Biodegradation of methyl isobutyl ketone (MIBK) by Fusarium solani

• Autorzy: Przybulewska K. , Wieczorek A.

Warianty tytułu

PL

Biodegradacja metyloizobutyloketonu (mibk) przez Fusarium solani

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Fungus Fusariunm solani able to degrade methyl isobutyl ketone was isolated from the bed of biofilier cleaning exhausting gases from the cable plant "Załom" near Szczecin. This substance was used as the only source of carbon and energy. Confirmation and kinetic tests were performed in 25 cm ^3 scrubbers filed with mineral medium which was inoculated with the fungus. Fusarium solani degraded MIBK at the rate up to 60 gm^-3h^-1 and pollution loading tip to 200 g-m^-3h^-1. Degree of elimination ranged from 40 to 80% and decreased when culture pollution loading increased.

PL

Podczas prac ze złoża biofiltra zainstalowanego w fabryce kabli "Załom" koło Szczecina wyizolowano grzyba Fusarium solani zdolnego do wykorzystywania metyloizobutyloketonu (MIBK) jako jedynego źródła węgla i energii. Hodowle namnażające prowadzono w półprzepływowym układzie bazującym na płuczce napełnionej pożywką mineralną, przez którą przetłaczano z zadaną szybkością powietrze domieszkowane metyloizobuty-loketonem. Celem ochrony hodowli przed zainfekowaniem na drodze strumienia powietrza zainstalowano filtr bakteryjny. Z tak wzbogaconych hodowli izolowano mikroorganizmy wykonując posiewy na płytkach Petriego zalewanych wspomnianą wyżej pożywką mineralną uzupełnioną agarem. Testy potwierdzające oraz wstępne testy kinetyki biodegradacji MIBK przez wyizolowanego Fusarium solani wykonano w analogicznym zestawie badawczym, jak stosowany do hodowli namnażających. W czasie badań mierzono natężenie przepływu gazów oraz oznaczano stężenia metyloizobutyloketonu przed i za płuczkami metodą chromatograficzną. Na bazie tych danych obliczono sprawność i szybkości biodegradacji MIBK przez Fusarium solani. Maksymalna szybkości .biodegradacji wynosiła około 60 gm^-3h^-1, przy obciążeniach do 200 gm^-3h^-1 a sprawność zawierała się w przedziale od 40 do 80%, malejąc w miarę wzrostu obciążenia hodowli testowana substancją.

Słowa kluczowe

EN

Fusarium solani; methyl isobutyl ketone; MIBK; degradation; biodegradation; biodegradation kinetics

PL

grzyby; Fusarium solani; degradacja; biodegradacja

• Wydawca: Institute of Environmental Engineering, Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Environmental Protection
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 35, no. 3
• Strony: 3--10
• Opis fizyczny: bibliogr. 28 poz., wykr.

Twórcy

autor

Przybulewska K.

autor

Wieczorek A.

• West Pomeranian University of Technology Department of Microbiology and Biotechnology of Environment ul. Słowackiego 17, 71-434 Szczecin, Poland,

