Телефон: 8-800-350-22-65
WhatsApp: 8-800-350-22-65
Telegram: sibac
Прием заявок круглосуточно
График работы офиса: с 9.00 до 18.00 Нск (5.00 - 14.00 Мск)

Статья опубликована в рамках: LIV Международной научно-практической конференции «Экспериментальные и теоретические исследования в современной науке» (Россия, г. Новосибирск, 29 июня 2020 г.)

Наука: Биология

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Нелюбина А.С., Сидякин А.И. ОТБОР БАКТЕРИАЛЬНЫХ ИЗОЛЯТОВ, ПЕРСПЕКТИВНЫХ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ НАКОПЛЕНИЯ ТОКСИЧНЫХ ХРОМСОДЕРЖАЩИХ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ КОЖЕВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА // Экспериментальные и теоретические исследования в современной науке: сб. ст. по матер. LIV междунар. науч.-практ. конф. № 6(48). – Новосибирск: СибАК, 2020. – С. 5-22.
Проголосовать за статью
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

ОТБОР БАКТЕРИАЛЬНЫХ ИЗОЛЯТОВ, ПЕРСПЕКТИВНЫХ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ НАКОПЛЕНИЯ ТОКСИЧНЫХ ХРОМСОДЕРЖАЩИХ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ КОЖЕВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА

Нелюбина Анна Сергеевна

студент 3-го курса, факультет биологии и химии, Таврическая академия Крымского федерального университета имени В.И. Вернадского,

РФ, г. Симферополь

Сидякин Андрей Иванович

канд. биол. наук, доц. кафедры ботаники и физиологии растений и биотехнологий, факультет биологии и химии, Таврическая академия Крымского федерального университета имени В.И. Вернадского, зав. лабораторией биотехнологий, Общество с ограниченной ответственностью «Научно-производственное объединение “Биотехсоюзˮ»,

РФ, г. Москва

Работа выполнена в рамках реализации проекта Программы развития ФГАОУ ВО «КФУ им. В.И. Вернадского»: «Разработка новой междисциплинарной модульной магистерской программы «Биотехнология, биохимия и биоинформатика»

 

АННОТАЦИЯ

Проанализирована проблема накопления высокотоксичных хромсодержащих органических отходов. Приведены различные варианты решения этой экологической проблемы. На основе собственных исследований показана возможность применения бактериальных препаратов для утилизации токсичных хромсодержащих органических отходов кожевенного производства. Произведен отбор наиболее эффективных бактериальных культур, устойчивых к высоким концентрациям ионов хрома и способных к деструкции хромсодержащих органических отходов кожевенного производства. По результатам проведенных исследований из накопительных культур образцов твердых органических хромсодержащих отходов кожевенного завода создана коллекция из 60 изолятов микроорганизмов мезофилов и термофилов. Из коллекции отобраны термофильные и мезофильные культуры, проявляющие наибольшую скорость роста на уплотненном осадке хромсодержащих органических отходов данного производства в качестве единственного источника питательных элементов и энергии. Охарактеризованы их морфолого-культуральные и тинкториальные свойства. Представленные культуры микроорганизмов могут являться основой для разработок биотехнологии утилизации органических хромсодержащих отходов.

ABSTRACT

In this article, we analyzed the problem of accumulation of highly toxic chromium-containing organic waste and presented various solutions to this environmental problem. Based on our own research, the possibility of using bacterial preparations for utilization of toxic chrome-containing organic waste from tannery was shown. We made the selection of the most effective bacterial cultures resistant to high concentrations of chromium ions and capable of destruction of chromium-containing organic waste of leather production. Based on the results of the research, a collection of 60 isolates of mesophilic and thermophilic microorganisms was created from the accumulative cultures of samples of solid organic chromium-containing waste from the tannery. From the collection were selected thermophilic and mesophilic cultures which showed the highest growth rate on the compacted sediment of chromium-containing organic waste of this production as the only source of nutrients and energy. We characterized their morphological-cultural and tinctorial properties. The presented cultures of microorganisms can be the basis for the development of biotechnology for the processing of organic chromium-containing waste.

 

Ключевые слова: тяжелые металлы, хром, хромсодержащие органические отходы, отходы кожевенного производства, устойчивость микроорганизмов к тяжелым металлам, бактериальные препараты.

