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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0 Y  V* `0 M( P1 ~! R  Q　　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。
( M% D3 K( l. L& J- _1 材料与方法
/ T4 `5 U0 q1 d" O. E6 {* k& J1．1 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。
7 n" E- X, y% J7 l" e/ I' w7 i表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果
' b( a7 }+ x/ p. L



# A- Z) N% }9 U0 f& o分组号
因素
! i+ D1 _; f# m& U测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
6 p5 a4 w6 }& Z4 @7 o( w7 ^% x
温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
* i0 N+ v, ?3 N" k9 `" V" opH值

2 l" ^4 u, ^1 J. l" g1 @1
2 w; w$ I1 y0 j1 m: ?8 J. J' {25
424
% ~, ~, {/ j' {* d) l  A5.0
192
232
, _. q# `$ q7 X$ t4 ^/ z
' Q" y/ c  S: ~% @7 J8 |2
25
( ?- g7 q/ }( Q8 Z. o680
/ a1 y) ~$ v- f2 M" u7.0
416
# }5 X  U2 w  Z264

3
25
824
7 o1 u' w3 g: j1 h3 @& ^9.0
* D( ?/ N9 a/ }1 }* ]- i7 L0 M630
194
( \1 C- D* G7 l) G% }$ [
! ?$ u8 o! [/ o. K- C; d# L* |4
; |+ [" i3 Y. A) L1 C# P( p30
& U" e" V7 f, B% K424
7.0
220
204
' K. z6 W% l) ~, s
5
30
680
" e8 s" O, g- j. a9 F9.0
/ Y' i- `  q2 K507
173
) a! R- i; g$ o* e. \* J
6
30
824
5.0
654
170
) h/ O* X: a/ G( ~
7
% y, W% s# Y" h5 Y35
424
$ w$ ^" S9 B/ o9.0
" A" b2 I& F; ^9 z; d297
# T2 L) Z( T+ I2 h+ }+ U9 [4 F127

8
. e7 V, A( Q" K& Z; x7 z2 F35
5 G; g' v' p+ `4 n! m1 ~- `. R8 V680
5.0
569
111
* L1 U. c& w$ ~7 M
3 [0 t( x9 k9 y, f& I- c9
35
824
' [; Y9 }: k& \( c7.0
755
69
% h9 p, |6 U' i2 ?' \1 \6 F
/ ^/ a8 Y$ r6 Y' A2 {) z% ~$ xK1
/ j- {2 m6 `* z- Y5 x1 x690
# n. c' |. ^" m  y563
513
　
　

K2
547
6 E" Y/ H7 o, T7 k548
' ~! D# \% ^+ g1 d) z6 N537
: E/ e$ Y: u- ?6 G　
　

K3
' T& s  B! l4 q% H: }307
433
+ d# i: e$ r. ^% {' o494
　
　

K1
7 W; M# g0 ?, O8 l$ m0 S0 U7 ?230
188
6 d* O" O! {4 k4 P. G* E9 P$ Z171
　
　

K2
+ ~! T+ e/ r( I8 w  \2 z% |182
; }& s" I" Z, g: r2 y& I2 H7 E1 F183
179
　
　
. d& K2 B7 c- x
) H4 r& V: W; i3 P: R4 _8 OK3
+ ]& r8 z. ]. g% `102
144
+ \( B2 g! M6 }6 w% A! Y- u- `; C6 h165
( s  u% ], N4 x5 f" t. P+ S　
  R# K' b4 T2 D2 T5 Y: F　
2 K0 Y' ?1 y9 f+ P0 F- A
, h5 G2 P: O6 ]7 [R
% E/ G2 K0 {# @: o128
3 H! h4 ]# k6 r6 y( i+ M( O44
14
　
　
9 i9 q  k1 F: p& }% V表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果

1 U7 c5 c7 S% d8 M


分组号
因素
% ^* h! I' i" M1 _* h; G* e9 f* O测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
% K4 t! f- j/ T' f降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
. [+ ]/ Y7 P% A: n8 f5 m2 ~
: i. S' L7 J/ v# h2 R温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
pH值

1
25
368
4.0
( b9 n+ m) z3 _2 W69
* Z2 E. c( ^/ G299

2
25
574
1 b5 K$ D+ u- e! ?( j) m6.0
267
) N3 J4 S! {/ T# Y. @0 }; L3 g307
: Y0 @5 d8 I& C0 A2 T' V& i
3
25
767
8.0
479
288

3 [/ d5 l% ], z+ q4
30
( M5 W5 w  K8 f' E0 i368
% O( |* i2 X# H6.0
354
  d9 E) ^6 B- e) ?4 c! W1 K& R( [- }314
0 C3 c0 w) {5 S+ U5 G
6 o- A2 p  T* ~4 F+ {3 S8 V5
30
574
2 d' C8 j2 o* B- h* N; F7 x8.0
& S' v" ]0 ^: V' c4 ?( w. p0 w296
: h2 r( i3 {5 @' s! h- w278
: g/ `+ a1 ~) j4 R  I. k3 Q* V* u
6
30
767
4.0
( {8 m. o( h. j4 H9 i" ]# s462
305

