RU2668152C1 - Method for stimulating the activity of fungi-degraders of polymer wastes - Google Patents
Method for stimulating the activity of fungi-degraders of polymer wastes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2668152C1 RU2668152C1 RU2017145149A RU2017145149A RU2668152C1 RU 2668152 C1 RU2668152 C1 RU 2668152C1 RU 2017145149 A RU2017145149 A RU 2017145149A RU 2017145149 A RU2017145149 A RU 2017145149A RU 2668152 C1 RU2668152 C1 RU 2668152C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- apd
- polymer
- fungi
- sample
- waste
- Prior art date
Links
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 title claims abstract description 13
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 title claims abstract description 6
- 239000001064 degrader Substances 0.000 title abstract 3
- 241000233866 Fungi Species 0.000 claims abstract description 8
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 9
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 3
- 235000013405 beer Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000014680 Saccharomyces cerevisiae Nutrition 0.000 abstract description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 235000019462 natural additive Nutrition 0.000 abstract 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 34
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 description 23
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 17
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 16
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 16
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 12
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 11
- 241000228245 Aspergillus niger Species 0.000 description 10
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 10
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 9
- -1 polyethylenes Polymers 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 5
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 5
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 5
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 4
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 4
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 4
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 4
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 4
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 3
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229930182555 Penicillin Natural products 0.000 description 3
- JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N Penicillin G Chemical compound N([C@H]1[C@H]2SC([C@@H](N2C1=O)C(O)=O)(C)C)C(=O)CC1=CC=CC=C1 JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 3
- 229920000704 biodegradable plastic Polymers 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 3
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 229940049954 penicillin Drugs 0.000 description 3
- 230000001766 physiological effect Effects 0.000 description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 241000193752 Bacillus circulans Species 0.000 description 2
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 2
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001764 biostimulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000009264 composting Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 description 2
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 2
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 2
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 2
- 239000013502 plastic waste Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 241000894007 species Species 0.000 description 2
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 2
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 2
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 2
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 2
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 2
- IUPHTVOTTBREAV-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxybutanoic acid;3-hydroxypentanoic acid Chemical compound CC(O)CC(O)=O.CCC(O)CC(O)=O IUPHTVOTTBREAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000001674 Agaricus brunnescens Nutrition 0.000 description 1
- 241000228212 Aspergillus Species 0.000 description 1
- 241001225321 Aspergillus fumigatus Species 0.000 description 1
- 208000035404 Autolysis Diseases 0.000 description 1
- 241000194107 Bacillus megaterium Species 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 229920013642 Biopol™ Polymers 0.000 description 1
- 241001070941 Castanea Species 0.000 description 1
- 235000014036 Castanea Nutrition 0.000 description 1
- 206010057248 Cell death Diseases 0.000 description 1
- KMHZPJNVPCAUMN-UHFFFAOYSA-N Erbon Chemical compound CC(Cl)(Cl)C(=O)OCCOC1=CC(Cl)=C(Cl)C=C1Cl KMHZPJNVPCAUMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 102000007474 Multiprotein Complexes Human genes 0.000 description 1
- 108010085220 Multiprotein Complexes Proteins 0.000 description 1
- 241000194105 Paenibacillus polymyxa Species 0.000 description 1
- 241000228150 Penicillium chrysogenum Species 0.000 description 1
- 229920002319 Poly(methyl acrylate) Polymers 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 241000589776 Pseudomonas putida Species 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 229920005601 base polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002988 biodegradable polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004621 biodegradable polymer Substances 0.000 description 1
- 229920001222 biopolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009933 burial Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 229920006237 degradable polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 235000015872 dietary supplement Nutrition 0.000 description 1
- 150000002013 dioxins Chemical class 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 235000020650 eye health related herbal supplements Nutrition 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 238000004362 fungal culture Methods 0.000 description 1
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 description 1
- 150000002240 furans Chemical class 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 239000003864 humus Substances 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 230000036512 infertility Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 1
- 230000003448 neutrophilic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 description 1
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- UCUUFSAXZMGPGH-UHFFFAOYSA-N penta-1,4-dien-3-one Chemical class C=CC(=O)C=C UCUUFSAXZMGPGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000144 pharmacologic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 235000010482 polyoxyethylene sorbitan monooleate Nutrition 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 229920000053 polysorbate 80 Polymers 0.000 description 1
- 239000004588 polyurethane sealant Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 230000028043 self proteolysis Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 235000019156 vitamin B Nutrition 0.000 description 1
- 239000011720 vitamin B Substances 0.000 description 1
- 210000005253 yeast cell Anatomy 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/14—Fungi; Culture media therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J11/00—Recovery or working-up of waste materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/14—Fungi; Culture media therefor
- C12N1/145—Fungal isolates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
- C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
- C12R2001/645—Fungi ; Processes using fungi
- C12R2001/66—Aspergillus
- C12R2001/685—Aspergillus niger
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Mycology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Virology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Botany (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к стимуляции деструкции полимерных отходов микроорганизмами - биодеструкторами.The invention relates to the field of biotechnology, in particular to the stimulation of the destruction of polymer waste by microorganisms - biodestructors.
