Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Курсовая работа

по дисциплине «промышленная микробиология»

на тему:

"Определение способности почвенных бактерий к разложению синтетических моющих средств"

Оглавление

Введение 4

1.1 Поверхностно-активные вещества и их применение 6

1.2 Общая характеристика синтетических моющих средств 9

1.3 Поверхностно-активные вещества как компоненты СМС 12

1.4 Влияние поверхностно-активных веществ на микроорганизмы 17

1.5 Микробиологическая деструкция поверхностно-активных веществ 21

1.6 Действие СМС на экосистемы и здоровье человека 26

2. Объекты и методы исследований 32

2.1 Методы исследований 32

2.2 Материалы и оборудование 35

3. Экспериментальная часть 41

3.1 Культурально-морфологическая характеристика микроорганизмов 41

3.2 Физиолого-биохимическая характеристика микроорганизмов 42

3.3 Определение активности микроорганизмов-деструкторов ПАВ 43

3.4 Определение способности роста микроорганизмов на средах с добавлением различных ПАВ 45

Выводы 47

Литература 48

Питательный агар (ПА) (г/л): 50

Введение

Одна из причин современного экологического кризиса состоит в том, что практически вся хозяйственная и производственная деятельность человека ведут к нарушению важнейших функций почвы. Утрата почвой ее функций, деградация почвы, деградация экосистемы – события взаимосвязанные. Аналогичная ситуация наблюдается и в отношении водоемов. Загрязнение водоемов, эвтрофикация так же ведут к нарушению природного равновесия в водных экосистемах.

Деградация почв может быть вызвана природными факторами (климатическими или гидрологическими), но преимущественно она связана с техногенными причинами. К ним относятся нерациональное ведение земледелия, чрезмерный выпас скота, уничтожение почвенного и растительного покрова промышленным, коммунально-бытовым, ирригационным строительством и горными разработками, истощительное землепользование, переуплотнение техникой, подтопление, нарушение режима полива, нарушение режима внесения органических и минеральных удобрений, технологические и аварийные промышленные выбросы твердых веществ (Новиков, 2002).

Сточные воды – один из главных источников попадания в окружающую среду вредных веществ. Опасными загрязнителями окружающей среды являются искусственные органические вещества, которые находятся в стоках предприятий синтетической химии и производств, применяющих эти соединения. Такие вещества представляют наибольшую угрозу для природы, так как многие из них трудно разлагаются и в течение длительного времени сохраняются в окружающей среде, оказывая неблагоприятное действие на живые организмы (Ставская, 1981).

Такие соединения как ПАВ, пестициды, различные органические соединения, содержащие нитрогруппу, галоидорганические соединения, фосфорорганические соединения, пластмассы, синтетические смолы и некоторые другие продукты промышленности органического синтеза, разрушаются в природе медленно и с большим трудом, они отличаются высокой устойчивостью к действию микроорганизмов. Такие синтетические вещества кумулируются в водоемах и почве, загрязняют окружающую среду. Самое важное, то, что они способны накапливаться в пищевых цепях и таким образом оказывать неблагоприятное воздействие на животных и человека.

Для того чтобы разрушать синтетические органические соединения, организм должен либо поглощать и усваивать их в качестве источника питания, либо вызывать ферментативную деструкцию, утилизируя химическую энергию, освобождающуюся при упрощении органического соединения. Такие процессы вызываются микроорганизмами и в очень ограниченной степени макроорганизмами (Ротмистров, 1975).

Для специалистов, занимающихся вопросами интенсификации процессов разрушения веществ-загрязнителей, задача состоит в том, чтобы обнаружить микроорганизмы-деструкторы и найти способ усилить их деструктивную активность с целью использования для очистки окружающей среды.

Работ по микробиологическому разложению таких синтетических веществ как ПАВ, пестициды, пластмассы в настоящее время не так уж много, поэтому работа по изучению разложения поверхностно-активных веществ микроорганизмами является актуальной.

В связи с этим целью данной работы является определение способности чистых культур почвенных бактерий к разложению ПАВ.

Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:

– изучение физиолого-биохимических свойств, и идентификация выделенных штаммов;

– определение активности чистых культур микроорганизмов по отношению к СМС.

1. Особенности загрязнения почвенных экосистем поверхностно-активными веществами

1. Поверхностно-активные вещества и их применение

Загрязняющие вещества – это химические вещества, поступающие в окружающую среду из антропогенных источников в количествах, опасных для живых организмов. Критерии определения этих количеств неоднозначны. При разнообразии загрязняющих веществ, среди них можно выделить вещества, встречающиеся в природе и чуждые ей. Превышение природного уровня содержания химических веществ в почве, воде, воздухе может представлять опасность для живых организмов, так как является результатом поражения экосистемы, нарушения свойственных ей сбалансированных потоков вещества. Количество поступающих в экосистему химических веществ из антропогенных источников зависит от степени вовлечения их человеком в производственный процесс (Глазовская, 1979).

