DOI: https://doi.org/10.18524/2307-4663.2019.1(45).160071

ВИЛУЧЕННЯ ФЕНОЛУ З ВОДИ БАКТЕРІЯМИ BACILLUS SUBTILIS ONU551, АДГЕЗОВАНИМИ НА НОСІЯХ РІЗНОЇ ПРИРОДИ

Т. В. Гудзенко, І. П. Конуп, О. В. Волювач, О. Г. Горшкова, Т. О. Беляєва, М. М. Чабан

Анотація


Мета. Дослідження ефективності вилучення фенолу з води адгезованими на носіях різної природи бактеріями Bacillus subtilis ONU551. Методи. Концентрацію фенолу у воді визначали екстракційно-фотометричним методом з використанням 4-аміноантипірину. Достовірність відмінностей між середніми значеннями залишкової концентрації фенолу у воді визначали за критерієм Стьюдента на рівні значущості не менше 95% (р ≤ 0,05). Опрацювання даних здійснювали з використанням програми “Microsoft Office Exсel 2003”. Результати. Експериментально встановлено здатність бактерій штаму B. subtilis ONU551, виділених із стічної води виробництва фармацевтичних препаратів, окиснювати фенол. Концентрація фенолу у воді за її обробки вільними клітинами штаму B. subtilis ONU551 у кількості 5,5×105 КУО/мл протягом 5 діб експозиції зменшувалася з 200,0 до 112,0±5,5 мг/л (на 44%), сягаючи максимуму на 15 добу – ступінь вилучення фенолу з води склав 99–100%. Адгезія бактерій B. subtilis ONU551 до поверхні природних (цеоліт, торф, активоване вугілля, пісок) та синтетичних (керамічні трубки, волокнисті насадки типу «ВІЯ») носіїв призводила до прискорення процесу вилучення фенолу з води в 1,4–2,5 рази, в порівнянні з обробкою води вільними клітинами бактерій. Залишкова концентрація фенолу у воді за її обробки бактеріями B. subtilis ONU551, адгезованими на піску і на волокнистій насадці типу «ВІЯ», зменшувалася на 6 добу з 200,0 мг/л до 9,0±0,25 мг/л і 6,0±0,54 мг/л відповідно (на 95–96%) та на 11 добу знаходилася на рівні гранично-допустимої концентрації (0,001 мг/л). Ступінь вилучення фенолу з води бактеріями B. subtilis ONU 551, адгезованими на стулках мідій, торфі та на цеоліті, наприкінці очищення (11 діб) коливався в межах від 87% до 99% та сягав 100% – при використанні активованого вугілля, керамічних трубок як носіїв. Висновок. Використання бактерій B. subtilis ONU551, адгезованих на природних і синтетичних носіях – мушлях мідій, торфі, піску та волокнистій насадці типу “ВІЯ“ забезпечує 100% вилучення фенолу з води.

Ключові слова


Bacillus subtilis; адгезія; фенол; окиснення; природні і синтетичні носії

Повний текст:

PDF

Посилання


Bespamjatkov GP. Maximum allowable concentrations of chemicals in the environment / GP. Bespamjatkov, JuA. Krotov. L.: Himija, 1985:585 [in Russian].

Bykova GS, Shatalaev IF, Voronin AV. Phytomass of mollusks of fine-toothed in the tertiary treatment of phenol-containing polluted waters of pharmaceutical production. Medicinskij al'manah. 2014;1(31):102–105 [in Russian].

Galkin BM, Ivanycja VO, Filipova TO. Mechanisms of xenobiotic biodegradation by microorganisms. Odesa: vyd-vo ONU imeni I.I. Mechnykova. 2017:104 [in Ukrainian].

Korobov VV, Starikov SN, Sagitova AI, Zhurenko EJu, Zharikova NV, Jasakov TR, Markusheva TV. Strains-destructors of phenol of the genus Bacillus industrial ecotopes. Izvestija Ufimskogo nauchnogo centra RAN. 2017; 2:73–77 [in Russian].