Keywords: heavy metals, chromium, chromium-containing organic waste, leather production waste, resistance of microorganisms to heavy metals, bacterial preparations.

 

Введение. Анализ проблемы

Проблема техногенного загрязнения окружающей среды на рубеже веков стала одним из приоритетов современного общества. В результате работы различных отраслей объектов промышленного производства, сельского хозяйства, автотранспорта в окружающей среде накапливается большое количество токсичных отходов, к ним относятся органические кислоты, спирты, поверхностно-активные вещества, нефтепродукты, а также тяжелые металлы [1].

Определение «тяжелые металлы» в литературе трактуют по-разному, но в настоящее время, по мнению большинства исследователей, термин «тяжелые металлы» чаще всего рассматривается не с химической, а с медицинской и природоохранной точек зрения. Таким образом, при включении в эту категорию учитываются не только химические и физические свойства элемента, но и его биологическая активность и токсичность, а также объем использования в хозяйственной деятельности [2; 3].

Тяжелые металлы поступают в окружающую среду различными путями: промышленность, автотранспорт, котельные, мусоросжигающие установки и сельскохозяйственное производство. К отраслям промышленности, загрязняющим окружающую среду тяжелыми металлами, относятся черная и цветная металлургия, добыча твердого и жидкого топлива, горно-обогатительные комплексы, стекольное, керамическое, электротехническое, кожевенное производство [4; 5]. Ежегодно в окружающую среду вместе с выбросами поступает огромное количество тяжелых металлов в свободном или связанном состоянии. Например, в результате выбросов с континентальной пылью в океан в год попадают 20–30 тонн свинца [6].

Многие города, расположенные поблизости от промышленных комплексов, имеют высокий уровень загрязнения тяжелыми металлами. Так, в пример можно привести данные по содержанию тяжелых металлов в почвах г. Йошкар-Олы, их объем превышает предельно допустимые концентрации во многих исследованных районах.

Таблица 1.

Содержание тяжелых металлов (валовые формы) в почве г. Йошкар-Олы [7]

Улица

Содержание тяжелых металлов

(мг/кг воздушно-сухой почвы), x ± m

медь

свинец

кадмий

цинк

Машиностроителей

104,93 ± 0,96*1

35,00 ± 0,050*1

0,50 ± 0,006*

94,25 ± 0,005*

Красноармейская

37,50 ± 0,306*

22,50 ± 0,019

0,75 ± 0,015*

96,75 ± 0,017*

Водопроводная

25,00 ± 0,032*

27,50 ± 0,010*

0,50 ± 0,032*

3,75 ± 0,015*

Пушкина

35,25 ± 0,032*

34,25 ± 0,023*1

2,00 ± 0,010*

2,75 ± 0,009*

Панфилова

86,50 ± 0,053*1

25,00 ± 0,015*

0

33,75 ± 0,006*

Карла Маркса

21,00 ± 0,063*

30,75 ± 0,017*

0

82,25 ± 0,019*

Ленинский пр.

82,75 ± 0,024*1

51,75 ± 0,012*1

0,50 ± 0,006*

112,5 ± 0,023*1

Советская

25,50 ± 0,032*

40,00 ± 0,025*1

0

38,25 ± 0,009*

Димитрова

25,51 ± 0,058*

29,25 ± 0,029*

0,95 ± 0,015*

33,70 ± 0,006*

Коммунистическая

21,75 ± 0,032*

29,25 ± 0,029*

0

98,00 ± 0,012*

Эшкинина

35,25 ± 0,025*

36,75 ± 0,029*1

0

94,25 ± 0,010*

Йывана Кырля

92,50 ± 0,052*1

93,50 ± 0,038*1

0

328,50 ± 0,015*

Сосновая роща

4,00 ± 0,017

22,50 ± 0,021

1,00 ± 0,144

5,497 ± 0,009

ПДК

55

32

3,0

100

Примечание: * – данные статистически достоверны по сравнению с контролем;

1 – данные статистически достоверны по сравнению с ПДК.

 

Отходы, содержащие тяжелые металлы, относят к первому, второму классу опасности химических веществ. Тяжелые металлы в окружающей среде выполняют роль токсикантов и экотоксикантов, так как обладают выраженными канцерогенными и мутагенными свойствами. Тяжелые металлы отличаются от других металлов высокой токсичностью, долговечностью, а также практической невыводимостью из экосистем, они аккумулируются в органическом веществе продуцентов и по пищевым цепям поступают в организм животных и человека, вызывая тяжелые заболевания [4; 5].