В древности человек использовал лишь 8 элементов периодической системы Менделеева, в XVIII веке число их увеличилось до 28, в XIX веке достигло 62. Добыча основных металлов за XIX век увеличилась на два порядка. В настоящее время человеком используются не только все химические элементы, но и радиоактивные изотопы известных элементов и неизвестные природе трансурановые элементы (Яковлев, 1998).

В настоящее время в мире производится около 80 тысяч видов химических продуктов. Каждый год на рынок поступает более тысячи новых. В мире используется около 250 млн. т органических химических веществ, значительная часть которых после использования бесконтрольно попадает в окружающую среду. Колоссальные количества веществ антропогенной природы не могут не изменять состав природных сред на планете (Королев, 2001).

Влияние на здоровье человека загрязняющих веществ имеет свои особенности. Химические вещества, как правило, поступают в организм человека не непосредственно, а по пищевым цепочкам; почва – вода – человек, почва – вода – растения – человек, почва – растения – животное – человек (Новиков, 2002).

ПАВ, вступая во взаимодействие с клетками, способствуют развитию атеросклероза, интенсификации белкового и углеводного обмена, нарушению функции печени, почек, иммунной и репродуктивной систем. При совместном присутствии ПАВ, металлов, пестицидов, других веществ, токсичность их усиливается (www.ecocoop.ru).

Отходы поступают в окружающую среду в твердом, жидком состоянии, а также в форме аэрозольных выбросов. Почвы загрязняются как непосредственно, так и через атмосферу и гидросферу. Загрязнение воздуха и вод неизбежно сопровождается загрязнением почв.

В последнее время среди загрязняющих веществ все чаще встречаются поверхностно-активные вещества. Это связано с широким использованием синтетических моющих средств (Королев, 2001). Поверхностно-активные вещества (ПАВ) – вещества, которые используются в промышленности и в быту как моющие средства, загрязняют окружающую среду с отходами коммунально-бытовой деятельности. В состав ПАВ обычно входят одна или несколько групп поверхностно-активных агентов и несколько связывающих центров. Эти группы снижают поверхностное натяжение жидкости, в которой они растворяются, образуют стабильную эмульсию с частицами удаляемых веществ, снижают жесткость воды (Ставская, 1981).

В состав ПАВ входят также связывающие компоненты. Они могут взаимодействовать с ионами кальция и магния, присутствующими в виде солей в жесткой воде, а также в составе твердых веществ. Наиболее распространено использование в качестве связывающих компонентов смеси полифосфатов с триполифосфатом натрия.

Мировое производство ПАВ составляет 2–3 кг на душу населения в год. Примерно 50% производимых ПАВ используется для бытовой химии, остальное в промышленности и сельском хозяйстве. Одновременно с ежегодным ростом производства ПАВ соотношение между их применением в быту и промышленности изменяется в пользу промышленности.

ПАВ находят применение более чем в 100 отраслях народного хозяйства. Большая часть производимых ПАВ используется в составе моющих средств, в производстве тканей и изделий на основе синтетических и природных волокон. К крупным потребителям ПАВ относятся нефтяная, химическая промышленности, промышленность строительных материалов и ряд других (Новиков, 2002).

Применение ПАВ определяется их поверхностной активностью, структурой адсорбционных слоев и объемными свойствами растворов. Поверхностно-активные вещества используют в качестве диспергаторов при измельчении твердых тел, бурении твердых пород (понизители твердости), для улучшения смазочного действия, понижения трения и износа, интенсивности нефтеотдачи пластов и т.д. Другой важный аспект использования ПАВ – формирование и разрушение пен, эмульсий, микроэмульсий. Широкое применение ПАВ находят для регулирования структурообразования и устойчивости дисперсных систем с жидкой дисперсионной средой (водной и органической). Широко используются мицеллярные системы, образуемые ПАВ как в водной, так и в неводной среде, для которых важны не поверхностная активность ПАВ и не свойства их адсорбционных слоев, а объемные свойства: резко выраженные аномалии вязкости с повышением концентрации ПАВ вплоть до образования, например в водной среде, кристаллизации структур твердого мыла или твердообразных структур (в пластичных смазках на основе нефтяных масел) (Абрамзон, 1981).

