Научная статья на тему 'Микроорганизмы-деструкторы ПАВ в водных средах'

Микроорганизмы-деструкторы ПАВ в водных средах Текст научной статьи по специальности «Экологические биотехнологии»

CC BY
3081
513
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МИКРООРГАНИЗМЫ / СТОЧНЫЕ ВОДЫ / ОЧИСТКА / ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА / ДЕГРАДАЦИЯ / MICROORGANISMS / SEWAGE / PURIFICATION / SURFACE-ACTIVE SUBSTANCES / DEGRADATION

Аннотация научной статьи по экологическим биотехнологиям, автор научной работы — Сопрунова Ольга Борисовна, Утепешева Алия Алимгазиевна, Виет Тиен Нгуен

Значительную часть антропогенной нагрузки, приходящейся на поверхностные водные объекты, составляют сточные воды, содержащие поверхностно-активные вещества (ПАВ), которые входят в состав всех хозяйственно-бытовых и большинства промышленных сточных вод. Для очистки бытовых и промышленных сточных вод от ПАВ широко используются физико-химические и биологические методы. Целью исследований являлось выделение из промышленных отходов микроорганизмов – деструкторов ПАВ. Чистые культуры микроорганизмов выделяли из нефтешламов и замазученных сточных вод предприятий нефтегазовой отрасли, сточных вод производства стекловолокна. Выделение микроорганизмов из нефтешламов и замазученных сточных вод проводили методом накопительной микробной культуры с использованием жидких питательных сред Чапека и СРYGG. Микроорганизмы из промышленных сточных вод производства стекловолокна выделяли методом Коха на питательных средах М9 и МПА. Для изучения физиолого-биохимических свойств определяли потребность бактериальных штаммов в различных источниках углерода, азота, фосфора, амилолитическую, протеолитическую, липолитическую, фунгицидную, эмульгирующую активность, фитотоксичность, способность усваивать основные компоненты сточных вод. В результате исследований из промышленных отходов в чистые культуры выделено 13 штаммов бактерий, представленных грамположительными и грамотрицательными формами, относящихся к родам Bacillus, Pseudomonas, Kocuria, Stenotrophomonas, Proteus, Staphylococcus. Изучение физиолого-биохимических свойств показало, что все изоляты: способны усваивать углерод, азот и фосфор как основные источники энергии в органической и минеральной форме; обладают протеолитической, липолитической, эмульгирующей и фунгицидной активностью; способны усваивать основные компоненты сточных вод. При изучении их деструктивной способности по отношению к ПАВ установлено, что все штаммы способны к деградации анионных и катионных ПАВ. Это позволяет рассматривать возможность использования бактериальных культур для разработки способов очистки водных сред от ПАВ.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по экологическим биотехнологиям , автор научной работы — Сопрунова Ольга Борисовна, Утепешева Алия Алимгазиевна, Виет Тиен Нгуен

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

MICROORGANISMS – DESTRUCTORS OF SAS IN WATER ENVIRONMENTS

A significant part of the anthropogenic burden on surface water, are sewage containing surface-active substances (SAS), which are part of all domestic and most industrial sewage. For the treatment of domestic and industrial sewage from surface-active substances physico-chemical and biological methods are widely used. The aim of this study was to discharge from industrial wastes microorganisms – destructors of SAS. Pure cultures of microorganisms were isolated from oil sludge and waste water of oil and gas industry, wastewater of fiberglass production. Isolation of microorganisms from oil sludge and oil waste waters was carried out by cumulative microbial culture using liquid nutritive Chapek and CPYGG media. Microorganisms from industrial sewage of fiberglass production were isolated by Koch’s method in nutrient media M9 and MEA. To study the physiological and biochemical properties the needs of the bacterial strains in different sources of carbon, nitrogen, phosphorus, amylolytic, proteolytic, lipolytic, fungicidal, emulsifying activity, phytotoxicity and the ability to learn the basic components of waste waters were determined. The studies of industrial wastes in pure cultures there has been isolated 13 strains of bacteria, represented by gram-positive and gram-negative forms, belonging to the genera Bacillus, Pseudomonas, Kocuria, Stenotrophomonas, Proteus, Staphylococcus. The study of the physiological and biochemical properties showed that all isolates were able to assimilate carbon, nitrogen and phosphorus as the main sources of energy in organic and mineral form, to have proteolytic, lipolytic, emulsifying and fungicidal activity and to absorb the main components of waste waters. In the study of their destructive power to SAS it has been stated that all strains are capable to degradation of anionic and cationic SAS. It allows considering the possibility of using bacterial cultures to develop ways to clean water environments from SAS.

Текст научной работы на тему «Микроорганизмы-деструкторы ПАВ в водных средах»

УДК [579.695:628.394.6]:[628.394.17:661.185]

ББК 28.49:38.761.204

О. Б. Сопрунова, А. А. Утепешева, Виет Тиен Нгуен МИКРООРГАНИЗМЫ - ДЕСТРУКТОРЫ ПАВ В ВОДНЫХ СРЕДАХ

O. B. Soprunova, A. A. Utepesheva, Viet Tien Nguen

MICROORGANISMS - DESTRUCTORS OF SAS IN WATER ENVIRONMENTS

Значительную часть антропогенной нагрузки, приходящейся на поверхностные водные объекты, составляют сточные воды, содержащие поверхностно-активные вещества (ПАВ), которые входят в состав всех хозяйственно-бытовых и большинства промышленных сточных вод. Для очистки бытовых и промышленных сточных вод от ПАВ широко используются физикохимические и биологические методы. Целью исследований являлось выделение из промышленных отходов микроорганизмов - деструкторов ПАВ. Чистые культуры микроорганизмов выделяли из нефтешламов и замазученных сточных вод предприятий нефтегазовой отрасли, сточных вод производства стекловолокна. Выделение микроорганизмов из нефтешламов и замазученных сточных вод проводили методом накопительной микробной культуры с использованием жидких питательных сред Чапека и CPYGG. Микроорганизмы из промышленных сточных вод производства стекловолокна выделяли методом Коха на питательных средах М9 и МПА. Для изучения физиолого-биохимических свойств определяли потребность бактериальных штаммов в различных источниках углерода, азота, фосфора, амилолитическую, протео-литическую, липолитическую, фунгицидную, эмульгирующую активность, фитотоксичность, способность усваивать основные компоненты сточных вод. В результате исследований из промышленных отходов в чистые культуры выделено 13 штаммов бактерий, представленных грамположительными и грамотрицательными формами, относящихся к родам Bacillus, Pseudomonas, Kocuria, Stenotrophomonas, Proteus, Staphylococcus. Изучение физиолого-биохимических свойств показало, что все изоляты: способны усваивать углерод, азот и фосфор как основные источники энергии в органической и минеральной форме; обладают протеолитической, липо-литической, эмульгирующей и фунгицидной активностью; способны усваивать основные компоненты сточных вод. При изучении их деструктивной способности по отношению к ПАВ установлено, что все штаммы способны к деградации анионных и катионных ПАВ. Это позволяет рассматривать возможность использования бактериальных культур для разработки способов очистки водных сред от ПАВ.

Ключевые слова: микроорганизмы, сточные воды, очистка, поверхностно-активные вещества, деградация.

A significant part of the anthropogenic burden on surface water, are sewage containing surface-active substances (SAS), which are part of all domestic and most industrial sewage. For the treatment of domestic and industrial sewage from surface-active substances physico-chemical and biological methods are widely used. The aim of this study was to discharge from industrial wastes microorganisms - destructors of SAS. Pure cultures of microorganisms were isolated from oil sludge and waste water of oil and gas industry, wastewater of fiberglass production. Isolation of microorganisms from oil sludge and oil waste waters was carried out by cumulative microbial culture using liquid nutritive Chapek and CPYGG media. Microorganisms from industrial sewage of fiberglass production were isolated by Koch’s method in nutrient media M9 and MEA. To study the physiological and biochemical properties the needs of the bacterial strains in different sources of carbon, nitrogen, phosphorus, amy-lolytic, proteolytic, lipolytic, fungicidal, emulsifying activity, phytotoxicity and the ability to learn the basic components of waste waters were determined. The studies of industrial wastes in pure cultures there has been isolated 13 strains of bacteria, represented by gram-positive and gram-negative forms, belonging to the genera Bacillus, Pseudomonas, Kocuria, Stenotrophomonas, Proteus, Staphylococcus. The study of the physiological and biochemical properties showed that all isolates were able to assimilate carbon, nitrogen and phosphorus as the main sources of energy in organic and mineral form, to have proteolytic, lipolytic, emulsifying and fungicidal activity and to absorb the main components of waste waters. In the study of their destructive power to SAS it has been stated that all strains are capable to degradation of anionic and cationic SAS. It allows considering the possibility of using bacterial cultures to develop ways to clean water environments from SAS.

Key words: microorganisms, sewage, purification, surface-active substances, degradation.

