Экспресс-метод пробоподготовки иловых осадков сточных вод и биотестирования их токсичности

А. В.  Игнатенко

doi:10.25514/CHS.2020.1.17005

А. В. Игнатенко Белорусский государственный технологический университет, кафедра биотехнологии, г. Минск, Республика Беларусь

DOI: https://doi.org/10.25514/CHS.2020.1.17005

Ключевые слова: осадки сточных вод, пробоподготовка, желчь, желчные вытяжки, клетки Euglena gracilis, токсичность, биотестирование, экспресс-метод.

Аннотация

Проведен анализ эффективности использования биогенного поверхностно-активного вещества (биоПАВ) желчи для перевода связанных токсичных веществ иловых осадков сточных вод в водную форму и биотестирования токсичности их водных и желчных вытяжек. Определены физико-химические и биологические показатели водных растворов желчи и индекс их токсичности для клеток микроводоросли Euglena gracilis. Полученные результаты указывают на высокую поверхностную активность и хорошие солюбилизирующие свойства желчи, а также на отсутствие ее токсичности для тест культуры. Это позволяет использовать желчь для сокращения времени пробоподготовки осадков сточных вод, выделения из них гидрофобных загрязнителей и биотестирования их токсичности. Сравнительный анализ водных и желчных вытяжек осадков сточных вод показал, что биоПАВ увеличивает выход токсичных веществ из осадков в 6–8 раз по сравнению с водной вытяжкой. Наличие сильной прямой корреляционной связи между показателями токсичности проб, определенными по индексам выживаемости и подвижности клеток E. gracilis позволяет сократить длительность анализа токсичности осадков с 24 ч до 15 мин.

Литература

Kuznetsov, A.E. (2010). Applied ecobiotechnology. In 2 vols. M.: BINOM. Lab. znanii (in Russ).

Pakhnenko, E.P. (2013). Sewage sludge and other non-traditional organic fertilizers. M.: BINOM: Lab. znanii (in Russ).

Nikovskaya, G.N., & Kalinichenko, K.V. (2014). Biotechnology of utilization of municipal wastewater sediments. Biotechnologia Acta, 7(3), 21 - 32 (in Russ).

Sanitary Regulations and Norms 2.1.7.573-96. Hygienic requirements to wastewater and sewage sludge use for land irrigation and fertilization. M.: Standartinform, 1997 (in Russ).

GOST [State Standard] R 17.4.3.07-2001. Nature protection. Soils. Requirements for sewage sludge use for fertilization. M.: Standartinform, 2001 (in Russ).

GOST [State Standard] R 54534-2011. Resource saving. Sewage sludge. Requirements for recultivation of disturbed lahds. M.: Standartinform, 2012 (in Russ).

Zhmur, N.S. (1997). State and industrial control of water toxicity by biotesting methods in Russia. M: MDS (in Russ).

Biological environmental control: bioindication and biotesting (2010). Ed. by O.P. Melekhova, E.I. Egorova. 3rd ed. M.: Tsentr Akademia (in Russ).

Terekhova, V.A. (2011). Soil bioassay: problems and approaches. Eurasian Soil Science, 44(2), 173 - 179. https://doi.org/10.1134/S1064229311020141

GOST [State Standard] 32509-2013. Surface-active agents. Method for determination of biodegradability rate in aquatic environment. M.: Standardinform, 2014 (in Russ).

Volkov, V.A. (2015). Colloid and surface chemistry. Surface phenomena and dispersed systems. 2nd ed. SPb.: Lan’ (in Russ).

Friedrichsberg, D.A. (1984). Course of colloid chemistry. 2nd ed. L.: Khimiya (in Russ).

Heller, W., Bhatnagar, H.L., & Nakagaki, M. (1962). Theoretical investigations on the light scattering of spheres. XIII. The “wavelength exponent” of differential turbidity spectra. J. Chem. Phys., 36(5), 1163 - 1170. https://doi.org/10.1063/1.1732710

Khlebtsov, N.G., Maksimova, I.L., Tuchin, V.V., & Wang, L. (2002). In: Handbook of Optical Biomedical Diagnostics. Ed. by V.V. Tuchin Washington: Bellingham. Ch. 1. P. 31.

Ignatenko, A.V. (2018). Sample preparation and biotesting of toxicity of sewage sludge wastes. Khimicheskaya Bezopasnost’ = Chemical safety science, 2(2), 251 - 271 (in Russ). DOI: https://doi.org/10.25514/CHS.2018.2.14120

Hygienic Standards 2.1.5.1315-03. Maximum permissible concentrations of chemical substances in water of water bodies for drinking and cultural and domestic water use. M.: Standartinform, 2003 (in Russ).

Despopoulos, А., Silbernagl S., Gay, R., & Rothenburger, A. (2003). Color Atlas of Physiology. Stuttgart, New York: Thieme Medical Publishers.

Begly, M., Gahan, C.G.M., & Hill, C. (2005). The interaction between bacteria and bile. FEMS Microbiology Reviews, 29(4), 625 - 651. https://doi.org/10.1016/j.femsre.2004.09.003

Carey, M.C. (1985). In: Sterols and Bile Acids. Ed. by H. Danielsson, & J. Sjövall. V. 12. Ch. 13. рр. 345 - 403.

Holmberg, K., Jonsson, B., Kronberg, B., & Lindman, B. (2002). Surfactants and polymers in aqueous solution. 2nd Ed. Chichester: John Wiley & Sons.

Bukanova, E.F. (2006). Colloidal chemistry of surfactants. Part 1. Micelle formation in solutions of surfactants. M.: MITKhT (in Russ).

Hofman, A.F., & Small, D.M. (1967). Detergent properties of bile salts: correlation with physiological functions. Annu. Rev. Med., 18, 333 - 376. https://doi.org/10.1146/annurev.me.18.020167.002001