微生物处理机油污染废水研究

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5 M/ z+ v% ]; k# J' 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, X......

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1 y! s, E; J, u& u% x, X' `              
      
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- Z, c$ Z4 h6 Z! m　　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
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。
$ N0 d& [& [& q% c表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果



" W; Q: g5 i6 S5 t8 o! R$ A
分组号
因素
测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
( H6 A/ _! v, X降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
8 Y& R# n. Y) V: h$ K. d0 B3 d
温度/
: y3 [) H9 Z# @, l: dρ（油）/（mg.L-1)
pH值

1
25
  }: i. E  k$ P. Z) f424
/ ?- p" Q: l7 B8 {% Y5.0
" F% b3 i! K! z: G9 {/ [192
2 ^: K/ m& k3 E, u" B' x: P0 d+ u232

2
25
680
3 p+ y0 L% X& o9 `7.0
416
264

3
25
824
9.0
630
194

* g! V: g' f) Q7 |+ X3 [4
. n# s9 L1 j* u! ?5 x5 ~30
424
7.0
  x# g. h# N, s7 @220
: j& Y. X# m, g. t4 l$ Y204

5 o) C4 y3 A' {' m* K$ ?3 ?5
5 g8 P  u# P( K; A% \, ~7 `30
. C: u5 [$ V7 E680
7 v0 @# J/ w4 l& v9.0
507
173

) @2 T+ U* ^" v/ {) R6
30
824
5 S; O) i' i1 I/ \4 U% ?5.0
654
170

7
: O4 _" p& k+ b, P35
424
9.0
297
# o! t4 j7 I) Q127

  f/ i* I! H& K0 F% i" a' V/ F8
( W  i" p5 \( M8 y35
" m/ i5 b3 g* P7 |8 M+ t' c680
! ^" X1 x/ {* \3 U5.0
' G& E4 l# e( X( J0 ^  {569
111

9
35
824
; o; w/ M* u* h1 C; R! ~# p) X7.0
755
69

! C# L/ W" ~6 {. l. X6 d0 u0 zK1
690
563
- Z) U7 x5 N  Z: T5 ~513
2 U& _" }' U7 f　
　

K2
2 i; R* s8 {0 c- Y0 _547
# j7 s! e" j" }+ ?8 M* G9 y) ~548
; N4 Z$ w6 b8 U537
" G* ^0 w. c- u* J　
, n/ g4 ?: e; \9 K3 j( _8 R0 \% `4 b6 k　

K3
307
433
& @0 A! l' E# Z3 T494
　
% L/ Y# r: `# U4 W+ R7 s7 s　
* v9 {3 \% Y) {0 O) j5 \: B
K1
230
188
171
% I" ]/ C, w2 Q* H　
( b/ ?& k# a( ]/ j, i% O　

K2
) c: W" Q6 ?8 D+ E# C2 F182
183
& r* ]5 H7 s# }1 r4 N179
　
- B* l$ k+ L' o' b7 u& ?　

K3
102
144
165
　
　
3 \7 G' s2 j0 J( t, z* X) j% I8 N
# B( ^6 g' _! B+ DR
128
$ t) u2 F8 ]* f+ v$ N44
14
6 n$ X+ d) a  X* _/ J. Y　
9 C7 A0 G& u* l; e' C: ^　
6 Q1 W0 B& T- N( h1 O/ ~表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果

& v6 I8 q6 H# v) _
$ @: ^3 w' ]8 {& c! ?/ E7 E

4 K/ D  K: G+ `( F+ m  R分组号
7 z6 Q% c- b/ ^; w$ ~2 T# ]4 P因素
0 R  i- X' R  Y+ I测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
- E% b6 n. f7 S1 s" C6 |+ ~6 h降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

1 m- a) s1 z  j5 t温度/
, ?# l* T# C0 k% }" S  y- Iρ（油）/（mg.L-1)
pH值
# o0 H0 O$ A" F0 o8 h
1
25
368
- N1 W; f! `( @8 q4.0
69
299

