微生物处理机油污染废水研究

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9 ?1 T* q6 k! h4 H& k$ W' {　　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......

6 b: Z& H4 `! C5 e5 w$ i+ r7 O                           
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  S+ d  r) w0 q7 q* k( V; C% s$ Q              
      

8 F9 u5 s5 n& d& U+ @" v: |! N

, `% \% U* [- y+ p1 Y　　中图分类号：X703 　　文献标识码：A 　　文章编号：1009－2455（200）06－0032－03
1 b" n5 \, g' k6 y  p7 ~2 ?$ OAn 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)
+ u+ l1 @. v$ e　　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
6 p6 p9 x8 V3 ]" R6 c6 Z; }' ]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
% V; b5 f8 P' O6 u  ^

9 w8 l' n* I2 Q7 a7 F

分组号
因素
) J8 i" e+ y, b7 l测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
' n0 z2 C8 U- n
3 K0 r5 U) c" [; C温度/
" ]2 o2 V- W9 B6 g8 R7 D# \, Eρ（油）/（mg.L-1)
pH值
+ k% u. @7 ~/ O4 [* e
% o- _" \1 _- U4 L1
25
, ?4 J" k# e4 {424
5.0
& M$ o, B4 s9 T192
( B6 l1 y& U1 v  \5 l3 j6 y" ]" X232

( `' j; n9 ^: C& C1 I2
25
680
7.0
416
3 ^' E3 s1 ]# e/ F! b264
4 A, V8 w" Z6 p" x% [1 f1 a+ \( z
3
& H/ _8 ?. ]0 p5 ^! m; b25
824
; G# f" q  l, e9.0
630
7 z; j; z: |( q& S7 z2 V- ^- F3 W# s194

, l2 J7 r% {; @+ k9 c; W) {4
30
8 ]2 q3 {0 d2 a/ v& p$ c424
7.0
220
204

  c) W: O: U1 s# ]& B# Y' G  Q9 {5
30
680
5 P: K' ?1 V7 G3 b, x$ w0 p9.0
507
' o% \. P6 E( P* i# a( P9 s4 [173
+ a0 G% C* E3 A8 x/ w
9 S: U( \! c6 w7 {9 C& ^# p9 l8 r" Q6
30
824
5.0
654
/ v. b, s. _# T$ n: G170

7
1 U4 j( i3 M$ h# d( L$ E: x35
3 k; U$ d/ H  d% J. l424
; y, ?/ e) [' Q0 F9.0
  U* `: a' F/ ?3 S( J# y4 n297
) u3 ?( F1 b; W# ]. W127
8 Z+ B7 Z3 c4 j& G) a
8
' `9 q. }5 K7 g9 G4 H' b8 d/ M35
& W8 C: U7 U# N% g& L+ v3 D0 j680
- B" `+ Q' `0 e& b5.0
569
111
7 o2 ]# p2 i; U8 B8 O0 K2 n
. e: g( A9 w  @, U/ F' Z9
: b. t3 ^2 ^" A$ W1 u35
* K2 ]% s$ h( f& _+ n9 n) Z9 ]$ Q824
' V3 y' q2 h: w* U  `# M" r7.0
! k2 @9 n' h4 W$ ~# e755
2 ?; C# U5 S6 n3 ~, k69
# r; q' {9 |1 g8 R8 f  U: E
1 C7 I  f" x" pK1
690
563
513
, P$ m. p- `* Y) M: ^3 s# H/ i( I　
　

K2
547
548
537
　
0 v' J$ p9 _+ G8 K3 e　

K3
. U# w5 C1 m8 e9 d. z; T6 b% C; C+ x307
) L+ F+ j+ K! Y& A433
494
　
　

* \: K$ Y6 Z5 i- o0 o1 a! D& AK1
230
188
6 j! \3 f# n9 h$ k# H171
　
　
! e" B5 G) V* Z/ n3 s/ k: r/ }* r
6 Q* ^$ ~  W4 I- @0 ~K2
& E7 E/ Z7 Y2 r1 y6 ]: `. L182
183
7 H+ m+ b/ Y: k- e: a; |" f# D179
　
　
7 `# O! h2 D' ?7 g. [% _$ `
K3
102
144
165
　
　

R
8 G2 B5 R/ R; d2 U# ]; T$ i128
44
14
　
7 A  ~) [1 P6 v' _　
表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果

. J) l" \' C; ]

