Штамм бактерий рsеudомоnаs pseudoalcaligens используемый для очистки сточных вод от нитрила акриловой кислоты

Штамм бактерий рsеudомоnаs pseudoalcaligens используемый для очистки сточных вод от нитрила акриловой кислоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к очистке сточных вод микробиологическими методами, и может бытьиспользовано для биологической очистки сточных вод предприятий химической промышленности производства нитрила акриловой кислоты (КАК), акриламида (АА) и акриловой кислоты (АК). Целью изобретения является получения штамма с высокой деструктивной активност^ью, способного деградировать акрилонитрил в промышленных сточных водах. Штамм выделен из почвы Саратовского производственного объединения "Нитрон" методом накопительной культуры с использованием в качестве единственного источника С и N нитрила акриловой кислоты. Штамм деграг дирует НАК в конентрации до 1 г/л при микробной нагрузке 5-10 и 1*10 кл/мл за 18 и 2 ч соответственно, АА при микробной нагрузке 5'10? в концентрации 1,5 г/л за 48 ч. АК в концентрации 1 г/л при той же микробной нагрузке за 48 ч. Штамм деградирует указанные соединения в реальных сточных водах при наличии в них солей тя-. желых металлов, толуола и др. 1 табл.Изобретение относится к биотехнологии, в частности к очистке сточных вод с помощью микроорганизмов, и мож^т быть использовано для биологической ^чистки сточных вод предприятий химической промышленности производства иитрилг^ акриловой кислоты (НАК), акриламида (лД) и акриловой кислоты (АК).Акрилонитрил и акриламид являются крупнотонажными продуктами, используемыми как монометры в производстве полимерных материалов и химических волокон.Прямой сток отработанных вод с заводов акрилонитрила может вызвать сильное загрязне'ние окружающей среды вследствие их высокой токсичности.Существующие в настоящее время химические и физико-химические способы очисткисточных вод от НАК, АА и АК'довольно дороги, не всегда эффективны и трудоемки. Наиболее доступными, экономически рентабельными и достаточно эффективными явл^яются микробиологические методы очистки воды, основанные на способностиКЗ^^

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s С 12 N 1/20, С 12 S 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1Я ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4764770/13 (22) 04.12,89 (46) 15.02,92. Бюл. N 6 (71) Саратовский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института генетики и селекции промышленности микроорганизмов (72) С.В.Козулин, Т,Н.Моисеева, Л.К.Кулико; ва, С.П,Воронин, А.Б.Полянский и Л.Н.Воробьева (53) 628.543 (088.8) (56) Yamada Н., Asaha Y., Hino J., Tanl Y.

М!сгоЫа (. utilization of acrllonltrlte. — А

Ferment. Technoi„1979, к 57, ¹ 1, р. 8-14.

Yang Н., Xie S., Xlan X„Jia S., Zhang Н.

The new bacterial culture was degradated of

tlochlonate natrium and acrilonltrite. — Acta

Microbiol., 1984; v. 24. N. 3, р. 256 — 261. (54) ШТАММ БАКТЕРИЙ. PSEUDOMGNAS

PSEUDOALCALIGENS,, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ

ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД OT НИТРИЛА АКРИЛОВОЙ КИСЛОТЫ (57) Изобретение относится к биотехнологии, в частности к очистке сточных вод микробиологическими методами, и может бйть

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к очистке сточных вод с помощью микроорганизмов, и может быть использовано для биологической,очистки сточных вод предприятий химической промышленности производства нитрила акриловой кислоты (НАК), акриламида (АА) и акриловой кислоты (АК).

Акрилонитрил и акриламид являются крупнотонажными продуктами, используемыми как манометры в производстве полимерных материалов и химических волокон, Ъ

„„ЯЦ„„1712407 А1

2 использовано для биологической очистки сточных вод предприятий химйческой Ilpo" мышленности производства нитрила акриловой кислоты (НАК), акриламида (АА) и . акриловой кислоты {AK). Целью изобретения является получения штамма с высокой деструктивной. активностью, способного деградировать акрилонитрил в промышленных сточных водах, Штамм выделен из почвы Саратовского производственного обьединения "Нитрон" методом накопительной культуры с использованием в качестве единственного источника С и N нитрила акриловой кислоты. Штамм дегра; дирует НАК в конентрации до 1 г/л при микробной нагрузке 5 10 и 1 10 кл/мл за Ф" "нагрузке 5 10- в концентрации 1,5 г/л эа

48 ч. АК в концентрации 1 г/л при той же микробной нагрузке за 48.ч. Штамм деградирует указанные соединения в реальных ф сточных водах при наличии в них солей тя-.: желых металлов, толуола и др. 1 табл.

