PL
 |
EN
Preferencje help
Polish version English version Język
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 9

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
1
Content available The potential of Stenotrophomonas maltophilia KB2 for phenol degradation under exposure to heavy metal
Gąszczak Agnieszka, Szczyrba Elżbieta, Szczotka Anna
Chemical and Process Engineering : New Frontiers
|
2024
|
Vol. 45, nr 2
art. no. e64
EN
The large diversity of chemical substances present in air, water, or soil makes it necessary tostudy their mutual impact on the effectiveness of microbiological decomposition ofcontaminants. This publication presents the results of the studies aimed at evaluating the effect of two biogenic heavy metals - zinc and copper - on the phenol biodegradation by the Stenotrophomonas maltophilia KB2 strain. The tests were carried out for concentrations ofmetals significantly exceeding the legally permitted wastewater values: for zinc up to13.3 g·m -3, and copper up to 3.33 g·m -3. In the tested metal concentration range, phenol biodegradation by the S. maltophilia KB2 strain was not significantly influenced by theintroduced dose of zinc. While the presence of copper inhibited both biomass growth andsubstrate degradation. Kinetic data of metal and phenol mixtures were analyzed and very goodcorrelations were obtained for the proposed equations. An equation consistents with the Hanand Levenspiel model was proposed for the system S. maltophilia KB2-phenol-copper, whilean equation consistents with the Kai model for the system St. maltophilia KB2-phenol-zinc. The simultaneous presence of Zn and Cu ions in the culture resulted in a stronger inhibition ofphenol biodegradation.
2
Content available Isolation and characterization of new bacterial strains degrading low-density polyethylene
Szczyrba Elżbieta, Pokynbroda Tetiana, Koretska Nataliia, Gąszczak Agnieszka
Chemical and Process Engineering : New Frontiers
|
2024
|
Vol. 45, nr 2
art. no. e60
EN
Plastics have become indispensable in everyday life due to their properties. For this reason, the accumulation of polymer waste in the natural environment is becoming a serious global problem. The aim of the research was to isolate microorganisms capable of biodegrading plastics. The studies focused on the biodegradation of low-density polyethylene as the most common polymer. Seven and five bacterial strains were isolated from the landfill and compost, respectively. The morphological and biochemical characteristics of the isolates were determined. These isolates were able to survive in an environment where the only carbon source was LDPE, but no increase in biomass was obtained. However, analysis of the spectra obtained by the ATR-FTIR method showed the formation of chemical changes on the polymer surface. Bacterial biofilm formation was visualized by scanning electron microscopy. The toxicity of plastic biodegradation products in a liquid environment was tested and their safety for plants was confirmed. However, these biodegradation products have acute lethal toxicity for the Daphnia magna. LDPE films were pre-treated with H 2O 2, HNO 3, or heat. The biodegradation of HNO 3-treated LDPE by isolated bacteria was the most significant. The weight loss was approximately 8%, and 6%, for landfill and compost-isolated bacterial strains, respectively.
3
Content available Biodegradacja tworzyw sztucznych w obecności szczepów bakteryjnych wyizolowanych z terenów sąsiadujących z zakładami petrochemicznymi
Szczyrba Elżbieta, Gąszczak Agnieszka, Szczotka Anna, Pokynbroda Tetiana, Koretska Nataliia
Prace Naukowe Instytutu Inżynierii Chemicznej Polskiej Akademii Nauk
|
2023
|
Nr 27
105--122
PL
W pracy opisano biodegradację folii LDPE w obecności nowych szczepów bakteryjnych wyizolowanych z terenów zanieczyszczonych przez przemysł petrochemii czny. Proces degradacji polimerów przez mikroorganizmy został potwierdzony poprzez zastosowanie różnych technik badań m.in.: określenie zmiany masy polimeru, spektroskopię podczerwieni FTIR i pomiar kąta zwilżania.
