В современном мире деятельность человека неразрывно связана с загрязнением окружающей среды чужеродными для нее соединениями. Одним из таких соединений является капролактам.
«Капролактам — один из наиболее востребованных на мировом рынке химических продуктов, ежегодное мировое производство которого исчисляется миллионами тонн. Более 90 % произведенного капролактама используется для получения полимерных материалов (поликапроамид, капрон, нейлон-6), находящих широкое применение в различных отраслях народного хозяйства» [1].
В настоящее время отходы производства, содержащие капролактам и его производные, подвергаются захоронению или сжигаются, что нецелесообразно как с экологической, так и с экономической точки зрения.
Процесс микробной деструкции капролактама начал изучаться еще в середине 20 века. Так при исследовании деструкции капролактама комплексом микроорганизмов активного ила, Р. П. Наумовой было обнаружено, что из 30 изучаемых штаммов, 4 штамма (р. Bacillus, Pseudomonas, Bacterium) способны разрушать данное соединение [2].
Подробным изучением данной темы также занимались японские ученые Като К. и Фукумура Т. Они выделили культуры микроорганизмов (р. Pseudomonas, Corynebacterium, Achromobacter), которые активно используют капролактам в качестве источника питательных веществ [3].
Объектами исследования были предварительно отобранные штаммы микроорганизмов: 3 штамма микроорганизмов очистных сооружений ОАО «Гродно Азот»: нитрификаторы (N1), 2 штамма денитрификаторов (DN2, DN3), а также 1 штамм микроорганизмов очистных сооружений канализации г. Гродно (ОЧ2).
Согласно разработанной методике, штаммы культивировались в различных средах с добавлением капролактама. Было изучено влияние капролактама на интенсивность роста данных микроорганизмов. В качестве сред для культивирования использовались: среда Эванса, богатая питательными веществами и голодная среда, стабилизированная веществом-донором поливиниловым спиртом.
Интенсивность роста микроорганизмов определялась путем измерения оптической плотности отобранных суспензий.
Характер роста исследованных штаммов бактерий на голодной среде с капролактамом свидетельствует об их неспособности расщеплять данное вещество вследствие его циклической структуры (рисунки 1,2).
Рис. 1. Динамика роста микроорганизмов при культивировании в голодной среде, без добавления химических материалов
Рис. 2. Динамика роста микроорганизмов при культивировании в голодной среде, содержащей капролактам
В среде с капролактамом у штаммов N1, DN2 и DN3 рост практически не наблюдается. Штамм ОЧ2 растет, но значительно хуже, чем при культивировании в контрольной среде. Это свидетельствует о том, что данный штамм, в отличие от культивирования в голодной среде, способен, хоть и незначительно, использовать капролактам в условиях кометаболизма (рисунки 3,4).
Рис. 3. Динамика роста микроорганизмов при культивировании в среде Эванса, без добавления химических материалов
Рис. 4. Динамика роста микроорганизмов при культивировании в среде Эванса, содержащей капролактам
Таким образом, изучаемые микроорганизмы нецелесообразно использовать в качестве деструкторов капролактама.
Литература:
- Бактерии-деструкторы низкомолекулярных линейных олигомеров epsilon-капролактама / Т. З. Есикова [и др.] // Прикладная биохимия и микробиология — 2014. — № 5. — С. 481–490.
- Наумова, Р. П. Изучение превращения капролактама бактериями // Итоговая науч. конф. — Казань, 1964. –С.67–69.
- Kato, K. Bacterial breakdown of ε–caprolactam/ К. Kato, Т. Fukumura // Chem.and Industr., 1962. — N 23. — p.1146.