Одним из малоизученных и широко используемых в производстве тяжелых металлов является хром. Он используется при производстве нержавеющих сталей, текстильных красок, консервантов для дерева, при хромировании, изготовлении кожаных изделий и в других видах производства [8].

Как свободный, так и входящий в состав отходов, хром может находиться в двух формах: трехвалентной и шестивалентной. Трехвалентный хром не обладает токсичными эффектами и в небольших количествах необходим организму человека. В качестве микроэлемента он выполняет множество функций: способствует превращению избыточного количества углеводов в жиры; входит в состав низкомолекулярного органического комплекса – фактора толерантности к глюкозе; вместе с инсулином действует как регулятор уровня сахара в крови; способствует структурной целостности молекул нуклеиновых кислот; участвует в регуляции работы сердечной мышцы и функционировании кровеносных сосудов; способствует выведению из организма токсинов, солей тяжелых металлов и радионуклидов и др. [9].

В отличие от соединений трехвалентного хрома, соединения, содержащие шестивалентный хром, обладают высокой токсичностью, их относят к генотоксичным канцерогенам, так как при попадании в организм человека они повреждают и разрушают генетический материал клеток.

При контакте с кожей соединения шестивалентного хрома (наиболее ядовитые из них: дихроматы и комплексы, содержащие дихромовую кислоту) разъедают кожу, вызывают денатурацию белков кожи и слизистых оболочек, в результате длительного контакта появляются язвы. При попадании внутрь они вызывают ожоги желудочно-кишечного тракта и кровавую рвоту, в крови соединения шестивалентного хрома вызывают гемолиз, в результате которого разрушаются эритроциты и образуется метгемоглобин, неспособный к переносу кислорода. При длительном воздействии хром VI может накапливаться в почках, печени и в железах внутренней секреции, вследствие чего он может вызывать хроническую почечную недостаточность [10].

При длительном вдыхании соединений шестивалентного хрома увеличивается риск рака легких и заболеваний носоглотки (легкие являются особенно уязвимым органом, так как содержат большое количество мелких капилляров) [11].

Отходы, содержащие шестивалентный хром, токсичны и, соответственно, представляют угрозу для экологической безопасности. У рабочих, контактировавших на производстве с пигментами соединений хрома, а также у людей, вдыхавших пыль соединений хрома, еще на рубеже XIX–XX веков часто возникали злокачественные опухоли носа и рак легких [10].

Одним из широкомасштабных производств, отходы которого содержат хром, является кожевенное производство. Ежегодно в мире перерабатывается 16 млн тонн кожевенного сырья. В РФ выпускается более 2000 млн тонн сырья в год, то есть перерабатывается 132 тыс. тонн сырой кожи, что дает выход около 5–8 млн тонн твердых отходов, из которых почти 50 % содержат хром, в том числе хром VI [12–14].

Отходы кожевенного производства представлены сточными водами или твердыми отходами. Сточные воды подвергают механической, химической, физико-химической и биологической обработке. Для этого применяются методы ультрафильтрации, нанофильтрации, используются мембранные биореакторы, механизмы обратного осмоса [15]. Также существуют данные о способах адсорбирования красителей при помощи композитных микросфер [16], некоторых видов специально выращенных микроводорослей [17], а также естественных штаммов белой гнили [18; 19].

Твердые отходы чаще всего либо складируют на полигонах в виде шламов, либо утилизируют методом сжигания при температуре 800 °С [13], этот способ эффективен, если рассматривать его со стороны получения энергии, однако образующаяся в результате зола также должна быть подвергнута утилизации, к тому же в результате сжигания образуются токсичные газообразные соединения, поступающие в атмосферу. Также известны методы утилизации способом анаэробной биодеградации отходов микроорганизмами [20], методы низкотемпературного пиролиза [21].

Существуют работы, посвященные созданию материалов из отходов кожевенного производства. Описаны способы получения материалов, названных кожаными досками, их можно использовать для производства мебели, панелей и перегородок [22], теплоизоляционных волокно-пористых материалов [23], высокоустойчивых к механическим воздействиям красителей для окрашивания покрытий дорог, зданий [24], коллагеновых мембран, используемых в качестве упаковочного материала. Отходы дубленых кож могут быть использованы для получения активированного угля [25], кормовых добавок [26]. Также интересны работы, посвященные перспективам применения коллагена, извлеченного из кожевенных отходов [27].

