SU1752727A1 - Штамм бактерий ВRеVIвастеRIUм Sp., используемый дл очистки сточных вод от акриламида и акриловой кислоты - Google Patents

Abstract

Применение очистка сточных вод от акрипамида и акриловой кислоты Сущ ность штамм выделен из почвы спроизвод ством акрилонитрила с использованием в качестве ростового субстрата - пропиона мидз Штамм депонирован во Всеюсоюзной коллекции микроорганизмов под номером ВКПМ В 4987 Культура штамма утилизирует субстрат, содержащий акриламид в количестве 5 г/л за 28 ч при микробной нагрузке 1 32 г/л субстрата 2 табл

Description

Изобретение относитс  к прикладной микробиологии и касаетс  получени  нового штамма бактерии используемого дл  локальной очистки сточных вод от акриламида и акриловой кислоты

Акрилзммд  вл етс  основой дл  получени  полимерных материалов имеющих широкое применение Полимеоы и сополимеры акриламила используютс  в химической нефт ной и горнорудной промышленности на целлюлозно-бумажных предпри ти х Продукты из акриламида и целлюлозы можно примен ть в качестве загустителей в красител х дл  тканей Акриламид может быть использован дл  специфической химической модификации белков что важно дл  изучени  механизма каталитического действи  ферментов

Современна  техноло.и  производства акрипамида не обеспечивает предотвращени  его попадани  в атмосферу и сточные воды предпри ти  (недостаточна  герметичность реакторов наличие открытых поверхностей на фильтрах мала  эффективность вентил ционных систем открытые смотровые люки реакторов) Дл  дополнительной очистки стоков от акоилзмида наиболее эффективными и рентабельными  вл ютс  микробиологические методы детоксикации стоков

Известны штаммы-аналоги способные к деградации акриламида и акриловой кислоты

Наиболее близкой к предлагаемому штамму  вл етс  культура бактерии Brevibacterium ammoniaqenes I AM 1641, котора  утилизирует за 48 ч 1 г/л акрилами- дй при микробной нагрузке 1 г/л (про сырому весу) Эта же культура разрушает 0,2 г/л акриламида содержащегос  в сточных водах на 96% за 24 ч

сл

С

l«d

сл

ю

XJ

Целью изобретени   вл етс  получение штамма с высокой биодеструктивной активностью , способного деградировать в сточных водах акриламид и акриловую кислоту в более высоких концентраци х и с большей скоростью.

Полученный штамм Brevibacterium sp. 12 ПА депонирован в Центральном музее промышленных микроорганизмов ВНИИ генетики и характеризуетс  следующими морфологическими, культуральными и физиологическими свойствами.

Морфологические свойства. Молодые клетки штамма имеют форму палочек средней величины, расположенных поодиночке, попарно и небольшими цепочками. Грампо- зитивные. Стареюща  культура (2-3 сут) представлена коккобациллами, расположенными хаотично Спор и капсул не образуют , Подвижные, Штамм размножаетс  простым делением, образу  короткие неразветвленные палочки.

Культуральные свойства. Прототроф, аэроб, оптимальна  температура роста 28 - ЗСПг:. Растет при 5 - 10 и 40°С. Оптимум рН дл  развити  культуры 7,4 ± 0,2, хот  рост наблюдаетс  также при р Н среды 6-9 Колонми на м со-пептонном агаре средних размеров (2 - 3 мм), пигментированные,  р ко-желтый пигмент. При культивировании, штамма на специапьных средах образовани  водорастворимых или флюоресцирующих пигментов не происходит. Колонии правильной округлой формы, непрозрачные. Ободок вокруг колоний плоский, колонии слегка выпуклые. Край колонии ровный, по верхность гладка , блест ща . На м со-пептонном бульоне рост в виде равномерного помутнени  всей среды и хлопьевидного осадка на дне.

Биохимические свойства, Оксидазоне- „гативен, каталазопозитивен, Желатиназу, фенилэланмндезаминазу, липазу, лецити- назу, аргинингидралазу, лизиндекарбокси- лазу, орнитиндекарбоксилазу, уреазу не образует. Тесты на OF-среде с глюкозой, мальтозой, фруктозой дают положительную реакцию, на среде с арабинозой,ксилозой, маннитом - алкализаци , На средах, содержащих лактозу, сахарозу, рамнозу, маино- зу, милибиозу, рафинозу, трегалозу, сорбит, инозит, дульцит, адонит, салицин, инулин - щелочение. Растет в присутствии 6,5% NaCI, редуцирует нитраты в нитриты. Не растет на средах Мак-Конки и Плоскарева. На крбв ном агаре гемолиза эритроцитов не дает. Индол и сероводород не образует.

Патогенность штамма определ ли на белых мышах интраперитонеальным введе

нием взвеси бактерий 5,109 кл/мл. Отсутствие каких-либо патологических изменений во внутренних органах мышей позвол ет сделать вывод об авирулентности культуры.

Штамм Brevibacterium sp 13 ПА выделен из почвы с производства акрилонитрила методом накопительной культуры с испопь- зованием в качестве ростовою субстрата

пропионэмида.

Сущность изобретени  в том, что предлагаемый штамм способен разрушать в минеральной среде 4 г/л акриламида и 2,5 г/л акриловой кислоты за 24 ч (микробна  нагрузка 10 кл./мл), использу  их в качестве единственного источника углерода и азота в случае акриламида или в качестве источника углерода и энергии в случае акриловой кислоты.

П р и м с р 1. Выделение штамма

Brevibacierium sp.13 ПА.

Микроорганизм-деструктор акриламида и акриловой шепоты выделен из почвы с производства акрилонитрила методом накопительной культуры. Навеску почвы 1 г тщательно ресуспендировали в 10 мл физиологического раствора и настаивали в течение 1 ч Надосадочную жидкость в количестве 1 мл вносили вереду следующего состава, г: глюкоза 0,5; пептон 1,0; КаНРО 0,1; 0,1; дистиллированна  вода 1000 мл; рН 7,0 iO,2; пропионамид - начальна  концентраци  0,1 г/л

Суспензию (50 мл) в эрленмайеровских

колбах емкостью 300 мл инкубируют при 28 - 30(°С при круговом перемешивании Ежедневно сослав культуральной жидкости наполовину обновл ли Концентрацию пропионамида в среде увеличивали ступенчато от 0 1 до 20 г/л.

За мес ц адаптировани  из среды были полностью удалены пептон и глюкоза. По истечении двухмес чного пассировани  на пропионами- де производипи высев культуральной жидкости на чашки с плотной питательной средой состзва , г/л: MgSO/i 0.1; КгНРО 0,1, гпицерин 5; акриламид 5; ai ар-агар 1,5; рН 7,0±0 2.

В результате была выращена культура Brevibacterium sp. 13 ПА, утилизирующа 

акриламид, акриловую кислоту в качестве единственного источника углерода и азота, или углерода и энергии Деструктивную активность штамма провер ли в жидкой синтетической среде,

Количественное определение акриламида и акриловой кислоты проводили методом гззожидкостной хроматографии на хроматографе ЛХМ-80, с пламенно-ионизационным детектором В качестве неподвижной фазы использовали Roop ex-400. Врем 

анализа акриламидз 8 мин, акриловой кислоты 3 мин.

П р и м е р 2. Использование штамма Brevibacterium sp 13 ПА в качестве деструктора акриламида.

Штамм, предварительно индуцированный в течение суток на питательной среде с пропионамидом в качество индуктора (5 г/л), культивировали в колбах Эрленмайера на жидкой синтетической среде состава, г/л, MgSCM 0,2; К2НР04 0,1; дистиллированна  вода 1000 мл; рН 7,2 - 0,2, в объеме 50 мл. Микробна  нагрузка 10 , 10 , 10 кл/мп. В качестве источника углерода и азота вносили экриламид в концентрации 2,5 и 5,0 г/л. Колбы помещали на качалку (120 об/мич) и инкубировали при 28 - 30°С. Концентрацию акриламида определ ли методом ГЖХ.

