title: Enrichment cultures and microcosm experiments for cyanide degrading bacteria
Creators: name: Poutamo, Helinä Pauliina
Publisher: name: :none
Year: 2024

description: Cyanide, Verbindungen mit einer Cyano-Gruppe (-C≡N), sind bedeutende Umweltschadstoffe, welche aus verschiedenen anthropogenen Quellen stammen können. Hohe Cyanidgehalte in Oberflächen- und Grundwasser stellen ein erhebliches Gefahrenpotential für aeroben Lebewesen dar, da sie die Zellatmung hemmen. Trotz zahlreicher Studien zur Cyanidkontaminationen und biologischen Cyanidabbau in Laboren gibt es noch kaum Feldstudien zur Anwendung im Bereich der Bioremediation von kontaminierten Standorten. Ziel dieser Arbeit war es, die Grundlage für die Bioremediation im Feldmaßstab zu schaffen, indem Anreicherungskulturen von Bakterien etabliert wurden, die Cyanid abbauen können und aus zwei cyanidkontaminierten Altlastenstandorten in Wien, Österreich, stammen. Eine Reihe von Experimenten wurde durchgeführt, um die Anreicherungskulturen zu etablieren und ihre Lebensfähigkeit zu verfolgen. Die Hauptexperimente umfassten Versuche mit sechs verschiedenen Mineralsalzmedien (MSM), um die optimalen Bedingungen für das Bakterienwachstum zu finden. Autochtone Bakterienkulturen die mittels Aufwuchskörpern („bac-traps“) in Grundwassermessstellend der kontaminierten Standorte gesammelt worden waren, wurden in dem am besten geeigneten MSM kultiviert und ihre Vitalität mittels optischer Dichtemessungen und Koloniezählungen überwacht. Die Ergebnisse zeigen bedingte, aber vielversprechenden Erfolg bei der Kultivierung lebensfähiger cyanidabbauender Bakterienkulturen. Anreicherungskulturen aus dem Bac-Trap-Material zeigten eine geringe Zelldichte, verlängerte Lag-Phasen und schwaches Initialwachstum. Die Fähigkeit der Kulturen, auf Platten mit Agar und Kaliumcyanid als einzige Nährstoffquelle zu wachsen, impliziert jedoch die potenziellen Abbaukapazitäten der Bakterien. Die erarbeiteten Grundlagen bieten eine Basis für weiterführende Forschung und Entwicklung im Bereich der Cyanid-Bioremediation und zeigen die Notwendigkeit weiterer Forschungen, um die Lücke zwischen Labor- und Feldanwendungen zu schließen.
description: Cyanides, encompassing compounds with a cyano-group (-C≡N), are significant environmental pollutants originating from various anthropogenic sources. High levels of cyanides in surface- and groundwaters pose severe hazards to the aerobic lifeforms that feed in these environments by inhibiting cellular respiration. Despite numerous studies on cyanide contamination and biological cyanide degradation at the laboratory level, there is a notable gap in applying bioremediation techniques at field scale. This study aimed to lay the foundation for field-scale bioremediation by establishing enrichment cultures of indigenous bacteria capable of degrading cyanide collected from two cyanide-polluted legacy contamination sites in Vienna, Austria. A suite of experiments was conducted to establish the enrichment cultures and track their viability. The main experiments included trials with six different mineral salt media (MSM) to find optimal conditions for bacterial growth. Indigenous mixed bacteria sourced from bacterial traps exposed to contaminated groundwater were cultured in the best-performing MSM, and their vitality was tracked using optical density measurements and colony counts. Results indicate limited yet promising success in cultivating viable cyanide-degrading bacterial cultures. Enrichment cultures derived from the bac-trap material showed low cell density, extended lag phases and weak initial growth, but the cultures’ ability to grow on plates with agar and potassium cyanide as sole nutrient sources implies the potential degradation capabilities of the bacteria. The groundwork laid by this study provides a foundation for continued research and development in cyanide bioremediation, emphasizing the need for further research to bridge the gap between laboratory and field-scale applications.