Bioremediation of river sediment polluted with polychlorinated biphenyls: A laboratory study

Abstract

Persistent organic pollutants (POPs) are lipophilic, constant and bioaccumulative toxic compounds. In general, they are considered resistant to biological, photolytic, and chemical degradation with polychlorinated biphenyls (PCBs) belonging to these chemicals. PCBs were never produced in Serbia, but they were imported and mainly used in electrical equipment, transformers, and capacitors. Our study aimed to analyse sequential multi-stage aerobic/anaerobic microbial biodegradation of PCBs present in the river sediment from the area known for long-term pollution with these chemicals. The study with an autochthonous natural microbial community (NMC model system) and NMC augmented with allochthonous hydrocarbon-degrading (AHD) microorganisms (isolated from location contaminated with petroleum products) (NMC-AHD model system) was performed in order to estimate the potential of these microorganisms for possible use in future bioremediation treatment of these sites. The laboratory biodegradation study lasted 70 days, after which an overall >33 % reduction in the concentration of total PCBs was observed. This study confirmed the strong potential of the NMC for the reduction of the level of PCBs in the river sediment under alternating multi-stage aerobic/anaerobic conditions.

Дуготрајне органске загађујуће супстанце (POPs) су липофилна, постојана и биоакумулативна токсична једињења. Уопштено говорећи, сматрају се отпорним на биолошку, фотолитичку и хемијску деградацију, а полихлоровани бифенили (PCBs) спадају у групу ових хемикалија. У Србији се PCBs никада нису производили, али су се увозили и углавном користили у електроопреми, трансформаторима и кондензаторима. Циљ нашег истраживања био је да се анализира секвенцијална вишестепена аеробна/анаеробна микробиолошка разградња PCBs присутних у речном седименту са подручја познатог по дуготрајном загађењу овим једињењима. Проучавање активности конзорцијума аутохтоних природно присутних микроорганизама (NMC конзорцијум) и NMC суплементисаних конзорцијумом алохтоних угљоводоник деградирајућих (HD) микроорганизама (изолованих са локација контаминираних нафтним дериватима) (NMC-HD конзорцијум) је изведено како би се проценила способност ових микроорганизама за потренцијалну употребу у будућим биоремедијационим третманима оваквих локалитета. Лабораторијска студија биоразградње је трајала 70 дана, након чега је уочено смањење концентрације укупних PCBs за >33 %. Ово истраживање је потврдило снажан потенцијал аутохтоних микроорганизама за смањење нивоа PCBs у речном седименту у наизменичним вишестепеним аеробним/анаеробним условима.