Name: Développement de sulfurogènes boues de sédiments marins et la réduction de trichloroéthylène dans une couverture Réacteur à refoulement de boue anaérobie (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-10-15T14:00:00.000+00:00
Duration: 15 min 19 s
Description: Découvrez le développement de boues sulfurogènes à partir de sédiments marins dans un réacteur UASB pour la réduction du trichloroéthylène. Cette méthode améliore la bioremédiation des polluants organiques.

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Les auteurs sont reconnaissants du soutien financier fourni par les subventions de l’Instituto Politécnico Nacional 20120110, 20130399 et 20140239 SIP ainsi que par l’Instituto de Ciencia y Tecnología del Distrito Federal Mexico (PICS 08-79, ICYT-DF, 2009-2012). Merci également à CONACYT – Mexique pour la bourse d’études supérieures (225806) accordée à Selene Montserrat García-Solares et pour le soutien financier fourni par la subvention 82627.

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<li>Guerrero-Barajas, C., Garibay-Orijel, C., Rosas-Rocha, L. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sulfate+reduction+and+trichloroethylene+biodegradation+by+a+marine+microbial+community+from+hydrothermal+vents+sediments%5BTitle%5D)+AND+%22International+Biodeterioration+and+Biodegradation%22%5BJournal%5D)">Sulfate reduction and trichloroethylene biodegradation by a marine microbial community from hydrothermal vents sediments.</a> International Biodeterioration and Biodegradation. 65, 116-123 (2011).</li>
</ol>

Les auteurs Selene Montserrat García-Solares, Claudio Garibay-Orijel et Claudia Guerrero Barajas ont déposé (en tant qu’inventeurs) en 2012 la demande d’obtention d’un brevet intitulé : « Procédé de traitement anaérobie des eaux usées industrielles à haute teneur en composés sulfatés et chlorés ». Cette soumission a été approuvée jusqu’à l’étape de la mise en forme. La soumission a l’Instituto Politécnico Nacional comme propriétaire des droits.

Il existe plusieurs applications de sulfidogenesis dans la biotechnologie environnementale, l&#39;une des applications les plus utilisées du métabolisme des bactéries réductrices de sulfate dans des consortiums avec la fermentation des bactéries est en traitement des eaux usées. Réacteurs UASB sont parmi les principales approches conçus pour le traitement des eaux usées industrielles avec des concentrations élevées de sulfate. Dans ce travail, nous présentons un protocole pour obtenir des boues sulfurogènes de sédiments...

Une des contributions les plus importantes à la biotechnologie environnementale a été la conception de bioréacteurs dans lequel la boue utilisée (inoculum) a été en mesure d&#39;effectuer dans des conditions de sulfate de réduction. Sulfate de réduction (SR) permet le traitement de flux d&#39;eaux usées qui contiennent des concentrations élevées de sulfate en plus de l&#39;élimination simultanée de la DCO, des métaux lourds et des polluants organiques, ce qui rend une caractéristique souhaitable SR de la boue 1. Quelques exemples d&#39;effluents contaminés avec du sulfate proviennent de tannerie, papier, des produits pharmaceutiques et de fabrication de produits chimiques industries 1. Cependant, la plupart de la littérature se réfère à sulfurogènes boues lorsque la boue granulaire méthanogène a été adapté pour sulfidogenesis 2. Cette adaptation est souvent atteint par la manipulation de la COD / SO 4 2- rapport dans le bioréacteur et ajout de produits chimiques pour inhiber les bactéries méthanogènes dans le 2,3 de boues. En plus de la longue période que may exiger la formation des granules sulfurogènes, la concurrence entre les méthanogènes et réducteurs de sulfate et de la tolérance de la boue à de fortes concentrations de sulfure sont quelques-uns des principaux problèmes qui pourraient survenir si la boue sulfurogènes utilisé dans le bioréacteur est obtenu à partir de l&#39;adaptation de principalement boues méthanogène en sulfate des conditions réductrices. Dans ce travail, nous décrivons la procédure pour obtenir une boue principalement sulfurogènes des évents hydrothermaux sédiments (Punta Mita, Nayarit, Mexique) dans un réacteur anaérobie à lit de boues à flux ascendant (UASB), puis nous évaluons son sulfate réduction de l&#39;activité au fil du temps et menons une expérience d&#39;évaluer son application sur la déchloration réductrice. L&#39;emplacement des sédiments a été choisi car il a été rapporté que, dans ce site il ya formation de sulfures en raison de l&#39;activité de sulfate réduire manifestée par la communauté microbienne qui habitent cet endroit particulier 4. Il ya Severavantages al dans l&#39;obtention de ces boues sulfurogènes des sédiments sur l&#39;adaptation de boue granulaire méthanogène à sulfidogenesis. Certains de ces avantages sont les suivants: (1) il est inutile de former des granulés pour le bioréacteur de fonctionner, (2) des boues tolère des concentrations relativement élevées de sulfure par rapport aux autres UASB qui fonctionnent avec des boues méthanogène adapté, et (3) il est pas de compétition pour le substrat avec de l&#39;acétate méthanogènes même si on utilise dans le mélange des acides gras volatils qui est inclus dans le milieu de culture pour favoriser la formation de la boue. Cette procédure a été suivie de promouvoir sulfidogenesis parce sédiments marins sont une piscine naturelle d&#39;une grande variété de micro-organismes tels que le sulfate de réduire les bactéries, la fermentation des bactéries et déshalogénante bactéries pour ne citer que quelques-uns de 5,6. Le type de consortium développé à partir de sédiments marins en utilisant ce protocole peut présenter l&#39;efficacité dans la réduction de sulfate et donc grand s<html> ulfate réduction de l&#39;activité au fil du temps et une plus grande tolérance au sulfure à des concentrations supérieures à la signalé comme toxique pour les bactéries méthanogènes et sulfatoréductrices bactéries. D&#39;autre part, il est probable que la capacité de déshalogénation est également représenté dans les sédiments en suivant le protocole proposé ici, mais il peut dépendre de la communauté microbienne d&#39;origine. Cette hypothèse est fait sur ​​la base du fait que la déchloration réductrice peut se produire soit par la respiration ou cométabolisme, deux conditions qui peuvent être promus dans la communauté microbienne marine 7. La culture des sédiments pour obtenir la boue a été réalisée en utilisant un mélange d&#39;acétate, propionate et butyrate en tant que substrat, parce que ces acides gras volatils sont utilisés par plusieurs souches de bactéries sulfato-réductrices. Ces acides sont également le type de composés de carbone fréquemment trouvés dans les sédiments marins, selon plusieurs rapports de la littérature sur la matière carbonée dans les sédiments de la mer 5,6. contenu &quot;&gt; Enfin, certains des composés les plus toxiques que l&#39;on retrouve dans les corps de l&#39;eau souterraine et d&#39;autres l&#39;eau partout dans le monde sont les solvants chlorés tels que le trichloroéthylène (TCE) et de perchloroéthylène (PCE). Ces composés sont toxiques non seulement à l&#39;être humain, mais également des microorganismes, en particulier TCE, qui est toujours considéré comme un polluant prioritaire par l&#39;Environmental Protection Agency des États-Unis 8. Dans ce travail, nous avons proposé une expérience dans laquelle la boue sulfurogènes est testé sur sa capacité de réduire le TCE à des concentrations qui sont dans la fourchette indiquée pour les composés chlorés biodégradation dans des conditions méthanogènes 9,10. Il est à noter que la plupart des recherches sur la biodégradation des composés chlorés a été menée dans des conditions méthanogènes 9,10. Nous considérons que l&#39;expérience avec TCE proposé dans ce protocole est un bon exemple des applications potentielles de la boue. L&#39;objectif de cette expérience était de evaloriser la tolérance de la boue au TCE et l&#39;effet de TCE sur la réduction de l&#39;activité du sulfate. Tenant compte du fait que la plupart des recherches sur la biodégradation des composés chlorés est effectuée dans des conditions méthanogènes, ce protocole suggère la formation d&#39;une boue peut être utilisé pour simultanément: (1) retirer le sulfate, (2) enlever la DCO et (3) supprimer des composés chlorés. Une autre étape pourrait consister à évaluer la boue sur l&#39;élimination simultanée de TCE et de métaux lourds (en plus de sulfate et de la DCO), deux conditions qui ne peuvent pas être évalués dans des conditions méthanogènes.

