微生物处理机油污染废水研究

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! `8 x5 D4 |# A5 F" y　　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
  L- d  n) H! E# e1 ?0 T7 W' B　　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。
- X' w2 P& q7 s, ^5 s' }( I1 材料与方法
7 w  h9 ~  V4 E. h7 Q8 @- y1．1 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。
9 X; }' Y& H) {5 w- x: J8 r( L& T9 Y表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果
9 R8 d3 q" u( U! Z# e
5 q5 t. i: L! s: L
  `0 T" Z4 ^8 g% X- n( ^/ u! l) f

分组号
因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
& K1 }& e$ u! y- _! t, xpH值
, S$ V  T" ~5 Y6 m8 r
3 {' S, K) v" D$ V2 X4 _1
: C9 Z- `# w9 ]& f25
5 q9 ~, y; _' Y424
5.0
9 q" E2 f, p$ [7 u) g1 p# }192
232
7 w' }) y/ _* N2 ?; {
  q& u( D5 p' c! @1 Z" b2
1 v5 e8 \- i* A25
680
1 z& `6 \8 n2 i3 H  f7.0
416
264

4 W" y% b7 j* j1 c3
25
0 e5 `+ v3 X. f- Q824
! j5 Q+ M: d5 `8 H. q, E& F/ @' Y+ v9.0
630
5 D5 K* l4 z0 h5 ^3 }194
; `  m& w$ V' ~3 j+ N# N; }' W
4
! m) b& M0 d; ]30
424
, X% ?, m+ H7 s7.0
220
" o1 E4 Z7 V1 ]: I! ^204

+ P! N3 x5 Z* T5
6 a6 Z0 G6 ?; |0 Y! ]4 ?) V$ N30
680
1 O9 f' a8 M1 a% _. ?9.0
+ I% }+ q: {5 n( v/ X507
173
0 D3 t- y# k) a( a3 |5 T, r
0 Q7 m# j- P- {6
) m7 O) r1 l5 L/ g- `! _30
9 V. n4 l4 p. f9 t4 Y) f9 A3 T- l824
5.0
654
170
4 q/ J  G3 F8 Q5 M" W
7
' W' ^, N1 {5 R( A- Z4 G2 G35
424
; B) A4 T/ u+ ^/ x" i0 I3 u1 ]" P0 A" Y9.0
# L3 k$ J0 t" C2 I" n7 p297
* m; ^: J; e! Z1 r127

8
" j4 \; k: A3 z" I& F" j35
$ k) P& w, t3 u3 F3 _1 M' V680
- s7 n# m' k+ D/ d) r5.0
569
111
# U9 K/ Z& A* A4 E
3 t9 v9 J7 i, t9 H9
35
824
/ N  R: L6 y- h& Z" z$ E* z0 L( W: M& P7.0
, j% F3 u: ~6 k4 U755
69

K1
/ ], O0 E- K, t' U- E. u. f' C690
3 E6 G0 g1 L! i! w* l0 u563
513
　
' R4 ?  A$ K' I0 _4 {0 d　
$ v& q1 ]/ f5 [: A
! M" R0 p( w( \4 w$ HK2
. b% e5 d2 @2 i( c( C+ l0 j& a5 K1 n547
548
537
/ C% p' F. W2 ?6 E　
　
0 a+ ~1 g5 H. k1 y; n% `
K3
307
$ n4 M* d1 ?+ x+ l( P% ~6 U433
494
　
5 v6 ]5 z7 ]) j& |　

K1
230
188
5 I3 a8 X$ ]/ e# T2 Q171
5 D. c* m  @, v* V: W　
/ v: \3 I% D9 J* p( X　

# a/ l7 Z" c1 ~4 b* ZK2
: i8 g( T  q8 u2 I- V9 s182
183
179
　
, c2 f7 G3 o  z, j) p5 K3 X( d* O　

9 ^! E4 `9 T' P! A; Q/ P& F- MK3
102
144
9 V! V  Q6 L% s4 s- O/ d4 m165
　
/ D1 m) j; W% {" ^/ D　

6 U; Q# Q( M+ `4 c  x. w/ ]  VR
128
44
8 a; @& L- L9 p' p4 [3 ]14
　
& R( X- H# H9 r, N" @　
表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果
9 f& Q4 t6 b" e1 ~" f* Z
" u1 K. n- a0 A$ Z$ v) p


