DE69919012T2

DE69919012T2 - Verfahren zum mikrobiologischen abbau einer nitro-aromatischen verbindung

Info

Publication number: DE69919012T2
Application number: DE69919012T
Authority: DE
Inventors: Jamal Ouazzani; Laurence Le Campion
Original assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS; Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS; Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1998-09-30
Filing date: 1999-09-29
Publication date: 2005-08-11
Anticipated expiration: 2019-09-30
Also published as: EP1121331A1; FR2783819B1; EP1121331B1; ES2224696T3; WO2000018693A1; AU5868899A; FR2783819A1; US6475387B1; RU2249564C2; DE69919012D1; ATE272028T1; CA2345348C; CA2345348A1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein mikrobiologisches Verfahren zur Eliminierung einer nitroaromatischen Verbindung, die in einer Lösung oder in einem Sol enthalten ist, und auf einen Mikroorganismenstamm, der in der Lage ist, die genannte nitroaromatische Verbindung zu mineralisieren.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist beispielsweise sehr nützlich für die Behandlung einer Lösung, wie z.B. eines industriellen Abwassers (Abstroms), oder eines Sols, das (der) durch eine nitroaromatische Verbindung, beispielsweise durch Dinitrotoluol (DNT) oder Trinitrotoluol (TNT) verunreinigt ist.
Stand der Technik
In dem Stand der Technik wurden bereits verschiedene Wege zum Abbau von nitroaromatischen Verbindungen untersucht. Diese Wege sind im Wesentlichen biologische oder chemische Wege.
So haben beispielsweise 1998 KALAFUT et al. die Umwandlung von TNT durch die drei aeroben Bakterien: Pseudomonas aeruginosa, Bacillus sp. und Staphylococcus sp. untersucht. Dabei wurde gezeigt, dass diese drei Stämme das TNT umwandeln, jedoch weder den Kohlenstoff noch den Stickstoff als alleinige Quelle ausnutzen können. Über die Studie wird berichtet in dem Dokument T. KALAFUT et al., "Biotransformation patterns of 2,4,6-trinitrotoluene by aerobic bacteria", abgedruckt in "Cur. Microbiol.", 1998, 36, 45 – 54.
1998 haben BOOPATHY et al. einen aeroben/anoxischen Bioreaktor im Labormaßstab für die Dekontamination eines mit TNT kontaminierten Sols entwickelt. Dieses Verfahren kann in einem absatzweise betriebenen oder in einem halbkontinuierlichen System durchgeführt werden. Die absatzweise Behandlung erlaubt eine Umwandlung von TNT, dabei reichern sich jedoch bestimmte Stoffwechselprodukte (Metabolite) an. Bei der halbkontinuierlichen Arbeitsweise (bei der regelmäßig 10 des Sols ausgetauscht werden) ist der Abbau des TNT (8 g/kg Sol) vollständig. Die Materialbilanz nach 14-tägiger Inkubation zeigt, dass nur 23 % des TNT mineralisiert worden sind, 27 % assimiliert worden sind und 8 % sich in dem Sol in adsorbierter Form wiederfinden. Der verbleibende Prozentsatz entspricht der Bildung von Stoffwechselprodukten (Metaboliten), wie z.B. von Amino-dinitrotoluolen (4 %), von 2,4-Diamino-6-nitrotoluol (3 %) und von 2,3-Butandiol, die bei der Aufspaltung des Ringes (30 %) erhalten werden. Aufeinanderfolgende Solzugaben, einmal, zweimal oder dreimal pro Woche, beeinflussen die Abbaugeschwindigkeit des TNT nicht. Darüber hinaus ist es in diesem Reaktor möglich, die Bakterienpopulation am Leben zu erhalten, wobei nur ein einziges Cosubstrat erforderlich ist, 0,3 % Melasse. Durch Anwendung des gleichen Verfahrens ist es möglich, andere Kontaminanten des Sols, wie z.B. Hexahydro-1,3,5-trinitro-1,3,4-triazin (RDX), Octahydro-1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetrazocin (HDX), Trinitrotoluol und 2,4-Dinitrotoluol, zu eliminieren. Über diese Ergebnisse wird berichtet von R. BOOPATHY et al. in "A laboratory study of the bioremediation of 2,4,6-trinitrotoluene-contaminated soil using aerobic/anoxic soil slurry reactor", abgedruckt in "Water Environment Research", 1998.
1998 haben VORBECK et al. die mikrobiologische Reduktion der Nitrogruppen des TNT und die mikrobiologische Hydrierung des aromatischen Ringes untersucht. Wegen des Mangels an Elektronen als Folge der Anwesenheit der Elektronen anziehenden Nitrogruppen ist die erste mikrobielle Umwandlung des TNT eine Nitro-Reduktion. Die Hydrierung des aromatischen Ringes, beschrieben für die Picrinsäure, bleibt eine Nebenreaktion. Zwei Bakterien wurden aus einem aeroben Medium isoliert, das mit TNT als einziger Stickstoffquelle angereichert war: der Stamm TNT-8 (Gram-negativ) und der Stamm TNT-32 (Gram-positiv). Sie katalysieren die Nitro-Reduktion von TNT. Dagegen weisen die Stämme Rhodoccus erythropolis HL PM-1 (der wächst auf Picrinsäure) und Mycobacterium sp. HL 4-NT-1 (der wächst auf 4-Nitrotoluol) enzymatische Systeme auf, welche die Hydrierung von TNT und als Folge davon die Addition eines Hydridions an den aromatischen Ring katalysieren. Der auf diese Weise gebildete Hydrid-Meisenheimer-Komplex von TNT (H-TNT) wird dann in ein nicht abbaubares gelbes Stoffwechselprodukt (Metabolit) umgewandelt, identifiziert durch NMR. In diesem Fall wurde keine reduktive Denitrierung des TNT festgestellt. Die Mineralisierung von TNT wurde nicht untersucht. Über diese Ergeb nisse wird berichtet von C. VORBECK et al. in "Initial Reductive reactions in aerobic microbial metabolism of 2,4,6-trinitrotoluene", abgedruckt in "Appl. Environ. Microbiol.", 1998, 64(1), 246–252.
Jedoch erlaubt keiner der in diesen Dokumenten beschriebenen Mikroorganismen eine vollständig oder praktisch vollständige Mineralisierung von TNT.