П р и м е р 3 Использование штамма Brevibacterium sp 13 ПА в качестве деструктора акриловой кислоты.

Штамм культивировали аналогично примеру 2, В качестве источника углерода и энергии использовали акриловую кислоту в концентрации 1 и 2,5 г/л рН среды доводили до 7,0 с помощью 10%-ного водного рас твора аммиака, который одновременно служит источником азота. Микробна  нагрузка 10 кл./мл. Предварительного индуцировани  штамма в случае деструкции акриловой КИСЛОТУ не требовалось.

П р и м е р 4. Испытание штамма Brevibacterium sp, 13 ПА дл  очистки сточных вод.

Сточные воды опытного производства акриламида и лолиакриламида инокулиро- вали культурой Brevibacterium sp. 13 ПА (микробна  нагрузка 10 кл./мл). Врем  экспозиции 24 ч, температура 28°С, периодическое перемешивание. Бактериальную массу отдел ли центрифугированием в течение 40 мин при 7000 об/мин. Концентрацию акриламида и акриловой кислоты определ ли аналогично примеру 1.

Результаты испытани  биодеструктивной активности предлагаемого штамма, а также известного приведены в табл.1 и 2.

Предлагаемый штамм значительно превосходит известный по своим деструктивным характеристикам (скорость утилизации субстрата и максимально утилизируемым концентраци м субстрата) Апробированна  культура разрушает 5 г/л акриламида за 28 ч. Присутствие акриловой кислоты в среде не оказывает вли ни  на деструктивную активность предлагаемого штамма в отношении акриламида. После полного исчезновени  из среды акриламида начинаетс 

0 процесс утилизации акриловой кислоты, образовавшейс  эквивалентно количеств разрушенного акриламида. Помимо отогг штамм может утилизировать акрмлову,., кислоту как самосто тельный единствен5 ный источник углерода при его максимальном содержании в среде 2,5 г/л за 24 ч.

Испытани  штамма в реальных промышленных стоках показали его жизнеспособность и высокую ферментативную

0 активность, Установлено, что за 24 ч культура Brevibacterium sp. 13 ПА деструктирует 4,37 г/л акриламида, содержащегос  в сточных водах. Метаболитом процесса выступает акрилова  кислота, котора  Б

5 дальнейшем полностью утилизируетс  куль турой за 24 ч, выступа  в качестве источник углерода и энергии.

Испытани  проведены на 5 образцах сточных вод. Наличие в стоках акрилонитри0 ла 0,43%, солей цинка (11)1,82 мг/л, меди (II) 10,0 мг/л, железа (III), сербитал  и толуола не снижает биодеструктивной активности штамма.

Деструктивна  активность штамма про5  вл етс  в широком диапазоне рН 6-9, поэтому необходимость регулировани  рН стоков отпадает.

Таким образом, предлагаемый штамм Brevibacterium sp. 13 ПА обладает значи0 тельной деструктивной активностью, прошел испытани  в промышленных сточных водах и может быть рекомендован к использованию дл  локальной очистки сточных вод от акриламида и акриловой кислоты.

Claims (1)

1. 5 Формула изобретени 

   Штамм бактерий Brevibacterium sp. ВКПМ В-4987, используемый дл  очистки сточных вод от акриламида и акриловой кислоты .

   Т g б л и ц а 1

   Штамм

   Начальна  концент- раци  субстрата i /л

   Brevlbacterium sp 13

   ПА В -4987

   Brevibacterium

   dmmoniagenes AM

   1641 (известный)

   Микробна  нагрузка 1 QЈ-cy2ЈMyj5Cii.Jl/iL

   Т э б л и ц а 2 Врем  утилизации, ч

   1,32

   28

   48