Lur'e JuJu. Analytical chemistry of industrial wastewater. M.: Himija, 1984:448 [in Russian].

Putilina NT, Kvitnickaja HH, Kostoveckij JaI. Microbial method of dephenolization of wastewater. K: Zdorov'ja, 1964:87 [in Russian].

The role of microorganisms in the functioning of living systems: fundamental problems and bioengineering applications / Pod redakciej VV. Vlasova, AG. Degermendzhi, NA. Kolchanova, VN. Parmona, VE. Repina. Novosibirsk: Izd-vo Sibirskogo otdelenija Rossijskoj Akademii nauk. 2010:28 [in Russian].

Ankur Gupta, Chandrajit Balomajumder. Simultaneous removal of Cr(VI) and phenol from synthetic binary solution using consortium culture of Bacillus sp. and E. coli immobilized on tea waste biomass in packed bed reactor. Korean Journal of Chemical Engineering. 2016;33(2):559–566. DOI: 10.1007/s11814-015-0137-4

Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology / DJ. Brenner, NR. Krieg, JT. Staley, GM. Garrity. N.Y.: Springer, 2005;2:1108

Chris Felshia S, Aswin Karthick N, Thilagam R, Chandralekha A, Raghavarao KSMS, .Gnanamani A. Efficacy of free and encapsulated Bacillus lichenformis strain SL10 on degradation of phenol: A comparative study of degradation kinetics. Journal of Environmental Management. 2017;197:373–383

Egli K, Fanger U, Alvarez PJ, Siegrist H, van der Meer JR, Zehnder AJ. Enrichment and characterization of an anammox bacterium from a rotating biological contactor treating ammonium-rich leachate. Arch Microbiol. 2001;175(3):198–207

Ereqat Suheir I, Abdelkader Ahmad A, Nasereddin, Abedelmajeed F, AlJawabreh Amer O, Zaid Taher M, Letnik Ilya, Abdeen Ziad A. Isolation and characterization of phenol degrading bacterium strain Bacillus thuringiensis J20 from olive waste in Palestine. Journal of Environmental Science & Health, Part A: Toxic/Hazardous Substances & Environmental Engineering. 2018;53(1):39–45. DOI: 10.1080/09593330.2017.1296897

Topalova Yana, Dimkov Raycho, Todorova Yovana, Daskalova Elmira&Perar Petrov. Biodegradation of Phenol by Immobilized in Peo-Cryogel Bacillus Laterosporus BT-271 in Sequencing Batch Biofilter. Biotechnology & Biotechnological Equipment. 2011;25(4):2613–2619. DOI: 10.5504/BBEQ.2011.0076

Patent of Ukrai'ny №129673. Method of microbiological purification of water from phenol and N-cetylpyridinium bromide / Ivanycja VO, Gudzenko TV, Gorshkova OG, Voljuvach OV, Konup IP, Bjeljajeva TO, Chaban M, Rakyts'ka SI. – zajavka na patent №u201804337 vid 20.04.2018. Opubl. 12.11.2018., Byul. № 21/2018 [in Ukrainian].

Patent of Ukrai'ny №97747. Method of aerobic biological treatment of sewage / Gvozdyak PI, Globa LI, Sablij LA, Kaparnyk AI, Borysenko OO, Zhukova VS. Opubl. 12.03.2012. Byul. № 5 [in Ukrainian].


Пристатейна бібліографія ГОСТ


Беспамятков Г. П. Предельно-допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде / Г. П. Беспамятков, Ю. А. Кротов. – Л.: Химия, 1985. – 585 с.

Быкова Г. С., Шаталаев И. Ф., Воронин А. В. Фитомасса наяды мелкозубчатой в доочистке фенолсодержащих загрязненных вод фармацевтических производств // Медицинский альманах. – 2014. – №1(31). – С. 102–105.

Галкін Б. М., Іваниця В. О., Філіпова Т. О. Механізми біодеградації ксенобіотиків мікроорганізмами. Одеса: вид-во ОНУ імені І. І. Мечникова, 2017. – 104 с.