Die chemischen Abbauwege weisen ihrerseits zahlreiche Nachteile auf, die im Zusammenhang stehen mit der Verwendung von chemischen Reagentien. Bei diesen Nachteilen handelt es sich insbesondere um die Kosten für die chemischen Reagentien und die damit verbundene Umweltverschmutzung durch diese Reagentien in den behandelten Lösungen und Solen.
In dem Dokument von M. Ofrichter, K. Scheibner und W. Fritsche "The role of soil funghi in contaminant degradation" – Rolle der Bodenpilze beim Fremdstoffabbau" abgedruckt in "Terratech", Band 4, Nr. 3, 1995, Seiten 69–71, ist ein mikrobiologisches Verfahren zur Behandlung von verseuchten Böden beschrieben. In diesem Verfahren werden organische Substanzen, wie z.B. Nitrotoluole, mit Pilzen vom Genus Penicillium in Gegenwart von Zucker eliminiert. Nach 4 Wochen wurde eine sehr geringe Mineralisierung von 2,4,6-TNT in einer Menge von weniger als 0,5 % festgestellt.
In den Dokumenten J.W. Bennet, P. Hollrah, A. Waterhouse und K Horvath, "Isolation of Bacteria and Funghi form TNT-contaminated Composts and Preparation of 14C-ring Labeled TNT", abgedruckt in "International Biodeterioration & Biodegradation", Band 35, Nr. 4, 1995, Seiten 421–430, und in DE-A-1 970 788.3 (Industrieanlagen Betriebsges), vom 3. September 1998, wird ein Verfahren zur biologischen Dekontamination von verseuchten Böden und verseuchten Gewässern beschrieben, in dem die Eliminierung von schädlichen Substanzen, nitroaromatischen Verbindungen, in inerte Endprodukte durch Mikroorganismen vom Genus Penicillium erfolgt.
Beschreibung der Erfindung
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es insbesondere, ein Verfahren anzugeben, das eine vollständig oder praktisch vollständige Eliminierung einer nitroaromatischen Verbindung aus einer Lösung oder einem Sol durch Mineralisierung dieser Verbindung erlaubt.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren, das für die Behandlung einer Lösung oder eines Sols angewendet werden kann, die (das) ein oder mehrere unerwünschte nitroaromatische Verbindungen, die Umweltschadstoffe darstellen, enthält.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich um ein Verfahren nach Patentanspruch 1.
Unter dem Ausdruck "nitroaromatische Verbindung" oder "Lösung einer nitroaromatische Verbindung" sind nachstehend zu verstehen "eine oder mehrere nitroaromatische Verbindungen" bzw. "eine Lösung einer oder mehrerer nitroaromatischer Verbindungen".
Erfindungsgemäß kann die Lösung einer nitroaromatischen Verbindung beispielsweise eine Laborlösung, ein Industrie-Abwasser (industrieller Abstrom) oder ein Oberflächenwasser sein, die (der bzw. das) ein oder mehrere nitroaromatische Verbindungen enthält und in der (dem) vorzugsweise ein Penicillium-Stamm die nitroaromatische Verbindung verstoffwechseln (abbauen) kann. Vorzugsweise handelt es sich in dem erfindungsgemäßen Verfahren bei dieser Lösung um eine wässrige Lösung.
Erfindungsgemäß kann es sich bei der mindestens einen nitroaromatischen Verbindung um eine Verbindung handeln, die mindestens einen aromatischen Ring enthält, der mindestens eine Nitrogruppe und gegebenenfalls mindestens eine Funktion, aufweist, ausgewählt aus der Gruppe -OH, -COOH, Halogen, -NH₂, eine zyklische oder lineare Ose, ein lineares oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen oder ein Aryl, das unsubstituiert oder substituiert ist durch mindestens eine Funktion, ausgewählt aus der Gruppe, die umfasst -OH, -COOH, Halogen, -NH₂, -OH.
Die mindestens eine nitroaromatische Verbindung kann beispielsweise sein eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe Nitrotoluol, Dinitrotoluol, Trinitrotoluol und ihren Derivaten oder eine Mischung dieser Verbindungen.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann außerdem vor der Kontaktierstufe eine Stufe zur Neutralisation des pH-Wertes der Lösung der nitroaromatischen Verbindung oder des Sols umfassen, sodass das Inkontaktbringen mit der Biomasse, beispielsweise eines Penicillium-Stammes, bei einem pH-Wert zwischen 4,5 und 6,5 durchgeführt werden kann.
Erfindungsgemäß kann das Inkontaktbringen beispielsweise in Gegenwart von Glucose in einer Konzentration von 0,5 bis 50 g Glucose/l der genannten Lösung durchgeführt werden.
Erfindungsgemäß handelt es sich bei dem Penicillium-Stamm um den Stamm Penicillium sp. LCM, hinterlegt unter der Nr. 1-2081 bei der Collection Nationale de Cultures de Microorganismes (CNCM), die von dem Pasteur-Institut in Frankreich unterhalten wird. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf den Stamm Penicillium sp. LCM, hinterlegt unter der Nr. 1-2081 bei der CNCM, die vom Pasteur-Institut in Frankreich unterhalten wird.
Erfindungsgemäß kann die Biomasse des Penicillium-Stammes gewonnen werden unter Anwendung von klassischen mikrobiologischen Verfahren für die Bildung einer Biomasse, beispielsweise durch Kultivierung von Penicillium in einem angereicherten Kulturmedium, das vorzugsweise fest oder flüssig, insbesondere flüssig ist, bei einer Temperatur und bei einem pH-Wert, die geeignet sind für den optimalen Ablauf des Stoffwechsels des Penicillium-Stammes.
Ein Kulturmedium, das für die Entwicklung der Biomasse verwendbar ist, ist in den weiter unten folgenden Beispielen angegeben.
Wenn eine ausreichende Menge Biomasse erhalten worden ist und wenn das Kulturmedium flüssig ist, kann diese Biomasse beispielsweise durch Filtration oder durch Zentrifugieren, vorzugsweise durch Filtration, gewonnen (abgetrennt) werden.
