Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Ocena możliwości degradacji WWA z wykorzystaniem mikroorganizmów pozyskanych z cieczy nadosadowych

Włodarczyk-Makuła M., Wiśniowska E.

Proceedings of ECOpole

|

2018

|

Vol. 12, No. 2

599--610

PL

Celem badań było ustalenie zdolności mieszanych populacji mikroorganizmów heterotroficznych, bezwzględnych oraz względnych tlenowców wyizolowanych z cieczy nadosadowych, do wykorzystywania wybranych wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) jako jedynego źródła węgla organicznego. Określono również, czy mikroorganizmy te są w stanie rozkładać WWA w obecności łatwo przyswajalnego źródła węgla organicznego. Inokulum uzyskano z cieczy nadosadowej oddzielonej z osadów surowych. Osady wytrząsano z wodą destylowaną (4:1) przez pół godziny, a następnie dekantowano. Znad osadu pobierano 1 cm3 cieczy nadosadowej, materiał ten rozcieńczano w soli fizjologicznej, a następnie metodą płytek tartych posiewano na odpowiednie podłoże (agar-agar lub agar wzbogacony). Do próbek wprowadzono wzorcową mieszaninę WWA. W próbach tych WWA stanowiły jedyne lub dodatkowe źródło węgla organicznego. Próbki inkubowano w cieplarce laboratoryjnej w temp. 20 °C przez 48 h, a następnie 24 h w temp. 37 °C. Inkubację mikroorganizmów prowadzono w warunkach tlenowych. Wyniki badań wskazują, że bakterie wyizolowane z cieczy znad osadu surowego przy 72 h czasie inkubacji, w podanych powyżej warunkach, wykorzystywały niskocząsteczkowe WWA jako podstawowe źródła węgla organicznego. Stopień usunięcia tych związków z próbek był jednak na poziomie 20-30 %.

EN

The aim of the study was to evaluate ability of mixed cultures of heterotrophic microorganisms, both strict and relative aerobes, separated from sewage sludge, to use selected polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) as the sole source of organic carbon. Also in the presence of other organic compounds in the environment. Inoculum was prepared based on supernatant separated from raw sewage sludge. Sludge was mixed with distilled water (4:1) and then shaken for half an hour and decanted. 1 cm3 of supernatant was taken and diluted in saline solution. The microorganisms were inoculated on Petri dishes filled with proper medium. Medium were agar-agar and enriched agar. Control samples were the ones with enriched agar and inoculums. To the samples standard solution of PAHs was spiked as sole and additional organic carbon source. Samples were incubated in laboratory incubator at 20 °C for 48 h, and then for 24 h at 37 °C under aerobic conditions. Based on the results it was stated that bacteria separated from raw sludge did not use PAHs as a sole organic carbon source during 72 hours incubation.

2

Kinetics of cometabolic biodegradation of 4-chlorophenol and phenol by stenotrophomonas maltophilia KB2

Gąszczak A., Bartelmus G., Rotkegel A., Greń I., Janecki D.

Chemical and Process Engineering

|

2018

|

Vol. 39, nr 4

395–-410

EN

The cometabolic biodegradation of 4-Chlorophenol (4-CP) by the Stenotrophomonas maltophilia KB2 strain in the presence of phenol (P) was studied. In order to determine the kinetics of biodegradation of both substrates, present alone and in cometabolic systems, a series of tests was carried out in a batch reactor changing, in a wide range, the initial concentration of both substrates. The growth of the tested strain on phenol alone was described by Haldane kinetic model (mm = 0:9 1/h, Ksg = 48:97 gg/m3, KIg = 256:12 gg/m3, Yxg = 0:5715). The rate of 4-CP transformation by resting cells of KB2 strain was also described by Haldane equation and the estimated parameters of the model were: kc = 0:229 gc=gxh, Ksc = 0:696 gc=m3, KIc = 43:82 gc=m3. Cometabolic degradation of 4-CP in the presence of phenol was investigated for a wide range of initial 4-CP and phenol concentrations (22–66 gc/m3 and 67–280 gg/m3 respectively). The experimental database was exploited to verify the two kinetic models: CIModel taking only the competitive inhibition into consideration and a more universal CNIModel considering both competitive and non-competitive inhibition. CNIModel approximated experimental data better than CIModel.

