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

 

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.