Vorzugsweise wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren die Biomasse in frischer Form verwendet, was jedoch nicht jede andere Verwendung ausschließt. Die mit der Lösung oder dem Sol in Kontakt gebrachte Biomasse muss in einer ausreichenden Menge vorliegen, um die Mineralisierung der genannten nitroaromatischen Verbindung zu ermöglichen. Die Menge der Biomasse kann beispielsweise in Abhängigkeit von der Menge der zu mineralisierenden nitroaromatischen Verbindungen oder der gewünschten Mineralisierungs-Geschwindigkeit bestimmt werden. Diese Menge der Biomasse kann beispielsweise bestimmt werden unter Verwendung von Proben der Lösung der nitroaromatischen Verbindung im Gemisch mit variablen Mengen an Biomasse bei einer Temperatur und einem pH-Wert, die geeignet sind, um einen Stoffwechsel, vorzugsweise einen optimalen Stoffwechsel, des Penicillium-Stammes zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß kann das Inkontaktbringen entweder durch Mischen der Biomasse mit der Lösung einer nitroaromatischen Verbindung oder durch Hindurchleiten der genannten Lösung durch die Biomasse durchgeführt werden, wobei die genannte Biomasse in oder auf einem Träger so zurückgehalten wird, dass die genannte Lösung sie durchströmen kann, um die Mineralisierung der nitroaromatischen Verbindung, die sie enthält, zu erlauben.
Wenn das Inkontaktbringen durch Mischen der Biomasse mit der Lösung der nitroaromatischen Verbindung durchgeführt wird, kann dieses Inkontaktbringen beispielsweise in einem klassischen Reaktor, beispielsweise einem Fermenter, durchgeführt werden, der z.B. insbesondere eine Vorrichtung zum Zerkleinern oder Mischen der Lösung mit der Biomasse und eine Heizeinrichtung umfasst. Dieser Typ des Inkontaktbringens wird beispielsweise angewendet für ein halbkontinuierliches oder Batch-System zur Behandlung einer Lösung einer nitroaromatischen Verbindung unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Wenn das Inkontaktbringen durch Hindurchleiten der Lösung einer nitroaromatischen Verbindung durch die Biomasse erfolgt, kann die Biomasse in oder auf einem Träger zurückgehalten werden. Vorzugsweise bildet nämlich das Penicillium in Form einer Kultur Aggregate oder Pellets, die leicht von einer Lösung abgetrennt werden können, beispielsweise durch Filtrieren.
Erfindungsgemäß kann der Träger beispielsweise eine klassische Kolonne oder ein klassischer Reaktor sein, die (der) einen kontinuierlichen Durchgang der Lösung der nitroaromatischen Verbindung durch die Biomasse erlaubt, ohne letztere mitzureißen. Die Biomasse kann beispielsweise mittels eines Gitters, eines Gewebes oder Maschen aus organischen oder anorganischen Fasern, welche zwar die Lösung, nicht jedoch die Biomasse passieren lassen, zurückgehalten werden. Diese Kolonne oder dieser Reaktor kann außerdem eine Einrichtung zum Verrühren der Lösung mit der Biomasse und eine Einrichtung zum Erhitzen aufweisen. Diese Art des Kontaktierens ist beispielsweise vorteilhaft für ein System zur kontinuierlichen Behandlung einer Lösung einer nitroaromatischen Verbindung unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Wenn die zu behandelnde Lösung ein Oberflächenwasser ist, kann dieses Inkontaktbringen durch einfaches Dispergieren der Biomasse des Penicillium-Stammes in dem Oberflächenwasser durchgeführt werden.
Erfindungsgemäß kann bei dem Inkontaktbringen mit einer Lösung einer nitroaromatischen Verbindung die Biomasse mit der Lösung der genannten Verbindung mittels eines klassischen Rührers, beispielsweise eines Rotationsrührers, und mit einer ausreichenden Rührgeschwindigkeit, beispielsweise von 50 bis 250 UpM, vermischt werden. Das Rühren kann während der gesamten Dauer des Inkontaktbringens der Lösung der nitroaromatischen Verbindung mit der Penicillium-Biomasse so aufrechterhalten werden, dass dieses Kontaktieren optimiert wird.
Erfindungsgemäß wird die Kontaktierstufe unter Bedingungen durchgeführt, die geeignet sind für eine Mineralisierung der nitroaromatischen Verbindungen) durch den Penicillium-Stamm. Klassische Vorversuche zum Züchten von Penicillium auf Proben der Lösung der nitroaromatischen Verbindung bei verschiedenen Temperaturen, wobei die übrigen Parameter, beispielsweise der pH-Wert, konstant bleiben, ermöglichen es, die zulässige Temperatur festzulegen. Es sei darauf hingewiesen, dass Penicillium selbst bei einer Temperatur von etwa 4 °C wachsen (sich entwickeln) kann. Das erfindungsgemäße Verfahren weist daher insbesondere den Vorteil auf, dass es in einem breiten Temperaturbereich anwendbar ist.
Diese zulässige Temperatur kann beispielsweise etwa 10 bis 35 °C, beispielsweise 15 bis 35 °C, betragen. Die Erfinder haben eine gute Mineralisierung bei einer Temperatur von 20 bis 30 °C, insbesondere bei einer Temperatur von 25 bis 28 °C, festgestellt. Vorzugsweise kann die Temperatur während des Inkontaktbringens im Wesentlichen konstant gehalten werden, um die Mineralisierung zu optimieren.
Erfindungsgemäß wird die Kontaktierstufe vorzugsweise bei einem pH-Wert durchgeführt, der zulässig ist für den Stoffwechsel des Penicillium-Stammes. Versuche, wie z.B. die oben genannten, die jedoch bei einer konstanten Temperatur und bei verschiedenen pH-Werten durchgeführt werden, können durchgeführt werden, um diesen zulässen pH-Wert zu bestimmen. Im Allgemeinen kann dieser pH-Wert zwischen 5 und 7,5 liegen, beispielsweise 5 bis 6, insbesondere etwa 5,5, betragen.
Der pH-Wert der Lösung variiert selbstverständlich im Verlaufe des erfindungsgemäßen Verfahrens, weil Nitrogruppen der nitroaromatischen Verbindung bei der Mineralisierung der letzteren reduziert werden können. Diese Änderung des pH-Wertes stört jedoch das erfindungsgemäße Verfahren nicht.