Введение

Важнейшая экологическая проблема современного мира - утилизация токсичных химических веществ, которые попадают в окружающую среду в составе промышленных и бытовых отходов. Наиболее распространенной и опасной группой ксенобиотиков являются поверхностно-активные вещества, которые широко применяются более чем в 100 отраслях промышленности, и, являясь активной основой бытовых и промышленных моющих средств, в большом количестве попадают в водную среду. При этом значительную часть антропогенной нагрузки, приходящейся на поверхностные водные объекты, составляют сточные воды, содержащие синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ), которые входят в состав всех хозяйственнобытовых и большинства промышленных сточных вод.

95-98 % общего количества применяемых в России детергентов - синтетических моющих средств (СМС), вырабатываемых промышленностью, составляют анионные и неионогенные ПАВ и моющие средства на их основе, которые, как правило, характеризуются низкой биологической разлагаемостью и в силу своей химической природы оказывают существенное отрицательное воздействие на водные объекты.

Попадая в водоемы, ПАВ активно участвуют в процессах перераспределения и трансформации других загрязняющих веществ (таких как хлорофос, анилин, цинк, железо, бутилакрилат, канцерогенные вещества, пестициды, нефтепродукты, тяжелые металлы и др.), активизируя их токсическое действие [1]. Анализ данных о биоразлагаемости ПАВ позволяет выделить следующие перспективные направления решения проблемы снижения воздействия данной группы токсикантов на окружающую среду: синтез и внедрение в производство легко биоразрушаемых соединений и разработка новых, более эффективных методов очистки окружающей среды от ПАВ.

Для очистки бытовых и промышленных сточных вод от ПАВ широко используются физико-химические и биологические методы. Биологические методы очистки базируются на использовании потенциала гетеротрофных микроорганизмов, способных в качестве субстрата для роста и развития потреблять широкий круг органических соединений, в том числе и ПАВ различного происхождения. Так, в природе довольно часто встречаются микроорганизмы, способные разрушать биологически «мягкие» ПАВ, в том числе неионогенные, такие как оксиэтилированные спирты и кислоты, реже - «жесткие», такие как оксиэтилированные алкилфенолы. Известно, что чем больше ксенобиотики отличаются от природных субстратов и метаболитов основного обмена, тем меньше вероятность широкого распространения штаммов, способных к их утилизации. Вследствие попадания ПАВ в окружающую среду в естественных субстратах появляются микроорганизмы с повышенной устойчивостью к этим соединениям, многие из которых способны к их деструкции [2]. Такими объектами формирования устойчивых сообществ микроорганизмов являются загрязненные почвы, сточные воды и активные илы очистных сооружений. Тем не менее даже из таких источников не всегда удается выделить микроорганизмы-деструкторы.

Совершенствование биотехнологии микробной очистки от ПАВ основано на селекции новых высокоактивных консорциумов или штаммов-деструкторов, исследовании и отработке условий и приемов их наиболее эффективного использования, поэтому получение чистых культур и сообществ микроорганизмов, имеющих высокие биодеструктивные характеристики в отношении этих соединений, представляет собой актуальную задачу.

Целью исследований являлось выделение из промышленных отходов микроорганизмов -деструкторов ПАВ.

Материалы и методы исследования

Чистые культуры микроорганизмов выделяли из нефтешламов и замазученных сточных вод предприятий нефтегазовой отрасли, сточных вод производства стекловолокна.

Выделение микроорганизмов из нефтешламов и замазученных сточных вод проводили методом накопительной микробной культуры с использованием жидких питательных сред Чапека и СРYGG [3]. Для этого в колбы Эйленмейера вносили жидкую среду в количестве 100 мл с добавлением 10 г нефтешлама или 10 мл замазученной сточной воды. Культивирование на жидкой среде Чапека проводили при температуре 28 °С в стационарной культуре и на качалке при 190 об/мин; на жидкой среде СРYGG - при температуре 22-25 °С в стационарной культуре и на качалке при 300 об/мин. Рост накопительной микробной культуры устанавливали визуально по помутнению среды и микроскопированием фиксированных и окрашенных по Граму препаратов, количественный состав оценивали методом высева на плотные питательные среды [4, 5].

Выделение и получение чистых культур бактерий из накопительных микробных культур осуществляли методом Коха с предварительным последовательным разведением на плотных средах Чапека и CPYGG. Посев осуществляли через 3, 10, 14, 21 суток экспозиции накопительных микробных культур.