2
25
% k% x  C% a% \- ?. f574
& g4 `8 p+ u' J# c: n6.0
267
307

3
1 r# f5 @* y( N  d% J( h25
) r1 s: t8 ~! t4 i767
8.0
9 s* S6 O3 k2 ~4 M9 u7 t6 G' u# }479
288
% K' D/ V& P( }9 c9 K! F
/ Y- X, i! [3 ~9 O% {. I4
30
368
6 u; Z( V3 [1 I$ M5 M6.0
  k% Y$ ^2 H  f1 P/ E" C354
9 S: `# k( G/ j8 t) ]  E314
$ \- Z0 [2 G  Y% E. I6 c! K
: m9 u% L# ~4 K9 ?" ?: d! o6 G) r5
7 W8 F$ o1 m, \4 D7 o- H; }0 w30
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3 H* V) k, @# i, [; {  {8.0
296
278
( S' ~  h$ f2 N0 M4 O, T
6
30
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: {& ~8 K$ t1 P6 i$ D4.0
462
305

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- \- y- _# `1 r/ D: x, ^! L1 r5 V35
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( N6 a, e4 E$ B% O8.0
142
226
* `6 L! _! P* j- c7 i  U
+ o: t7 J; [5 ?" b1 M9 |- A+ r8
7 T3 ^9 s5 O- P' d" j' o35
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767
6.0
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5 T/ E- M$ Q6 x766
. K( q% L+ a( r# S# U) K　
　

K2
% |7 q& d- W4 R897
817
840
　
) B$ P/ a" }6 [: V: Q" Y+ D　
' F2 E3 T  A- b
K3
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( ?( E2 r  ?  T6 n% A6 n2 Q792
　
# I+ E, a. S6 K; X' w　

K1
) y4 @6 l$ `1 C275
) ]* @" T* u. g/ S  O# ]256
255
　
* |5 C3 d: U  Q$ N　

& ?* _0 l( H, w: l3 Q( O5 OK2
299
272
280
$ s. T( {5 K& E# Y3 H- n5 l　
1 b/ @* o) I8 l: D1 n　
( s; f8 ^6 T9 [+ Q; {. [8 f& n
K3
- j/ \/ z/ t' M0 @6 D0 H226
0 \4 b' [) @3 P5 ^% Z6 q) X4 L271
" Y" Y9 Z3 W' R8 q) a; |264
4 V$ |. u9 O4 G　
, t/ F, @* \3 [$ M, Z+ L* a5 y　
! l4 I: ~0 n# t0 k
% r$ Y3 G6 h8 [5 p( X( ^" b0 bR
73
0 I: r! ^: Y1 w" I% B! y' ~16
3 H* W' Q" @; G6 o8 Y25
　
　
# _' O: F+ n6 O/ O9 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
# `" J% N& u3 U# X& S. g2．1 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



# R1 B  h8 n& u+ T+ N8 y- \* ]9 g: U
形态特征
7 E4 x: ]6 o+ Z6 v6 u+ pZL1
ZL2
; c8 v' b& H/ R4 C3 wZL3
ZL4
! V( w+ {9 y$ c: o
, ~* j6 N! s# D( q) V' J菌落颜色
) A3 ?! o* M4 G( O2 F) g: @. D( u粉红
* O3 j2 r. x' @; i淡黄
0 v  [/ e5 H, i/ h淡黄
粉红

) d4 |: u% E% y$ p5 ~8 a菌落形态
不透明，微隆起，全缘，
; T! J9 B6 p6 D半透明，圆形
  V; z3 ^5 n; b6 \# E5 N半透明，圆形，隆起，
不透明，米粒状突起，

　
光滑，有光泽
( D8 N. @0 M! K2 v7 ]光滑，较干燥
光滑，有光泽
较湿润
; {6 ^- f! w# J, ]! d9 R! ~; C
菌体形态
短杆
球形
杆状
. @" S& Y/ ^) i$ U" L& v9 \丝状

菌体大小/μm
: M5 _& H9 K% J（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
  G; m3 F8 H0 I. {, E+ k" K' D/ S" nΦ0.3
* y: K! h9 V3 o+ o" p5 Z5 F! z  w# W（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
0.2×(6-60)

7 Z' f% U( `/ \革兰氏染色
& }) n: P  y6 z) O, L+ y3 ?G
G
) I( b8 T' o8 i3 Q& x8 q- NG
G
# _5 }. f5 _. E
初步鉴定
黄杆菌属
( }' c% h# `1 R) o) j微球菌属
假单胞菌属
: ]/ R! S1 h, e* v  g5 ]8 Q酵母菌属
6 _8 A9 ~# k/ G5 W" E1 {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。

8 f) Q: S% r) s. x# B3 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。
- E$ K$ q. M) k9 P& z1 R
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　　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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: V: H& H5 U1 E% z



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