Sulfidogenic activity of sulfate and sulfur reducing bacteria under the influence of metal compounds | Сульфідогенна активність сульфатвідновних та сірковідновних бактерій за впливу сполук металів | Сульфідогенна активність сульфатвідновних та сірковідновних бактерій за впливу сполук металів

English. Due to their high content in natural environments, heavy metals exhibit toxic effects on living organisms, which leads to a decrease in the biological diversity and productivity of ecosystems. In niches with low oxidation reducing potential, sulfate and sulfur reducing bacteria carry out the reducing transformation of oxidized sulfur compounds with the formation of significant amounts of hydrogen sulfide. H2S produced by bacteria interacts with metal ions, precipitating them in the form of sulfides. The aim of this work was to investigate the influence of lead, cuprum (II), iron (II) and manganese (II) salts on the production of hydrogen sulfide by bacteria of the Desulfovibrio and Desulfuromonas genera, isolated from Yavorivske Lake, and to evaluate the efficiency of their use for purifying media, enriched with organic compounds, from hydrogen sulfide and heavy metals. The content of heavy metal ions in the water of Yavorivske Lake was determined by the spectrophotometric method. The bacteria were grown for 10 days at 30 °C in the Kravtsov-Sorokin medium under anaerobic conditions. To study the influence of metal ions on bacteria growth and their H2S production, cells were incubated with metal salts (0.5–4.0 mM), washed and grown in media with SO42– or S0. To determine the level of metal ions binding by H2S, produced by bacteria, cells were grown in media with metal compounds (0.5–4.0 mM), SO42– or S0. Biomass was determined by turbidimetric method. In the cultural liquid the content of H2S was determined quantitatively by spectrophotometric method, and qualitatively by the presence of metal cations. The content of metal sulfides in the growth medium was determined by weight method. Sulfate and sulfur-reducing bacteria were resistant to 2.0 mM Pb(NO3)2, 2.5 mM CuCl2, 2.5 mM FeCl2 × 4H2O and 2.0 mM MnCl2 × 4H2O, therefore they are promising for the development of biotechnologies for the purification of water resources contaminated by sulfur and metal compounds. When present in a medium with sulfates or sulfur of 1.0–1.5 mM lead, cuprum (II), iron (II) or manganese (II) ions, they almost completely bind with the H2S produced by bacteria in the form of insoluble sulfides, which confirms the negative results of qualitative reactions to their presence in the cultural liquid.

Russian. За високого вмісту у природних середовищах важкі метали виявляють токсичну дію на живі організми, що спричиняє зниження біологічного різноманіття та продуктивності екосистем. Сульфат- і сірковідновні бактерії в нішах із низьким окисно-відновним потенціалом здійснюють відновну трансформацію окиснених сполук сульфуру з утворенням значних кількостей гідроген сульфіду. Утворений бактеріями H2S взаємодіє з іонами металів, осаджуючи їх у формі сульфідів. Мета статті – виявити вплив солей плюмбуму, купруму (II), феруму (II) та мангану (II) на утворення гідроген сульфіду бактеріями родів Desulfovibrio і Desulfuromonas, виділеними з озера Яворівське, і оцінити ефективність їх використання для очищення середовищ, збагачених органічними сполуками, від гідроген сульфіду та важких металів. Вміст іонів важких металів у воді озера Яворівське визначали спектрофотометричним методом. Бактерії вирощували впродовж 10 діб за 30 ºС у середовищі Кравцова-Сорокіна в анаеробних умовах. Для вивчення впливу іонів металів на ріст бактерій та утворення ними H2S клітини інкубували з їх солями (0,5–4,0 мМ), відмивали та вирощували у середовищах з SO42– або S0. Для визначення рівня зв’язування іонів металів продукованими бактеріями H2S їх вирощували у середовищах із сполуками металів (0,5–4,0 мМ), SO42– або S0. Біомасу визначали турбідиметричним методом. У культуральній рідині кількісно визначали вміст H2S спектрофотометричним методом, якісно – наявність катіонів металів. Вміст сульфідів металів у середовищі росту бактерій визначали ваговим методом. Сульфат- і сірковідновні бактерії виявилися стійкими до 2,0 мМ Pb(NO3)2, 2,5 мМ CuCl2, 2,5 мМ FeCl2 × 4H2O і 2,0 мМ MnCl2 × 4H2O, тому вони перспективні для розроблення біотехнологій очищення забруднених сполуками сульфуру та металів водних ресурсів. За наявності у середовищі із сульфатами чи сіркою 1,0–1,5 мМ іонів плюмбуму, купруму (II), феруму (II) чи мангану (II) вони практично повністю зв’язуються з утвореним бактеріями H2S у вигляді нерозчинних сульфідів, що підтверджують негативні результати якісних реакцій на їх наявність у культуральній рідині.

Ukrainian. За високого вмісту у природних середовищах важкі метали виявляють токсичну дію на живі організми, що спричиняє зниження біологічного різноманіття та продуктивності екосистем. Сульфат- і сірковідновні бактерії в нішах із низьким окисно-відновним потенціалом здійснюють відновну трансформацію окиснених сполук сульфуру з утворенням значних кількостей гідроген сульфіду. Утворений бактеріями H2S взаємодіє з іонами металів, осаджуючи їх у формі сульфідів. Мета статті – виявити вплив солей плюмбуму, купруму (II), феруму (II) та мангану (II) на утворення гідроген сульфіду бактеріями родів Desulfovibrio і Desulfuromonas, виділеними з озера Яворівське, і оцінити ефективність їх використання для очищення середовищ, збагачених органічними сполуками, від гідроген сульфіду та важких металів. Вміст іонів важких металів у воді озера Яворівське визначали спектрофотометричним методом. Бактерії вирощували впродовж 10 діб за 30 ºС у середовищі Кравцова-Сорокіна в анаеробних умовах. Для вивчення впливу іонів металів на ріст бактерій та утворення ними H2S клітини інкубували з їх солями (0,5–4,0 мМ), відмивали та вирощували у середовищах з SO42– або S0. Для визначення рівня зв’язування іонів металів продукованими бактеріями H2S їх вирощували у середовищах із сполуками металів (0,5–4,0 мМ), SO42– або S0. Біомасу визначали турбідиметричним методом. У культуральній рідині кількісно визначали вміст H2S спектрофотометричним методом, якісно – наявність катіонів металів. Вміст сульфідів металів у середовищі росту бактерій визначали ваговим методом. Сульфат- і сірковідновні бактерії виявилися стійкими до 2,0 мМ Pb(NO3)2, 2,5 мМ CuCl2, 2,5 мМ FeCl2 × 4H2O і 2,0 мМ MnCl2 × 4H2O, тому вони перспективні для розроблення біотехнологій очищення забруднених сполуками сульфуру та металів водних ресурсів. За наявності у середовищі із сульфатами чи сіркою 1,0–1,5 мМ іонів плюмбуму, купруму (II), феруму (II) чи мангану (II) вони практично повністю зв’язуються з утвореним бактеріями H2S у вигляді нерозчинних сульфідів, що підтверджують негативні результати якісних реакцій на їх наявність у культуральній рідині.