Экология/Промышленная экология и медицина труда

к.х.н. Р.М. Салаватова, А.А. Петров, к.б.н. Н.Ю. Чупахина

ОАО «Синтез-Каучук», Россия, Республика Башкортостан, г. Стерлитамак

Балтийский Федеральный Университет им. И. Канта, Россия, г. Калининград-

ОАО «СНХЗ», Россия, Республика Башкортостан, г. Стерлитамак

Балтийский Федеральный Университет им. И. Канта, Россия, г. Калининград

Штамм Pseudomonas aeruginosa ХР-25, осуществляющий биодеградацию ароматических соединений

Биоочистка сточных вод является достаточно эффективной технологией и находит всё более широкое применение. Сущность всех её видов состоит в том, что совокупная активность активного ила, биоплёнки и гомогенных клеточных суспензий обеспечивает разложение химических загрязнений до экологически безопасного уровня (СО2 и Н2О) [1].
Наиболее перспективным направлением решения таких задач является локальная очистка стоков ввиду присутствия узкого спектра загрязняющих веществ и, как следствие, возможность создания наиболее полно адаптированной микрофлоры к данному стоку, и здесь наибольший интерес представляет биоокисление ароматических соединений [2].
 Для решения задачи по очистке сточных вод содержащий ароматические соединения был использован штамм Pseudomonas aeruginosa ХР-25, который был выделен из почв Стерлитамакского нефтехимического завода путем культивирования почвенного образца в минерализованной среде с последующим отбором наиболее активных форм. Штамм депонирован во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов под номером В-8613, как осуществляющий эффективную биологическую деградацию ароматических соединений и отличающийся от известных форм: морфологическими, физиологическими и культуральными признаками [3].

Морфологические признаки. Грамотрицательные палочки с однополярным жгутиком. Спор не образуют. В мазках располагаются поодиночке, парами, короткими цепочками.

Культуральные признаки. Рост на мясо-пептонном агаре колониями серовато-белого цвета с неровными краями. Отмечали синевато-зеленое окрашивание среды и характерный запах цветущей липы. На мясо-пептонном бульоне через 18 часов отмечалось равномерное помутнение среды, появление толстой пленки на поверхности и осадка на дне. Характерно образование слизи.

Физиологические признаки. Аэроб, оптимальная температура роста 25-33°С, максимальная 42°С, отсутствие роста при 4°С.

Биохимические признаки. Гидролизует желатину, крахмал не гидролизует. Растет в чисто минеральной среде, в факторах роста не передается. Утилизирует цитрат на среде Симменса, оксидаза положительна. Расщепляет глюкозу в среде Хью-Лейфсона в аэробных условиях, в анаэробных условиях лактозу не расщепляет, не образует индол.

Культивирование в лабораторных условиях. Разрушающую активность штамма Pseudomonas aeruginosa XP-25 поддерживают на жидкой минерализованной среде, в которую добавлен фенол (в табл. 1).

Таблица 1

Получение маточной культуры штамма для засева лабораторного биофильтра

Наименование компонентов	Концентрация, г/л
фенол	0,1
К2НРО4	0,16
Na2НРО4	0,55
(NН4)2SO4	0,50
MgSO∙7Н2О	0,20
FeSO4∙7Н2О	0,01
CaCl2∙2Н2О	0,01
Биомасса (штамм)	0,005
Вода	Остальное
рН	7,2

Суспензию бактерий вводят в жидкую среду путем смыва с косячков небольшим количеством стерильной водопроводной водой из расчета 1-3 % от объёма. Штамм храниться на твёрдых агаровых средах при температуре + 4ºС.

Лабораторная установка состоит из колонки, наполненной активированным углем, работающей в режиме протока сточных вод. Снизу колонки подается воздух. Штамм Pseudomonas aeruginosa ХР-25 иммобилизован на сорбенте. Соотношение диаметра и высоты колонки - 1:10. В установку подают сток, содержащий 2,6-ди-трет-бутилфенол, 2-трет-бутилфено, фенол, фенилтретбутиловый эфир, 2,4-ди-трет-бутилфенол в суммарной концентрации 30 мг/л и биогенную добавку в виде 0,16 г/л КН₂Р0₄ и 0,5 г/л (NH₄)₂S0₄. Объёмная скорость потока 1 л/ч. После часового пребывания сточных вод в биофильтре регистрируется отсутствие фенолов на выходе.

Примеры биодеградирующей активности штамма Pseudomonas aeruginosa ХР-25 для других ароматических соединений приведены в таблице 2.

Таблица 2.

Примеры биолеградирующей активности штамма Pseudomonas aeruginosa ХР-25 в модельной проточной установки

Вещество	Исходная концентрация, мг/л	Время очистки, ч	Остаточная концентрация, мг/л	Степень очистки, %
Фенол	2000	1	отс.	100
Толуол	3000	1	отс.	100
Пирокатехин	3200	1	отс.	100
Резорцин	2950	1	1,0	99,9
Нафталин	300	8	отс.	100
Антрацен	200	12	отс.	100

Во всех примерах определение содержания органических соединений осуществляют спектрофотометрически в УФ-области (240-400 нм) на приборе «Specord UV-VIS», при этом для каждого вещества строится калибровочный график.

Таким образом, штамм Pseudomonas aeruginosa ХР-25 с высокой эффективностью обеспечивает биодеградацию ароматических соединений, в частности фенола. Очищенные с помощью штамма сточные воды могут быть использованы для дальнейшей очистки с бытовыми сточными водами.

Литература:

1. Бирюков В.В. Основы промышленной биотехнологии. – М.: Колос, 2004.– 296с.

2. Харлампович Г.Д., Чуркин Ю.В. Фенолы. - M.: Химия, 1974. - 376 с.

3. Патент РФ № 2004110626/13, 27.02.2006. Салаватова Р.М., Туктаров А.Ф., Ниязов Н.А., Логутов И.Ю. Pseudomonas aeruginosa XP-25, осуществляющий биодеградацию ароматических соединений// Патент России № 2270806. 2005. Бюл. № 34.