Микроорганизмы из промышленных сточных вод производства стекловолокна выделяли методом Коха [6] с использованием поверхностного и глубинного культивирования на следующих питательных твердых средах: мясопептонный агар и агаризованная среда М9 [7] следующего состава, г/л: №2НР04 - 6,0; КН2Р04 - 3,0; №С1 - 0,5; N^0 - 1,0; pH 7,0-7,2. Для выделения специфичной микрофлоры использовали МПА и М9, в которые вносили полиакриламид в количестве 1 г/л. Посевы проводили с использованием метода предельных разведений. Культивирование на среде МПА проводили при температуре 25 °С в течение недели; на среде М9 -в течение 3-4 недель, при температуре 25 °С.

Чистые культуры доминирующих бактерий, выросших на чашках Петри, выделяли по методу Коха из отдельных колоний. Чистоту выделенных культур оценивали визуально и микро-скопированием препаратов окрашенных фиксированных клеток [8].

При изучении культуральных свойств выделенных штаммов отмечали: форму, профиль колоний, размеры, поверхность, оптические свойства поверхности, цвет, консистенцию. Морфологические свойства изучали микроскопированием фиксированных окрашенных препаратов. К морфологическим признакам относили форму бактерий, размеры клеток, способность к спорообразованию и расположение спор, окраску по Граму [4].

Для изучения физиолого-биохимических свойств определяли потребность бактериальных штаммов в различных источниках углерода, азота, фосфора, амилолитическую, протеолитиче-скую, липолитическую, фунгицидную, эмульгирующую активность, фитотоксичность, способность усваивать основные компоненты сточных вод [5, 9].

Видовую идентификацию бактериальных штаммов проводили путем секвинирования фрагментов гена 16S рРНК в Институте экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения РАН (ИЭГМ УрО РАН).

Способность микроорганизмов деградировать ПАВ изучали флуориметрическим методом, который основан на экстракции хлороформом ионных пар АПАВ (додецилсульфата натрия) с красителем акридиновый желтый, деградации КПАВ (цетилпиридиний хлористого) -на экстракции хлороформом ионных пар КПАВ с красителем эозин и измерении концентрации ПАВ в полученном экстракте с помощью анализатора жидкости «Флюорат-02» [10, 11].

Результаты исследований и их обсуждение

При постановке накопительных микробных культур нефтешламов и замазученных сточных вод и при прямом посеве проб сточных вод производства стекловолокна в чистые культуры при последовательных пересевах выделены бактериальные изоляты: 31 из нефтешламов, 25 - замазученных сточных вод, 8 - сточных вод (табл. 1). При изучении культуральноморфологических свойств бактерий установлено, что они представлены грамположительными и грамотрицательными формами. Изучение физиолого-биохимических свойств показало, что все изоляты способны усваивать углерод, азот и фосфор как основные источники энергии в органической и минеральной форме, обладают протеолитической, липолитической, эмульгирующей и фунгицидной активностью, способны усваивать основные компоненты сточных вод. Первичный скрининг среди выделенных изолятов позволил отобрать 13 культур, обладающих максимальными показателями по активности роста на средах с различными источниками углерода, высокой эмульгирующей активности, способности усваивать ПАВ в качестве источников питания.

Таблица 1

Список чистых культур микроорганизмов

Объект, из которого выделена культура Идентификация культуры

Сточные воды очистных сооружений АООТ «Астраханское стекловолокно» Kocuria rosea

Kocuria polustris

Pseudomonas seleniipraecipitans

Proteus vulgaris

Staphylococcus warneri А

Нефтешламы очистных сооружений Астраханского газоперерабатывающего завода Staphylococcus warneri Т

Stenotrophomonas maltophilia

Bacillus safensis

Bacillus tequilensis

Продолжение табл. 1

Объект, из которого выделена культура Идентификация культуры

Замазученные сточные воды нефтебазы Bacillus amyloliquefaciens

Bacillus licheniformis

Bacillus anthracis

Bacillus vallismortis

Для изучения способности бактериальных культур к деградации ПАВ использовали модельные растворы с концентрациями анионных (додецилсульфат натрия) и катионных (цитил-пиридиний хлористый) ПАВ 1, 2, 10 и 20 мг/дм3. Титр клеток бактериальных штаммов при внесении составлял 103-104 КОЕ/мл.

В результате исследований установлено, что все штаммы обладают способностью к деградации как анионных, так и катионных ПАВ (табл. 2). При этом деградация катионных ПАВ происходит несколько медленнее.

