微生物处理机油污染废水研究

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$ i1 M2 l- Z* R& Y) Y0 W+ A
. G' ]% N6 B+ O+ D4 b# I* g　　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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8 E% u% k7 r$ j* F+ I5 S/ b$ 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)
9 n9 D$ A* M. L& m& q1 {　　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
( T( D) }5 r. G7 k, S& P　　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
, l! x6 _! G* @" u1 b1．1 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

* {3 ?: G3 c( O! i3 |% W
% E2 i, p: {# e$ w# b0 l

分组号
因素
2 U% X. q& j; S9 `# Y* U/ c测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
& [! Q& p1 `9 g% ^7 ?降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

温度/
# y4 g. p) F0 O: ?/ yρ（油）/（mg.L-1)
pH值

1
25
424
% H. B; K& n, m* I9 P- q9 a5.0
192
8 c# S% g; R$ ~+ y: h& a232

7 b1 s: x! E1 U+ a2
25
" V; ]+ `4 j/ D: T% b! y680
7.0
  @0 v, \7 D7 w; Y  c# V416
264

/ e$ T( H/ Q4 ]! G# |$ }3
# M* S& H4 V0 Z8 }25
( K) H4 U: ^: U- s/ C+ k. n824
& \; Z6 l) o0 ?* ]4 A/ o7 K9.0
630
1 q; y" E+ x' @, s0 ~. D194

9 A6 G5 w. R2 P& ~4
30
1 e0 n$ c8 _7 c* f) b, T5 K! ]424
7.0
0 ^+ ]! H6 A2 {  e/ p220
- \( o2 w$ N# p9 X& ]204
  F  T9 ]8 C4 o7 I, X
4 Z. K4 |5 G, c+ F% k: L7 @4 j5
30
6 D2 {7 Y( y" g# b680
0 j/ i. E0 B/ A# ~6 U9.0
+ `0 l7 q7 [! A* o507
2 j- I) J7 n+ o, k. _. j173
& C: c6 T) }2 I6 X. f' d* u. ?
6
30
824
/ [* _# P( l& M8 P, l5 |5.0
1 a. l0 g' H! h* d& k5 `654
+ n9 k8 y% ^+ r! Y- j4 B* k170

7
35
/ c5 e% b( [' `  ^' G424
9.0
297
$ A7 P. w' B2 O" }1 U- _127
0 m1 j4 o( J% }
8
: K- X, D, B( \% b35
680
; \3 i* T: T; w' D8 [- p( }5.0
569
111

" _9 p" ^2 l0 \/ ?5 K& \0 `9
9 ^) _0 x" s# r! L/ v. q9 F3 t' I8 I35
824
. q+ Q# M+ Q' l) q4 I* H: ?7 I7.0
755
69
. g9 A6 N( o: _) S
+ K) E- `, F& Q% e4 w3 c6 vK1
690
563
513
- I0 T2 g. B8 x3 {6 \) B- N　
　

0 _' G: I3 L& I7 KK2
547
" D% B9 O0 a2 [8 w9 b/ p548
537
! S# z8 _5 u, T6 g6 [: \7 {　
& o5 `) b2 B! h2 G# g3 K　
; X) }# g+ _, Z8 F8 g
K3
307
433
+ F5 R# M, [4 |% u7 m( Q' {494
* d% `6 b2 j/ y! ?5 V) v/ `+ g　
　

K1
230
" V% p6 Q& e% g! G& q188
171
% ~! |: h; J; F. y　
　
& n5 Y$ Q3 V$ `/ c9 W
K2
( L. I& ?9 I* I2 v5 I4 ~! c182
5 W/ \% U: |/ m  Z6 m1 r183
179
* y) }3 X, y& v1 I7 x/ x6 f　
　
/ b- j- E8 L8 r6 J7 w! k: p
; L1 T2 {0 k3 ^, t/ HK3
102
/ u3 Q. z1 ?9 r  g144
$ g9 g: u6 u- ^/ j& U165
　
4 y+ e( n- u! l( C. R$ `9 P　
1 u* ~5 z! m3 |3 }' u9 q, l0 f
R
: J! l  |% W0 j$ y! ~  b4 t0 d* N- E' ?128
44
14
! G: P3 _6 w6 u　
　
表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果


; \) G0 g0 }! A% r+ ]
0 m- @' l% W& @) J
分组号
因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
5 Z( _& ]: a- \9 r- n# O. p
温度/
. a0 E6 u$ w& ]" ?) @0 c6 |ρ（油）/（mg.L-1)
pH值

# g9 d6 c& ^- e! N  F0 X; ?9 a1
# b+ D# V& |! Z4 c. l25
+ ]5 v& F9 F" B! g  L368
3 ~  V( b' H! q5 U& q% h$ O; r4.0
69
299

0 J' g* P! @, @; U2 {2
& g; _+ @. Y: |2 M4 B: D25
574
9 E2 F6 T1 L3 w  C3 h( O6.0
8 [1 Z) S. e  y, U! i: o267
7 F1 m: X; L6 r4 p, M( o307
; L$ v) z( `8 I9 T9 b$ h
2 J: j2 h# `8 {9 W, Y1 v+ E. ]& Z3
25
767
8.0
479
7 h) @, M$ t. {288

