微生物处理机油污染废水研究

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% l7 J0 W- n1 B4 F9 X　　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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1 i4 H" h3 B& k1 ~/ I, X
              
      
3 b/ F- L: ]7 d. Q8 C

6 b4 k  E: ^) c* E% v. z
2 w  X/ D  r- i$ Z1 }0 n" D2 h% x　　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)
. [9 T1 Y" y9 a9 l% w　　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
4 ^; F. O  y7 y  C% \9 i( M　　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。
7 _# y  a+ G; |3 U2 `( W3 o+ a6 T1 材料与方法
. y7 x' o4 k8 `4 w) |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

. d! _8 g1 X8 H" F. ]7 }
9 N- r) e, g' p# G* N0 L

. g3 o7 Q& n, d* T1 [0 w$ {" G分组号
因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
/ }* o. [9 U  m* c降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

4 L- c- P* Z9 C1 l温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
5 I) D4 z& Z7 x- V3 VpH值

1
25
424
9 Q: {# [$ S- g. N5.0
192
* f4 f+ [7 G& i( o) j/ R. Y2 U* {232

2
25
1 D0 E: K4 d) _$ `) i680
- n, n3 f- e! p6 w) H% x7.0
416
: p* c$ u6 t3 Q  `5 ~' F264

3
25
824
' I) s5 M1 r; ~$ I8 M! h" V: X9.0
630
194
. S4 y+ `, D+ W  R% @
, b6 T& ]7 s8 v, H, u  l/ [8 ?3 O4
30
424
' U* x6 r$ f/ e" J7.0
220
( r6 c1 D2 J) w. j: ~204
3 K- N' o% x. R4 @7 l! s, e
: C/ z$ [% N/ Z) p3 y5
30
680
2 [  M1 D# t0 s8 J. o9.0
507
173

/ x3 g; V9 [6 E( |/ |6
30
824
0 W8 L0 H) F$ c; k9 J- w5.0
654
- f/ P5 u. ?, x* h+ S& q170

5 h) S' N: n( [8 Y7
35
, O8 X& F. N% q  G. D# f424
& l# J7 i4 J) S) X4 \& D9.0
9 h9 @. I. D/ z2 s297
5 J) P( Y) t# m" Z  L) b127

8
35
+ d4 s$ S- y$ C! D# s680
5.0
569
3 \0 b. P2 m# X  o111
. p6 R  {; v) I' f/ j9 _
3 Q4 J6 g9 B5 a1 s* b* b9
+ I7 o; O3 V9 e8 K35
824
8 p$ d0 p' y9 E% D: V* z3 t+ h7.0
755
4 x3 a( ]  d, w7 n# m5 Q. v, K( z69
& f1 ]5 F; f/ |8 d
K1
/ Q; t" y. X6 d/ B. h7 N690
563
513
　
( t3 x3 N; y# D$ C- j- u) H　
6 ?7 C9 ?3 ]( [2 U
K2
547
548
/ M* n0 }3 i1 p# s+ I' |3 Y537
# I; T& F9 O6 S- N# k　
　
/ H! j* l1 W! ~; U. i
, |& j4 B8 t0 P: i8 q+ f5 PK3
* I3 t( J, y) j5 n+ M307
  O  l' @/ l1 v6 H2 f433
494
　
4 E8 z$ W5 c" a6 c0 L! W9 P4 ^* p9 W　
. \" m9 }* Y8 [0 Y9 \* L: Y3 f7 I
K1
230
, n8 A: q/ [% B) k& R8 o188
( }: g/ t" g+ V$ \171
　
　
; H6 |  z5 j0 Q* `+ ]$ U
K2
182
183
179
' W& ~/ P" p* [. d, Y　
! N$ b% X" y1 s" h! ^/ @7 d　

K3
102
% j# u9 ?. ]: c. a* Q( u- ]144
165
　
( ~4 s3 t3 e+ q/ K, {& G　
" T3 o$ ?- Z, h$ c0 H' c/ v% \
R
128
44
14
7 w* Q  H- W$ x9 }) D- q. e4 N; H　
　
表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果

) X, p, J4 ]6 a


5 G4 _* L" f$ s分组号
" L% K) h! D6 y, I) L5 P因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
5 [( B; J) b4 a. c, E
8 c* @+ z0 Y) `& i# C6 U2 t温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
pH值

% X" S8 z: |& Q2 c% {9 h, C1
! d% {2 Y+ a) E/ y4 j# l9 {, l/ B25
368
9 N7 ^6 z/ |% @1 d* Y, v4.0
& X8 {9 n! m0 V$ _4 l8 h5 g9 U9 b69
  J  _$ Z% u" n$ Q) B  K# k299
& q# f* t+ S0 g: [3 y+ t) U5 m
4 N, v4 ^$ Q$ N2
5 H3 P7 }) o1 H5 L  L+ T25
574
6.0
; E7 M" ^4 M3 n9 R' k267
307
% k% k5 v8 U1 Z6 F8 g
3
- C) U: @& v& x1 @25
/ C9 e. Q/ V1 a# f. u767
3 c. z0 Q& s; }( Q8.0
3 ?- L( U3 N/ d6 W3 K479
288

