Способ выявления металлоконцентрирующих микроорганизмов в природных субстратах Советский патент 1992 года по МПК C12N1/20 C12Q1/00 

занять неопределенно долгое время и к конкретному металлу у конкретного микроорганизма не обязательно достижима.

Известен способ выделения микроорганизмов, обладающих определенными биохимическими свойствами из природных субстратов, основанный на направленном поиске..Он заключается в применении среды накопления, на которой через 10-14 дней, визуально наблюдаются изменения цвета среды, что впоследствие после дополнительных пересевов позволяет выявить микроорганизмы, обладающие полиредуктазными свойствами. Недостатками способа являются длительность его осуществления и невозможность применения для выявления металлоконцентрирующих микроорганизмов.

Наиболее близким по технической сущности является способ выявления металлоконцентрирующих микроорганизмов, например, концентрирующих железо, марганец и др., основанный на применении элективных питательных сред.

Недостатком способа яв/1яется необходимость проведения длительного инкубирования на питательных средах.

Целью изобретения является сокращение времени выделения металлоконцентрирующих микроорганизмов.

-Способ заключается в том, что в пределах геохимических аномалий биогенной природы отбирают пробы рыхлых образований, производят их отмучивание дистиллированной водой с последующей фильтрацией надосадочной жидкости, добавляют последовательно в образцы полученной устойчивой водной суспензии соли металлов, присутствующих в высоких содержаниях в аномалии, и по коагуляции суспензии солью конкретного металла с образованием хлопьевидного осадка, состоящего из видимых в световой микроскоп агрегатов из десятков-сотен микроорганизмов, судят о наличии в отобранных пробах концентрирующих данный металл (металлы) микроорганизмов.

Изобретение основано на установленной жестко детерминированной взаимосвязи в системе металл-микробная клетка, возникающей в условиях повышенного содержания металлов на естественных биогеохимических барьерах и приводящей к образованию специфических металлофильных биогеоценозов с метал локон центрирующими функциями микроорганизмов.

Способ осуществляют, соблюдая следующую последовательность операций:

1. Для выделения микроорганизмоэконцентраторов той или иной формы заданного металла (металлов) выбирают их геохимические аномалии биогенной природы.

2.В пределах выбранной зоны берут пробы рыхлых микробиокосных образоваНИИ (илы, почвы, коры выветриванияи т.п.) и производят их отмучивание дистиллированной водой с последующей фильтрацией надосадочной жидкости, достигая содержания автохтонных микроорганизмов в пол0 учаемой суспензии 10-10 кл/мл.

3.В образцы полученной устойчивой водной суспензии последовательно добавляют в конечной концентрации не менее 1 мМ/л соляно- и (или) сернокислые соли металлов, присутствующих в высоких содержаниях в опробуемой аномалии.

4.После выдерживания реагентов в течение не более 30 мин по коагуляции суспензии солью конкретного металла с 0 образованием хлопьевидного осадка, состоящего из видимых в световой микроскоп агрегатов из.десятков-сотен микроорганизмов размерами около 100 мкм судят о наличии в отобранных пробах концентрирующих

5 данный металл (металлы) микроорганизмов. Стерильно отобранные пробы рыхлых образований с металлокЪнцентрирующими микроорганизмами можно использовать, далее в качестве посевного микробиологического

0 материала и по той или иной микробиологической методике получить накопительную ассоциативную культуру (и при необходимости отдельные штаммы) микроорганизмов, . которые затем тестируют на способность к

5 концентрированию данного металла (металлов) в той или иной форме (ионная, коллоидная и т.п.).

При м-е р 1. С целью получения технологичных специализированных ассоциатов

0 микроорганизмов, способных концентрировать ряд цветных и благородных металлов в различных формах, при анализе структуры многомерного геохимического поля путем обработки данных геохимического картирования на ЭВМ выбрана зона биогенного концентрирования металлов в комплексной геохимической аномалии одной из морских бухт дальневосточного шельфа с высоким уровнем техногенного загрязнения. Анома0 ЛИЯ сформирована в разлагающемся зостерном иле с содержанием Сорг до 70% и в биогенной зоне характеризуется повышенными содержаниями марганца, кобальта, никеля, меди, цинка и 3олота.

5 Отмучиванием иловых проб биогенной зоны дистиллированной водой с последующей фильтрацией надосадоч,ной жидкости получены образцы устойчивой водной суспензии р содержанием автохтонных микроорганизмов 10 кл/мл, что определялось

микроскопически с помощью камеры Горяева: в поле зрения микроскопа при тысячекратном увеличении наряду с минеральными частицами отчетливо видны бактериальные клетки. В присутствии хлоридов кобальта, никеля и. золота и сульфатов меди и цинка конечной концентрации 10 мМ/л большинство образцов водной суспензии кюагулирует за 20 мин с образованием хлопьевидного осадка; в присутствии хлорида марганца и сульфата .магния коагуляции суспензии не происходит. Микроскопирование полученных осадков показывает, что они содержат агрегаты из десятков-сотен микроорганизмов размерами около 100 мкм, в те время как исходная суспензия представлена восновном одиночными бациллами. На. atoM основании сделан вывод о наличии в отобранных пробах илов металлоконцейтрирующих микроорганизмов, активных к соединениям кобальта, никеля, меди, цинка и золота. Вне выбранной зоны биогенного концентрирования металлов коагуляцион; ная активность иловых суспензий в присут-, ствии солей не выражена.i

