Biodegradación del fenol mediante el uso de células libres e inmovilizadas de Acinetobacter

Biodegradación del fenol mediante el uso de células libres e inmovilizadas de Acinetobacter

Sp. XA05 y Sphingomonas sp. FG03

La cepa XA05 y FG03 con alta actividad de biodegradación de fenol se aislaron del lodo activado

Y los suelos contaminados con fenol en el Noroeste de China, respectivamente. Secuenciación de ADN y homólogo Análisis de 16s rRNA gen identificado que XA05 pertenecía a un Acinetobacter sp. Y FG03 estuvo muy cerca Relacionado con el Sphingomonas sp. La cepa XA05 y FG03 se mezclaron en la proporción de 1: 1, y el alcohol polivinílico (PVA) como una matriz de gel para inmovilizar células mixtas de dos cepas por congelación y descongelación repetidas. La eficacia de eliminación del fenol por las células libres e inmovilizadas y los factores que afectan a la degradación del fenol Se investigó la estabilidad de las células inmovilizadas. Valores experimentales indicados Que tanto las células libres suspendidas como las inmovilizadas mostraron altas eficacias de degradación del fenol, mayor De 95% en 35 h con una concentración inicial de 800 mg / l de fenol, y las células inmovilizadas mostraron Mejor rendimiento que el de las células suspendidas.

Introducción

El fenol es ahora uno de los más comunes Contaminantes, que se originaron principalmente de procesos industriales, Tales como refinerías de petróleo, coquerías, fabricación de resinas industriales,Plantas de procesamiento de petróleo, productos farmacéuticos, plástico y Industrias de barnices, etc. [1,2]. El fenol es peligroso para la vida acuática, Plantas y muchos otros organismos, y actúa como un inhibidor de sustrato En la biotransformación [3]. Así, la eliminación del fenol eficazmente Es necesaria para preservar el medio ambiente y la salud de los seres   humanos.

Existen métodos eficaces de tratamiento para la degradación De fenol, y en comparación con los métodos físico-químicos [4, 5], El método de biodegradación de la reducción del fenol es universalmente preferido, Debido a menores costos y la posibilidad de Mineralización [6 - 9]. En este sentido, el tratamiento biológico del fenol Contaminación ha ganado una creciente atención en la contaminación Prevención [10-13], y un gran número de fenol-degradante Bacterias han sido aisladas y caracterizadas a nivel fisiológico Y el nivel genético [14 - 16].

Sin embargo, el uso de células bacterianas libres para el tratamiento de aguas residuales

En los procesos de lodos activados crea problemas como la eliminación de desechos sólidos. Se han demostrado microorganismos inmovilizados Ser eficaces para tratar aguas residuales que contengan fenol con La producción de lodos y han estado recibiendo una atención [17–19].

El propósito de esta investigación ha sido estudiar la biodegradación De fenol mediante el uso de células libres e inmovilizadas de Acinetobacter Sp. XA05 y Sphingomonas sp. FG03. Factores que afectan Fenol proceso de biodegradación y la estabilidad de las células inmovilizadas También fueron investigados.

Materiales y métodos

Materiales y condiciones de crecimiento

Se obtuvieron muestras de lodo activado de Xi'an Beishiqiao Estación de Tratamiento de Aguas Residuales, Xi'an China; Muestras de fenolcontaminado Los suelos fueron recogidos en un sitio cerca de Fugu Coking Plant, Norte de la provincia de Shaanxi en China. Fenol con más de 99% de pureza y PVA con un grado medio de polimerización de 2400-2500 se compraron de Shanghai Chemical Factory. Todas Otros productos químicos utilizados eran de la más alta pureza disponible. Mineral

Se utilizó medio (MM) para el enriquecimiento y aislamiento de fenoldegradante tensión. Las cepas se cultivaron aeróbicamente a 30 ◦ C en MM a pH 7,2-7,4 conteniendo (por litro) 0,9 g de KH _ {2} PO _ {4}, 6,5 g Na2HPO4 · 12H2O, 0,2 g de MgSO4 · 7H2O, 0,4 g (NH _ {4}) _ {2} SO _ {4} y 1 ml de

Solución de oligoelementos [20]. El fenol de diferente concentración fue Añadido al MM esterilizado como la única fuente de carbono.