EN
Nowadays, plastics are widely used in all aspects of life. This is related to their physicochemical properties, high strength, durability, and low production costs. An alternative to conventional plastic waste management methods is environmentally friendly biodegradation. The importance of microorganisms in the biodegradation of plastics cannot be overstated. Bacteria, the most common organisms on Earth, are capable of surviving in various, even extreme, natural conditions. Hydrocarbon-degrading bacteria are believed to be an important factor in the formation of biofilm on the surface of petroleum-based polymers. The degradation of plastics occurs due to the metabolism of these bacteria, which can utilize hydrophobic hydrocarbons as a source of carbon and energy. Bacteria capable of breaking down aromatic hydrocarbons, such as benzene and styrene, have been isolated from soil samples taken near industrial plants. For further research, we selected strains OR13, OR23.1, and OR23.2, which exhibited the fastest styrene decomposition and the most intense biomass growth. The isolated strains showed morphological and biochemical diversity. The biodegradation of LDPE by strains OR13, OR23.1, and OR23.2 was assessed by measuring changes in film mass after incubation in bacterial cultures. The OR23.1 strain exhibited the highest biodegradation efficiency of LDPE at 1.49%. The biodegradation of LDPE by strains OR13, OR23.1, and OR23.2 was assessed by measuring changes in film mass after incubation in bacterial cultures. The OR23.1 strain exhibited the highest biodegradation efficiency of LDPE at 1.49%. The polyethylene films for strains OR13 and OR23.2 exhibited 1.29%, and 1.11% degradation efficiencies, respectively. The control sample did not experience a decrease in biomass. It has been established that the products of polyethylene biodegradation are safe for wheat, as their toxicity level did not exceed 20% for the tested strains. The experiments demonstrated that the tested strains affect the hydrophobicity of LDPE, increasing its sensitivity to biodegradation. The OR13 strain had the greatest impact, resulting in the largest decrease in contact angle when interacting with the polyethylene foil. Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) showed changes in peak size and functional groups, confirming the modification of the polymer surface after biological treatment. The strains OR13, OR23.1, and OR23.2 were found to increase the carbonyl index of the biodegraded film. This is probably due to the biological activity of the microorganisms, which leads to the formation of new ketone or aldehyde C=O groups and indicates a higher degree of polymer oxidation.
4
Content available Mikrobiologiczna degradacja tworzyw sztucznych
Szczyrba Elżbieta, Gąszczak Agnieszka, Szczotka Anna, Pokynbroda Tetiana
Prace Naukowe Instytutu Inżynierii Chemicznej Polskiej Akademii Nauk
|
2022
|
nr 26
49--71
PL
W pracy poruszono zagadnienia związane z biodegradacją tworzyw sztucznych, których usuwanie ze środowiska naturalnego stało się ogromnym wyzwaniem. Opisano proces degradacji polimerów przez mikroorganizmy oraz przedstawiono podstawowe techniki badań pozwalające na zbadanie stopnia rozkładu tworzyw sztucznych.
