Aktivity enzymů podílejících se na transformaci polycyklických aromatických uhlovodíků v průběhu kompostování

Abstract

Polycyklické aromatické uhlovodíky (PAU) jsou rekalcitrantní organické polutanty široce rozšířené v životním prostředí. Některé PAU mají karcinogenní účinky a mohou být i jinak toxické, proto je věnována značná pozornost výzkumu vhodných bioremediačních technologií. Jednou ze slibných metod použitelných pro bioremediaci pevných materiálů kontaminovaných PAU je kompostování. V rámci této práce byly studovány změny vybraných enzymových aktivit během kompostování půdy kontaminované PAU (součet koncentrací všech analyzovaných PAU 1065 ± 86 µg·g-1 ). Stanovované aktivity reprezentovaly známé klíčové enzymy transformace PAU nebo katecholu jakožto ústředního metabolitu mikrobiální degradace PAU. Nejprve byla optimalizována metoda extrakce enzymů z kompostovaného materiálu. Tento postup byl poté použit k extrakci enzymů ze vzorků kompostu odebraných v jednotlivých teplotních fázích kompostování. V počáteční mesofilní fázi byla detekována pouze aktivita mangan-dependentní peroxidasy, zatímco během chladnutí a na počátku maturace byla kromě toho detekována i aktivita lakasy, tyrosinasy a katechol-2,3-dioxygenasy. Aktivita katechol-1,2-dioxygenasy a ligninperoxidasy nebyla zaznamenána při žádném odběru. Vzhledem ke srovnání s kontrolním kompostem, který neobsahoval kontaminovanou půdu, nebyl pozorován žádný...

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are recalcitrant organic pollutants, which occur widely in the environment. Some of these compounds are carcinogenic and toxic, many studies therefore focus on suitable remediation technologies. It has been shown that composting is an efficient treatment for contaminated solid matrices. Changes in several enzyme activities during co-composting of PAH-contaminated soil were studied in this thesis. The total initial concentration of analyzed PAHs in the soil was 1065 ± 86 µg·g-1 . The chosen activities represented well-known key enzymes involved in the transformation of PAHs or catechol as the central metabolite of PAH microbial degradation. At first, a method for extraction of the selected enzymes from the compost matrix was optimized. This approach was then used for the extraction of the enzymes from compost samples collected at each phase of composting. The activity of manganese peroxidase, laccase, tyrosinase and catechol-2,3-dioxygenase was detected during the cooling and the maturation phase. The only detected activity during the initial mesophilic phase was that of manganese peroxidase. The activities of catechol-1,2- dioxygenase and lignin peroxidase were not detected at all. Despite the fact that PAHs were substantially degraded, no influence of PAHs...