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
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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　　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)
6 y' t1 a. e, h$ p$ \6 U" N　　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
6 K$ R$ g" Z6 A/ v% h. T　　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
# Y9 {  V5 C: y+ F# e! F1．1 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
+ X/ X; r0 o3 t8 O& H/ m: n. p

4 s. C/ z5 k- ^! ?+ T+ q
9 W) _- z, o# H2 [9 i% A
分组号
8 X/ M: n0 b# I因素
8 h  Y8 z7 W! E1 {* V; V测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

. R3 b  F* {2 K1 |3 v" |; b温度/
, j7 I* W: I) b* z" g2 jρ（油）/（mg.L-1)
pH值
8 C6 c+ m# k! G* Q0 x8 Q
" ?9 m) |* t7 E- v# H9 o1
25
- l& a$ W, h  t% g424
5.0
; d9 g- D+ ?. C6 @( p192
& p* e5 _! L- g  R232

2
25
680
+ p& \$ |5 R+ X. y7.0
) M& P/ m# H) Q/ x/ I416
264

3
# M4 L+ W0 r5 I' P25
824
, o: _, O2 A$ X' w6 z9 r9.0
630
194
$ b% ?; G1 [( g5 k
1 V; W& n5 |- m5 E8 K. T, i4
30
6 x  Q' B- ^& \; j" M& \5 s424
7.0
220
- Z0 j+ ?! m. z204

5
. p6 m' }0 y8 B. e# Q  Q30
680
" b; G) \: a7 j# _% h9 j& J9.0
: @, u" q' X: G' J" c. C8 `! y507
1 g9 h& q" {5 u  D173
4 x7 ^6 M. P5 t) E" d+ c& V1 z6 h
6
9 C0 \/ h' e7 \6 M' M3 B30
8 O- j0 f7 [1 S; Y' O: G/ U* R824
5.0
  e1 k/ ^' \4 M" n654
170
* N0 K5 c# o1 w4 F4 W; G4 u/ K$ U3 ]
4 w% x- E+ S% \$ o7 B) M3 s' X) j7 Q% |7
35
8 t/ S3 X+ g4 {6 {  g424
9.0
9 y$ b  ~/ V2 ^5 ~2 e% j6 R297
127

8
- x; z4 R; h  x3 I/ c& V35
8 W' @  }# G' C1 M8 K3 G! O680
5.0
9 T* }8 h  u% ?2 w( c569
111

' M( J( G$ G" q5 i  _) E) p9
35
824
& V  P/ U1 D  \5 f6 C. I7.0
755
5 u5 v  O8 x9 |% u69

: e; b3 i- d7 k4 JK1
" ]( d4 }& b' @8 ^9 w$ R: h690
563
% c7 o7 ~. v, o% |4 G" f; n513
　
7 X% C* r; }" s: k& T　
+ C8 m. U! p; ?- `
+ Y; v* K: h7 S5 p0 u" AK2
547
548
$ a1 R/ K# G" w* M537
　
　

# A' m' k# n0 pK3
307
433
494
　
1 u1 m2 Q7 E8 T9 j$ R+ ]　

! L9 N" G  u; D9 B" I- P; ?K1
230
9 p" u0 i. E+ ^1 f% r188
. L) B: e! Y2 O( ^" r1 X171
　
　

K2
182
183
179
% t# h- b. a) w: M. k8 c　
　
; f. R; K8 c# E1 E9 T/ D' b
K3
, @+ m1 s7 f7 G; S, ^% O102
6 {5 A$ T8 c' n& ^$ O) x( e# A144
! z! u+ [, R  d- M% `: y* \165
- }4 j; [% k2 E9 @- h5 ^. o9 L9 M　
　
! r* M2 \! R) }" R
R
. y& [0 y9 W' l2 @128
* E' Z" W& m& M% m44
14
　
8 |5 ~. k; Q5 K　
& O; |& T6 u7 \/ ]& B表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果
2 P- \) c& T$ P# W! C
1 \! H3 ]4 @% O* O" k$ \) t, I
4 Q* R$ B. z2 f5 \$ w6 H" x5 |" A

" C/ w7 G3 [% i, H; d" I$ H分组号
7 H/ A! f4 n7 Y- u# w& h因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
7 R1 {8 J/ d: }/ A) J4 W( z) G降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
pH值
! {7 n" S1 h  A) a
1
25
368
. I& U3 Q$ B% j# \" O% Y) w  m& U4.0
69
9 J" |0 C7 [0 o6 p5 [, i. V299

  C& v6 v/ B% j- s7 G5 N( O( ?2
25
574
9 A) ?, c$ `& e2 @- S6.0
7 ?6 S5 }2 n4 M- j# o6 M; S- A267
307

3
25
767
. _4 [* ~+ @0 R/ ^( a3 D$ I9 N( d8.0
479
/ X) ]1 M  E9 P' o; R288
6 k: C% T! F$ Y5 r2 Y
4
. K, s) G4 V; R* M30
- ?8 A! [, X: Y  S  C/ ?+ A, O368
$ y" M' E: A7 a# I! X7 t6.0
354
314

5
30
3 U; Y4 a. j0 R0 @4 f( a; I574
! u, t+ r. s( {, c  g8.0
  z2 R) v, R2 f5 C( C296
278

. ^: `2 C4 M: t5 D. ]' c6
30
767
4.0
5 {4 D# `8 J$ F5 `" i3 v1 `462
$ M- I9 D, ]* f5 p; N& A305
. Q6 U8 e1 `. O7 [- p: d6 J
; A" X, S% G; d; L/ `. \6 M7
  ?: g' K- v) ~; O( E7 I0 c35
368
+ N5 ?# C. {0 B, l8 i8.0
& d. W0 \& L/ v) w$ v) x7 E142
/ f. j7 _( ~- j# C4 w9 V5 W+ |226
7 i2 K7 y$ o, S1 Y9 X" Q
8
35
574
4.0
342
9 Y* |) @: z5 }0 J* d* W232
) S- {2 o7 V( c: _0 _/ V/ |
9
- `8 f# r! p) a; }; V. ^) O35
% T; \. W. E/ Z& _7 Q( L767
( z. W3 B0 e8 S! j4 D1 G6.0
548
219
  D' A; Z, b+ @; q
K1
1 B. U; n, _! R: U4 Y7 m824
/ H6 I  h# |( O) K, @- e769
$ p+ M. E4 Z+ d. T4 O766
' J5 ]' }0 M' N$ s. Q　
　
$ r% q5 B9 g. {5 l) A7 H
. k9 u' ^3 G8 L1 j$ p& rK2
7 a% l5 D" f+ B$ C897
% @$ Y+ Z* F6 w7 C3 \817
: Q, i  W5 E- s840
- C- J$ w- L( U　
; u0 L! _8 q9 z2 m& W, h　

/ }  I' D* o- m- k  sK3
677
( H( D* ]0 h# c812
792
* K8 N! T% m- O- R　
　
! r. ]2 T% i& Z4 B- n/ l" ?( h9 v5 b
$ R4 n: [* w9 Q% U5 eK1
4 e8 B/ d( v% U  D, N, w. s, M; M275
256
255
　
　
2 s% |$ H0 d( V' o$ L( N) ~( l
K2
299
272
/ r2 {! F8 @3 d9 I/ j6 u280
　
　

, b/ L+ q4 L# P1 p! p4 rK3
226
% ~1 l- z2 q. p/ W) R1 A# y271
; n; L" \  D& |9 J' Z* Y264
　
　
' l$ V) v" L5 W' ?7 `0 m
5 q# J7 d2 f  cR
. w/ |! s; L  ?7 M) Y$ @8 C73
16
25
　
3 R9 X- X% i& {9 S　
$ A8 u+ D+ N# W1 u* R  M# _; @+ A4 D+ q1.5 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
; _4 O  Q3 S, D" }; D9 g: W2 d! p2．1 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。
$ X0 B8 B+ \' A表3  4株机油降解菌形态特征
% R& G; f  P3 g  K9 v4 Z# _
% f2 y) ]& d  }1 g0 l


; y$ d" r: ]% n1 m" W9 F形态特征
ZL1
1 c/ D1 {$ G( p7 ?ZL2
& [# U6 t; K  i# A7 MZL3
ZL4

菌落颜色
粉红
/ }7 E- G7 n& d' {* C5 K淡黄
淡黄
- A) u. N8 v. A8 m粉红
  D2 ]5 ?8 u8 P0 U; ~! G/ Y( q
菌落形态
不透明，微隆起，全缘，
半透明，圆形
! m& O; i& A4 H3 r2 R半透明，圆形，隆起，
: o& g! `5 {7 O% z% Q不透明，米粒状突起，

　
光滑，有光泽
9 U+ @$ L# K8 z4 a4 @# v& E8 t光滑，较干燥
5 r% h+ W' p- _* d光滑，有光泽
8 i1 }) r% Z9 k. f$ E+ K) S) d较湿润

$ D) \5 B0 G) z. X菌体形态
9 g9 c7 e' s; v% s* s: a3 O短杆
球形
杆状
! M( h" \$ V! {. j  y9 b丝状
5 Y5 k  L) V3 y9 h
菌体大小/μm
9 _+ t1 d  |% W1 m+ L3 t4 G+ Q（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
Φ0.3
- k$ @5 y8 @" Q3 H（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
$ D& ^; N, V  N$ \' F0.2×(6-60)
* p) p: w+ d4 A" T" E1 V: y3 U1 |( r
革兰氏染色
! Y( q5 z3 V$ S- qG
0 ]1 E7 a/ {2 s# |G
G
G
; n+ H, ^0 C( u5 E+ w7 Q  F
' e  r! w) J; T/ s) x/ b$ E初步鉴定
8 T! @1 m- c" [2 f黄杆菌属
% W8 f& L& X" g0 J微球菌属
9 C. g, l4 F3 {8 j. c/ q假单胞菌属
! |' Z3 s1 m1 b6 Y0 W, n$ ?3 X" t酵母菌属
( U6 g* @( j- r2 W+ ^4 i2．2 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。
. e% O1 F4 Q" i' V2 \$ R
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。
( f5 m: ]; H& J4 C$ r
2 b+ J* V  p& A, x, T8 _; Y- a% u
" ?8 v% i/ l7 i: F3 r2 x, x　　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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( Q+ ~5 I! b0 L8 o
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