Эффективным способом утилизации отходов кожевенного производства является переработка их органического компонента при помощи микроорганизмов и использование высвобожденного хрома для вторичного производства.

Устойчивость некоторых штаммов микроорганизмов к тяжелым металлам и способность изменять концентрацию свободных тяжелых металлов в окружающей среде делает возможным создание на их основе биопрепарата, предназначенного для решения проблемы утилизации хромсодержащих кожевенных отходов. Изучение микроорганизмов с природной устойчивостью к хрому актуально, поскольку позволит найти их практическое применение в утилизации хромсодержащих органических отходов.

Соответственно, основной целью проводимого исследования явилось получение чистых культур микроорганизмов и их консорциумов, устойчивых к ионам хрома и способных к эффективной деструкции органических хромсодержащих отходов.

Материал и методы исследования

В качестве объекта исследования выступали культуры микроорганизмов из собственной коллекции, полученные по нижеописанной методике.

Образцы хромсодержащих органических отходов получены из шламонакопителя отечественного завода по выделке кож и представляют собой плотный осадок сточных вод системы водоочистки (так называемый кек), в составе которого имеются: остатки выделки кожи, некоторое количество шерсти за счет продуктов, используемых в процессе выделки и дубления (натуральные полифенолы и дубильные вещества растительного происхождения) темного, почти черного цвета. Влажность – от 80 до 94 %, консистенция – плотная, легко размазывающаяся, за счет естественных процессов гранулированная.

Питательные среды. Для получения накопительных культур и чистых культур микроорганизмов-деструкторов хромсодержащих органических отходов (кека) использовали среды следующего состава (г/л водопроводной воды): хромсодержащего кека – 50,0 г/л (брали субстрат с естественной влажностью); карбонат кальция – 5,0 г/л. Агар для получения плотных питательных сред использовали в концентрации 18–20 г/л или для получения полужидких сред – 0,5 г/л. При приготовлении среды из хромсодержащего кека субстрат гомогенизировали в половинном объеме водопроводной воды, для освобождения от грубых и крупных частиц фильтровали через слой медицинской марли, в профильтрованный «субстратный бульон», состоящий из мелкодисперсной взвеси хромсодержащего органического отхода (кека), вносили мел, добавляли недостающую воду, вносили агар-агар и автоклавировали при 0,95–1,05 ати 40 минут. Стерильную среду разливали в чашки петри.

При приготовлении полужидких сред (для оценки степени разложения хромсодержащего субстрата по степени изменения количества плотного осадка или его осветления) «субстратный бульон» доводили до необходимого объема, вносили навеску агара, смесь кипятили до расплавления агар-агара и разливали полуавтоматическим дозатором (Biohit) по 7,0 мл в пробирки 16×160 мм. Пробирки закрывали колпачками из алюминиевой фольги и автоклавировали, как указано ранее.

Коллекция микроорганизмов. Культуры микроорганизмов-деструкторов хромсодержащего кека получены путем классических высевов накопительных культур из этого же субстрата [28; 29] на агаризованный субстрат – хромсодержащий кек. Посевы для получения культур термофильных деструкторов – при температуре +55 °С. Из первичных колоний, выросших на поверхности сред, которые культивировали при указанной температуре классическими методами многократных пересевов, получена коллекция микроорганизмов-деструкторов хромсодержащего кека.

Исследования морфолого-культуральных и тинкториальных свойств проводили на средах КГА [30] и МПА следующего состава: пептон ферментативный – 2,5 %; NaCl – 0,5 %; дрожжевой автолизат по ГОСТ 10444.1–84; агар – 1,5 %; рН до автоклавирования 7,0–7,2. При этом исследовали морфологию колоний при их культивировании при +55 °С и способность к росту при комнатной температуре (+25 °С) для выявления культур, способных к росту в широких пределах температуры окружающей среды. Отношение к кислороду изучали в полужидкой кек-хром среде, содержащей 0,05 % агара [29]. Тинкториальные свойства изучали у клеток исследуемых бактерий путем окрашивания мазков по Граму в модификации Синева. Мазки готовили по стандартной методике из суточных культур исследуемых бактерий, выращенных на среде МПА. В ходе выполнения исследований и при оформлении работы использовали следующее программное обеспечение: внутреннее приложение Windows XP и пакет прикладных программ Microsoft Office. Фотосьемку поводили цифровой фотокамерой Olympus FE-5500 (Olympus Imaging, США). Микрофотосъемку осуществляли цифровой фотокамерой ТС-500 (5,0 Мпикс), интегрированной с системой анализа и обработки изображений MicroАнализViev версии 3.01; измерение размеров клеток проводили на фотографиях при помощи пакета прикладных программ ImageTool v 3.00 (UTHSCSA). Фотографии и рисунки обрабатывались при помощи пакета прикладных программ CorelDraw 13.0.

