21
Δεκ
ΑΝΑΚΟΙΝΩΣΗ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ Διπλωματικής
Όνοματεπώνυμο Φοιτητή: Ροδοπούλου Ιωάννα-Ανδριάννα
Α.Μ.: 2013050011
Ημερομηνία Παρουσίασης: 21-12-2018
Ώρα: 11:00
Αίθουσα: Κ2.Α3
Θέμα «Διεργασίες αναερόβιας αναγωγικής αφαλογόνωσης σε καλλιέργειες εμπλουτισμού από θαλάσσια ιζήματα της λιμνοθάλασσας της Βενετίας»
Title «Anaerobic reductive dehalogenation of organohalides in enrichment cultures from marine sediments of Venice lagoon»
Επιβλέπων:Καλογεράκης Νικόλαος
Τριμελής Εξεταστική Επιτροπή:
1…Καλογεράκης Νικόλαος………………………………..
2…Βενιέρη Δανάη………………………………..
3…Παναγιωτοπούλου Παρασκευή………………………………..
Περίληψη: Ιδιαίτερη προσοχή τα τελευταία χρόνια έχει δοθεί στη ρύπανση από οργανοαλογονίδια στο υπέδαφος σε βιομηχανικές περιοχές. Η μικροβιακή αναγωγική αφαλογόνωση διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στην απορρύπανση του ανοξικού εδάφους και των ιζημάτων καθώς αυστηρώς αναερόβιοι μικροοργανισμοί έχουν εξελιχθεί χρησιμοποιώντας φυσικώς παραγώμενα αλογονωμένα οργανικά ως τελικό δέκτη ηλεκτρονίων. Για να διερευνηθεί η δραστηριότητα αυτών των ασυνήθιστων οργανισμών, μια ενδογενής μικροβιακή κοινότητα ενός ρυπασμένου ιζήματος με πολυχλωριωμένα διφαινύλια (PCB) από το κανάλι Brentella (λιμνοθάλασσα της Βενετίας, Ιταλία) εμπλουτίστηκε σε καθαρό μεταλλικό μέσο διαμέσου υποκαλλιεργειών από μικρόκοσμους αποτελούμενους από ίζημα και θαλασσινό νερό της περιοχής ενδιαφέροντος στους οποίους προστέθηκε τριχλωροαιθένιο (TCE).
Το δεύτερο σετ υποκαλλιεργειών που δημιουργήθηκε αποτελείται από μικρόκοσμους στον καθένα εκ των οποίων προστέθηκε ξεχωριστά εξαχλωροβενζόλιο (HCBe), μίγμα πολυχλωριωμένων διαφαινυλίων (PCB, Aroclor 1254), 1,2,3,4-τετραχλωροδιβενζοπαραδιοξίνη (1,2,3,4-TeCDD), TCE και πενταχλωροφαινόλη (PCP). Υπό την παρουσία ιζήματος και νερού από την περιοχή ενδιαφέροντος στις καλλιέργειες εμπλουτισμού οι μικροοργανισμοί μπορούσαν να εκτελέσουν αναγωγική αφαλογόνωση σε όλους τους υπό εξέταση ρύπους. Αντίθετα, στο καθαρό μεταλλικό μέσο, αφαλογόνωση εκτελέστηκε μόνο στους μικρόκοσμους με το τριχλωροαιθένιο. Αυτό συνέβει είτε γιατί κατά το διαδοχικό σχηματισμό υποκαλλιεργειών τα βακτήρια έχασαν την ικανότητα παραγωγής ενζύμων που καταλύουν αποχλωρίωση των υπόλοιπων ρύπων είτε γιατί δίχως την παρουσία ιζήματος τα βακτήρια δε μπορούσαν να προστατευτούν από πιθανές υψηλές συγκεντρώσεις των ουσιών καθώς η μετέπειτα προσθήκη TCE στους μικρόκοσμους με τους αρωματικούς ρύπους έδειξε ότι τα υπεύθυνα για την αποχλωρίωση βακτήρια δε ζούσαν.
Συμπερασματικά, σχηματίστηκε καθαρό μεταλλικό μέσο το οποίο υποστήριξε την αναγωγική αφαλογόνωση τριχλωροαιθενίου, η οποία διεγέρθηκε με την προσθήκη γαλακτικού και πυροσταφυλικού άλατος. Ο φυλότυπος VLD-1, κυρίαρχος της διεργασίας αποχλωρίωσης, αποδείχθηκε ανθεκτικός υπό την παρουσία των αντιβιοτικών αμπικιλλίνη, βανκομυκίνη και BES και εμπλουτίστηκε σημαντικά. Στους μικρόκοσμους με χλωριωμένους αρωματικούς ρύπους δεν παρατηρήθηκε αναγωγική αποχλωρίωση. Χρειάζεται να διεξαχθούν επιπλέον πειραματισμοί με αρωματικούς και αλειφατικούς οργανικούς ρύπους στο ίδιο ή και σε διαφορετικό μεταλλικό μέσο εμπλουτισμού καθώς και έρευνες των ενζύμων που εκφράζονται κατά τη διεργασία της αναγωγικής αφαλογόνωσης για την κατανόηση της δράσης των βακτηρίων υπό διαφορετικές συνθήκες ώστε να χρησιμοποιηθούν σωστά σε εφαρμογές βιοεξυγίανσης περιβάλλοντος.
Abstract: Particular attention in recent years has been given to organohalide pollution of subsurface environments in industrialized areas. Microbial reductive dehalogenation plays an important role in decontamination of anoxic soil and sediments as strictly anaerobic microorganisms have evolved using naturally occurring halogenated organics as their terminal electron acceptor. To investigate the activity of these unusual organisms, an indigenous microbial community of a PCB-impacted sediment from Brentella Canal (Venice Lagoon, Italy) was enriched in defined mineral media through subculturing from TCE- amended slurry microcosms. Reductive dechlorination process was tested initially in the presence of lactate and pyruvate, two organic acids with the ability to serve as substrates during cometabolic anaerobic reduction. Bacteria's activity was stimulated as they completely bioconverted TCE simultaneously to cis- and trans-DCE within 6 weeks with no lag phase. The cis-isomer was the major intermediate product at the beginning of chemical monitoring but after a few weeks the trans-isomer took the lead role in TCE dechlorination. This change could be ascribed as the action of a non-Dehalococcoides phylotype of the class Dehalococcoidia, namely phylotype VLD-1, which was considered as the main phylotype for the dehalogenation activity. For further test and enrichment, subculturing of lactate-fed microcosms was performed using the same defined mineral medium but amended with antibiotics. The presence of ampicillin, vancomycin and 2-bromoethanesulfonate did not inhibit TCE dechlorination activity since the dechlorinating VLD-1, which turned out to be tolerant to the antibiotics, was enriched. Finally, another set of microcosms from cultures with lactate was prepared to test dehalogenation in the presence of different electron acceptors including TCE in the defined mineral medium. In contrast with the positive results cultures showed before subculturing while in sediment-slurry medium, in the defined medium none of the cultures exhibited dehalogenation activity except for the ones amended with TCE. This finding suggested that due to subculturing and enrichment certain synergistic bacteria were lost whose presence was significant for the production of enzymes catalyzing dehalogenation on several organohalides.