Gia tăng tốc độ phân hủy sinh học hoạt chất propoxur trong môi trường nuôi cấy lỏng bằng vi khuẩn Paracoccus sp. P23-7 cố định trong biochar

Abstract

The aim of this work was to investigate the effectiveness of different inoculation approaches in enhancing the biodegradation of the pesticide Propoxur in the liquid medium. Inoculation was conducted with the Paracoccus sp. P23-7 originally isolated from Propoxur contaminated soil as the key degrader organism. The bacterial strain was applied either via liquid medium or immobilized on solid municipal waste biochar. Bacterial cell numbers as well as Propoxur biodegradation measurement in liquid medium were used to investigate the bioaugmentation efficiency of the different approaches. Paracoccus sp. P23-7 cell numbers increased about 1.1-2.0 times during the incubation process in both inoculation approaches, indicating that the strain could survive and develop well in the new liquid medium. However, the bacterial cell numbers in both biochar supplement treatments were much higher than that in the treatment received only free cells of Paracoccus sp. P23-7. Liquid medium inoculated with the Paracoccus sp. P23-7 immobilized on biochar from the beginning of the experiment showed the highest Propoxur degradation rate per day, whereas the other inoculum approaches showed an increased but lower contaminant biodegradation. Thus, results indicated that the application of a key degrader-biochar-complex is the most promising approach for an accelerated biodegradation of organic chemicals in liquid medium.

Tóm tắt

Nghiên cứu được thực hiện nhằm mục tiêu đánh giá hiệu quả của một số phương pháp chủng vi khuẩn khác nhau lên khả năng phân hủy sinh học hoạt chất thuốc trừ sâu Propoxur trong môi trường lỏng. Vi khuẩn phân hủy chuyên biệt Propoxur, Paracoccus sp. P23-7 được phân lập từ mẫu đất nhiễm Propoxur, được chủng vào môi trường nuôi cấy. Vi khuẩn được chủng vào môi trường qua hai dạng: 1) dạng vi khuẩn tự do trong dung dịch và 2) dạng vi khuẩn cố định trong biochar. Mật số vi khuẩn và nồng độ Propoxur được theo dõi theo thời gian thí nghiệm. Tổng mật số vi khuẩn Paracoccus sp. P23-7 ở tất cả các nghiệm thức có chủng vi khuẩn tăng từ 1,1-2,0 lần trong thời gian thí nghiệm so với mật số ban đầu. Điều này chứng tỏ vi khuẩn Paracoccus sp. P23-7 có khả năng tồn tại và phát triển tốt trong môi trường lỏng mới. Tuy nhiên, mật số vi khuẩn ở hai nghiệm thức bổ sung biochar cao hơn rất nhiều so với nghiệm thức chủng Paracoccus sp. P23-7 dạng tự do. Môi trường lỏng chủng vi khuẩn Paracoccus sp. P23-7 cố định trong biochar thể hiện tốc độ phân hủy Propoxur cao nhất, trong khi các phương pháp chủng khác có tốc độ phân hủy Propoxur thấp hơn. Vì vậy, kết quả nghiên cứu này cho phép kết luận rằng, việc ứng dụng một thể phức hợp gồm biochar và dòng vi khuẩn phân hủy chuyên biệt hoạt chất nông dược là phương pháp triển vọng nhất trong việc gia tăng tốc độ phân hủy sinh học đối với độc chất hữu cơ trong môi trường lỏng.