close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY11836

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2009.04.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
B 09C 1/10
C 12N 1/20
СПОСОБ ОЧИСТКИ ПОЧВЫ ОТ ДИХЛОРФЕНОЛОВ
(21) Номер заявки: a 20070737
(22) 2007.06.15
(43) 2009.02.28
(71) Заявитель: Государственное научное учреждение "Институт микробиологии Национальной академии
наук Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Глушень Елена Михайловна; Самсонова Алисса Самуиловна;
Алещенкова Зинаида Михайловна;
Сёмочкина Наталья Фёдоровна;
Филипшанова Людмила Ивановна
(BY)
(73) Патентообладатель: Государственное научное учреждение "Институт
микробиологии Национальной академии наук Беларуси" (BY)
BY 11836 C1 2009.04.30
BY (11) 11836
(13) C1
(19)
(56) WO 90/10079 A1.
VALO R. et al. Applied Microbiology
and Biotechnology, 1986. - V. 25. - № 1. P. 68-75.
CA 2008252 A1, 1991.
RU 2041943 C1, 1995.
BY 3418 C1, 2000.
БЕЛЬКОВ В.М. Методы, технологии и
концепции утилизации углеродсодержащих промышленных и твердых бытовых отходов, 2002 [http://promeco.hl.ru/stati/38.shtml].
Каталог культур микроорганизмов. Мн., 2006. - С. 30-31.
WO 90/01465 A1.
ТОМСОН А.Э. и др. Физика и химия
торфа в решении проблем экологии.
Тез. докл. - Мн., 2002. - С. 158-160.
(57)
Способ очистки почвы от дихлорфенолов путем интродукции в загрязненную почву
культуры микроорганизма-деструктора рода Rhodococcus, иммобилизованной на носителе, отличающийся тем, что в качестве культуры микроорганизма-деструктора используют штамм Rhodococcus erythropolis БИМ В-299 Д, а в качестве носителя - торф.
Изобретение относится к области биотехнологии и может быть использовано для микробиологической очистки почвы от хлорированных фенолов.
Одним из способов интенсификации разрушения ксенобиотиков в почве является интродукция чистых культур микроорганизмов активных инициаторов деструкции токсикантов [2-4]. В качестве интродуцентов широко используются представители рода
Rhodococcus [5-7]. Эффективность деградации хлорфенолов значительно повышает иммобилизация клеток микроорганизмов-деструкторов. Иммобилизация дает возможность:
а) интенсифицировать процесс при высоких субстратных нагрузках; б) осуществлять глубокую очистку в условиях низких концентраций веществ; в) создавать условия, благоприятные для автоселекции штаммов, обмена генетическим материалом.
Наиболее близким из аналогов изобретения по совокупности существенных признаков
и достигаемому эффекту является способ биоремедиации почвы, загрязненной хлорированными фенолами с использованием микроорганизмов-деструкторов рода Rhodococcus и
BY 11836 C1 2009.04.30
Mycobacterium, иммобилизованных на твердом пористом носителе из полиуретана и разрушающих хлорфенолы в концентрации до 186 мг/100 г почвы [1]. Недостатками прототипа являются: использование искусственного носителя для иммобилизации клеток
микроорганизмов-деструкторов; отсутствие у данного штамма способности разрушать
хлорфенолы в концентрациях выше 186 мг/100 г почвы; необходимость добавления в среду дополнительных источников питания для улучшения эффективности деградации токсикантов.
Цель изобретения - повышение степени очистки почвы от хлорорганических соединений. Цель достигается путем иммобилизации микроорганизма-деструктора на природном
носителе из торфа.
Изобретение заключается в получении штамма Rhodococcus erythropolis БИМ В-299 Д,
деградирующего 2,3- и 3,4-дихлорфенол. Культура, иммобилизованная на носителе из
торфа, полностью разлагает дихлорфенолы в концентрации 312,5 мг/100 г почвы, используя их в качестве единственного источника углерода.
