Бактериальная деструкция смеси, полученной при химической модификации полихлорированных бифенилов полиэтиленгликолями

Автор: Д.О. Егорова, Т.И. Горбунова, М.Г. Первова, В.А. Демаков

Страница: 56-64

Бактериальная деструкция смеси, полученной при химической модификации полихлорированных бифенилов полиэтиленгликолями

Биотехнология, 2013, № 4, С. 56-64

УДК 579.222.2;579.87;579.66

Раздел:  «Экология»

Д.О. Егорова ^{1, *},  Т.И. Горбунова ²,  М.Г. Первова ²,  В.А. Демаков ¹

¹  ФГБУН "Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения РАН", Пермь, 614081

²  ФГБУН "Институт органического синтеза им. И.Я. Постовского Уральского отделения РАН", Екатеринбург, 620990

e-mail:  daryao@rambler.ru

Полихлорированные бифенилы (ПХБ) торговой марки «Совол», токсичные промышленные отходы,  подвергают химической переработке полиэтиленгликолем (ПЭГ) в присутствии гидроксида калия. В результате взаимодействия «Совола» с ПЭГ различной молекулярной массы (ММ_ПЭГ-4 ~ 200, ММ_ПЭГ-22 ~ 1000) получены водорастворимые смеси С1 и С2, содержащие монополиэтиленгликолоксипроизводные (ПХБ-ПЭГ-4 и ПХБ-ПЭГ-22), полихлорбифенилолы и не вступившие в реакцию конгенеры ПХБ (ПХБ 44, ПХБ 47, ПХБ 49, ПХБ 52, ПХБ 66). В данной работе впервые показана возможность бактериальной деструкции смесей С1 и С2 без их разделения на фракции. По данным газожидкостной хроматографии с пламенно-ионизационой и масс-спектрометрической детекцией, штамм Rhodococcus wratislaviensis KT112-7 осуществляет разложение всех химических соединений, присутствующих в исследуемых смесях. Установлено, что за 5 сут эксперимента штамм КТ112-7 разлагает 100%  монополиэтиленгликолоксипроизводных ПХБ, а полихлорбифенилолов и конгенеров ПХБ — на 90—95% в смесях С1 и С2; при этом в среде не обнаружены продукты трансформации и накапливаются свободные ионы хлора (72—94% от максимально возможного количества). Таким образом, применение химической модификации и последующей бактериальной деструкции привело к эффективному разложению технической смеси ПХБ с высоким содержанием высокохлорированных конгенеров.

Ключевые слова:  биологическая деструкция,  конгенеры,  полихлорбифенилы,  полиэтиленгликоли,  утилизация,  химическая переработка,  Rhodococcus.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Bacterial Degradation of a Mixture Obtained as a Result of Chemical Modification of Polychlorinated Biphenyls by Polyethylene Glycols

D.O. Egorova ^{1, *},  T.I. Gorbunova ²,  M.G. Pervova ²,  and  V.A. Demakov ¹

¹  The Institute for Ecology and Genetics of Microorganisms, Russ. Acad. Sci., Ural Branch, 614081, Perm' Russia

²  Postovskii Institute for Organic Synthesis, Russ. Acad. Sci., Ural Branch, 620990, Ekaterinburg Russia

e-mail:  daryao@rambler.ru

Polychlorinated biphenyls (PCBs) of Sovol tradename, toxic industrial wastes, have been subjected to chemical treatment by polyethylene glycols (PEGs) and potassium hydroxide. As a result of the interaction of Sovol with various molecular mass PEGs (MM_PEG-4 ~ 200, MM_PEG-22 ~ 1000),  water-soluble mixtures of C1 and C2 containing mono(polyethylene glycol)oxy-derivatives (PCB-PEG-4 and PCB-PEG-22) polychlorobiphenylols and unreacted PCB congeners (PCB 44, PCB 47, PCB 49, PCB 52, PCB 66) were obtained. It was shown for the first time that the C1 and C2 mixtures are susceptible to bacterial degradation without their fractionation. According to the gas-liquid chromatography with flame-ionization and mass-spectrometric detection, a Rhodococcus wratislaviensis KT112-7 strain degraded all the chemical compounds occurring in the mixtures. It was found out from a 5-day experiment that the KT112-7 strain decomposes the mono(polyethylene glycol)oxy-derivatives completely (by 100%) and polychlorobiphenylols and PCB congeners by 90—95% in the C1 and C2 mixtures. the culture medium failed to contain the transformation products, whereas free chlorine ions were accumulated (72—94% of the maximum possible amount). Thus, the use of the chemical modification and consecutive bacterial degradation provided an effective destruction of technical PCB mixtures with a great content of high-chlorinated congeners.

Key words:  biological degradation,  chemical treatment,  congeners,  polychlorinated biphenyls,  polyethylene glycols,  Rhodococcus,  utilization.

18.12.2013, 4467 просмотров.