Распространение азоттрансформирующих бактерий в искусственном водоеме с высшими водными растениями

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Данная статья посвящена исследованию распространения азоттрансформирующих бактерий в искусственном водоеме с высшими водными растениями. Сконструированы искусственные водоемы (пруды) с высшими водными растениями тростника обыкновенного (Phragmites australis) и рогоза (Typha) для очистки свиноводческих сточных вод. В пруду с Phragmites australis выделено 7 штаммов аммонийокисляющих и 14 денитрифицирующих бактерий, а в пруду с Typha – 6 штаммов аммонийокисляющих и 19 денитрифицирующих бактерий. В результате сравнительного анализа численности бактерий в разных точках отбора образцов выявлено их снижение вдоль искусственного водоема. Больше всего аммонийокисляющих штаммов бактерий было идентифицировано в образцах, отобранных в поверхностном слое пруда, в то время как денитрифицирующие бактерии доминировали в донном слое. Выделенные микроорганизмы установлены методом определения последовательности нуклеотидов 16 SrRNA, они относятся к родам Pantoea, Enterobacter, Bacillus. Показано, что искусственный водоем с высшими водными растениями обладает разнообразной микробиотой, состав которой сильно зависит от источника сточных вод и не зависит от видов посаженных растений. Проведено определение способности трансформации аммиака и денитрификации выделенными штаммами бактерий. Наибольшая эффективность превращения аммиака (до 56%) показана для бактерий Enterobacter cloacae, выделенных из поверхностного слоя пруда. Денитрифицирующие бактерии, отобранные из донного слоя, способны снижать содержание нитрата с 20 до 10 мг/л за 72 ч. Полученные результаты подтверждают роль бактерий в очистке сточных вод от азотсодержащих загрязняющих веществ, а средняя эффективность удаления неорганических соединений азота составляет 50%.

Об авторах

Н. В.Т Нам

Совместный Российско-Вьетнамский Тропический научно-исследовательский и технологическтй центр, Южное отделение

Email: xungcavn@gmail.com

Т. М Лыонг

Совместный Российско-Вьетнамский Тропический научно-исследовательский и технологическтй центр, Южное отделение

Email: luongmo@mail.ru

Н. Ю. Юдина

Тульский государственный университет

Email: TSUnewIT@gmail.com

О. Н. Понаморева

Тульский государственный университет

Email: olgaponamoreva@mail.ru

С. В. Алферов

Тульский государственный университет

Email: s.v.alferov@gmail.com

Ч. Н.Л Чи

Совместный Российско-Вьетнамский Тропический научно-исследовательский и технологическтй центр, Южное отделение

Email: tryphena6896@gmail.com

Н. Т Зунг

Совместный Российско-Вьетнамский Тропический научно-исследовательский и технологическтй центр, Южное отделение

