Очищення води від фенолу та йонів важких металів асоціацією бактерій роду Pseudomonas

Анотація
Мета. Очищення води від фенолу та йонів важких металів з використанням бактерій роду Pseudomonas. Методи. Ефективність мікробного очищення оцінено за ступенем вилучення із води циклічних ароматичних сполук - фенолу і важких металів [Pb (II), Cd(II), Zn (II)]. Концентрацію фенолу визначали екстракційно-фотометричним методом з використанням 4-аміноантипірину; важких металів - атомно-абсорбційним методом на полум'яному атомно-абсорбційному спектрофотометрі "Сатурн" в полум'ї суміші "повітря - пропан - бутан". Результати. Для очищення води від фенолу і йонів важких металів використано штами P. fluorescens ONU328, P. maltophilia ОNU329, P. cepacia ОNU327. Встановлено, що за дії окремих штамів мікроорганізмів у кількості 7,5×105 КУО/мл протягом 18–22 діб (залежно від обраного штаму) відбувається повне знефенолення водних розчинів. При використанні асоціації штамів P. fluorescens ONU328, P. maltophilia ОNU329, P. cepacia ОNU327 (1:1:1 в об’ємному співвідношенні) час глибокого очищення води від фенолу з вихідною концентрацією у воді 300 мг/дм3 скорочується до 10 діб. Ступінь вилучення Pb(II), Cd(II), Zn(II) із концентрованих розчинів окремими штамами мікроорганізмів у складі біофлоків сягав 95,00–99,95% при залишковому вмісті іонів важких металів у розчині (0,03–1,0) мг/дм3 . Використання асоціації штамів P. fluorescens ONU328, P. maltophilia ОNU329, P. cepacia ОNU327 забезпечує найбільшу ефективність очищення води від катіонів важких металів. За обробки металовмісних розчинів іммобілізованими у складі біофлокул клітинами бактеріальної асоціації залишкова концентрація Pb (II), Cd (II), Zn (II) складає 0,03±0,001, 0,02±0,001 і 0,03±0,004 мг/дм3 відповідно, що не перевищує гранично-допустимої їх концентрації в очищених водах для скидання у каналізацію. Висновок. Використані штами бактерій роду Pseudomonas характеризуються поліфункціональним потенціалом біотехнологічного призначення – деструктивним щодо фенолу та сорбційно-акумулювальним щодо йонів важких металів, що розкриває перспективи їх використання в комплексній біотехнології очищення навколишнього середовища від полютантів різної природи.
Цель. Очистка воды от фенола и ионов тяжелых металлов с использованием бактерий рода Pseudomonas. Методы. Эффективность микробной очистки оценена по степени извлечения из воды циклических ароматических соединений – фенола и тяжелых металлов [Pb (II), Cd (II), Zn (II)]. Концентрацию фенола определяли экстракционно-фотометрическим методом с использованием 4-аминоантипирина; тяжелых металлов - атомно-абсорбционным методом на пламенном атомно-абсорбционном спектрофотометре "Сатурн" в пламени смеси "воздух – пропан – бутан". Результаты. Для очистки воды от фенола и ионов тяжелых металлов использованы штаммы P. fluorescens ONU328, P. maltophilia ОNU329, P. cepacia ОNU327. Установлено, что в присутствии отдельных штаммов микроорганизмов в количестве 7,5 × 105 КОЕ / мл в течение 18–22 суток (в зависимости от выбранного штамма) происходит полное обесфеноливание водных растворов. При использовании ассоциации штаммов P. fluorescens ONU328, P. maltophilia ОNU329, P. cepacia ОNU327 (1: 1: 1 в объемном соотношении) время глубокой очистки воды от фенола с исходной концентрацией в воде 300 мг/дм3 сокращается до 10 суток. Степень извлечения Pb (II), Cd (II), Zn (II) из концентрированных растворов отдельными штаммами микроорганизмов в составе биофлокул достигаеи 95,00–99,95% при остаточном содержании ионов тяжелых металлов в растворе (0,03–1,0) мг/дм3 . Использование ассоциации штаммов P. fluorescens ONU328, P. maltophilia ОNU329, P. cepacia ОNU327 обеспечивает наибольшую эффективность очистки воды от катионов тяжелых металлов. При обработке металл-содержащих растворов иммобилизованными в составе биофлокул клетками бактериальной ассоциации остаточная концентрация Pb (II), Cd (II), Zn (II) составляет 0,03 ± 0,001, 0,02 ± 0,001 и 0,03 ± 0,004 мг / дм3 соответственно, что не превышает предельно-допустимой их концентрации в очищенных водах для сброса в канализацию. Вывод. Использованные штаммы бактерий рода Pseudomonas характеризуются полифункциональным потенциалом биотехнологического назначения – деструктивным по отношению к фенолу и сорбционно-аккумулирующим относительно ионов тяжелых металлов, что раскрывает перспективы их использования в комплексной биотехнологии очистки окружающей среды от поллютантов разной природы.
Aim. Purification of water from phenol and heavy metal ions using bacteria of the genus Pseudomonas. Methods. The effectiveness of microbial purification is estimated by the degree of extraction from the water of cyclic aromatic compounds - phenol and heavy metals [Pb (II), Cd (II), Zn (II)]. The phenol concentration was determined by the extraction-photometric method using 4-aminoantipyrine; heavy metals – by atomic absorption method on flame atomic absorption spectrophotometer "Saturn" in the flame of the air-propane-butane mixture. Results. The strains of P. fluorescens ONU328, P. maltophilia ONU329, P. cepacia ONU327 were used for the first time to purify water from cyclic aromatic compounds (phenol) and heavy metal ions. It was found that in the presence of individual strains of microorganisms in the amount of 7.5×105 CFU/ ml for 18–22 days (depending on the chosen strain) complete dephenolization of aqueous solutions occurs. When using the association of strains P. fluorescens ONU328, P. maltophilia ONU329, P. cepacia ONU327 (1: 1: 1 in volume ratio), the deep water purification from phenol with the initial concentration in water of 300 mg/dm3 is reduced to 10 days. The degree of extraction of Pb (II), Cd (II), Zn (II) from concentrated solutions by individual strains of microorganisms in the composition of biofloques reaches 95,00–99,95% with residual content of heavy metal ions in solution (0,03–1,0) mg/dm3 . Using the association of strains of P. fluorescens ONU328, P. maltophilia ONU329, P. cepacia ONU327 provides the greatest efficiency of water purification from cations of heavy metals. In the treatment of metal-containing solutions immobilized in a biofloaclular bacterial cell, the residual concentration of Pb (II), Cd (II), Zn (II) is 0,03 ± 0,001, 0,02 ± 0,001 and 0,03 ± 0,004 mg/dm3 accordingly, that does not exceed the maximum permissible concentration in purified waters for discharge into the sewage system. Conclusion. The used strains of bacteria of the genus Pseudomonas are characterized by polyfunctional potential of biotechnological purpose – destructive to phenol and sorption-accumulating relative to ions of heavy metals, which reveals the prospects of their use in complex biotechnology of environmental purification from the pollutants of different nature.
Опис
Ключові слова
мікробне очищення води, фенол, йони важких металів, асоціація бактерій роду Pseudomonas, микробная очистка воды, ионы тяжелых металлов, ассоциация бактерий рода Pseudomonas, microbial purification of water, phenol, heavy metal ions, association of bacteria of the genus Pseudomonas
Бібліографічний опис
Мікробіологія і біотехнологія