Биодеградация ПАВ и минеральных масел и ее генетическая природа

• Автор: Плешакова, Екатерина Владимировна
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 170 с. : ил.

1.1. Минеральные масла и ПАВ как загрязнители окружающей среды.

1.1.1. Физикохимическая и токсикологическая характеристика минеральных масел и ПАВ.

1.1.2. Методы очистки сточных вод от ПАВ и минеральных масел

1.2. Биодеградация минеральных масел и ПАВ.

1.2.1. Микроорганизмыдеструкторы минеральных масел и пути микробного окисления

1.2.2. Микроорган измыдеструкторы ПАВ и пути микробного окисления

1.2.3. Использование микробных консорциумов для деградации загрязнителей

1.3. Плазмиды биодеградации

1.3.1. Плазмидный контроль деградации широкого спектра ксенобиотиков

1.3.2. Структурнофункциональная организация плазмид био деградации.

1.3.3. Трансмиссивность и стабильность Дплазмид.

1.4. Роль плазмид в процессах микробной очистки
1.4.1. Создание промышленных штаммов микроорганизмов.
1.4.2. Проблемы и перспективы использования илазмидосодержащих бактерий, способных к деструкции, в биотехнологических процессах очистки
Собственные исследования.
Глава 2. Материалы и методы
Глава 3. Генетическая природа свойства биодеградации минеральных
3.1. Селекция биокатализаторов для деструкции минеральных масел.
3.2. Изучение плазмидного спектра штаммов, выделенных из консорциумов лабораторной установки, моделирующей процесс очистки стоков от минеральных масел
3.3. Стабильность свойства биодеградации минерального масла у штамма Ахакоасейсиэ ТМ в условиях культивирования на неселективных питательных средах и при действии элиминирующих агентов
3.4. Трансформационный перенос плазмид деградации рАс, рАс1 и рАс2 штамма А.сакоасеНсдо ТМ.
3.5. Плазмидный анализ микробных консорциумов биокатализаторов
Глава 4. Изучение природы детерминирования свойства микробной
деструкции НИ А В.
Глава 5. Исследование генетических механизмов микробной деструкции АПАВ при разработке технологии очистки сточных вод.
5.1. Плазмидный скрининг консорциумов и составляющих их штаммов из модельной установки для очистки сульфонолосодержащих сточных вод.
5.2. Изучение стабильности признака деструкции сульфонола у консорциумов модельной установки и выделенных из них чистых культур.
5.3. Исследование эффективности деструкции сульфонола консорциумами модельной установки в различных условиях.
5.4. Генетический перенос плазмид деградации сульфонола.
Заключение
Литература
Приложения
Список сокращений
АБС алкилбензолсульфонат
АПАВ анионные поверхностноактивные вещества ЛАС линейные алкилсульфоиаты
НПАВ неионогенные поверхностноактивные вещества
ОЭА оксиэтилированные амиды
ОЭАФ оксиэтилированные алкилфенолы
ОЭС оксиэтилированные спирты
ПАВ поверхностноактивные вещества
ПАУ полициклические ароматические углеводороды
Введение


В минеральных маслах в различных соотношениях в зависимости от исходного сырья и глубины очистки могут присутствовать сероорганические, кислородсодержащие, азотсодержащие и металлоорганические соединения . Отдельной, наносящей большой вред группой загрязнителей воды являются поверхностноактивные вещества. Объем их промышленного производства неуклонно увеличивается, и, в отличие от других ксенобиотиков, ПАВ после использования практически полностью попадают в окружающую среду, главным образом, в воду. Особенности молекулярной структуры ПАВ определяют их основное свойство способность адсорбироваться из раствора на поверхности раздела фаз с соответствующим понижением свободной энергии поверхностного натяжения . Это свойство позволяет использовать ПАВ в качестве моющих средств, стабилизаторов эмульсий, солюбилизаторов, гидротопов, антистатиков, флотореагентов, ингибиторов коррозии и других ,,. Все ПАВ являются полярными соединениями, состоящими из гидрофильной и гидрофобной частей. Гидрофильные группы обеспечивают растворимость ПАВ в воде, гидрофобные обычно углеводородные способствуют растворению в неполярных средах. По типу гидрофильных групп ПАВ принято делить на ионогенные то есть диссоциирующие в воде на ионы это анионные, катионные и амфотерные ПАВ и неионогенные не диссоциирующие на ионы. НПЛВ. ПАВ . Гидрофобная часть обычно представлена предельными или непредельными алифатическими и алкилароматическими цепями . НПАВ представляют собой полигликолевые эфиры веществ, молекула которых содержит подвижный водород 2. X 2СНпН где алкильный радикал X О, , или функционазьные группы СОО , С6Н. По данным литературы ,,0 ПАВ, особенно неиногенные, не являются высокотоксичными веществами, и наибольшую опасность представляет не столько прямой контакт с ними в быту и на производстве, сколько контакт с ПАВ как с загрязнителями окружающей среды. Их вредное воздействие на биообъекты является сложным, многофакторным. Ухудшение органолептических показателей воды. Попадая в воду, ПАВ придают ей неприятный кислый запах и мыльный привкус, который объясняется не столько наличием самих ПАВ, сколько тем, что они стабилизируют запахи других соединений. В связи с этим, пороговая концентрация ПАВ по привкусу составляет 0,,6 мгл, а по запаху 0,,7 мгл . Пенообразование чрезвычайно вредное свойство ПАВ, по этому признаку также лимитируется их содержание в воде. Слой иены на поверхности сильно загрязненных водоемов может достигать 1 метра . Пена не только нарушает газообмен, снабжение воды кислородом, изза присутствия ПАВ в ней концентрируются также другие загрязнители пестициды, соли тяжелых металлов, возрастает количество эмульгированной нефти. В значительных количествах размножаются микроорганизмы, в том числе и патогенные . АПЛВ в определенных концентрациях 5 мгл для алкилсульфатов, мгл для хлорного сульфонола способны в значительной степени стимулировать размножение в воде сапрофитных бактерий, а также кишечной палочки и даже сальмонелл . Под влиянием ПАВ происходит изменение морфологических и культуральных свойств энтеробактерий . Воздействие на экосистемы водоемов. Сильно страдают от ПАВ гидробионты, в том числе, рыбы. При концентрации ПАВ в воде 1 мгл происходит гибель мелкого планктона, 3 мгл гибель дафний, 5 мгл замор рыбы ,. Закономерность действия ПАВ на рыб заключается в том, что при концентрации 5 мгл они теряют слизистый покров, а при более высоких концентрациях наблюдается жаберное кровотечение, нарушение проницаемости жаберных мембран и, как следствие этого, уменьшение поступления кислорода . Обнаружены изменения в обонятельных и вкусовых органах рыб. При концентрации 1 мгл сульфонола полностью угнетается обонятельная реакция карпа. Отмечена способность синтетических моющих средств, содержащих НПАВ, нарушать процессы фотосинтеза фитопланктона, прекращать рост некоторых зеленых водорослей при концентрации всего лишь 0,,5 мгл . Кроме того, имеются данные, что ПАВ обладают аллергенным и раздражающим действием, усиливают кумуляцию в организме других токсичных соединений нефти, фенола, анилина, фунгицидов и некоторых других . Большинство ПАВ обладают коканцерогенным действием, что приводит к ускорению развития опухолей .