Degradace polycyklických aromatických uhlovodíků půdními mikroorganismy

Mgr. Zuzana Dvořáková

Bachelor's thesis

Microbial degradation of polycyclic aromatic hydrocarbons in soils

Abstract:

V této bakalářské práci se věnuji biologickému rozkladu polycyklických aromatických uhlovodíků (polycyclic aromatic hydrocarbons - PAHs). Jedná se o persistentní látky, uvolňované do životního prostředí zejména lidskou činností – spalováním fosilních paliv, průmyslovou činností a zpracováním ropy. Biologický rozklad, tzv. biodegradace je jeden z nejdůležitějších mechanismů jejich odstraňování. Tato biodegradace je zprostředkována zejména mikroorganismy – bakteriemi a houbami. K biodegradaci může docházet jak za přístupu kyslíku, tedy aerobních podmínek, tak bez přístupu kyslíku, za podmínek anaerobních. Aerobní biodegradace je však rychlejší, účinnější a méně často vede ke vzniku problémových produktů. Nutnou podmínkou biodegradace je funkční mikrobiální společenstvo v půdě. V půdě se nachází velké množství bakterií a ostatních mikroorganismů, které se podílejí na rozkladu organické hmoty, zvětrávání hornin a jsou důležitou součástí biogeochemických cyklů. V přítomnosti kontaminující látky dochází v půdě k základním interakcím této látky s mikroorganismy, vedoucím buď k její degradaci, tedy využití jako zdroje uhlíku, biomasy nebo jiných prvků, nebo k toxicitě pro mikrorganismy. Schopnost mikroorganismů degradovat kontaminanty je základem bioremediačních technologií, tedy metod, umožňující dekontaminaci prostředí pomocí organismů. Na biodegradaci PAHs i jiných kontaminantů má vliv mnoho faktorů, jedná se o vlastnosti prostředí, organismu a samotné molekuly polutantu a jejich vzájemné interakce. K hodnocení biodegradace a biodegradability polutantů se používají zejména standardizované metody Organizace pro hospodářskou spolupráci a rozvoj (OECD): specifické chemické analýzy před a po inkubaci látek s mikroorganismy, respirometrie a radioizotopových metod.

Abstract:

I devoted this Bachelor thesis to the degradation of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). These are persistent substances released into the environment in particular by human activity – burning of fossil fuels, industrial activity and oil processing. Biological degradation, i.e. biodegradation is one of the most important mechanisms to remove them. Biodegradation is mediated predominantly by microorganisms – bacteria and fungi. Biodegradation can occur both with and without the presence of oxygen, i.e. in both aerobic and anaerobic conditions. Anaerobic biodegradation is, however, faster, more efficient and problematic products are created less often. A necessary condition of biodegradation is functional microbial community in the soil. There are many bacteria and other microorganisms that participate in degradation of organic matter, erosion of rocks and are an important part of biochemical cycles. If this contaminating substance is present in the soil, it interacts with microorganisms, which leads either to its degradation, i.e. it is used as a source of carbon, biomass or other elements, or its toxicity for microorganisms. The ability of microorganisms to degrade contaminating substances is the base of bioremediation technology, i.e. methods allowing decontamination of environment through microorganisms. Many factors, including the properties of the environment, of the organisms and molecules of the pollutant and their mutual interaction influence biodegradation of PAHs and of other contaminating substances. To evaluate biodegradation and biodegradability of pollutants, in particular standardized methods of the Organisation for Economic Co-operation and Development (OECD): specific chemical analysis before and after the incubation of substances with microorganisms, respirometry and radioisotope methods are used.

Keywords

Polycyklické aromatické uhlovodíky, půdní mikroorganismy, biodegradace, bioremediace, bakterie, houby, Polycyclic aromatic hydrocarbons, soil microorganisms, biodegradation, bioremediation, bacteria, fungi

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 28. 5. 2015

Thesis defence

• Date of defence: 22. 6. 2015
• Supervisor: doc. RNDr. Jakub Hofman, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Experimental Biology / Special Biology