Штам бактерій arthrobacter sp., що використовується для очистки стічних вод від діоксану

т> ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ЛІ (2!) ^ 1SM3//31 4 3 (,22) i'2.S8 (Аб") ! 5 о 0 4 е 9 0 е Б,-щ в h 14 (7 І} Институт коллоидьоч химиї и химии воды им» А„В „П-умакс* ого А УССР Н (7?) П.ИвГвоздяк, Г„.Ч.Дмі. грінко и Н0Ф„Могилевич (53) ЬЛЗ.!5(Ой8вЯ) (56) Поруцкич Г«В, Биохимическая очистка сто«иых вод органических производстве ^ „ : Химия, 1^75, Авісроі.ое гввдеіельство СССГ F 1440916, к п в С 02 F 3/34, І 3 Пробое гение от носи it. я к микробпо— ЛОГЬ ІРСКОЙ ОЧИС1КЄ СТОЧНЫХ ЬОД И к а с а с ' с я нового шг^мма баккерий^ к о торый п р е д н а з н а ч е н пля биодесгрукц>ш ксенобиотикове Цель и з о б р е т е н и я ™ получение шган-= ма б а ь т е р и й A r t h r o b a c r e r s p . ВКЯМ В™4209 (1 2 6 } s обладающего д е с і р у к т ч в • кой активностью FO отношению к д и ~ океану в Для лолучєіїия шгаима - досчру^то™ pa д и о к с а н а - проведена адаптация міікгоорганіїзїюз s отобранных и з пт>и™ родных с у б с т р а т о в и но подвергавших™ ся р а н е е воздействию л и о к с а к а , к постепенно увеличивающимся концентра" циям д и о к с а н а . Для этого 20 г гочвы и 20 мл активного ила пої-єщаюг в кол™ бу Зр^епмейера оОъе-мом S00 м л , Туда же вносят 1 200 мл минерального р а с т в о р а , содержащего ! мг д и о к с а ч а (54) Ш А М БАКТЕРИИ ARTHROBACTER SP C ТМ ИСПОЛЬЗУПМЫИ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ПОД ОГ ДИОКСАНА (У/) Изобретение о т н о с и т с я к м и к р о биологическое о ч и с т к е с ючных вод и к а с а е т с я нового штамма б а к т е р и й , ко™ торый п р е д н а з н а ч е н для биодеструкции ксенобиотиков,, Целью изобретения яв™ пяеіся получение штамма бактерий Archrobacter s p . ВКПМ В-4209(І26), обпадаюаіего деструктивной активностью по отношению к диоксану» Штамм з І 26 ч культпяированир полностью раггрул'лет 300 мг/л диоксана, испольэуч его в качестве единственного ис™ гочника углерода» 3 табл» (5 ivii'/л) и волокнистую загруэку — каїїроновор волокно - для прикрепления микроорганизмов« Куль гивируют и = качалке (150 об/мин) при 30'С.После разрушения диоксана жидкость выли™ вак-г и и колбу с носителем вносят свежую среду с !0 мг/л ксенобиотика, Разрушение диоксана осуществляют з а ' крепившиеся на волокне микроорганизмы. По мере деструкции вещества концентрацию его в каждом поспедующем пассаже увеличивают до 20, 4 0 , 8 0 , 120, 1Ь0, 200, 250, 300 мг/л= Такая адаптация приводит к селекции микроорганизмов по деструктивным и адге™ знойным свойствам, что важно в практике ВОДООЧИСТКИв Диоксан в среде определяют по ?авТОДУ.і т ОСгіОВа їїїОму на ОКИСЛЄНИІІ диоксана йодной кислотой с образованием формальдегида, который опре 1557109 нистой консистенцией, гладкие, блесделяют колориметрически по реакции с тящие, слэбо-розового цвета, хромотропной кислотойв МПБ « слабое помутнение среды, Выделение штамма — деструктора осадок, небольшая пленка, кольцо. диоксана ' осуществляют на плотной Культура неподвижна, синтетическойї среде, содержащей, г/л: КН^РО^ 0,2; К г НРО ч 0,2; К Н „ Ш 3 Физиолого-бнохимические признаки» 0,1; HgSQt 0,05; FeS0 4 0 , 0 ^ СаС1 2 , Слабо утилизирует фруктозу и глюMnSO^ следы, диоксан 0,3; агар-агар козу, не потребляет арабинозу, га17,5; дистиллированная вода до 1 л, лактозу, ксилозу, лактозу, мальтозу, 10 рН 7,1. Для этого из колбы, в кото™ маннозу, глицерин, инозит, инулин, рой произошло разрушение 300 мг/л соли молочной, винной, уксусной кис~ диоксана, отбирают 0,1 мл культуральлот» Слабый рост на цитрате„ ной жидкости, разводят ее стерильной Использует аммонийный, нитратный водопройОдной водой в соотношении азот. Ї5 1:10; 1:100; 1:1000; 1:10000 и из Способ к денитрификации. каждого разведения высевают микроНе разжижает желатин, не гидроли— организмы на плотную среду в пяти зует крахмал, образует уреазу, не соповторностяхв Культивируют в чашках держит лецитиназу, не пептонизирует о Петри в термостате при 30 С, Выросмолоко» При росте на МПБ выделяет сешие отдельные колонии микроорганизмов 20 роводород. шестикратно пересевают на плотной Из синтетических веществ, относясреде, изучают деструктивную активщихся к кислородсодержащим гетероность и идентифицируют. циклам, кроме диоксана, культура исШтамм" хранят на плотной среде 25 пользует в качестве источника углерода тетрагидрофуран (тетранетилена под слоем вазелинового масла, переоксид), морфолин (тетрагидро-1,4™ок~ севают 1 раз в год. Можно хранить сазин), малеиновый ангидрид (ангид•также в лиофильно высушенном состоярид зтилен-1,2~цис—дикарбоновой киснии о лоты) s дает слабый рост на фталевом Штамм Arthrobacter sp« (126) де30 ангидриде (ангидрид, о-бензилдикарпонирован во Всесоюзной коллекции боновой кислоты), Однако из всех испромышленных микроорганизмов под но™ пытанных циклических эфиров лучшим мером ВКЇЇМ В—4209 и имеет следующую субстратом является диоксан. характеристику, Культурально-морфологические свойШтамм за 26 ч культивирования пол35 ностью разрушает 300 мг/л диоксана, ства, используя его в качестве единственВ молодом возрасте (18 ч) клетки ного источника углерода» морфологически разнообразны. В основном - палочки, длина колеблется 1Деструктивную активность штамма 7 мкм, ширина 1 мкм. Некоторые клетизучают на синтетической среде сле40 дующего состава г/л: КН^РОд 0,2; ки образуют различные главным обраf зом V-образные сочетания, характер™ ЇЦНР0 4 0,2; NH 4 NO 5 0,1; *feS04 20,05; ные для коринеформных микроорганизFeS0 4 0,01; CaCJ.3, MnSO 4 следы, димов» Иногда встречаются разбухшие оксан 0,3, дистиллированная вода до и искривленные палочки, В 48~часовой 45 1 л, рН 7,1. культуре клетки, в основном, кокко— Периодическое культивирование осувидные диаметром около 1 мкм. На ществляют на качалке при 30°С и конМИА с 7% глицерина образуются длин"центрации клеток 10* в мл» ные нити, достигающие 100 мкм„ На Оптимальная культура для роста синтетической среде клетки еще более штамма 28-32°С, слабый рост наблю50 полиморфны. Много нитевидных форм, дается при 35°С, при 37°С роста нет. встречаются крупные разбухшие клетки Оптимум рН для роста 6,8-7,3, В сферической и вытянутой структуры, слабощелочной среде (рН 8) штамм раскоторые значительно крупнее клеток, тет быстрее, чем в слабокислой (рН 6), выросших на МПА в Аэроб в 55 Культура грамположительная, с возрастом грамвариабельная. На МПА образует мелкие 2—3 мм колонии с масля— \ Штамм непатогенен, Пример ] в Периодическое культивирование штамма проводят на питательной среде следующего состава, 1557109 г/л: KH,FO 4 0,2; К^НРО^ 0,2; NH_,NO3 0,1; I^SO^ 0,05; FeSO 4 0,0J ; CaCl, MnS04 следы, дистиллированная вода до 1 л, рН 7,1, Диоксан добавляют с в концентрации 100, 200, 300, 400, 500 мг/л. Инкубирование проводят в термостате при 30 D C на качалке в колбах объемом 750 мл с 250 мл среды. Контроль разрушения диоксана куль™ Ю турой осуществляют колориметрически, В качестве посевного материала служат клетки штамма, выращенные при ЪО°С на плотной синтетической