Экспериментальная часть исследования была выполнена на базе кафедры ботаники и физиологии растений и биотехнологии Таврической академии структурного подразделения Крымского федерального университета имени В.И. Вернадского и в научно-исследовательской лаборатории биотехнологий «НПО “Биотехсоюзˮ» (г. Симферополь). В процессе работы соблюдались все нормы и требования техники безопасности.

Результаты исследований

В результате проведения работы по выделению чистых культур хром-резистентных деструкторов органических соединений на среде из агаризованного хромсодержащего органического кека нами получено более 60 культур, из которых для дальнейших исследований отобраны 29 изолятов термофильных бактерий, способных к росту на таком субстрате (рис. 1).

 

Рисунок 1. Морфология колоний различных термофильных бактерий, способных к деструкции органического хромсодержащего кека, полученные из накопительных культур хромсодержащего субстрата на органическом хромсодержащем субстрате (хром-кек агар, 5 суток культивирования при температуре +55 °С)

 

Как показали проведенные нами исследования, согласно определителю Берджи, большая часть данных изолятов не относятся к группе пигментообразующих бацилл, так как не образуют пигментов на питательной среде КГА (состав аналогичен рекомендованной определителем Берджи среде potato-dextrose agar), о чем свидетельствуют данные, представленные в таблице 2 и на рисунках 2 и 3.

Таблица 2.

Морфолого-культуральные особенности колоний бактерий-деструкторов хромсодержащего органического субстрата

 

Данные, представленные в табл. 2, свидетельствует о том, что большая часть полученных нами изолятов на стандартных средах образуют беловатые, просвечивающие колонии. Только изоляты № 4, 12, 13, 16, 20, 21 на среде КГА образуют колонии, слегка окрашенные в желтый цвет.

Из изученных изолятов на среде МПА образуют пигментированные колонии изоляты № 4, 8, 12–15, 21 и 27. Следует отметить и тот факт, что на бедной азотом среде (КГА) изучаемые изоляты растут хуже.

 

Рисунок 2. Морфология колоний различных термофильных бактерий, способных к деструкции органического хромсодержащего кека, полученные из накопительных культур хромсодержащего субстрата на органическом хромсодержащем субстрате (среда МПА, 24 часа культивирования при температуре +55 °С)

 

Рисунок 3. Морфология колоний различных термофильных бактерий, способных к деструкции органического хромсодержащего кека, полученные из накопительных культур хромсодержащего субстрата на органическом хромсодержащем субстрате (среда КГА, 24 часа культивирования при температуре +55 °С)

 

Также нами была изучена способность исследуемых культур к росту при более низкой температуре (т.е. отношение изолятов к группе строгих или факультативных термофилов). Результаты исследования представлены также в таблице 1. Как видно из представленных в таблице 2 данных, из 29 изолятов 20 являются облигатными термофилами и не способны к росту при температуре +25 °С. Факультативными термофилами являются изоляты № 2, 9, 12, 14, 16, 18, 21, 24, 26. Такое отношение к температуре и способность к росту в широких пределах температур характеризует данные микроорганизмы как эвритермные, что открывает более широкие перспективы для их использования в производстве биопрепаратов в будущем, так как известно, что первичная деструкция любых органических отходов начинается с мезофильной фазы и постепенно в результате эндогенного термогенеза переходит в фазу термофильного разложения. Включение же в препарат микроорганизмов, способных к жизнедеятельности в широких пределах температур, будет способствовать прохождению обеих этих фаз более интенсивно.