2.2. Selección y aislamiento de las cepas degradantes del fenol

Para la selección de los consorcios microbianos deseados, el lote estándar tuvo Técnicas de cultivo de enriquecimiento. 3 g de la muestra de suelo O 5 ml de la muestra de lodo activado se inocularon en 100 ml Conteniendo 40 mlMMin en presencia de 1 mg de fenol. Después de 1 Semana a 150 rpm y 30 ◦ C en un agitador orbital, 1 ml de solución acuosa enriquecida Cultivo se transfirió a otro matraz de vidrio con 100 ml de MM En presencia de 2 mg de fenol para el posterior enriquecimiento. Además, 3, 4 mg de fenol en el MM se utilizó para el enriquecimiento posterior. Después de cuatro ciclos de enriquecimientos consecutivos, Se inocularon diluciones de cultivo en placas de agar MM. Colonias Se cosecharon a partir de placas de dilución basadas en una morfología de colonias distinta, Y luego se transfirieron a placas freshMMagar dos veces a Garantizar la pureza del cultivo. A cada aislado se le ensayó entonces su capacidad para Crecen en medio líquido con fenol a diferentes concentraciones Como única fuente de carbono y energía.

2.3. Identificación de la cepa XA05 y la cepa FG03 por 16s rDNA secuencia

16s de las cepas aisladas de degradación de fenol Fueron amplificados con los cebadores 27F (5 \ beta - AGAGTTTGATCMTGGCTCAG - 3 \ alpha) y 1492R (5 \ alpha - CGGYTACCTTGTT ACGACTT - 3 \ alpha). PCR La reacción se realizó como se describe por Cai et al. [21]. Los productos de PCR Fueron clonados en el vector pMD 18-T (TaKaRa Biotechnology Co.) siguiendo las instrucciones del fabricante. 16s fragmentos de rDNA Fueron secuenciados por Shanghai Sangon Biological Engineering Technology Y Services Co., Ltd. BLAST programa fue utilizado para buscar 16S RRNA base de datos para secuencias similares, y phylogenetic árbol fue Construido con el software ClustalX Version1.81 utilizando el Método de unión con el vecino. Los genes 16S rRNA de la cepa XA05 y FG03 se depositaron en la biblioteca de datos GenBank en el marco de la adhesión

no. EU784671 y EU784670, respectivamente.

2.4. Inmovilización de bacterias

El polvo sólido de PVA se calentó para disolver en KH2PO4-Na2HPO4 (25 mmol / l, pH 7,2), y se mantuvo durante la noche a temperatura ambiente. Las células bacterianas se recogieron por centrifugación a 12.000 r / min Durante 5 min, luego se lavó dos veces con tampón de KH _ {2} PO _ {4} - Na _ {2} HPO _ {4}. Los Concentradas (las células de la cepa XA05 y la cepa FG03 fueron mezcladas En la proporción de 1: 1) a la mezcla que contiene 14% de PVA (la concentración final de bacterias1 fue de 25,1 mg de células húmedas Por litro), y se agita para que sea uniforme. La mezcla se congeló en Un refrigerador a -20 ° C durante 24 hy luego se descongela a 4 ° C. los Proceso de congelación y descongelación se repitió durante dos Ciclos para aumentar la resistencia mecánica de las células inmovilizadas [22]. Finalmente, el gel de PVA se cortó en cubos de 2 mm x 2 mm x 2 mm, Luego se lavó a fondo con tampón de KH _ {2} PO _ {4} - Na _ {2} HPPO _ {4} y se mantuvo

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