Штамм бактерий АеRомоNаS caVIae SK - деструктор капролактама и неионогенных поверхностно-активных веществ Советский патент 1992 года по МПК C02F3/34 C12N1/20 

Изобретение относится к микробиологии, в частности к биодеструкции ксенобиотиков и представляет собой новый штамм, обладающий деструктивными свойствами к синтетическим веществам - капролактаму и НПАВ (сточные воды, образующиеся в производстве химических волокон, содержат как капролактам, так и компоненты замас- ливателя - неионогенные ПАВ (синтамид, синтанол, ОП-7. ОП-10)в массовых концентрациях до 300 мг/дм ), и может быть использовано при очистке сточных вод, образующихся при производстве синтетических волокон.

Известен также штамм-деструктор Pseudomonas aeruginosa 1/5, разрушающий смесь неионогенных ПАВ в концентрации 5 г/дм3.

Недостатком штамма Rseudomonas aeruginosa 1/5 является его неспособность разрушать капролактам.

Наиболее близким к предлагаемому является штамм Bacillus subtilis 1 /б, разрушающий капролактам Вещество в массовой концентрации 10 мг/дм разрушается L-.M за 96 ч при периодическом культивировании

Недостатком штамма-деструктора , ап- ролактама Bacillus subtilis 1/6 является то. что данный штамм не способен разрушать неионогенныи ПАВ. В присутствии НПАВ снижается деструктивная активность культуры по отношению к капролактаму - деструкция капролактама проходит не полностью, а на 85%.

Цель изобретения - получение штамма, обладающего высокой деструктивной активностью по отношению к капролактаму и неионогенным ПАВ.

Штамм Aeromonas caviaeSK получен путем многократного пассирования в хидкой солевой среде с возрастающей концеь-ра- цией капролактама соскобов с обрастаний ъ ваннах для промывки поликапроамидной жилки. Для этого 50 мл соскоба обрастаний помещают в колбу Эрленмейера объемом

И

о

00 GO О

500 мл. В колбы добавляют 200 мл среды следующего состава, г/дм3 КгНРСЦ 067; MgSChj 0,01; KCI 0,2; НПАВ 0,3; капролактам 1,0. Культивируют на качалке при 150 об/мин при 30°С. По мере деструкции кап- ролактама и НПАВ, концентрацию веществ увеличивают отливно-доливным методом, г/дм3; капролактам 1,0 - 10; НПАВ - 0,3. Концентрацию капролактама в культураль- ной среде определяют колориметрическим методом, основанным на разложении амидов кислот нагреванием их с гидроксила- ном, ПАВ - колориметрическим методом с фосфорно-молибденовой кислотой. После установления постоянной скорости разрушения капролактама в течение трех пассажей при его исходной концентрации в среде 5 г/дм3 и 0,3 г/дм3 НПАВ, селекцию микроорганизмов прекращают. Из колбы отбирают 1 мл бактериальной суспензии, разбавляют в 10, 100, 1000 и 10000 раз и засевают в трех повторностях на агаризо- ванную среду следующего состава, г/дм3; К2НР04 - 0,7; - 0,02, KCI 0,2, капролактам 1,0, НПАВ 0,3, дистиллированная вода 1 дм3, рН 7,0 - 7,2. Чашки с засеянными микроорганизмами культивируют при 28°С.

Колонии микроорганизмов, выросшие на агаризованной среде, шестикратно пересевают на плотной среде. Получают биомассу чистых культур и изучают спо- собность изолированных бактерий разрушать капролактам и НПАВ при росте на жидкой среде указанного состава.

В результате такой селекции выделен штамм A.caviae SK, использующий капролактам и НПАВ в качестве источников углерода и азота.

Деструктивную активность штамма Aeromonas caviae SK изучали на синтетической среде следующего состава, г/дм3: К2НР04 0,7; KCI 0,2; MgSCM 0,02, капролактам 1,0- 10,0 НПАВ 0,3. дистиллированная вода до 1 дм , рН 7,0 - 7,2. Периодическое культивирование осуществляли в аэробных условиях на качалке при 150 об/мин, при 30°С, исходная концентрация бактериальных клеток в среде 10 в 1 мл.

Штамм Aeromonas caviae SK депонирован в Центральном музее промышленных микроорганизмов под номером ВКПМ В- 4709.

Штамм - деструктор капролактама и НПАВ характеризуется следующими культу- рально-морфологическими и физиолого-би- охимическими признаками.

Культура л ьно-морфо логические признаки.

Клетки представляют собой подвижные грамотрицательные мелкие палочки с закругленными концами размером 0,5 - 1,0x1,0 - 4,0 мкм. Капсул и спор не обнаружено. В мазке клетки располагаются одиночно. Мясопептонный агар (30°С, 48 ч).

Образует колонии желтовато-бежевого цвета, диаметр колоний 5 - 6 мм, форма округлая, края присборены. Колонии плоские со слабо приподнятым центром,повер- 0 хность влажная, блестящая, центральная часть слабо ослизнена.

Мясопептонный бульон (30°С, 48 ч).Отмечается слабое помутнение среды. Заметного кольца и осадка не образуется. Цвет 5 бульона изменяется на буроватый.

В мясопептонном бульоне, содержащем 5 или 7% хлористого натрия штамм не растет.

Агаризов анная среда Омелянского с 5 0 г/дм капролактама, в качестве единственного источника углерода (30°С, 72 ч).

