Výzkumný úkol MŠMT - AROMAGEN 2B08062

Genetické a fyziologické manipulace s bakteriálními degradéry aromatických polutantů a jejich využití

Financován poskytovatelem dotace:
Česká republika - MŠMT
Karmelitská 7, 118 12 Praha 1
IČ: 00022985
www.msmt.cz

Přehled výsledků za rok 2008

V prvním roce řešení projektu jsme se zaměřili především na návrh a konstrukci kontinuálního trubicového a suspenzního bioreaktoru využitelné pro bioremediaci vod. Dle našich vlastních provozních zkušeností jsme zvolili takové uspořádání bioreaktorů, které nejlépe odpovídá potřebám v provozní kultivaci a které reaguje na dosavadní poznatky kritických oblastí praktické biodegradace.

Při konstrukci kontinuálního trubicového bioreaktoru jsme zvolili sloupcové uspořádání skleněných trubic v párech, propojených pomocí PE a PTFE hadic. Sklo bylo vybráno jako materiál umožňující vizuální kontrolu bioreaktoru, zda nedochází k tvorbě proplástek. Pohyb média je zajištěn oběhovým čerpadlem, aerace je prováděna standardním vzduchovacím motorem. Instalovali jsme také peristaltické čerpadlo zajišťující dodávku nezbytných živin (ve formě N,P-solu) pro biodegradační inokulum. Do systému jsme také začlenili několik vzorkovacích kohoutů, bezpečnostní přepad pro nadbytečné médium a odplyňovací záklopku.

Pro konstrukci suspenzního náplňového bioreaktoru (foto) jsme využili válcovou reakční nádobu, jejíž obsah je promícháván pomocí rotační vrtulky poháněné elektromotorem. Do reakční nádoby jsou zavedeny trubice dodávající kyselinu (H2SO4) a hydroxid (NaOH) pro regulaci pH, zdroj uhlíku pro biodegradéry (prozatím jsme používali motorovou naftu) a kyselinu octovou (foto). Kromě toho je do reakční nádoby zavedena trubice aerační, vzorkovací, odvzdušňovací a odpadní, trubice pro sondy zaznamenávající pH a koncentraci kyslíku, topné těleso a chladící spirála (foto).

V úvodních testech jsme testovali úbytek modelového polutantu (nafty). Po nástřiku 20 ml nafty klesala významně koncentrace kyslíku v médiu po dobu 1-3 hodin (pokles až na 20% původní počáteční koncentrace), poté se koncentrace kyslíku pomalu vracela na původní úroveň. Biodegradační inokulum v reakční nádobě bylo opakovaně vystaveno predaci nálevníky, i přes značnou snahu udržet bioreaktor bez jejich přítomnosti. Nálevníci významně zdecimovali populaci biodegradérů obvykle během 15-48 hodin od jejich prvního objevení se v médiu. Po zjištění přítomnosti prvoků jsme pro jejich odstranění používali krátkodobý jednorázový přídavek kyseliny octové, který měl za následek vymizení nálevníků z média.

V příštím roce bude třeba se výrazně věnovat několika kritickým oblastem, např. testování optimální rychlosti proudění média kontinuálním trubicovým bioreaktorem. Dalším významným úkolem je připravit oba bioreaktory tak, aby byly plně ovladatelné na dálku. Následně budeme srovnávat oba bioreaktory v provozu, vyhodnocovat získaná data a optimalizovat klíčové parametry kultivace (intenzita aerace, rychlost pohybu média, růstová rychlost inokula, schopnost inokula kolonizovat náplň kontinuálního trubicového bioreaktoru aj.). Po optimalizaci provozu obou bioreaktorů přikročíme, ve spolupráci s Mikrobiologickým ústavem a VŠCHT, k aplikaci kmenů schopných degradovat aromatické látky a budeme vyhodnocovat získaná data, zejména rychlost a efektivitu biodegradace zvoleného polutantu, schopnost biodegradérů kolonizovat náplň kontinuálního trubicového bioreaktoru, pH, koncentraci kyslíku, aj.

© Karel Koranda jr. - 2008 | RS Nimue 1.0 | XHTML 1.0 valid | CSS 2.1 valid