微生物处理机油污染废水研究

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' y: G; m$ G+ w4 y4 H　　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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) {5 M) `$ W0 x/ M6 |0 \, v　　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)
8 ?8 p& I( a0 u! m9 R+ z　　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。
表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果




6 c% ]/ y; d' a4 Q& m& s5 I) O$ ~7 j分组号
; z9 j! M6 ?6 x+ N  X' P7 ?因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
, Y2 V: Y$ e4 z7 b; Q6 B降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
( c3 R; L9 @5 o6 j% \- x1 _$ y
: ]- P. O- F/ S' K. Z温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
5 r: G* _! m, p  ^: LpH值

1
4 D& x( A  |4 {  r4 g! U& T$ l25
424
# J5 o$ @) ~7 A7 e3 A9 z: G: c; M5.0
, L! }/ A" ^: U% t3 e/ O2 x192
+ }) j$ T6 e: S( D7 g6 F5 M- L232
  o5 b6 ^2 n7 R8 U6 m" s
5 m1 G7 N+ T2 i2
: ?- \  q5 f  \0 [6 f25
1 n; z0 e& Z2 f" l680
1 G% j; R+ j! i1 O0 W* r1 Q7.0
7 m) T5 P/ ]6 E, s9 g416
& d' s- f$ p$ n: m% H264

3
25
3 Y, L0 P  u$ `& R% |2 i2 l824
- {. F3 x' K2 p4 @/ |2 |9.0
0 \$ K! F4 ]7 `* h630
194

4
30
424
( ~& {. P7 Y# a+ |" _' R  k7.0
220
0 k. R+ ~& F7 c) N# [2 z% \204

5
30
4 e  u1 m0 d; Y0 Y680
1 D* E: i- i% a2 {3 i9.0
4 y( ~# _+ Y! r1 d4 Z507
173

1 ^. D) V, x4 c7 _* ^* ?" y6
30
824
  z* J: e) f& }1 Z' ]( {, V5.0
4 `  ]; o8 r/ k  \! l0 E654
170
0 v; |2 c2 f  ?1 s- _+ a! l- J, d
7
35
424
" a; f% R' m5 K! p( D) V9.0
297
127

8
35
680
5.0
, ~1 Y/ x( n/ B  _: z" |' n569
) C) q" q& `; \* v111
+ g9 L- I1 L6 A$ D
3 Y2 \' `+ T; I: p! h7 E9
: p! p; W! t" U' Q, \35
824
7.0
755
- S1 ]9 l' ~1 T/ M69
0 u: l" u' K# J) O
6 R# V8 B; G  h% _7 C# e; pK1
690
563
513
　
' o3 q" W7 n) \: v, K' O- P, d& y　
6 J* W2 I4 |/ ?2 [  M5 o! s
K2
547
  s  l% e! j; e548
+ k' o' f- }" [: E. O6 g537
- a; _% H9 K6 u+ X9 U　
　
7 b; ~% D/ a1 V5 Z1 b
6 A, Z& s) @, O/ f3 S5 Q: \K3
% c$ _( b6 C/ b307
433
" e* k- d- L4 c2 Y- `# {494
+ v4 G. _. q1 ]( J　
　

+ c2 R! m. f8 _+ tK1
+ G9 i4 P( k% E- R2 C- v230
188
. @7 K( k  v! O, i9 F( m171
　
  g" J6 h* G' y% e0 |3 a　

K2
182
" C) z6 o6 ^( i& V& \183
179
/ ^2 ]# n, R+ S& m5 g' A5 S　
　
. I# e, H4 |+ R1 c# m: m0 {" T
7 a  }. k3 J0 k# s- w8 w. ~K3
102
. U8 Z5 {! `. s/ ]144
165
　
　
  G" T# s8 A$ M* ^  U+ o
R
128
44
14
　
　
表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果
% r* L7 ^& r4 E9 i0 G/ k



9 Q; J  P6 v5 |3 i+ J( v( |6 ~分组号
因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
+ M8 L# Y0 \( Z# ^2 I/ E
温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
, E/ P, P( X7 S, _0 [2 u4 tpH值

) Q% a% E. M: k0 L3 l( ~. s) y1
8 G( p: `( d) J, r3 R$ n25
5 V$ J5 |0 h/ ?% B5 \+ W* q368
1 C6 E! ~7 t$ I' f6 G3 s* S+ H4.0
7 V! h# \! A& K! R69
8 q/ Z1 d* e& @6 \$ n6 }1 H299
/ z$ M$ G/ c- K" B3 M
2
1 `8 t, q: h; [9 e% k* \' T25
- g9 L" o/ H2 p4 G' D8 L574
" v6 l( d( }  p6.0
267
" m1 H' Y8 O- _4 c5 J" Q, c307
$ t+ X( R9 X  ~: R, t+ z) }' c7 q
3
25
- J- L: j' N5 j* z767
8.0
7 A* B* [  I: R* u3 Z1 j479
$ Q% C; e. u* H. u% W7 }288

