Штамм бактерий ХаNтномоNаS Sp. для очистки сточных вод от тетрагидрофурана Советский патент 1988 года по МПК C12N1/20 C02F3/34 C12N1/20 C12R1/64 C02F3/34 C02F101/30 

00

sl

СП

Изобретение относится к микробио- логии и касается нового штамма бак терий, который предназначен для биодеструкции ксенобиотиков.

Целью изобретения является полу чение нового штамма бактерий, обла дающего более высокой деструктивной активностью по отношению к тетрагид- рофурану.

Для получения штамма - деструктора тетрагидрофурана проводят адапта- цию микроорганизмов, отобранных из естественных биоценозов и не подвергавшихся ранее воздействию тетрагид- рофурана, к постепенно увеличиваю- щимся концентрациям тетрагидрофурана. Для этого 20 г почвы и 20 мл активного ила помещают в колбу Эрлен- мейера объемом 500 мл. Туда же вно- сят 200 МП минерального раствора, содержащего 1 мг тетрагидрофурана (концентрация 5 мг/л) и волокнистую загрузку (минеральную вату) для прикрепления микроорганизмов. Культиви- руют на качалке (150 об/мин) при 30°С. После разрушения тетрагидрофурана жидкость выливают и в колбу с носителем вносят свежую среду с концентрацией ксенобиотика 10 мг/л.Раз- рушение тетрагидрофурана осуществляют закрепившиеся на волокне микроорганизмы. Но мере деструкции вещества концентрацию его в каждом последующем пассаже увеличивают до 20, 40, 70, 100, 150, 200 мг/л. Тетрагидрофу- ран в культуральной среде определяют колориметрически по реакции с паради- метилбензальдегидом.

Выделение штамма - деструктора тет рагидрофурана осуществляют на синтетической среде, содержащей, г/л: KHjPO 0,5; 0,1; MgS64 0,1 FeSO 0,01; CaCl, 0,01; тетрагидро- Фуран 0,2; агар-агар 17,5; дистиллированная вода до 1 л, рН 7,2. Для этого из колбы, в которой происходит разрушение 200 мг/л тетрагидрофурана отбиоают 0,1 мл культуральной жидкости, разводят ее стерильной водопро- водной водой в соотношении 1:10,1:IQO 1:1000, 1:10000 и из каждого разведения засевают микроорганизмы на плотную среду. Культивируют в термостате при 30°С. Выросшие в отдельные коло- НИИ микроорганизмы шестикратно пересевают на плотной среде, идентифицируют и изучают деструктивную активность.

Устойчивость штамма Xanthomonas sp BKIIM В-3740 (130) к бактерицидному действию тетрагидрофурана изучают при внесении суспензии культуры (10 кл/мл) в раствор тетрагидрофурана концентрации 10, 50, 100, 200 мг/л Выделенная культура Xanthomonas sp. 130 не лизируется при повышенном содержании тетрагидрофурана в среде. Об этом свидетельствует кривая 1,приведенная на фиг.1, которая показывает, что оптическая плотность суспензии Хал1Иотопаз sp. 130 не изменяется при контакте с тетрагидрофура- ном концентрации 10, 50, 100, 200 мг/л. Внесение смешанной популяции сапрофитных микроорганизмов p.p. Bacillus, Pseudomonas, Micrococcus в раствор тетрагидрофурана сопроволг- дается снижением оптической плотности раствора, что связано с лизисом бактериальных клеток под действием 10 мг/л (кривая 2); 50 мг/л (кривая 2); 100 мг/л (кривая 2 ); 200 мг/л (кривая 2 ) тетрагидрофуг рана, т.е. выделенный штамм устойчив к бактерицидному действию тетра- гидрофурана.

Штамм бактерий Xanthomonas sp. обладает следующими признаками.

Морфолого-культуральные признаки. Колонии на M1IA небольшие 3 мм в диаметре, желто-оранжевого цвета, круглые, с ровным краем, блестящие, однородной маслянистой консистенции. Шгмент не диффундирует в среду.Клетки одиночные, палочковидные, подвижные, мелкие 0,2-0,7x0,5-2,0 мкм.Культура грамотрицательная. Азроб. Хорошо растет при 30°С, не растет при 40°С. На МПБ образуют небольшое кольцо, слабое помутнение среды.

Физиолого-биохимические признаки. Культура каталазоположительная, оксидазоотрицательная, не восстанавливает нитраты, разжижает желатин, пептонизирует молоко, В течение 18 ч полностью гидролизует крахмал при росте на плотной среде (посев штрихом). Уреазоположительная. Образует кислоту на фруктозе, галактозе,салицине, рамнозе, маннозе. Слабый рост на глюкозе, сахарозе, инозите. Не растет на арабинозе, ксилозе, лактозе, манните, сорбите, дульците,раф фкнозе,

Штамм Xanthomonas sp. 130 за 28 ч культивирования полностью разрушает 2UO мг/л тетрагидрофурана,используя его в качестве единственного источника питания. В отличие от описанных известных бактерий этого рода, как ауксотрофов, выделенная культура является прототрофом.

