MXPA99005636A - Remedio biologico de contaminantes con bacterias que utilizan el butano - Google Patents

Remedio biologico de contaminantes con bacterias que utilizan el butano

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MXPA99005636A
MXPA99005636A MXPA/A/1999/005636A MX9905636A MXPA99005636A MX PA99005636 A MXPA99005636 A MX PA99005636A MX 9905636 A MX9905636 A MX 9905636A MX PA99005636 A MXPA99005636 A MX PA99005636A
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A Perriello Felix
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Perriello Felix Anthony
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Abstract

La presente invención se refiere a bacterias que utilizan butano en la degradación de contaminantes de hidrocarburos, tal como el tricloroeteno (TCE). Técnicas in situ o ex situ se pueden usar para reducir o eliminar los contaminantes de hidrocarburos de fuentes de líquidos gases y sólidos. En una modalidad preferida, las concentraciones del TCE son reducidas en varios ambientes acuosos por el contacto de una fuente de agua contaminada con las bacterias que utilizan butano, en la presencia de 1oxígeno, para degradar este TCE por el cometabolismo o el metabolismo directo. Bacterias adecuadas que utilizanbutano incluyen las Pseudomonas, Variovorax, Nocardia, Chryseobacterium, Comamonas, Acidovorax, Rhodococcus, Aureobacterium, Micrococus, Aeromonas, Stenotrophomonas, Sphingobacterium, Shewanella, Phylobacterium, Clavibacter, Alcaligenes, Gordona, Corynebacterium y Cytophaga. Las bacterias que utilizan butano tienen una toxicidad de TCE relativamente baja, en comparación con las bacterias convencionales que utilizan el metano, y demuestran una capacidad mejorada a la degradación del TCE.

Description

REMEDIO BIOLÓGICO DE CONTAMINANTES CON BACTERIAS QUE UTILIZAN EL BUTANO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a la degradación de contaminantes y, más particularmente, se refiere a un remedio biológico de contaminantes, tal como los hidrocarburos alifáticos clorados, que emplea microorganismos que utilizan el butano.
INFORMACIÓN ANTECEDENTE Los hidrocarburos alifáticos clorados, volátiles, tal como el tricloroeteno (TCE) son los contaminantes del agua del suelo, reportados más comúnmente. A través de la liberación de solventes, desengrasadores y otros compuestos, la contaminación de los compuestos clorados en el ambiente de la superficie y subsuperficie ha llegado a altos niveles y, en muchas áreas ha puesto en peligro seriamente los acuíferos y depósitos del agua para beber. El TCE se sospecha es un carcinógeno humano y permanece en el número de contaminantes prioritarios en la Lista de Prioridad Nacional de la Agencia de Protección Ambiental de los E. U. A. Cuando el descubrimiento de la magnitud de la contaminación clorada en los sistemas acuíferos en los Estados Unidos de América, y en todo el mundo, se llegó a conocer a principios de 1980, pocos acercamientos se desarrollaron para remediar en forma eficiente los sitios contaminados clorados. Métodos disponibles de remedio para los ambientes de la subsuperficie incluyen el rociado de aire del agua del suelo y la extracción por vacío de los contaminantes desde la zona de vados. Estas estrategias de remedio transfieren la contaminación del ambiente subsuperficial a cualquiera del aire o al carbón activado, que debe luego ser colocado en rellenos de tierra o incinerado. El carbón activado contaminado de los rellenos de tierra, transfiere la contaminación desde un área de fuente a otra, mientras la incineración es costosa y requiere una energía considerable y equipo costoso para volatilizar completamente los compuestos orgánicos. Las estrategias de tratamiento basadas en la oxidación de los contaminantes, que usa la radiación ultravioleta en combinación con un oxidante químico, como el peróxido de hidrógeno, son también costosos en energía y requieren la inyección de productos químicos caros. El remedio biológico es un método de aprovechar la habilidad de los microorganismos para degradar los contaminantes tóxicos. La biodegradación anaeróbica del TCE usualmente resulta en la formación de metabolitos perjudiciales, tal como los dicloroetilenos y el cloruro de vinilo, un carcinógeno conocido. La capacidad de las bacterias, que utilizan el metano aeróbico, para degradar el TCE cometabólicamente es conocida. Sin embargo, el uso de las bacterias que utilizan el metano está limitada debido a los efectos tóxicos de los hidrocarburos clorados, como el TCE, en concentraciones más bien bajas. Como describe Broholm et al., en Toxicidad del 1,1,1-tricloroetano y el tricloroeteno sobre un cultivo mixto de bacterias que oxidan el metano", Applied and Enviromental Microbiolocry. agosto de 1990, p. 2488-2493, los efectos tóxicos del tricloroeteno llegan substancialmente arriba de 6 mg por litro (ppm) en agua. Además, cantidades trazas de cobre se ha probado inhiben la monooxigenasa del metano. El uso de bacterias que utilizan el metano para degradar el TCE se describe en varias patentes. Por ejemplo, la patente de E. U. A., No. 5,037,551 de Barkley y la patente de E. U. A., No. 5,057,221 de Bryant et al., revelan biorreactores ex situ , que usan un lecho de substrato rigido para soportar los microorganismos metanotróficos aeróbicos, los cuales degradan los compuestos orgánicos halogenados. El lecho del substrato puede ser obtenido de un material sólido fabricado-, tal como partículas de carbón activado o esferas de plástico contorneadas. En cada una de estas patentes, se suministran ejemplos en que el metano es suministrado a un biorreactor ex situ para degradar los compuestos orgánicos halogenados. Además, la patente de E. U. A:, No. 5,057,221 incluye un ejemplo donde el propano es suministrado al lecho del biorreactor. La patente de E. U. A:, No. 5,384,048 de Hazen et al., revela un aparato de remedio biológico del agua del suelo in-situ y un método de usar una fuente de nutriente de metano. Este remedio biológico se lleva a cabo inyectando periódicamente el fluido nutriente en la pluma del agua del suelo contaminante, para simular la población subsuperficial de los microorganismos en su aumento. Un fluido oxigenado es también inyectado en la pluma para permitir que los microorganismos aeróbicos interrumpan los contaminantes. Los microorganismos particulares descritos son metanotróficos naturales, capaces de biodegradar el TCE por una serie de enzimas, que incluyen la monooxigenasa del metano, que son únicos a este grupo de bacterias. La patente de E. U. A., No. 5,326,703 de Hazen et al., revela otro método in situ para biodegradar contaminantes, tal como el TCE. La patente de E. U. A:, No. 5,441,887 de Hanson et al., revela un método ex situ para" biodegradar hidrocarburos halogenados por la monooxigenasa de metano soluble. En los ejemplos de esta patente, se usa el metano como la fuente de alimento para las bacterias metanotróficas. La patente de E. U. A., No. 4,713,343 de ilson Jr., et al., revela un método para biodegradar los hidrocarburos halogenados, tal como el TCE. El método puede ser realizado in-situ o ex-situ y usas microorganismos, tal como las bacterias metanotróficas. La patente de E. U. A., No. 5,316,940 de Georgiou et al., revela un biorreactor de lecho empacado ex-situ, que utiliza bacterias metanotróficas mutantes específicas para biodegradar el TCE. Se usa el metano o el metanol como la fuente de energía. La patente de E. U. A., No. 5,432,769 de Hunter et al. , revela un método de remedio biológico ex situ para remover contaminantes, tal como el TCE, del agua del suelo.
Se usa una bacteria metanogénica natural en el proceso, junto con el metano, como la fuente de alimento. Cada una de las patentes, antes mencionadas, se incorpora aquí como referencia. A pesar de estos esfuerzos de remedios biológicos, existe aún la necesidad para la degradación efectiva de los contaminantes, tal como los hidrocarburos alifáticos clorados. La presente invención ha sido desarrollada en vista de lo anterior y para remediar otras deficiencias de la técnica anterior.
COMPENDIO DE LA INVENCIÓN De acuerdo con la presente invención, los organismos que utilizan el butano se usan para degradar los contaminantes, tal como los hidrocarburos alifáticos clorados. La degradación puede ocurrir cometabólicamente o por el metabolismo directo. Los organismos, que utilizan el butano, de la presente invención, se pueden usar para el remedio biológico in situ o ex situ de contaminantes de hidrocarburos clorados, contenidos en el aire, suelo y corrientes de desechos de aguas del suelo. Además, las bacterias que utilizan el butano, tolerantes a la sal y al ácido, se pueden usar para restaurar los sistemas de aguas de suelo salinos y de pH bajo, atacados por la contaminación de hidrocarburos clorados. Un objeto de la presente invención es suministrar un método mejorado para degradar contaminantes de hidrocarburos. Otro objeto de la presente invención es suministrar un método de remedio biológico para degradar el TCE, que utiliza bacterias que demuestran una toxicidad baja del TCE.
Otro objeto de la presente invención es suministrar un método de degradar hidrocarburos alifáticos clorados con bacterias que utilizan el butano, por un proceso cometabólico. Otro objeto de la presente invención es suministrar un método para degradar los hidrocarburos alifáticos clorados con bacterias que utilizan el butano, capaces de metabolizar directamente los contaminantes de hidrocarburos. Otro objeto de la presente invención es suministrar un método para degradar un contaminante de hidrocarburo tratando este contaminante con bacterias que utilizan el butano, en la preeencia del oxígeno, por un tiempo suficiente para que las bacterias que utilizan el butano degraden el contaminante de hidrocarburo. Otro objeto de la presente invención es proporcionar un método para descontaminar el agua por el tratamiento de ésta con bacterias que utilizan butano, para reducir o eliminar los contaminantes de hidrocarburos contenidos en el agua. Otro objeto de la presente invención es suministrar un aparato de remedio biológico ex situ , que usa bacterias que utilizan el butano y que puede ser transportado fácilmente a varios sitios para el remedio biológico. Éstos y otros objetos de la presente invención llegarán a ser más evidentes de la siguiente descripción.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una gráfica que muestra la concentración del butano en varios momentos, para muestras de control experimentales. La Figura 2 es una gráfica que muestra la concentración del TCE en varios momentos para muestras de control experimentales. Las Figuras 3 a 16 son gráficas que muestran el butano y la pérdida del TCE para varias bacterias que utilizan el butano, de acuerdo con la presente invención. La Figura 17 es una ilustración, parcialmente esquemática, de un biorreactor para su uso con bacterias que utilizan el butano, de acuerdo con la presente invención. La Figura 18 es una ilustración, parcialmente esquemática, de múltiples biorreactores conectados en serie, que usan bacterias que utilizan el butano, de acuerdo con la presente invención. La Figura 19 es una gráfica que muestra el consumo del butano versus el tiempo, durante la operasión de un biorreactor, de acuerdo con la presente invención.