среде с диоксаном. При исходной концентрации диок™ сана в среде 100, 200, 300 мг/л де™ струкция его штаммом начинается сразу и заканчивается через 10, 16 и 26 ч с о о т в е т с т в е н н о . Повышение и с ходной концентрации до 400—500 мг/л приводит к лизису клеток„ При этом деструкции диоксана не происходит. Таким образом, выделенный штамм и с пользует диоксан в качестве единственного источника углерода и энергии при содержании его в е р е д е до300 мг/л. П р и м е р 2, Недрерывное культивирование штамма осуществляют на реальной сточной воде производства диметилдиоксана, содержащей 2,5™ 3 г/л диоксана, В сточную воду д о бавляют необходимые минеральные ве-, щества» г / л : КНгРО + 0 , 5 ; К^НРО^ 0 , 5 ; №ЦШ 3 0 , 3 ; MgS0+ 0 , 1 5 ; FeS0 4 0 , 0 3 ; СаСЦ и MnS04 по 0 , 0 1 , Процесс о с у ществляют в биореакторе с загрузкой из капронового волокна с восходящим потоком жидкости. Использование та— кой установки позволяет очищать сточную воду без разбавления, так как при поступлении воды в б^ореактор происходит разбавление диоксана и его концентрация в установке не превышает O,OO2'-OsOO3 г / л 0 Посевным материалом служат выращенные в жидкой среде в колбах к л е т 15 25 30 35 40 45 ки, также закрепленные адгезией на капроновом волокне. Температуру культивирования поддерживают в диапазоне Зв-ЗО^С, аэрацию - 0,4 л/л мин а Эффективность работы биореактора приведена в таблице в Из данных таблицы видно, что п о л ное разрушение диоксана в сточной воде штаммом БКПМ В-4209 при н е п р е - , рывном культивировании происходит при исходной концентрации 2000 мг/л и скорости разбавления 0,06 ч~ 1 „ XIIK при этом снижается на 98%, что свидетельствует о деструкции к с е н о биотика без накопления промежуточных продуктов,, Увеличение скорости р а з - » бавлення до 0f08 ч ' приводит к ухудшению очистки. Диоксан разрушается на 96%, ХЇЇК снижается на 92%в Кроме диоксана' в реальной с т о ч ной воде производства диметилдиоксана содержатся в незначительных коли™ чествах этиленгликоль, метанол, м е тиламин, следы диметилдиоксана* Суммарная концентрация этих компонентов не превышает 40 мг/л в В стоке с о д е р жатся также сульфаты (300-400 мг/л) и хлориды (до 150 м г / л ) . Б процессе очистки указанные органические ком-* ітонентьі стока метаболнзнруются микроорганизмами практически полностью. Заметного изменения концентрации присутствующих в сточных водах ми™ неральных компонентов не происходит» Таким образом, сточные воды п р о изводства диметилдиоксана могут быть эффективно очищены микробиологическим методом с помощью штамма — д е структора A r t h r o b a c t e r s p 0 В Л КМ Б-4209, Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Штамм бактерий A r t h r o b a c t e r s p , B FM Bw-4209j используемый для очисти KI ки сточных вод от диоксана. 1557109 8 Характеристика деструктивной активности штамма Arthrobacter sp. 126 В КИМ В-4209 при непрерывном культивировании ХПК Диоксан Начальная концентрация, мг/л 500 1000 1500 2000 2000 Конечная концентрация, мг/л Начал,, /л Степень очистки, !200 2200 3250 4300 20 40 65 86 98,5 98,2 4300 350 і Скорость разбавления 0,06 4 і 0 100 0 100 0 100 0 100 Скорость разбавления 0 ? 08 ч"' 80 96 Редактор Н0Киштулинец Конечи.» мгО;/л Составитель Л 0 Мине^ва Техред Л.Олпйамк Корректор 98 98 92 С в Черни Заказ 695 Тираж 793 Подписное ВІІИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113015, Москня, Ж-3 5, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г„Ужгород, ул. Гагарина,101