Bei einer Variante der vorliegenden Erfindung kann der pH-Wert der Lösung während der Durchführung der Kontaktierstufe bei den oben genannten Werten im Wesentlichen konstant gehalten werden mittels eines klassischen Puffers, wie z.B. eines Phosphat- oder Citratpuffers. Dieser Puffer kann dem Sol oder der Lösung vor oder während der Durchführung der Kontaktierstufe des erfindungsgemäßen Verfahrens zugesetzt werden.
Erfindungsgemäß kann das Inkontaktbringen in Gegenwart einer Kohlenstoffquelle für den Penicillium-Stamm durchgeführt werden. Diese Kohlenstoffquelle initiiert im Allgemeinen den allgemeinen Stoffwechsel von Penicillium und er fördert die Mineralisierung der nitroaromatischen Verbindung durch diesen Mikroorganismus. Diese Kohlenstoffquelle kann in einer Menge zugegeben werden, die ausreicht, um den Stoffwechsel von Penicillium, insbesondere die Mineralisierung der nitroaromatischen Verbindung, zu optimieren. Diese Kohlenstoffquelle kann beispielsweise ausgewählt werden aus der Gruppe, die umfasst Glucose, Glucosepolymere, Melasse, Maishydrolysate und dgl. Die Glucosepolymeren umfassen beispielsweise Stärke. Die Kohlenstoffquelle kann beispielsweise zu der zu behandelnden Lösung in dem Reaktor zugegeben werden oder wenn es sich dabei um ein Oberflächenwasser oder ein Sol handelt, kann sie direkt dem Wasser oder dem Sol zugesetzt werden.
In einem System zur kontinuierlichen Behandlung einer Lösung kann der Reaktor außerdem eine Einrichtung zur Beschickung des Reaktors mit einer Kohlenstoffquelle aufweisen.
Erfindungsgemäß kann dann, wenn die Kohlenstoffquelle Glucose ist und die Lösung der nitroaromatischen Verbindung eine an dieser Verbindung gesättigte Lösung ist, beispielsweise eine gesättigte Lösung von TNT, DNT, eines Derivats davon oder einer Mischung derselben oder Derivaten davon ist, die Glucose-Konzentration bei dem Inkontaktbringen in der Lösung zweckmäßig 2 bis 25 g/l, beispielsweise 15 g/l, betragen. Eine optimale Konzentration der Kohlenstoffquelle kann beispielsweise bestimmt werden durch Versuche unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Proben der Lösung der nitroaromatischen Verbindung, beispielsweise den oben genannten.
Erfindungsgemäß können die weiter oben angegebenen geeigneten Bedingungen auch die Zugabe von Regulator- oder Induktor-Additiven für den Penicillium-Stoffwechsel zu der zu behandelnden Lösung oder zu dem zu behandelnden Sol, wie z.B. von Magnesiumsulfat, Natriumnitrat, Kaliumchlorid, Eisensulfat und dgl., von Oligo-Elementen und allgemein jedes Zusatzes, der bekannt dafür ist, dass er den Penicillium-Stoffwechsel fördert, umfassen.
Zweckmäßig wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren das Inkontaktbringen in der Weise durchgeführt, dass ein optimaler Kontakt zwischen Penicillium und der Lösung entsteht und vorzugsweise erfolgt das Inkontaktbringen unter Rühren, wenn das Kontaktieren in einem Reaktor durchgeführt wird.
Ein Überschuss an Biomasse von Penicillium kann die Bildung eines Aggregats oder "Kuchens" mit sich bringen, die einem optimalen Kontakt zwischen dem Mikroorganismus und der Lösung schaden kann.
Zweckmäßig wird erfindungsgemäß die Biomasse von Penicillium mit der Lösung der nitroaromatischen Verbindung bei einer Konzentration von 50 bis 800 g Frischgewicht der Biomasse pro Liter Lösung der genannten Verbindung, beispielsweise von 150 g/l, durchgeführt.
Wenn das erfindungsgemäße Verfahren sich auf ein Verfahren zur Eliminierung einer nitroaromatischen Verbindung bezieht, die in einem Sol vorhanden ist, sind die Bedingungen, die geeignet sind für eine Mineralisierung der mindestens einen nitroaromatischen Verbindung, die in dem genannten Sol vorhanden ist, durch den Penicillium-Stamm selbstverständlich die Bedingungen, die für den Stoffwechsel des Penicillium-Stammes günstig sind, um die zu eliminierende nitroaromatische Verbindung zu mineralisieren. Diese Bedingungen sind insbesondere diejenigen, wie sie weiter oben angegeben sind.
Es sei darüber hinaus darauf hingewiesen, dass der Penicillium-Stamm in einem feuchten Medium sich besser entwickelt (wächst).
Zweckmäßig kann das erfindungsgemäße Verfahren außerdem vor, während oder nach der Stufe des Inkontaktbringens des zu behandelnden Sols mit der Biomasse eine Stufe zur Überflutung des genannten Sols mit einer wässrigen Lösung, um auf diese Weise eine Lösung der nitroaromatischen Verbindung zu bilden, umfassen.
Dann kann das erfindungsgemäße Verfahren zur Mineralisierung einer nitroaromatischen Verbindung in Lösung gemäß der vorliegenden Erfindung und auf die vorstehend beschriebene Weise, angewendet werden.
Für den Fachmann ist ohne weiteres ersichtlich, dass die Anfeuchtung des Sols auch auf natürliche Weise erfolgen kann, insbesondere durch Regenwasser. In diesem Fall läuft die Stufe der Überflutung des Sols mit einer wässrigen Lösung in natürlicher Weise mit dem Regenwasser ab.
Erfindungsgemäß kann das Inkontaktbringen des Sols oder der durch die Überflutung des Sols gebildeten Lösung durch Verteilen eines Penicillium-Stammes auf dem zu behandelnden Boden durchgeführt werden, zweckmäßig mit einer Biomasse des Penicillium-Stammes vor oder nach der Überflutung des Sols. Das Sol kann selbstverständlich auch mit einer wässrigen Lösung überflutet werden, welche die Biomasse von Penicillium enthält.