Прямой сток отработанных вод с заводов акрилонитрила может вызвать сильное загрязнение окружающей среды вследствие их высокой токсичности.

Существующие в настоящее время химические и физико-химические способы очистки сточных водот НАК, АА и АКдовольно дороги, не всегда эффективны и трудоемки. Наиболее доступными, экономически рентабельными и достаточно эффективными являются микробиологические методы очисткй воды, основанные на способности

1712407 микроорганизмов использовать для своего метаболизма органические соединения в качестве единственного источника углерода и азота.

Известен штамм Arthrobacter sp 1 — 9, который может утилизировать 0,8 г/л, акрилонитрила за 48 ч, Другой штамм Arthrobacter

sp, Y-1 утилизирует 0,8 г/л НАК за 42 ч.

Однако продукты реакции - акриловую кислоты и аммоний штамм не метаболизирует.

Известна ассоциация, состоящая из бактерий Arthrobacter sp. Pseudomonas sp., Azotobacter sp. и др, способная к биодеградации 0,12 г/л акрилонтрила.

Основным недостатком указанных штаммов и ассоциации является низкая биодеструктивная активность, отсутствуют данные об их использовании для очистки сточных вод.

Целью изобретения является получение штамма с высокой деструктивной активностью, способного деградировать акрилонитрил в промышленных сточных водах.

Штамм Pseudomonas рзеобоа!саП9еоз

КМ-6ll ВКПМ В-4418 выделен из почвы Са ратовского производственного объединения "Нитрон" методом накопительной культуры с использованием в качестве едийственного источника С и N нитрила акриловой кислоты.

Штамм депонирован в центральном музее промышленных микроорганизмов

ВНИИ генетики и селекции промышленных. микроорганизмов; имеет коллекционный номер В-,4418 и характеризуется следующими свойствами.

Морфологические признаки. Молодые клетки имеют форму палочек, расположенных беспорядочно, размножаются простым делением. Размер клеток 0,9-1-3-4,и. Грамнегативные. Спор и капсул не образуют, включений.не содержат, подвижные, монотрихи. Культуральные свойства: прототроф, аэроб. Растет в интервале температур

5-37 С, оптимум роста 28-30 С, при 42 С рост отсутствует. Оптимальным значением . рН для роста и деструктивной, активности заявляемого штамма является рН 7,2+0,2.

Минимальное значение рН 5,8, максимальное значение рН 9,4. На мясопентонном ara ре колонии круглые, диаметр 3-3 5 мм, непигментированные, край ровный, повер, хность гладкая, блестящая, полупрозрачная и в проходящем свете. На МПБ равномерное помутнение.

Биохимические свойства. Оксидазо-кэталазопозитивен. Желатиназу, фенилаланин, дезаминазу, лецитиназу, уреазу, дезоксирибонуклеазу, аргинин гидралазу, декарбоксилазу, лизина и орнитина не образует. Тесты на 0F-среде с глюкозой, сахарозой, арабинозой, лактозой, инозитом, 5 адонитом — отрицательные, ксилозой, мэльтозой, рамнозой, сорбитом,.дульцитом, маннитом инозитом, адонитом — отрицательные, индол и сероводород не образуют. Не вызывает гидролиз крахмала

10 и гемолиз зритроцитов. Не образует пигментов на средах "Кинг А" и "Кинг В". Утилизирует мэлонат цитрат, ацетант, акрилат натрия или аммония.

Отношение к антибиотикам.

15 Штамм. устойчив к ампициллину, бензилпенициллину, гентамицину,.левомицетину, линкомицину, метициллину, метранидазолу, мономицину, неомицину, олеандомицину, ристомицину, рифампици- .

20 ну, стрептомицину, сизамицину, фузйдину, зритромицину.

Штамм чувствителен к доксициллину, канэмицину, карбенициллину, оксициллину, офлоксэзону, полимиксину, тетрацикли25 ну, налидиксовой кислоте, Штамм растет при активности воды от

0,998 до 0,6.

Культура растет на полноценной питательной среде при концентрации NaCt2,5 .

30 Генетические особенности, Содержа; ние Г+ Ц в ДНК вЂ” 64,4 определено методом тепловой денатурации. Идентификация штамма подтверждена определением степени гомологии ДНК эталонного штамма и

35 штамма Ps, pseudoalcallgens КМ-6п, Патогенность штамма. Белым мышам интраперитонеально вводили взвесь бактерий 2 10 кл/мл. Отсутствие признаков заболевания в течение всего срока наблю40 дения (15 сут.), отсутствие роста при посеве, крови и материала из паренхиматозных органов (печень, почки, селезенка) позволяют считать культуру КМ-6п-авирулентной.

