Статьи автора

Структурно-функциональные особенности анаэробного микробного сообщества, возникающие при контакте с отходами из пенополистирола

Номер выпуска 5 от 15.09.2024

Растущее загрязнение пластиками представляет собой серьезную экологическую проблему, поскольку широкое производство и неадекватная утилизация пластиковых материалов приводят к неблагоприятному воздействию на экосистемы. В работе исследованы структурно-функциональные особенности анаэробного микробного сообщества при контакте с отходами из пенополистирола (ВПС) в метаногенных (МГ), нитрат- (НР) и сульфатредуцирующих (СР) условиях. Показано, что присутствие ВПС в микробном сообществе не оказывает негативного влияния на процессы образования биогаза, а наоборот, приводит к увеличению выхода метана и летучих жирных кислот и изменению их соотношения. В культуральной жидкости вариантов с ВПС обнаружены микрочастицы разного размера: в НР условиях – 2.4 × 10⁶/мл, в СР условиях – 1.2 × 10⁶/мл и в МГ условиях – 0.4 × 10⁶/мл, тогда как в контрольных вариантах без клеток микрочастицы обнаружены не были. Методом сканирующей электронной микроскопии выявлено, что во всех опытных вариантах поверхность полимера стала более рыхлой, рельефной, появились неровности, трещины и отверстия. Рост разнообразия в микробном сообществе, связанный с увеличением числа микробных морфотипов, коррелирует с результатами высокопроизводительного секвенирования гена 16S рРНК. При внесении ВПС в анаэробное сообщество, инкубируемое в разных донорно-акцепторных условиях, повысилось число входящих в него групп микроорганизмов и увеличилась доля представителей гидролитических и ацидогенных бактерий (Sedimentibacter, Lentimicrobium), ацетогенных синтрофов (Syntrophomonas, Desulfovibrio, Geobacter) и метаногенных архей (Methanosarcina, Methanobacterium). Наше исследование показывает, что отходы из ВПС не являются инертными для микробного сообщества, и контакт с ними приводит к существенным перестройкам в его структуре и функционировании. Обнаруженные изменения поверхности образца, появление микрочастиц и различия в составе промежуточных и конечных продуктов метаболизма сообщества могут свидетельствовать о медленной частичной деструкции путем фрагментации этого вида отходов. Однако поскольку для опытов был взят бытовой ВПС, содержащий кроме основного полимера различные наполнители, то есть вероятность, что наряду с полистиролом деградации подвергаются и входящие в его состав дополнительные вещества (пластификаторы, красители и т.д.). Способность микроорганизмов к деструкции самого полимера требует дальнейших исследований.

28 0