Eine Kohlenstoffquelle, ein pH-Puffer und ein Zusatz, wie z.B. die oben genannten, können ebenfalls auf dem Boden verteilt werden vor oder während des Inkontaktbringens mit dem Penicillium-Stamm.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist gegenüber den Verfahren des Standes der Technik sehr vorteilhaft. Die Erfinder haben nämlich gezeigt, dass der Penicillium-Stamm die leichte Mineralisierung von mehr als 75 % einer aromatischen Verbindung, beispielsweise einer der oben genannten, wie z.B. von TNT, DNT und ihren Derivaten, erlaubt, während die mikrobiologischen Verfahren des Standes der Technik selten einen Grad der Mineralisation von 10 % dieser Verbindungen übersteigen. Diese Mineralisierung entspricht einem vollständigen oder praktisch vollständigen Abbau oder biologischen Abbau der nitroaromatischen Verbindung.
Darüber hinaus erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren auf überraschende Weise die Behandlung einer Lösung mit den oben angegebenen Ergebnissen selbst dann, wenn diese an einer nitroaromatischen Verbindung gesättigt ist, d.h. wenn sie etwa 100 mg/l und bis zu 120 mg/l der nitroaromatischen Verbindung, wie z.B. TNT, DNT und Derivaten davon, enthält. Diese Konzentration ist sehr hoch und steht a priori dem Einsatz eines Mikroorganismus zur Eliminierung dieser Verbindungen entgegen.
Darüber hinaus ist das erfindungsgemäße Verfahren ein umweltfreundliches Verfahren, weil es aus der (den) nitroaromatischen Verbindungen) nur wenige oder keine Stoffwechsel-Zwischenprodukte bildet, keine chemischen Schadstoffe erfordert und einen Mikroorganismus verwendet, der nicht aggressiv ist.
Darüber hinaus ist das erfindungsgemäße Verfahren ein sehr wirtschaftliches Verfahren, weil darin ein Mikroorganismenstamm verwendet wird, der nicht teuer ist, der im Handel verfügbar ist und sich leicht entwickeln (züchten) lässt, selbst bei Temperaturen in der Nähe von 4 °C.
Außerdem hat Penicillium die Neigung, Pellets zu bilden, die sehr leicht aus einer Lösung extrahiert werden können, beispielsweise durch einfaches Filtrieren, wodurch die Behandlungen von Lösungen, wie z.B. industriellen Abwässern (Industrieabströmen) auf beispielsweise kontinuierliche Weise erleichtert wird.
Weitere Vorteile und Charakteristika der vorliegenden Erfindung können vom Fachmann auf diesem Gebiet aus den unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen nachstehend beschriebenen, die Erfindung erläuternden Beispielen, auf welche die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, leicht entnommen werden.
Kurze Beschreibung der beiliegenden Zeichnungen
die 1A und 1B stellen grafische Darstellungen dar, die den Einfluss von Glucose auf die Mineralisierung von TNT nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutern, wobei das Diagramm 1A die Mineralisierung von TNT ohne Glucose und das Diagramm 1B die Mineralisierung von TNT in Gegenwart von Glucose zeigen;
die 1C und 1D stellen grafische Darstellungen der Bildungskinetiken von Nitriten in Gegenwart (1D) oder in Abwesenheit (1C) von Glucose dar;
die 2 stellt eine grafische Darstellung des Einflusses der TNT-Konzentration in der Lösung auf die Mineralisierung desselben nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in Abhängigkeit von der Zeit in Tagen dar;
die 3 stellt eine grafische Darstellung des Abbaus von TNT in einer Lösung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren dar; und
die 4 stellt eine schematische Darstellung dar, die eine Identifizierung der extrahierbaren Metabolite (Stoffwechselprodukte) erläutert, die bei der Mineralisierung von TNT nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gebildet worden sind, durch eine Analyse, die auf einer Siliciumdioxid-Dünnschicht durchgeführt wird in Kombination mit einem Radioaktivitäts-Scanner auf Platten.
Beispiele
Beispiel 1: Herstellung einer Biomasse von Penicillium
Das für die Herstellung der Biomasse verwendete Kulturmedium besteht aus 0,5 g/l KH₂PO₄, 0,1 g/l K₂HPO₄, 30 g/l Glucose, 10 g/l Maishydrolysat der Handelsmarke Corn Steep (angeboten von der Société des Produits du Mais), 0,5 g/l MgSO₄, 2 g/l NaNO₃, 0,5 g/l KCl und 0,02 g/l FeSO₄.
Der verwendete Penicillium-Stamm, von den Erfindern der vorliegenden Erfindung mit Penicillium sp. LCM bezeichnet, wurde hinterlegt unter der Nr. 1-2081 bei der CNCM (Pasteur-Institut, Frankreich).
Die Kulturen werden in Erlenmeyer-Kolben angelegt und drei Tage lang mit 250 UpM bei einer Temperatur von 27 °C gerührt.
Die gebildete Biomasse wird anschließend durch Filtration gewonnen (abgetrennt).
Beispiel 2: Eliminierung der in einer Lösung vorhandenen nitroaromatischen Verbindungen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
Inkubationsbedingungen und Analyse der Bioabbauprodukte der nitroaromatischen Verbindungen
Die nitroaromatischen Verbindungen in diesem Beispiel sind Trinitrotolul (TNT), 2,4-Dinitrotoluol und 2,6-Dinitrotoluol.
Eine Lösung mit 62 g/l TNT in Aceton wurde von der Société Nationale des Poudres et Explosifs (Vert-Le-Petit, Frankreich) geliefert.
Das einheitlich mit ¹⁴C markierte TNT stammt von der Firma Chemsyn Science Laboratories, USA, und weist die folgenden Charakteristika auf: 21,5 mCi/mmol-100 μCi/ml in Wasser.
Das 2,4-Dinitrotoluol stammt von der Firma Société Rhône-Poulenc (Frankreich) und das 2,6-Dinitrotoluol stammt von der Firma Société Aldrich (Aldrich-Katalog).
Der Abbau der nitroaromatischen Verbindungen wird durchgeführt mit der in Beispiel 1 frisch hergestellten Biomasse auf einem sich mit 250 UpM drehenden Tisch in einem thermostatisch auf 27 °C eingestellten Raum.
Die nitroaromatische Verbindung wird in einer Menge von 0,05 oder von 0,1 g/l in 7,5 g frische Biomasse gegeben, die in 50 ml destilliertem Wasser suspendiert ist, das 1,5 % Glucose enthält (15 g Glucose/l Lösung). Die frische Biomasse liegt somit in einer Konzentration von 150 g auf 1 l Lösung vor.