Действительно, использование иловой болтушки из нескольких стерильно отобранных донных проб выбранной зоны биогенного концентрирования металлов в качестве посевного микробиологического материала дает через сутки при росте в мясопептонном бульоне накопительную ассоциативную культуру металлоконцеитрирующих микроорганизмов, представленную, главным образом, бактериями родов Bacillus и Pseudpmonas с содержанием до кл/мл. Детальная идентификация металлоконцентрирующих форм не проводилась. Металлоконцентрирующую способность выдел.енной морской ассоциативной культуры микроорганизмов по отношению к растворимым формам цветных и благородных металлов определяли по их аккумуляции микроорганизмами из растворов сульфатов цинка и меди и хлоридов Никеля, кобальта и золота. Приливание полученной ростом в МП Б жидкой ассоциативной культуры микроорганизмов при их конечном содержании в растворах 10 кл/мл приводит через 15-20 мин к помутнению исследуемых растворов с постепенным их просветлением за счет образования хлопьевидного осадка. При этом содержание металлов в растворе падает с одновременной аккумуляцией до 100 кг металла на 1 г сухого осадка, что сравнимо с металлосорбциоиной емкостью искусственных и природных ионитов. Контрольный опыт показал, что стерильная культуральная жидкость коагуляционной способностью в отношении металлов не обладает.

Полученная ассоциативная культура микроорганизмов концентрирует не только 5 растворимые формы металлов. Так, устойчивая водная диспе сия колло1 дного золота ссодержанием 1СГмг/л коагулирует в присутствии выделенных микроорганизмов за 15-20 мин с образованием.осадка при од-.

0 новременном просветлении и обесцвечивании водной дисперсии зbлota исходно фиолетового цвета. Это свидетельствует о практически полном переходе золота в осадок результате его аккумуляции микроорганизмами. Отметим, что музейный штамм B.subtiUs, представляющий собой дрминанТный вид в выделенной ассоциативной культуре клеток, сорбционной способностью к сульфату цинка, хлориду никеля и коллои 0 ному золоту не обладает.

Проведенные эксперименты позволяют заключить, что выделенная способом направленного геохимического поиска ассоциативная культура микроорганизмов

5 эффективно концентрирует коллоидные и ионные формы ряда цветных и благородных металлов, накапливающихся на выбранном биогеохимическом барьере.

Металлоконцентрирующая способность выделенного природного ассоциата металлоконцентрируюЩих микроорганизмов отличается стабильностью и сохраняется длительное время без видимых изменений, так как пересев культуры или

5 повторное ее выделение из отобранных ранее иловых проб через несколько месяцев не позволяет заметить существенных различий в металлокон центрирующей активности по сравнению с ассоциатом, полученным в день отбора проб.

Способ позволяет направленно аа два-три дня осуществить выделение микроорганизмов со стабильными м.еталлоконцентрирующими свойствами, что значительно снижает затраты времени и средств...

П р и м е р 2. Способ выявления металлокон центрирующих микроорганизмов из природных субстратов позволяет также диагностировать повышенное содержание тяжелых металлов в объектах Окружающей среды, что дает возможность использовать его при поиске руд и локализации источников загрязнения.

5 С целью демонстрации возможностей . способа для выявления зон естественного повышенного содержания металлов при по иске скрытых оруденений был проведен отбор почвенных проб гумусового горизонте над жильными рудопроявлениями золото

Изобретение относится к биогеот1вхно- логии и охране окружающей среды и мЪжет быть использовано для выделения из природных субстратов металлокрнцентрирук>&-щих микроорганизмов, являющихся активными агентами в процессах микробиологического обогащения и переработки металлов и биоочистке токсичных металло- содержащих стоков. Целью изобретения является сокращение времени выделения металлоконцентрирующих микроорганизмов. Изобретение заключается в том, что в пределах геохимические аномалий биогенной природы отбирают пробы рыхлых обра-. зований, производят их ртмучивание дистиллированной водой с последующей фильтрацией надосадочной жидкости, до- б^йвляют последовательно в образцы полученной устойчивой водной суспензии срли металлов, присутствующих в высоких содержаниях в аномалии, и по коагуляции суспензии солью конкретного металла с образованием хлопьевидного осадка, состоящего из видимых в световой микроскоп агрегатов из десятков-Сотен микроорганизмов, судят о наличии в отобранных пробах концентрирующих данный металл (металлы) микроорганизмов.•^ •^юIИзобретение относится к биргеотехно- логии и охране окружающей среды^ а именно к способам выявления металлркбнг центрирующих микроорганизмов, которые могут быть использованы в процессах Мйкг робиологического обогащения и nepepafiot- ки металлов из природных и техногенных пульп и рассолов и биоочистке токсичных металлосодержащих стоков химической и металлургической промышленности, а так* же для индикации повышенного соде|!жа-ния тяже/1ых металлов в объектах окружающей среды.Известен способ получения золотокон- центрирующих микроорганизмов путем адаптации лабораторных штаммов бактерий к коллоидному золоту при их многократных пересевах в присутствии металла, в результате чего-они приобретают золото- концентрирующую способность.Недостатком этого способа является его длительность, так как адаптация может