Biotechnologia Acta

...

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта
Home Архив 2020 № 4 БИОИЗВЛЕЧЕНИЕ ТОКСИЧНОГО ХРОМА(VI) В ПРОЦЕССЕ ВОДОРОДНОГО СБРАЖИВАНИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ В. M. Говоруха, А. A. Гаврилюк, Г. В. Гладка, А. Б. Таширев
Печать PDF

ISSN 2410-7751 (Печатный вариант)
ISSN 2410-776X (электронная версия)

Ж-л "Biotechnologia Acta" Т. 13, № 4, 2020
С.  49-59, библиогр. 31, англ.
УДК:  579.695
https://doi.org/10.15407/biotech13.04.049

БИОИЗВЛЕЧЕНИЕ ТОКСИЧНОГО ХРОМА(VI) В ПРОЦЕССЕ ВОДОРОДНОГО СБРАЖИВАНИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ

В. M. Говоруха, А. A. Гаврилюк, Г. В. Гладка, А. Б. Таширев

Институт микробиологии и вирусологии им. Д. К. Заболотного НАН Украины, Киев, Украина

Хром (VI) является одним из самых опасных загрязнителей водной и почвенной среды. Термодинамические расчеты позволяют определить оптимальные метаболические пути для микробного извлечения токсичных растворимых соединений шестивалентного хрома из контаминированных сточных вод.

Целью этого исследования было теоретически предсказать и экспериментально подтвердить возможность извлечения опасного хрома(VI) с помощью водородсинтезирующего микробиома в процессе одновременной деструкции многокомпонентных органических отходов и синтеза водорода.

Состав газа определяли, используя стандартный метод газовой хроматографии. Редокс-потенциал (Eh) и рН среды измеряли потенциометрически с помощью универсального иономера EZODOMP-103. Концентрацию Cr(VI) определяли фотоколориметрическим методом с 1,5-дифенилкарбазидом (ДФК).

Многокомпонентные органические отходы были эффективно разрушены водородсинтезирующим микробиомом в контрольных условиях (при отсутствии хрома). Максимальная концентрация водорода составляла 36%, а выход биоводорода составлял 81 л/кг абсолютно сухой массы отходов. Масса органических отходов была снижена в 92 раза (Kd = 92) в течение 82 часов. Цикл водородного сбраживания несущественно ингибировался внесением Cr(VI). Так, эффективность деструкции отходов и выход водорода были снижены на 10% (Kd = 83) и 7% (75 л/кг отходов) соответственно после внесения 50 мг/л Cr(VI) в культуральную жидкость в начале заключительной фазы (50 часов) сбраживания. Как и ожидалось, внесение 100 мг/л Cr(VI) в культуральную жидкость во время заключительной фазы сбраживания (80 часов) повлекло быстрое повышение редокс-потенциала и кратковременное ингибирование процесса сбраживания. Однако, после полного восстановления растворимого CrO42- до нерастворимого Cr(OH)3∙nH2O↓ с помощью водородсинтезирующих микроорганизмов, синтез H2 восстановился, а метаболические параметры вернулись к исходному уровню (Eh составлял –185 мВ и –99 мВ после полного извлечения 50 мг/л и 100 мг/л Cr(VI) соответственно).

Оптимальный путь микробного извлечения соединений токсичного хрома(VI) был термодинамически обоснован и экспериментально подтвержден. Была показана высокая эффективность извлечения Cr(VI) облигатно анаэробным водородсинтезирующим микробиомом в процессе водородного сбраживания многокомпонентных органических отходов. Полученные результаты могут быть использованы в качестве основы для разработки новейших природоохранных биотехнологий очистки хроматсодержащих сточных вод и одновременной деструкции экологически опасных органических отходов, а также получения экологически чистого энергоносителя – биоводорода.

Ключевые слова: термодинамическое прогнозирование, природоохоронные биотехнологии, водородное сбраживание, синтез биоводорода, соединения токсичного хрома(VI), микробное восстановление хроматов, деструкция многокомпонентных органических отходов.

© Институт биохимии им. А. В. Палладина НАН Украины, 2020



 

Дополнительное меню

Поиск по сайту

Навигация на сайте

Home Архив 2020 № 4 БИОИЗВЛЕЧЕНИЕ ТОКСИЧНОГО ХРОМА(VI) В ПРОЦЕССЕ ВОДОРОДНОГО СБРАЖИВАНИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ В. M. Говоруха, А. A. Гаврилюк, Г. В. Гладка, А. Б. Таширев

Приглашение к сотрудничеству

Господа! Редакция приглашает Вас публиковать свои работы на страницах нашего журнала. © Институт биохимии им. А. В. Палладина НАН Украины. Все права защищены. Полная или частичная перепечатка материалов журнала только с письменного разрешения редакции. E-mail для справок: biotech@biochem.kiev.ua


недавно добавлены