На следующем этапе нами исследовалось отношение указанных микроорганизмов к кислороду. По результатам проведенных исследований установлено, что изоляты № 2, 9, 12, 14, 16, 18, 21, 24, 26 интенсивно растут как в присутствии нормальной концентрации кислорода в воздухе, так и при его пониженных концентрациях, что выражалось в равномерном помутнении всего столбика полужидкой среды, инокулированной исследуемым изолятом (рис. 4а). Остальные изоляты являются строгими микроаэрофилами (табл. 2).

 

Рисунок 4. Отношение к кислороду различных изолятов термофильных бактерий, способных к деструкции органического хромсодержащего кека, полученные из накопительных культур хромсодержащего субстрата на органическом хромсодержащем субстрате (среда хром-кек, 72 часа культивирования при температуре +45°С):

а – изолят № 12 вызывает равномерное помутнение среды; б, в – микроаэрофильный рост изолятов № 7 (б) и № 13 (в) в виде тонкого подповерхностного кольца зоны микроаэробных условий (указано стрелкой)

 

Для разработки биопрепарата, способного к ускоренной утилизации хромсодержащего органического отхода, нами была проведена серия экспериментов по изучению его деструкции полученными изолятами. Было установлено, что деструкция протекает с постепенным просветлением внесенного в среду органического хромсодержащего сырья, что вызывает постепенное осветление внесенного кека. Из 29 полученных нами изолятов к ускоренному осветлению кека (за 14 суток) были способны только 27, т.е. все, кроме изолятов № 10 и 19 (табл. 2, рис. 5).

 

Рисунок 5. Осветление хромсодержащего органического субстрата под действием изолятов бактерий-деструкторов (среда хром-кек, 14 суток культивирования при температуре +55 °С):

а, в – изоляты № 1 (а) и № 12 (в) вызывают осветление хромсодержащего органического осадка; б – изолят № 10 осветления осадка не вызывает

 

Тинкториальные свойства полученных нами изолятов исследовали в мазках, приготовленных из суточных культур изолятов, выращенных на среде МПА при температуре +55 °С. Как показали проведенные нами исследования, все исследованные изоляты – грамположительные палочки, примерно одинакового диаметра (диаметр клеток колеблется в незначительных пределах 1,1 до 1,4 мкм ±0,12 мкм). По длине же изучаемые изоляты очень сильно различаются. Размеры длин клеток исследованных изолятов лежат в пределах от 2 мкм до 15 мкм. Наименьшая длина клеток выявлена у изолята № 6 (2,6 ± 0,21 мкм), а клетки наибольшей длины выявлены у изолята № 1 (14,9 ± 0,6 мкм). Средняя длина клеток изолятов следующая: № 1, 2, 3, 11, 12 – около 14,5 мкм; изоляты № 5, 8, 9, 18, 23, 24 имеют средний размер клеток около 10,1 мкм; изоляты № 6, 10, 13, 20, 21, 27 – 4,5 мкм; 14, 15, 28, 29 – около 6,1 мкм; а 4, 7, 17, 19, 25 и 26 – около 12,1 мкм. Отдельно следует отметить тот факт, что в некоторых культурах (№ 1, 3, 15, 17, 23, 24, 28) нами обнаружены длинные, червеобразные клетки (рис. 6в), которые, как указано в определителе Берджи [28], могут являться следствием нарушения процессов клеточного деления, но при этом длина таких вытянутых клеток для каждого изолята была различной.

Согласно полученным нами данным, длина таких червеобразных клеток составляет от 18 до 50 мкм. Так, вытянутые клетки выявлены в культурах: № 1 (от 18 до 21 мкм); 3 (от 19 до 35 мкм); 17 (от 14 до 34 мкм); 23, 24 и 28 (от 16 до 34 мкм). Наибольшей длины червеобразные клетки выявлены в культурах № 11 и 15 (их длина составила от 20 до 50 мкм) (рис. 6).

 

Рисунок 6. Морфология клеток суточных культур изолятов бактерий-деструкторов хромсодержащих органических отходов:

а – изолят № 6 (средний размер клеток – 1,2 × 2,2 мкм); б – изолят № 14 (средний размер клеток – 1,1 × 6,3 мкм; в – изолят № 11 (средний размер клеток – 1,1 × 12,1 мкм); г – изолят № 18 с кольцевидно изогнутыми клетками (окраска по Граму в модификации Синева; 24 часа культивирования на среде МПА при температуре +55 °С; длина масштабного отрезка – 10 мкм)

 

Интересным оказался и тот факт, что клетки изолята № 18 кроме обычной, палочковидной формы размерами около 6,1 мкм имеются червеобразные изогнутые или даже кольцеобразной формы (рис. 6г)

Выводы

Получены изоляты бактерий, способных к росту на хромсодержащем органическом субстрате, представляющем собой органические отходы от выделки кож методом хромового дубления.

