Микробная деструкция сложных органических соединений.

Научно-технический прогресс и развитие химической промышленности привели к созданию новых материалов с неизвестными ранее свойствами. Помимо ожидаемого эффекта — развития промышленности и сельского хозяйства — синтез новых органических соединений привел к непредвиденному загрязнению окружающей среды.

Применение в сельском хозяйстве для защиты от вредителей ДДТ позволило повысить урожай сельскохозяйственных культур, но параллельно с этим нарушило экологию водных организмов. К тому времени, когда была осознана опасность, возникшая от применения ДДТ, он успел распространиться по всему миру и был обнаружен в телах пингвинов в Антарктиде и оленей в Арктике.

Полиэтилен и полиамид дали прекрасный упаковочный материал, но одновременно загрязнили побережья и леса.

Применение синтетических моющих средств позволило повысить культуру производства, облегчило домашний труд, но сделало непригодной для водоснабжения ресурсы многих водных артерий.

Синтезируются различные ядохимикаты, полимеры, используемые в лакокрасочной промышленности, смолы, поверхностно-активные вещества, лекарственные препараты и другие соединения. Многие из них оказываются устойчивыми к микробному воздействию. По этой причине они накапливаются в окружающей среде и аккумулируются в живых организмах.

В нашей стране запрещено производство и применение многих из таких соединений, например ДДТ или жестких ПАВ, но существует потенциальная возможность появления новых токсичных и резистентных соединений.

Появление в окружающей среде неизвестных ранее органических соединений индуцировало у микроорганизмов способность к их разрушению. Причины и механизм этого явления пока точно не установлены, но известно, что даже такие устойчивые соединения, как ДДТ, подвержены постепенному распаду. Весьма вероятно, это объясняется тем, что связи между атомами в молекулах природных и синтетических соединений аналогичны. Так, например, ДДТ имеет такое же сочленение остатков хлора и углерода, как продукты биосинтеза — хлортетрациклин и грибной хлорфлавонин. В природе не встречаются тринитротолуол и нитроглицерин, но по типу связи нитрогруппы с углеродным скелетом эти соединения аналогичны природным хлормицетину в нитропропионовой кислоте. По-видимому, ферменты, присущие микробной клетке, способны в некоторых случаях воздействовать на привычные химические связи непривычных соединений.

Явление изменчивости микроорганизмов широко известно. Достаточно сослаться на всем известный факт привыкания патогенных микробов к антибиотикам. Также много примеров адаптации микроорганизмов к промышленным сточным водам и к содержащимся в них трудноокисляемым и токсичным соединениям. Известно, что в ряде случаев культура микроорганизмов, адаптированная к синтетическим органическим веществам путем длительного культивирования на питательных средах с этими веществами в качестве единственного источника органических веществ, утрачивала эту способность при пересеве на универсальные среды.

И.А. Рапопорт (1970) предложил использовать мутационную изменчивость микроорганизмов для очистки сточных вод химических производств. Им предложено несколько схем получения микроорганизмов с заданными свойствами для очистки промышленных сточных вод, в том числе обработка химическими мутагенами непосредственно активного ила в объеме от 0,1 до 0,01 всего количества яла. При этом мутанты, не способные существовать в условиях аэротенка, погибнут, а сохранятся формы, с одной стороны, с повышенной способностью к деструкции химических загрязнителей, а с другой — достаточно жизнестойкие.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >