Изучение скорости биодеструкции амфотерного сурфактанта кокамидопропилбетаина бактериями рода Pseudomonas и активным илом

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Резюме: Целью работы являлось исследование скорости процесса биодеструкции кокамидопропилбетаина бактерииями рода Pseudomonas и активного ила. В качестве штаммов-деструкторов были взяты микроорганизмы: Pseudomonas fluorescens TR (ВКПМ В-4881), Pseudomonas putida TП-19 (B-6582), Pseudomonas stutzeri T (B-4904), Pseudomonas putida TШ-18 (B-2950), Pseudomonas putida TO (B-3959), Pseudomonas mendocina 2S (B-4710), Pseudomonas oleovorans TF4-1L (B-8621) и активный ил, полученный с аэротенков действующего предприятия Кузбасса. Биоокисление ПАВ проводили в стеклянных колбах объемом 250 см3, помещенных в шейкер-инкубатор, в условиях постоянной температуры 30 ºС для чистых культур и 18 ºС – для активного ила. Штамм-деструктор должен обладать способностью за минимальный временной интервал снижать концентрацию сурфактанта до безопасных значений. Штаммы Pseudomonas stutzeri T (В-4904) и Pseudomonas fluorescens TR (В-4881) показали наименьший период полураспада сурфактанта – 2,5 и 2,6 суток соответственно. Несколько большие периоды показали штаммы Pseudomonas putida TO (В-3959), Pseudomonas putida TШ-18 (В-2950) и Pseudomonas oleovorans TF4-1L (В-8621) – 3,0; 4,5 и 4,9 суток соответственно. Наибольший период полураспада ПАВ показали микроорганизмы Pseudomonas mendocina 2S (В-4710) – 5,5 суток, и Pseudomonas putida TП-19 (В-6582) – 6,0 суток. Максимальная степень биодеструкции сурфактанта наблюдалась при действии биоценоза микроорганизмов. За 14 суток концентрация кокамидопропилбетаина снизилась до 0,27% от его начальной концентрации. Показана эффективность использования бактерий рода Pseudomonas в качестве деструкторов сурфактантов. Бактерии данного рода имеют короткое время генерации, высокую скорость наращивания биомассы по сравнению с бактериями-деструкторами других родов и меньший период адаптации к ПАВ по сравнению с активным илом. Были подобраны штаммы микроорганизмов Pseudomonas, способных за минимальный временной интервал снижать концентрацию ПАВ до безопасных значений для последующей разработки технологии получения эффективного биопрепарата, предназначенного для очистки сточных вод от амфотерных сурфактантов.

Об авторах

А. С. Бурлаченко

Кемеровский государственный университет

Email: nastya_sergeevna99@mail.ru

О. В. Салищева

Кемеровский государственный университет

Email: salishchevaov@mail.ru

Л. С. Дышлюк

Кемеровский государственный университет

Email: soldatovals1984@mail.ru

Список литературы

  1. Hamouda T., Myc A., Donovan B., Shih A.Y., Reuter J.D., Baker J.R. A novel surfactant nanoemulsion with a unique non-irritant topical antimicrobial activity against bacteria, enveloped viruses and fungi // Microbiological Research. 2001. Vol. 156. Issue 1. P. 1–7. https://doi.org/10.1078/0944-5013-00069
  2. Reijmar K., Schmidtchen A., Malmsten M. Bactericidal and hemolytic properties of mixed LL-37/surfactant systems // Journal of Drug Delivery Science and Technology. 2007. Vol. 17. Issue 4. P. 293– 297. https://doi.org/10.1016/S1773-2247(07)50098-5
  3. Salishcheva O.V., Prosekov A.Y. Antimicrobial activity of mono- and polynuclear platinum and palladium complexes // Foods and Raw Materials. 2020. Vol. 8. Issue 2. P. 298–311. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2020-2-298-311
  4. Finnerty W.R. Biosurfactants in environmental biotechnology // Current Opinion in Biotechnology. 1994. Vol. 5. Issue 3. P. 291–295. https://doi.org/10.1016/0958-1669(94)90031-0
  5. Souza E.C., Vessoni-Penna T.C., de Souza Oliveira R.P. Biosurfactant-enhanced hydrocarbon bioremediation: An overview // International Biodeterioration and Biodegradation. 2014. Vol. 89. P. 88– 94. https://doi.org/10.1016/j.ibiod.2014.01.007
  6. Shao W., Zhang J., Wang K., Liu C., Cui S. Cocamidopropyl betaine-assisted foam separation of freshwater microalgae Desmodesmus brasiliensis // Biochemical Engineering Journal. 2018. Vol. 140. P. 38–46. https://doi.org/10.1016/j.bej.2018.09.006
  7. Vonlanthen S., Brown M.T., Turner A. Toxicity of the amphoteric surfactant, cocamidopropyl betaine, to the marine macroalga, Ulva lactuca // Ecotoxicology. 2018. Vol. 20. Issue 1. P. 202–207. https://doi.org/10.1007/s10646-010-0571-3
  8. Sun X.-X., Han K.-N., Choi J.-K., Kim E.-K. Screening of surfactants for harmful algal blooms mitigation // Marine Pollution Bulletin. 2004. Vol. 48. Issue 9-10. P. 937–945. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2003.11.021
  9. Nogales L.M., Jiménez L.L., Abarca L.E., Gil M.M., López-Nieves M. Cocamidopropyl Betaine Surfactant 0.075% Solution in Physiological Serum for Hygiene Process of COVID-19 Intubated Patients // International Journal of Pharmaceutical Compounding. 2020. Vol. 24. Issue 5. P. 358–364.
  10. Garcia M.T., Campos E., Ribosa I. Biodegradability and ecotoxicity of amine oxide based surfactants // Chemosphere. 2007. Vol. 69. Issue 10. P. 1574–1578. https://doi.org/10.1016/-j.chemosphe-re.2007.05.089
  11. Rios F., Lechuga M., Fernandez-Serrano M., Fernandez-Arteaga A. Aerobic biodegradation of amphoteric amine-oxide-based surfactants: effect of molecular structure, initial surfactant concentration and pH // Chemosphere. 2017. Vol. 171. P. 324– 331. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2016.12.070
  12. Merkova M., Zalesak M., Ringlova E., Julinova M., Ruzicka J. Degradation of the surfactant Cocamidopropyl betaine by two bacterial strains isolated from activated sludge // International Biodeterioration and Biodegradation. 2018. Vol. 127. P. 236–240. https://doi.org/10.1016/j.ibiod.2017.12.006
  13. Коршунова Т.Ю., Кузина Е.В., Рафикова Г.Ф., Логинов О.Н. Бактерии рода Pseudomonas для очистки окружающей среды от нефтяного загрязнения // Экобиотех. 2020. Т. 3, N 1. С. 18-32. https://doi.org/10.31163/2618-964X-2020-3-1-18-32
  14. Филатов Д.А., Овсянникова В.С., Алтунина Л.К., Сваровская Л.И. Влияние композиций на основе ПАВ на биодеструкцию вязких парафинистых нефтей // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2012. N 1(2). С. 106–112.
  15. Закиров Р.К., Ахмадуллина Ф.Ю., Балымова Е.С. Перспективы сонохимической обработки сточных вод, содержащих синтетические поверхностно-активные вещества // Теоретическая и прикладная экология. 2020. N 4. С. 111–116. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2020-4-111-116
  16. Gholami A., Golestaneh M., Andalib Z. A new method for determination of cocamidopropyl betaine synthesized from coconut oil through spectral shift of Eriochrome Black T // Spectrochimica Acta – Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 2018. Vol. 192. P. 122–127. https://doi.org/10.1016/j.saa.2017.11.007
  17. Asabina E.A., Chetverikov S.P., Loginov O.N. Optimization of biosynthesis of phytopathogen growth inhibitors by bacteria of Pseudomonas genus // Biotechnology in Russia. 2009. Issue 3. P. 81–89.
  18. Анохина Т.О., Сиунова Т.В., Сизова О.И., Захарченко Н.С., Кочетков В.В. Ризосферные бактерии рода Pseudomonas в современных агробиотехнологиях // Агрохимия. 2018. N 10. С. 54–66. https://doi.org/10.1134/S0002188118100034
  19. Сибиева Л.М., Дегтярева И.А., Сироткин А.С., Бабынин Э.В. Состав микробного сообщества активного ила в процессах совместной биологической и реагентной очистки сточных вод // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2019. Т. 9. N 2. С. 302–312. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2019-9-2-302-312
  20. Кобзев Е.Н., Петрикевич С.Б., Шкидченко А.Н. Исследование устойчивости ассоциации микроорганизмов-нефтедеструкторов в открытой системе // Прикладная биохимия и микробиология. 2001. Т. 37. N 4. С. 413–417.
  21. Шкидченко А.Н., Аринбасаров М.У. Изучение нефтедеструктивной активности микрофлоры прибрежной зоны Каспийского моря // Прикладная биохимия и микробиология. 2002. Т. 38. N 5. С. 509–512.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».