הפחתת סולפט מיקרוביאלית היא תהליך בעל חשיבות רבה בביוטכנולוגיה סביבתית. הצלחת הכורים הסולפידוגניים תלויה בין היתר בהרכב המיקרוביאלי של הבוצה. כאן, אנו מציגים פרוטוקול לפיתוח בוצה גופרתית ממשקעי נביעות הידרותרמיות בכור UASB למטרות דה-כלור רדוקטיבי.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
פיתוח של Sulfidogenic בוצה מים משקעים וטריכלוריטן הפחתה בכור שמיכת Upflow אנאירובית בוצה
במאמר זה
סיכום
תקציר
החשיבות של הפחתת סולפט מיקרוביאלית מסתמכת על היישומים השונים שהיא מציעה בביוטכנולוגיה סביבתית. הפחתת סולפט מהונדסת משמשת בטיפול בשפכים תעשייתיים להסרת ריכוזים גדולים של סולפט יחד עם דרישת החמצן הכימית (COD) ומתכות כבדות. הגישה הנפוצה ביותר לתהליך היא עם ביו-ריאקטורים אנאירוביים בהם מתקבלת בוצה סולפידוגנית באמצעות התאמה של בוצה גרגירית מתאנוגנית בעיקר לסולפידוגנזה. תהליך זה עשוי להימשך זמן רב ולא תמיד מבטל את התחרות על המצע בשל הימצאותם של מתאנוגנים בבוצה. בעבודה זו, אנו מציעים גישה חדשה להשגת בוצה סולפידוגנית שבה משקעי נביעות הידרותרמיות הם המקור המקורי למיקרואורגניזמים. הקהילה המיקרוביאלית שהתפתחה בנוכחות סולפט וחומצות שומן נדיפות רחבה מספיק כדי לקיים הפחתת סולפט לאורך תקופה ארוכה מבלי להפגין עיכוב עקב סולפיד.
פרוטוקול זה מתאר את ההליך ליצירת הבוצה מהמשקעים בכור מסוג שמיכת בוצה אנאירובית (UASB). יתר על כן, הפרוטוקול מציג את ההליך להדגמת יכולתה של הבוצה להסיר על ידי דה-כלור רדוקטיבי מודל של מזהם אורגני רעיל ביותר כגון טריכלורואתילן (TCE). הפרוטוקול מחולק לשלושה שלבים: (1) היווצרות הבוצה וקביעת פעילותה להפחתת הסולפט ב-UASB, (2) הניסוי להסרת ה-TCE על ידי הבוצה, ו-(3) זיהוי מיקרואורגניזמים בבוצה לאחר הפחתת ה-TCE. למרות שבמקרה זה המשקעים נלקחו מאתר שנמצא במקסיקו, יצירת בוצה גופרתית באמצעות הליך זה עשויה לעבוד אם לוקחים מקור אחר של משקעים מכיוון שמשקעים ימיים הם מאגר טבעי של מיקרואורגניזמים שעשויים להיות מועשרים בחיידקים מפחיתי סולפט.
מבוא
אחת התרומות החשובות ביותר לביוטכנולוגיה הסביבתית היה העיצוב של bioreactors בי הבוצה משמשת (הבידוד) הייתה מסוגלת לבצע בתנאי סולפט הפחתה. הפחתת סולפט (SR) מאפשרת הטיפול בזרמי שפכים המכילים ריכוז גבוה של חומצה גופרתית בנוסף להסרת הזמנית של COD, מתכות כבדות ומזהמים אורגניים, עובדה שהופכת את SR אופייני רצויה של הבוצה 1. כמה דוגמאות של שפכים מזוהמים עם סולפט מגיעות מתעשיות הבורסקי, נייר, תרופות והייצור כימי 1. עם זאת, רוב הספרות מתייחס לsulfidogenic בוצה כאשר בוצת גרגירי Methanogenic הותאמה לsulfidogenesis 2. הסתגלות זו מושגת בדרך כלל על ידי מניפולציה של COD / SO 4 2 היחס בbiorea....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
באיור 1. תכנית לצעדים של הפרוטוקול. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
1. איסוף ימי משקעים לכינונה של הבוצה
- לזהות אזור או קרוב לפתחים הידרותרמיות (בשל נוכחותם של סולפידים, אשר עשוי להצביע על פעילות סולפט גבוהה הפחתה) או לאז....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