Таблица 2

Деградация ПАВ бактериальными штаммами в модельных растворах, %

Время эксперимента (сутки) Контроль Kocuria rosea 1 ts ul lo ai ir u c oK Pseudomonas seleniipraecipitans •8 a lu ъ u et to rP s u c. о 3 § & ЗУ £ t § S Staphylococcus warneri Т. s a n moo aili o ih ort tla nto am et tS Bacillus safensis Bacillus tequilensis 1 usl caf ull fe B lol ym a us simr & S a ne B hcil Bacillus anthracis ulls otris и B lla

АПАВ 1 мг/дм3

2 47 79,8 88 92,2 92,1 9б,1 92,З 90,7 82,4 84,б 8З,7 81,1 83,б 81,7

3 ЗЗ 90,2 93 94,8 9б,4 100 9З,1 93,2 84,1 8б,4 89,З 83,7 87,3 87,З

4 б4 100 100 100 100 - 9б,2 9З,3 9З,З 92,З 97,4 8З,4 97,1 90,2

АПАВ 2 мг/дм3

2 33,8 97,3 99,1 97,1 80,З 98,8 7б,9 83,0 93,8 90,7 92,3 90,б 93,1 89,3

3 З1 99 100 98,3 9б,2 100 83,8 89,7 94,б 92,4 93,8 91,2 94,7 91,2

4 б3 100 - 100 100 - 88,3 92,7 9З,4 93,З 94,9 93,2 9З,2 92,3

АПАВ 10 мг/дм3

4 З2,8 99,3 99,4 99,3 99,8 99,3 94,б 97,б 9б,З 99,1 97,9 98,б 99,З 94,3

З З8,З 100 100 100 100 100 98,б 98,З 97,9 97,7 94,4 97,9 99,2 98,2

б б8,1 - - - - - 9б,3 9б,0 97,9 98,8 98,4 98,8 98,3 98,4

АПАВ 20 мг/дм3

4 2б,3 99,7 99,7 99,7 99,7 99,8 72,б 9З,4 94,б 97,б 9З,4 9З,9 8З,8 97,3

З 29 100 100 100 100 100 8З,4 98,8 97,4 94,З 9б,7 99,9 99,9 97,8

б Э1,З - - - - - 92,3 99,3 98,З 97,4 98,б 93,9 99,9 99,1

КПАВ 1 мг/дм3

3 13 87 91 8б б0 91,З 2б,7 9З,1 34,3 б0,2 49,3 б8,б 83,7 49,2

4 20 94 94,б 94 98 97 94,8 100 4З,2 72,б б3,8 73,3 8З,2 7б,9

З 23 100 100 100 100 100 100 - 94,7 80,2 82,7 91,3 87,9 91,1

б 2б - - - - - - - 97,З 90,2 9б,З 92,7 91,2 94,б

КПАВ 2 мг/дм3

4 24,З 90 98,7 94 99,4 74 72,1 Зб,8 83,7 78,8 73,2 78,9 З7,1 84,8

З 39 100 100 97,З 100 9б 7б,7 б2,б 88,3 93,1 7З,1 93,1 83,9 88,З

б ЗЗ - - н/о - н/о 92,2 72,3 93,8 93,4 83,1 94 91,З 94,9

КПАВ 10 мг/дм3

З 18 99,2 99,З 99,2 99,б 99,3 90,0 80,4 88,7 70,3 73,1 78,3 78,З З9,9

б 22,8 н/о н/о н/о н/о н/о 94 8б,8 87,7 88,1 8З,3 88,7 84,8 92,4

КПАВ 20 мг/дм3

З 4,З 94 94,б 9З,8 91,1 94 4З,0 ЗЗ,4 б4,3 б2,1 З1,З Зб,4 б3,б б1,9

б 7,З н/о н/о н/о н/о н/о б3,1 б0,4 73,б бЗ,2 З2,3 б0,7 84,8 б3,9

* /

н/о - не определялось.

При минимальных концентрациях АПАВ (1 и 2 мг/дм3) деградация интенсивно (88,3-100 %) проходит в течение 3-4 суток, при повышенных концентрациях АПАВ (10 и 20 мг/дм3) (рис. 1) -в течение 5-6 суток (92,3-100 %).