4
) t4 c6 I& l; r1 ?  D30
368
& N' t: i$ |  x0 K, ]# k5 P$ c6.0
5 [& K2 b8 T) u) A* \354
% h: s4 |! F! v. n7 k# W) V314

5
30
574
8.0
296
278

6
  N4 I  Q* u" E. r30
9 Q3 u+ V' n/ ?; |767
4.0
462
305
- E8 I) K! _$ ]7 t% ~
* D! o  S7 W$ W) ~3 }7
35
368
8.0
142
226

# e% I) J5 n% h: e. H8
4 K% S/ Q8 F. O35
% @1 ]1 x. v+ F5 q574
4.0
' n" d( J* w$ q  p6 }342
/ J" j8 i( z- T- T; ~232

9
$ h4 J  k  j% w  m' A+ k35
" _) v- {1 S9 N. z! `6 T2 F5 i767
0 J# T, F# V+ u6.0
  x0 r0 Y/ p5 ~) C+ h* k8 s548
4 |4 E- a' F& T2 ^9 D219
0 y4 }3 [3 q9 X  O, L
' _  ~$ j+ I! gK1
824
: Y2 v/ w: u+ v4 p6 D. m7 {1 A769
- S# Q6 N+ A* s. w& s766
　
　
, N  b& I: B% h% d- O7 J
8 S3 {$ ^4 Z1 q  U- L! A% YK2
897
  l3 i8 X* a3 J4 z7 @817
9 {% q' `# Q5 c5 U840
8 M( k) Y0 C8 @　
　

K3
, |$ @) S* y" h% P0 C+ ]677
, n3 E$ P5 d* d7 H/ @( m$ W812
792
$ \. f" R' M/ V( B9 p5 P　
7 r. \9 N4 Q  s8 o' D; F　

6 @3 g4 |( Y6 m( z0 d* I  uK1
275
256
255
0 h1 f! O2 m7 ^5 [2 Q　
$ K9 L8 j+ D( I' W　
6 Y* ?3 b8 U, m# G% B
2 @1 B4 W( O. M/ w" D7 h& g3 V, XK2
299
272
- ?6 @( M8 h2 f. [  X  `280
" A# D* G4 G9 o, k' C2 s　
7 n* e+ B6 q3 ?( H0 Y( D　

K3
& T' [, }7 U" I5 n8 K1 J  k$ {226
271
264
4 d/ L2 m1 G. `, Y& G& ?' g* K　
　

R
4 L# \; O' f1 X! r, ^- E73
16
25
* _/ h  h1 z8 D/ r( _　
( L1 Y  _, K# {　
' b( q2 o4 i! {. M7 B* }" G1.5 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 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。
- s. ]* {- q# \0 t' W1 e' m! ~表3  4株机油降解菌形态特征
7 O5 [8 V' h" P- G


* g, N9 ~% G4 |" W6 `3 Y7 m
形态特征
ZL1
, |9 d  ]/ [! C" A' G0 aZL2
2 K" e4 X6 G2 s$ lZL3
ZL4

菌落颜色
粉红
淡黄
淡黄
1 C  O5 a) ~) A1 O! k粉红

2 |, C* k# g2 C8 A/ w' }菌落形态
/ I3 y8 o: {0 C# y5 z/ E不透明，微隆起，全缘，
半透明，圆形
; D/ `, S0 g( l8 Z! B7 S' R4 b半透明，圆形，隆起，
) Y' _; E7 x& r* B  ?! I不透明，米粒状突起，
# P; y5 `6 |, o9 l! G; l+ c, @# p
- z7 i# x; v0 ^　
光滑，有光泽
( Q" e9 u* P# k9 _0 S8 K' o光滑，较干燥
2 k' y" w- x% Z0 O$ X) }+ o光滑，有光泽
较湿润

" |6 O# @+ C) g' O, ]$ \菌体形态
8 k: U  F- v- W: U" U短杆
: }8 Q# O. M, }8 q0 W8 i球形
杆状
; O4 B2 F8 L$ p# v, `丝状

菌体大小/μm
（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
" q& {3 d+ j9 K4 {- H& B& W' {4 n( cΦ0.3
（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
' w- l& P% J+ f- M" n. \& L0.2×(6-60)

革兰氏染色
G
2 F9 \, s9 _) b1 I/ M( N* ?G
: e" P# d; J5 Z- K' {$ |; Y, aG
/ G: }  A7 ~* S- f8 A- zG

初步鉴定
黄杆菌属
) K, q2 N$ _! Q  l微球菌属
2 d6 B! K9 ^0 `9 S9 x5 u3 x假单胞菌属
酵母菌属
1 ?* W: s/ ?7 e1 z5 ^4 H& Y2．2 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。
# Y. B# l0 S: z1 G  H
3 结论
4 I' ~" b9 h1 H( ^$ g　　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。


& B. A, g" ?$ h% R3 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。

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