С развитием крупнотоннажного производства, каковым в Республике Беларусь является производство полиамидного волокна, остро стал вопрос об утилизации синтетических материалов. Широко применимые методики устарели и не являются оптимальными с экологической точки зрения. В связи с этим, перспективной областью является биодеструкция синтетических материалов микроорганизмами [1,2].
Данная тема является малоизученной. А о микробиологической деструкции бытует представление как о процессе негативном. Однако исследования в данном направлении необходимы. «При помощи адаптированных к полиамиду штаммов микроорганизмов возможна утилизация отходов производства полиамидных волокон изделий, вышедших из употребления, что приблизит к решению проблемы безотходного производства и утилизации отходов, содержащих синтетические волокна. Также, изучив процесс деструкции, можно разработать методы повышения биостойкости волокон, а, следовательно, и материалов, которые из них изготавливаются» [3, с 1].
Объектами исследования были 3 штамма микроорганизмов, выделенных из активного ила нитрификаторов (N1) и денитрификаторов (DN2, DN3) очистных сооружений ОАО «Гродно Азот». Модификации подвергались: поликапроамидные волокна tex 93, выпускаемые филиалом «Завод Химволокно» ОАО «Гродно Азот». Была разработана методика культивирования микроорганизмов на различных питательных средах с добавлением полиамидных волокон, изучено влияние волокна на интенсивность роста микроорганизмов. В качестве сред для биомодификации полиамидного волокна использовались: среда Эванса, богатая питательными веществами и голодная среда, стабилизированная веществом-донором поливиниловым спиртом (ПВС провоцирует выработку ферментов).
Концентрацию клеток в культуральной жидкости определяли с помощью измерения оптической плотности суспензий.
Было выявлено, что микроорганизмы способны разрушать полиамидные волокна, особенно при недостатке питательных веществ. Так, при культивировании на голодной среде с добавлением полиамидных волокон, выявлен более интенсивный рост, по сравнению с контролем, всех изучаемых штаммов, что свидетельствует об их способности расщеплять полиамидные волокна и использовать их как питательный субстрат. Более активно использует полиамидное волокно как единственный источник углерода и азота штамм DN3 (выше контроля на 99 %) (рисунки 1, 2).
Рис. 1. Динамика роста микроорганизмов при культивировании в голодной среде, без добавления волокон
Рис. 2. Динамика роста микроорганизмов при культивировании в голодной среде, содержащей полиамидные волокна
В связи с тем, что в среде Эванса, в отличие от голодной среды, присутствуют органические вещества, создаются условия для кометаболизма волокон. При культивировании на среде Эванса с добавлением волокон, наблюдается более интенсивный рост штаммов N1 и DN2 по сравнению с контролем. Более активно в условиях кометаболизма использует полиамид штамм DN2 (выше контроля на 57 %). Штамм DN3 лучше развивался в контроле, что говорит о неспособности данного штамма разрушать полиамидные волокна в условиях кометаболизма (рисунки 3, 4).
Рис. 3. Динамика роста микроорганизмов при культивировании в среде Эванса, без добавления волокна
Рис. 4. Динамика роста микроорганизмов при культивировании в среде Эванса, содержащей полиамидные волокна
Исходя из этого, можно сделать вывод, что микроорганизмы могут использоваться для деструкции полиамидного волокна.
Литература:
- Васнев, В. А. Биоразрушение полимеров / В. А. Васнев // Поликонденсационные процессы и полимеры. — Нальчик, 1983. — 373 с.
- Свириденок, А. И. Модифицирование поверхности полиамидных волокон при бактериальном воздействии / А. И. Свириденок, В. В. Мешков, И. М. Ринкевич // Доклады АНБ. — 1995. — Т. 39. — № 4. — С. 113–116.
- Корин, И. М. Взаимодействие микроорганизмов с полиамидным волокном в процессе биомодификации: Автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. биол. наук: 03.00.23 / И. М. Корин; Грод. гос. ун-т им. Я.Купалы. — Гродно, 1998. — 17 с.