Образуют округлые колонии, серо-бежевого двета, размер в диаметре 2-3 мм, края ровные или слегка присборены, коло- 5 нии выпуклые, влажные, блестящие, слабо ослизненные.

Физиолого-биохимические признаки.

Факультативный анаэроб. Метаболизм и дыхательный и бродильный. 0Растет при 22 -- 37° в диапазоне рН 6,1 9,1.

Желатину не разжижает, крахмал и казеин не гидролизует, нитраты восстанавливает до нитритов. Реакции на лецитиназу, 5 тирозиназу, левансахарозу отрицательные. В пептонной воде продуцирует сероводород. Реакция Фогес-Проскауэра отрицательная. Лизиндекарбоксилазная реакция отрицательная. 0Отношение к источникам углерода.

Образует кислоту, но не газ из глюкозы,

лактозы, сахарозы ксилозы, фруктозы,

мальтозы, галактозы, рамнозы, дульцита,

глицерина, инулина Не использует сорбит,

5 инозит, раффинозу.

Образует щелочь на среде с цитратом, пируватом и кетоглютаратом натрия, но не с оксалатом, тартратом и капронатом. Штамм устойчив к левомицетину, неомици- 0 ну, олеандомицину. метициллину, бензилпе- нициллину, карбенициллипу, линкомицину, ристомицину, эритромицину. Чувствителен к стрептомицину, мономицину, полимиксину, канамицину и гентамицину. 5Сохраняет жизнеспособность и деструктивную активность в лиофильно высушенном состоянии.

Культура идентифицирована как штамм Aeromonas caviae пэ определителю Берги (1984).

П р и м е р 1. Культивирование A.caviae SK проводили в периодических условиях на модельном растворе следующего состава, г/дм3: K2HP040J; MgSCMO.OI; KCI 0,2, кап- ролактам 1,0 и 10,0; НПАВ 0,3, дистиллированная вода до 1 дм3, рН 7,0. Инкубировали при 30°С на качалке при 150 об/мин. Контроль разрушения культурой капролактама и НПАВ осуществляли колориметрическими методами. В таких условиях A.caviaeSK полностью разрушает 1 г/дм3 капролактама и 0,3 г/дм НПАВ за 26 ч; 10 г/дм3 капролактама разрушаются на 90% за 120 ч, НПАВ на 100%.

П р и м е р 2. Непрерывное культивирование A.cavieSK в лабораторных условиях осуществляли на модельной сточной воде, содержащей от 1,0 до 10,0 г/дм3 капролактама и НПАВ - 0,3 г/дм3. В модельную воду добавляли необходимые минеральные соли, г/дм3. К2НР04 0,7; КС 0,2; MgSOi 0,01. Очистку модельной сточной воды осуществляли в стеклянной лабораторной установке - биореакторе, заполненной загрузкой в виде ткани из поливинилспиртовых волокон, на которых иммобилизовали микроорганизмы. Культуру A.caviae SK наращивали на агари- зованной минеральной среде, содержащей 1,0 г/дм3 капролактама и 0,3 г/дм НПАВ в качестве единственного источника углерода и азота, а затем полученную биомассу иммобилизовали на носителе в установке. На установку подавали модельный сток следующего состава, г/дм3: feHPO 0,7; KCI 0,2; MgSCM0,01, капролактама 1,0-10,0и НПАВ 0,3. Через 72 ч показатели работы лабораторного очистного сооружения стабилизировались. Когда исходное значение ХПК

сточной воды достигло 3000 мг/дм и выше, после пропускания сточной воды через аэробный биореактор бихроматная окисля- емость оставалась высокой, хотя концентрация капролактама снижалась. Поэтому воду, содержащую 3 г/дм3 и более капролактама, пропускали через установку, представляющую 4 соединенных последовательно стеклянных биореактора. В этой цепи биореакторы I и III не аэрировались. Они содержали загрузку из поливинилспиртовых волокон, бактеризованную A.caviae SK и микрофлорой сброженного осадка, отобранного на городских очистных сооружениях, загрузку аэрируемых биореакторов I и IV заселяли A.caviae SK.

Результаты очистки представлены в табл.1.

Опытно-промышленная проверка микробиологического метода очистки от капролактама и НПАВ реальных сточных вод показала результаты,приведенные в табл.2

Преимуществом применения данного штамма для очистки сточных вод по сравнению с известными является возможность эффективного обезвреживания сточных вод одновременно от капролактама и неионо- генных ПАВ. Использование штамма позволяет очищать сточную воду, содержащую

ксенобиотики в высоких концентрациях на локальных очистных сооружениях без предварительного ее разбавления.

Формула изобретения Штамм бактерий Aeromonas caviae SK

ВКПМ В-4709 - деструктор капролактама и неионогенных поверхностно-активных веществ

Изобретение относится к технологии очистки вод, содержащих капролактам и не- ионогенные поверхностно-активные вещества. Штамм бактерий Aeromonascaviae SK получен путем многократного пассирования в жидкой солевой среде с возрастающей концентрацией капролактама. Штамм депонирован под номером ВКПМ В-4709. Культура бактерий данного штамма представляет возможность эффективного обезвреживания сточных вод одновременно от капролактама и неионогенных поверхностно-активны веществ 2 табл.

Микробное разрушение капролактама и НПАВ штаммом бактерий Aeromonas csviae SK

40

Т а б п и ц а

Очистка реальных сточных вод культурой Aeromonas caviae SK в условиях проточного культивирования

Таблица 2