3

Pentachlorophenol degradation by activated sludge with phenol and glucose as growth substrates

Niesler M., Surmacz-Górska J.

Archives of Environmental Protection

|

2018

|

Vol. 44, no. 3

31--41

EN

Important factors affecting the effectiveness of microbiological degradation of chlorophenols include the presence of additional growth substrates, which ensure the accessibility of electron acceptors and electron donors, or the applied strains of microorganisms and their adaptation to pollution. Therefore an improvement of PCP degradation by the adaptation of activated sludge to PCP with phenol and glucose as cometabolites was examined. The activated sludge was adapted to 12 mg∙L-1 of PCP and to 200 mg∙L-1 of phenol, and then, the effect of the adaptation of activated sludge and the presence of additional sources of carbon and energy on the biodegradation of PCP and sorption properties were tested. The obtained results confirmed that the presence of additional sources of carbon and energy in the growth medium would improve the efficiency of PCP degradation. Among all analyzed types of research setups, the highest PCP degradation was noted in setups with phenol, regardless of the method of activated sludge adaptation or lack of adaptation. The biodegradation of PCP in the presence of glucose was less efficient than in the presence of phenol. The highest, 60% decrease in PCP concentration was obtained for activated sludge adapted to PCP in the presence of phenol.

PL

Długotrwałe stosowanie pentachlorofenolu (PCP) spowodowało jego powszechne występowanie w środowisku. Ludzie mający stały kontakt z PCP narażeni są na choroby nowotworowe, uszkodzenia płodu, mutacje genetyczne, zaburzenia obrazu krwi, a także zmiany w układzie nerwowym. Ważnymi czynnikami wpływającymi na efektywność mikrobiologicznego rozkładu chlorofenoli są dodatkowe substraty wzrostowe zapewniające donory i akceptory elektronów, odpowiednie mikroorganizmy i ich adaptacja do rozkładanych związków. Z tego powodu oceniono wpływ adaptacji osadu czynnego do PCP i fenolu oraz glukozy i fenolu, jako dodatkowych substratów wzrostowych, na poprawę biodegradacji PCP. Osad czynny został zaadaptowany do 12 mg∙L-1 PCP i 200 mg∙L-1 fenolu, a następnie efekt adaptacji osadu czynnego i dodatku źródła węgla i energii na biodegradację i sorpcję PCP był badany. Uzyskane rezultaty potwierdziły, że obecność dodatkowego źródła węgla i energii w pożywce zwiększa efektywność usuwania PCP. Najwyższe, 60 procentowe usunięcie PCP uzyskano w zaadaptowanym do PCP osadzie czynnym w obecności fenolu jako substratu wzrostowego.

4

Modelling of the cometabolic decomposition of 4-chlorophenol and phenol by the Stenotrophomonas maltophilia KB2 strain

Szczyrba E., Gąszczak A., Bartelmus G., Janecki D.

Proceedings of ECOpole

|

2017

|

Vol. 11, No. 2

421--431

EN

The present study investigated the degradation kinetics of growth (phenol) and non-growth (4-chlorophenol, 4-CP) substrates, present alone and in cometabolic system. Batch experiments were performed using very active Stenotrophomonas maltophilia KB2 strain. The methods of determining the model parameters describing the kinetics of changes in biomass and both substrates concentrations in a cometabolic system were presented.

PL

Zaprezentowano model rozkładu 4-chlorofenolu przez szczep Stenotrophomonas maltophilia KB2 w obecności fenolu jako substratu wzrostowego. Opracowanie tego modelu wymagało wykonania czterech serii badań: biodegradacji różnych dawek czystego fenolu, biodegradacji różnych dawek czystego 4-CP, biodegradacji 4-CP w obecności fenolu przy różnym stosunku stężeń obu substratów oraz biodegradacji 4-CP przez komórki w fazie spoczynku, indukowane wstępnie fenolem. Szczegółowo omówiono sposoby wyznaczania poszczególnych parametrów równań opisujących szybkość degradacji substratów wzrostowego i niewzrostowego oraz przyrostu biomasy. W oparciu o stworzoną bazę danych obliczono m.in. stałe półnasycenia KSg i KSc, stałe inhibicji KIg i KIc, współczynnik zamierania endogennego b oraz wydajność transformacyjną substratu wzrostowego w stosunku do kometabolitu Tcg.