) H- V0 H4 t) b( W+ [% c1 Y4
" P8 m8 ?+ ^6 a9 D$ u30
" [3 v8 Y0 f: U0 U( h! i368
6.0
354
$ u! k7 s6 l9 X/ @# D314
: U5 k+ I( U  d1 [7 D( C; W! j
9 L4 \" H2 \* g. R, J5
30
" [1 ^, @% C- z& l6 ^9 i6 x574
) `- I5 i& S6 k1 H8 Q( P8 c8.0
8 G, N- E( s( `, I1 g! ~& K296
& @9 G# U, b4 i$ z5 z) ^: u# {278
4 u3 t; N" A) c& h; N  E3 X, R
: ~7 k1 z3 H8 h1 T: X6
30
767
" L, }+ J( P, ]( U5 L4.0
462
/ r, R9 I  l% P. Y5 N305
. @+ r) ~9 h; i: Y5 k8 @  t6 l
7
35
6 N! s1 f2 ~2 O. B0 U368
; K2 ^  ?2 e7 ]# v% i$ I& m8.0
142
0 b6 j4 i1 O) T+ G226

& \: ?+ c1 j7 u* N; Y9 S8
  y- T5 F7 Z5 w% f; a2 [0 _35
) Z* r# i* K! ?; b7 }9 [574
4.0
3 ]2 x: W; X: W: \342
232

9
35
2 d3 y6 r0 B8 Y! A( W767
& M1 ~5 C6 [! ^; D; c6.0
548
219

K1
824
769
% F. P% U8 F0 F6 o; k. u766
　
　
$ [8 x3 E8 I) e: E
K2
. |+ B6 }1 Z& N1 ]( B2 E9 s! q& k897
817
840
6 }6 S, ~6 L! q, ?3 D* J　
　

$ X( n" O7 Q$ [, f0 x$ AK3
677
812
' _/ z2 s# @' y4 M792
　
　

% Y/ i* N4 N5 NK1
275
" P) |  k9 h7 e' }256
4 ?/ l+ Z6 o$ I/ a- n4 a255
　
8 U# Z, ?" g: W" h4 O　
- \/ v- _2 k" F' p
# d0 Z6 R- o0 U* R5 @. hK2
) N' m/ m; C7 H5 {, \299
+ i1 d  _9 A: p  r272
280
. z; ?( A* h8 N6 F　
　
# F5 _7 m9 p7 M3 x$ Q
K3
226
; M' R1 z: b3 K" F. H271
! C$ L/ ~! c: }264
　
　

  R& }. J# p. G) y* \R
) [' |' \: X  D9 [0 C0 a. e73
. ]: h+ D  Y2 q. U* {16
) j; ~! |0 X/ V6 w$ G4 c2 {5 U* x25
　
　
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。
: R0 x# z/ G8 C2 A表3  4株机油降解菌形态特征
' a8 l1 j- f2 G, ]6 j% H

0 B# ~/ H- C% o% G! `7 b

形态特征
ZL1
ZL2
ZL3
ZL4

菌落颜色
0 A5 c) r* b/ W. M) ^, Y% n# q粉红
淡黄
淡黄
! ~# E+ t8 ?; Z& f* ~) Q6 E* m粉红
% g3 M/ U" N% g' C
- R8 H6 q4 P5 G& p3 M1 g菌落形态
0 e8 z" h3 r5 ]; N7 G不透明，微隆起，全缘，
4 F1 `# e+ ]" P( _1 w$ m% f+ G半透明，圆形
半透明，圆形，隆起，
不透明，米粒状突起，
6 i8 Z7 Z) p; u+ w$ @) d
　
- N" d9 r: u0 E7 r6 J; H; c7 r$ s光滑，有光泽
光滑，较干燥
( Y) F. z' q1 E2 G; j. |光滑，有光泽
较湿润

$ c% z4 ]; C: C6 l/ N1 B菌体形态
短杆
! O  U' y- g/ w. A9 P8 n4 \- o球形
杆状
丝状

菌体大小/μm
2 y; u) y: |' t: G* x! B/ r（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
Φ0.3
（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
! U; z! M4 A8 u) ]6 w0.2×(6-60)
' e1 Z& R& x# [2 I5 M5 Z" ~5 s
& q3 N* G7 H# m# F" t革兰氏染色
G
* P+ a6 J& C! X5 Q" EG
0 q3 Q/ W& v4 }8 _0 B1 aG
) I8 I* Z0 f/ \G
- C/ p1 c' r+ G8 g8 I" {) P5 u
初步鉴定
黄杆菌属
6 J& B5 W0 b2 n7 d微球菌属
" n) Z1 H6 P9 H4 x8 f6 q+ [假单胞菌属
酵母菌属
/ Q( P) }3 |# U9 i. T2．2 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 f$ O7 x" t5 c/ E' O* H3 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。

( K' ?. \$ {/ \% A" ]
　　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。
3 j. n! L6 u3 w% v9 \
! b4 a2 R8 K1 V& M) N
2 a# g6 R+ e! q8 V, b; E6 [! Q
6 e4 v) R( h' x! j. H. g! X9 s  B
. T' y# ]3 j  k" k0 S+ u7 o
- M* n9 Q" \2 `  X/ k- S. @
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