+ h* U# |. e( q! R0 C6 Y& P
9 a) v# e/ D& D- C, z) @) _分组号
因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
" k# q8 X6 t; c4 `6 J8 o0 D降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
) \% k8 [( L# U4 f. q
( g0 {. ?/ J. D/ s5 O温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
# d4 {# }0 Z) w. Z6 v! ]1 H) GpH值
" @. v4 A& |6 v, p( h9 D
1
25
9 z' m  _! a' Z1 T! G/ I, i+ Z7 O368
4.0
69
299
$ f3 W. ^+ z- E# J8 _* C
2
, O9 i7 n* d. N* n) N25
4 e" Z2 b) y2 t$ z574
6.0
267
307
( _3 s6 t' w8 O) a9 F
3
25
' P) D( h( E" s0 R767
8.0
% U  @8 H- h! Z' o* U7 s479
4 T4 j* B! ~- h2 q288
; A( W, B: }% e5 N& B
4
  C. ^4 R. a4 ^0 G* D7 l5 H30
368
6.0
354
314
5 {8 D- h- g; ^) O3 T. X6 l
* ^4 z5 R3 A/ M8 @. x5
7 F9 r) l5 Z2 h% w- w6 I1 q3 K30
574
8.0
296
9 O3 S3 L$ J0 p# I) c278
4 O/ F1 h1 E1 G
0 |  u- Z0 h$ j% ~! c7 m6
30
% `7 F, `( d' K$ i767
) D4 ?# J9 p. v4.0
6 x: ^4 F& @9 H462
305

. ]* G( I  b+ V7
9 r6 ^$ c0 ^2 V# r$ p, u4 c* L35
368
0 J+ y& v; T$ \9 m9 N/ @& f8.0
142
226
2 R0 I, m( y( [6 U1 ^& D
8
35
574
! Q, t5 z' N2 Y8 c4.0
342
232
; c  Y9 m4 s, w9 u- K9 B( R
9
35
1 }( R& ]# V+ v6 F" N767
6.0
548
219

K1
824
, l1 B) N: U8 A* t9 `' m0 r9 y769
. \( K" |5 s$ b) _2 X766
* l2 {5 ~) C* `9 C# a# J6 c　
. Z2 \; D- g  n5 q　

K2
897
817
840
3 S/ |- J; m, E8 R! Y7 q% u! v　
　
3 R3 m# q0 F  u) J) D/ x
; f1 y( E# h( l# @K3
- e8 @; u9 Z: e+ k. P/ [677
812
792
) S' U) X: W) o! C　
　

' P3 b2 R* X0 h0 r+ oK1
275
5 J% e1 F5 }% @0 ~256
. \3 c7 r2 D/ X0 j' R& M255
. G3 S& @6 \9 }# E　
/ i) x1 D, N6 [2 E　

K2
+ l' a7 a5 i. l; S" S299
* Z0 R# h3 t3 M' m/ T272
280
　
/ U1 A1 g% R( U' f+ a' l& r1 b) M4 e6 A　
  V7 z# r1 N+ {; a2 T2 f2 a/ i9 V. J
K3
226
271
264
　
/ B1 L8 C& a- ^" f/ `7 v; U' j　
* I* d5 R. _: Q  {+ ^% y8 D9 }
+ K* a# k! m- w( _" x9 dR
73
16
/ w  e* j0 W  }% T7 A+ v25
　
. s  Z# l% |6 {$ `# @! |　
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
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



9 g! M/ ~$ k7 j. G  Y
: S! F, m- r& b3 m形态特征
% \7 f* W4 K4 DZL1
ZL2
& _/ @9 s7 _, K# h; CZL3
7 H3 @, F3 g4 c' I. O/ V' [3 MZL4

' a; Z) M5 R  l% r  V8 {" n菌落颜色
粉红
淡黄
淡黄
3 f5 M1 {5 W4 g* a5 z粉红

7 `# i& j4 R) F- E菌落形态
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，
0 q5 {% v7 H1 d  d4 l3 _
　
8 x! k1 N# N# N  c光滑，有光泽
光滑，较干燥
光滑，有光泽
& H: b8 d- p" u) ^0 F# |# _8 p6 B较湿润

菌体形态
短杆
6 S/ T4 Q  {2 Q) K球形
杆状
. `# b5 e9 i0 a& \- s丝状

菌体大小/μm
' C1 e+ h# @# ?4 N+ q0 a7 a（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
Φ0.3
4 J+ e2 M, x; N& Y（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
0.2×(6-60)
) U& a! L/ |& f9 ^; O
/ h; [% H# ~/ M- o1 |革兰氏染色
G
" D8 W% e2 k0 ^1 q5 J- JG
G
G
/ p" D, J2 J; V! `4 K" H
4 c+ v2 _. B. g' ^: H初步鉴定
黄杆菌属
  |$ x+ s) i# r; B微球菌属
' ~( D4 A& e4 A! N% v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。
4 x; F: y2 j) m
3 结论
% i- l' ]' K' o6 q0 }/ w8 r  A　　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。


　　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。




9 w5 p4 k4 z9 m/ _7 ?0 }0 j% u/ j

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