В настоящее время потребление упаковки растет быстрыми темпами. В России такой рост составляет 5-6% в год. Все это делает актуальной проблему утилизации упаковки. И на первый план выступает утилизация именно полимерной упаковки. При этом объемы утилизации отходов в России находятся на низком уровне. Так, в 2003 году в России было утилизировано полимерных отходов - всего 0,61 млн. т (7,7%), что заметно меньше, чем в 1990 году (0,72 млн. т и 23,5%, соответственно). В целом, только 3% всех отходов перерабатывается промышленными методами, остальные вывозятся на полигоны или сжигаются. Под полигоны и свалки твердых бытовых отходов ежегодно отчуждается до 10 тыс.га земель, включая плодородные земли, изымаемые из сельскохозяйственного оборота.Currently, packaging consumption is growing rapidly. In Russia, this growth is 5-6% per year. All this makes the problem of packaging disposal urgent. And recycling of polymer packaging comes to the fore. At the same time, the volumes of waste disposal in Russia are at a low level. So, in 2003, polymer waste was disposed of in Russia - only 0.61 million tons (7.7%), which is noticeably less than in 1990 (0.72 million tons and 23.5%, respectively). In general, only 3% of all waste is recycled by industrial methods, the rest is taken to landfills or incinerated. Under landfills and landfills for solid household waste, up to 10 thousand hectares of land are annually alienated, including fertile land withdrawn from agricultural circulation.
Рост количества неразлагаемых в природных условиях полимерных отходов ведет к загрязнению окружающей среды, и создает глобальную экологическую проблему.The increase in the amount of non-degradable polymer waste in natural conditions leads to environmental pollution and creates a global environmental problem.
Накопление синтетических полимерных материалов, главным образом полиолефинов (полиэтиленов и полипропиленов) составляет 180 млн. т в год. И ежегодно их объем возрастает примерно на 25 млн. т.The accumulation of synthetic polymeric materials, mainly polyolefins (polyethylenes and polypropylenes) is 180 million tons per year. And each year their volume increases by about 25 million tons.
Активно ведутся работы по развитию основных направлений для очистки окружающей среды от пластмассовых отходов и борьбы с угрожающим накоплением отходов полимерной природы. К ним относятся разные способы утилизации и захоронения. Утилизация полимерных неразлагаемых материалов включает сжигание, пиролиз, рециклизацию или переработку (RU 2587455 от 20.06.2016; RU 2617213 от 24.04.2017). Однако ни одни из этих способов абсолютно не улучшают экологическую обстановку при сжигании образуются высокотоксичные и супертоксичные (фураны, диоксины) соединения. А другие способы борьбы с накоплением отходов при современных технологиях их сбора и сортировки достаточно дороги, поскольку, прежде чем переработать полимерный материал, необходимо произвести отбор из бытового мусора пластической тары и упаковки, разделить отходы по виду пластиков, промыть, высушить, измельчить и только затем переработать в новое полимерное изделие. [Примеров О.С, Макеев П.В., Клинков А.С. Обзор методов переработки отходов полимерных материалов и анализ рынка вторичного сырья // Молодой ученый. 2013. №6. С. 121-123].Active work is underway to develop key areas for cleaning the environment from plastic waste and combating the threatening accumulation of polymer waste. These include different methods of disposal and disposal. Utilization of polymer non-degradable materials includes incineration, pyrolysis, recycling or recycling (RU 2587455 dated 06/20/2016; RU 2617213 dated 04/24/2017). However, none of these methods absolutely improves the environmental situation when burning, highly toxic and supertoxic (furans, dioxins) compounds are formed. And other ways to combat the accumulation of waste with modern technologies for their collection and sorting are quite expensive, because before processing the polymer material, it is necessary to select plastic containers and packaging from household waste, separate the waste by type of plastic, wash, dry, grind and only then recycle into a new polymer product. [Examples O.S., Makeev P.V., Klinkov A.S. Overview of methods for processing waste polymeric materials and analysis of the market for recycled materials // Young scientist. 2013. No.6. S. 121-123].
Поэтому основная часть полимерных отходов складируется на свалках, а повторной переработке в развитых странах подвергается не более 16-20%.Therefore, the bulk of the polymer waste is stored in landfills, and no more than 16-20% is recycled in developed countries.
Одним из возможных путей сокращения гигантских отходов синтетических пластиков считают компостирование [Орлова A.M., Попова М.Н. Современные проблемы твердых бытовых отходов: Монография. - М.: МГСУ, 2010. - 216 с.]. Этот преимущественно аэробный процесс переработки отходов может рассматриваться как аналог природоподобной технологии. В ходе компостирования под воздействием почвенных и водных микроорганизмов биополимеры трансформируются до гумуса и далее до диоксида углерода и воды (конечных продуктов распада органической материи) в срок от несколько месяцев до десятков суток. Скорость разложения материалов зависит от многих факторов - вида полимера, влажности, температуры, светового воздействия, видовой структуры микробной составляющей среды и др.One of the possible ways to reduce the giant waste of synthetic plastics is considered composting [Orlova A.M., Popova MN Current problems of municipal solid waste: Monograph. - M .: MGSU, 2010. - 216 p.]. This predominantly aerobic waste recycling process can be considered an analog of nature-like technology. During composting, under the influence of soil and water microorganisms, biopolymers are transformed to humus and then to carbon dioxide and water (end products of the decay of organic matter) in the period from several months to tens of days. The rate of decomposition of materials depends on many factors - the type of polymer, humidity, temperature, light exposure, species structure of the microbial component of the medium, etc.