Продолжительность, сут

Продолжительность, сут

- Контроль

- Kocuria polustris ■ Proteus vulgaris

„ Stenotrophomonas maltophilia

— *— Kocuria rosea

..-♦. Staphylococcus warneri А

— - Pseudomonas seleniipraecipitans

— * ~ Staphylococcus warneri Т

Контроль

Bacillus vallismortis Bacillus tequilensis Bacillus licheniformis

Bacillus safensis Bacillus amyloliquefaciens Bacillus anthracis

m

<

с

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

<

Продолжительность, сут

■ Контроль

• Kocuria polustris Proteus vulgaris

■ Stenotrophomonas maltophilia

> • Kocuria rosea

► ■ • Staphylococcus warneri А

" - Pseudomonas seleniipraecipitans * ' Staphylococcus warneri Т

CQ

<C

G

<C

Продолжительность, сут

Контроль

Bacillus vallismortis Bacillus tequilensis

Bacillus safensis Bacillus amyloliquefaciens Bacillus anthracis

Рис. 1. Деградация АПАВ бактериальными штаммами

В отношении КПАВ все выделенные штаммы также проявили высокую эффективность, хотя процесс деградации проходит неоднозначно (рис. 2). Так, при минимальных концентрациях КПАВ (1 и 2 мг/дм3) деградация интенсивно (72,3-100 %) всеми штаммами бактерий проходит в течение 5-6 суток. При повышенных концентрациях КПАВ в течение 5-ти суток для штаммов, выделенных из сточных вод производства стекловолокна, деградация цитилпириди-ния хлористого выше и составляет 99,2-99,5 % при концентрации 10 мг/дм3, 91,1-95,8 % -20 мг/дм3. Для штаммов, выделенных из нефтешламов и замазученных сточных вод, эти значения несколько ниже (84,8-92,4 % на 5-е сутки и 52,3-84,8 % на 6-е сутки).

В целом наиболее эффективными как в отношении анионных, так и катионных ПАВ оказались штаммы Kocuria rosea, Kocuria polustris, Pseudomonas seleniipraecipitans, Proteus vulgaris, Staphylococcus warneri А, выделенные из сточных вод производства стекловолокна, в составе которых ПАВ являются превалирующими загрязнителями.

Несмотря на то, что ПАВ оказывают повреждающее действие на микроорганизмы, повышая проницаемость мембраны или разрушая ее, имеющиеся литературные данные показывают, что микроорганизмы могут приобрести резистентность как к катионным, так и к анионным

ПАВ [2]. Исследования позволили выделить из нефтешламов и сточных вод микроорганизмы, не только резистентные к токсическому действию ПАВ, но и способные к деградации анионных и катионных ПАВ.

1 Контроль ► Kocuria polustris Proteus vulgaris v Stenotrophomonas maltophilia

Kocuria rosea Staphylococcus warneri А ► Pseudomonas seleniipraecipitans Staphylococcus warneri Т

Продолжительность, сут

1 Контроль - . Bacillus safensis

Bacillus vallismortis ^ - Bacillus amyloliquefaciens

— *• - Bacillus tequilensis — ♦- Bacillus anthracis

■ Bacillus licheniformis

a

x

о * .

\

w 4

Ъ >■.

&

\\v\V \

\ Л' \

V' • ' V

\ v.'v 4

■>. ч'>

\

\

>-4

V \

4S>'

Продолжительность, сут

1 Контроль —* . Kocuria rosea

Kocuria polustris ....... Staphylococcus warneri А

— «— Proteus vulgaris - • - Pseudomonas seleniipraecipitans

• Stenotrophomonas —• « Staphylococcus warneri Т

maltophilia

Продолжительность, сут

■ Контроль Bacillus vallismortis . Bacillus tequilensis Bacillus licheniformis

‘ Bacillus safensis *. Bacillus amyloliquefaciens Bacillus anthracis

Рис. 2. Деградация КПАВ бактериальными штаммами

Исследования разложения ПАВ чистыми культурами микроорганизмов [12] показали, что Pseudomonas aeruginosa, Serratia marcescens, Escherichia coli, Aerobacter aerogenes, Salmonella enteritidis, Paracolobactrum aerogenoides при выращивании на синтетической среде могут использовать различные анионные ПАВ в качестве единственного источника углерода. Из почвы, взятой в районе очистного сооружения, методом накопительных культур выделены 3 штамма Pseudomonas, в том числе Ps. fluorescens, и два штамма Nocardia sp., которые активно разрушали АПАВ [12]. Имеются сведения о способности Ps. putida ТП-19 (В-6582) деградировать неионогенные и анионные ПАВ [7].

Анализ имеющихся литературных данных показывает, что деструкторы ПАВ встречаются чаще среди бактерий - представителей родов Pseudomonas, Bacillus, но в то же время установлено, что способность разрушать ПАВ широко варьирует у микроорганизмов, даже среди представителей одного рода.

Исследования деградации ПАВ микробными культурами чаще ограничиваются лабораторными экспериментами, т. к. имеются определенные сложности при внедрении в практику очистки сточных вод. В то же время метод локальной микробной очистки, удельный вес использования которого в настоящее время в отношении ПАВ-содержащих сточных вод сохраняется на уровне 13 % как самостоятельно, так и в комплексе с физико-химическими методами [13], является наиболее перспективным для обезвреживания высококонцентрированных стоков, т. к. единственной группой организмов, вносящей реальный вклад в разрушение ПАВ в окружающей среде, являются бактерии. Этот метод отличается экологической безопасностью, высокой экономичностью и эффективностью по сравнению с другими методами.

Полученные в ходе исследования штаммы бактерий показали активность в отношении биодеградации анионных и катионных ПАВ, что представляет интерес для использования их в разработке методов и способов очистки сточных вод.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Остроумов С. А. Биологическая активность вод, содержащих ПАВ // Химия и технология воды. 1991. - Т. 13, N 3. - С. 270-282.

2. Ставская С. С., Удод В. М., Таранова Л. А. Микробиологическая очистка воды от поверхностноактивных веществ. - Киев: Наук. думка, 1988. - 184 с.

3. Поиск новых бактериальных экзополисахаридов для нефтегазового комплекса / Т. С. Сохань, Данянь Чжан, И. В. Ботвинко, А. И. Нетрусов // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. -2008. - № 5. - С. 62-64.

4. Тетер Е. З., Шильникова В. К., Переверзева Г. И. Практикум по микробиологии / под ред. В. К. Шильниковой. - М.: Дрофа, 2004. - 256 с.

5. Практикум по микробиологии / А. И. Нетрусов, М. А. Егорова, Л. М. Захарчук и др.; под ред. А. И. Нетрусова. - М.: Академия, 2005. - 608 с.

6. Градова Н. Б., Бабусенко Е. С., Горнова И. Б. Лабораторный практикум по общей микробиологии. -М.: ДеЛи принт, 2004. - 144 с.

7. Турковская О. В. Биологические и технологические аспекты микробной очистки сточных вод и природных объектов от поверхностно-активных веществ и нефтепродуктов: дис. ... д-ра. биол. наук. -Саратов, 2000. - 360 с.

8. Руководство к практическим занятиям по микробиологии: практ. пособие / под ред. Н.С. Егорова. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1983. - 251 с.

9. Логинов О. Н. Бактерии Pseudomonas и Azotobacter как объекты сельскохозяйственной биотехнологии) / отв. ред. Ф. М. Шакирова. - М.: Наука, 2005. - 166 с.

10. ПНД Ф 14.1:2:4.158-2000. Методика выполнения измерений массовой концентрации анионных поверхностно-активных веществ (АПАВ) в пробах природной, питьевой и сточной воды флуориметриче-ским методом на анализаторе жидкости «Флюорат-02» / Утв. 2000-03-15. - М., 2000. - 21 с.

11. ПНД Ф 14.1:2:4.39-95. Методика выполнения измерений массовой концентрации катионных поверхностно-активных веществ (КПАВ) в пробах природной, питьевой и сточной воды на анализаторе жидкости «Флюорат-02» / Утв. 1995-06-23. - М., 1995. - 17 с.

12. Ротмистров М. Н. Микробиология очистки воды / М. Н. Ротмистров, П. И. Гвоздяк, С. С. Ставская. - Киев: Наук. думка, 1978. - 268 с.

13. Клименко H. A., Тимошенко М. Н. Физико-химические методы очистки промышленных сточных вод от синтетических поверхностно-активных веществ // Химия и технология воды. - 1993. - Т. 15, № 7-8. - С. 534-566.

REFERENCES

1. Ostroumov S. A. Biologicheskaia aktivnost' vod, soderzhashchikh PAV [Biological activity of water containing SAS]. Khimiia i tekhnologiia vody, 1991, vol. 13, no. 3, pp. 270-282.

2. Stavskaia S. S., Udod V. M., Taranova L. A. Mikrobiologicheskaia ochistka vody ot poverkhnostno-aktivnykh veshchestv [Microbiological purification of water from surface-active substances]. Kiev, Naukova dumka Publ., 1988. 184 p.

3. Sokhan' T. S., Danian' Chzhan, Botvinko I. V., Netrusov A. I. Poisk novykh bakterial'nykh ekzopolisak-haridov dlia neftegazovogo kompleksa [Search of new bacterial eczopolysaccharides for oil and gas complex]. Zashchita okruzhaiushchei sredy v neftegazovom komplekse, 2008, no. 5, pp. 62-64.

