CC BY
15
ИЗУЧЕНИЕ ФЕНОТИПИЧЕСКИХ СВОЙСТВ БАКТЕРИЙ, ВЫДЕЛЕННЫХ ИЗ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД Аюпова А.Ж.1, Хасенова Э.Ж.2, Молдагулова А.К.3, Молдагулова Н.Б.4, Сарсенова А.С.5, Нагызбеккызы Э.6 Email: [email protected]
1Аюпова Айгуль Жанаевна - магистр, научный сотрудник; 2Хасенова Эльмира Жексембаевна - магистр, научный сотрудник;
3Молдагулова Асель Кожахановна - научный сотрудник; 4Молдагулова Назира Балтабаевна - кандидат ветеринарных наук,
ведущий научный сотрудник; 5Сарсенова Айнур Сейтжаппакызы - кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник; 6Нагызбеккызы Эльвира - PhD, ведущий научный сотрудник, ТОО «Экостандарт.kz», г. Нур-Султан, Республика Казахстан
Аннотация: в данной работе представлены результаты выделения и скрининга микроорганизмов, перспективных для переработки осадков сточных вод. Пробы отбирали на станциях городских канализационно-очистных сооружений. Методом накопительной культуры выделено 25 изолятов и проведен скрининг выделенных микроорганизмов по ферментативной активности. Изучали амилолитическую, протеолитическую, целлюлолитическую и липазную активность выделенных изолятов. Путем постановок ряда тестов были изучены фенотипические свойства (физиолого-биохимические и культурально-морфологические) выделенных бактерий из осадков сточных вод.
Ключевые слова: микроорганизмы, осадки сточных вод, отходы, очистные сооружения.
STUDY OF PHENOTYPICAL PROPERTIES ISOLATED BY BACTERIA FROM WASTE WATER SEDIMENTS
1 2 3
Ayupova A.Zh. , Khassenova E.Zh. , Moldagulova А.И. , Moldagulova N.B.4, Sarsenova A.S.5, Nagyzbekkyzy E.6
1Ayupova Aigul Zhanaevna - Master, Senior Researcher; 2Khassenova Elmira Zheksembaevna - Master, Senior Researcher; 3Moldagulova Assel Kozhakhanovna - Researcher; Moldagulova Nazira Baltabaevna - Candidate of Veterinary Science, Leading Researcher; 5Sarsenova Ainur Seytzhapparkyzy - Candidate of Biological Sciences, Leading Researcher; 6Nagyzbekkyzy Elvira - Candidate of Medical Sciences, Leading Researcher, LLP "ECOSTANDARD.KZ", NUR-SULTAN, REPUBLIC OF KAZAKHSTAN
Abstract: this work presents the results of isolation and screening of microorganisms that are promising for the processing of wastewater sludge. Samples were taken at the stations of urban sewage treatment plants. By the method of enrichment culture, 25 isolates were isolated and the isolated microorganisms were screened for enzymatic activity. The amylolytic, proteolytic, cellulolytic and lipase activities of the isolated isolates were studied. By setting a number of tests, the phenotypic properties (physiological-biochemical and cultural-morphological) of bacteria isolated from sewage sludge were studied. Keywords: microorganisms, sewage sludge, waste, treatment facilities.
УДК 574.635+628.35.034.2
На сегодняшний день перспективным и недорогим методом утилизации образующихся иловых осадков является использование их в качестве био, органоминерального и азотно-фосфорного удобрения. Иловые осадки не зависимо от их вида оказывает существенное влияние на показатели потенциального плодородия почвы. В процессе интенсификации земледелия и недостаточное внесение в почву органического вещества приводят к излишней минерализации почвы - основного носителя плодородия. Отсюда возникает острая необходимость максимального увеличения производства всех видов органических удобрений, в том числе нетрадиционных [1, с. 187-189].
В последние годы наряду с применением в качестве удобрений сельскохозяйственных и птицеводческих отходов, большой интерес представляет использование в качестве местного удобрения канализационного ила - ОСВ городских очистных сооружений [2, с. 77-85; 3, с. 42-58]. Данный метод утилизации иловых осадков наиболее надежный и экологически выгодный, так как его можно использовать в качестве органоминерального биоудобрения, при этом одновременно решается ряд задач: исключается необходимость захоронения, повышается плодородие почв и урожайность сельскохозяйственных культур, а самое главное не загрязняется окружающая природная среда. Не секрет, что ил со станций очистки сточных вод общественной канализации представляет собой важнейший источник органических, питательных и биологически активных веществ. Непосредственное удобрение илом со станций очистки сточных вод является выгодным способом использования этих отходов, если они используются соответствующим образом при определенных природных и производственных условиях. В технологическом цикле очистки сточных вод получаются различные типы осадков, которые по своим удобрительным качествам могут резко отличаться друг от друга. Для обезвоживания ОСВ могут использовать известь, хлорное железо [4, с. 115-128; 5, с. 72-83; 6, с. 121].
ОСВ содержат в большом количестве не только биогенные элементы, но и богаты активными почвенными микроорганизмами. Микробиоценоз иловой массы представлен разнообразными почвенными бактериями, относящимся к различным таксономическим группам бактерий, грибов, актиномицетов и дрожжей. Не исключается наличие в них патогенных и условно патогенных бактерий и вирусов [7, с. 236-237; 8, с. 1-6].
В последние годы вокруг канализационно-очистных сооружений (КОС) столицы нашей страны возникло много проблем с утилизацией осадков в иловых картах. Возникшую проблему решили методами захоронения. Но проблема на этом не решилась, так как вновь образующиеся осадки возрастают в объемах. За месяц в столичном КОС образуется более 50 тыс. тонн осадков. В данное время остро стоит вопрос об утилизации обезвоженной после очистки иловой массы.
