微生物处理机油污染废水研究

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8 M  b$ p# Z/ \4 {6 W4 V/ j/ R　　中图分类号：X703 　　文献标识码：A 　　文章编号：1009－2455（200）06－0032－03
7 Z7 j+ q: @" i* W4 d2 qAn 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)
　　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
# t6 L! l7 J$ n( |. @; ?! i1．1 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。
4 P. Z4 r& s& l- o1 u8 X' T& q表1  ZL1菌株正交试验方案及试验结果


" M5 W6 F6 |) d7 w0 {8 X

分组号
因素
2 y& ]7 h" n. Z3 Q( o0 R测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
7 v& r3 p" `4 I降解测量ρ（油）/（mg.L-1)

6 `* ?6 Z# Y' j. W! v, J3 O温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
pH值
' j! K" r# a! A1 |
1
25
( O: w& v# \9 X( L, P% Q424
9 j, P% C3 m2 M; Y) {/ ^- ?+ N5.0
192
6 M9 W: ?/ g+ g& y) ]232

2
25
% [( a/ Y; S) \8 C/ R& a680
7.0
416
264

3
( l6 K) G; z; t% h  Q# j25
824
4 O( A; s3 R+ R- U7 O! d9.0
6 ]7 n* S4 s7 R630
194

4
30
; |. b8 g7 S2 Q# J424
/ a/ J% Y3 S7 a7.0
+ Q% |9 m% Y( V$ g; {$ \220
) _. g8 N3 t5 z1 j2 H  T204
, Z  ?$ ]8 G) B3 m- \6 \
5
30
7 _) x# t5 j9 K* Z5 @' b  i! M4 l680
9.0
507
/ e! v" X  D& E# O7 L173

6
30
7 ]- i# i5 p- @, p3 Y1 v1 f824
1 L: N3 }' l4 E: e" z4 {5.0
654
, }5 F* n; O: w170
! c7 F3 s" F7 x8 y/ e- O
7
35
424
9.0
; {) f* D! H9 s297
127
( g/ c! P' K; U  }3 ~
8
35
680
& b9 q: k! H0 @! ^% v3 s5.0
569
111
+ |" g8 {. ?  w& T% Y5 S; ?1 Q& H
9
35
824
8 s& H6 ]4 J* A8 w/ m) r1 J* M1 i; j1 H7.0
755
69
+ f$ Q- K8 X/ i1 h7 F
& ^0 X+ o: f7 Z  q9 D8 m9 d8 E/ ^K1
690
563
513
0 a5 `8 t8 m+ u1 i& a. P) J$ H　
  f1 _  Q/ E: |$ c  V0 ]; W　

K2
547
4 E: V5 m' |( p548
& G! k1 T9 n  `& H6 z+ }537
　
/ R0 [" G5 j0 m　
$ ~2 [6 _2 q! {& N7 C$ P
K3
' X# t' M6 f, p* E1 W- i307
433
494
　
　
) j$ N& D  b& C) L
* B( n0 |; t) M  B3 A! h8 ?K1
5 r- f( r( I8 J7 K230
188
* \7 _! n4 E4 T, }2 W' K: E, D4 S  y171
　
　

K2
182
183
( n; e* w( Y0 K3 W, ^+ a179
　
1 u* L* \, w7 W$ o: M/ B; [" W　
# ~' O6 \7 z4 ]
K3
  s6 B7 `4 e& O102
( J/ y) q$ c) H; U' W144
' R% J9 A: ~" }165
/ E5 N3 H5 w! T- ?　
9 K$ K# q. J6 B) l; T7 b, G/ i　

. ~; {% L! E9 W* k& KR
& m' W3 x- ^+ \$ J' u0 l  @128
44
14
; Y. b* a  y6 R; R8 t4 i4 Q　
* {9 ~- T1 V! L+ j! X1 H/ |* Y　
表2  ZL2菌株正交试验方案及试验结果



- L+ j+ C4 y( L  b5 ~( A9 P
  g  D2 ]% V3 z/ Z* x& @) Y3 w4 _分组号
, W8 s9 c2 H1 d% M, M6 ~0 @3 C因素
1 z, \! h( r! y1 m测定结果ρ（油）/（mg.L-1)
降解测量ρ（油）/（mg.L-1)
/ e: c! C" ~/ S3 \! f" k
  y; f9 X: D1 ^3 V温度/
ρ（油）/（mg.L-1)
pH值

1 K1 c/ ~) o* T! U' d1
25
' W  T$ y" ^( T6 d* W368
4.0
69
( ~  g+ f2 X  l0 N299
- _' \  V- a9 I# L& E0 n" y
( _! g7 |/ u  C# d: U2
25
% P3 n2 Z; V: ]( K3 h5 K2 F7 @8 }7 P574
; d5 I% N) T  P& v+ w- P/ l6.0
; g$ b( C6 r! h" }267
307
1 ^/ h0 k, J1 }" [  L
/ c% Z: U3 `% W& Q3
25
' k) d8 K8 u3 G# ?7 m2 e+ L$ J0 U. I767
8.0
. g1 \* g. ~; B4 U% C6 f. ^3 S$ A479
288

