Эффективное биоразложение ди

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 15262 (2022) Цитировать эту статью

1638 Доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Штамм LMB-7, разлагающий ди-2-этилгексилфталат (ДЭГФ), был выделен из почвы электронных отходов. По биофизическим/биохимическим характеристикам и анализу гена 16S рРНК штамм был идентифицирован как Nocardia asteroides. Оптимальные значения pH и температуры для разложения ДЭГФ составляли 8,0 и 30 °С соответственно, а удаление ДЭГФ достигало 97,11% после культивирования в течение 24 ч при начальной концентрации 400 мг/л. В качестве промежуточных продуктов разложения можно было идентифицировать дибутилфталаты, моно-2-этилгексилфталат и 2-этилгексанол, и можно было подтвердить, что ДЭГФ полностью разлагался штаммом LMB-7. Насколько нам известно, это новый отчет о деградации ДЭГФ штаммом астероидов Nocardia, причем со скоростью, превышающей те, о которых сообщалось до сих пор. Это открытие открывает новый способ устранения ДЭГФ из окружающей среды.

Эфиры фталевой кислоты (ПАЭ) представляют собой класс тугоплавких органических соединений, которые преимущественно используются в качестве пластификаторов для улучшения механических свойств (гибкости, растяжимости и долговечности) пластиковых изделий. Гибкие пластиковые изделия, такие как упаковочные материалы для пищевых продуктов, товары для дома и медицинские принадлежности, широко используются в нашей повседневной жизни. Фталаты считаются слабоэстрогенными загрязнителями окружающей среды. Джоблинг и др. Начальная концентрация

1 указано, что ни бензилбутилфталат (БВР), ни ди-н-бутилфталат (ДБФ) не способны действовать как антагонисты в присутствии эндогенных эстрогенов, и что их общий эффект будет кумулятивным. Среди различных эфиров фталевой кислоты ди-(2-этилгексил)фталат (ДЭГФ) является одним из наиболее широко используемых фталатов в Китае, поскольку он служит важной добавкой, придающей поливинилхлориду (ПВХ) мягкость и гибкость. Однако ДЭГФ легко попадает в окружающую среду, а потребительские товары, содержащие ДЭГФ, могут подвергаться воздействию на человека при прямом контакте и использовании. Было показано, что воздействие высоких концентраций ДЭГФ вызывает широкий спектр побочных эффектов у экспериментальных животных, включая рак, повреждение печени, врожденные дефекты и изменения репродуктивной системы, особенно у животных-самцов2,3. Сообщалось, что применение пластиковой мульчирующей пленки для выращивания овощей привело к тому, что ДЭГФ поглощается растениями и попадает в пищевую цепь человека4,5.

В природе фталаты являются загрязнителями окружающей среды, которые нелегко разложить. Разложение ДЭГФ микроорганизмами является наиболее эффективным способом удаления его из водных и наземных систем и наиболее перспективным процессом для реабилитации загрязненной окружающей среды, особенно тепличных почв. Ранее сообщалось о большом количестве различных микроорганизмов, способных разлагать ДЭГФ, принадлежащих к Microbacterium sp. Агромицеты сп. и Gordonia alkanivorans, Rhodococcus piridinivorans6,7,8,9. Однако большинство этих микроорганизмов не могут использовать ДЭГФ в качестве единственного источника углерода. Хотя описано, что многие микроорганизмы способны разлагать фталаты, скорость разложения снижается с увеличением длины алкильной цепи и наличия разветвленных алкильных цепей10. ДЭГФ с его длинной боковой цепью является одним из наиболее трудно утилизируемых фталатов11.

Представители рода Nocardia широко распространены в почвах. Сообщений о видах Nocardia немного. способны разлагать загрязнители окружающей среды, включая несколько отчетов об их способности разлагать сырую нефть12,13,14. Кроме того, Шетти и Шетти15 определили путь разложения фенола Nocardiacarbonoxydans NCIM 2386, а Христов и др. показали, что Nocardia sp. может эффективно минерализовать фенол16. Однако на сегодняшний день имеется одно сообщение о возможности биоразложения фталатов у Nocardia spp.17.

В этом исследовании был выделен и охарактеризован новый бактериальный штамм LMB-7, который может эффективно разлагать ДЭГФ. Определены оптимальные условия деградации ДЭГФ и исследована кинетика деградации в жидкой среде. Кроме того, путь разложения ДЭГФ был выяснен на основе промежуточных метаболитов, идентифицированных с помощью газовой хроматографии и масс-спектрометрии (ГХ-МС). Таким образом, штамм LMB-7, выделенный в этой работе, может быть использован для удаления ДЭГФ из окружающей среды, что представляет собой новый инструмент управления окружающей средой.