Известны также способы микробного разложения полимерных отходов с участием накопительных культур микроорганизмов, выделенных из почвы. Так, выделены доминирующие формы из накопительной культуры и модельных систем на основе светло-каштановой почвы Астраханской области с внесением различных полимерных материалов. Изучены оптимальные условия для развития данных микроорганизмов и максимального действия их ферментных систем. При изучении ферментативной активности исследуемых микроорганизмов особое внимание уделяли видам, выделенным с базовой среды с гомогенизированным полиэтиленом. После обработки полученных данных установили, что максимальным спектром активностей на базовой среде с полиэтиленом обладают нейтрофильные формы Bacillus circulans 1, Pseudomonas putida; ацидофильные формы Aspergillus, flavus, A. fumigatus, B. circulans 2; алкалофильные формы Penicillium chrysogenum, B. megaterium, B. polymyxa. Комплекс определяемых ферментов может максимально эффективно воздействовать на сложные связи в разветвленной молекуле полиэтилена и воздействовать на его деструкцию [Каширская А.О., Пархоменко А.Н. Влияние условий культивирования на ферментативную активность микроорганизмов-деструкторов полимерных отходов в почвах Астраханской области. Известия Уфимского научного центра РАН, 2013, №4, С. 50-53]. Однако способность полимерных материалов разлагаться под действием бактерий и грибов зависит от физических и химических свойств. Для полимеров биологическое разложение протекает в два этапа: 1) под действием химических, биохимических и других агентов происходит разрушение кристаллической макромолекулярной структуры, которое в некоторых случаях происходит вплоть до образования мономеров; 2) происходит усвоение остатков макромолекул биологическими организмами, которые разрушают вещество до воды, углекислого газа, метана (при анаэробном брожении). Способность к биологическому разложению, прежде всего, обусловлена размером макромолекул: полимеры с большой молекулярной массой устойчивы к воздействию организмов. Скорость разложения зависит и от кристаллической структуры полимера.There are also known methods of microbial decomposition of polymer waste with the participation of accumulative cultures of microorganisms isolated from the soil. So, the dominant forms from the accumulative culture and model systems based on light chestnut soil of the Astrakhan region with the introduction of various polymeric materials are distinguished. The optimal conditions for the development of these microorganisms and the maximum effect of their enzyme systems were studied. When studying the enzymatic activity of the studied microorganisms, special attention was paid to species isolated from the base medium with homogenized polyethylene. After processing the obtained data, it was found that the neutrophilic forms of Bacillus circulans 1, Pseudomonas putida possess the maximum activity spectrum on a base medium with polyethylene; acidophilic forms of Aspergillus, flavus, A. fumigatus,
Большие надежды возлагались и возлагаются на применение в народном хозяйстве биоразрушаемых пластиков [Власов С.В., Ольхов В.В. Биоразлагаемые полимерные материалы // Полимерные материалы. 2006, №7. С. 23-26]. Однако сроки, необходимые для разложения, например, таких тароупаковочных материалов в естественных условиях могут составлять многие годы и десятилетия. И, по мнению экологов, простое захоронение даже биоразлагаемых пластмассовых отходов, это «бомба замедленного действия» и перекладывание сегодняшних проблем на плечи будущих поколений.Great hopes were pinned and are pinned on the use of biodegradable plastics in the national economy [Vlasov SV, Olkhov VV Biodegradable Polymer Materials // Polymer Materials. 2006, No. 7. S. 23-26]. However, the time required for decomposition, for example, of such packaging materials in vivo can be many years and decades. And, according to environmentalists, the simple burial of even biodegradable plastic waste is a “time bomb” and shifting today's problems onto the shoulders of future generations.
При изготовлении биоразлагаемых полимерных материалов учитывают, что процесс деструкции (разрушения) базового полимера практически не ускоряется. Для интенсификации этого процесса в состав полимерной матрицы вводят добавки, ускоряющие ее распад под действием УФ-облучения.In the manufacture of biodegradable polymeric materials, it is taken into account that the process of destruction (destruction) of the base polymer is practically not accelerated. To intensify this process, additives are introduced into the polymer matrix to accelerate its decay under the influence of UV radiation.
Так, известен способ стимуляции активности микроорганизмов-биодеструкторов полимерных отходов путем внесения добавок в виде сополимеров на основе этилена и моносахарида углерода, винилкетоны и другие материалы (Ecoplast, Ecolyte - Канада, Bioplast, Biopol и Ecostar - Великобритания, Novon и Tone - США, Biocell - Франция и др.) [Кузьмич В.В., Почанин Ю.С. и др.. Биоразлагаемые упаковочные материалы на основе местных добавок растительного происхождения. Материалы и оборудование ресурсосберегающих технологий в машиностроении. Международная научно-техническая конференция. Минск: БНТУ-2010].So, there is a known method of stimulating the activity of microorganisms-biodestructors of polymeric waste by adding additives in the form of copolymers based on ethylene and carbon monosaccharide, vinyl ketones and other materials (Ecoplast, Ecolyte - Canada, Bioplast, Biopol and Ecostar - Great Britain, Novon and Tone - USA, Biocell - France and others) [Kuzmich V.V., Pochanin Yu.S. et al. Biodegradable packaging materials based on local herbal supplements. Materials and equipment for resource-saving technologies in mechanical engineering. International scientific and technical conference. Minsk: BNTU-2010].
Известен также способ стимуляции активности грибов-биодеструкторов путем внесения крахмала в полимерную матрицу полиметилакрилата с целью повышения биоразлагаемости материала. Грибостойкими считались образцы, получившие оценку степени обрастания не более 2-х баллов. [Кряжев Д.В. Экологические основы диагностики процессов биодеструкции природных и синтетических полимерных материалов в условиях воздействия ряда абиотических факторов внешней среды. Дисс. на соиск. учен. степ. докт. биол. наук. Нижний Новгород, 2014, с. 128-129]. Данный источник информации рассмотрен в качестве ближайшего аналога.There is also a method of stimulating the activity of biodegradable mushrooms by introducing starch into the polymethylacrylate polymer matrix in order to increase the biodegradability of the material. Fungi-resistant samples were considered to have received an assessment of the degree of fouling of not more than 2 points. [Kryazhev D.V. Ecological basis for the diagnosis of biodegradation processes of natural and synthetic polymeric materials under the influence of a number of abiotic environmental factors. Diss. for a job. scientist step. Doct. biol. sciences. Nizhny Novgorod, 2014, p. 128-129]. This source of information is considered as the closest analogue.