Успех интродукции основан на внесении в почву большого количества биомассы микроорганизмов-деструкторов, иммобилизованных на природном носителе из торфа, являющегося экологически безопасным материалом. Иммобилизация микроорганизмовдеструкторов на торфе защищает их от неблагоприятного воздействия физико-химических
факторов окружающей среды, а используемый в качестве носителя торф стимулирует
жизнедеятельность как аборигенных, так и интродуцированных микроорганизмовдеструкторов, что способствует эффективному разрушению ксенобиотиков и созданию
условий для повышения плодородия почвы [8, 9].
Штамм Rhodococcus erythropolis БИМ В-299 Д выделен из почвы, подвергавшейся
длительному загрязнению промвыбросами предприятия органического синтеза. В дальнейшем штамм подвергался адаптации к хлорфенолам в возрастающей концентрации, депонирован в Республиканской коллекции микроорганизмов ГНУ "Институт микробиологии НАН Беларуси" под № БИМ В-299 Д.
Штамм Rhodococcus erythropolis БИМ В-299 грамположительный, неподвижный. При
развитии хорошо заметны изменения вида культуры типа кокки-палочки-кокки. Клетки
через 18 ч роста на МПА прямые или слегка искривленные, иногда слабоветвящиеся; располагаются часто V-образно или палисадовидно, а также одиночно. Они быстро (через
24 ч) укорачиваются до кокковидных клеток. Штамм имеет IV тип клеточной стенки. В
клеточной стенке обнаружены: галактоза, арабиноза, мезодиаминопимелиновая кислота
(мезо-ДАПК), липид LCN-a. Колонии на МСА розово-кремовые, круглые, диаметром 15 мм, выпуклые, неблестящие, сухие. Консистенция мягкая, легко снимается с агара.
Аэроб, некислотоустойчив, оксидазоотрицателен, имеет каталазу, уреазу, ДНК-азу,
анаэробный тест Хью-Лейфсона отрицательный, желатин не разжижает, крахмал не гидролизует, но разлагает казеин, ксантин и тирозин. Образует кислоту из глюкозы, сахарозы, галактозы, ксилозы, мальтозы, маннита и глицерина, но не из арабинозы, лактозы,
рамнозы, дульцита и сорбита. Усваивает натриевые соли органических кислот: цитрат,
пропионат, бензоат, лактат, ацетат, α-кетоглутарат, но не оксалат. Восстанавливает нитраты в нитриты, растет на нитритном агаре, на безазотистой среде Эжби, в присутствии
5 % NaCl, не образует индол. Штамм устойчив к тетрациклину (10 ед.), слабо чувствителен к бензилпенициллину (10 ед.).
Пример.
В качестве носителя для иммобилизации микроорганизмов-деструкторов использовали торф осоковый (R = 20-25 %, ∅ 0,5-1,0 мм). Использовалась дерново-подзолистая почва Биологической опытной станции Института генетики и цитологии НАН Беларуси со
следующими агрономическими показателями: pHkcl - 6,3; P2O5 - 19,2 мг/100 г почвы; К2О 15,8 мг/100 г почвы; сумма поглощенных оснований - 4,9 мг·экв на 100 г почвы; степень
насыщенности основаниями - 68 %; гумус - 1,6 %; азот общий - 0,15 %.
2
BY 11836 C1 2009.04.30
Хлорфенолы (0,3 %), культуру (5 мл) и торф (7 г) вносили в соответствии со схемой:
1. Почва + 312,5 мг хлорфенола.
2. Почва + 312,5 мг хлорфенола + культура.
3. Почва + 312,5 мг хлорфенола + культура, иммобилизованная на торфе.
Компостирование загрязненной почвы вели в течение 50 дней в условиях постоянной
температуры (25 °С) и влажности (60 % от полной влагоемкости). Образцы почвы для
микробиологических и биохимических исследований отбирали в день закладки опыта и
через 7, 14, 21, 28 и 50 суток.