С целью выделения микроорганизмов, перспективных для утилизации ила отобраны пробы ила и сточной воды на станциях очистных сооружений. Выделение микроорганизмов проводили методом накопительных культур на универсальных питательных средах: сухой питательный бульон, мясопептонный бульон, бульон МРС (Мана, Рогоза, Шарпа) и жидкая среда Сабуро. Посевы для выделения мезофильных бактерий культивировали в термостате при 30-37 °С в течение 72 ч. Чистые культуры микроорганизмов пересевали на плотные питательные среды СПА, МПА, МРС, Сабуро методом истощающего штриха по Гоулду. Чистоту выделенных культур микроорганизмов оценивали общепринятыми методами - микроскопическим контролем по Грамму и высевом на среду МПА.
По результатам выделения культур микроорганизмов из проб сточных вод и ила выделено 25 изолятов.
Скрининг выделенных изолятов проводили по ферментативной активности. Изучение ферментативной активности выделенных изолятов проводили путем определения амилолитической, протеолитической, целлюлолитической и липазной активностей.
Амилолитическую активность - гидролиз крахмала обнаруживали по обработке агаровой пластины раствором люголя, среда содержащая крахмал, окрашивается в синий цвет, а зона гидролиза остается бесцветной. Способностью гидролизовать крахмал обладали 3 выделенных изолята.
Протеолитическую активность обнаруживали по зоне просветления среды вокруг выросшей колонии, 9 культур расщепляли казеин на молочном агаре.
Липолитическую активность выделенных излятов определяли на среде с добавлением твин-80. Способностью образовывать вокруг засеянного штриха непрозрачную зону кальциевых солей жирных кислот, освободившихся от твина, обладали 10 изолятов.
При культивировании микроорганизмов на жидкой среде Гетчинсона с добавлением фильтровальной бумаги только 4 изолята проявили способность разрушать целостность фильтровальной бумаги и образовывать хлопьевидное помутнение среды.
В результате изучения ферментативной активности 9 культур проявили протеолитическую активность, 3 культуры обладали амилолитической активностью, 10 культур липазной и 4 культуры целлюлолитической активностью.
Путем постановок ряда тестов были изучены физиолого-биохимичекие и культурально-морфологические свойства культур микроорганизмов, проявивших наибольшую активность.
Далее определяли способность отобранных микроорганизмов использовать соединения углеводов. По отношению к углеводам из 25 культур микроорганизмов, 17 выделенных изолятов усваивают мальтозу и маннозу, 15 изолятов усваивают глюкозу и фруктозу, 13 культур усваивают трегалозу. 10 выделенных изолятов усваивают целлобинозу, салицин и галактозу, 9 изолятов усваивают мелибиозу и 6 усваивают лактозу и сахарозу. 5 культур усваивают арабинозу, 3 используют маннит и по одному выделенному изоляту усваивают раффинозу и рамнозу.
На рисунке 1 представлено использование углеводов отобранными изолятами.
■ИГШЖШ1
Рис. 1. Использование углеводов выделенными изолятами
Культурально-морфологические свойства отобранных микроорганизмов изучали с использованием жидких и твердых питательных сред. На плотной среде культуры образовывали колонии бежевого, желтого и белого цвета различных размеров слизистой и пастообразной консистенции. Большинство бактерий образует круглые колонии, однородной структуры, 3 культуры имеют ризоидную форму колоний. На рисунке 2 представлены культуральные свойства отобранных микроорганизмов.
Рис. 2. Культуральные свойства отобранных микроорганизмов
По морфологическим свойствам в мазках бактериальных клеток при микроскопии показано, что 10 культур бактерий имеют палочковидную форму, 4 имеют форму коккоподобных палочек. Из исследуемых культур, 5 относятся к грамположительным. На рисунке 2 представлена морфология клеток исследуемых микроорганизмов.
Рис. 2. Морфология клеток исследуемых микроорганизмов
Таким образом, в результате выделения и скрининга микроорганизмов, перспективных для переработки осадков сточных вод методом накопительной культуры выделено 25 изолятов и проведен скрининг выделенных микроорганизмов по ферментативной активности. В ходе работ изучали амилолитическую, протеолитическую, целлюлолитическую и липазную активность выделенных изолятов. Путем постановок ряда тестов были изучены фенотипические свойства (физиолого-биохимические и культурально-морфологические) выделенных бактерий из осадков сточных вод.
Список литературы /References
1. Прянишников Д.Н. Учение об удобрении // М., 1903.
2. Севостьянов П.С. Осадок из сточных вод как удобрение. Матер., конф. по вопросам очистки сточных вод. М., 1937.
3. Шванская Л.П. Использование свежего и зрелого осадка в качестве удобрения // Работы научн. исслед. отд. треста Мосвод, 1983. № 1.
4. Львович А.И. Обеззараживание осадка сточных вод на земледельческих полях орошения. Сб.: Докл. IV Межд. конф. по использованию сточных вод для орошения. Бухарест, 1965.
5. Рюмбензам Э., Pay Э.К. Земледелие. М.: Изд-во «Колос», 1969.
6. Архип О.Д. Эффективность осадков сточных вод городов в зависимости от его способа применения. // Система удобрений в интенсивном земледелии. Кишинев, 1979.
7. Туровский И.С. Обработка осадков сточных вод. // М.: Стройиздат, 1982.
8. Schultz W. Dungungenversuchen mit frischen und ausgefauiten Abwasserschlamm. Deutsch. Land, 1951.H. 5.