Цель настоящей работы заключалась в поиске новых способов ускорения биодеградации полимерных материалов.The purpose of this work was to find new ways to accelerate the biodegradation of polymeric materials.
Технический результат заключается в расширении арсенала технических средств для стимуляции активности микроорганизмов-биодеструкторов полимерных отходов,The technical result consists in expanding the arsenal of technical means to stimulate the activity of microorganisms-biodestructors of polymer waste,
обеспечивающих повышенную агрессивность микроорганизмов в отношении данных отходов.providing increased aggressiveness of microorganisms in relation to these wastes.
Технический результат достигается тем, что стимуляцию активности грибов-биодеструкторов полимерных отходов осуществляют путем использования добавок природного происхождения, при этом в качестве добавки используют автолизат пивных дрожжей (АПД) при следующем соотношении АПД к грибам деструкторам г : млн.спор 0,02:10 соответственно.The technical result is achieved by the fact that the activity of fungi-biodestructors of polymeric wastes is stimulated by using additives of natural origin, while beer yeast autolysate (APD) is used as an additive with the following ratio of APD to fungi to destructors g: million spores 0.02: 10, respectively .
Автолизат пивных дрожжей представляет собой отходы пивоваренного производства, включающие остаточные пивные дрожжи. Количество этих отходов напрямую связано с количеством выпускаемого пива и составляет примерно 1,2% от объема пива. При пересчете на абсолютно сухое вещество годовые объемы отработанных пивных дрожжей в России могут составить 1,0-1,3 млн. тонн. Эти отходы, несмотря на высокую питательную ценность (ТУ 9184-001-76373465-2007), не находят широкого практического применения, хотя и многосторонне исследуются, в частности как добавки в комбикорма животным [Автолизированные пивные дрожжи в кормах свиней / М. Кирилов, А. Яхин, М. Прищеп, М. Бабурина // Комбикорма. 2007. - №7. - С. 57]. До сих пор, однако, эти отходы не нашли рационального применения в животноводстве, и, в основном вывозятся на поля в виде жидких органических удобрений.Brewer's yeast autolysate is a brewing waste, including residual brewer's yeast. The amount of this waste is directly related to the amount of beer produced and is approximately 1.2% of the volume of beer. When converted to absolutely dry matter, the annual volume of spent brewer's yeast in Russia may be 1.0-1.3 million tons. Despite the high nutritional value (TU 9184-001-76373465-2007), these wastes do not find wide practical application, although they are studied comprehensively, in particular, as additives in animal feed [Autolized brewer's yeast in pig feed / M. Kirilov, A Yakhin, M. Prishchep, M. Baburina // Compound feed. 2007. - No. 7. - S. 57]. Until now, however, these wastes have not found rational use in animal husbandry, and are mainly exported to the fields in the form of liquid organic fertilizers.
Другое направление применение препарата АПД относится к фармакологии. АПД - продукт индуцированного автолиза пивных дрожжей, прошедший дополнительную очистку от клеточных оболочек, содержит большое количество полезных для человека компонентов. Большая часть белков расщеплена до небольших пептидных цепочек и отдельных аминокислот. АПД богат витаминами группы В1, аминокислотами и минеральными веществами. Витамины, микро- и макроэлементы дрожжей находятся в белковых комплексах.Another direction of the use of the drug APD relates to pharmacology. APD - a product of induced autolysis of brewer's yeast, which has undergone additional purification from cell membranes, contains a large number of components useful for humans. Most of the proteins are split into small peptide chains and individual amino acids. APD is rich in B1 vitamins, amino acids and minerals. Vitamins, micro and macro elements of yeast are in protein complexes.
Так, в составе препарата под коммерческим названием «Нагипол» биодобавка к пище с содержанием автолизата пивных дрожжей, обладающим фармакологическим действием, отмечается, что он содержит белковые вещества, аминокислоты (в т.ч. 8 незаменимых), витамины группы В (В1-В6, Be), Е, Н, F и др.; углеводы, нуклеотиды, липиды, полисахариды, ферменты, высшие и низшие пептиды и др. ценные компоненты; макро- и микроэлементы.So, in the composition of the drug under the commercial name "Nagipol", a food supplement containing brewer's yeast autolysate with a pharmacological effect, it is noted that it contains protein substances, amino acids (including 8 essential), and B vitamins (B1-B6 , Be), E, H, F, etc .; carbohydrates, nucleotides, lipids, polysaccharides, enzymes, higher and lower peptides, and other valuable components; macro- and microelements.
Нами средство АПД, то есть подвергнутые гидролизу остатки дрожжевых клеток Saccaromyces cerevisiae, испытано в данной работе в качестве добавок к культурамWe have used the ADF, that is, the hydrolysed residues of the yeast cells Saccaromyces cerevisiae, tested in this work as additives to cultures
микодеструкторов для стимуляции их активности в процессе их воздействия с полимерными материалами.microdestructors to stimulate their activity during their exposure to polymeric materials.
Оценка физиологической активности микодеструкторов при добавлении к ним АПД и последующем развитии их на полимерных материалах осуществлялась по эмиссии CO2.Assessment of the physiological activity of mycododestructors when APD was added to them and their subsequent development on polymeric materials was carried out by CO 2 emission.
Готовили и исследовали следующие концентрации АПД, добавляемые к микодеструкторам и полимерным отходам: 0; 0,01; 0,05; 0,10; 0,15; 0,20 (г/см3). При этом споры микодеструктора наносились в одной дозе (в виде суспензии при концентрации 2 млн. спор/см3) из расчета 0,0005 см3 на 1 см2 полимерного образца.The following APD concentrations added to mycodestructors and polymer waste were prepared and investigated: 0; 0.01; 0.05; 0.10; 0.15; 0.20 (g / cm 3 ). In this case, the spores of the microdestructor were applied in a single dose (in the form of a suspension at a concentration of 2 million spores / cm 3 ) at the rate of 0.0005 cm 3 per 1 cm 2 of the polymer sample.