Деструктивную активность штамма Xanthomdnas sp. 130 изучают на синтетической среде следующего соста- ва, г/л: 0,5; 0,1; MgSO, 0,1; FeSO 0,01; CaCl 0,01; тетрагидрофуран 0,2; дистиллированная вода до I л, рН 7,2. Периодическое культивирование осуществляют на качалке при 30°С и концентрации клеток 10 ® в 1 мл.

Xanthomonas sp. 130 разрушает тетрагидрофуран концентрации до 200 мг/л при нагрузке бактериальных клеток 10 в 1 мл и температуре при выращивании в среде описанного состава.

Деструктивная активность культуры приведена в табл.1.

Из табл.1 видно, что при контакте микроорганизмов с раствором тетра гидрофурана различных концентраций ксенобиотик полностью утилизируется выделенным штаммом Xanthoraona3 sp. 130 за определенный период времени и не разрушается вообще смешанной популяцией культур p.p. Bacillus, Pseudomonas , Micrococcus.

Пример I. Периодическое куль тивирование Xanthomonas sp. 130 проводят на модельном растворе следующего состава, г/л: 0,5; 0,1; MgSO 0,1; FeSO 0,01; CaCl, 0,01; дистиллированная вода до 1 л, рН 7,2. Тетрагидрофуран добавляют концентрации 50, 100, 200, 250, 300 мг/л. Инкубируют в термостате при 30 С, на качалке. Контроль разрушения тетрагидрофурана культурой осуществляют колориметрически.

При исходной концентрации ксенобиотика в среде 50, 100, 200, мг/л деструкция его культурой Xanthomonas sp. 130 наступает сразу и закан- чивается через 9,5; 21; 28 ч соответственно. Повышение исходной концентрации до 250-300 мг/л приводит к лизису клеток. При этом разрушения тетрагидрофурана практически не происходит (фиг.2), т.е. выделенный штам использует тетрагидрофуран в качестве единственного источника углерода и энергии при содержании его в среде до 200 мг/л.

II р и м е р 2. Непрерывное культивирование Xanthomonas sp. 130 осуществляют на реальной сточной воде производства тетрагидрофурана, содержащей 0,5-1 г/л тетрагидрофурана. Эти стоки обезвреживаются термически. В воду-добавляют необходимые минеральные вещества, г/л: 0,5; 0,1; MgSO 0,1; FeSO 0,01; CaClj 0,01. Процесс осуществляют в биореакторе с загрузкой из минеральной ваты с восходящим потоком жидкости. Использование такой установки позволяет очищать сточную воду без предварительного разбавления, так как при поступлении в биореактор происходит разрушение тетрагидрофурана и его концентрация в установке не превьш1а- ет 0,01-0,02 г/л.

Эффективность работы биореактора приведена в табл.2.

Из табл.2 видно, что полное разрушение тетрагидрофурана в сточной воде культурой Xanthomonas sp. 130 при непрерывном культивировании происходит при исходной концентрации 1000 мг/л и скорости разбавления 0,08 Ч . Количество ХПК при этом снижается на 98%, что указывает на разрушение ксенобиотика без накопления промежуточных продуктов деструкции. Увеличение скорости разбавления до О,-123 ч приводит к ухудшению качества очищенной воды. Тетрагидро- фуран разрушается на 95%, количество ХПК снижается на 92,3%.

Таким образом, сточные воды производства тетрагидрофурана могут быть эффективно очищены микробиологическим методом с помощью культуры- деструктора Xanthomonas sp. 130.

Формула изобретения

, Штамм бактерий Xanthomonas sp. BKIIM В-3740 для очистки сточных вод от тетрагидрофурана.

Таблица 1

Изобретение относится к микробиологии и касается нового штамма бактерий, который предназначен для биодеструкции ксенобиотиков. Целью изобретения является получение нового штамма бактерий, обладающего более высокой деструктивной актив ностыо. Штамм Xanthomonas sp. ВКПМ В-3740 (130) получен путем многостадийной селекции и способен разрушать за 28 ч до 200 мг/л тетрагидрофурана. 2 ил., 2 табл.

Иэвестньм штамм

10О3

50О9,5

100О21

2000 28

Предлагаемый штамм

О1003

О1009,5

О10021

О10028

Скорость разбавления 0,08 ч

1000

Таблица2

92,3

0,5

иЧ

S I

аз

5

I чг

30 GO 30 т

Времв, мин Фиг

§

I

f

2 I

ISO

8 К 6 го 24 28 . Время, ч Риг. 2