Im Rahmen der Untersuchung der Mineralisierung der nitroaromatischen Verbindung werden die folgenden Versuche in Gegenwart von radioaktiv markierten Tracern (50 μl) durchgeführt.
Der Abbau des radioaktiv markierten oder nicht markierten TNT oder der 2,4- oder 2,6-Dinitrotoluole wird verfolgt durch Hochleistungs-Flüssigchromatographie (HPLC) bei λ = 254 nm in einer mit porösem Grafit gefüllten Hypercab-Kolonne (Warenzeichen), geliefert von der Firma Société Shandon, Frankreich, die mit 80 Acetonitril, 0,05 % Trifluoressigsäure und Wasser eluiert wird.
Das chromatografische System besteht aus einem Injektor Waters 717 (Warenzeichen), einer Pumpe Waters 600E (Warenzeichen) (Durchflussmenge 1 ml/min), einem UV-Detektor Waters 486 (Warenzeichen), der bei 220 nm betrieben wird, geliefert von der Firma Waters, Frankreich, und einem Radioaktivitäts-Detektor Monitor LB 506 C-1 (Warenzeichen), geliefert von der Firma Société Berthold, Frankreich.
Die Gesamtradioaktivität wird durch Auszählen mit Hilfe eines flüssigen Szintillationssensors LKB 1214 Rackbeta (Warenzeichen), geliefert von der Firma Société Wallac, gemessen.
Die Nitrit-Konzentration wird nach dem Griess-Verfahren bestimmt. In Elisa-Platten mit 96 Vertiefungen werden 50 μl der zu bestimmenden Probe mit 50 μl Griess-Reagens (5 % Sulfanilamid in 2M HCl + 0,5 % N-1-Naphthylethylendiamin in 2M HCl, alle Prozentsätze ausgedrückt in Vol/Vol.%) in Mikroplatten gemischt.
Nach 20 min bei Umgebungstemperatur wird die Extinktion bei 540 nm mittels eines Elisa-Plattenlesegerätes, geliefert von der Firma Société Dynatech, bestimmt.
Die Nitrite und Nitrate werden ebenfalls durch HPLC in einer Kolonne Hypersyl ODS (Warenzeichen), geliefert von der Firma Société Shandon (5 mm, 4,6 × 250 mm) durch Paarungs-Ionen: 10 % MeOH/PiC A (Waters), 5 mM, bei 210 nm analysiert. Die Retentionszeiten betragen 4,9 min für die Nitrite und 6,0 min für die Nitrate. Die Konzentrationen werden anhand einer Eichkurve von 0 bis 200 μM bestimmt.
Das TNT wird durch Dünnschichtchromatografie (TLC) auf einer Siliciumdioxid-Platte in Gegenwart von Ethylacetat als Eluierungsmittel (Rf = 0,87) analysiert.
Die mit verschiedenen TLC-Flecken kombinierte Radioaktivität wird mit Hilfe eines linearen automatischen Dünnschicht-Analysators Tracemaster 20 (Warenzeichen), geliefert von der Firma Société Berthold, gemessen.
Extraktion der Umwandlungsprodukte
Das Inkubationsmedium wird 15 min lang mit 10 000 UpM bei 4 °C zentrifugiert, dann dreimal mit Ethylacetat extrahiert. Die abgetrennte organische Phase wird über MgSO₄ getrocknet. Nach dem Filtrieren wird das Lösungsmittel mit einem Rotationsverdampfer eliminiert. Eine Reinigung auf einer semipräparativen Siliciumdioxid-Platte wird durchgeführt auf einem Silicagel-Träger. Die verschiedenen, mit Umwandlungsprodukten beladenen Fraktionen des Siliciumdioxids werden abgetrennt und in Ethylacetat aufgenommen. Das Siliciumdioxid wird durch Filtration eliminiert und das Filtrat wird eingedampft und getrocknet. Die auf diese Weise gewonnenen Fraktionen werden anschließend analysiert.
1. Einfluss der Glucose auf die Mineralisierung von TNT nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
Die Versuche werden in Lösungen durchgeführt, die 100 mg/l TNT, 150 g/l frische Biomasse und eine variable Glucose-Konzentration in g/l enthalten. Die Radioaktivität nach 5 Tagen wird bei jedem Versuch gemessen.
Die beiliegenden 1A und 1B stellen grafische Darstellungen dar, welche die Ergebnisse dieser Messungen erläutern, wobei auf der Ordinate die Radioaktivität nach 16 Tagen in Zählern pro min (Cpm × 10³)/ml in der Lösung angegeben ist.
In den 1A und 1B steht
für die anfängliche Radioaktivität in der Lösung,
steht für die gesamte Radioaktivität,
steht für die gesamte Radioaktivität in Gegenwart von HCl,
steht für die Radioaktivität der überstehenden Flüssigkeit und
steht für die Radioaktivität der Biomasse.
Diese 1A und 1B zeigen, dass die Glucose die Mineralisierung von TNT fördert: 46,7 % Mineralisierung in Abwasser von Glucose gegenüber 66,7 % in Ge genwart von Glucose nach 16-tägiger Inkubation unter den oben genannten Bedingungen. Die anfängliche Radioaktivität von TNT ist etwas höher in einem Medium, das nicht an einer Kohlenstoffquelle angereichert ist. Die Glucose fördert somit die Mineralisierung von TNT.
Während dieser Versuche wurde die Nitrit-Konzentration gemessen. Die Anwesenheit von Glucose in dem Inkubationsmedium verhindert vollständig die Bildung von NO₃-. Dagegen werden in Abwasser von Glucose Nitrit-Konzentrationen von etwa 230 μM entsprechend 17,4 % Nitriten erreicht, die sich aus dem TNT durch Denitrifikation bilden können.
Es scheint somit, dass die Denitrifikation, die unter oxidativen Bedingungen, d.h. in Abwesenheit von Reduktionsmittel-Äquivalenten, d.h. in Abwesenheit von Glucose, abläuft, nicht sehr vorteilhaft ist für die Mineralisierung, die unter reduzierenden Bedingungen, d.h. in Gegenwart von Glucose, begünstigt zu sein scheint.