! x! @/ @2 A: D. s4 I7 M8 Q4
30
9 y- [$ P" i$ S368
3 H* s3 r7 Y8 @1 s  `! r: K6.0
354
314

3 A) J$ c5 T+ K7 a. m5
; [" V$ P2 v7 n5 l/ F- G30
574
3 t/ S7 S& h5 q/ u. i- R8.0
296
278

6
30
/ [' L! v$ c0 Q767
& z6 E; b  ~8 [# ~4.0
5 J$ ]! }& b2 S' \( `% C: g) d# I462
305

7
2 }  i3 ]- i' c+ U, x' E% o35
3 N) A- P5 a6 D$ S% ~3 Y6 K368
8.0
142
226

8
4 ^( g1 g, q" c/ U' I35
3 i5 N, L0 X7 j4 [; J574
9 R. t! ?/ C; t4.0
) Q: S; z! f% M8 A% n* s# }342
# W6 q. E. Q7 d0 ]232

9
  U3 ^4 P2 r$ T4 t5 x1 t& R- i35
1 `7 X+ ]4 Q# v$ g1 k767
6.0
548
- `4 J7 B$ @: K( U, d2 n, A219

K1
/ W+ U0 O9 k# m. v2 K824
/ c" H. [$ I8 ~: T8 _769
7 S% y5 @8 ]1 M1 W4 i8 B766
　
3 [" h, U* Y; b　

9 B, t& I- ?  H  }+ a8 }4 D/ TK2
897
9 x9 W% N% ]4 D2 u/ X, [- |  h817
840
4 A+ S. \1 [1 E# Y7 L" m; N　
8 g- v& i( J/ e　

& T* g2 b3 K2 M1 M  y, J% I7 h8 KK3
, r9 \! P% i9 B. X7 Y* u677
; F2 h8 X& G0 X7 y812
3 k# a1 o! }% v. u2 e792
: \5 ~3 `7 [9 p4 J6 G7 w: ^- l7 P' V　
　

K1
275
256
, C6 G  x" Q( {" T8 T255
" S; f3 P. D, s5 N+ S　
+ a6 I$ T. t: i5 A　

K2
299
% t) A! g" n3 e+ ]7 k6 `272
280
　
- m0 `" G9 H7 V: s　
1 x: `; O2 s+ g' ]7 y  I6 l
: T" c) H( r; v; V4 gK3
( O, [! Y& a. f/ n! O226
. s  L! S6 l% f' O# I$ Q, r" e271
264
　
9 |- D# c9 Z7 `+ N7 h: Q+ N　

0 \1 _6 a/ s/ FR
* o' Q2 ?1 a- [2 @- ~; g73
16
25
　
+ u, B, p* ~* x0 ^　
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
; n& y/ q  z, U6 e+ ~& o
- L) `" q+ X1 l/ x


形态特征
ZL1
ZL2
ZL3
9 e' J2 \  o* z3 PZL4
3 S3 r4 Y5 ~* M: B/ P5 }$ `
5 ?3 }; s1 O( t/ C/ I菌落颜色
' }$ K& E2 w  V6 p% i- O  I- z粉红
淡黄
淡黄
* E5 F$ G4 j. r& B6 y: J& S" T% P粉红

菌落形态
6 P( K: L1 l# \8 Y不透明，微隆起，全缘，
, {5 h  S# y7 m* S. ]& Q" ?半透明，圆形
半透明，圆形，隆起，
不透明，米粒状突起，
  P+ c/ c, \0 i/ C  L# |
( \8 _/ Z' v# X6 d4 T4 V$ ]- \　
3 r) c, G: p) {9 `0 Q. Q: L6 x光滑，有光泽
0 ]5 F5 E! y. e光滑，较干燥
( V. P- }, Z7 Q8 R8 l. b光滑，有光泽
+ B0 ?  n9 w+ J; S  D7 b' ?较湿润

菌体形态
6 Y0 Q: z6 I5 _- w# E8 L短杆
球形
& i! I4 d9 f; x0 [杆状
丝状

菌体大小/μm
（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
Φ0.3
- |- A* W! k9 e2 Q2 m（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
0.2×(6-60)
1 R% e1 o& ^8 x- t! q) }
2 P* i: L. [4 y革兰氏染色
G
  a# T2 N) s" n; Q( l1 ?; lG
G
G
6 G, g0 p+ R' p5 i2 w' j
; Z( p2 w% K/ h初步鉴定
黄杆菌属
微球菌属
, p5 n; O! |5 |) ?$ t假单胞菌属
9 x: K) w% U/ E0 t/ @( ~8 P2 }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 G: }& k8 [  v& @
, ^$ H7 [2 ?3 v: r, j3 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。
0 t! z/ T0 T8 W9 T% l
# G; u7 ?# _+ t) k
　　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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  U  C- X- r$ w6 }: z- C7 s6 w5 I

" l0 W8 A7 W! g+ f
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