Штамм зеленой микроводоросли acutodesmus obliquus, предназначенный для очистки сточных вод от загрязняющих веществ в коммунальном хозяйстве и целлюлозно-бумажной промышленности

Штамм зеленой микроводоросли acutodesmus obliquus, предназначенный для очистки сточных вод от загрязняющих веществ в коммунальном хозяйстве и целлюлозно-бумажной промышленности

Реферат

Изобретение относится к области биотехнологии и касается получения нового штамма микроводоросли, эффективного для снижения основных загрязняющих веществ (аммонийного азота, взвешенных веществ и железа) в сточной воде очистных сооружений при высоких температурах.

Известен штамм одноклеточной зеленой водоросли Chlorella vulgaris BIN, предназначен для получения биомассы и очистки сточных вод [Патент RU № 2192459, приоритет от 18.04.2001 г., опубликовано 10.11.2002 г.]. Штамм имеет широкий спектр температуры культивирования (20-40°С). Отсутствует сезонность в его размножении. Штамм не требователен к питательной среде и способен к высокой степени очистки различных категорий сточных вод.

Недостатком штамма является гибель клеток при температуре свыше 40°С.

Задача изобретения - получение штамма микроводоросли, обеспечивающей снижение загрязняющих веществ (аммонийного азота, взвешенных веществ, железа) в сточной воде очистных сооружений при высоких температурах.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности очистки сточных вод от загрязняющих веществ при температуре (+15°С - +41°С).

Поставленная задача решена, а технический результат достигнут выделением нового штамма микроводоросли Acutodesmus obliquus Syko-A Ch-055-12.

Штамм зеленой микроводоросли Acutodesmus obliquus Syko-A Ch-055-12, выделен в 2012 году из биомассы активного ила аэротенков целлюлозно-бумажного предприятия. Штамм депонирован в Коллекции микроводорослей ИФР РАН (IPPAS).

В классификации микроорганизмов по группам патогенности Санитарно-эпидемиологических правил СП 1.3.2322-08 от 1 мая 2008 г. «Безопасность работы с микроорганизмами III-IV групп патогенности (опасности) и возбудителями паразитарных болезней» штамм одноклеточной зеленой микроводоросли не относится.

Штамм зеленой микроводоросли Acutodesmus obliquus Syko-A Ch-055-12 получен путем выделения из активного ила сточных вод аэротенков на питательной среде Болда, следующего состава:

В 936 мл дистиллированной воды необходимо добавить по 10 мл раствора каждого из 6 макроэлементов и по 1 мл каждого микроэлемента и по 1 мл каждого раствора микроэлементов, затем автоклавировать. рН конечного раствора - 6,6.

Штамм зеленой микроводоросли Acutodesmus obliquus Syko-A Ch-055-12 характеризуется следующими морфологическими, культуральными и физиологическими признаками: клетки имеют эллипсовидную форму с заостренными полюсами, иногда ассиметричными концами, диаметр клеток от 4-15 мкм, клетки одиночные, зеленые, неподвижные, клеточная стенка утолщенная, хлоропласт пристенный (с пиреноидом), жгутиков нет, образует ценобии в жидкой среде. Ценобии распадаются, клетки мельчают, некоторые округляются. Размножение вегетативным делением клеток и автоспорами. Консистенция слизистая.

Идентификацию вида проводили на основе двух молекулярных маркеров - гена 18s рРНК и ядерного транскрипта 45s (ITS1-5.8s-ITS2)[2-7].

Деревья по ITS 1-5.8 S-ITS2:

на рис. 1 - представлено дерево ITS1-5.8s-ITS2, построенное методом объединения ближайших соседей. 5V - штамм Syko-A Ch-055-12.

Режим хранения штамма - периодические пересевы 1 раз в 2 месяца с хранением выросшей чистой культуры на скошенном агаре (в холодильнике при температуре не выше +10°С, освещенность ФАР 15 мкмоль м-2с-1) и в жидкой питательной на среде Болда (при комнатной температуре); в закрытых ватно-марлевыми пробками пробирках.

