W2 h+ j( K/ V299
1 T/ O! u7 `9 k4 W272
" b( ^% S1 W9 Y8 t3 t280
( t) g- b, C3 u4 R6 U( L　
　
$ _, n' U; d6 f8 f9 A* w4 W2 p
K3
226
8 f. U* B0 L" l6 {% U( v/ `- S2 q271
264
) j6 `  C* W* @2 G　
, j. r% X1 A0 r  A1 O　
! J1 P- o' o- e: [+ X" r5 H5 F
R
* b6 Y- P9 V7 Y3 f; d% ^9 z73
$ ~  z4 u, Y+ C) e% L16
: ^8 j  B0 u8 P! U+ L25
, q; Z3 N" b0 W) N8 H) y" x　
, E* Y! u( U+ B; S- y, K1 K6 w　
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。
4 Z" o, z8 ]. L7 h2 结果分析
# W) d4 Y: h# W. V( O1 {, i. a) D2．1 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 M' K$ k3 r7 @
/ c  a0 j( d0 Y


9 Y6 R" k+ r- x4 Y/ `4 S形态特征
4 ~3 A0 R9 h$ y& E  zZL1
  N, v3 P: M' ^  t( K1 T3 QZL2
( G: L8 S# L8 a0 [  }ZL3
ZL4

# p  z. Z  G6 k) v, |: q菌落颜色
粉红
- b  b+ u! W$ o5 a, n淡黄
淡黄
粉红

菌落形态
不透明，微隆起，全缘，
半透明，圆形
半透明，圆形，隆起，
* R* q* g; }% A# m$ }$ m9 ^/ }不透明，米粒状突起，

　
/ |4 G% v% u/ J. ?光滑，有光泽
光滑，较干燥
: h8 {, Z% P9 t( f3 |$ N! h光滑，有光泽
, N3 u- ?4 N) a2 P6 X较湿润

菌体形态
. i8 t6 Z+ K" _- e: n短杆
球形
杆状
8 |; h7 D  w- @: M( K; i丝状
" d9 G. n. B/ q
- |1 d! J7 u3 G) c: P: k菌体大小/μm
（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
* a; |+ @4 y6 i# d5 [Φ0.3
（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
0.2×(6-60)

革兰氏染色
G
# t# T/ M& g! i- M" ]- ?* hG
G
1 [# H7 H& x5 u+ p+ IG
2 v' T- s: @4 v! i
初步鉴定
黄杆菌属
6 a  {( C& h5 ^: o9 x% p$ a微球菌属
. f2 e8 }7 w9 J: {6 b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。
, _0 e0 O9 c* F. h5 F3 R2 b; B5 j
0 [2 J, Z( o# `5 F- E9 y0 v1 p3 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。
: ^5 b1 m$ ]& l+ V
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　　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。
$ ?4 A  l  e1 J" U: K
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7 x6 X7 r* S; M: u1 ~9 w0 G
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