La Figura 20 es una gráfica que muestra la degradación del TCE versus el tiempo, durante la operación de un biorreactor, de acuerdo con la presente invención. La Figura 21 es una gráfica que muestra el consumo del butano versus el tiempo, durante la operación de un biorreactor, de acuerdo con la presente invención. La Figura 22 es una gráfica que muestra la degradación del TCE versus el tiempo, durante la operación de un biorreactor, de acuerdo con la presente invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS La presente invención se refiere a un método y aparato asociado para la degradación de contaminantes de hidrocarburos. Los contaminantes de hidrocarburos pueden incluir los hidrocarburos alifáticos clorados, aromáticos clorados y aromáticos no clorados, con los hidrocarburos alifáticos clorados siendo de interés particular. Contaminantes específicos de hidrocarburos incluyen el cloruro de metileno, 1, 1-dicloroetano, cloroformo, 1,2-dicloropropano, dibromoslorometano, 1, 1,2-trisloroetano, éter de 2-cloroetilvinilo, tetracloroetano (PCE) , clorobenceno, 1,2-dicloroetano, 1,1, 1-tricloroetano, bromo-diclorometano, trans-l,3-dicloropropeno, cis-1, 3-dicloropropeno, bromoformo, benceno, tolueno, etilbenceno, xilenos, clorometano, bromometano, cloruro de vinilo, cloroetano, 1, 1-dicloroeteno, trans-1, 2-dicloroeteno, tricloroeteno (TCE), diclorobencenos, cis-1, 2-dicloroeteno, dibromometano, 1,4-diclorobutano, 1, 2 , 3-tricloropropano, bromoclorometano, ,2-dicloropropano, 1, 2-dibromoetano, 1,3-dicloropropano, bromobenceno, clorotoluenos, triclorobencenos, trimetilbencenos, trans-l,4-dicloro-2-buteno y butilbencenos. El tricloroeteno es un contaminante particular de hidrocarburo, que puede ser degradado de acuerdo con la presente invención. El proceso del remedio biológico se puede realizar o in situ o ex situ , para remover los contaminantes de varios ambientes, que incluyen los sistemas acuosos. Sistemas acuosos adecuados para el tratamiento incluyen el agua de beber, agua del suelo, agua de desechos industriales y similares. De acuerdo con una modalidad de la presente invensión, se ha descubierto que las bacterias que utilizan el butano son extremadamente efectivas en degradar hidrocarburos alifáticos halogenados de bajo peso molesular, tal somo el TCE. Las basterias que utilizan el butano pueden ser usadas para degradar aeróbisamente el TCE por el cometabolismo y/o procesos directos de metabolismo. En sontraste son las tésnisas de remedio biológico convensionales, que usan típisamente basterias que utilizan el metano para degradar el TCE, la presente invensión proporsiona un sistema robusto que usa basterias que utilizan el butano, que tienen sapasidades de sonsumo del TCE mejoradas y baja toxicidad del TCE. Las bacterias que utilizan el butano, según la presente invención, producen enzimas de oxigenasa y son capases de del metabolismo del butano. Las enzimas operativas pueden insluir enzimas extraselulares, enzimas intraselulares y enzimas que se unen a sélulas. Estas basterias que utilizan butano produsen típisamente enzimas de monoxigenasa de butano y/o dioxigenasa de butano y, en algunas modalidades, pueden también ser capaces de producir enzimas de deshologenasa, que metabolizan directamente el TCE. Las basterias que utilizan el butano, según la presente invención, pueden contener bastoncitos y sosos gram-negativos y gram-positivos, bastonsitos gram-negativos anaeróbisos fasultativos, basterias deslizantes no fotosintéticas, no de frutas y bastoncitos irregulares gram-positivos, no de esporas. De la familia de Pseudomonadaceae, que comprende bastoncitos y cocos aeróbicos gram-negativos, especies de los siguientes géneros pueden ser adecuados: Pseudomonas; Variovorax; Chryseobacterium; Comamonas; Acidovorax; Stenotrophomonas ; Sphingobacterium; Xanthomonas; Frateuria; Zoogloea; Alcaligenes ; Flavobacterium; Derxia; Lampropedia; Brucella; Xanthobacter; Thermus; Thermomicrobium; Halomonas; Alteromonas; Serpens; Janthinobacterium; Bordetella; Paracoccus; Beijerinckia; y Francisella . De la familia de Nocardioform Actinomycetes , que comprende la Eubacteria y Actinomycetes gram-positivas, son adecuados los siguientes géneros: Nocardia; Rhodococcusr Gordona; Nocardioides ; Saccharopolyspora; Micropolyspora , Promicr ornónos por a; Intrasporangiumf Pseudonocardia ; y Oerskovia . De la familia de Micrococcaceae que comprende cocos gram-positivos, los siguientes géneros pueden ser adecuados: Micrococcus; Stomatococcus ; Planococcus; Staphylococcus , Aerococcus; Peptococcus; Peptostreptococcus ; Coprococcus ; Gemella; Pediococcus; Leuconostoc; Ruminococcus ; Sarcina; y Streptococcus . De la familia Vibrionacea , que comprende los bastonsitos gram-negativos anaeróbicos facultativos, los siguientes géneros pueden ser adecuados; Aeromonas; Photob act erium; Vibrio; Plesiomonas ; Zymomonasf Chromob act erium; Cardiobacterium; Calymmatobacterium; Strptobacillus; Eikenella; y Gardnerella . De la familia de Rhízobiaceae, que comprende bastonsitos y sosos aeróbisos gram-negativos, los siguientes géneros pueden ser adesuados: Phyllobacterium; Rhizobium; Bradyrhizobium; y Agroacterium .
De la familia de Cytophagaceae, que somprende basterias deslizantes no fotosintétisas, no de frutas, los siguientes géneros pueden ser adesuados: Cytophaga; Flexibacter; Saprospira; Flexithrix; Her petos iphon; Capnocytophaga; y Sporocytophaga . De la familia de Corynebacterium, que comprenden bastonsitos gram-negativos, irregulares, no de esporas, los siguientes géneros pueden ser adesuados; Aureobasterium; Agromyces; Arachnia; Rothia; Asetobasterium; Astinomyces; Arthrobactera; Arcanobacterium; Lachnospira; Propionibacterium; Eubacterium; Butyrivibria; Brevibasteriu ; Bifidobasterium; ; Misrobasterium; Caseobaster; y Thermoanaerobaster. Se usan las siguientes técnicas de aislamiento para obtener sultivos puros y mixtos de varias bacterias que utilizan el metano, propano y butano. Se usan prosedimientos de enriquesimiento para aumentar la poblasión basteriana para un substrato de sresimiento dado. Muestras del suelo resogidas de una variedad de sitios se someten a transferencias de enriquecimiento semanalmente por un período de un año. Los métodos y materiales usados para los estudios de enriquecimiento se describen abajo. Se recogieron muestras del suelo con un taladro manual de acero inoxidable, a profundidades que varían entre 30 y 60 cm. Las muestras del suelo se almasenaron en resipientes de vidrio apropiados y se humedesieron son agua estéril desionizada/destilada para el transporta al laboratorio. El taladro manual se dessontaminó entre ubisasiones de muestras son tres enjuagues de jabón Alsonox/agua destilada. Las muestras del suelo usadas somo los inóculos se recogieron de las ubicasiones resumidas en la Tabla 1.
Tabla 1 Número de Ubicación de la Muestra Muestra/Matriz 1 /suelo Celda de relleno de tierra 2/suelo Suelo atacado con aceite combustible #2 3/suelo Celda de relleno de tierra 4/suelo Suelos atacados con gasolina y aceite de desecho 5/suelo Laguna de agua dulce, poco profunda 6/suelo pantano de sal 7/suelo desembocadura industrial 8/suelo suelo atacado con aceite combustible #2 Los cultivos se transfirieron semanalmente por un período de un año, en un medio líquido, para aumentar los números relativos de bacterias que utilizan el metano, propano y butano. El medio líquido fue un medio de sales minerales (MSM) , preparado de los siguientes productos químicos: MgS04-7H20 1.0 g CaCl2 0.2 g NH4C1 0.5 g FeCl3 • 6H20 4. Og Elementos trazas en solución 0.5 ml; y Agua destilada 900 ml.
Una solución con elementos trazas, que suministra los micronutrientes para el sresimiento de basterias, se preparó y somprende los siguientes ingredientes: ZnCl2 5.0 mg MnCl2 * 4H2O 3.0 mg H3BO4 30.0 mg NÍC12'6H20 2.0 mg (NH )6M?7?24'4H20 2.25 mg y Agua destilada 1000 ml.
El pH del medio de sales minerales (MSM) se ajustó en 6.8 antes de someter a autoslave (20 min a 121°-C) son 20.0 ml de una solusión reguladora de fosfato, que comprende 3.6 g de Na2HP0 y 1.4 g de KH2PO4 en 100 ml de agua destilada. Después de someter a autoclave el MSM y la solución reguladora, se agregaron otros 2.0 ml de la solución reguladora al MSM, suando la temperatura del medio llegó a 602C. El sostel de MSM se sompletó por la adisión de 4.0 mg de ácidos casamínicos y 4.0 mg de levadura (Difso) disueltos en 100 ml de agua destilada. La solusión de nutrientes se esterilizó por la filtrasión al vasío a través de un filtro de 0.2 misra (Gelman), antes de la adisión al MSM. Antes de la primera transferensia de enriquecimiento, el inoculo de las ocho ubicaciones de muestra resumidas en la Tabla 1 se sometieron a una serie de tratamientos previos. Los primeros dos tratamientos previos se condujeron en los materiales del suelo originales usados como el inoculo. Los últimos dos tratamientos de aplicaron como alteraciones del MSM durante las transferencias semanales. Los tratamientos previos consistían de lo siguiente: (1) enjuague de 30% de saturación de etanol, seguido por un enjuague estéril del regulador de fosfato (etanol) ; (2) baño de agua a 60---C durante 15 minutos (calor) , (3) sin tratamiento; (4) MSM que contiene una solusión asuosa al 10% de sloruro de sodio (10% de NaCl) ; y (5) MSM son pH de 2.0 (pH de 2). Los tratamientos Nos. (4) y (5) se emplearon en un intento de ubisar los halófilos y asidófilos extremos sapaces de utilizar hidrocarburos somo un substrato de sresimiento. Las primeras transferencias de enriquecimiento para cada serie de muestras se realizaron en botellas de suero de 72 ml (Wheaton) con 20 ml de MSM y 1.0 g de inoculo. Las transferensias de sultivos subsesuentes (5.0 ml) se realizaron son jeringas de plástiso esterilizadas (B&D) . Las botellas se taparon son tapones de hule rojos y se ondularon son sellos de aluminio (Wheaton) . Cada muestra se manejó aséptisamente y todo artísulo de vidrio, materiales y suministros se esterilizaron por autoslave. La Tabla 2 da el programa de transferencia de enriquecimiento y la concentrasión del metano o propano reemplazado en el espasio superior de sada botella de suero, usando una jeringa hermétisa al gas adesuada (Hamilton) son una válvula de muestreo inerte de Fisher Ssientifis (palansa de accionamiento) para controlar la pérdida del gas de la punta de la aguja en cada transferensia. Tabla 2 No. de Muestra Tratamiento Previo Fuente de Alimento Identidad de Muestra 1 etanol metano IEM 1 salor metano IHM 1 sin tratamiento metano INM 1 NaCl al 10% metano ISM 1 pH de 2. 0 metano IAM 1 Etanol propano IEP 1 salor propano IHP 1 sin tratamiento propano INP 1 NaCl al 10% propano ISP 1 pH de 2 . 0 propano IAP La santidad de oxígeno requerida para la -o mineralizasión del metano, propano y butano, se puede derivar de las siguientes esuasiones: CH4 + 202 = C02 + 2H20 2:1 C3H8 + 502 = 3C02 + 4H20 5:1 C4H10 + 6.502 = 4C02 + 5 H20 6.5:1 La Tabla 2 resume todo el sonjunto de transferencias de enriquecimiento preparadas para la Muestra No. 1. La primera serie de muestras no insluye un tratamiento de butano. Las siete muestras restantes se prepararon en una manera idéntisa y además contienen una serie de tratamiento de butano, como se muestra en las Tablas 3 a 9. Un control (botella de suero con MSM esterilizado únicamente) se mantuvo para cada serie de muestras . Todos los gases de hidrocarburo aquí descritos se investigaron en la calidad de grado (Scott Specialty Gases) . El metano se agregó a una concentrasión del 27% (volumen/volumen) , el propano al 10% y el butano al 6%. Después de los primeros seis meses de transferensias de enriquesimiento, las sonsentrasiones se redujeron al 13% para el metano y el 9% para el propano. La sonsentrasión del butano permanesió la misma en 6%.