Родовое и видовое название штамма (на латинском языке):

Acutodesmus obliquus (Turpin) Hegewald & Hanagata

Номер штамма в коллекции Syko-A Ch-055-12.

Происхождение (источник выделения, родословная):

Выделен из биомассы активного ила аэротенков целлюлозно- бумажного предприятия.

Гено- и хемотаксономическая характеристики:

Зарегистрирован в GenBank (BankIt1712207BankIt172207KJ627791).

Морфологическая, физиологическая (в том числе культуральная) характеристика:

Морфологическое описание:

А) форма клеток - эллипсоидная с заостренными полюсами, иногда с ассиметричными концами, в культуре чаще одноклеточная или образует ценобии из 2-4 клеток, размер: дл. (4)6-15(25), шр. 3-11 мкм.

б) пиреноид_ есть

в) хлоропласт пристенный (с пиреноидом) (форма, цвет): зеленый

г) Наличие жгутиков и другие особенности: жгутиков нет, образует ценобии в жидкой среде.

Биотехнологическая характеристика (условия культивирования; название и свойства полезного вещества, продуцируемого штаммом; уровень активности (продуктивности)).

Содержится на жидкой и твердой питательной среде Болда (3N-BBM(Bold-Basal Medium with 3-fold Nitrogen))

Ph оптимальная 6,6

Источник СО₂

Барботаж воздухом через стерильный фильтр (2 дм³/мин скорость барботажа)

Температура: 23-25^°С

Освещение: периодическое -12 свет-12 темнота.

Освещенность (вт/м² или моль квантов света на м² / сек ): ФАР 40 мкмоль м-2с-1.

Продуктивность до 1 мг сухого веса на 1 литр среды за 7 суток.

Способность штамма к снижению загрязняющих веществ изучали в лабораторных опытах на сточной воде, взятой из аэротенков очистных сооружений целлюлозно-бумажного предприятия, результаты приведены в примерах ниже.

Пример 1. Состав сточной воды, взятой с аэротенков: взвешенные вещества- 2170 мг/дм³, аммонийный азот - 11.28 мг/дм³, железо - 0.67 мг/дм³.

В сточную воду, взятую с аэротенков в количестве 2 дм³, вводился штамм зеленой микроводоросли Acutodesmus obliquus Syko-A Ch-055-12 в количестве 0.04 мл, опытная проба насыщалась кислородом в течение 14 часов при комнатной температуре и естественном освещении.

Состав очищенных сточных вод: взвешенные вещества - 1800 мг/дм³, аммонийный азот - 4.32 мг/дм³, железо - 0.41 мг/дм³.

Пример 2. Состав сточной воды, взятой с аэротенков: взвешенные вещества - 2170 мг/дм³, аммонийный азот - 11.28 мг/дм³, железо - 0.67 мг/дм³.

В сточную воду, взятую с аэротенков в количестве 2 дм³, сразу вводился штамм зеленой микроводоросли Acutodesmus obliquus Syko-A Ch-055-12 в количестве 0.04 мл и сточная вода насыщалась кислородом в течение 14 часов при температуре Т=41°С и режиме освещения фитолампой OSRAM L 18W/77.

Состав очищенных сточных вод: взвешенные вещества - 1500 мг/дм³, аммонийный азот - 3.2 мг/дм³, железо - 0.27 мг/дм³.

Таким образом проведенные экспериментальные проверки доказывают способность штамма зеленой микроводоросли Acutodesmus obliquus Syko-A Ch-055-12 к жизнедеятельности при высоких температурах (+15°С - +41°С), а также его возможность снизить содержание загрязняющих веществ (аммонийного азота, взвешенных веществ, железа) в сточной воде очистных сооружений.

Штамм зеленой микроводоросли Acutodesmus obliquus IPPAS S-2016, депонированный в коллекции микроводорослей ИФР РАН (IPPAS) и предназначенный для очистки сточных вод коммунального хозяйства и целлюлозно-бумажной промышленности от загрязняющих веществ при температуре +15°С - +41°С.