Bioremediation of hydrocarbon and heavy metal contaminated soil using Rhodococcus-biosurfactants and immobilized rhodococcal cells | Биоремедиация нарушенных углеводородами и тяжелыми металлами почв с использованием Rhodococcus-биосурфактантов и иммобилизованных родококков

Bioremediation of hydrocarbon and heavy metal contaminated soil using Rhodococcus-biosurfactants and immobilized rhodococcal cells | Биоремедиация нарушенных углеводородами и тяжелыми металлами почв с использованием Rhodococcus-биосурфактантов и иммобилизованных родококков

2012

Ivshina, I.B. | Krivoruchko, A.V. | Kuyukina, M.S. | Kostina, l.V., Russian Academy of Sciences, Perm

English. An application of Rhodococcus biosurfactants and immobilized Rhodococcus actinobacteria for rehabilitation of hydrocarbon and heavy metal contaminated biocenosis was investigated. Bacterial producers of Rhodococcus biosurfactants with high emulsifying activity (E24 = 38–75%), maximal resistance to heavy metal salts (MIC more 100 mM), accumulation of heavy metal ions (48–88%), and hydrocarbon-oxidizing activity (16–20 g/(l*h) are selected. Immobilization of rhodococcal cells on hydrophobized sawdust or in granules of polyvinyl alcohol cryogel has resulted in 2–4-fold increase in heavy metal resistance, 10–15% increase in metal accumulating ability, and 4–16-fold improvement of hydrocarbon oxidizing activity. It is established that application of Rhodococcus biosurfactants and immobilized biocatalysts provided efficient (80–90%) removal of oil hydrocarbons and heavy metals from soil within 4 months. The efficacy of developed biosurfactants and biocatalysts against the most resistant to degradation components in crude oil (high-molecular alkanes, polycyclic aromatic hydrocarbons) and heavy metals is revealed. Advantages of Rhodococcus biosurfactants, such as ecological safety and increased functional activity compared to synthetic surfactants, are confirmed. It is found that introduced rodokokki steadily dominate in hydrocarbon-oxidizing bacteria populations throughout the period of bioremediation and have no significant effect on natural microorganisms. At the same time introduction of cells in the contaminated soil provides hydrocarbon degradation and detoxification of heavy metals, whereas Rhodococcus biosurfactants help to increase the mobility and bioavailability of these pollutants for the soil microorganisms.

Show more [+]

Less [-]

Russian. Исследована возможность и целесообразность использования Rhodococcus-биосурфактантов и иммобилизованных родококков в технологиях восстановления нарушенных углеводородами и тяжелыми металлами биоценозов. Отобраны эффективные продуценты Rhodococcus-биосурфактантов, характеризующиеся высокой (E24=38–75%) эмульгирующей активностью, максимальными показателями устойчивости к солям тяжелых металлов (МИК больше 100 мМ), аккумуляции ионов тяжелых металлов (48–88%), углеводородокисляющей активности (16–20 г/(л∙ч)). Показано, что иммобилизация родококков на поверхности модифицированных опилок или в гранулах поливинилового спирта приводит к увеличению их металлорезистентности в 2–4 раза, аккумулирующей способности на 10–15%, углеводородокисляющей активности в 4–16 раз. Установлено, что применение Rhodococcus-сурфактантов и биокатализаторов на основе иммобилизованных родококков способствует извлечению из почвы до 80 и 90% нефтяных углеводородов и тяжелых металлов соответственно в течение 4 мес. Выявлена эффективность разработанных биосурфактантов и биокатализаторов в отношении наиболее устойчивых к разложению компонентов сырой нефти (высокомолекулярные алканы, полициклические ароматические углеводороды) и тяжелых металлов. Подтверждены преимущества Rhodococcus-биосурфактантов по сравнению с синтетическими сурфактантами, а именно: высокая экологическая безопасность и повышенная функциональная активность. Установлено, что интродуцированные родококки стабильно доминируют в популяции углеводородокисляющих бактерий на протяжении всего периода биоремедиации и не оказывают существенного влияния на природные микроорганизмы. При этом внесение клеток в загрязненную почву обеспечивает деградацию углеводородов и детоксикацию тяжелых металлов, тогда как Rhodococcus-биосурфактанты способствуют увеличению подвижности и биодоступности данных загрязнителей для почвенных микроорганизмов.

Show more [+]

Less [-]

Bibliographic information

Аграрный вестник Урала | Ural Agrarian Bulletin

Issue

8

ISSN

1997-4868

Other Subjects

Petrole; Micro-organisme immobilise; Polucion del suelo; Federacion de rusia; Biodecontaminacion; Metal lourd; Federation de russie; Petroleo