<table><tbody><tr><td>trichloréthylène&nbsp ;</td><td>sigma Aldrich</td><td>251402</td><td></td></tr><tr><td>cis-1,2-dichlorotéhylène</td><td>sigma Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>trans-1,2-dichloroéthylène</td><td>sigma Aldrich</td><td>D-62209</td><td></td></tr><tr><td>chlorure de vinyle scotty standard</td><td>supelco</td><td></td><td>1 000 ppm v/v dans l’éthylène</td></tr><tr><td>azoté scotty standard</td><td>supelco</td><td></td><td>pureté</td></tr> <tr>de 99 %<td>pompe</td>, spectrophotomètre <td>Masterflex</td><td></td><td>modèle 7553-75</td></tr>, <tr><td></td><td>n’importe quelle</td><td></td><td></td></tr><tr><td>microcentrifugeuse</td>, <td>n’importe quelle</td><td></td><td></td></tr><tr><td>seringue étanche au gaz.</td><td>tout</td><td></td> réacteur en verre UASB de <td>100 et 200 microlitres</td></tr>, tout <tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>chromatographe en phase gazeuse sous-conçue.</td><td>tout</td><td></td><td>détecteur FID</td></tr> colonne <tr><td>capillaire SPB-624</td><td>pH-mètre supelco</td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>n’importe quel</td><td></td><td></td></tr><tr><td>tube viton Réactifs de</td> milieu basal <td>Masterflex</td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>tout réactif d’oligo-métaux</td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>tout réactif de</td><td></td><td></td></tr><tr><td>solution de vitamines</td><td>n’importe quel</td><td></td><td></td></tr> réactif<tr><td>sulfate</td><td>de sodium tout</td><td></td><td></td></tr><tr><td>acide gras volatil</td><td>tout</td><td></td><td></td></tr><tr><td>kit de détermination de la DCO</td> Gamme <td>HACH</td><td></td><td>0-15 000 mg/L</td></tr><tr><td>TOPO-TA kit de clonage pCR&reg ; 4.0&nbsp ;</td><td>Invitrogen, US</td><td></td><td></td></tr><tr><td>S.N.A.P. TM Kit Miniprep&nbsp ;</td><td>Invitrogen, Royaume-Uni</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pure link TM Kit de minipréparation rapide de plasmide</td><td>Invitrogen</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

développement de sulfurogènes boues de sédiments marins et la réduction de trichloroéthylène dans une couverture réacteur à refoulement de boue anaérobie

Development of Sulfidogenic Sludge from Marine Sediments and Trichloroethylene Reduction in an Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor

L’importance de la réduction microbienne du sulfate dépend des diverses applications qu’elle offre en biotechnologie environnementale. La réduction des sulfates est utilisée dans le traitement des eaux usées industrielles pour éliminer les grandes concentrations de sulfate ainsi que la demande chimique en oxygène (DCO) et les métaux lourds. L’approche la plus courante du procédé consiste à utiliser des bioréacteurs anaérobies dans lesquels des boues sulfurogènes sont obtenues par adaptation de boues granulaires principalement méthanogènes à la sulfurogenèse. Ce processus peut prendre beaucoup de temps et n’élimine pas toujours la concurrence pour le substrat en raison de la présence de méthanogènes dans les boues. Dans ce travail, nous proposons une approche novatrice pour obtenir des boues sulfurogènes dans lesquelles les sédiments des cheminées hydrothermales sont la source originelle de micro-organismes. La communauté microbienne développée en présence de sulfate et d’acides gras volatils est suffisamment large pour soutenir la réduction des sulfates sur une longue période de temps sans présenter d’inhibition due au sulfure. 
Ce protocole décrit la procédure de génération des boues à partir des sédiments dans un réacteur de type couverture de boues anaérobies à flux ascendant (UASB). De plus, le protocole présente la procédure permettant de démontrer la capacité des boues à éliminer par déchloration réductrice un modèle d’un polluant organique hautement toxique tel que le trichloréthylène (TCE). Le protocole est divisé en trois étapes : (1) la formation de la boue et la détermination de son activité réductrice de sulfate dans l’UASB, (2) l’expérience d’élimination du TCE par la boue, et (3) l’identification des micro-organismes dans la boue après la réduction du TCE. Bien que dans ce cas, les sédiments aient été prélevés sur un site situé au Mexique, la production d’une boue sulfurogène à l’aide de cette procédure peut fonctionner si une source différente de sédiments est prélevée, car les sédiments marins sont un réservoir naturel de micro-organismes qui peuvent être enrichis en bactéries sulfato-réductrices.

Un comportement typique de la réduction de sulfate dans le bioréacteur est représenté sur la Figure 5. Il est important de noter que pendant les premières semaines de la réduction de sulfate de fonctionnement sera lente. Cependant lente, la consommation de plus de 90% de sulfate au fil du temps indique que l&#39;inoculum développe une communauté microbienne capable de réduire le sulfate et donc, enrichi en sulfate bactéries réductrices. Les différentes périodes de la figure indiquent que la réduction de...

La réduction microbienne du sulfate est un processus d’une grande importance en biotechnologie environnementale. Le succès des réacteurs sulfurogènes dépend entre autres de la composition microbienne des boues. Ici, nous présentons un protocole pour développer des boues sulfurogènes à partir de sédiments de cheminées hydrothermales dans un réacteur UASB à des fins de déchloration réductrice.

Développement de sulfurogènes boues de sédiments marins et la réduction de trichloroéthylène dans une couverture Réacteur à refoulement de boue anaérobie

The importance of microbial sulfate reduction relies on the various applications that it offers in environmental biotechnology. Engineered sulfate ...

L'objectif général de l'expérience suivante est de développer un limon sulfidogène à partir de sédiments marins dans un réacteur A-U-A-S-B et d'évaluer sa performance en matière de réduction du TRICHLOROÉTHYLÈNE ou TCE. Cela est réalisé en collectant des sédiments marins afin d'obtenir un réservoir comportant une grande variété de micro-organismes, enrichis en bactéries réductrices de sulfate, lorsqu'ils se trouvent dans un environnement contenant les minéraux appropriés, des vitamines du milieu et des acides gras volatils servant de donneurs d'électrons. Dans un deuxième temps, les sédiments marins sont utilisés comme inoculum dans un réacteur A-U-A-S-B, mis en place et maintenu en conditions de réduction de sulfate pendant plusieurs semaines, jusqu'à l'obtention d'une activité stable de réduction de sulfate.Ensuite, le consortium présent dans le réacteur UASB sulfagénique est évalué pour la réduction du TCE afin d'évaluer la capacité des boues à transformer les polluants organiques pendant que la sulfagénèse est encore active. Les résultats montrent que la sulfagénèse s'est établie dans le bioréacteur et que les boues ont été capables de réduire le TCE dans des conditions de rédu

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Découvrez le développement de boues sulfurogènes à partir de sédiments marins dans un réacteur UASB pour la réduction du trichloroéthylène. Cette méthode améliore la bioremédiation des polluants organiques.

Développement de sulfurogènes boues de sédiments marins et la réduction de trichloroéthylène dans une couverture Réacteur à refoulement de boue anaérobie (Vidéo) | JoVE Journal

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