Установлено, что большая часть культур – непигментированные микроаэрофильные или аэробные грамположительные палочки, перспективные для дальнейших исследований их активности разлагать указанный хромсодержащий субстрат.

 

Список литературы:

  1. Багаева Т.В., Ионова Н.Э., Надеева Г.В. Микробиологическая ремедиация природных систем от тяжелых металлов : учеб.-метод. пособие. – Казань : Казанский университет, 2013. – С. 3.
  2. Дубовик Д.В., Дубовик Е.В. Тяжелые металлы в склоновом агроландшафте. – Курск : ФГБНУ ВНИИЗиЗПЭ, 2016. – 170 с.
  3. Wuana R.A., Okieimen F.E. Heavy Metals in Contaminated Soils: A Review of Sources, Chemistry, Risks and Best Available Strategies for Remediation // International Scholarly Research Network ISRN Ecology. Vol. 2011, Article ID 402647, 20 p.
  4. Ревич Б.А. «Горячие точки» химического загрязнения окружающей среды и здоровье населения России / под ред. В.М. Захарова. – М. : Акрополь; Общественная палата РФ, 2007. – 192 с.
  5. Митрохин О.В. Оценка транслокального загрязнения как составная часть социально гигиенического мониторинга // Здоровье населения и среда обитания. – 2001. – № 9. – С. 11.
  6. Юшков В.С. Тяжелые металлы в отходах черной металлургии / В.С. Юшков, К.Г. Пугин // Молодой ученый. – 2010. – № 5 (16). – Т. 1. – С. 135–139.
  7. Иванова Р.Р. Оценка состояния окружающей среды по содержанию тяжелых металлов в почве и растительности города // Научный журнал КубГАУ. – 2012. – № 81 (07). – С. 3.
  8. Свойства и применения хрома / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://electrowelder.ru/index.php/news/14-industry/1544-properties-and-applications-of-chromium.html.
  9. Ершов Ю.А. Биохимия : учебник и практикум для среднего профессионального образования / Ю.А. Ершов, Н.И. Зайцева; под ред. С.И. Щукина. 2-е изд., испр. и доп. – М. : Юрайт, 2018. – С. 168. (Серия: Профессиональное образование).
  10. Отравление хромом – вред и токсичность хрома / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: URL: https://xlom.ru/interesno/professionalnye-zabolevaniya/otravlenie-xromom-vred-i-toksichnost-xroma (дата обращения: 05.05.2020).
  11. Нейтрализация шестивалентного хрома в отходах / В.Н. Витер / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://chemistry-chemists.com/N2_2020/ChemistryAndChemists_2_2020-P2-1.html.
  12. Rajamani S. Recent Development on the Cleaner Produstion and Environmental Protection in World Leather Sector // Кожа и мех в XXI веке: технология, качество, экология, образование: II межд. науч.-практ. конф.: материалы конф. – Улад-Удэ : ВСГУТУ, 2013. – С. 301–311.
  13. Абеева Д.Ж., Блиева М.В. Новые направления использования отходов кожевенного производства / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: URL: https://scienceforum.ru/2014/article/2014003976 (дата обращения 25.04.2020).
  14. Андрунакиевич А.Г. Итоги работы кожевенно-обувной отрасли в 2014 и 1 квартале 2015 // Кожа и мех в XXI веке: технология, качество, экология, образование: II межд. науч.-практ. конф.: материалы конф. – Улад-Удэ : ВСГУТУ, 2013. – С. 6–14.
  15. Rajamani S. Developments in Asian Leather Industry // Кожа и мех в XXI веке: технология, качество, экология, образование: II межд. науч.-практ. конф.: материалы конф. – Улад-Удэ : ВСГУТУ, 2016. – С. 238–251.
  16. Xiaoxiao L., Xucjing Z., Keyong T. Study of adsorption properties of anionic dyes on graphene oxide/chitosan composite porous microspheres // Materials of 33rd International Union of Leather Tecnologists and Chemists, IULTCS XXXIII Congress 2015, Novo Gamburgo. Brasil.