Водные растворы ПАВ в большей или меньшей концентрации поступают в стоки промышленных вод и, в конечном счете – в водоемы. Очистке сточных вод от ПАВ уделяется большое внимание, так как из-за низкой скорости разложения ПАВ вредные результаты их воздействия на природу и живые организмы непредсказуемы. Сточные воды, содержащие продукты гидролиза полифосфатных ПАВ, могут вызвать интенсивный рост растений, что приводит к загрязнению ранее чистых водоемов: по мере отмирания растений начинается их гниение, а вода обедняется кислородом, что в свою очередь ухудшает условия существования других форм жизни в воде.

Имеются убедительные данные о том, что ПАВ, содержание которых в сточных водах в настоящее время значительно, способны стимулировать рост и сохранение ряда патогенных микроорганизмов. В.В. Шелакова (1975) в эксперименте установила, что такие вещества, как хлорный сульфонел, синтанол ДС‑10, алкамон ОС‑2 и ряд других при определенных условиях обладают способностью стимулировать развитие сальмонелл (S.typhimurium). Г.А. Багдасарьян с соавт. (1977) отмечают, что алкилосульфат в концентрациях 5–10 мг/л (что соответствует среднему уровню загрязнения речной воды у места выпуска стоков) стимулирует рост шигелл Зонне и Флекснера, другие концентрации этого вещества активировали S. typhi S. paratyphi В, S. typhimurium (Хотько, Дмитриев, 2006).

Особенностью этой группы загрязнителей является то, что от других продуктов органического синтеза они, так же как и пестициды, полностью попадают в окружающую среду, и, прежде всего в воду, и почву (Ставская, 1981).

1.2 Общая характеристика синтетических моющих средств

Синтетические моющие средства (CMC, детергенты) – многокомпонентные композиции, применяемые в водных растворах для интенсификации удаления загрязнений с различных твердых поверхностей – тканей, волокон, металлов, стекла, керамики. В более узком смысле под СМС обычно понимают бытовые средства для стирки белья и одежды.

По товарной форме СМС разделяют на сыпучие (порошкообразные, хлопьевидные), пастообразные, жидкие и кусковые; по назначению – на бытовые и технического назначения; по сфере применения и специфике отмываемого субстрата – на универсальные средства для стирки, средства для машинной стирки сильно загрязненного белья, стирки изделий из тонких, чувствительных к повреждению и усадке тканей, стирки и отбеливания с кипячением, для предварительного, замачивания, средства с ферментами для низкотемпературной стирки, средства с противоусадочным, смягчительным, антистатическим, освежающим цвет или иным эффектом, специальные СМС для детского белья и т.д.

СМС обычно включают мицеллообразующие поверхностно-активные вещества (ПАВ), обладающие моющим, смачивающим и антистатическим действием, различные электролиты, комплексоны, добавки, обеспечивающие антиресорбционное действие (предотвращают повторное отложение частиц загрязнения), парфюмерную отдушку, маскирующую специфический запах композиции и ароматизирующую белье, а также всевозможные специальные добавки: оптические и пероксидные отбеливатели, ферменты, активаторы и стабилизаторы, растворители, гидротропы, ингибиторы коррозии, консерванты, пеногасители, красители, пигменты, антиоксиданты и др.

Основа многих СМС – анионные ПАВ, например алкилбензолсулъфонаты (преимущественно линейные, обладающие хорошей биоразлагаемостью), алкилсульфаты, алкилэтоксисульфаты, мыла, алкансулъфонаты, олефинсульфонаты натрия.

В связи с общемировой тенденцией к снижению температуры стирки и использованию СМС с ферментами и катионными смягчителями-антистатиками повысилась роль неионогенных ПАВ – оксиэтилированных спиртов, оксиэтилированных алкилфенолов, оксиэтилированных алкиламинов. В качестве вспомогательных ПАВ, усиливающих тот или иной эффект и смягчающих нежелательное дерматологическое действие, в СМС могут вводиться в небольших количествах алкил- и алкилэтоксифосфаты, таураты, сульфосукцинаты, соли сульфокарбоновых кислот, эфирокарбоксилаты, оксиалкиламиды жирных кислот и их этоксилаты, N‑оксиды третичных аминов, блоксополимеры алкиленоксидов, амфогерные производные аминокислот, имидазолина и бетаина. Некоторое распространение (особенно в США) получили СМС на базе анионных и неионогенных ПАВ с добавками катионных ПАВ или полимеров, способные в процессе полоскания вследствие адсорбции на волокнах снижать электростатический заряд и усадку ткани.

Примеры таких катионных ПАВ – диалкилдиметиламмонийхлорид, 1 – (2‑алкиламидоэтил) – 2‑алкил‑3‑метилимидазолинийметилсульфат, катионное производное гидроксиэтилцеллюлозы. Оптимальным моющим действием при 25–35 °С обычно обладают ПАВ с алкильной цепью С12‑С14, с ростом температуры стирки оптимум отмечается у гомологов С14‑С16.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов курсовой работы