Терефталевая кислота (ТФК) – пара-изомер фталевой кислоты, имеет широкое применение в производстве химических волокон и пластмасс, в частности диоктилтерефталата и полиэтилентерефталата, в связи с чем является повсеместным загрязнителем окружающей среды и обнаруживается в настоящее время в различных экосистемах. Экологически безопасным и экономичным методом утилизации ТФК признан биологический метод с использованием бактерий-деструкторов.

Из образцов сточных вод и активного ила БОС химического предприятия (г. Пермь) методом прямого высева на минеральную среду с ТФК и полноценную среду выделено 13 штаммов бактерий, идентифицированных на основании анализа гена 16S рРНК как представители различных родов грамотрицательных и грамположительных бактерий. Установлено, что 6 выделенных штаммов растут на ТФК в качестве субстрата, большинство штаммов растут на орто-фталате, 3 штамма – на протокатеховой кислоте, 2 штамма – на дибутилфталате, все штаммы растут на бензоате. Наиболее высокие параметры роста на ТФК (максимальное значение ОП600, лаг-фаза роста) показаны для штамма Pseudomonas sp. IO14.

Mетодом накопительного культивирования из образца активного ила БОС выделена ассоциация бактерий, способная к эффективному росту на ТФК. Показано, что данная ассоциация бактерий включает штамм-деструктор ТФК Comamonas sp. SA47 и штаммы бактерий, не растущие на ТФК, родов Stenotrophomonas и Brucella. Установлено, что штамм Stenotrophomonas sp. SА48 способен к росту на протокатехате – метаболите деструкции ТФК. Можно предположить, что рост данного штамма в бактериальной ассоциации поддерживается за счет протокатехата, выделяемого в среду при деструкции ТФК штаммом Comamonas sp. SA47.

Выделенные бактериальные культуры и ассоциации бактерий являются перспективными для дальнейших исследований с целью создания новых биотехнологий очистки почв и стоков, загрязненных ТФК, фталатами.

Ключевые слова: ассоциация бактерий, бактерии-деструкторы, терефталевая кислота, сточные воды.

Ястребова Ольга Викторовна (Пермь, Россия) – кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории микробиологии техногенных экосистем Института экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук – филиала ПФИЦ УрО РАН (614081,
г. Пермь, ул. Голева, 13; e-mail: olyastr@mail.ru).

Корсакова Екатерина Сергеевна (Пермь, Россия) – кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории микробиологии техногенных экосистем Института экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук – филиала ПФИЦ УрО РАН (614081,
г. Пермь, ул. Голева, 13; e-mail: camomille-08@mail.ru).

Плотникова Елена Генриховна (Пермь, Россия) – доктор биологических наук, заведующая лабораторией микробиологии техногенных экосистем Института экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук – филиала ПФИЦ УрО РАН (614081, г. Пермь,
ул. Голева, 13; e-mail: peg_el@mail.ru).

1. Biodegradability enhancement of purified terephthalic acid wastewater by coagulation–flocculation process as pretreatment / M. Karthik, N. Dafale, P. Pathe, T. Nandy // J. Hazard. Mater. – 2008. – Vol. 154. – P. 721–730.

2. Plastic degradation and its environmental implications with special reference to Poly(ethylene terephthalate) / H.K. Webb, J. Arnott, R.J. Crawford,
E.P. Ivanova // Polymers. – 2013. – Vol. 5. – P. 1–18.

3. Медведев А.Н., Черезова Е.Н. Синтез пластификатора диоктилтерефталата на базе технических 2-этилгексанола и терефталевой кислоты // Вестник технологического университета. – 2015. – Т. 18, № 15. – С. 44–46.

4. Dual-catalytic depolymerization of polyethylene terephthalate (PET) / K.R. Delle Chiaie, F.R. McMahon, E.J. Williams, M.J. Price, A.P. Dove // Polym. Chem. – 2020. – Vol. 11. – P. 1450–1453.

5. Gao D.W., Wen Z.-D. Phthalate esters in the environment: A critical review of their occurrence, biodegradation, and removal during wastewater treatment processes // Sci. Total Environ. – 2016. – Vol. 541. – P. 986–1001.

6. Staples C.A., Parkerton T.F., Peterson D.R. A risk assessment of selected phthalate esters in North American and western European surface water // Chemosphere. – 2000. – Vol. 40. – P. 885–891.

7. Degradation of terephthalic acid by a newly isolated strain of Arthrobacter sp. 0574 / Y.-M. Zhang, Y.-Q. Sun, Z.-J. Wang, J. Zhang // S. Afr. J. Sci. – 2013. – No. 109 (7/8). – Art. #0019. – 4 p. DOI: 10.1590/ sajs.2013/20120019

8. Transcriptional regulation of the terephthalate catabolism operon in Comamonas sp. strain E6 / D. Kasai, M. Kitajima, M. Fukuda, E. Masai // Appl. Environ. microbiol. – 2010. – Vol. 76, № 18. – P. 6047–6055.

9. Transcriptomic analysis reveals a bifurcated terephthalate degradation pathway in Rhodococcus sp. strain RHA1 / H. Hara, L.D. Eltis, J.E. Davies,
W.W. Mohn // J. Bacteriol. – 2007. – Vol. 189, № 5. – P. 1641–1647.

10. Molecular and biochemical analysis of phthalate and terephthalate degradation by Rhodococcus sp. strain DK17 / K.Y. Choi, D. Kim, W.J. Sul,
J.C. Chae, G.J. Zylstra, Y.M. Kim, E. Kim // FEMS Microbiol. Letters. – 2005. – Vol. 252. – P. 207–213.

11. Biodegradation of terephthalic acid by isolated active sludge microorganisms and monitoring of bacteria in a continuous stirred tank reactor / D. Aksu, C. Vura, B. Karabey, G. Ozdemir // Braz. Arch. Biol. Technol. – 2021. – Vol. 64. – P. 1678–4324.

12. Biodegradation of phthalate esters by two bacteria strains / B.V. Chang, C.M. Yang, C.H. Cheng, S.Y. Yuan // Chemosphere. – 2004. – Vol. 55. – P. 533–538.

13. Gu J.D., Li J., Wang Y. Biochemical pathway and degradation of phthalate ester isomers by bacteria // Water Sci.Technol. – 2005. – Vol. 52. – P. 241–248.

14. Методы общей бактериологии / пер. с англ. под ред. Ф. Герхардта [и др.]. – М.: Мир, 1983. – Т. 1–3.

15. Lane D.J., Stackebrandt E., Goodfellow M. 16S/23S rRNA sequencing // Nucleic acid techniques in bacterial systematics / ed. D.J. Lane. – New York: John Wiley and Sons, 1991. – P. 115–175.

16. Kimura T., Ito Y. Two bacterial mixed culture systems suitable for degrading terephthalate in wastewater // J. Biosci. Bioeng. – 2001. – Vol. 91, № 4. – Р. 416–418.