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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　　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。
( ]3 k% X% h; H! ?& a1 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。
) |' U3 r) H5 ]' m7 e3 g0 Q表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果
4 U8 a5 }  L8 k7 H
. k: {& Y, ?0 `5 s3 [* @5 |8 F4 y

4 U$ S3 p5 @( e/ D4 q8 a
! r) d; [5 k/ Z分组号
因素
. u, P* _! c+ K* f& V' @" H测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
3 l3 ^' n) P% r' m' p- P+ f- @. T
温度/
0 o( p% e9 x* Z% Aρ（油）/（mg.L-1)
3 [  A" a/ Q" K- d* h3 p8 m+ \. RpH值
1 k9 s' v  o  O' X# A
; [: P5 ?1 n! G$ q1
0 _# f' x  C3 n/ K3 V1 z$ F! d25
424
5.0
9 l2 R! H5 V! n2 k, Q) Y5 T192
232

2
0 d7 Y2 Y& x9 ^- E1 Y% Y. }) I25
, s& |- W. o/ k3 G680
7.0
2 Q4 F- z- M  k0 U; T9 P* o2 q416
264
) p) J  R9 n# y4 }5 a
' D- i: y" B. t3
* X* a. e5 g6 J" L( h; I: m25
. B, {) ~) i6 t' k# I, N824
1 k6 g, `! U" f4 g2 j6 W9.0
2 O& q- k& g. K4 k+ [630
194

- B8 d, i5 b/ w1 c2 ]5 N4
6 X9 F: C; o% W1 n30
424
6 t6 j5 s+ s" M3 G( F1 M/ \7.0
220
9 Y9 f/ A  A: \: l# ~/ ~8 P, b8 p+ P204

! p  \) k8 x3 C5
8 A. o2 v/ ~. p% ?; t30
680
# R' z$ q8 s1 y! ?9 @  i6 r* c9.0
* u. I5 j  A% D$ P$ V, g' x8 L; u507
173

% z2 P1 R' s  L( s6
* ^! I+ U( r  P3 V: F/ W" N# K30
% G) B  z( Z2 O/ Q9 _824
5.0
- r- S0 U$ K6 J- }* P654
170
7 k! v' D. p) X: x* H$ g
4 U* z% q- {' S" N$ @: g7
# }9 R8 D4 g9 N8 f8 U35
424
9.0
% a8 O: B5 C. P# T! S. ?297
( A( n) p8 o- @+ O9 W+ U5 T127
/ @% [: A1 h+ ?" `2 P- o; y3 _. N
& b: c0 R2 b* f$ T8
5 S( n- H& G, e35
680
+ G- d: i6 m# F; u) G; x8 ~5 k, v5.0
569
" a9 H( A7 A, K$ h111
/ d5 w& L3 X: X/ Y* ?
: Z! @: y4 g+ g7 B, L9
, a; l6 F( i( k35
824
7 E1 G2 r% u5 [1 C- v7.0
755
69
! _% @' B$ b, x( D& L3 L! n
- M. Z9 P+ M/ T4 cK1
690
+ E* E% \$ t% r( f. f2 Q563
# @% G/ `0 q; f2 f5 c513
　
　

8 ~+ _1 \* p$ `4 Z0 S2 ^3 cK2
4 s  U) Q$ Q5 H7 |- N- D+ r547
548
537
. a5 J2 r/ }; K　
9 m. b. W0 _' G) n5 g　
" R0 S6 ?' I0 Z
; e4 E9 R2 v3 G- ]$ s2 XK3
307
433
# u5 I" B3 b0 ?9 u494
　
　
3 E9 z: ]* }  q2 c
K1
230
% @0 Y8 W- {; ?* U- C188
! N7 B8 T3 w$ E% d" p" r1 K1 ?( n171
　
  y1 a! h- O8 K　
+ }8 K' ?2 J7 U. E5 |
5 k! ~/ W% M4 I1 E' G% uK2
182
183
6 t" |! [% J% t- G179
# x8 M* Z; ~" Q- ~. u* M　
: g- n4 h+ S: d　
# H& M$ x) w, l  s! x2 H
K3
102
& W6 A# C# @2 @) N- p  h9 [  I144
165
　
　

' X( w# Z- M% ?5 i2 ?* x4 lR
128
5 a$ w7 I5 P1 V# X44
$ v9 ~2 O& b0 `' f' |14
　
; k4 ^# l0 u6 b4 k" e, B; l" ]　
表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果



0 R; A$ |5 E2 q1 v& [7 r9 z
. U0 C" t0 _- [6 W. H( y- B分组号
因素
5 T2 S. h6 I2 E& u' \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)
# h! U/ R- O' N2 R2 I* J$ cpH值

: X* Y3 Q% a3 z. {1
: _9 g' w, n2 v6 _. A25
368
4.0
69
299
4 U( n- @) p" ~$ a! t' C
2
& n  Q4 C1 G4 A2 a! p+ N, {  [25
/ B+ h4 o3 q3 x2 d574
6.0
7 h& b# n* e6 ^; C267
307
8 Z# ~: q8 p# D+ l
7 I) X/ [2 b7 B3 Q3
$ x7 ?! \% V1 T( p$ x9 V25
2 G$ P' K8 R0 L7 w1 T3 D1 Z; X767
, h) R  v! V0 r3 C2 }" y/ f3 ?' z8.0
8 @& v) e# @- }* z479
288