Пример 1. Выделение штамма КМ45 6п. Микроорганизм-деструктор НАК, АА выделен методом накопительной культуры из образцов почвы Саратовского производственного.объединения "Нитрон". Материал в количестве 2 мл суспензируют в среду .50 следующего состава, г; глюкоза 0,5; пентон 1; К2НРО4 0,1; М930д 0,1; акрилонит. рил 0,008. Суспензию (100 мл) в 300 мл зрленмейеровских акри колбах инкубируют при 28 С при круговом перемешивании

55 (120 об/мин.). Половину надосадочной жид-. кости ежедневно отбирают декантацией и добавляют такой же объем свежей среды.

Концентрация акрилонитрила в среде увеличивают ступенчато: 0,008 г/л на первой неделе, 0,016 г/л на второй и т.д. до конеч1712407

Биодеструктивная активность штамма Ps. рзеодоа!сайдепв КМ-бп ной концентрации 2 г/л. Через 2 недели из . состава среды исключат глюкозу, а через месяц — пентон. Микроорганизмы, утилизи-рующие АН, высевают на чашки с агаризованной минимальной двух солевой средой 5 (0,1 r KzH P04, 0,1 r Mg S04 на 1 л), содержащей в качестве источника углерода и азота

АН в концентраии 1 г/л.

Количественное определение АН и АК проводят методом газожидкостной хрома- 10 тографии (ГЖХ) на хроматографе ЛХМ-80. с пламенно-ионизационным детектором.

Пример 2. Использование штамма Ps.

pseudoalcallgens KM-6n в качестве деструктора НАК. 15

Штамм КМ-бп, микробная нагрузка 5 .10 и 1 10 кл/мл, культивируют в колбе Эр- . ленмейера в жидкой синтетической среде (0,1 г/л К2НРО4) и 0,1 г/л MgS04 в о.бъеме

100 мл). В качестве источника углерода. и 20 азота используют АН в концентрации 1 и

2 г/л. Колбы помещают на качалку при.

28 — 30 С. Количественное содержание AH определяют методом ГЖХ (см. таблицу).

Пример 3. Использование штамма 25

KM-бп в качестве деструктора АА Штамм

KM-бп культивируют аналогично примеру

2. В качестве источника углерода и азота используют акриламид в концентрации

1,5 г/л. Микробная нагрузка 5 107, Количе- 30 ственную убыль АА определяют методом

ГЖХ (см. таблицу).

Пример 4. Использование штамма Ps;

pseudoalcaIigens KM-бп для очистки реальных сточных вод. Сточные воды опытного 35, производства акриламида и/о "Нитрон" в объеме 2 мл инъектируют культурой КМ-бп в центрифужных пробирках под резиновой пробкой во избежание отлета НАК, мик40 робная нагрузка 3,5 10 кл/мл. Время контакта 90 мин, температура 20 С, периодическое встряхивание;. концентрация НАК

2,5 г/л. Затем клеточную биомассу отделяют центрифугированием. Концентрацию

НАК и АК определяют методом ГЖХ, В опыте использовано 5 образцов сточных вод.

Сточные воды помимо НАК содержат АА от

0;б до 2,4 г/л, толуол, соли металлов.

Результаты испытаний биодеструктивной активности приведены в таблице, Из данных, представленных в таблице, видно, что штамм Ps. pseudoalcallgens KMбп способен утилизировать 1 г/л АН эа 18 ч.

Акриловая кислота, образуемая в результате реакции, деградируется штаммом за 48 ч.

Ilp увеличении микробной нагрузки до

1 10 кл/мл значительно (в 9 раз) возрастает скорость деструкции акрилонитрила.

1 г/л НАК культура полностью утилизируется за 2 ч. Штамм способен утилизировать и более высокие концентрации акрилонитрила.

Испытания биодеструктивной активности штамма в сточных водах показали, что штамм КМ-бп сохраняет жизнеспособность в реальных промстоках. Наличие в сточных водах незначительных количеств солей металлов (Cu, Zn, Fe (III)), толуола не снижает биодеструктивных свойств. Установлено, что штамм за 90 мин снижается концентрацию НАК в сточных водах с 2,5 до 0,9 r/л.

Формула изобретения

Штамм бактерий Pseudomonas

pseudoalcallgens ВКПМ 8-4418, используемый для очистки промышленных сточных вод от нитрила акриловой кислоты.