Tabla 3 No. de Muestra Tratamiento Previo Fuente de Alimento Identidad de Muestra 2 etanol metano 2EM 2 salor metano 2HM 2 sin tratamiento metano 2NM 2 NaCl al 10% metano 2SM 2 pH de 2.0 metano 2AM 2 etanol propano 2EP 2 calor propano 2HP 2 sin tratamiento propano 2NP 2 NaCl al 10% propano 2SP 2 pH de 2.0 propano 2AP 2 etanol butano 2EB 2 calor butano 2HB 2 sin tratamiento butano 2NB 2 NaCl al 10% butano 2SB 2 pH de 2.0 butano 2AB Tabla 4 s No. de Muestra Tratamiento Previo Fuente de Alimento Identidad de Muestra 3 etanol metano 3EM 3 calor metano 3HM 3 sin tratamiento metano 3NM 3 NaCl al 10% metano 3SM 3 pH de 2.0 metano 3AM 3 etanol propano 3EP 3 calor propano 3HP 3 sin tratamiento propano 3NP 3 NaCl al 10% propano 3SP 3 pH de 2.0 propano 3AP 3 etanol butano 3EB 3 calor butano 3HB 3 sin tratamiento butano 3NB 3 NaCl al 10% butano 3SB 3 pH de 2.0 butano 3AB Tabla 5 No. de Muestra Tratamiento Previo Fuente de Alimento Identidad de Muestra 4 etanol metano 4EM 4 calor metano 4HM 4 sin tratamiento metano 4NM 4 NaCl al 10% metano 4SM 4 pH de 2.0 metano 4AM 4 etanol propano 4EP 4 calor propano 4HP 4 sin tratamiento propano 4NP 4 NaCl al 10% propano 4SP 4 pH de 2.0 propano 4AP 4 etanol butano 4EB 4 salor butano 4HB 4 sin tratamiento butano 4NB 4 NaCl al 10% butano 4SB 4 pH de 2.0 butano 4AB Tabla 6 No. de Muestra Tratamiento Previo Fuente de Alimento Identidad de Muestra etanol metano 5EM 5 calor metano 5HM 5 sin tratamiento metano 5NM 5 NaCl al 10% metano 5SM 5 pH de 2.0 metano 5AM 5 etanol propano 5EP 5 calor propano 5HP 5 sin tratamiento propano 5NP 5 NaCl al 10% propano 5SP 5 pH de 2.0 propano 5AP 5 etanol butano 5EB 5 salor butano 5HB 5 sin tratamiento butano 5NB 5 NaCl al 10% butano 5SB 5 pH de 2.0 butano 5AB Tabla 7 No. de Muestra Tratamiento Previo Fuente de Alimento Identidad de Muestra 6 etanol metano 6EM 6 salor metano 6HM 6 sin tratamiento metano 6NM 6 NaCl al 10% metano 6SM 6 pH de 2.0 metano 6AM 6 etanol propano 6EP 6 calor propano 6HP 6 sin tratamiento propano 6NP 6 NaCl al 10% propano 6SP 6 pH de 2.0 propano 6AP 6 etanol butano 6EB 6 calor butano 6HB 6 sin tratamiento butano 6NB 6 NaCl al 10% butano 6SB 6 pH de 2.0 butano 6AB Tabla 8 No. de Muestra Tratamiento Previo Fuente de Alimento Identidad de Muestra 7 etanol metano 7EM 7 calor metano 7HM 7 sin tratamiento metano 7NM 7 NaCl al 10% metano 7SM 7 pH de 2.0 metano 7AM 7 etanol propano 7EP 7 salor propano 7HP 7 sin tratamiento propano 7NP 7 NaCl al 10% propano 7SP 7 pH de 2.0 propano 7AP 7 etanol butano 7EB 7 salor butano 7HB 7 sin tratamiento butano 7NB 7 NaCl al 10% butano 7SB 7 pH de 2.0 butano 7AB Tabla 9 No. de Muestra Tratamiento Previo Fuente de Alimento Identidad de Muestra 8 etanol metano 8EM 8 salor metano 8HM 8 sin tratamiento metano 8NM 8 NaCl al 10% metano 8SM 8 pH de 2.0 metano 8AM 8 etanol propano 8EP 8 calor propano 8HP 8 sin tratamiento propano 8NP 8 NaCl al 10% propano 8SP 8 pH de 2.0 propano 8AP 8 etanol butano 8EB 8 calor butano 8HB 8 sin tratamiento butano 8NB 8 NaCl al 10% butano 8SB 8 pH de 2.0 butano 8AB Después de las primeras dos semanas de transferencias de enriquecimiento, todas las suspensiones líquidas, con la exsepsión de los tratamientos con NaCl al %, los tratamientos del pH de 2.0 y los controles, demostraron un aumento significante en la turbiedad. Después de llevar a cabo las transferencias de enriquecimiento durante 25 semanas, las descripsiones morfológisas y los sonteos direstos de células se recopilaron para todos loa aislados. Las descripsiones morfológicas de los aislados se recopilaron usando un microssopio Olympus BH-2 Phase Contrast Misrossope. Además, se usó un hematositómetro de línea brillante (Bright Line Hemasytometer) (Fissher Ssientifis) para enumerar las densidades selulares por el método de sonteo diresto. La Tabla 10 resume las dessripciones y las enumeraciones de densidad selular. Botellas se suero del MSM esterilizado se mantuvieron somo controles.
Tabla 10 Las cepas D de muestra 3NB y 6NB se colocaron en depósito con American Type Culture Collection (ATCC) , Roslville, MD el 22 de agosto de 1996, bajo números de designasión de ATCC 55808 y 55809, respestivamente. Se sondu^o un estudio de misrososmo son el uso de los métodos de espasio superior estátiso, para evaluar el sonsumo del metano, propano y butano y los regímenes de degradasión del TCE para aislados selessionados. El espasio superior estátiso implisa una división de los somponentes volátiles entre las fases asuosa y de vapor enserradas en un recipiente hermétiso al gas, tal somo una botella de suero. Cada misrososmo sontenía 25 ml de MSM e inósulo en una botella de suero de 72 ml, suministrando así un espasio superior efestivo de 47 ml. Consentrasiones bajas de metano, propano o n-butano de grado investigasión, que varían de 200 a 1,200 partes por millón (ppm) se agregaron al espasio superior en sus misrososmos respestivos, en contraste con las consentrasiones usadas durante las transferensias de enriquesimiento, son el fin de evitar los sitios de enzimas saturados son el substrato de srecimiento, que reducirían los regímenes sometabólisos. Una sonsentrasión del TCE en el intervalo de 2 a 12 ppm se agregó a un espasio superior para cada microcosmo. De acuerdo con la Ley de Henry, la consentrasión del TCE en el espacio superior suministra una consentrasión correspondiente de aproximadamente 4 a 24 ppm en la fase acuosa. Se evaluó la desaparición de hidrocarburos y el TCE en los momentos 9, 48 y 96 horas para los micrososmos del metano y propano. La desaparisión del TCE y el n-butano se evaluó en los momentos 9, 48, 96 y 144 horas. Las botellas de suero que contienen el MSM esterilizado y el metano, MSM y propano, MSM y n-butano, y MSM y TCE se mantuvieron como sontroles. Las botellas de suero se taparon son tapones de hule de butilo gris, recubiertos con Teflon y ondulados con sellos de aluminio (Wheaton) . Las tapas de las botellas de suero se recubrieron son sera parafina y se almasenaron en una posición invertida en un baño de agua. Una muestra de espacio superior de 250 microlitros desde cada botella de suero (después de 2 minutos de agitasión de la botella) se analizó son un aparato cromatógrafo de gas (GC) Photovac IOS Plus, equipado son un detestor de fotoionizasión (PID) , un horno isotérmico y una columna capilar CP-Sil 5 CB. Análisis duplicados se realizaron en cada muestra. Jeringas Hamilton, herméticas al gas, son válvulas de muestra inertes Fisher Ssientifis, que somprenden una palansa de operasión/apagado se usaron para inyessión en la columna. Se emplearon los siguientes parámetros GC para la evaluación del microsoemo: Temperatura del horno 40°C Flujo del detector 10 ml/min Retroflujo 10 ml/min Gas portador aire ultra cero (certificado < 0.1 ppm de hidrocarburos totales Límite de detección del TCE 0.0588 partes por 100 millones (PPb) Límite de detección del metano 100 ppb Límite de detección del propano 75 ppb y límite de detección del n-butano 50 ppb.
Los resultados de los estudios de microcosmo que avalúan y comparan los regímenes de degradasión del TCE de las basterias que utilizan el metano, propano o butano, se dessriben abajo. La Tabla 11 resume la evaluasión de misrososmo del sonsumo del metano y la desaparisión del TCE para aislados selessionados, dados en ppm. Los modelos de regresión se usaron para proyestar datos para determinar los regímenes sinétisos.
Tabla 11 BDL = Debajo del límite de detección del instrumento.
La pérdida promedio del metano y el TCE en las botellas de control fue de 51.0 y 1.30 ppm, respectivamente. El metano se consumió dentro de 96 horas por los siguientes aislados: 1HM INM, 2NM, 4EM, 4HM, 5HM, 6EM y 7 NM. Sin embargo, variaron las consentrasiones inisiales del metano. Una fase de retardo del sonsumo del metano se observó en varios aislados entre cero y 48 horas, por ejemplo, 1EM, 3EM, 3HM, 3NM, 7EM, 7HM y 8NM. Esta fase de retardo representa aparentemente un período de aclimatasión para los aislados y no una manifestasión de los efestos tóxisos del TCE, puesto que el sonsumo del metano se reasumió entre las horas 48 y 96. Los aislados en 4EM, densidad de sélulas 1.6 E8 (Tabla 10) tenían sonsentrasiones inisiales de CH4/TCE de 840/4.552 ppm, respestivamente, y sonsentrasiones finales de CH4TCE de 0/0.157 ppm. El régimen de sonsumo del metano (cinética de orden cero aparente) para el aislado 4EM salsulado será de 8.75 mgh_1L_1 y el régimen de degradasión del TCE (cinética de primer orden) fue de 0.04 mg h L-1. Por lo tanto, se requirieron 219 ppm de metano para degradar 1.0 ppm de TCE. Los aislados en 5HM, densidad celular 1.4E8, tenían consentrasiones inisiales de CH4/TCE de 1.152/6.691 ppm, respestivamente, y soncentraciones finales de CH4/TCE de 0/0.005 ppm. El régimen del consumo del metano (cinétisa de orden sero) para el aislado 5HM se salsuló era de 12.0 mg h-1L-1 y el régimen de degradación del TCE (cinétisa de orden sero) fue de 0.07 mg h-1L-1. Por lo tanto, 171 ppm de metano se requirieron para degradar 1.0 ppm de TCE. Los aislados en 5NM, densidad selular 2.4E8, tenían sonsentrasiones inisiales de CH4/TCE de 1.108/7.775 ppm, respestivamente, y sonsentrasiones finales de CH4/TCE de 4.856/0.074 ppm. El régimen del sonsumo del metano (cinética de orden cero) para el aislado 5NM se salsuló era de 11.5 mg h_1L-1 y el régimen de degradasión del TCE (sinétisa de orden sero) fue de 0.05 mg h_1L-1. Por lo tanto, 230 ppm de metano se requirieron para degradar 1.0 ppm de TCE. Los aislados en 6NM, densidad selular 2.6E8, tenían sonsentrasiones inisiales de CH4/TCE de 1.161/4.462 ppm, respestivamente, y sonsentrasiones finales de CH4/TCE de 573.5/0.805 ppm. El régimen del sonsumo del metano (sinétisa de orden sero) para el aislado 6NM se salsuló era de 6.12 mg h-1L_1 y el régimen de degradasión del TCE (sinétisa de orden sero) fue de 0.04 mg h_1L_1. Por lo tanto, 153 ppm de metano se requirieron para degradar 1.0 ppm de TCE. La revisión de los resultados indicó que algunos aislados producen enzimas que son efestivas en mineralizar el TCE, mientras otros resogidos en el mismo substrato de sresimiento producen enzimas que no son efectivas. i La Tabla 12 resumen la evaluación del micrososmo del consumo del propano y la desaparición del TCE para aislados selecsionados, dados en ppm. Los modelos de regresión se usaron para proyectar datos para determinar los regímenes de cinética.
Tabla 12 BDL = debajo del límite de detección del instrumento *** = alta desviación estándar La pérdida promedio del propano en las botellas de control no exsedió del 15 por siento del total agregado en un período de 96 horas. El propano se sonsumió completamente dentro de 48 horas por los aislados 7HP, 7NP y 8NP. La consentrasión inisial promedio del propano para estos tres aislados fue 1,170 ppm. EN sontraste, ningún aislado seleccionado que utiliza el metano logró la oxidación completa del metano en menos de 96 horas. La fase de retardo observada en el estudio del micrososmo del metano entre cero y 48 horas para varios aislados no fue evidente en el estudio del micrososmo del propano. De interés partisular son los aislados 4HP y 6NP. Los aislados 7HP y 7NP demostraron una degradasión mínima del TCE que promedio el 20% del total agregado. Los aislados en 4HP, densidad selular 2.2 E8 (Tabla 10) , tenían concentraciones iniciales de C3H9/TCE de 1.071/1.972 ppm, respectivamente, y consentrasiones finales de C3H8/TCE de 646.1/0.062 ppm. El régimen del consumo del propano (cinética aparente de orden cero) se calculó y era de 4.43 mg h-1L-1 y el régimen de degradación del TCE (cinética de orden cero) fue de 0.02 mg h-1L_1. Por lo tanto, 221 ppm de propano se requirieron para degradar 1.0 ppm de TCE. Los aislados en 6NP, densidad celular 2.6E8, tenían consentrasiones iniciales de C3H8/TCE de 1.16/4.462 ppm, respestivamente, y sonsentrasiones finales de C3H8/ CE de 573.4/0.805 ppm. El régimen del sonsumo del propano (sinétisa aparente de orden sero) se salsuló y era de 26.5 mg h_1L-1 y el régimen de degradación del TCE (cinética de orden cero) fue de 0.06 mg h"^-1. Por lo tanto, 442 ppm de propano se requirieron para degradar 1.0 ppm de TCE. Existe una correlación casi equivalente para las proyecciones de datos lineal (r = 0.8914) y exponencial (r = 0.9140) para el régimen de consumo del propano para el aislado 6NP. Además, las proyecciones de Datos para el régimen de degradación del TCE mostraron las mismas tendencias lineal (r = 0.9997) y exponencial (r = 0.9910). La revisión de los resultados indisan que algunos aislados produsen enzimas, somo se observó para la evaluasión del misrososmo del metano, que son efestivas en mineralizar el TCE, mientras otras produsen enzimas que aparentemente no son efestivas. La Tabla 13 resume la evaluasión del misrososmo de un sonsumo de n-butano y la desaparisíón del TCE para aislados seleccionados, de acuerdo con la presente invensión, dados en ppm. Las gráfisas sorrespondientes que ilustran los resultados del misrososmo del butano se incluyen en las Figuras 1 a 16. 3?abla 13 BDL = debajo del límite de detección del instrumento *** = elevada desviación estándar - Como se muestra en la Tabla 13, el n-butano se consumió completamente dentro de 48 horas por el aislado 4NB y por 96 horas por los aislados 2HB, 4HB, 4NB, 5EB, 7EB y 7NB. Una fase de retardo no se observó para el cresimiento entre sero y 48 horas. De asuerdo son las gráfisas de las Figuras 3, 5, 7, 9, 11, 13 y 15, que ilustran el consumo del n-butano versus el tiempo para aislados selecsionados, el sonsumo del n-butano parese seguir la sinétisa de orden sero, que indisa que el régimen de reassión puede ser independiente de la sonsentrasión de los aislados. Sin embargo, de asuerdo son las gráfisas de las Figuras 4, 6, 8, 10, 12, 14 y 16, que ilustran la pérdida del TCE son el tiempo, se observaron sinétisas de orden sero y de primer orden. La ocurrencia de cinétisa de primer orden indisa que el régimen de degradasión puede ser dependiente de la consentrasión de os aislados, de manera que exista una relasión lineal entre el registro natural de la consentrasión en un tiempo dado sobre la soncentración inisial. De interés partisular son los aislados 2EB, 2HB, 2NB, 3EB, 4EB, 4HB, 4NB, 5EB, 6HB, 6NB y 7NB. La pérdida promedio del TCE en las botellas de sontrol (1-3) varió del 9 al 23 por siento. Los aislados en 2EB, densidad selular 2.1E8 (Tabla 10) , tenían sonsentrasiones inisiales de C4H10/TCE de 694.6/8.321 ppm, respestivamente, y sonsentrasiones finales de C4H10/TCE de 0/0.945 ppm (véanse las Figuras 3 y 4) . El régimen del sonsumo del n-butano (sinétisa aparente de orden sero) para el aislado 2EB, se salsuló y era de 4.52 mg h L y el régimen de degradasión del TCE (cinética de primer orden) fue de 0.02 mg h L . Por lo tanto, 226 ppm de n-butano se requirieron para degradar 1.0 ppm de TCE. Puesto que el microcosmo que contiene el 2EB no mostró correlación entre el TCE y la degradación del n-butano, el TCE sirve aparentemente como una fuente de carbono. Los aislados en 2HB, densidad celular 2.5E8, tenían consentrasiones inisiales de C4H10/TCE de 659.4/110 ppm, respestivamente, y sonsentrasiones finales de c4Hl?/TCE de 0/0.477 ppm (véanse las Figuras 3 y 4) . En somparasión son el misrososmo que utiliza el propano, el 2HP, que degradó el 31 por siento del TCE total agregado, el 2HP degradó el 88 por ciento del total agregado. El régimen del consumo del n-butano (cinétisa aparente de orden sero) para el aislado 2HB, se salsuló y era de 5.06 mg h-1L-1 y el régimen de degradasión del TCE (sinétisa de orden sero) fue de 0.03 mg h~1L~1. Por lo tanto, 169 ppm de n-butano se requirieron para degradar 1.0 ppm de TCE. Puesto que el misrososmo que sontiene el 2HB mostró una buena sorrelasión entre el TCE y la degradasión del n-butano, saracterística de la degradación cometabólica. Los aislados en 2NB, densidad celular 1.9E8, tenían consentrasiones inisiales de C4H10/TCE de 701.9/5.414 ppm, respestivamente, y sonsentrasiones finales de C4H10/TCE de 0.0/1.760 ppm (véanse las Figuras 3 y 4) . Por lo tanto, se requirieron 473 ppm de n-butano para degradar 1.0 ppm de TCE. El microcosmo que utiliza el propano, 2NP, degradó el 25 por ciento menos del TCE total agregado que el micrososmo que contiene el 2NB. El régimen del consumo del n-butano (cinétisa aparente de orden sero) para el aislado 2HB, se calculó y era de 4.73 mg h_1L-1 y el régimen de degradación del TCE (cinétisa de primer orden) fue de 0.01 mg h^L-1. Puesto que el misrososmo que contiene el 2NB no mostró correlación entre el TCE y el la degradación del n-butano, es evidente que este aislado usa el TCE como una fuente de sarbono.
Los aislados en 3EB, densidad celular 1.5E8 , tenían sonsentrasiones inisiales de CH10/TCE de 1077/9.399 ppm, respestivamente, y sonsentrasiones finales de C4H10/TCE de 0.1/1.260 ppm (véanse las Figuras 5 y 6) . El inósulo 3EB degradó el 87 por siento del TCE total agregado. El régimen del sonsumo del n-butano (sinética aparente de orden cero) para el aislado 3EB, se calculó y era de 6.89 mg h L y el régimen de degradación del TCE (datos sorrelasionados son la sinétisa de orden sero y de primer orden) fue de 0.06 mg h^L-1. Por lo tanto, 115 ppm de n-butano se requirieron para degradar 1.0 ppm de TCE. Puesto que el microcosmo que contiene el 3EB mostró poca correlación entre el TCE y la degradación del n-butano, este aislado usa aparentemente el TCE como una fuente de carbono. Los aislados en 3NB, densidad celular 3.1E8 , tenían concentraciones iniciales de C4H10/TCE de 657.3/11.42 ppm, respectivamente, y concentraciones finales de C4H10/TCE de 559.8/2.368 ppm (véanse las Figuras 5 y 6) . En contraste, el microcosmo que utiliza el propano, 3NP, degradó el 42 por ciento del TCE total agregado, en tanto el 3NB degradó eí 79 por ciento del total agregado. El régimen de degradasión del TCE fue de 0.01 mg h-1L_1. Por lo tanto, 10.77 ppm de n-butano se requirieron para degradar 1.0 ppm de TCE.
Los aislados en 4EB, densidad selular 3.6E8 , tenían sonsentrasiones inisiales de C4H10/TCE de 670.3/7.065 ppm, respestivamente, y sonsentrasiones finales de C4H10/TCE de 0/0.158 ppm (véanse las Figuras 7 y 8). El misrososmo que utiliza el propano, 4EP, no mostró degradasión del TCE. El inósulo 4EB degradó el 98 por siento del TCE total agregado. El régimen del sonsumo del n-butano (sinétisa aparente de orden sero) para el aislado 4EB, se salsuló y era de 4.34 mg h L y el régimen de degradación del TCE (cinética de primer orden) fue de 0.03 mg h L . Puesto que el micrososmo que contiene el 4EB no mostró correlasión entre el TCE y la degradasión del n-butano, es evidente que este aislado usa el TCE somo una fuente de carbono. Los aislados en 4HB, densidad selular 4.8E8 , tenían sonsentrasiones inisiales de C4H10/TCE de 709.2/6.752 ppm, respestivamente, y sonsentrasiones finales del CH10/TCE de 0/1.8255 ppm (véanse las Figuras 7 y 8) . El inósulo 4EB degradó el 73 por siento del TCE total agregado. El régimen del sonsumo del n-butano (sinétisa aparente de orden sero) para el aislado 4HB, se salsuló y era de 5.13 mg h~1L~1 y el régimen de degradasión del TCE (sinétisa de primer orden) fue de 0.01 mg h-1L_1. Puesto que el microcosmo que contiene el 4EB no mostró correlación entre el TCE y la degradasión del n-butano, es evidente que este aislado usa el TCE somo una fuente de sarbono. Los aislados en 4NB, densidad celular 2.6E8 , tenían consentrasiones inisiales de C4H10/TCE de 709.2/6.752 ppm, respestivamente, y sonsentrasiones finales del C4H!o/TCE de 0/1.8255 ppm (véanse las Figuras 7 y 8) . El misrososmo, 4NP, no mostró degradasión, en tanto el 4NB degradó el 82 por siento del TCE total agregado. El régimen del sonsumo del n-butano (sinétisa aparente de orden sero) para el aislado 4NB, se salsuló y era de 4.44 mg h-1L-1 y el régimen de degradasión del TCE (sinétisa de primer orden) fue de 0.01 mg h_1L-1. Puesto que el misrososmo que sontiene el 4NB no mostró sorrelación entre el TCE y la degradación del n-butano, es evidente que este aislado usa el TCE como una fuente de sarbono. Los aislados en 5EB, densidad selular 3.1E8 , tenían soncentraciones iniciales de C4H10/TCE de 659.8/5.873 ppm, respectivamente, y consentrasiones finales del C4H10/TCE de 0/1,113 ppm (véanse las Figuras 9 y 10). El inósulo 4EB degradó el 81 por siento del TCE total agregado. El régimen del sonsumo del n-butano (sinétisa aparente de orden sero) para el aislado 5EB, fue de 5.20 mg h^L"1 y el régimen de degradasión del TCE (sinétisa de primer orden) fue de 0.01 mg h-1L-1. Por lo tanto, se requirieron 520 ppm del n-butano para degradar 1.0 ppm del TCE. Puesto que el misrososmo que sontiene el 4EB no mostró sorrelasión entre el TCE y la degradasión del n-butano, es evidente que este aislado usa el TCE somo una fuente de sarbono. Los aislados en 6HB, densidad selular 1.3E8 , tenían concentrasiones inisiales de C4H10/TCE de 625.9/5.508 ppm, respestivamente, y sonsentrasiones finales del CHl0/TCE de 397.4/0.0 ppm (véanse las Figuras 11 y 12) . El inósulo 6HB degradó el 100 por siento del TCE total agregado. El régimen del sonsumo del n-butano fue de 1.50 mg h"1L~1 y el régimen de degradasión del TCE (sinétisa de orden sero) fue de 0.04 mg h L . Por lo tanto, se requirieron 37.50 ppm del n-butano para degradar 1.0 ppm de TCE, un requisito de butano muy bajo. Estros aislados pueden degradar el TCE en la ausensia del butano. Los aislados en 6NB, densidad selular 4.8E8 , tenían sonsentrasiones inisiales de C4H10/TCE de 675.8/5.996 ppm, respectivamente, y consentrasiones finales del C4H10/TCE de 0.0/0.0 ppm (véanse las Figuras 11 y 12). El inósulo 6NB degradó el 100 por siento del TCE total agregado. El régimen del sonsumo del n-butano (sinética aparente de orden cero) fue de 4.23 mg h-1L-1 y el régimen de degradación del TCE (cinética de orden cero) fue de 0.04 mg h L . Por lo tanto, se requirieron 106 ppm del n-butano para degradar 1.0 ppm del TCE. El micrososmo que sontiene el 4NB mostró una buena sorrelación entre el TCE y el consumo del n-butano. Así, la degradación es aparentemente un proceso metabólico. Los aislados en 7EB, densidad celular 1.6E8 , tenían concentraciones iniciales de C4H10/TCE de 726.0/2.357 ppm, respestivamente, y sonsentrasiones finales del C4H10/TCE de 0.0/2.100 ppm (véanse las Figuras 13 y 14) . El inósulo 7EB degradó sólo el 11% del TCE total agregado. El régimen del sonsumo del n-butano (sinétisa aparente de orden sero) fue de 5.0 mg h_1L_1 y el régimen de degradación del TCE (cinética de primer orden) fue de 0.002 mg h^L"1. Los aislados en 7HB, densidad celular 3.9E8 , tenían consentrasiones inisiales de C4H10/TCE de 656.3/5.05 ppm, respestivamente, y sonsentrasiones finales del CH10/TCE de 0.0/2.700 ppm (véanse las Figuras 13 y 14) .El inósulo 7HP degradó el 14 por siento del TCE total agregado, mientras el inósulo 7HB degradó el 47% del TCE total agregado. El régimen del consumo para el 7HB (cinétisa aparente de orden sero) fue de 4.6 mg h-1L-1 y el régimen de degradasión del TCE (sinétisa de primer orden) fue de 0.02 mg h L . El misrososmo que sontiene el 7HB mostró una buena sorrelasión entre el TCE y el sonsumo del n-butano. Así, la degradasión es aparentemente un proseso sometabóliso.
Los aislados en 7NB, densidad selular 4.2E8 , tenían sonsentrasiones inisiales de C4H3.0/TCE de 687.5/6.232 ppm, respestivamente, y sonsentrasiones finales del C4H10/TCE de 0.0/1.721 ppm (véanse las Figuras 7 y 8) . El inósulo 7NP degradó el 20 por siento del TCE total agregado, mientras el inósulo 7NB degradó el 72 por siento del TCE total agregado. El régimen del sonsumo del n-butano (cinética aparente de orden cero) fue de 4.92 mg h-1L y el régimen de degradación del TCE (cinética de primer orden) fue de 0.01 mg h_1L-1. Puesto que el microcosmo que contiene el 7NB no mostró correlasión entre el TCE y la degradasión del n-butano, es evidente que este aislado usa el TCE somo una fuente de carbono. La degradación del TCE en unos cuantos micrososmos fue independiente del sonsumo del butano. Por ejemplo, los aislados en 4NB y 7NB degradaron el TCE sontinuamente en la ausensia del butano. Otros misrososmos, tal somo el 4EB, demostraron una degradación cometabólica del TCE son el butano. De los resultados antes mensionados, parese que la toxisidad del TCE para las basterias que utilizan el butano es mínima. Las basterias que utilizan el butano son preferiblemente sapases de sobrevivir en niveles del TCE arriba de 6 mg/l, más preferiblemente arriba de unos 10 mg/l, y espesialmente preferido arriba de unos 20 mg/l en la fase asuosa. Como se señala en la patente de E. U. A:, de Wilson Jr. , et al, antes sitada, el sresimiento de las basterias que utilizan el metano es inhibido por la presensia de un epóxido slorado, que se forma durante la degradasión sometabólisa del TCE, mediada por la enzima monoxigenasa de metano. De acuerdo con Broholm et al., 1990, sitado previamente, el TCE es tóxiso a las basterias que utilizan el metano a sonsentrasión arriba de 6 mg/l en agua. Una somparasión suantitativa de la toxisidad del TCE entre las basterias que utilizan el metano, propano y butano, mostraron que las basterias que utilizan el butano, según la presente invensión, son substansialmente menos susseptibles a los efestos de la toxisidad del TCE. Las basterias que utilizan el butano sobrevivieron en promedio de 1.4 veces concentraciones mayores del TCE que los oxidantes del propano. Asimismo, las bacterias que utilizan el butano son capaces de sobrevivir a varios órdenes de magnitud concentraciones de TCE mayores que los oxidantes del metano. De acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención, el TCE se degradó a regímenes mayores con las bacterias que utilizan el butano, en comparasión son las basterias que utilizan el metano o el propano. Más del 50% de las basterias que utilizan el butano degradaron el TCE a la mitad de su sonsentrasión inisial dentro de 48 horas después de la incubación. Este alto régimen de degradación no se observó en más del 80 por siento de los misrososmos que sontienen basterias que utilizan el metano o el propano. Las basterias que utilizan el butano de la presente invensión son preferiblemente sapases de degradar el TCE a un régimen mayor de 1 mg/hr/litro en agua, más preferiblemente a un régimen mayor de aproximadamente 1.5 ó 2 mg/hr/litro, Como se dissute más completamente abajo, los parámetros del proceso pueden ser controlados durante el proceso del remedio biológico para lograr elevados regímenes de degradación de 10 a 20 mg/hr/litro o mayores. Como una fuente de alimento para el consumo de microbios, el butano se ha encontrado es un substrato superior al metano o propano, debido a su factor de solubilidad. El metano y propano se carasterizan somo levemente solubles en agua, mientras el butano se sarasteriza somo muy soluble en agua. A 17°*C, 3.5 ml de metano y 6.5 ml de propano se disuelven en 100 ml de agua. En sontraste, 15 ml de butano se disuelven en 100 ml de agua. La mayor solubilidad aumenta el asseso de misrobios al substrato de sresimiento para el metabolismo y puede produsir regímenes de reassión que demuestran cinética de orden cero. Otra causa de regímenes cometabólisos del TCE mayores para la utilizasión del butano en comparación" con la utilizasión del metano o el propano, pueden ser la estrustura molesular de los sompuestos y enzimas. El TCE es una molécula plana grande, compuesta de dos átomos de carbono y tres átomos de cloro. El metano es una molésula tetrahédrisa, sensilla, pequeña de sarbono, mientras el propano es una molécula de tres átomos de carbono. Por otra parte, el butano es una molécula grande, no plana, de suatro sarbonos. Mientras no se intenta estar unido por sualquier teoría partisular, la estrustura molesular, área superfisial reastiva y tamaño pueden jugar un papel en sausar que las enzimas operativas de los oxidantes del butano sean degradantes superiores del TCE, en somparasión son las enzimas operativas del metano y el propano. La osurrencia de la degradación del TCE en la ausensia de sualquier otro substrato de sresimiento, suministra slaramente una sapasidad de degradasión del TCE altamente mejorada. Igualmente, mientras las basterias que utilizan el metano son sensibles típisamente a la tensión normal del oxígeno de una atmósfera de aire y requieren niveles disminuidos del oxígeno para el sresimiento, las basterias que utilizan el butano, según la presente invención, no son sensibles a la tensión del oxígeno ambiental y se pueden usar con atmósferas normales. Además, los microbios que utilizan el butano no exhiben toxisidad del cobre, y no requieren el dióxido de carbono como una fuente de carbono suplementaria.
Varias basterias que utilizan el propano y que utilizan el butano se sarasterizan somo sigue. La identifisasión de los microorganismos se basa en el índice de Similaridad. Este índice de Similaridad en el Sistema de Identificasión de Misrobios (MIS) es un valor numériso que expresa cuan estrechamente la composición de un ácido graso de una muestra desconosida se sompara son la somposisión del metil-éster de un ácido graso promedio de las tensiones usadas para crear el acceso de colección listada como su coinsidensia. La investigasión de base de datos presenta las mejores coincidencias e índices de similaridad asosiada. Una coincidencia exacta del ácido graso que compone una muestra desconosida al promedio de un acceso de colección resulta en un índice de similaridad de 1.000. Este índice de similaridad disminuirá conforme el ásido graso varía del porsentaje promedio. Cepas son una similaridad de 0.500 o mayor y son una separasión de 0.100 entre la primera y segunda selessiones, son buenas soinsidensias (buena o exselente) . Un índise de similaridad entre 0.300 y 0.500 puede ser una buena soinsidensia pero indisará una sepa atípisa apropiada (OK) . Valores menores de 0.300 sugieren que las espesies no está en la base de datos, pero aquéllas listadas suministrarán las espesies más estreshameríte relasionadas (débiles o pobres) .
En los sasos donde una sepa permanese sin identifisar después del análisis del ásido graso, el sistema Biolog se emplea donde los microorganismos se identifisan por la somparasión de las sarasterístisas de utilizasión del substrato del aislado dessonosido a la base de datos de Biolog. Se essogieron los siguientes aislados para la identificación en dos laboratorios independientes: que utilizan propano: 2EP, 3EP, 4HP, 6HP, 6NP y 8 NP; y que Utilizan butano: 2EB, 2HB, 3EB, 3NB, 4EB, 4HB, 4NB, 5EB, 6HB, 6NB y 7NB. La mayoría de los que utilizan propano y que utilizan butano se sarasterizaron somo diferentes géneros/espesies por ambos laboratorios para las parejas de somparasión de aislados 2EP-2EB, 3EP-3EB, 4HP-4HB, 6HP-6HB y 6 NP-6NB, indicando así que los que utilizan butano son una clase distinta de misroorganismo de los degradantes de propano. Puesto que las basterias que utilizan metano son oxidantes del metano obligados, ningún aislado de los misrososmos de metano se enviaron para el análisis de laboratorio. La mayoría de los aislados de los misrososmos se mezclaron. Entre ambos laboratorios, 59 géneros/especies se identifisaron con "buena o excelente" precisión, 14 son presisión- "OK" (aprobada) (cepas atípicas) y 22 son presisión "débil" (espesies no en base de datos y que permanesen somo dessonosidas) . Un resumen de las muestras que utilizan el butano que han demostrado la habilidad de degradar el TCE se identifisan en la Tabla 14.
Tabla 14 Tabla 14 * = índice de baja similaridad, que indica una pobre coincidencia con la base de datos del ácido graso. En estos casos, las especies en los consorcios listados coincidieron a una utilización del substrato de prueba de base de datos y permanecieron sin identificar. El (*) describe mejor un género/especie desconocida. ** = subespecie del Subgrupo A de GC *** = subespecie del Subgrupo B de GC = subespecie de mosaico.
De asuerdo son la presente invensión, las basterias que utilizan el butano se ha ensontrado soportan las concentrasiones del TCE que han probado ser fatales en las bacterias metanotróficas. Las bacterias que utilizan el butano también demuestran una mayor degradación del TCE que las bacterias que utilizan el propano. Además, el análisis de la degradasión del TCE por aislados selessionados indisa que ciertas bacterias que utilizan el butano usan el TCE como una fuente de sarbono. Los procesos del remedio biológico in situ, que se pueden usar, de acuerdo con la presente invención, incluyen la inyecsión de misroorganismos que utilizan el butano, no nativos, en la superficie o subsuperficie y/o el uso de microorganismos nativos que utilizan el butano. Los microorganismos pueden ser estimulados para florecer por la adición de nutrientes y un substrato de cresimiento que puede ser limitado en el esosiste a bajo essrutinio. Para el metabolismo aeróbiso, el oxígeno está usualmente en sonsentrasiones limitadas. El sresimiento de basterias que utilizan el butano puede ser aumentada a través de la adisión del oxígeno, nutrientes y butano, en sualquier ambiente subsuperfisial en el sual se han introdusido los clorohidrocarburos, creando así una zona de tratamiento efectiva. El oxígeno, nutrientes, tal como compuestos que contienen nitrógeno inorgániso y orgániso, y el gas butano, pueden ser entregados en la subsuperfisie a través de la inyección o pozos de difusión o algún otro tipo del sistema de entrega. Alternativamente, las cepas no nativas de organismos que utilizan el butano, pueden ser inyectadas en un ambiente de la subsuperficie. Para bacterias que utilizan el TCE, la introducción de la fuente de carbono de hidrocarburos alifáticos puede no ser necesaria. Los organismos que utilizan el butano de la presente invensión, pueden ser aplisados in situ en ambientes salinos o de bajo pH igualmente. Asimismo, los organismos que utilizan el butano de" la presente invensión, pueden ser provistos en un biorreastor ex situ , sapaz de tratar el aire, suelo o corrientes de desesho del agua del suelo (agua dulse, salina o de pH bajo) . El biorreastor ex situ puede ser usado en un proseso de tipo lote y/o en un proseso de flujo continuo. Para el tratamiento del aire o gas, las bacterias que utilizan el butano pueden crecer en un biorreactor en cualquier tipo adecuado de material de empaque o substrato, capaz de soportar corrientes de gas turbulentas. La corriente de gas cargada con compuestos orgánicos volátiles puede ser extraída de la subsuperficie o de otros ambientes, con un soplador de vasío y tratar en un biorreastor. En esta modalidad, el tratamiento sonsiste en pasar la sorriente de desesho de aire slorada a través del biorreactor en mucho de la misma manera como los sistemas de carbón activado convencionales, con la excepción que los contaminantes no son meramente transferidos, sino destruidos . Los suelos atacados con clorohidrocarburos pueden ser remediados biológicamente de asuerdo son la presente invensión, son organismos que utilizan el butano, en un biorreastor ex situ . Este aparato puede agitar el suelo a través de la mezsla o fluidizasión, aselerando así la volatilizasión de los slorohidrosarburos que pueden ser tratados somo una sorriente de desesho de aire, dessrita anteriormente. Otro tipo de reastor del suelo puede degradar los slorohidrosarburos en un biorreastor sapaz de tratar una matriz de pasta asuosa del suelo a través de la introdussión de basterias que utilizan el butano, no nativas, o el estímulo de basterias nativas que utilizan el butano. Nutrientes del oxígeno insluyen fuentes de sarbono y de nitrógeno alternas limitadas, tal somo los ásidos sasamínisos y la levadura y el butano se pueden introdusir en este tipo de biorreastor. El uso de agentes tensoastivos puede aselerar la remosión de los sompuestos slorados desde la matriz del suelo, son un tiempo de tratamiento menor y un aumento en el desempeño del biorreastor. De asuerdo con una modalidad de la presente invensión, un biorreastor ex situ puede ser usado para restaurar el agua superficial o agua subterránea atacada con slorohidrosarburos, tal somo el TCE, empleando las bacterias que utilizan el butano. El agua atacada puede comprender el agua dulse, agua salda, agua son bajo pH o similares. El biorreactor ex situ puede comprender una o múltiples cámaras, cada una alojando un substrato, tal como una tela de película biológica o material de empaque sembrado con cepas específicas o un consorcio de bacterias que utilizan el butano. Cada cámara del biorreactor comprende preferiblemente un sistema de entrega del oxígeno, nutriente y gas butano. Los sistemas del biorreactor que emplean organismos que utilizan el butano, que demuestran la sapasidad de usar el TCE somo una fuente diresta de alimento, pueden no requerir la introdussión del butano. Sin embargo, en un sistema sometabóliso, los sinsronizadores se insluyen preferiblemente para regular la introdussión del butano, redusiendo así la probabilidad de saturar los sitios de enzima que resultarán probablemente en un régimen de destrussión de sonta inantes. La Figura 17 ilustra un biorreastor ex situ para el uso de asuerdo son una modalidad de la presente invensión. El biorreastor 10 insluye un resipiente silíndriso 12 que tiene una tapa 14. Esta tapa 14 se sella a un resipiente 12 por abrazaderas 15 y 16, junto con un empaque 17 de anillo en 0. Un miembro 18 de soporte asegura un substrato 20 de microorganismo en la posición deseada dentro del resipiente 12. El substrato 20 puede somprender cualquier material adecuado, tal como una biopantalla hecha de aluminio, acero, acero inoxidable o cualquier material de soporte no absorbente, substancialmente no reastivo, preferiblemente resubierto son el trislorofluoroetileno u otro recubrimiento adecuado para el cresimiento / colonizasión de sélulas de basterias a través de la formasión de la biopelísula. En una modalidad preferida, el substrato 20 somprende una biopantalla hesha de aluminio son tamaño de poros de 0.025155 sm2 , laminada en sírsulos sonséntrisos para aumentar el área superfisial disponible para la formasión de la biopelísula. Una entrada 22 de fluido somunisa son el interior del biorreastor, de asuerdo son la presente invensión, el término de "fluido" insluye los materiales que pueden fluir, tal somo líquidos, gases, pastas asuosas, sólidos fluidizados y similares. Una salida 24 de fluido somunisa son el interior del biorreastor 10 para transportar el fluido del mismo. Durante la operasión, el fluido llena el biorreastor 10 al nivel deseado 25. Como se muestra en la Figura 17, una entrada 32 de gas pasa a través de la tapa 14 del biorreastor. Un tubo 33 sonesta son un rosiador 34, para entregar el gas al interior del biorreactor 10. Una salida 39 de gas permite que el gas salga del biorreactor. Una válvula de alivio 38 de presión impide la acumulación excesiva de presión dentro del biorreactor, mientras una puerta de muestreo 36 de gas, permite la prueba del gas del espacio superior dentro del biorreactor. Se pueden usar cámaras del biorreactor sensillas o múltiples, de acuerdo con la presente invención. Por ejemplo, como se muestra en la Figura 18, biorreactores múltiples 10 pueden estar conectados en serie. En la Figura 18, el influente entra en el biorreactor 10 más a la izquierda por medio de la entrada 22 del fluido. Después del tratamiento en el primer biorreactor, el fluido viaja al biorreactor mediano por un tubo 23 de conexión. Similarmente, después del tratamiento en el biorreactor mediano, el fluido viaja al biorreactor a la deresha por un tubo de sonexión 23. Después del tratamiento en los biorreastores múltiples, el efluente sale del sistema. De asuerdo son una modalidad preferida de la presente invensión, el biorreastor ex situ está provisto somo una unidad portátil que puede fásilmente ser transportada a varios sitios para el remedio biológico. Por ejemplo los biorreactores de sámaras sensillas o múltiples se pueden transportar preferiblemente por samión u otro resurso adesuado, y pueden ser sufisientemente pequeños para permitir llevarlos manualmente. El biorreastor puede ser solosado adyasente a un sitio de sontaminasión del agua en la superfisie o subsuperficie. Alternativamente, para el remedio biológiso del agua superfisial, el biorreastor puede ser sonstruido para flotar sobre o dentro del agua sontaminada. Los siguientes ejemplos ilustran la operasión de tipo lote de un biorreastor similar a aquél mostrado en la Figura 17.
EJEMPLO 1 Se formó una biopelísula sobre un substrato 20 de pantalla de aluminio, somo se muestra en la Figura 17. El sresimiento se estableció operando un biorreactor, mostrado en la Figura 17, somo una sámara de sresimiento, en la sual se suministraron butano y oxígeno por la inyesción en un espacio superior del biorreactor, a través de la puerta 36. Las concentrasiones del butano se mantuvieron bajas después de la formasión de la biopelísula, son el fin de limitar la inhibisión sompetitiva durante la operasión del biorreastor. Un biorreastor de lote de 6 litros se usó para realizar la prueba de degradasión sometabólisa del TCE. El biorreastor sontenía 4.2 litros del agua desionizada del autoclave, con una enmienda del MSM y una pantalla de aluminio con un tamaño de poros de 0.025155 cm2. Los aislados en la ID de Muestra 3NB se escogieron para sembrar la biopantalla. El espacio superior del biorreactor consistía de 2 litros de volumen dentro del reastor y un máximo del espasio superior total de 3 litros a través de las líneas de resirsulasión de gas. El sistema de resirsulasión se impulsó por una bomba de vasío de fuelle, hermétisamente sellada, que operó a 6.23 litros por minuto y a 0.7 kg/sm2, produsiendo 622 ml/min de flujo de aire. La bomba se programó para operar por 30 minutos sada 4 horas para produsir un efesto pulsante dentro del biorreastor entre las dos fases (líquida y gaseosa) . En el momento de sirsulasión, la sonsentrasión tanto el TCE como el butano se aumentaron dentro de la fase acuosa, aumentando así la biodisponibilidad de ambos sompuestos. En el momento de detener la bomba, la volatilizasión del TCE y la evolusión del butano aumentó en las sonsentrasiones del espasio superior. Una vez que los parámetros inisiales, es desir, la sonsentrasión del oxígeno disuelto, pH, sonsentrasión de iones de sloruro, temperatura y presión, se establesieron usando estushes Che etriss Titration y medidores manuales, se resogieron muestras del espasio superior usando jeringas hermétisas al gas en una puerta de muestreo para determinar las sonsentrasiones del butano y el TCE usando el sromatógrafo de gas Photovas IOS Plus . Los parámetros se señalan en la Tabla 15.
Tabla 15 Parámetros Concentraciones Iniciales en Concentraciones Finales en 14:28 hrs. 23.30 hrs. Oxígeno disuelto 8 ppm 7 ppm pH 7.0 6.5 Iones de cloruro 300 ppm* 300 ppm* Temperatura 25°C 25°C Registro (Conteo de 12 N/A Células) Presión 0 kg/cm2 0 kg/cm2 *= no se detectó una diferenciación de la concentración inicial de los iones de cloruro en la solución, debido a la baja sensibilidad del estuche de titulación.
Las Figuras 19 y 20 demuestran la degradasión del TCE y el butano en el biorreastor de la Figura 17, mientras se opera en el modo de lotes. El butano se suministró 24 horas antes de la introdussión del TCE. La desaparisión del TCE de su sonsentrasión inisial, exsede por mucho aquélla de su consentrasión tóxisa a las basterias metanotrófisas y oxidantes del propano, se midió usando el análisis del espasio superior. El TCE se degradó a un régimen de aproximadamente 1.6 mg/hr/litro. La soncentración registrada en el espasio superior es la mitad de su sonsentrasión disuelta somo se dessribe por la sonstante de Henry. Por lo tanto, los datos indisan que las basterias que oxidan el butano dentro de este biorreastor sobreviven a una concentración del TCE de 13 mg/l, en comparación con el nivel tóxico del TCE para las basterias metanotrófisas reportado a soncentraciones arriba de 6 mg/l por Broholm et al., 1990.
EJEMPLO 2 Se operaron dos biorreastores de 6 litros simultáneamente durante seis horas y media. El primer reastor se sembró son aislados de 3NB y el segundo biorreastor son aislados de 4EB. Se formó una biopelísula sobre un substrato de pantalla de aluminio, somo se muestra en la Figura 17. Cada biorreastor sontenía 4.2 litros de agua desionizada de autoslave son una enmienda de MSM y una pantalla de aluminio son un tamaño de poros de 0.025155 sm2. Los dos biorreastores contenían 4 litros de volumen total del espacio superior y un máximo de 6 litros totales del espacio superior a través de las líneas de resirsulación. El sistema de recirsulasión se impulsó por una bomba de vasío de fuelle, sellada hermétisamente, que operó a 6.23 litros por minuto y 0.7 kg/sm2, produsiendo 622 ml/min de flujo de aire. La bomba recicló simultáneamente los volúmenes del espasio superior en ambos Jbiorreastores. La pérdida del butano y el TCE son el tiempo se muestra en la Tabla 16.
Tabla 16 Tiempo Butano (ppm) TCE (ppm) 0 horas 371.9 11.01 1.0 hora 387.7 8.471 1.2 horas 209.5 4.878 2.0 horas 205.1 3.974 2.2 horas 121.7 3.831 3.0 horas* 127.6 3.028 3.2 horas 74.28 2.593 4.8 horas 82.92 2.580 5.0 horas 49.25 2.173 5.8 horas 58.76 2.432 6.1 horas** 42.58 1.875 6.7 horas 38.93 1.273 * 80 ml de oxígeno agregado al sistema ** la bomba operó continuamente durante 30 minutos.
Las Figuras 21 y 22 demuestran la degradasión del TCE y el butano en biorreastores dobles, mientras opera en el modo de lote. La desaparisión del TCE de la sonsentrasión inisial de la fase asuosa de 22 mg/litro (ppm) , exsedió por musho aquélla de su sonsentrasión tóxisa a las basterias metanotróficas y oxidantes del propano. y se midió utilizando el análisis de espasio superior. El TCE se degradó- a un régimen aproximado de 2.7 mg/hr/litro durante las primeras 3 horas de operasión, y luego a un régimen de 0.5 mg/hr/litro para las 3.7 horas finales de operación. Además de los procesos de tipo lote, los biorreactores de la presente invensión pueden también operar por tésnisas de flujo sontinuo. Por ejemplo, el proceso es escalado a la operación en el modo de flujo continuo en tres biorreactores similares en tándem a aquéllos mostrados en la Figura 18 y puede suministrar un régimen de degradación de 120 mg de TCE por hora a un régimen de flujo de 36 litros por hora. La eficiensia de remosión del TCE puede ser aumentada substancialmente controlando los parámetros del proceso, tal somo el área superfisial sresiente de la biopelísula son el medio, mejorando los sistemas de entrega de butano y oxígeno y ajustando las sondisiones adesuadas para el sresimiento óptimo de basterias. Varios otros medios de soporte, es desir, pantallas no metálisas, pellas, glóbulos, ets. , para la biopelísula en los biorreastores listados anteriormente pueden suministrar un área superfisial mayor para la formasión de la biopelísula antes de la fase del tratamiento. Otros tipos de medios de soporte pueden también optimar el sresimiento basteriano y la relasión de superfisie a volumen en el biorreastor, mejorando así las condiciones de biodegradación, y reduciendo efestivamente los tiempos de residensia requeridos dentro del biorreastor. Se puede lograr un mayor desempeño utilizando sistemas efestivos de entrega del substrato del oxígeno y el sresimiento, tal somo el rosiado. Esto puede lograrse redusiendo el tamaño de burbujas durante el rosiado, que aumentará la disponibilidad de los sompuestos a los misroorganismos dentro del biorreastor. En ciertos casos, puede ser conveniente reducir los efestos negativos de las sorrientes influentes extremadamente turbulentas al biorreastor por ajustar previamente el pH, temperatura y otros parámetros fisiso-químisos relasionados. En tanto se han dessrito anteriormente modalidades partisulares de esta invensión para fines de ilustrasión, será evidente a los expertos en la materia que se pueden haser numerosas variasiones de los detalles de la presente invención, sin apartarse de la invención, como se define en las reivindicasiones anexas.

Claims (44)

  1. REIVINDICACIONES 1. Un método para degradar un sontaminante de hidrosarburo, este método somprende tratar el sontaminante de hidrosarburo son una basteria que utiliza el butano, en la presensia del oxígeno, por un tiempo de tratamiento suficiente para que las bacterias que utilizan el butano degraden el contaminante de hidrocarburo.
  2. 2. El método de la reivindicasión 1, que además comprende suministrar el butano a las bacterias que utilizan el butano, durante al menos una porción del tiempo de tratamiento.
  3. 3. El método de la reivindicasión 2 , en que el butano es suministrado a un régimen substansialmente sonstante.
  4. 4. El método de la reivindisasión 3, en que el butano es suministrado durante substansialmente todo el tiempo de tratamiento.
  5. 5. El método de la reivindisasión 2, en que el butano es suministrado en pulsos.
  6. 6. El método de la reivindisasión 2, en que el oxígeno es suministrado a las basterias que utilizan el butano durante substansialmente todo el tiempo de tratamiento.
  7. 7. El método de la reivindisasión 6, en que el oxígeno es suministrado a un régimen substansialmente sonstante.
  8. 8. El método de la reivindicasión 2 , en que el contaminante de hidrocarburo comprende el tricloroeteno.
  9. 9. El método de la reivindicasión 8, las basterias que utilizan el butano somprenden al menos una basteria selessionada del grupo que sonsta de: Pseudomonas, Variovorax, Nocardia, Chryseobacterium, Comamonas, Acidovorax, Rhodococcus, Aureobacterium, Micrococcus, Aeromonas, Stenotrophomonas, Sphingobacterium Shewanella, Phyllobacterium, Clavibacter, Alcaligenes, Gordona, Corynebacterium y Cytophaga .
  10. 10. El método de la reivindisasión 8, en que las basterias que utilizan el butano somprenden al menos una basteria seleccionada del grupo que consta de: putida, rubrisubalbicans , aeruginosa, paradoxus, asteroides , brasiliensis , restricta, globerula, indologenes, meningosepticum, acidovorans , delafieldii, rhodochrous, erythropolis, fascians, barkeri, esteroaromaticum, saperdae, varians , kristinae, caviae, maltophilia, thalpophilum, spiritivorum, putrefaciens B, myrinacearum, michiganense, xylosoxydans , terrae, aquaticum B y johnsonae .
  11. 11. El método de la reivindisasión 8, en que las basterias que utilizan el butano somprenden al menos una basteria selessionada del grupo que sonsta de: Pseudomonas r brisubalbicans , Pseudomonas aeruginosa, Variovorax paradoxus, Nocardia asteroides, Nocardia restricta, Chryseobacterium indologenes, Comamonas acidovorans, Acidopvorax delafieldii, Rhodococcus rhodochrus,
  12. Rhodococcus erythropolis , Aureobacterium esteroaromaticum, Aureobacterium saperdae, Micrococcus varians, Micrococcus kristinae, Aeromonas caviae, Stenotrophomonas maltophilia, Sphingobacterium thalpaphilum, Clavibacter michiganense, Alcaligenes xilosoxydans, Corynebacterium aquaricum B y Cytophaga johnsonae . 12. El método de la reivindicación 1, en que las bacterias que utilizan el butano son capases de degradar el
  13. TCE en la ausensia del butano, y somprenden al menos una bateria seleccionada del grupo que consta de: Pseudomonas, Variovorax, Nocardia, Chryseobacterium, Comamonas,
  14. Acidovorax, Rhodococcus, Aureobacterium, Micrococcus, Aeromonas, Stenotrophomonas, Shewanella, Clavibacter, Corynebacterium y Cytophaga . 13. El método de la reivindicasión 1. en que las basterias que utilizan el butano son sapases de degradar el TCE en la ausensia del butano, y somprenden al menos una basteria selessionada del grupo que sonsta de: Variovorax paradoxus, Comamonas acidovorans, Acidovorax delafieldii, Stenotrophomonas maltophilia, Sphingobacterium thalpaphilum, Poseudomonas aeruginosa, Alcaligenes xylosoxidans , Aeromonas caviae, Rhodococcus erythropolis, Aurebacterium saperdae y Clavibacter michiganese . 14. El método de la reivindisasión 1, en que el sontaminante de hidrosarburo está presente dentro del suelo.
  15. 15. El método de la reivindisasión 1, en que el sontaminante de hidrosarburo está presente en un gas.
  16. 16. El método de la reivindisasión 15, en que el gas es el aire.
  17. 17. El método de la reivindisasión 1, en que el sontaminante de hidrosarburo está presente en un líquido.
  18. 18. El método de la reivindisasión 17, en que el líquido somprende el agua.
  19. 19. El método de la reivindicación 18, en que el agua comprende más de aproximadamente 10 mg/litro de trisloroeteno en el inisio del tratamiento son las basterias que utilizan el butano.
  20. 20. El método de la reivindisasión 18, en que el agua somprende más de aproximadamente 5 partes por mil millones de trisloroeteno, en el inisio del tratamiento son las basterias que utilizan el butano.
  21. 21. El método de la reivindisasión 20, en que el agua comprende menos de aproximadamente 5 partes por mil millones de tricloroeteno, después del tratamiento con las bacterias que utilizan el butano.
  22. 22. El método de la reivindicasión 21, en que substancialmente todo el tricloroeteno se degrada por las basterias que utilizan el butano.
  23. 23. El método de la reivindisasión 18, en que el sontaminante de hidrosarburo somprende el trisloroeteno y las basterias que utilizan el butano, son sapases de degradar el trisloroeteno a un régimen mayor de aproximadamente 1 mg/hr/litro.
  24. 24. El método de la reivindisasión 23, en que las basterias que utilizan el butano son sapases de degradar el tricloroeteno a un régimen mayor de aproximadamente 1.5 mg/hr/litro.
  25. 25. El método de la reivindicasión 23, en que las basterias que utilizan el butano son sapases de degradar el tricloroeteno a un régimen mayor de aproximadamente 2 mg/hr/litro.
  26. 26. Un método para dessontaminar el agua, este método somprende: suministrar el agua sontaminada que somprende un sompuesto de hidrosarburo alifátiso halogenado; tratar el sompuesto de hidrosarburo alifátiso halogenado con bacterias que utilizan el butano, en la presensia del oxígeno durante un tiempo de tratamiento suficiente para que las bacterias que utilizan el butano degraden el compuesto de hidrocarburo alifático halogenado; y resuperar el agua descontaminada, que tiene una consentrasión menor del sompuesto de hidrosarburo alifátiso halogenado que el agua sontaminada.
  27. 27. El método de la reivindisasión 26, en que el sompuesto de hidrosarburo alifátiso halogenado somprende el tricloroeteno.
  28. 28. El método de la reivindicasión 27, en que el agua sontaminada somprende más de aproximadamente 10 mg/litro del trisloroeteno.
  29. 29. El método de la reivindisasión 27, en que el agua descontaminada comprende menos de aproximadamente 5 partes por mil millones del tricloroeteno.
  30. 30. El método de la reivindicasión 27, en que el trisloroeteno se degrada a un régimen mayor de aproximadamente 1 mg/hr/litro.
  31. 31. El método de la reivindisasión 27, en que el trisloroeteno se degrada a un régimen mayor de aproximadamente 1.5 mg/hr/litro.
  32. 32. El método de la reivindisasión 27, en que el trisloroeteno se degrada a un régimen mayor de aproximadamente 2 mg/hr/litro.
  33. 33. Un biorreastor, para degradar sontaminantes de hidrosarburo, el sual comprende: un recipiente de fluido; un substrato, dispuesto dentro del recipiente, para soportar basterias que utilizan el butano, que insluye al menos una basteria, selessionada del grupo que sonsta de: Pseudomonas, Variovorax, Nocardia, Chryseobacterium, Comamonas, Acidovorax, Rhodococcus , Aureobacterium, Micrococcus, Aeromonas, Stenotrophomonas, Sphingobacterium Shewanella, Phyllobacterium, Clavibacter, Alcaligenes, Gordona, Corynebacterium y Cytophaga . un resurso para introdusir el fluido sontaminado dentro del resipiente, este fluido sontaminado somprende suando menos un sontaminante de hidrosarburo; un resurso para introdusir el oxígeno dentro del resipiente; y un resurso para remover el fluido tratado desde el resipiente.
  34. 34. El biorreastor de la reivindisasión 33, que además comprende un recurso para introducir el butano dentro del recipiente.
  35. 35. El biorreactor de la reivindicasión 33, en que este biorreastor somprende un solo resipiente de fluido.
  36. 36. El biorreactor de la reivindicación 33, en que este biorreactor comprende una pluralidad de recipientes de fluido.
  37. 37. El biorreactor de la reivindicación 33, en que este biorreactor es portátil.
  38. 38. El biorreastor de la reivindisasión 33, en que este biorreastor somprende un resurso para tratar lotes de fluido sontaminado.
  39. 39. El biorreastor de la reivindisasión 33, en que este biorreastor somprende un resurso para tratar sontinuamente el fluido sontaminado.
  40. 40. El biorreastor de la reivindisasión 33, en que las basterias que utilizan el butano somprenden al menos una basteria selessionada del grupo que sonsta de: putida, rubrisubalbicans , aeruginosa, paradoxus, asteroides, brasiliensis, restricta, globerula, indologenes, meningosepticum, acidovorans, delafieldii, rhodochrous, erythropolis, fascians, barker i, esteroaromaticum, saperdae, varians, kristinae, caviae, maltophilia, thalpophilum, spiritivorum, putrefaciens B, myrinacearum, michiganense, xylosoxydans, terrae, aquaticum B y johnsonae .
  41. 41. El biorreactor de la reivindicación 33, en que el agua comprende un fluido contaminado y el contaminante de hidrosarburo somprende más de aproximadamente 10 mg/litro del trisloroeteno en la solusión asuosa.
  42. 42. El biorreactor de la reivindicasión 33, en que el agua somprende un fluido sontaminado, el sontaminante de hidrosarburo somprende el trisloroeteno y el biorreastor es sapaz de degradar el tricloroeteno a un régimen mayor de aproximadamente 1 mg/hr/litro.
  43. 43. El biorreactor de la reivindicasión 33, en que el agua somprende un fluido sontaminado, el sontaminante de hidrosarburo somprende el trisloroeteno y este biorreactor es capaz de degradar el tricloroeteno a un régimen mayor de aproximadamente 1.5 mg/hr/litro.
  44. 44. El biorreactor de la reivindicasión 33m, en que el agua somprende un fluido sontaminado, el sontaminante de hidrosarburo somprende el trisloroeteno y el biorreastor es capaz de degradar el tricloroeteno a un régimen mayor de aproximadamente 2 mg/hr/litro.
MXPA/A/1999/005636A 1996-12-17 1999-06-17 Remedio biologico de contaminantes con bacterias que utilizan el butano MXPA99005636A (es)

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