5

Dynamics of ibuprofen biodegradation by Bacillus sp. B1(2015b)

Marchlewicz A., Guzik U., Wojcieszyńska D.

Archives of Environmental Protection

|

2017

|

Vol. 43, no. 2

60--64

EN

High intake of over-the-counter, non-steroidal anti-inflammatory drugs, such as ibuprofen, has resulted in their presence in wastewaters and surface waters. The potentially harmful effect of ibuprofen present in the waters has led to a search for new methods of drugs’ removal from the environment. One of the most important technological and economical solutions comprises microbiological degradation of these resistant pollutants. Searching for new strains able to degrade ibuprofen could be one of the answers for increasing the detection of pharmaceuticals in the waters. In this study, the ability of bacterial strain Bacillus thuringiensis B1(2015b) to remove ibuprofen is described. Bacteria were cultured in both monosubstrate and cometabolic systems with 1, 3, 5, 7 and 9 mg L-1 ibuprofen and 1 g L-1 glucose as a carbon source. Bacillus thuringiensis B1(2015b) removed ibuprofen up to 9 mg L-1 in 232 hours in the monosubstrate culture, whereas in the cometabolic culture the removal of the drug was over 6 times faster. That is why the examined strain could be used to enhance the bioremediation of ibuprofen.

PL

Wysokie spożycie niesteroidowych leków przeciwzapalnych, takich jak ibuprofen, skutkuje ich obecnością w ściekach i wodach powierzchniowych. Potencjalnie szkodliwy wpływ obecności ibuprofenu w wodach wymusza konieczność poszukiwania nowych metod usuwania leków ze środowiska. Jedną z najbardziej obiecujących, między innymi ze względu na niskie koszty, jest metoda mikrobiologicznego oczyszczania. Z tego względu poszukuje się mikroorganizmów o zwiększonych zdolnościach degradacyjnych ibuprofenu. Celem pracy było określenie zdolności szczepu Bacillus thuringiensis B1(2015b)do degradacji ibuprofenu. Hodowle bakterii prowadzono w układach mono- i disubstratowych z 1, 3, 5, 7 i 9 mg L-1 ibuprofenu oraz 1 g L-1 glukozy jako źródłem węgla w układach kometabolicznych. Wykazano, że szczep Bacillus thuringiensis B1(2015b) usuwa 9 mg L-1 ibuprofenu w 232 godziny w układzie monosubstratowym, podczas gdy w hodowli kometabolicznej całkowite usunięcie ibuprofenu zachodziło 6-krotnie szybciej. Otrzymane wyniki wskazują na możliwość zastosowania badanego szczepu w bioremediacji środowisk zanieczyszczonych ibuprofenem.

6

Kometaboliczna biodegradacja 4-chlorofenolu przez szczep Stenotrophomonas maltophilia KB2

Szczyrba E., Szczotka A., Bartelmus G., Gąszczak A., Greń I., Kolarczyk H.

Prace Naukowe Instytutu Inżynierii Chemicznej Polskiej Akademii Nauk

|

2016

|

nr 20

137--154

PL

W pracy badano biodegradację 4-chlorofenolu przez szczep Stenotrophomonas maltophilia KB2 w układzie kometabolicznym z fenolem jako substratem wzrostowym. Eksperymenty prowadzono w reaktorze okresowym, w temperaturze 30°C, przy pH środowiska 7 i natlenieniu rzędu 5–7 mgtlenu•l-3. Zmieniając w szerokim zakresie początkowe stężenia fenolu (50 do 300 g•m-3) i 4-chlorofenolu (25 do 100 g•m-3) analizowano wpływ zmian stężeń obu substratów na szybkość ich transformacji i wzrost biomasy. Oszacowano również wartości współczynnika wydajności transformacyjnej substratu wzrostowego (W) oraz współczynnika f, wskazującego, jaka część równoważników redukcyjnych z utlenienia fenolu została użyta do transformacji 4-chlorofenolu.

EN

The cometabolic biodegradation of 4-chlorophenol by Stenotrophomonas maltophilia KB2 strain in the presence of phenol as the sole carbon and energy source was studied. The experiments were carried out in a batch bioreactor. The tests were conducted at 30°C, pH 7 and oxygenation maintained at the level of 5–7 mg•l-3. The effect of changes in initial concentration of both substrates on the rate of biomass growth and substrates transformation were analyzed. The initial concentration of phenol was changed within the range of 50–300 g•m-3 and 4-chlorophenol within the range of 25–100 g•m-3. The values of growth substrate transformation yield (W) and the f coefficient, indicating the fraction of reductant from phenol oxidation used to transform 4-chlorophenol, were also estimated.

7

Mikrobiologiczne przemiany ksenobiotyków

Greń I.

Chemik

|

2012

|

Vol. 66, nr 8

835-842

PL

W wyniku działalności człowieka, do środowiska codziennie dostają się duże ilości różnych pod względem chemicznym ksenobiotyków. Właściwości fizykochemiczne tych związków przyczyniają się do akumulacji w środowisku, a ich toksyczność stanowi niebezpieczeństwo dla wszystkich żywych organizmów. W walkę z ksenobiotykami zostały zaangażowane mikroorganizmy, które na drodze procesów biodegradacji, mineralizacji lub transformacji przyczyniają się do zmniejszenia stężenia ksenobiotyków w środowisku naturalnym.

EN

As the result of human activity large amount of chemically different xenobiotics enter the environment every day. Physical and chemical properties of these compounds contribute to their accumulation in the environment, and their toxicity is dangerous for all living organisms. That's why microorganisms have been engaged for fight with xenobiotics through performing their biodegradation, mineralization or transformation. In this way microorganisms contribute to decrease the amount of xenobiotics in environment.

8

Toxicity of 4-chlorophenol under cometabolic conditionsdepending on the bacterial cell wall structure?

Greń I., Hupert-Kocurek K., Osiecka M., Guzik U., Wojcieszyńska D.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2012

|

Vol. 5, no. 3

101-108

EN

4-chlorophenol belongs to the group of xenobiotics that exhibits their toxicity independently of the environment and kind of organism. This monochlorophenol is found to be very hazardous to various organisms, and still new attempts are made to find the cheapest and the safest way to remove it from the polluted environments. Biological methods using the degradation potential of natural habitants of temporary polluted niches are preferentially used. Since not each organism is able to survive in the presence of even low 4-chlorophenol concentration level the influence of additional source of carbon and energy on its toxicity to bacteria was verified. In this research phenol, benzoate, 4-hydroxybenzoate,3,4-dihydroxybenzoate and glucose were used as the nutritious substrates for Gram-negative Stenotrophomonasmaltophilia KB2 and Gram-positive Planococcus sp. S5 strain. It was found that phenol, benzoate and glucose lowered the toxicity of 4-chlorophenol to Stenotrophomonas maltophilia KB2 strain while benzoic acids with one or two hydroxyl groups as well as glucose diminished toxic effects of this chlorophenol on the cells of Gram-positive strain Planococcus sp. S5.

PL

4-Chlorofenol jest przedstawicielem grupy ksenobiotyków, które wykazują swoja toksyczność niezależnie od warunków i rodzaju organizmu. Ponieważ ten izomer monochlorofenoli okazuje się być bardzo niebezpieczny dla różnych organizmów, nieustannie podejmowane są próby poszukiwania tanich i bezpiecznych jednocześnie sposób ów jego usuwania ze środowiska. Szczególnym zainteresowaniem cieszą się metody wykorzystujące potencjał degradacyjny typowych mieszkańców, zasiedlających zanieczyszczone tereny. Jednak nie każdy (mikro)organizm jest w stanie przeżyć w obecności nawet bardzo niskich, lecz toksycznych stężeń 4-chlorofenolu. Dlatego przedmiotem badań była ocena poziomu toksyczności 4-chlorofenolu w obecności dodatkowego źródła węgla i energii. W badaniach wykorzystano naturalną zdolność szczepów środowiskowych: gram ujemnego Stenotrophomonas maltophilia KB2 oraz gram dodatniego Planococcus sp. S5 do rozkładu fenolu, benzoesanu, kwasu4-hydroksybenzoesowego oraz kwasu protokatechowego i wzrostu w obecności tych związków aromatycznych. Wykazano, że fenol, benzoesan oraz glukoza (wykorzystana w badaniach jako kontrolny substrat wzrostowy) obniżały toksyczność 4-chlorofenoludla szczepu Stenotrophomonas maltophilia KB2, natomiast kwas benzoesowy i jego badane hydroksylowe pochodne,jak również glukoza, zmniejszały toksyczny efekt 4-chlorofenolu na szczep Planococcus sp. S5.