微生物处理机油污染废水研究

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& {  W! g& r" q/ H8 e　　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。
1 材料与方法
: u. F" q8 D1 N3 c0 R4 ~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
4 H4 e( D3 v; u$ C

* ?; N( e  G* ]" N0 Y6 U: e

: d4 ^/ y& S4 W分组号
因素
# H) W1 l# }9 @6 i- L- V3 w. G) K测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
9 D/ d" ~) m2 \- o降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
# L6 g0 K+ ^7 i$ CpH值
% J0 [  ~  F' Q% `# k
) K  d, G* J9 i4 f3 ]1
* G1 }/ a  e. n4 R  I. l25
7 u" t- [2 B2 K$ z3 ~7 W! t8 x424
" M% T  Q( q+ b& z/ E5.0
$ t/ R: t" J! f192
) a8 x' P2 f! d" {: L1 q/ o: ]232

2
25
+ O/ n9 f. H% [- ^+ W9 `680
! U; }$ j5 Y0 F) W) Y$ P7.0
416
264

) {' u7 w5 r2 W) I! o3 ]" k3
% J$ `/ \3 _3 w# u25
  M% D+ c' i# I9 m0 Q824
# g0 T) @1 V! M% L5 \5 f3 q1 K- x9.0
" L9 J% J0 |/ Z: d630
. }; q# Z$ k1 r* e& ~194
2 V) Y( u6 e7 H4 @7 f+ h- O0 a
+ }4 ?5 x# H1 V1 j# {4
30
424
7.0
/ u' O' \, q6 a, w220
204
( D% f9 H7 w& z/ H
5
30
680
! l% l& m3 I* O4 v; `  o! U9.0
& F( g% \6 _& n507
173
+ Y" _3 O0 H$ `. @" s' V
8 g3 P- V6 E/ m/ ], v4 k! E* Q* E6
30
- D! D1 |+ Z% e& T# B824
5.0
654
170
7 e, p" U0 o9 y! [( D+ k: M- ]
4 U+ @, G) M0 c! i9 `7
# S1 o: z+ G  a/ g/ ~6 k35
424
9.0
1 d  V: Z, M; X) O; {: k3 J2 J  j297
. W; I& O! n6 P0 F127

8
35
! V" T) N/ ~& U0 q# _0 d" C680
5.0
8 |8 ?5 M" e) d! f. K. e569
3 t2 \2 K3 @" h5 Y; i, U( c# g111
& X) ^5 A) P- d
  P1 U* p0 B$ }6 ?3 }& w+ o9
35
9 I6 W% H3 P, T824
7.0
% p0 s9 s$ }( r755
: H% o5 Q) J2 E: `69

K1
690
563
" @( F' W4 t8 X' w& F513
& }% y; v5 s4 X: ?' C( q　
6 c" u2 y2 K- a7 N- D4 p1 `　

K2
547
3 I" t7 _/ ?0 W  l. p, R2 x/ K( ?548
537
) a( p8 [1 A/ C　
. t/ H1 g$ _' V& A6 g2 q/ [' V　
/ h$ K# V* n( F2 A5 O
5 V& v$ O6 v# Y( Y+ TK3
307
7 B: b' [' ]9 s# \  o6 m433
2 h6 M: X0 U% a494
' u3 t8 W1 D8 D( g　
　

7 W6 g0 I0 ^; ^/ ]K1
230
188
171
　
, v! T4 p1 W; I, z3 I　
. K8 U* g2 k5 v  D5 S' X! x! _
$ K+ I" `' c" D9 K% w  P6 fK2
182
183
179
　
　

K3
9 s' E& u8 p7 W! M( L8 [0 t- K102
144
165
　
　

/ v( X3 y3 r8 q" `/ X# \R
+ d! e& m+ v, Y3 k+ n9 E, J# D& B128
4 q+ a4 e& u3 P+ p2 f, _9 L44
4 g! u. D1 W4 E) ^2 T; Y3 |! k' Q14
, K* J+ d5 k5 Q, a$ l　
2 ~6 T* Y/ f) h+ b# N$ R　
表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果

1 M) r" h. g* @3 I( U( f

8 o# |7 }5 \) @1 {
# R' ?% E: H5 P分组号
因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
( _& L+ c% }& P- C& V1 x0 g降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

温度/
% b' O. l3 F* |# p# F) H' ]2 ~ρ（油）/（mg.L-1)
& a) f, w! v; F, x# L+ s) Y- h$ s; V. }pH值
' W5 A, E' b. K
. l6 U& v) x" s! x: G% J1
25
368
+ z: Q$ X1 w5 Z" `: b2 ^& _6 `/ P4.0
69
4 e6 p* N- w* S7 |- H9 `/ J299

2
25
* F( b5 v5 s0 h( f6 O574
6.0
267
% Q4 E* S0 l! W3 x307

7 h+ }$ Z1 {, [, u3
25
767
8.0
479
288

- O* Q; s: w$ D8 T, J4
& Q9 T; r! s) L: z5 d30
368
6.0
354
; c& g! K9 j/ F  ?5 S314

5
30
2 r# W+ n6 Z/ C' E3 ~9 ^/ x: K574
$ S8 @: y1 R2 ?1 ?8.0
; E$ n- T. s' I296
278

