Zastosowanie drożdży Yarrowia lipolytica do bioaugmentacji gruntu zanieczyszczonego olejem kreozotowym

• Autorzy: Robak M. , Boruczkowski T. , Drożdż W. , Lazar Z. , Baranowska M. , Prządo D. , Steininger M. M.

Warianty tytułu

EN

Application of the yeasts Yarrowia lipolytica for in-situ gioremediation of soil contaminated with creosote oil - A case study

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Podano wyniki analiz mikrobiologicznych i chemicznych próbek gruntu zanieczyszczonego olejem kreozotowym na terenie zakładu przetwórstwa drewna. Wybrany teren zakładu o powierzchni ok. 0,12 ha poddano bioremediacji metodą in situ z wykorzystaniem autochtonicznych drożdży Yarrowia lipolytica do bioaugmentacji gruntu. Zastosowano trzy preparaty drożdży - komórki immobilizowane w alginianie sodu i skrobi oraz zawiesiny komórek. Do badanego gruntu wprowadzono około 2*10[do potęgi 12] komórek drożdży (238 g). Na pod-stawie uzyskanych wyników jednoznacznie wykazano poprawę struktury gruntu i zmniejszenie zawartości występujących na tym terenie zanieczyszczeń. Sumaryczna zawartość wielo-pierścieniowych węglowodorów aromatycznych zmniejszyła się 3-krotnie podczas 9 miesięcy bioremediacji. Znacząco wzrosła jedynie zawartość antracenu. Zanieczyszczenie olejem kreozotowym, mierzone jako suma węglowodorów ropopochodnych (TPH), zmniejszyło się o prawie 70% na terenie, gdzie wprowadzono drożdże unieruchomione (immobilizowane) w alginianie sodu oraz o ponad 33% na całym badanym obszarze. Wprowadzenie unieruchomionej biomasy drożdży Y. lipolytica wzbogaciło eukariotyczną mikroflorę gleby, poprawiając stosunek liczby bakterii do liczby drożdży i pleśni. Z gruntu poddanego procesowi oczyszczania, obok szczepów gatunku Y. lipolytica, wyizolowano i zidentyfikowano także drożdże Rhodotorula glutinis oraz Cryptococcus albidus.

EN

Creosote-contaminated soil samples collected within the premises of a timber processing plant were made the subject to microbiological and chemical analysis. An area of approximately 0.12 ha was chosen for in-situ bioremediation involving an autochthonous Yarrowia lipolytica yeast species. Use was made of three yeast preparations: cells immo-bilized in sodium alginate or starch, and yeast suspensions. The number of yeast cells introduced into the soil approached 2*10 12 (238 g). The results obtained have revealed substantial improvement in the soil structure and noticeable reduction in the concentrations of the particular contaminants detected in this area. During nine months of bioremediation, the total content of polycyclic aromatic hydrocarbons decreased threefold, but a significant increase was observed in the concentration of anthracene. Contamination with creosote oil, expressed as the level of total petroleum hydrocarbons, was reduced by about 70% in the area treated with sodium-alginate-immobilized yeasts, and by more than 33% over the entire area examined. The introduction of immobilized Y. lipolytica biomass enriched the eukariotic microflora of the soil, improving the proportion of bacterial counts to the counts of yeasts and those of mould. Apart from the strains of Y. lipolytica, another two yeast species were isolated from and identified in the soil being bioremediated - Rhodotorula glutinis and Cryptococcus albidus.

Słowa kluczowe

PL

bioremediacja; in situ; drożdże; Yarrowia lipolytica

EN

in situ; Yarrowia lipolytica; bioremediation; yeast

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 33, nr 2
• Strony: 27--33
• Opis fizyczny: Bibliogr. 37 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Robak M.

autor

Boruczkowski T.

autor

Drożdż W.

autor

Lazar Z.

autor

Baranowska M.

autor

Prządo D.

autor

Steininger M. M.

• Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, Wydział Nauk o Żywności, Katedra Biotechnologii i Mikrobiologii Żywności, ul. C.K. Norwida 25, 54-375 Wrocław,

Bibliografia

• 1.B. ŻOGAŁA, M. ROBAK, R. DUBIEL, M.W. ZUBEREK, M. STEININGER, K. WZIENTEK: Geoelectrical methods for detection of oil contaminations in soils and bioremediation process monitoring. Conf. proc. "Expanding Horizons for Near-Surface Geophysics", SAGEEP, Worthington (USA) 2009, pp. 348–362.
• 2.E. BOGUSŁAWSKA-WĄS, K. CZESZEJKO, A. BARTKOWIAK, W. DĄBROWSKI, A. MICHNIEWICZ, K. SZAMETO: Degradation of petroleum-derived hydrocarbons by alginate-immobilized cells of Candida lipolytica. Electronic Journal of Polish Agricultural Universities, Biotechnology 2005, Vol. 8, No. 3, # 31.
• 3.Ł. CHRZANOWSKI, K. BIELICKA-DASZKIEWICZ, M. OWSIANIAK, A. AURACH, E. KACZOREK, A. OLSZANOW-SKI: Phenol and n-alkanes (C12 and C16) utilization: influence on yeast cell surface hydrophobicity. World Journal of Microbiology & Biotechnology 2008, Vol. 24, pp.1943–1949.
• 4.Y. YANO, H. OIKAWA, M. SATORI: Reduction of lipids in fish meal prepared from fish waste by a yeast Yarrowia lipolytica. International Journal of Food Microbiology 2008, Vol. 121, pp. 302–307.
• 5.C. GONÇALVES, M. LOPES, J.P. FERREIRA, I. BELO: Biological treatment of olive mill wastewater by non-conventional yeasts. Bioresource Technology 2009, Vol. 100, pp. 3759–3763.
• 6.N. VASSILEV, M. VASSILEVA, R. AZCON, A. MEDINA: Interactions of an arbuscular mycorrhizal fungus with free or co-encapsulated cells of Rhizobium trifoli and Yarrowia lipolytica inoculated into soil-plant system. Biotechnology Letters 2001(a), Vol. 23, pp. 149–151.
• 7.N. VASSILEV, M. VASSILEVA, R. AZCON, A. MEDINA: Application of free and Ca-alginate-entrapped Glomus deserticola and Yarrowia lipolytica in soil-plant system. Journal of Biotechnology 2001(b), Vol. 91, pp. 237–242.
• 8.A. KOWALCZYK, M. MICHNIEWICZ, M. ROBAK: Bioremediacja z udziałem drożdży Yarrowia lipolytica: trwałość unieruchomionych komórek oraz ich wpływ na autochtoniczną mikroflorę gleby i kiełkowanie owsa. Acta Scientiarum Polonorum, Biotechnologia 2009, vol. 8, nr 3, ss. 15–23.
• 9.Karta charakterystyki preparatu niebezpiecznego: Olej napędowy wg PN-EN 590.
• 10.F.J.C. ROE, D. BOSCH, R.K. BOUTWELL: The carcinogenicity of creosote oil: The induction of lung tumors in mice. Cancer Research 1958, Vol. 18, pp. 1176–1178.
• 11.M. ROBAK: Sposób bioremediacji gruntu i prewencji rozprzestrzeniania się skażeń substancjami ropopochodnymi. Mat. sem. „Rolnictwo przyjazne przyrodzie”, XXXIV Wrocławskie Dni Nauki i Techniki, SITR–NOT, Wrocław 2008.
• 12.E. TOMASZEWSKA-CIOSK, W. DROŻDŻ, H. BORUCZKOWSKA, T. BORUCZKOWSKI: Biuletyn Urzędu Patentowego 2009, nr 3, zgłoszenie patentowe nr 385839, s. 12.
• 13.PN-B-04452.
• 14.PN-88-B-04481.
• 15.M. WOJTATOWICZ, R. STEMPNIEWICZ, B. ŻAROWSKA, W. RYMOWICZ, M. ROBAK: Mikrobiologia Ogólna. Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu, Wrocław 2008.
• 16.M. ROBAK: Studia nad wykorzystaniem octanu i wydzieleniem cytrynianu przez drożdże Yarrowia lipolytica. Zeszyty Naukowe Akademii Rolniczej, Rozpr. hab. 442, Wrocław 2002.