9 Q* @% Y* @& L* \. W7
35
368
/ ^" T& H6 `+ s) Y2 V, W: {* x8.0
142
2 W8 @9 m3 q5 N6 ~: F226
+ `/ G( g1 h0 ]0 \! b- j3 {
8
. k$ D2 B3 }; b9 G- l! q35
* F* {5 ~, Z% m& {7 _574
- Y5 U3 G$ K! Z  y9 x4.0
342
# m! P& n; e6 ?0 c# Y6 [232

9
35
767
6.0
! }9 d8 M1 j* R0 _& X0 F- x5 w548
$ ^/ {+ w! i3 d3 a219

8 g/ V% ]3 L' W0 ?( l# z# cK1
5 D  a9 Y# a. X3 a  |824
7 F( h1 D7 x, ]769
9 U% p8 j9 \) _/ @/ E) g766
　
　

* h. c9 |+ x- n! D  i2 Q" i; TK2
' z! Z( _3 K; K. q  N: X: ~, F897
7 c" ~- T# X: N' p5 ]+ K( s817
840
: e- b! k0 K# H" f2 E3 v　
　
/ n/ i; r7 U) g: T1 ^
+ c* L2 S7 J$ r4 J$ \K3
4 m" t& H! e7 t  k# U677
812
792
　
　

  v# A4 o% f+ c7 sK1
275
256
0 [4 w3 f$ _" ?) u' d) X# |  [255
/ d, N0 m7 x+ g4 c8 r' k　
# r) e! e" y- Q　

2 b& {( v: p: ]1 f6 H* R! hK2
: a( Z9 m8 B9 k9 u5 q+ i2 w5 J$ E6 Q299
272
280
　
6 V4 z' k) c4 k5 e% }7 s　

K3
226
5 q5 F  x* B3 X' `271
264
$ S2 {: W# g% v( U9 _5 t6 W! L　
　
3 I$ S( i% X; N: P4 v
$ c* y1 M  Q* y. {R
73
16
25
" l! T: T2 w# |/ q　
　
4 `2 f3 C8 G  ]' f  |* c6 V1.5 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。
& m4 v) F! t% S( l2 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。
# r. e9 S# G+ ]& H2 c5 u表3  4株机油降解菌形态特征
3 k# \" |- g1 X# g! A+ q  Z" {
! m! M6 O$ P# v0 z) m

1 P) H/ ?$ W7 _6 T
% n- I/ e2 T9 [3 C形态特征
1 V! g8 \& m) m# }ZL1
, F7 \- G# O8 A9 F5 yZL2
$ p' W% ~2 O2 B) g- N9 a8 V6 @- kZL3
ZL4
: S9 w5 y; G  l
; z) p5 O8 X6 G' q7 e) T菌落颜色
粉红
/ @4 t+ I- ]6 f5 f: A淡黄
淡黄
粉红
# ?. k, ~6 x6 d% S& Z
菌落形态
不透明，微隆起，全缘，
半透明，圆形
1 |5 n# C0 w& `1 w+ h半透明，圆形，隆起，
" d. I8 ]+ Y1 V! Y不透明，米粒状突起，

6 F% Y, a9 D1 j4 X　
+ ?% S7 k9 q* j/ g7 i8 M* G7 O光滑，有光泽
光滑，较干燥
8 c+ z. p$ M4 L- s$ H0 p光滑，有光泽
较湿润
7 R* F% E) z& P/ q9 C4 l4 A
菌体形态
; @" F/ K# |7 W/ C) Q* j" r' M7 w短杆
& j6 d- H6 T( r" T/ E1 I球形
3 D) Z0 Y) A/ c3 s5 S杆状
丝状
3 y( {7 D0 |! g1 j5 F5 c! p$ v
3 w2 ?' M) r$ T) Q' V菌体大小/μm
（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
5 D7 q9 B$ y9 q0 @% D% l* N6 [Φ0.3
; t" W6 n2 e1 ]; G" ?! o（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
  F5 ^1 O9 h- _0.2×(6-60)

+ R8 i- N: l2 Y! i9 b3 m, |革兰氏染色
G
! ~8 {3 X$ h. S0 {  ]6 JG
+ D7 a5 T( Y2 q; E% K4 p' J( aG
G
9 Q8 R4 o4 ]8 c2 _
# W% N1 p" W6 }/ \/ l初步鉴定
( s) N6 b* @' O5 |6 v4 S+ a3 D' ]0 w黄杆菌属
4 R, V: r' m6 q4 }% n" V; V微球菌属
8 k, `+ |4 u: C1 X假单胞菌属
酵母菌属
4 p+ x! S6 `$ d) I3 }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。
( v, T: w/ j$ S6 F2 f- w9 ]
3 结论
  L, `/ ?3 x$ t# B7 o　　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。
# k# e# c: c. |' o

　　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。
8 X' V$ G2 d: C9 U0 C$ ~


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