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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+ F! h' F( |/ l9 t) O5 _1 C( K
　　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。
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。
) w# C* V2 I* i5 g! Q, Q3 w表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果
: q% \. W6 P3 ^4 W; e


- z+ [7 O  e0 S7 W/ N/ R
+ J/ _% C8 F* |* i6 ?分组号
8 D, P" _# x* e: q  r! C# v因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

, ~3 Y+ k3 A% Z. ^温度/
" S, ]" ]; h9 y9 `/ B7 pρ（油）/（mg.L-1)
% Q; ]$ ~0 j2 K- b: K/ e, z$ \pH值
  z. z( h  I+ [" R7 e' m; X
1
. B+ z( P0 H) U8 O25
424
# u* u1 w7 ?2 Z! K- I5.0
192
232

2
25
680
9 n' b1 }% T8 R7.0
416
! \) y3 U+ G, W$ {8 Q; C0 l8 q264
1 Z# u; l$ D% S, f% X
6 i" E/ z! e6 _4 l# [' V" c* L3
25
) z2 J- G2 h$ T824
9 E2 j+ f7 |2 O1 t9.0
$ r! }" i. F; D4 ]# f3 f2 |! C630
194
/ p, A$ B0 h7 i
4
/ m: p# X8 r9 r# U30
424
7.0
220
204

+ l/ c* S( L! N! A5
  [2 G" I! o3 R$ s" u8 r* e$ G30
680
( z3 c+ o$ s& M8 l; |; [: Q- a9.0
! e5 H9 a4 Q1 b3 R9 S9 }& X507
7 c4 \: v; \* h! }* N2 P; U173
" A8 L) V6 K7 B5 u) t, d2 n
( I4 v5 M4 s7 w& u1 y/ O; R: W6
( L2 ]9 N0 _% J: \30
& f8 F* C5 v7 s$ k! |824
5.0
654
, y+ }* L$ R* d2 i6 F- b170
+ ^9 P- H$ b) n  l7 V0 {
7
35
% v  ~' F9 a* Z" B424
; h6 B* E- m' N8 Q9.0
5 U, ~- c4 P$ o5 v* E297
1 t: x7 m3 J$ n3 K127

" l. i/ P# }6 G2 H6 o8
35
' l! v8 W" H9 `2 v/ r680
5.0
569
111
. R7 b  W8 `& ]8 e1 [' t# a
, k# Z+ C/ `/ x. j+ E( }+ U9 _4 T9
6 M+ @0 _& h+ S2 [" L6 O" C& T8 `35
824
7.0
: W  A' H1 F3 D755
* D1 t% M9 Q4 R7 t1 C69

K1
690
3 L1 m0 ^) y7 H6 B+ g8 l563
9 P) `) M6 m$ K2 r4 z" O4 D$ V2 t513
　
+ U0 Z% j1 e  F9 U8 F　
' L9 Z3 G, ^: d8 r
K2
% |4 b1 c% a5 A* t1 I  x9 K547
548
6 g; E1 `% `7 o) R537
　
　

' u, d/ e7 @' c( w, _" hK3
307
; @$ \1 Q) {$ \, c2 q( L# E& d2 `% ^( G433
494
& j# M! q+ s; |2 h0 B　
. T7 I) S; f6 j　
8 a! a" r8 c8 ~  Q+ K
K1
230
188
  u1 `4 f7 D  v+ h8 M2 ]171
　
　

K2
182
183
- \* y8 r4 j$ r8 v! V; L/ y179
　
　
7 x) \0 P& K3 A( k) u
2 B- U3 K! ~' A) l  tK3
5 e  |- q+ x) ~, g102
" O6 T4 t; \. v5 A144
* N  B0 n. b5 w: J4 |, J165
　
/ S7 d/ h0 W1 G# x3 q- A1 s　

R
128
44
14
　
　
$ a$ V( H9 L, M; ], m0 E' c+ ~, @表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果
2 J. q. H4 [% M9 l/ i


+ Y7 @, `0 x0 a' `$ f4 L. k% i
分组号
6 S% r# P; S; I; U, [1 |  |2 L因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
0 B" L! k' k/ z2 W3 C降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
8 f  z0 s! o/ B3 v
温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
pH值

1
25
368
0 y% E" K* V- m5 c4.0
9 q1 d# A% |! |  r# x69
299
% n9 N: O# m5 K8 }/ o' `
2
, X4 X( q; C3 @+ W1 a, Y3 Y25
574
6.0
3 s" U" u/ {+ f# \- H- \5 Z8 N267
! T) n& n0 y$ q; B: F7 O307

3
7 i, w: L3 j( k" n5 m25
' [1 ~  |$ N; p1 Q0 M% R9 s767
8.0
9 R9 ^+ c1 c0 T7 V7 Z479
3 Z6 s% f: F/ o( N288

0 |/ `  k3 m7 F' j% n8 P4
1 k/ o0 E1 L/ Z2 G( z# {2 k30
368
6.0
354
314
3 D# Z, O  k; W( }& Q
+ a4 {; M7 p; s9 d5
* n* F  p3 o7 m. ~( K( g, V. c30
, f2 x0 m0 C& C" S! t  j: Q+ Y574
8.0
296
278

