Divergent organohalide-respiring consortia in PCB-contaminated sediments

Abstract

Tato práce je zaměřena skupinu halogenovaných sloučenin označovaných jako polychlorované bifenyly (PCB) - syntetické organické látky, u nichž jsou vodíkové atomy na bifenylovém skeletu nahrazeny v různé míře atomy chloru. Počet atomů chloru v molekule PCB může být v rozmezí 1-10 a dle různých poloh umístění těchto atomů může být vytvořeno až 209 různých kongenerů. Přestože byla produkce PCB směsí kvůli zjištění toxicity zastavena již před více než třiceti lety, odolnost těchto látek k degradaci je učinila jedním z hlavních polutantů životního prostředí v globálním měřítku. Velké množství PCB bylo produkováno několika zeměmi a bývalé Československo patřilo k deseti největším světovým producentům. Přestože byla zjištěna odolnost PCB kongenerů k chemickým modifikacím, bakteriální proces reduktivní dechlorinace, nazvaný také jako respirace organohalidů (OHR), se ukázal jako účinný způsob dechlorinace vysoce chlorovaných molekul PCB. Tento proces je nutným krokem ke kompletní mineralizaci aerobními bakteriemi. V rámci této studie byla reduktivní dechlorinace PCB studována pomocí dlouhodobě kultivovaných anaerobních mikrokosmů. Mikrokosmy byly inokulovány sedimentem s vysokou kontaminací PCB. Vzorky byly odebrány z vypouštěcího kanálu bývalého výrobce PCB Chemko Strážske. Po roce kultivace byla provedena...

This study is focused on one particular group of the halogenated molecules called polychlorinated biphenyls (PCBs) - synthetic, organic compounds derived from biphenyl with bound chlorine atoms. Depending on the position and number of the chlorine atoms, there are theoretically 209 individual PCB congeners. Although PCBs production was brought to a halt thirty years ago, recalcitrance to degradation makes them a major environmental pollutant at a global scale. Large amounts of PCBs were produced in several countries, and former Czechoslovakia belonged to the ten major world producers. Despite the PCB congener resistance to chemical modification, bacterial process of reductive dechlorination, named organohalide respiration (OHR), was shown to be efficient in the dechlorination of extensively chlorinated PCB congeners and a prerequisite step towards their subsequent complete mineralization by aerobic bacteria. In our study, reductive dechlorination of polychlorinated biphenyls (PCBs) was assessed using long term anaerobic microcosms. The microcosms were inoculated with highly contaminated with weathered Delor sediments, sampled from the efflux channel of the former PCB manufacturer Chemko Strazske. After one year of cultivation the chemical analysis showed a degradation of up to 36 % of the highly...