分组号
因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
. H( Y: {- M# N8 |: q! U降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
& u) q# X) K' @  i
温度/
# a, O* B$ {. s% S7 X6 c9 {ρ（油）/（mg.L-1)
pH值
5 V: x& G, U% `6 Z
$ S0 f3 {* m! ?" t# ?* |! }, z( }. }1
! z2 s4 ~- ~$ s2 V  b25
368
4.0
69
* E' \% F9 F" t; d299
# {9 I: n1 ~# v% `* M
2
25
574
* b% k1 O! L1 l/ p' v* f6.0
" c+ K8 N. o% P. U# N# O267
9 X9 A) S6 L) x6 T9 @4 B8 c$ a. {) b307
, W4 a0 `# O% }  j2 p& T( T
3
, X3 ?8 z& o" z  W8 F25
767
8.0
0 e  {) M" B7 ?+ L& H! `479
288
4 b- A0 g8 [5 g3 S1 S' V
  y* r: s4 H+ S1 d( w4
$ e  o( \; Q/ z+ J" P5 i30
+ Q+ J, F: a7 c" B368
: V  g$ Y4 j5 K5 T' x6.0
" N. `0 G  ~: ^" z- L4 T/ y354
314
8 ]( I; G4 H3 T5 H) Y
5
' c8 N' {* e+ K+ m* s; Y4 m30
) G) ?( S  f" S5 I4 f0 w  k7 K574
2 i! Q( m7 S3 l' X+ O  f8.0
- w, X$ x$ V6 X$ p! w296
278
+ x7 I) l7 s6 n  L7 K7 R6 \
- x. T  @: A6 T) _6 ]6
30
& l8 a, a8 O: ^, R767
4.0
462
. W8 n: s$ K) t' d2 g0 j5 x% ]305
3 t* D- N; K8 @7 P7 U9 o! U
' i" x) T4 ^6 E" G# a. t7
35
: \3 z: H0 A/ G8 X+ M368
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" g8 p8 B' m  {; r6 B, I* N) |8
35
8 r$ ?7 h  e  L6 V3 i- o; k574
4.0
342
232

# G5 ~/ Z' X+ t/ y  _9
# z' Q# ^; x7 X' F/ y35
! ~1 k9 c3 K5 E( I# ], L; y767
/ v, _) F# t& |' ~6.0
9 B6 f1 H$ _4 n8 r# l548
219
7 ]  F3 V/ }& a. k: o" \% o* p
K1
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K2
897
817
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K3
677
812
792
　
0 f% a4 ]6 A: `5 ^* \! Q9 k　
9 _/ }2 a+ C7 `/ W. W
. @  B3 }! Z6 u/ d$ J; t/ xK1
275
# Y) f% S6 F" W& D2 E256
255
　
　
( P, f% _2 v( C* u( |" [9 P
K2
299
272
. J- y. J% o  P5 E: v( A) W280
- \* |* @' N0 N/ ?$ ?; c　
　

K3
226
271
264
　
' e0 x9 k$ l3 o3 J% d　

3 o0 S: K9 _# O4 j) t: U1 q+ nR
73
16
) b9 M" L+ e, W25
4 K, I5 y8 J, O- I) i6 A3 z　
8 b+ D  m! f: X8 s2 q* R8 L) D　
5 [7 A2 p6 W& `; k1.5 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。
/ D# w! u( `* i6 J, Z" o2 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

# B& Y) E; K) U
6 `" S: a' [4 @' D
% O+ H$ O/ b; n3 d0 [7 k, v
! p7 J+ m" i# D形态特征
) G7 `# I. S5 Y# h& T+ B7 G/ A  GZL1
ZL2
" c- I2 Z6 }1 O7 b" T; A1 m4 ?, XZL3
8 ^1 H% z0 X2 v. O) `1 r2 S1 {ZL4
) e  Y- U% P9 e: W) }; e
8 m# N& [5 _/ Q7 a菌落颜色
/ a; v7 x6 R1 e( v$ h' [粉红
  ^# \3 b6 v0 d4 ?淡黄
; ^) k  f. b; z' Z& S7 u4 A+ [* _淡黄
; ]5 U8 r; \8 D0 T: ~, t! k粉红
8 p- x" ~: q$ Q
) e4 j2 }) u+ J* I菌落形态
# O, t) q! t, _% _* G不透明，微隆起，全缘，
半透明，圆形
半透明，圆形，隆起，
0 f- r* t4 ^! m1 k: b不透明，米粒状突起，

9 M  k; a& o0 J& b　
1 K0 X5 Y$ v! B, _9 w2 u* w- R  i光滑，有光泽
( l* k7 @) u1 C+ E4 N! s  D3 D光滑，较干燥
光滑，有光泽
较湿润
( e) m8 s# a# b* q9 ?9 v) T% A) A
; ?9 ]* ?* Z/ e2 _9 q菌体形态
: r0 _2 e" w$ u短杆
* }, y0 n* B" A+ z! n球形
杆状
丝状
4 V6 x! _' r2 b/ q! P# F4 o
菌体大小/μm
( H# |" |: ?8 Q, P4 x（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
Φ0.3
（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
) @9 a+ k* i: _; V  b# h4 B! c% q0.2×(6-60)
; @# o3 E/ G6 m4 t$ m$ h% K4 I& ]
革兰氏染色
G
9 ]5 `! T/ j* z: g+ LG
2 g4 [$ w/ Z. g1 XG
G
, [. v4 b7 p2 f; z9 u! _) f) _  W
. ]( n7 u+ D1 ]& e初步鉴定
黄杆菌属
1 e- E% X5 Z8 S& x% ?微球菌属
% V3 V5 l* e) D假单胞菌属
: X2 l, ~( J/ v5 A* d酵母菌属
5 {: A' K( X# B% M: @  O2．2 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 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。

, a$ P. S: ]5 o  K: j' ^' t' v( P
; w) j7 V* h7 F8 J& 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。

5 N' q  F6 }3 P% F! Q7 t& ?
, V# X. {& E0 L
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