, y9 A& C& \. D5 e" v; D* b$ V6
30
9 ]0 A1 _  q1 t& x767
: [$ C0 M& s( Q6 R8 G4.0
* o$ K8 J7 S$ a7 w8 q462
' U8 f; l4 S3 W7 H$ E/ ^. Y* m305
  Z! f2 z7 p9 I* t5 z. [
7
35
- O4 W- D7 L3 s  O3 w2 @368
" R& L3 {7 C% }' r- ~) v' ?" A6 F8.0
! ^4 k; {( L- d142
, ]$ T2 c4 b: e9 l226
) E0 `6 W* l% L9 N
0 f* K0 g1 V5 g9 _# T8
! d- O$ P  ]6 p8 X; @35
574
) w! K. q" G2 v  v$ I4.0
342
+ _5 X' H* h. n4 i2 D2 Q232
9 }/ U( J) @1 b3 m& H8 w2 m
  K1 {! l$ }5 b$ ~% V$ v9
7 i# }1 j. G" j+ @5 F2 I35
767
6.0
548
219

K1
824
0 X: x. p; G- X5 P769
766
& }! K1 z. e$ o( ]  s4 a& U' r　
　
0 ~2 Q- D3 Q/ w1 z
& C% t' j; n4 K0 x& cK2
897
6 \' z( c7 P1 M5 P% D2 E817
7 }6 Y. R" S- Y% w, E( f840
3 L( v& n" S! ~: y; Q& I$ z  `　
4 F- q. W3 W, w( C& w0 V　
9 A# G" @& L& G: W
1 x; U/ p9 k" z% WK3
. ?6 ~1 M, D- {- a6 ~3 k677
812
5 o4 L# L1 I' G% a& W4 ^: T! m1 d792
　
　

( ^: U3 R. c% H4 v5 nK1
275
256
255
: p( s" y( |4 q% ?2 e) A" b　
: @5 {2 _. u( A　
, P, @2 f4 h% y, `
K2
' s" B& c* p: a299
6 p' I1 c/ u: d- A3 i272
280
) R# N: i0 U, J; |1 T9 i7 L1 z　
　
* d: o* y% E, X+ T) P5 B6 [- S
K3
226
271
2 ~' e, B- b" p. Y9 Z) a264
# _6 {6 o& S- j, a7 C  i4 z　
　

R
8 R% Z6 ^) Z; D8 l" }# T. o73
" ~; G5 D' G3 C16
25
' @0 }  H2 [0 m8 ?3 s" Z$ D　
　
1 c4 H2 D& _/ |9 }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
+ i* \1 Y. V4 m; K2．1 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。
! S- }9 h  y# Z3 C- |表3  4株机油降解菌形态特征
* ?& f; h2 F" x* q% i# |( K# E/ e; U
0 n+ D) C1 ?- h& S) v
  }$ f6 D, _% s( Q0 {  w  z
  b* \& p! L0 g) n  k
% u6 [; E' j! n: Y形态特征
7 w8 c3 P- D, z6 u5 u+ NZL1
ZL2
ZL3
ZL4

菌落颜色
: m2 B- I) N) a$ G& \$ K粉红
淡黄
2 _' K! C! S7 {+ D7 X) a( @淡黄
粉红
% T8 J" |9 }+ j* n, {3 i4 S
菌落形态
; q2 ^. W5 E( @7 m$ G) F不透明，微隆起，全缘，
半透明，圆形
( Z- M7 F/ V1 [; m7 p) l7 Y$ @半透明，圆形，隆起，
5 z# E1 y( v$ V! d不透明，米粒状突起，
3 v3 @2 A+ N0 g
　
光滑，有光泽
光滑，较干燥
光滑，有光泽
较湿润
/ t9 A8 W; q8 w
  e1 d1 H3 }6 i# X3 w( X8 a% t7 L0 |4 j菌体形态
. ?6 k! }3 @3 g7 H  D! A. x0 V短杆
球形
杆状
丝状

4 F6 D- m# R# [1 X菌体大小/μm
( ~$ y( R1 [4 I% A; R- w/ a7 s（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
7 x) v7 R1 E" ~7 IΦ0.3
（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
0.2×(6-60)
1 Q4 t3 v( c! h! \# l
革兰氏染色
G
+ D# u1 X. X4 ~$ b0 z- f" pG
0 l8 f7 X/ w/ @G
0 C! c0 M0 @; }$ v. Q# eG
6 F( W- r7 i) g3 S
初步鉴定
( l( j2 h1 @3 S( \7 Z, z! Q$ L黄杆菌属
微球菌属
) m/ r. B3 g; n' R- j$ }假单胞菌属
  K$ p- Z0 ^" E8 R2 U( J- Y* X酵母菌属
2 A2 K7 O9 [3 \4 s- H2．2 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。

" ]  f8 h3 V" S. O# @. q2 x3 结论
4 ~% F! P% C  L  |9 N　　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。
' Q4 U( w* b  d' S8 A! S1 D7 M/ q

　　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。

( ^# p; g* g: L  w. a! o2 a3 \

( J3 c. g- K6 E* m. \

" ]. O1 u) Z. C% \
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