Обработку полимерных образцов проводили следующим образом.The processing of polymer samples was carried out as follows.
Суспензию препарата АПД в стерильной дистиллированной воде готовили в рабочих концентрациях 0,01; 0,05; 0,10; 0,15; 0,20 (г/см3) непосредственно перед обработкой образцов полимерных материалов. Тщательно взбалтывали в колбе и переливали (в стерильных условиях) в стакан или другую емкость, в которую удобно погружать образцы полимерных материалов/отходов.A suspension of the APD preparation in sterile distilled water was prepared at operating concentrations of 0.01; 0.05; 0.10; 0.15; 0.20 (g / cm 3 ) immediately before processing samples of polymeric materials. Shake well in a flask and pour (under sterile conditions) into a glass or other container into which it is convenient to immerse samples of polymeric materials / waste.
Предварительно проводили подготовку водной суспензии спор Aspergillus niger (а также других видов микроорганизмов по отдельности), используя для этого дистиллированную воду и культуру гриба на агаризованной среде Чапека в возрасте 14-28 суток. Концентрацию спор подсчитывали методом прямого счета в камере Горяева. Для исследования использовали суспензию спор гриба с концентрацией 2 млн. спор/см3; - в суспензию также добавляли ПАВ Твин-80 (1 капля в 10 мл суспензии).Previously, an aqueous suspension of Aspergillus niger spores (as well as other types of microorganisms separately) was prepared using distilled water and a fungal culture on an agarized Chapek medium aged 14-28 days. The spore concentration was calculated by the direct calculation method in the Goryaev chamber. For the study used a suspension of spores of the fungus with a concentration of 2 million spores / cm 3 ; - Tween-80 surfactant was also added to the suspension (1 drop in 10 ml of suspension).
Затем надевали медицинскую маску, резиновые перчатки и проводили обработку исследуемого полимерного материала (а) суспензией АПД, погружая в сосуд на 4-5 секунд, раскладывали на решетчатое дно эксикатора и подсушивали в течение 30-40 мин. После чего из пульверизатора аккуратно распыляли суспензию спор микодеструкторов из расчета 0,0005 мл на 1 см2 полимерного образца, не допуская слияния капель споровой суспензии Aspergillus niger или другим видом микроорганизма. Одновременно готовили контрольный образец, в котором на полимерный образец в тех же количественных концентрациях наносили суспензию спор микодеструкторов без использования добавки в виде АПД. Для работы со спорами микодеструкторов использовали металлическую кювету и эксикатор. Работы выполняли при соблюдении стерильных условий в ламинарном боксе.Then a medical mask and rubber gloves were put on and the polymer material under study was treated (a) with an APD suspension, immersed in a vessel for 4-5 seconds, laid out on the grating bottom of the desiccator and dried for 30-40 minutes. Then, a suspension of spores of microdestructors was carefully sprayed from the atomizer at the rate of 0.0005 ml per 1 cm 2 of a polymer sample, preventing the confluence of drops of the spore suspension of Aspergillus niger or another type of microorganism. At the same time, a control sample was prepared in which a suspension of mycodestructors spores was applied to the polymer sample at the same quantitative concentrations without the use of an additive in the form of APD. A metal cuvette and desiccator were used to work with spores of mycodestructors. The work was carried out under sterile conditions in a laminar box.
Далее образцы полимерных материалов с исследуемой площадью, обработанные микодеструкторами без АПД (контрольный образец) и обработанные АПД и зараженные с поверхности суспензией спор микодеструктора (опытный образец) помещали в отдельные чашки Петри и/или на решетчатое дно эксикатора на расстоянии 1,5-2 см друг от друга и инкубировали при оптимальных для развития микроорганизмов условиях - при влажности 80-85% и температуре 24-28°С, один-два раза в неделю сдвигая в сторону крышку эксикатора или чашек Петри на 5-10 секунд. Емкости открывают и закрывают для обеспечения циркуляции воздуха. Затем по истечении 28-96 суток инкубации при свободном газообмене образцы переносили в пенициллиновые флаконы объемом 15 см3. Далее их герметично закрывали и инкубировали 24-48 часов при температуре 24-28°С. Затем производили отбор шприцом аликвоты газовой пробы из флаконов с контрольными и опытными образцами в количестве 0,5-1,0 см3. Определяли в них хроматографически концентрацию диоксида углерода, рассчитывая удельную эмиссию диоксида углерода (мкмоль/см2/час) в опытной пробе Vo и контрольной пробе Vк по формуле: Vo или Vк=(So или к*0.002124*Mr*v)/(t*s), гдеNext, samples of polymeric materials with the studied area, treated with myocodestructors without APD (control sample) and treated with APD and infected from the surface with a spore suspension of mycodoxidator (experimental sample) were placed in separate Petri dishes and / or on the grating bottom of the desiccator at a distance of 1.5-2 cm from each other and incubated under optimal conditions for the development of microorganisms - at a humidity of 80-85% and a temperature of 24-28 ° C, once or twice a week, moving the lid of the desiccator or Petri dishes to the side for 5-10 seconds. Tanks open and close to allow air circulation. Then, after 28-96 days of incubation during free gas exchange, the samples were transferred to penicillin vials with a volume of 15 cm 3 . Then they were tightly closed and incubated for 24-48 hours at a temperature of 24-28 ° C. Then, an aliquot of a gas sample was taken with a syringe from vials with control and experimental samples in an amount of 0.5-1.0 cm 3 . They determined the chromatographic concentration of carbon dioxide in them, calculating the specific emission of carbon dioxide (μmol / cm 2 / h) in the test sample Vo and the control sample Vк by the formula: Vo or Vк = (So or к * 0.002124 * Mr * v) / (t * s) where
S - средняя площадь пика опытной или контрольной пробы на хроматографе при умножении на коэффициент 0,002124 и Mr, показывающий концентрацию CO2 в мкмолях;S is the average peak area of the experimental or control sample on the chromatograph when multiplied by a factor of 0.002124 and Mr, showing the concentration of CO 2 in micromoles;
Mr - молярная масса углекислого газа (равна 44,01 г/моль); v - объем аликвоты газовой пробы из флакона (см3);Mr is the molar mass of carbon dioxide (equal to 44.01 g / mol); v is the volume of an aliquot of the gas sample from the vial (cm 3 );
t - время экспозиции инкубации пробы в закрытом флаконе, час;t is the exposure time of the incubation of the sample in a closed bottle, hour;
s - площадь поверхности опытного или контрольного образца, см2.s is the surface area of the experimental or control sample, cm 2 .