• 17.J.A. BARNETT, R.W. PAYNE, D. YARROW: Yeast: Characteristics and Identification. Cambridge University Press, Cambridge 1983.
• 18.C.P. KURTZMANN, J.W. FELL: The Yeasts. A Taxonomic Study. 2000, pp. 420–421.
• 19.PN-EN ISO 17993: 2005.
• 20.PN-C-04643; EN ISO 9377-2:2003.
• 21.A. KARCZEWSKA: Ochrona gleb i rekultywacja terenów zdegradowanych. Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu, Wrocław 2008.
• 22.Rozporządzenia Ministra Środowiska z 9 września 2002 r. w sprawie standardów jakości gleby oraz standardów jakości ziemi. Dz. U. nr 165, poz. 1359.
• 23.R.A. KANALY, S. HARAYAMA: Biodegradation of high-molecular-weight polycyclic aromatic hydrocarbons by bacteria. Journal of Bacteriology 2000, Vol. 182, No. 8, pp. 2059–2067.
• 24.A. SAPOTA: Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne. Podstawy i Metody Oceny Środowiska Pracy 2002, vol. 18, nr 2, ss.179–208.
• 25.P. OLESZCZUK: Zanieczyszczenia organiczne w glebach użyźnianych osadami ściekowymi. Część II. Losy zanieczyszczeń w glebie. Ecological Chemistry and Engineering 2007, vol. 14, nr S2, ss.185–196.
• 26.E. WOJTKOWIAK-GĘBAROWSKA, S.J. PIETR, M. STANKIEWICZ, J. KUCIŃSKA: Wybrane zagadnienia i materiały do ćwiczeń z mikrobiologii. Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu, Wrocław 2009.
• 27.B. ŻOGAŁA, M. ROBAK, W. RYMOWICZ, K. WZIENTEK, M. RUSIN, J. MARUSZCZAK: Geoelectrical observation of Yarrowia lipolytica bioremediation of petrol-contaminated soil. Polish Journal of Environmental Studies 2005, Vol.14, No. 5, pp. 665–669.
• 28.I.M.A. AL-MAGHRABI, A.O.B. AQIL, M.R. ISLAM, O. CHAALAL: Use of thermophilic bacteria for bioremediation of petroleum contaminants. Energy Source 1999, Vol. 21, No. 1, pp. 17–29.
• 29.R.M. ATLAS: Bacteria and bioremediation of marine oil spills. Oceanus 2008, Vol. 36, No. 2, pp. 71–73.
• 30.E. KLIMIUK, M. ŁEBKOWSKA: Biotechnologia w ochronie środowiska. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2003.
• 31.A. MROZIK, Z. PIOTROWSKA-SEGET, S. ŁABUŻEK: Bacteria in bioremediation of hydrocarbon-contaminated environments. Postępy Mikrobiologii 2005, vol. 44, nr 3, ss. 227–230.
• 32.K. LISOWSKA, J. DŁUGOŃSKI: Biodegradacja związków ropopochodnych przez grzyby strzępkowe. Biotechnologia 2003, vol. 4, ss. 92–100.
• 33.B. KOŁWZAN: Ocena przydatności inokulantów do bioremediacji gleby zanieczyszczonej produktami naftowymi. Ochrona Środowiska 2008, vol. 30, nr 4, ss. 3–14.
• 34.B. KOŁWZAN: Effect of bioremediation on genotoxicity of soil contaminated with diesel oil. Environment Protection Engineering 2009, Vol. 35, No. 1, pp. 95–103.
• 35.B. KOŁWZAN: Usuwanie zanieczyszczeń naftowych z gruntu metodą pryzmowania. Ochrona Środowiska 2009, vol. 31, nr 2, ss. 3–10.
• 36.M. YOSHIDA, K. HASHIMOTO: Assessment of the pathogenicity of yeast used in the production of single cell protein. Agricultural and Biological Chemistry 1986, Vol. 50, No. 8, pp. 2117–2118.
• 37.M. ROBAK, B. ŻOGAŁA. W. RYMOWICZ, M. WOJTATOWICZ: Sposób bioremediacji gruntu i prewencji rozprzestrzeniania się skażeń substancjami organicznymi. Zgłoszenie patentowe P380007. Biuletyn UP, Warszawa 2006.