4. Tepper E. Z., Shil'nikova V. K., Pereverzeva G. I. Praktikum po mikrobiologii [Practical work on microbiology]. Pod red. V. K. Shil'nikovoi. Moscow, Drofa Publ., 2004. 256 p.

5. Netrusov A. I., Egorova M. A., Zakharchuk L. M. i dr. Praktikum po mikrobiologii [Practical work

on microbiology]. Pod red. A. I. Netrusova. Moscow, Akademiia Publ., 2005. 608 p.

6. Gradova N. B., Babusenko E. S., Gornova I. B. Laboratornyi praktikum po obshchei mikrobiologii

[Laboratory practical work on general microbiology]. Moscow, DeLi print Publ., 2004. 144 p.

7. Turkovskaia O. V. Biologicheskie i tekhnologicheskie aspekty mikrobnoi ochistki stochnykh vod i pri-

rodnykh ob"ektov otpoverkhnostno-aktivnykh veshchestv i nefteproduktov. Diss. dokt. biol. nauk [Biological and technical aspects of microbial purification of sewage and nature objects from surface-active substances and oil

products. Dis. dr. biol. sci.]. Saratov, 2000. 360 p.

8. Rukovodstvo k prakticheskim zaniatiiam po mikrobiologii: prakticheskoe posobie [Guidelines to practical trainings on microbiology: manual]. Pod red. N. S. Egorova. Moscow, Izd-vo Mosk. un-ta, 1983. 251 p.

9. Loginov O. N. Bakterii Pseudomonas i Azotobacter kak ob"ekty sel'skokhoziaistvennoi biotekhnologii [Bacteria Pseudomonas and Azotobacter as objects of agricultural biotechnology]. Otv. red. F. M. Shakirova. Moscow, Nauka Publ., 2005. 166 p.

10. PND F 14.1:2:4.158-2000. Metodika vypolneniia izmerenii massovoi kontsentratsii anionnykh poverkhnostno-aktivnykh veshchestv (APAV) v probakh prirodnoi, pit'evoi i stochnoi vody fluorimetricheskim metodom na analizatore zhidkosti «Fliuorat-02» [Methods of measuring the mass concentration of anion surface-active substances in probes of natural, drinking and waste water using fluorometric method by the analyzer of liquid "Fluorat-02'']. Utverzhdeno 2000-03-15. Moscow, 2000. 21 p.

11. PND F 14.1:2:4.39-95. Metodika vypolneniia izmerenii massovoi kontsentratsii kationnykh poverkhnostno-aktivnykh veshchestv (KPAV) v probakh prirodnoi, pit’evoi i stochnoi vody na analizatore zhidkosti «Fliuorat-02» [Methods of measuring the mass concentration of cation surface-active substances in probes of natural, drinking and waste water by the analyzer of liquid "Fluorat-02"]. Utverzhdeno 1995-06-23. Moscow, 1995. 17 p.

12. Rotmistrov M. N., Gvozdiak P. I., Stavskaia S. S. Mikrobiologiia ochistki vody [Microbiology of water purification]. Kiev, Naukova dumka Publ., 1978. 268 p.

13. Klimenko H. A., Timoshenko M. N. Fiziko-khimicheskie metody ochistki promyshlennykh stochnykh vod ot sinteticheskikh poverkhnostno-aktivnykh veshchestv [Physical and chemical methods of purification of industrial sewage from synthetic surface-active substances]. Khimiia i tekhnologiia vody, 1993, vol. 15, no. 7-8, pp. 534-566.

Статья поступила в редакцию 18.02.2013

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ

Сопрунова Ольга Борисовна - Астраханский государственный технический университет; д-р биол. наук, профессор; зав. кафедрой «Прикладная биология и микробиология»; soprunova@mail.ru.

Soprunova Olga Borisovna - Astrakhan State Technical University, Doctor of Biological Sciences, Professor, Head of the Department "Applied Biology and Microbiology"; soprunova@mail.ru.

Утепешева Алия Алимгазиевна - Астраханский государственный технический университет; ассистент кафедры «Прикладная биология и микробиология»; aliyashka.85@mail.ru.

Utepesheva Aliya Alimgazievna - Astrakhan State Technical University; Assistant of the Department "Applied Biology and Microbiology"; aliyashka.85@mail.ru.

Нгуен Виет Тиен - Астраханский государственный технический университет; аспирант кафедры «Прикладная биология и микробиология»; Viettien@yahoo.com.

Nguen Viet Tien - Astrakhan State Technical University; Postgraduate Student of the Department "Applied Biology and Microbiology"; Viettien@yahoo.com.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.