Биостимулирующую активность АПД определяют по превышению эмиссии диоксида углерода в опытном образце над контрольным.The biostimulating activity of APD is determined by the excess of carbon dioxide emission in the test sample over the control.
Для этого рассчитывают отношение удельной эмиссии диоксида углерода в опытном образце к контрольному в % (об), определяя кратность превышения концентрации диоксида углерода (k) в опытном образце по формуле: k=Vo/Vк.To do this, calculate the ratio of specific carbon dioxide emission in the test sample to the control in% (vol), determining the multiplicity of exceeding the concentration of carbon dioxide (k) in the test sample by the formula: k = Vo / Vк.
При значении k>2 определяют стимулирующую активность АПД.When k> 2, the stimulating activity of APD is determined.
Результаты испытаний представлены в таблице 1.The test results are presented in table 1.
АПД наносили из расчета по 0,02 мл на см2.APD was applied at the rate of 0.02 ml per cm 2 .
Споры микодеструктора (гриба) наносили в виде суспензии (концентрация 2 млн. спор/см3) из расчета 0,0005 мл на 1 см2 образца. Наилучшим соотношением АПД к микодеструктору как видно из таблицы явилось 0,02 г АПД к 10 млн. спор микодеструктора.Spores of the mycodestructor (fungus) were applied in the form of a suspension (concentration of 2 million spores / cm 3 ) at the rate of 0.0005 ml per 1 cm 2 of sample. The best ratio of APD to mycostructure, as can be seen from the table, was 0.02 g of APD to 10 million spores of mycostructure.
Пример 1.Example 1
Для исследования использовали полимерный материал в виде высушенной пластины тонкого полиуретанового герметика Makroflex.For the study, a polymer material was used in the form of a dried plate of Makroflex thin polyurethane sealant.
Образцы материала очищали от внешних загрязнений, погружая на 1 минуту в этиловый спирт, и высушивали. Расход спирта составлял от 0,05 до 0,1 дм3/м2. Предварительно осуществляли подготовку суспензии спор Aspergillus niger как описано выше. Готовили суспензию спор грибов в воде по ГОСТ 9.048. (п. 1.3). 0,0005 мл/см2. Готовили суспензию препарата АПД в рабочей концентрации 0,01; 0,02 и 0,03 г/см2. Затем погружали в АПД образцы полимерного материала на 4-5 сек.Samples of the material were cleaned of external contaminants by immersion for 1 minute in ethanol and dried. The consumption of alcohol ranged from 0.05 to 0.1 dm 3 / m 2 . Aspergillus niger spore suspension was preliminarily prepared as described above. A suspension of fungal spores in water was prepared according to GOST 9.048. (paragraph 1.3). 0.0005 ml / cm 2 . A suspension of the APD preparation was prepared at a working concentration of 0.01; 0.02 and 0.03 g / cm 2 . Then immersed in the ADF samples of the polymer material for 4-5 seconds.
Под ламинарным боксом при соблюдении условий стерильности готовили пластины полимерного материала в количестве 3 контрольных и 3 опытных. Контрольные образцы погружали в стерильную дистиллированную воду, а опытные образцы погружали в суспензию АПД в концентрации 0,1 г/см3. Затем выкладывали на решетчатое дно эксикатора, подсушивали в течение 30-40 мин. После чего опытные и контрольные образцы обрабатывали из пулевизатора суспензией спор Aspergillus niger, не допуская слияния капель на поверхности.Under the laminar box, under the conditions of sterility, plates of polymeric material were prepared in the amount of 3 control and 3 experimental. Control samples were immersed in sterile distilled water, and the experimental samples were immersed in a suspension of APD at a concentration of 0.1 g / cm 3 . Then laid on the grating bottom of the desiccator, dried for 30-40 minutes. After that, the experimental and control samples were treated from a bullet machine with a suspension of Aspergillus niger spores, preventing droplets from merging on the surface.
Образцы полимерных материалов с исследуемой площадью поверхности (s) равной 9 см2, зараженные без АПД (контрольный образец) и зараженные с поверхности суспензией спор Aspergillus niger с АПД (опытный образец) размещали в эксикаторах, на дно которых налита вода, и инкубировали 68 суток при температуре 29°С и влажности 80%.Samples of polymeric materials with a studied surface area (s) of 9 cm 2 infected without APD (control sample) and infected from the surface with a suspension of Aspergillus niger spores with APD (experimental sample) were placed in desiccators, the bottom of which was filled with water, and incubated for 68 days at a temperature of 29 ° C and a humidity of 80%.