EN
Plastics are long chain synthetic polymers produced based on fossil fuels such as oil and natural gas. Due to their properties, like lightness, durability, strength, flexibility, and low production costs, they have become indispensable in everyday life. Every year, the amount of polymers produced increases, in 2020 only in Europe 49.1 million tonnes of polymers were produced. With the increasing production of plastics and their widespread use, a global problem with the accumulation of waste in the natural environment has arisen. In Europe, synthetic waste is mostly incinerated (42.6%) and recycled (34.6%). In the natural environment, plastics can be degraded both by abiotic processes and by biodegradation (Fig.5.). The susceptibility to degradation of polymers depends on their physicochemical properties, the length of the polymer chain, and their composition. Long-chain polymers containing only carbon, such as polyethylene and polypropylene, are more resistant to degradation, while in the case of polyurethane and polyethylene terephthalate, the presence of heteroatoms in the chain, e.g. oxygen, causes greater susceptibility to biodegradation. The appearance of polymer waste in the natural environment caused many microorganisms to develop the ability to use plastics as a source of carbon and energy. The evolution of the metabolic systems of cells, which allows obtaining nutrients from polymers, somehow adapts microbes to live in the era of synthetic materials. Microorganisms equipped with the ability to degrade plastic have been characterized in many scientific studies (Tab. 2). The biodegradation of plastics is a complex process that depends on several factors: substrate availability, surface characteristics, morphology, and molecular weight. The first stage of biodegradation is the deposition of microorganisms on the surface of the polymer, which is largely influenced by the hydrophobicity / hydrophilicity of the material. Microorganisms then produce specific extracellular enzymes that break down the main polymer chain into smaller fragments – dimers and monomers. Then the polymer molecules are transported inside the cell and the final products of polymer decomposition are water, CO2, and biomass. Plastics are characterized by high durability and resistance to biodegradation, therefore pre-aging or pre-treatment of synthetic materials is often necessary. The purpose of these treatments is to modify the surface, which increases susceptibility to the action of enzymes secreted by microorganisms. The most commonly used pre-treatment techniques are UV, gamma, high temperature, and nitric acid treatment. These techniques either reduce hydrophobicity or introduce more biodegradable groups on the surface of the polymer. Describing the process of biodegradation of plastics is a technical challenge because it is a long-term process and difficult to study. The most commonly used methods of assessing the biodegradation of a polymer are the examination of the amount of mass lost by polymers, the examination of hydrophobicity and surface changes by imaging techniques such as SEM, and the chemical composition of polymers using Fourier transform infrared spectroscopy.
5
Content available Biodegradation of polyethylene using soil bacteria and rhamnolipids
Pokynbroda Tetiana, Koretska Nataliia, Gąszczak Agnieszka, Szczyrba Elżbieta
Prace Naukowe Instytutu Inżynierii Chemicznej Polskiej Akademii Nauk
|
2022
|
nr 26
73--91
EN
Seven strains of bacteria were isolated from the landfill. The isolates were co-cultivated with LDPE and rhamnolipids. Changes in the structure of LDPE films after 28 days of exposure to bacteria were confirmed by FTIR spectroscopy. The toxicity of plastic biodegradation products in a liquid nutrient medium was investigated and their safety for plants was shown. However, these biodegradation products have acute lethal toxicity for the crustacean Daphnia magna.
PL