3 ]' K2 k" e$ E3 |0 ~% J! G4
  F/ q4 i9 C9 Q% `) H- N  U30
. J$ R. C. F  e/ C  ~0 Q/ T368
6.0
354
314

' ?4 L2 o$ H% [  d/ {) N% L0 x" F5
30
574
8.0
4 f9 a, U+ C; M3 u+ M296
278
* x& ~- c5 a+ q  q# L
6
8 e% K' \$ @% h& O4 |' n: o+ P, }* w30
767
) C$ ]1 h- ?$ r4.0
462
305
1 u% E/ m7 p5 y$ a4 D) x: \* f
2 `4 i* Q5 f; Q0 H5 ^0 E7
35
368
8.0
142
, d) G$ T: `% _% T) S1 R+ t+ @  N$ U6 s226

9 u2 D. N8 A# {8 j- O5 {  x8
35
574
4.0
" V( v/ d' u( j8 h342
2 u' b! m6 k* f+ t232
" |% M/ u0 R$ C5 k( J
9
35
767
* G, r2 K4 W3 Z% g' Z6.0
* W8 f5 H+ a3 P/ a, {548
219
- P( v: o* n* h3 o
K1
824
769
' \" |& G) c; g# R  H  v# Q766
　
　

K2
897
817
5 s- N1 Z; x+ `* T. H840
  E+ ~9 J" M; n7 V  l: C　
1 N* Q( {" j. \6 T+ z- _% l　

K3
677
( J! B2 g- C. s" o8 V' [: ?812
792
, {- e! P- H: }+ I( m) {5 ^　
　
1 p" }$ q: V" P/ y# E6 {- P
' A# {' d+ x( f. y% pK1
, |& j% y/ T+ |7 c3 F' [& ^; `275
256
255
　
　
- h% t- Q- M/ `! V+ z' f$ \
/ f4 f, n; I/ M; WK2
299
272
280
　
　

K3
6 j6 S1 M5 t( q, e* p226
6 z/ @& \  ]4 G$ {, P" }271
264
　
  n6 t# z9 ?, b; f8 _2 t- D　

R
+ p1 z8 G& Q7 r73
16
25
+ H. Q' Q5 e. e& S8 r　
　
2 V4 x. i' R- u5 @+ j! n* M+ }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。
% `' |* x+ E" v9 o- W4 r5 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
* p9 ]# M; B+ m, S1 L6 G% B


2 {. n3 B9 e! V" ?: o3 p4 K
+ p* X) n' p8 K. {. o# o形态特征
: L) r2 V- X! {: O/ u* RZL1
; T# \' D; p8 H1 l! K7 w6 [0 SZL2
ZL3
8 h3 S# W% b1 j, _( n- r) ]ZL4
" w7 E% [. y5 ?% M( m/ M/ p
# y5 C% i% |5 [& L1 \$ _  {! N, l* H菌落颜色
粉红
淡黄
淡黄
; Z( j; Z0 X, j2 b3 a: j) x粉红
7 a0 ]# J* t; Z' p" R
9 Y- k* O) y2 N0 |6 p2 B菌落形态
# y0 @( O! y* l9 i" n不透明，微隆起，全缘，
半透明，圆形
半透明，圆形，隆起，
不透明，米粒状突起，

　
光滑，有光泽
0 h, i( w4 i% E# s: ~# F* e$ S光滑，较干燥
" {. p& i& K+ @- ]) h/ j光滑，有光泽
4 s. c0 u6 b2 E$ \: N* r1 K' m较湿润
& w( Y8 H  h; p* q8 O5 k
菌体形态
短杆
9 u" c2 I. ^5 t0 o1 S7 o球形
杆状
8 f  A0 j2 s* \丝状

菌体大小/μm
  s3 R. M) z5 V9 `; A" _（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
5 y' r6 n0 N* v1 w5 ^Φ0.3
$ w4 n. r4 S( {: s（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
( A8 q0 d/ Y8 y  b) h: _1 L$ ]0.2×(6-60)
9 P+ D* t- e/ b  q3 \
革兰氏染色
+ Q- Y! ~* m$ Z% DG
" j3 }) J4 E4 _$ SG
G
, k  E- u9 Z& ]+ F4 m5 qG
  R) A2 \. _$ i0 V: A
初步鉴定
& a1 _+ D/ {4 M黄杆菌属
微球菌属
6 C- f6 o/ e, t- B1 z% D假单胞菌属
酵母菌属
% h& p4 i) b, ?! I7 ^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。

" z6 G0 B" p& k- m& n3 结论
- f/ z1 \. f/ [! H& j! S2 t1 M　　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。
3 l+ m- P# ~% h+ `4 A3 K4 H1 M$ U
$ {7 {5 Q: D( q8 j
8 ]$ ?, h/ h8 O$ o, N) C5 g　　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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