Затем эти образцы полимерных материалов контрольные и опытные помещали в пенициллиновые флаконы объемом 15 см3. Герметично закрывали и инкубировали 24 часа при температуре 28°С. Из пенициллиновых флаконов с контрольным и опытным образцами отобрали шприцом аликвоты газовой пробы (v) в количестве 1,0 см3. Далее определяли в ней концентрацию диоксида углерода с помощью газового хроматографа (М 3700-4).Then, these samples of polymeric materials, control and experimental, were placed in penicillin vials with a volume of 15 cm 3 . Hermetically closed and incubated for 24 hours at a temperature of 28 ° C. Aliquots of a gas sample (v) in an amount of 1.0 cm 3 were taken from a penicillin vial with a control and experimental samples. Next, the concentration of carbon dioxide was determined in it using a gas chromatograph (M 3700-4).
Было проведено три измерения, при этом площадь пика контрольной пробы на хроматографе трех параллельных измерений равнялась 352,66; 581,30; 514,46. Рассчитанная средняя площадь пика пробы на хроматографе (Sк) при этом равнялась 482,81. Молярная масса углекислого газа (Mr) составляет 44,01 г/моль. Объем аликвоты газовой пробы из флакона (v) составил 1 см3. Время экспозиции инкубации пробы в закрытом флаконе (t) составляла 24 часа. Удельная эмиссия диоксида углерода (мкмоль/см /час, в контрольной пробе) рассчитывали по формуле: Vo=(482,81*0,002124*44,01*1)/(24*9)=0,210Three measurements were carried out, while the peak area of the control sample on a chromatograph of three parallel measurements was 352.66; 581.30; 514.46. The calculated average area of the sample peak on the chromatograph (Sк) was equal to 482.81. The molar mass of carbon dioxide (Mr) is 44.01 g / mol. The volume of an aliquot of the gas sample from the bottle (v) was 1 cm 3 . The exposure time of incubation of the sample in a closed vial (t) was 24 hours. The specific emission of carbon dioxide (μmol / cm / h, in the control sample) was calculated by the formula: Vo = (482.81 * 0.002124 * 44.01 * 1) / (24 * 9) = 0.210
Также было проведено три измерения площади пика опытной пробы в грех параллелях на хроматографе, которые равнялись 3549,3; 3015,2; 3195,5. Рассчитанная средняя площадь пика пробы на хроматографе (Sк) при этом равнялась 3253,00. Молярная масса углекислого газа (Mr) составляет 44,01 г/моль. Объем аликвоты газовой пробы из флакона (v) составил 0,5 см3. Время экспозиции инкубации пробы в закрытом флаконе (t) составляла 24 часа. Удельная эмиссия диоксида углерода (мкмоль/см2/час, в контрольной пробе) рассчитывали по формуле: Vo=(3253,0*0,002124*44,01*0,5)/(24*4,4)=1,44.Also, three measurements were taken of the peak area of the experimental test in sin parallels on a chromatograph, which amounted to 3549.3; 3015.2; 3195.5. The calculated average area of the sample peak on the chromatograph (Sк) was 3253.00. The molar mass of carbon dioxide (Mr) is 44.01 g / mol. The volume of an aliquot of the gas sample from the bottle (v) was 0.5 cm 3 . The exposure time of incubation of the sample in a closed vial (t) was 24 hours. The specific carbon dioxide emission (μmol / cm2 / hr, in the control sample) was calculated by the formula: Vo = (3253.0 * 0.002124 * 44.01 * 0.5) / (24 * 4.4) = 1.44 .
Затем рассчитывали отношение удельной эмиссии диоксида углерода в опытном образце к контрольному в % (об), определяя кратность превышения концентрации диоксида углерода (k) в опытном образце по формуле: k=1,44/0,21=6,74.Then, the ratio of the specific carbon dioxide emission in the test sample to the control in% (vol) was calculated, determining the multiplicity of exceeding the carbon dioxide concentration (k) in the test sample by the formula: k = 1.44 / 0.21 = 6.74.
Таким образом, в опытном образце наблюдалась стимуляция физиологической активности микроорганизмов, которая отражается в увеличении эмиссии СО2. А k - кратность превышения значения содержания диоксида углерода (в объемных процентах) опытного над контрольным составила 6,74, что больше 2. Представленные на фиг. 1 иллюстрации, полученные с помощью инженерной томографии контрольного образца (0,167 мм) и опытного (0,325 мм) показывают различия в глубине деструкции полимерного материала, что подтверждает повышенную агрессивность микроорганизмов в варианте с добавкой АПД.Thus, in the prototype, stimulation of the physiological activity of microorganisms was observed, which is reflected in an increase in CO 2 emission. And k is the multiplicity of the excess of the carbon dioxide content (in volume percent) of the experimental over the control amounted to 6.74, which is more than 2. Presented in FIG. 1 illustrations obtained using engineering tomography of a control sample (0.167 mm) and experimental (0.325 mm) show differences in the depth of destruction of the polymer material, which confirms the increased aggressiveness of microorganisms in the variant with the addition of APD.
Было проведено исследование степени деструкции полимерного материала путем оценки обрастания мицелия в баллах по ГОСТ 9.048-89. Агрессивность биодеструкторов в опытном образце превышала таковую в контрольном, что представлено на фиг. 2, 3 и 4. На фигуре 2 представлен контрольный образец полимерного материала обработанного A. niger без АПД. Глубина деградации равна 0,167 мм. На фиг. 3 представлен опытный образец полимерного материала, обработанного A. niger с АПД. При этом АПД к микроорганизмам деструкторам г:млн. спор 0,02:10 соответственно. На фиг. 4 представлены образцы биоразлагаемой полиэтиленовой пленки, где слева направо первый образец является котролем не обработанный ничем; второй образец обработан микодеструктором - гриб A. niger; третий обработан только АПД, четвертый образец обработан A. niger + АПД в заявленных концентрациях соотношений и пятый образец также обработан спорами A. niger + прпаратом АПД в заявленных концентрациях соотношений и подвергнутый автоклавированию. В четвертом и пятом образцах соответственно имеется наилучший эффект роста гриба и его разрушительного действия на полиэтиленовую пленку.A study was conducted of the degree of degradation of the polymer material by evaluating the mycelium fouling in points according to GOST 9.048-89. The aggressiveness of biodestructors in the prototype exceeded that in the control, which is presented in FIG. 2, 3 and 4. FIG. 2 shows a control sample of a polymer material treated with A. niger without ADF. The depth of degradation is 0.167 mm. In FIG. 3 shows a prototype polymer material treated with A. niger with ADF. At the same time, APD to microorganisms to destructors g: mln. dispute 0.02: 10, respectively. In FIG. 4 shows samples of biodegradable polyethylene film, where from left to right the first sample is a control not processed by anything; the second sample was treated with a microdestructor - A. niger fungus; the third one was processed only by APD, the fourth sample was processed by A. niger + APD in the stated concentration ratios, and the fifth sample was also processed by A. niger spores + the APD apparatus in the stated concentration ratios and autoclaved. In the fourth and fifth samples, respectively, there is the best effect of the growth of the fungus and its destructive effect on the plastic film.
Таким образом, биостимулирующий препарат АПД действительно оказывает положительный эффект на физиологическую активность биодеструкторов и способствует ускорению деградации полимерных материалов.Thus, the biostimulating drug APD really has a positive effect on the physiological activity of biodestructors and helps to accelerate the degradation of polymer materials.
Учитывая отсутствия коммерческого интереса к подобному отходу пивоваренного производства, предлагаемая методика обработки полимерных отходов не только позволит решить некоторые современные экологические проблемы, но является экономически выгодным процессом утилизации отходов.Given the lack of commercial interest in such brewing waste, the proposed methodology for the processing of polymer waste will not only solve some modern environmental problems, but it is an economically viable waste disposal process.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017145149A RU2668152C1 (en) | 2017-12-21 | 2017-12-21 | Method for stimulating the activity of fungi-degraders of polymer wastes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017145149A RU2668152C1 (en) | 2017-12-21 | 2017-12-21 | Method for stimulating the activity of fungi-degraders of polymer wastes |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2668152C1 true RU2668152C1 (en) | 2018-09-26 |
Family
ID=63668828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017145149A RU2668152C1 (en) | 2017-12-21 | 2017-12-21 | Method for stimulating the activity of fungi-degraders of polymer wastes |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2668152C1 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2409659C2 (en) * | 2005-07-22 | 2011-01-20 | Асахи Брюэриз, Лтд. | Method of preparing liquid koji |
-
2017
- 2017-12-21 RU RU2017145149A patent/RU2668152C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2409659C2 (en) * | 2005-07-22 | 2011-01-20 | Асахи Брюэриз, Лтд. | Method of preparing liquid koji |
Non-Patent Citations (5)
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Onet et al. | Biological indicators for evaluating soil quality improvement in a soil degraded by erosion processes | |
| Sanchez-Hernandez et al. | Potential use of earthworms to enhance decaying of biodegradable plastics | |
| Dick et al. | A brief history of soil enzymology research | |
| Soud | Biodegradation of Polyethylene LDPE plastic waste using Locally Isolated Streptomyces sp. | |
| Böhnel et al. | Clostridium botulinum and bio‐compost. A contribution to the analysis of potential health hazards caused by bio‐waste recycling | |
| Fachrul et al. | Degradation of Polyethylene plastic waste by indigenous microbial consortium and fungi | |
| JP2000232876A (en) | Raw material containing complex effective microorganism | |
| Di Menna et al. | Sporidesmin production and sporulation in Pithomyces chartarum | |
| RU2668152C1 (en) | Method for stimulating the activity of fungi-degraders of polymer wastes | |
| Matrosova et al. | Efficiency of specific biopreparations in organic waste management | |
| EP1352694B1 (en) | Compositions for the bioremediation of soils contaminated with hydrocarbons and/or solvents and/or organic compounds | |
| RU2687023C1 (en) | Pediococcus pentosaceus strain for processing organic wastes and a preparation based thereon | |
| Tester | Role of soil and residue microorganisms in determining the extent of residue decomposition in soil | |
| Varshini et al. | Role of Eco-Enzymes in Sustainable Development. | |
| Kumar et al. | Studies on biodegradation of plastic packaging materials in soil bioreactor | |
| RU2114174C1 (en) | Consortium of yeast candida maltosa for biodegradation of petroleum pollution | |
| RU2355488C1 (en) | Biological method of cleaning oil contaminated soil | |
| Rajani et al. | Role of purple nonsulfur bacteria Rhodopseudomonas palustris RSOU000 and Rhodopseudomonas thermotolerance RSOU555 in waste water treatment | |
| Sivaramanan | Biodegradation of saw in plant fertilizer | |
| Ngadin et al. | The development of white-rot fungi as a mycoremediation product | |
| RU2793209C1 (en) | Consortium of microorganisms designed to accelerate the decomposition of plant residues and suppress phytopathogens on plant residues and in soil | |
| Fachrul et al. | DEGRADATION OF LOW DENSITY POLYETHYLENE PLASTIC WASTE BY INDIGENOUS MICROBIAL CONSORTIUM AND FUNGI | |
| JP4521647B2 (en) | Hazardous substance removal agent containing decaying fungi and their waste beds | |
| RU2793169C1 (en) | Consortium of microorganisms intended for the processing of liquid and solid waste of farm animals | |
| RU2704434C1 (en) | Method for microbiological processing of poultry manure |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191222 |