התנהגות אופיינית להפחתת סולפט בbioreactor מוצגת באיור 5. זה חשוב לשים לב כי במהלך השבועות הראשונים של הפחתת סולפט פעולה יהיה איטית. עם זאת איטי, הצריכה של מעל 90% מסולפט לאורך הזמן מצביעה על כך שהבידוד הוא פיתוח קהילת חיידקים מסוגל להפחית סולפט ולכן, מועשרת בחיידקי סולפט הפחתה. תקופות השונות בדמות מצביעות על כך שהפחתת סולפט הייתה הגדלת שיעורה לאורך זמן. בתחילת, אצווה לקח 20 ימים לסולפט להיות מופחתים (התקופה), ולאחר מכן שיעור ההפחתה שלה הלך וגודל, וזה לקח בערך 10 י.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
ישנם מספר יישומים של sulfidogenesis בביוטכנולוגיה הסביבתית, אחד היישומים הנפוצים ביותר של חילוף החומרים של חיידקי הפחתת סולפט בקונסורציומים עם תסיסת חיידקים היא בטיפול בשפכים. כורי UASB הם בין הגישות העיקריות מהונדסות לטיפול בשפכים תעשייתי בריכוזים גבוהים סולפט. בעבודה זו, אנו מציגים פרוטוקול להשיג בוצת sulfidogenic ממשקעים ימיים בכור UASB. השלבים הקריטיים בפרוטוקול להשיג בוצת sulfidogenic ממשקעים ימיים הם: (1) קידום homogeny של מדגם המשקעים להיות ממוקמים בכור, (2) האכלת הריכוז הנ.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
המחברים סלין מונטסראט גרסיה-סולארס, קלאודיו גריביי-אוריג'ל וקלאודיה גררו בראחס הגישו (כממציאים) בשנת 2012 את הבקשה לקבלת פטנט שכותרתו: "תהליך לטיפול אנאירובי בשפכים תעשייתיים עם תכולה גבוהה של סולפט ותרכובות כלור". הגשה זו אושרה לשלב העיצוב. בהגשה יש את Instituto Politécnico Nacional כבעל הזכויות.
תודות
המחברים אסירי תודה על התמיכה הכספית הניתנת על ידי מענקי Instituto Politécnico Nacional 20120110, 20130399 ו-20140239 SIP וכן על ידי Instituto de Ciencia y Tecnología del Distrito Federal Mexico (PICS 08-79, ICYT-DF, 2009-2012). תודה גם ל-CONACYT – מקסיקו על מלגת התואר השני (225806) שהוענקה לסלין מונטסראט גרסיה-סולארס ועל התמיכה הכספית שניתנה על ידי מענק 82627.
....הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| טריכלורואתילן | סיגמא אולדריץ' | 251402 | |
| cis-1,2-dichlorotehylene | sigma Aldrich | ||
| trans-1,2-dichloroethylene | sigma Aldrich | D-62209 | |
| ויניל כלוריד סקוטי סטנדרטי | supelco | 1,000 ppm v/v בחנקן | |
| אתן סקוטי סטנדרטי | supelco | 99% טוהר | |
| משאבה | Masterflex | דגם 7553-75 | |
| ספקטרופוטומטר | כל | ||
| מיקרוצנטריפוגה | כל | ||
| מזרקים אטומים לגז | כל | כור זכוכית UASB של 100 ו -200 מיקרוליטר | |
| כל | |||
| כרומטוגרף גז מתוכנן | כל | גלאי FID | |
| עמודה נימית SPB-624 | supelco | ||
| מד pH | כל | ||
| צינורות ויטון ריאגנטים | בסיסי מאסטרפלקס | ||
| כל | |||
| ריאגנטים של מתכות קורט | כל | ||
| ריאגנטים לתמיסת ויטמינים | כל | ||
| נתרן גופרתי | כל | ||
| חומצות שומן נדיפות | כל | ||
| ערכת קביעת COD | HACH | 0-15,000 מ"ג / ליטר | |
| ערכת שיבוט TOPO-TA PCR® 4.0 | Invitrogen, ארה"ב | ||
| S.N.A.P. TM Miniprep Kit | Invitrogen, בריטניה | ||
| Pure link TM ערכת Miniprep פלסמיד מהירה | Invitrogen |
מקורות
- Lens, P., Esposito, M. V. G., Zandvoort, M. Perspectives of sulfate reducing bioreactors in environmental biotechnology. ReViews Environmental Science and Biotechnology. 1 (4), 311-325 (2002).
- Omil, F., Lens, P., Hulshoff, P., Lettinga, G.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
