Научно-технические основы технологии получения комплекса селекционированных микроорганизмов и продуктов их ферментации, обладающих высокой биодеструктивной активностью по отношению к твердой органической фракции сточных вод муниципальных очистных сооружений

Анализ образцов воды и ила на вторичных отстойниках и метантенке очистных сооружений канализации г. Тулы методом оптико-эмиссионной спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой выявил наличие в них ряда тяжелых металлов, а именно Ni, Co, Cd, Zn, Pb, Cu в концентрациях ниже установленных ПДК. Количество бактерий (КОЕ), высеянных из исследуемых образцов воды и ила, составило: ил вторичного отстойника – 2.8 х 106 кл./мл, вода вторичного отстойника – 2.4 х 105 кл./мл, суспензия из метантенка – 1.6 х 105 кл./мл. По результатам высева на среду с ТМ были выделены бактерии, имеющие устойчивость к Ni, Cd, Zn, Pb, Cu в концентрации 3 мМоль. На среде c Co не было отмечено роста колоний. Среди культивируемых бактерий некоторые обнаруживали высокую устойчивость к Pb и Zn (5 мМоль ). Часть бактерий были устойчивые одновременно к нескольким металлам (например, Zn и Cd). В результате анализа методом матрично-активированной лазерной десорбции/ионизации была установлена видовая принадлежность выделенных микроорганизмов. Результаты филогенетического анализа последовательностей гена 16S рРНК показали, что большинство выделенных устойчивых к ТМ штаммов относятся к роду Pseudomonas. Исключение составляют штаммы, устойчивые к Cu, Ni и один из штаммов, устойчивый к Pb (род Serratia). Установлена очевидная тенденция к увеличению подвижных форм большинства тяжелых металлов (кроме свинца) в ОСВ под влиянием микроорганизмов-биодеструкторов. Одним из механизмов мобилизации металлов является их высвобождение из состава органического вещества осадков сточных вод при его разложении. Однако, необходимы дальнейшие исследования в этом направлении с учетом возраста ОСВ, времени инкубирования и других факторов, которые могут оказывать влияние на потенциальную подвижность тяжелых металлов. Оценка токсичности ОСВ после трёхмесячного инкубирования с комплексом микроорганизмов-биодеструкторов с помощью методов фитотестирования показала, что свежий ОСВ оказывал достоверное угнетающее действие на прорастание семян овса и длину корней проростков. Однако, обработка комплексом выделенных микроорганизмов ОСВ возрастом 1 и 2 года уже не приводила к формированию токсического эффекта. По снижению всхожести ОСВ после инкубирования с микроорганизмами-биодеструкторами относятся к III классу токсичности, а по снижению длины корней – к IV классу токсичности. Изучение потребления кислорода в закрытом респирометре по ГОСТ Р ИСО 9408-2016 показало, что разложение органического вещества свежего ОСВ под влиянием выделенных микроорганизмов-биодеструкторов протекает при жидкостной инокуляции на 17-21% интенсивнее, чем в ОСВ без внесения микроорганизмов. При твердофазной закваске величина потребления кислорода возрастает на 5-12% по сравнению с исходными ОСВ.