Kinetische Messungen in Bezug auf die Bildung von Nitriten in Gegenwart oder Abwesenheit von Glucose wurden ebenfalls mit den vorstehend beschriebenen Lösungen durchgeführt.
Die Ergebnisse dieser Messungen sind in den beiliegenden 1C und 1D angegeben: die 1C erläutert die Kinetik der Nitrit-Bildung in μM in der Lösung in Abwesenheit von Glucose als Funktion der Zeit in Tagen, und die 1D erläutert die Kinetik der Nitrit-Bildung in μM in der Lösung in Gegenwart von Glucose als Funktion der Zeit in Tagen.
Nach diesen Ergebnissen scheint es, dass die Denitrifikation, die unter oxidativen Bedingungen, d.h. in Abwesenheit von Glucose, abläuft, nicht sehr vorteilhaft ist für die Mineralisierung, die unter reduzierenden Bedingungen, d.h. in Gegenwart von Glucose, gefördert zu werden scheint.
Ab dem fünfzehnten Tag der Inkubation stabilisiert sich die Mineralisierung von TNT durch Penicillium sp. LCM. Diese Stabilisierung erfolgt plötzlich und tritt auf in einem Moment, in dem die Biomasse wenig beeinträchtigt zu sein scheint. Ein Defizit an Nährstoffen, eine Toxizität von TNT oder seiner Stoffwechselprodukte (Metabolite) gegenüber dem Mikroorganismus oder auch ein Verlust an Lebensfähigkeit des Stammes kann zu einer Verminderung der katalytischen Aktivität führen und diese Hemmung bzw. Inhibierung erklären.
2. Einfluss der Anfangs-Konzentration von TNT auf die Mineralisierung von TNT nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
Die maximale Löslichkeit von TNT in Wasser von Umgebungstemperatur beträgt 100 mg/l (Sättigung bei Umgebungstemperatur). Um festzustellen, ob diese Konzentration nicht zu hoch ist, um eine vollständige Mineralisierung von TNT oder seiner Derivate, von 2,4- und 2,6-DNT, zu erlauben, wurden Inkubationen mit 50 mg/l und 100 mg/l TNT durchgeführt. Die Versuche wurden bei 27 °C unter Rühren mit 150 UpM in Gegenwart von 150 g/l frischer Biomasse von Penicillium und von 15 g/l Glucose durchgeführt.
Die Ergebnisse dieser Messungen sind in der folgenden Tabelle II angegeben.
Tabelle II
Die beiliegende 2 stellt eine grafische Darstellung dar, die unter Verwendung dieser Messungen angefertigt wurde, in der auf der Abszisse die Zeit in Tagen und auf der Ordinate der Messwert der Radioaktivität in Zählern pro min (Cpm) × 10³/ml angegeben sind. Diese Ergebnisse zeigen, dass bei 50 mg TNT/l (Referenzkurve 2A in der 2) und bei 100 mg TNT/l (Referenzkurve 2B in der 2) der Prozentsatz der Mineralisierung von TNT durch Penicillium nach 7-tägiger Inkubation identisch ist und sich bei etwa 70 % stabilisiert.
3. Mineralisation von TNT
Wie vorstehend angegeben wurden Versuche durchgeführt mit einer Lösung, die 100 mg/ml TNT enthielt, in Gegenwart von TNT, das an allen Kohlenstoffatomen des Ringes radioaktiv markiert war. Diese Lösung enthielt außerdem 150 g/l frische Biomasse von Penicillium, wie in dem vorstehenden Beispiel 1 angegeben, und 15 g/l Glucose. Das Inkontaktbringen wurde bei einer Temperatur von 27 °C unter Rühren mit 150 UpM durchgeführt.
In der folgenden Tabelle III sind die bei diesen Versuchen durchgeführten Messungen angegeben.
Tabelle III
Die beiliegende 3 stellt eine grafische Darstellung dar, die mit diesen Messungen angefertigt wurde, wobei auf der Abszisse die Zeit in Tagen und auf der Ordinate die Messwerte der Radioaktivität in Zählern pro min (Cpm) angegeben sind.
Diese Ergebnisse zeigen eine Mineralisation von 79 % von TNT innerhalb von 10 Tagen.
4. Identifizierung der extrahierbaren Stoffwechselprodukte (Metabolite), die bei der Mineralisation von TNT nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gebildet werden
Eine Hochleistungs-Flüssigchromatographie erlaubt es, ein vollständiges Verschwinden von TNT innerhalb von 24 h anzuzeigen, ohne dass die bekannten Stoffwechselprodukte (Metabolite) wie Dinitrotoluol, Aminodinitrotoluol, Diaminonitrotoluol von TNT auftreten, ausgehend von einer Lösung von 100 mg/l TNT. Diese Beobachtung wurde bestätigt durch die Analyse der Extrakte (Ethylacetat) aus dem Inkubationsmedium durch Siliciumdioxid-Dünnschichtchromatographie kombiniert mit einem Radioaktivitätsscanner auf Platten.
Die beiliegende 4 stellt eine schematische Darstellung dar, die diese Analyse erläutert. In der angewendeten Lösungsmittel-TLC findet sich nämlich die verbleibende Radioaktivität nach 24 h wieder vollständig gebunden an den Niederschlag. Sie macht nicht mehr als 25 bis 30 % der anfänglichen Radioaktivität aus und entspricht weder dem 2,4- noch dem 2,6-DNT, die in diesem System Rf-Werte von etwa 0,8 aufweisen.
Angesichts des hohen Prozentsatzes der Mineralisation von TNT von mehr als 70 % ist die verbleibende Radioaktivität in den überstehenden Flüssigkeiten gering und begrenzt den Nachweis von eventuellen Stoffwechselprodukten (Metaboliten). Es wurden daher präparative Versuch mit 1 l TNT in einer Konzentration von 100 mg/l durchgeführt, um die eventuell verbleibenden Verbindungen in ausreichender Menge zu extrahieren, um sie zu charakterisieren. Am Ende der Reaktion und trotz mehrerer Extraktionen betrug die Gesamtausbeute nur etwa 20 %. Es wurde eine Hauptverbindung (7 %) mit einem Molekulargewicht MW von 182 isoliert. Dieses auf der radioaktiven Platte (Rf = 0,4), wie sie vorstehend beschrieben worden ist, nicht sichtbare Produkt liegt in einer zu geringen Konzentration vor, um vom Scanner nachgewiesen zu werden. Obgleich dieses Molekulargewicht identisch mit demjenigen des DNT ist, handelt es sich bei dem isolierten Produkt nicht um DNT, weil die Rf-Werte bei der TLC andere (verschiedene) sind.