8 S' U( M4 p4 l: P: W4
: H7 W$ [6 Q" P/ c" X8 }1 d30
368
6.0
' p5 j8 W+ ]. }354
314

5
/ k. C3 n8 J2 g1 u/ ?7 U30
- r7 c" g! j: x7 D2 r4 E) \574
+ q- d3 h" `9 H4 d+ R1 ^+ o8.0
! V; ^! l. R  `, u8 @' m; k296
% B9 P4 t, `* M3 K8 j278
' x$ o8 y4 T0 ~* I
6
30
767
# G, ^6 R: Z" o6 _# B7 Y- X7 G+ Q4.0
462
- q! }% {; K) I" h" N$ ?305
. v. Q: k! ~3 l! U) @6 a
5 j: E/ D* M$ E" z0 J7
35
368
8.0
142
226
: g, y0 \: X% e: t: I
6 L' Q: P8 Q: {" p( F6 C8
# h4 h2 `1 k7 P" ^35
574
4.0
! X7 I1 K( @+ t4 h/ b9 {342
, Z8 o% D$ D! v& y232
4 O, G& X6 E' H0 j5 H; f. X
9
9 f; [  c6 r) J6 V9 [35
767
6.0
  K; C/ d7 P* y$ F. c548
; g- H% x: D4 K1 B: t) a/ A0 X8 {219
% l: M  A# N8 l) s# i
K1
8 I' W- f  P" i2 b$ w824
769
766
　
" r! x) e) X0 G9 f% v　

! b3 ~( I) v9 K$ _( t# U' MK2
4 S; E/ B2 M5 a; b1 U- {1 X  @3 `897
817
1 u2 r- }0 K$ B7 Q/ u, ^7 x840
* M  g$ Z  R3 a; o; a　
　

K3
2 q7 y1 i) z; S677
812
792
　
3 L$ n6 ]/ z) n# I6 x' s　

K1
+ R. x6 G3 j" J1 a# A275
0 I/ A  i1 q& o* W9 W4 R256
- x& Y1 o+ T! N5 H' M8 V255
　
　

( V6 v) E/ a) ?+ u  |! gK2
0 M% Z. q5 B  `, V2 }. U299
272
280
　
　

K3
226
3 x% g5 _; s) x271
264
　
! m6 }" U5 o- ?; P　
% p1 }  O$ O. l; _
) T. E7 r4 t3 x0 f) s% iR
73
* {- N! {# Z2 H, H+ k9 c) [: p16
* e# \4 f/ k) v  y9 c& ^( b25
2 V( i1 g1 S6 l" t+ B　
　
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。
0 D* C& S8 G; |" j5 ?2 结果分析
# T4 Y+ W0 r1 o4 ]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

  Y7 F4 u0 C$ Y$ X* U


形态特征
ZL1
) V6 C% S9 _% i) LZL2
# U2 h# o4 R# ?/ ^0 wZL3
) w5 d5 e1 J1 e2 {6 JZL4
1 d4 |+ Z) W2 Q& T* c& e
菌落颜色
粉红
& p7 l- f2 l* |- [3 J* c. W淡黄
淡黄
9 x* H/ u5 H: P. q粉红

菌落形态
3 A& |2 }% U" n# k! i2 M4 t: U不透明，微隆起，全缘，
半透明，圆形
半透明，圆形，隆起，
. p  Z# s) M: @2 B9 I' b/ a不透明，米粒状突起，
5 [, A2 E# C; k9 {3 Y! a
# D& f* l& I& T, u% v　
光滑，有光泽
! r( H$ _& o: z6 ^光滑，较干燥
光滑，有光泽
1 O, T+ v- P% {% r* u8 a; Y较湿润

5 T  @" a& B$ ?9 _( m9 z! R菌体形态
; }/ O, d" g: N短杆
, q+ u3 v+ t7 D% c% V6 @球形
0 G, u' R6 `( V! b" e& X' V杆状
4 C9 U, J% A, f3 ^丝状
) r# r/ S3 L7 n' t0 {5 H. W1 ^9 G
' a: u1 u7 T7 Z2 z( ?菌体大小/μm
2 b1 E& N: I5 u% `! l  E; p7 B（0.3-0.8)×(0.6-1.0）
" E% [; W% o( ?Φ0.3
（0.5-0.8)×(1.3-5.0)
0.2×(6-60)

  b7 @, X+ }: [" h6 K! @革兰氏染色
G
8 w1 y  Q* l3 i5 l: {% kG
" U5 g) Y- ^( eG
- a4 t6 m0 b% s: fG
  x: ?2 {! l* O" X4 ]5 i9 m
. @" o% f: `( u4 m/ F6 g) h" ?3 n初步鉴定
黄杆菌属
* `  o# D5 X& x* ~, V8 f微球菌属
" T9 F& m: z" h- k+ _假单胞菌属
酵母菌属
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。

9 f  l! `9 i/ K$ v# p, i- h3 结论
$ [. q1 |2 l% K8 w8 |0 _9 V　　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。


( T6 S* y5 U) Y% w* w　　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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