Коробов В. В., Стариков С. Н., Сагитова А. И., Журенко Е. Ю., Жарикова Н. В., Ясаков Т. Р., Маркушева Т. В. Штаммы-деструкторы фенола рода Bacillus промышленных экотопов // Известия Уфимского научного центра РАН. – 2017. – №2. – С. 73–77.

Лурье Ю. Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. М.: Химия, 1984. – 448 с.

Путилина Н. Т, Квитницкая H. H., Костовецкий Я. И. Микробный метод обесфеноливания сточных вод. – Киев: Здоровье, 1964. – 87 c.

Роль микроорганизмов в функционировании живых систем: фундаментальные проблемы и биоинженерные приложения / Под редакцией В. В. Власова, А. Г. Дегерменджи, Н. А. Колчанова, В. Н. Пармона, В. Е. Репина. Новосибирск: Изд-во Сибирского отделения Российской Академии наук. – 2010. – С. 28.

Ankur Gupta, Chandrajit Balomajumder. Simultaneous removal of Cr(VI) and phenol from synthetic binary solution using consortium culture of Bacillus sp. and E. coli immobilized on tea waste biomass in packed bed reactor // Korean Journal of Chemical Engineering. – 2016. – Vol. 33, № 2. – P. 559–566. DOI: 10.1007/s11814-015-0137-4.

Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology / D. J. Brenner, N. R. Krieg, J. T. Staley, G. M. Garrity. – N.Y.: Springer, 2005. – № 2. – 1108 p.

Chris Felshia, S., Aswin Karthick, N., Thilagam, R., Chandralekha, A., Raghavarao, K.S.M.S., Gnanamani, A. Efficacy of free and encapsulated Bacillus lichenformis strain SL10 on degradation of phenol: A comparative study of degradation kinetics //Journal of Environmental Management. – 2017. – Vol. 197. – P. 373–383.

Egli K, Fanger U, Alvarez PJ, Siegrist H, van der Meer JR, Zehnder AJ. Enrichment and characterization of an anammox bacterium from a rotating biological contactor treating ammonium-rich leachate // Arch Microbiol. – 2001. – Vol. 175(3). – P. 198–207.

Ereqat, Suheir I., Abdelkader, Ahmad A., Nasereddin, Abedelmajeed F., Al-Jawabreh, Amer O., Zaid, Taher M., Letnik, Ilya., Abdeen, Ziad A. Isolation and characterization of phenol degrading bacterium strain Bacillus thuringiensis J20 from olive waste in Palestine // Journal of Environmental Science & Health, Part A: Toxic/Hazardous Substances & Environmental Engineering. – 2018. – Vol. 53, Issue 1. – P. 39–45. DOI: 10.1080/09593330.2017.1296897

Topalova Yana, Dimkov Raycho, Todorova Yovana, Daskalova Elmira&Perar Petrov. Biodegradation of Phenol by Immobilized in Peo-Cryogel Bacillus Laterosporus BT-271 in Sequencing Batch Biofilter // Biotechnology & Biotechnological Equipment. – 2011. – Vol. 25(4). – P. 2613–2619. – DOI: 10.5504/ BBEQ.2011.0076

Патент України №129673. Спосіб мікробіологічної очистки води від фенолу і N-цетилпіридинію бромистого / Іваниця В. О., Гудзенко Т. В., Горшкова О. Г., Волювач О. В., Конуп І. П., Бєляєва Т. О., Чабан М., Ракитська С. І. – заявка на патент №u201804337 від 20.04.2018. Опубл. 12.11.2018., Бюл. № 21/2018.

Патент України №97747. Спосіб аеробного біологічного очищення стічних вод/ Гвоздяк П. І., Глоба Л. І., Саблій Л. А., Капарник А. І., Борисенко О. О., Жукова В. С. Опубл. 12.03.2012, Бюл. №5.





Creative Commons License
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

ISSN 2076-0558 (Print); 2307-4663 (Online)

DOI 10.18524/2307-4663