Bibliografia

• [1] Aizpuru A., L. Malhautier, J.C. Roux, J.L. Fanlo: Biofiltration of Mixture of Volatile Organic Emissions, Journal of the Air and Waste Management Association, 51, 1662-1670 (2001).
• [2] Arriaga S., S. Revah: Removal of n-heksane by Fusarium solani with a gas-phase biqfiller. Journal o! Industrial Microbiology and Biotechnology, 32, 548-553 (2005).
• |3] Benczek K.M., S. Gorzkowski: Ocena szkodliwości, Bezpieczeństwo pracy, 3, 8- 10 (2006).
• [4] Cai Z., D. Kim, G. Sorial: Performance of Trickle-Bed Air Biofiller: A Comparative Study of a Hydrophilic and a Hydrophobic VO, Water, Air, & Soil Pollution, Focus, 6(1), 57- 69 (2006).
• [5] Cinar A.: Biodegradation of central intermediate compounds produced from biodegradation of aromatic compounds, Bioprocess and Biosystems Engineering, 26, 341 345 (2004).
• [6] Deshusses M.A.: Transient behavior of biofilters: Start-up, carbon balances, and interactions between pollutants. Journal of Environmental Engineering, 123(6). 563-568 (1997).
• [7] Deshusses M., C. Johnson: Development and Validation of a Simple Protocol to Rapidly Determine the Performance of Biofilters for VOC Treatment, Environmental Science & Technology, 34, 461 467 (2000).
• [8] Estevez E;., M.C. Veiga, Ch. Kennes: Biofillration of waste gases with the fungi Exophiala oligosperma and Paecilomyces variotii, Applied Microbiology and Biotechnology, 67(4), 563 568 (2005).
• [9] Freedman D.I,., A.M. Payauys, I. Karanfil: The effect of nutrient deficiency on removal of organic solvents from textile manufacturing wastewater during activated sludge treatment, Environmental Technology, 26(2), 179 88 (2005).
• [10] Geoghegan D.P., G. Hamer, M.A. Deshusses: Effects of unsteady state conditions on the biooxidation of methyl ethyl and methyl isobutyl ketone in continuous flow liquid phase cultures. Bioprocess and Biosystems Engineering, 16. 6 (1997).
• [11] International Programme on Chemical Safety, Environmental Health Criteria 117, Methyl izobutyl ketone, 1990. http.//www.inchem.org/documents/ehc/ehc/ehc 11 7.htm.
• [12] Kennes C ., M.C. Veiga: Fungal biocalalysts in the biofillration of VOC-polluted air. Journal of Biotechnology. 113, 305 - 319 (2004).
• [13] Kim D.,Z,. Cai, G.A. Sorial: Impact of interchanging VOC's on the performance of trickle bed air biofilter, Chemical Engineering Journal, 113(2-3), 153 - 160(2005).
• [14] Kojima Y., N. Itada. O. Hayaishi.: Metapyrocatechase: a new catechol-cleaving enzyme. Journal of Biological Chemistry, 236. 2223 - 2228 (1961).
• [15] Łebkowska M., A. Tabernaeka: Biotechnologiczne metody usuwania zanieczyszczeń z gazów odlotowych. Biotechnologia. 50(3), 141 - 150(2000).
• [16] Lee T.H., J. Kim, M..I. Kim, H.W. Ryu, K.S. Cho: Degradation characteristics of methyl ethyl ketone by Pseudomonas sp KT-3 in liquid culture and biofilter. Chemosphere, 63(2), 315-322 (2006).
• [17] Moe W. M., B. Qi: Performance of fungal biofiltr treating gas-phase solvent mixtures during intermittent loading. Water Research, 38. 2259- 2268 (2004).
• [18] NTP Technical Report on the Toxicology and Carcinogenesis Studies of Methyl Isobutyl Ketone (CAS No. 108-10-1) in F344/N rats and B6C3FI mice (inhalation studies) 1-263, 2005.
• [19] Qi B., W. Moe, K. Kinney: Biodegradation of volatile organic compounds by five fungal species. Applied Microbiology and Biotechnology, 58, 684 - 689 (2002).
• [20] Quesnel D.. G. Nakhla: Optimization of the aerobic biological treatment of hermophilieally treated refractory wastewater, Journal of Hazardous Materials, 125(1-3). 221 - 230 (2005).
• [21] Quesnel D., G. Nakhla: Removal kinetics of acetone and MIBK from a complex industrial wastewater by an acclimatized activated sludge, Journal of Hazardous Materials, 132(2-3), 253-260 (2006).
• [22] Reither K.: Biological waste gas purification in Germany, International Symposium BIO'94, Świnoujście, Poland, 25 - 27 Maj 1994, pp. 1 -9.
• [23] Szklarczyk M.: Biologiczne oczyszczanie gazów odlotowych. Wydawnictwo Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 1991, pp. 4 -33.
• [24] Szklarczyk M., M. Czemarmazowicz, W. Adamiak: Biologiczne oczyszczanie gazów stan obecny i perspektywy rozwoju. Biotechnologia, 36(1 ), 108-116 (1997).
• [25] Toxicological Review of Methyl Isobutyl Ketone (CAS No. 108-10-1), [in:] Support of Summary Information on the Integrated Risk Information System (IRIS), 2003, pp. 1 -68.
• [26] Warych J.: Biooczyszczanie gazów odlotowych, Inżynieria Ekologiczna, 4, 58-67 (2001).
• [27] Wieczorek A.: Pilot-Scale biofiltralion of waste gazes containing aliphatic and aromatic hydrocarbons, phenol, cresols. and other volatile organic compounds, Environmental Progress, 24, 60-66 (2005).
• [28] Yu H, B..I. Kim, B.E. Rittmann: The roles of intermediates in biodegradation of benzene, toluene, and p-xylene by Pseudomonas putida Fl, Biodegradation, 12, 455-463 (2001)