; G! Z& e: m$ x: V6 V/ |6
30
1 E; a& B( g( \& i! h8 E2 n767
  c0 g3 W4 b' |/ }4.0
462
305

' I1 q! z: T& x2 E3 n3 I& J7
8 @9 X, B/ Y# J7 `6 a0 v8 H35
368
- M5 s1 y  @+ M0 M$ f$ T8.0
* z- E, ]! s# U4 _, S1 j1 k8 M142
3 G0 Y# w) B# y3 P226
  C2 o& j; \7 Z8 x" _& |
& G  i5 Z0 z6 Z* E4 F8 A8
35
# d. M5 i* H" ^5 l2 n6 O9 p574
4.0
342
232
: n+ P4 |! k# u' v- [
% y9 h2 t! j; X  Q9
2 @! f. r2 |) X+ p3 O- Q$ t3 v. ?35
767
6.0
548
/ L# P, O* r$ S+ J0 c# A) l219

8 @, ~( ]/ K6 y: ?0 Z$ r" iK1
8 z+ s6 I- l# i" s824
* P! b& Z% y( M769
+ W3 }9 R8 }5 v# l- A7 c6 ^766
　
　
9 J8 w- g6 D) p5 g! t) H: _/ j
  J$ }# [% j; u, N! c" p: K/ mK2
897
817
4 M( Q! V% [6 P/ H2 U% d1 `840
　
: R3 T: V9 [5 n2 o5 c$ q8 h　

3 s6 [( l& e+ @, b+ K/ p+ U! }K3
677
, G! p. U) R8 x" o$ i; R812
8 G7 L9 ^' N* n, T1 b, m3 S# @792
　
　

K1
275
1 @! h4 }/ |* [  n# F256
255
9 q4 D& x) H# C( ^　
6 x& e3 v; d6 @　

K2
299
1 x5 y! t( [2 M272
9 {) V; ?4 u$ y' Z( D280
　
, R- B9 Z+ t/ Z　
7 G- E* a# d6 z$ r$ e1 X
! w# m' Y/ @8 L3 W$ gK3
226
* U& k, w$ @# r/ Z271
264
　
　
7 m+ O6 x, p) _; q( {3 h
R
73
16
25
6 b2 |. c( i! O　
2 O& b4 s& O6 G+ G5 b/ j% p　
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。
2 结果分析
- Z" n+ j4 U7 Q0 k- J) v2．1 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。
% h- F* ]  e& k' z表3  4株机油降解菌形态特征
: Y6 S3 l. C( s2 f/ R6 _0 I
7 h- [+ b1 Q, n% ]  P
! P2 X" O7 C6 k

形态特征
) S! V* x+ e9 FZL1
ZL2
; M0 N4 I  K7 ?" a# U$ N' oZL3
ZL4
7 g) X# l1 Z& n; e, S
' S9 u8 o0 A6 U5 V- N菌落颜色
粉红
淡黄
. B4 s7 O$ J; B/ R/ `淡黄
粉红

0 N/ g- \" D, M6 g) A7 @8 ?, x菌落形态
5 a6 I; N$ m! `1 c5 ~不透明，微隆起，全缘，
- O9 P2 N' S  \. S  K半透明，圆形
半透明，圆形，隆起，
4 T; ~) [6 j( V9 F, M不透明，米粒状突起，

　
# m/ b0 x  V# t* X0 B7 ?$ S# `0 {光滑，有光泽
- M! \. L  r( L! \# Z/ w光滑，较干燥
, y6 A. S" H4 V# D+ s6 e光滑，有光泽
较湿润
, q9 o6 R  @  F$ c, S
菌体形态
3 F* i8 A" U* {$ @$ f- A短杆
! J2 Y# m) S# `6 P2 M% `9 g球形
杆状
4 p3 T# z' B. l7 f3 }, v0 L丝状
+ W. I+ R! j* x; T' g
3 M: F' e/ E' ]% \' R& ^菌体大小/μm
（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
Φ0.3
（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
0.2×(6-60)
" s$ f6 g( Q; K/ M2 X$ p* Q
革兰氏染色
G
" D! t& s" g2 k1 I" lG
G
G

2 W$ ~. ~8 B, F3 |1 ^初步鉴定
黄杆菌属
1 R- ^$ N' q% q1 j& W* m, F微球菌属
3 p8 A: V3 I: x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。
3 x' D: R; q  e8 m- f
( d# t' E; S+ o- \  K' Q3 结论
7 H0 L  V+ w# F+ N　　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。
  k7 \2 `/ Y! R8 K+ S0 N
0 f1 a! R0 i0 i) S9 X6 q
+ i! C9 B# H: I　　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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' D. Z' t7 p' v$ b2 S
& d( C! a4 @- Z& P- Q# }- r
- }: j# x) a' o! Y2 C& k

( b$ e1 o9 s) h
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