5. Schlussfolgerung
Der faserförmige Pilz Penicillium sp. LCM erlaubt somit einen vollständigen Abbau von TNT und seiner Derivate, wie den 2,4- und 2,6-DNT, in einer Lösung mit einer Konzentration von 100 mg/l innerhalb von 24 h, der kombiniert ist mit einer Mineralisation von mehr als 70 % innerhalb von 5 Tagen. Über einen solchen Prozentsatz der Mineralisation bei 100 mg/l TNT und seinen Derivaten wie 2,4- und 2,6-DNT ist nach Wissen der Anmelderin in der Literatur bisher niemals berichtet worden. Die Untersuchung des Einflusses mehrerer Faktoren hat es erlaubt zu zeigen, dass die Abwesenheit von Glucose die Mineralisation von TNT leicht hemmt, jedoch die Denitrifikation des letzteren fördert, dass die Temperatur und der pH-Wert einen Einfluss auf die Mineralisation von TNT und seinen Derivaten wie 2,4- und 2,6-DNT haben.
Beispiel 3: Eliminierung von nitroaromatischen Verbindungen, die in einem Sol enthalten sind, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
Ein Sol, das TNT enthält, kann mit einer wässrigen Lösung überflutet werden, die einen 50 mM Phosphatpuffer und Stärke als Kohlenstoffquelle enthält.
Eine Biomasse von Penicillium kann wie in Beispiel 1 hergestellt und dann auf dem Sol verteilt werden.
In einem weiteren Versuch kann die für die Überflutung des Sols bestimmte Lösung gleichzeitig den 50 mM Phosphatpuffer, Stärke und die Biomasse enthalten.

Claims

Mikrobiologisches Verfahren zur Eliminierung mindestens einer nitroaromatischen Verbindung, die in einer Lösung oder in einem Sol enthalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Stufe umfasst, in der man die Lösung oder das Sol mit einer Biomasse eines Penicillin-Stammes unter Bedingungen, die geeignet sind für eine Mineralisierung der nitroaromatischen Verbindung durch den Penicillin-Stamm, in Gegenwart einer Kohlenstoffquelle für den Penicillin-Stamm in Kontakt bringt, wobei es sich bei dem Penicillin-Stamm um den Stamm Penicillium sp. LCM handelt, der hinterlegt ist unter der Nr. 1-2081 bei der Nationalen französischen Sammlung von Mikroorganismenkulturen (CNCM) im Pasteur-Institut in Frankreich.
Verfahren nach Anspruch 1 zur Eliminierung mindestens einer nitroaromatischen Verbindung, die in einem Sol enthalten ist, das außerdem eine Stufe umfasst, in der das Sol mit einer wässrigen Lösung so überflutet wird, dass sich eine Lösung der nitroaromatischen Verbindung bildet.
Verfahren nach Anspruch 1 zur Eliminierung mindestens einer nitroaromatischen Verbindung, die in einer Lösung enthalten ist, bei dem das Inkontaktbringen durchgeführt wird entweder durch Vermischen der Biomasse mit der Lösung der nitroaromatischen Verbindung oder durch Hindurchleiten der Lösung durch die Biomasse, wobei die Biomasse in oder auf einem Träger in der Weise zurückgehalten wird, dass sie von der Lösung durchströmt werden kann, um die Mineralisierung der nitroaromatischen Verbindung, die sie enthält, zu erlauben.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 3 zur Eliminierung mindestens einer nitroaromatischen Verbindung, die in einer Lösung enthalten ist, bei dem die Lösung der nitroaromatischen Verbindung eine wässrige Lösung dieser Verbindung ist.
Verfahren nach Anspruch 1, 3 oder 4, bei dem die Lösung der nitroaromatischen Verbindung eine Labor-Lösung, ein industrielles Abwasser oder ein Oberflächenwasser ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Stufe des Inkontaktbringens bei einer Temperatur durchgeführt wird, die den Stoffwechsel des Penicillin-Stammes ermöglicht.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Kohlenstoffquelle ausgewählt wird aus der Gruppe, die umfasst Glucose, Glucosepolymere, Melasse und Mais-Hydrolysate.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem das Inkontaktbringen durchgeführt wird in Gegenwart von Glucose in einer Konzentration von 0,5 bis 50 g Glucose/l Lösung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Penicillin-Biomasse mit der Lösung der nitroaromatischen Verbindung in einer Konzentration von 50 bis 800 g Frischgewicht der Biomasse pro Liter Lösung der genannten Verbindung in Kontakt gebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die oder mindestens eine nitroaromatische Verbindung eine Verbindung darstellt, die enthält mindestens einen aromatischen Ring, der aufweist mindestens eine Nitrogruppe, und gegebenenfalls mindestens eine Funktion, ausgewählt aus der Gruppe, die umfasst -OH, -COOH, ein Halogen, -NH₂, eine cyclische oder lineare Ose, ein lineares oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen oder ein Aryl, die unsubstituiert oder substituiert sind durch mindestens eine Funktion, ausgewählt aus der Gruppe, die umfasst -OH, -COOH, ein Halogen, -NH₂, -OH.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die oder mindestens eine nitroaromatische Verbindung eine Verbindung darstellt, die ausgewählt wird aus der Gruppe Nitrotoluol, Dinitrotoluol, Trinitrotoluol und Derivaten davon oder einer Mischung dieser Verbindungen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, das außerdem vor der Stufe des Inkontaktbringens eine Stufe der Neutralisation des pH-Wertes der Lösung der nitroaromatischen Verbindung oder des Sols umfasst, sodass das Inkontaktbringen mit dem Penicillin-Stamm bei einem pH-Wert von 4,5 bis 6,5 durchgeführt werden kann.
Stamm vom Typ Penicillium sp., der unter der Nr. 1-2081 bei der Nationalen Sammlung von Mikroorganismenkulturen beim Pasteur-Institut in Frankreich hinterlegt ist.