Email: dungnguyen14791@gmail.com

Ф. Т.М Зуен

Аграрно-лесной университет

Email: 16126039@st.hcmuaf.edu.vn

В. Т Нгиа

Аграрно-лесной университет

Email: 16126110@st.hcmuaf.edu.vn

Список литературы

  1. Vymazal J. The historical development of constructed wetlands for wastewater treatment. Land. 2022;11(2):174. https://doi.org/10.3390/land11020174.
  2. Vymazal J. Constructed wetlands for wastewater treatment: five decades of experience. Environmental Science & Technology. 2011;45(1):61-69. https://doi.org/10.1021/es101403q.
  3. Kadlec R., Wallace S. Treatment wetlands. Boca Raton: CRC Press; 2008. 1016 p. https://doi.org/10.1201/9781420012514.
  4. Torrens A., Folch M., Salgot M. Design and performance of an innovative hybrid constructed wetland for sustainable pig slurry treatment in small farms. Frontiers in Environmental Science. 2021;8:577186. https://doi.org/10.3389/fenvs.2020.577186.
  5. Dias S., Mucha A. P., Crespo R. D., Rodrigues P., Almeida C. M. R. Livestock wastewater treatment in constructed wetlands for agriculture reuse. International Journal of Environmental Research and Public Health. 2020;17(22):1-21. https://doi.org/10.3390/ijerph17228592.
  6. Klomjek P. Swine wastewater treatment using vertical subsurface flow constructed wetland planted with Napier grass. Sustainable Environment Research. 2016;26(5):217-223. https://doi.org/10.1016/j.serj.2016.03.001.
  7. Bresciani E., Kang P. K., Lee S. Theoretical analysis of groundwater flow patterns near stagnation points. Water Resources Research. 2019;55(2):1624-1650. https://doi.org/10.1029/2018WR023508.
  8. Zhang Y., Carvalho P. N., Lv T., Arias C., Brix H., Chen Z. Microbial density and diversity in constructed wetland systems and the relation to pollutant removal efficiency. Water Science and Technology. 2016;73(3):679-686. https://doi.org/10.2166/wst.2015.542.
  9. Vassallo A., Miceli E., Fagorzi C., Castronovo L. M., Del Duca S., Chioccioli S., et al. Temporal evolution of bacterial endophytes associated to the roots of Phragmites australis exploited in phytodepuration of wastewater. Frontiers in Microbiology. 2020;11:1652. https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.01652.
  10. Zhao Y., Song X., Cao X., Wang Y., Zhao Z., Si Z., et al. Modified solid carbon sources with nitrate adsorption capability combined with nZVI improve the denitrification performance of constructed wetlands. BioresourceTechnology. 2019;294:122189. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2019.122189.
  11. Zhang Y., Li Y., Wang J., Wang X., Liu Y., Wang S., et al. Interactions of chlorpyrifos degradation and Cd removal in iron-carbon-based constructed wetlands for treating synthetic farmland wastewater. Journal of Environmental Management. 2021;299:113559. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.113559.
  12. Rajan R. J., Sudarsan J. S., Nithiyanantham S. Microbial population dynamics in constructed wetlands: review of recent advancements for wastewater treatment. Environmental Engineering Research. 2018;24(2):181190. https://doi.org/10.4491/eer.2018.127.
  13. Calheiros C. S. C., Teixeira A., Pires C., Franco A. R., Duque A. F., Crispim L. F. C., et al. Bacterial community dynamics in horizontal flow constructed wetlands with different plants for high salinity industrial wastewater polishing. Water Research. 2010;44(17):5032-5038. https://doi.org/10.1016/j.watres.2010.07.017.
  14. Calheiros C. S. C., Pereira S. I. A., Brix H., Rangel A. O. S. S., Castro P. M. L. Assessment of culturable bacterial endophytic communities colonizing Canna flaccida inhabiting a wastewater treatment constructed wetland. Ecological Engineering. 2017;98:418-426. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2016.04.002.
  15. Ibekwe A. M., Ma J., Murinda S., Reddy G. B. Microbial diversity in continuous flow constructed wetland for the treatment of swine waste. Hydrology: Current Research. 2017;8:277. https://doi.org/10.4172/21577587.1000277.
  16. Shirdashtzadeh M., Chua L. H. C., Brau L. Microbial communities and nitrogen transformation in constructed wetlands treating storm water runoff. Frontiers in Water. 2022;3:751830. https://doi.org/10.3389/frwa.2021.751830.
  17. Baptista J. D. C., Davenport R. J., Donnelly T., Curtis T. P. The microbial diversity of laboratory-scale wetlands appears to be randomly assembled. Water Research. 2008;42(12):3182-3190. https://doi.org/10.1016/j.watres.2008.03.013.
  18. Duan S., Zhang Y., Zheng S. Heterotrophic nitrifying bacteria in wastewater biological nitrogen removal systems: a review. Critical Reviews in Environmental Science and Technology. 2022;52(13):2302-2338. https://doi.org/10.1080/10643389.2021.1877976.
  19. Yang X.-P., Wang S.-M., Zhang D.-W., Zhou L.-X. Isolation and nitrogen removal characteristics of an aerobic heterotrophic nitrifying-denitrifying bacterium, Bacillus subtilis A1. Bioresource Technology. 2011;102(2):854-862. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2010.09.007.
  20. Vidal G., de Los Reyes C. P., Sáez O., Stefanakis A. I. The performance of constructed wetlands for treating swine wastewater under different operating conditions. Constructed Wetlands for Industrial Wastewater Treatment. 2018;203-221.
  21. Wylensek D., Hitch T. C., Riedel T., Afrizal A., Kumar N., Wortmann E., et al. A collection of bacterial isolates from the pig intestine reveals functional and taxonomic diversity. Nature Communications. 2020;11(1):126. https://doi.org/10.1038/s41467-020-19929-w.
  22. Isaacson R., Kim H. B. The intestinal microbiome of the pig. Animal Health Research Reviews. 2012;13(1):100-109. https://doi.org/10.1017/S1466252312000084.
  23. Ha H. P., Huy N. Q., Yen H. T. Investigation of suitable conditions for the growth and producing biofilm of denitrifying bacteria. Vietnam Journal of Biotechnology. 2016;14(1):191-196. https://doi.org/10.15625/18114989/14/1/9309.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».