Polietylen to tworzywo termoplastyczne o niezwykle szerokim zakresie zastosowań, m.in. w produkcji opakowań jednorazowego użytku. Jest uważany za jeden z najczęściej produkowanych polimerów syntetycznych na świecie. Poszukiwania skutecznych drobnoustrojów-destruktorów tworzyw sztucznych prowadzone są od wielu lat w różnych środowiskach, takich jak gleba z namorzynów, wysypiska śmieci, woda morska, larwy i in. Wyizolowano kilka rodzajów grzybów i bakterii rozkładających różne tworzywa sztuczne, ale stopień degradacji wciąż jest niezadowalający. Biodegradacja plastików jest bardzo powolna ze względu na ich hydrofobowość, która utrudnia mikroorganizmom przyczepienie się do ich powierzchni. Pierwszym zadaniem była izolacja bakterii – potencjalnych destruktorów plastiku. Z gleby skażonej odpadami (wysypisko śmieci) sporządzono ekstrakt, który wraz z folią polietylenową (jako jedynym źródłem węgla) wprowadzono do roztworu soli mineralnych. Po trzech tygodniach inkubacji rozpoczęto testy skriningowe bakterii. Ostatecznie wyizolowano siedem różnych szczepów bakterii i oznaczono ich cechy morfologiczne. Ustalono, że wśród izolatów bakteryjnych pięć jest gram-ujemnych, a dwa gram-dodatnie. Cztery z nich wytwarzają katalazę, pięć hydrolizuje żelatynę i kazeinę, dwa hydrolizują skrobię, a dwa produkują lecytynazę (Tabela 1). Badając fitopatogenność bakterii ustalono, że jeden rodzaj drobnoustrojów jest zdolny do wywoływania chorób roślin (ziemniaka). Przeprowadzono eksperymenty dotyczące degradacji folii polietylenowych przez wyizolowane szczepy bakteryjne. Dla przyspieszenia degradacji plastiku, bakterie były hodowane także w obecności biosurfaktantów (ramnolipidy, 0,1 g/l). Eksperyment trwał 28 dni. W hodowlach bez biosurfaktantów zaobserwowano tylko niewielkie wahania zmętnienia czyli nie uzyskano przyrostu biomasy. Natomiast w hodowlach zawierających ramnolipidy, między czwartym a szóstym dniem zaobserwowano gwałtowny wzrost zmętnienia podłoża. Wskazuje to na adaptację metabolizmu bakterii do biosurfaktantów i wykorzystanie ramnolipidów jako źródła węgla. Po dwudziestym dniu wzrostu obserwujemy gwałtowny spadek zmętnienia podłoża, będący skutkiem tworzenia się grudek biomasy. Analizując widma uzyskane metodą ATR-FTIR, zauważono zmniejszenie wysokości pików dla liczb falowych 2850 i 2920 (odpowiadających wiązaniom C-H) oraz pojawienie się niewielkiego zaburzenia dla liczby 2350. Pokrywające się widma folii LDPE degradowanych przez bakterie w obecności lub przy braku biosurfaktantu, sugerują brak wpływu ramnolipidu na biodegradację tego tworzywa. Po raz pierwszy zbadano i porównano toksyczność i fitotoksyczność produktów biodegradacji polietylenu i bioplastiku, obecnych w płynie pohodowlanym. Wykazano bezpieczeństwo produktów biodegradacji polietylenu i biotworzyw dla wybranych roślin jedno- i dwuliściennych (pszenica zwyczajna (Triticum aestivum L. i rzeżucha siewna Lepidium sativum). Stopień ich toksyczności nie przekraczał 10%. Jednak dla środowiska wodnego produkty biodegradacji polietylenu są niebezpieczne i wykazują toksyczność ostrą dla skorupiaków Daphnia magna (stopień toksyczności 51% dla polietylenu i 55% dla polietylenu z ramnolipidami w porównaniu z 7% dla biotworzyw). Takie rezultaty wskazują na szkodliwość dla środowiska wodnego nie tylko tworzyw sztucznych, ale także produktów ich biodegradacji. Wykazano, że w przeciwieństwie do polietylenu produkty biodegradacji biotworzyw (worki na odpady organiczne, produkowane ze skrobi, 7P0595) są bezpieczne zarówno dla roślin, jak i dla skorupiaków Daphnia magna. Spadek kąta zwilżania po 28 dniach hodowli obserwowany był we wszystkich układach, co oznacza, że folie polietylenu stały się bardziej hydrofilowe i podatne na biodegradację. Odnotowano także nieznaczny spadek masy folii. W celu weryfikacji skuteczności wyizolowanych bakterii, eksperymenty należy powtórzyć zdecydowanie wydłużając czas prowadzenia hodowli.
6
Content available Jaki wpływ mają nanocząstki tlenku niklu na wzrost szczepu Stenotrophomonas maltophilia KB2 w obecności fenolu?
Gąszczak Agnieszka, Szczyrba Elżbieta, Szczotka Anna, Kolarczyk Hanna, Sołtys Elżbieta, Janus Bożena
Prace Naukowe Instytutu Inżynierii Chemicznej Polskiej Akademii Nauk
|
2021
|
nr 25
57--74
PL
Wprowadzenie do hodowli szczepu St. maltophilia KB2 nanocząstek tlenku niklu nie zahamowało procesu biodegradacji fenolu, a reakcja populacji bakterii była uzależniona od stężenia nanocząstek i użytego surfaktantu. Opracowano metodykę przygotowania stabilnej dyspersji badanych nanocząstek oraz oceniono wpływ wybranych surfaktantów na wzrost komórek szczepu St. maltophilia KB2.
EN
The introduction of nickel oxide nanoparticles into the St. maltophilia KB2 cultures did not inhibit the phenol biodegradation process, and the reactions of the bacterial population were depended on the nanoparticles concentrations and the surfactant used. The methodology for the preparation of the tested nanoparticles stable dispersion was developed and the influence of selected surfactants on the growth of St. maltophilia KB2 cells was assessed.
7
Content available Wpływ niklu na wzrost szczepu stenotrophomonas maltolphilia KB2 w obecności fenolu
Szczyrba Elżbieta, Gąszczak Agnieszka, Szczotka Anna, Kolarczyk Hanna, Janus Bożena
Prace Naukowe Instytutu Inżynierii Chemicznej Polskiej Akademii Nauk
|
2020
|
nr 24
95--105
PL
Wykonano eksperymenty mające na celu zbadanie wzrostu komórek szczepu KB2 w obecności niklu, przy zastosowaniu fenolu jako źródła węgla i energii. Przeprowadzane badania potwierdziły hamujący wpływ niklu na wzrost badanego szczepu nawet dla niskich stężeń tego metalu.
EN
The influence of nickel on the growth of KB2 strain was tested for different concentrations of metal in the presence of phenol as the sole carbon and energy source. The inhibition effect of nickel on bacterial growth was confirmed even for low concentration of tested metal.
8
Content available Projektowanie układu kometabolicznego dla procesu transformacji 1,4-dioksanu: studia literaturowe i eksperymenty
Szczyrba Elżbieta, Kolarczyk Hanna, Janus Bożena, Gąszczak Agnieszka
Prace Naukowe Instytutu Inżynierii Chemicznej Polskiej Akademii Nauk
|
2019
|
nr 23
69--92
PL
W pracy przeprowadzono analizę danych literaturowych dotyczących biodegradacji 1,4-dioksanu. Wykonane zostały testy wzrostu mikroorganizmów, dla których 1,4-dioksan był jedynym źródłem węgla i energii, oraz w układzie kometabolicznym z fenolem jako substratem wzrostowym. Przeprowadzono również eksperymenty mające na celu wyindukowanie głównego enzymu szlaku rozkładu 1,4-dioksanu.
EN
Major methods of 1,4-dioxane degradation were described and different bacterial strains using that xenobiotic as a source of carbon and energy were presented. Microbial growth tests during 1,4-dioxane degradation in metabolic and cometabolic processes were conducted. The tests of the inducibility of monooxygenase, the main enzyme of 1,4-dioxane biodegradation pathway, were also provided.
9
Content available Modelowanie procesu oczyszczania powietrza z lotnych związków organicznych; modele jedno- substratowe
Gąszczak Agnieszka, Bartelmus Grażyna, Jaroszyński Mieczysław, Burghardt Andrzej
Prace Naukowe Instytutu Inżynierii Chemicznej Polskiej Akademii Nauk
|
2019
|
nr 23
23--42
PL
Badano efektywność procesu oczyszczania powietrza z octanu winylu, prowadzonego w systemie ciągłej pracy przez około 115 dni w pilotowej instalacji bioreaktora strużkowego (TBB). Bazę danych eksperymentalnych, otrzymanych dla szerokiego zakresu zmian parametrów procesowych, wykorzystano do weryfikacji dwóch jedno-substratowych modeli procesu. Oba proponowane modele aproksymowały dane eksperymentalne z zadowalającą dokładnością.
EN
The effectiveness of the air bio-purification process from vinyl acetate carried out in a pilot-scale trickle-bed bioreactor (TBB) was investigated in a continuous system for about 115 days. The experimental database, obtained for a wide range of changes in process parameters, was exploited to validate the two one-substrate models. Both proposed models approximated experimental data with a satisfactory accuracy.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.