  17. Tamnery Wastewater Treatment with Scenedesmus sp. / Tolfo da Fontoura, S. Rotermund, A.L. Araujo, V. Ramirez [et al.] // Materials of 33rd International Union of Leather Tecnologists and Chemists, IULTCS XXXIII Congress 2015, Novo Gamburgo. Brasil.
  18. Decolorization of Leather Dyes by a Native Isolate of Trametes sp. SCI. / S. Ortiz-Monsalve, J. Domelles, P. Valente, M. Gutteres  // Materials of 33rd International Union of Leather Tecnologists and Chemists, IULTCS XXXIII Congress 2015, Novo Gamburgo. Brasil.
  19. The Degradarion of Dyes by a New White-rot FungiCo-immobilized Microcapsule / Y. Li, Z. Wang, L. Zheng, X. Xu // Materials of 33rd International Union of Leather Tecnologists and Chemists, IULTCS XXXIII Congress 2015, Novo Gamburgo. Brasil.
  20. Pessuto J., Godinho M., Dettmer A. Biogas production from tannery wastes – Evaluation of isolated microorganisms effect // Materials of 33rd International Union of Leather Tecnologists and Chemists, IULTCS XXXIII Congress 2015, Novo Gamburgo. Brasil.
  21. Study on Treatment and Utilization Union of Leather Industry Sludge and Solid Waste by Low Temperature Pyrolysis / N.T. Nguyene, R.-S. Lin, C.-T. Chang, D.-D. Zheng // Materials of 33rd International Union of Leather Tecnologists and Chemists, IULTCS XXXIII Congress 2015, Novo Gamburgo. Brasil.
  22. Board-MDL Generated from Leather Processing Waste / J. Schneider, J. Lopes, L.L. Monteiro, R. Motta // Materials of 33rd International Union of Leather Tecnologists and Chemists, IULTCS XXXIII Congress 2015, Novo Gamburgo. Brasil.
  23. Папин А.В. Разработка технологии переработки отходов кож хромового дубления обувного производства, минимизирующей антропогенное воздействие на окружающую среду / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: URL: https://www.dissercat.com/content/razrabotka-tekhnologii-pererabotki-otkhodov-kozh-khromovogo-dubleniya-obuvnogo-proizvodstva- (дата обращения: 08.05.2020).
  24. Schneider J., Link T. Ink Pattern from Liquid Waste of Leather Trim, Intended for Buildings and Tarred Roads // Materials of 33rd International Union of Leather Tecnologists and Chemists, IULTCS XXXIII Congress 2015, Novo Gamburgo. Brasil.
  25. Отходы кожи и их переработка / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: URL: https://clean-future.ru/info-othody-koji-i-ih-pererabotka.html (дата обращения: 08.05.2020).
  26. Способ переработки кожевенных отходов в кожевенный порошок // Патент РФ № 2146714. 2000 / Левашева А.С., Вершинин Л.В.
  27. Сапожникова А.И. Разработка и оценка качества продукции на основе фибриллярных белков из отходов сырья животного происхождения: Автореф. дис. … д-ра техн. наук. – М., 1999. – С. 49.
  28. Егоров Н.С. Руководство к практическим занятиям по микробиологии : учеб. пособие / под ред. Н.С. Егорова. 3-е изд., перераб. и доп. – М. : изд. МГУ, 1995. – 224 с.
  29. Герхардт Ф. Методы общей бактериологии: в 3 т. Т. 3 / пер. с англ.; под ред. Ф. Герхардта [и др.]. – М . : Мир, 1984. – 264 с.
  30. ГОСТ 12044–93. Межгосударственный стандарт. Семена сельскохозяйственных культур: методы определения зараженности болезнями. – М. : СтандартИнформ, 1995. – 136 с.
  31. Bergey's. Manual of Systematic Bacteriology. Vol. 3: The Firmicutes / P. Vos, G. Garrity, D. Jones, N.R. Krieg [et al.]. – Springer, 2009. – 1422 c.
Проголосовать за статью
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом
CAPTCHA
Этот вопрос задается для того, чтобы выяснить, являетесь ли Вы человеком или представляете из себя автоматическую спам-рассылку.