Хлорфенолы из почвы экстрагировали этиловым спиртом. Для качественного и количественного анализа галогенсодержащих соединений в почве использовали метод газожидкостной хроматографии на газовом хроматографе Hewlett Packard (ПИД и ДЭЗ),
разработанный совместно с кафедрой биотехнологии и биоэкологии БГТУ. При применении пламенно-ионизационного детектора (ПИД) использовали капиллярную колонку НРINNOWAX длиной 30 м, внутренним диаметром 0,32 мм, с нанесенной неподвижной фазой из полиэтиленгликоля толщиной 0,5 мкм. При работе с детектором по электронному
захвату (ДЭЗ) использовали капиллярную колонку НР-5 длиной 30 м, внутренним диаметром 0,25 мм, с нанесенной неподвижной фазой из 5 % бифенила и 95 % диметилполисилоксана толщиной 0,25 мкм. Анализ образцов проводили в режиме программирования
температуры от 100 до 200 °С с целью определения как более летучих интермедиатов биотрансформации, так и высококипящих соединений. Исследования проводили в следующих условиях: температура испарителя - 275 °С; температура детектора - 300 °С;
начальная температура в термостате в течение 5 мин - 100 °С; нагрев до 200 °С осуществляли со скоростью 10 °С в мин; изотермического режима достигали в течение 20 мин;
расход газа-носителя при 100 °С - 0,78 мл/мин, а коэффициент деления потока - 1 : 10;
объем вводимой пробы - 0,8 мкл.
Ускорение разрушения 2,3- и 3,4-дихлорфенолов в почве осуществляли интродукцией
в нее культуры Rhodococcus erythropolis БИМ В-299 (таблица). На 28 сутки культура родококка, интродуцированная в почву, загрязненную 2,3- и 3,4-дихлорфенолами в концентрации 0,3 % (312,5 мг/100 г почвы), способствует ускорению их разрушения на 22,95 и
35,8 % соответственно по сравнению с контролем. Использование этой же культуры, иммобилизованной на носителе из торфа, обеспечивает ускорение деградации 2,3-и 3,4дихлорфенолов за аналогичный промежуток на 91,05 и 95,65 % соответственно. На 50-е
сутки дихлорфенолы в почве не обнаруживаются.
Таким образом, использование иммобилизованной на торфе культуры микроорганизма-деструктора Rhodococcus erythropolis БИМ В-299 позволяет осуществлять эффективную очистку почв, загрязненных высокими концентрациями монохлорфенолов.
3
BY 11836 C1 2009.04.30
Разрушение дихлорфенолов в почве культурой
Rhodococcus erythropolis БИМ В-299 Д, иммобилизованной на торфе
Содержание хлорфенола в почве, %
7 сут.
14 сут.
21 сут.
28 сут.
50 сут.
2,3-дихлорфенол
Почва
98,4
98,4
98,4
93,75
92,05
Почва + Rhodococcus erythropolis БИМ
92,4
87,0
84,1
70,8
64,2
В-299
Почва + Rhodococcus erythropolis БИМ
64,5
33,9
10
2,7
0
В-299, иммобилизованный на торфе
3,4-дихлорфенол
Почва
98,3
97,5
95,6
95,2
94,9
Почва + Rhodococcus erythropolis БИМ
96,2
81,9
66,2
60,0
54,3
В-299
Почва + Rhodococcus erythropolis БИМ
40,6
17,5
4,8
0,55
0
В-299, иммобилизованный на торфе
Источники информации:
1. WO 90/10079 A1.
2. Valo R. et al. Applied Microbiology and Biotechnology. - 1986. - V. 25. - № 1. - P. 68-75.
3. CA 2008252 A1, 1991.
4. Бельков В.М. Методы, технологии и концепции утилизации углеродсодержащих
промышленных и твердых бытовых отходов [http://promeco.hl.ru/stati/38.shtml].
5. Каталог культур микроорганизмов. - Мн., 2006. - С. 30-31.
6. WO 90/01465 А1.
7. RU 2041943 С1, 1995.
8. BY 3418 С1, 2000.
9. Томсон А.Э. и др. Физика и химия торфа в решении проблем экологии. Тез. докл. Мн., 2002. - С. 158-160.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
90 Кб
Теги
by11836, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа