Wpływ azotetrazolanów na wzrost bakterii glebowej Bacillus halodurans – zastosowanie logistycznego modelu wzrostu mikrobiologicznego

• Autorzy: Borkowski A. , Szala M. , Augustynowicz J.

Warianty tytułu

EN

Influence of azotetrazole salts on bacterial growth of Bacillus halodurans - application of logistic model of microbiological growth

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Jeszcze 50 lat temu przed wprowadzeniem do masowej produkcji nowego materiału wybuchowego w ogóle nie brano pod uwagę jego potencjalnego oddziaływania na środowisko. Wzrost świadomości ekologicznej doprowadził do tego, że obecnie dysponujemy już danymi dotyczącymi toksyczności wobec organizmów żywych najszerzej stosowanych materiałów wybuchowych. W badaniach nad związkami wysokoenergetycznymi szczególnie dużo uwagi poświęca się solom azotetrazolu, ze względu na zawartość azotu w cząsteczce przekraczającą 80% masowych oraz wysoką stabilność termiczną. W prezentowanej pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących wpływu azotetrazolanu amonu, azotetrazolanu di(guanidyny) oraz azotetrazolanu di(triaminoguanidyny) na wzrost bakterii Bacillus halodurans. W analizie parametrów biokinetycznych wzrostu bakteryjnego zastosowano model logistyczny, dzięki któremu wystarczająco precyzyjnie można opisać wzrost mikroorganizmów w układzie zamkniętym, jakim jest hodowla stacjonarna. Uzyskane wyniki badań wskazały na znaczne oddziaływanie azotetrazolanu di(triaminoguanidyny) oraz mniejsze azotetrazolanu di(guanidyny), na kinetykę wzrostu badanych bakterii. W toku badań stwierdzono jednak, że najprawdopodobniej zasadniczy wpływ na wzrost badanej bakterii w grupie testowanych związków ma raczej charakter chemiczny kationu związku, z którym azotetrazol tworzy sole niż sama obecność anionu azotetrazolanowego.

EN

Recent studies on energetic compounds put the great emphasis on high-nitrogen compounds, especially azotetrazole salts, due to their high nitrogen content, which in many cases exceeds 80% by weight, and high thermal stability. This paper presents results of studies on the effect of ammonium azotetrazolate, guanidinium azotetrazolate and triaminoguanidine azotetrazolate on growth of Bacillus halodurans. In analysis of biokinetic parameters of the bacterial growth, logistic model has been applied, thus the growth of microorganisms in a stationary culture may be described with sufficient precision. Our results indicated the significant effect of triaminoguanidine azotetrazolate, and the less of guanidinium azotetrazolate, on the kinetics of growth of studied bacteria. However, we found that most likely, the way how the tested compound affects the growth of bacteria depends rather on chemical character of cation forming azotetrazolate salts, than on the azotetrazole ion presence itself.

Słowa kluczowe

PL

azotetrazolany; wplyw nastepczy; bakterie glebowe; Bacillus halodurans; wzrost bakterii; modele logistyczne; parametry wzrostu

EN

azotetrazolate; residual effect; soil bacteria; Bacillus halodurans; bacterial growth; logistic model; growth parameter

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
• Rocznik: 2011
• Tom: 567
• Opis fizyczny: s.29-38,rys.,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Borkowski A.

• Katedra Ochrony Środowiska i Zasobów Naturalnych, Uniwersytet Warszawski, ul.Żwirki i Wigury 93, 02-089 Warszawa

autor

Szala M.

• Zakład Materiałów Wybuchowych, Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa

autor

Augustynowicz J.

• Zakład Inżynierii Sanitarnej i Higienizacji Wsi, Instytut Technologiczno- Przyrodniczy, Falenty

Bibliografia

• Agarwal J., Hodgson R. 2007. Organic chemistry of explosives. Wiley: 417 ss.
• Bhushan B., Halasz A., Spain J., Hawari J. 2002. Diaphorase catalyzed biotransformation of RDX via N-denitration mechanism. Biochemical and Biophysical Research Communications 296: 779-784.
• Bhushan B., Paquet L., Spain J.C., Hawari J. 2003. Biotransformation of 2,4,6,8,10,12-hexanitro-2,4,6,8,10,12-hexaazaisowurtzitane (CL-20) by denitrifying Pseudomonas sp. strain FA1. Appl. Environ. Microbiol. 69: 5216-5221.
• Borkowski A., Szala M. 2010. Wpływ pochodnych 1,2,4,5-tetrazyny na wzrost bakterii glebowych oraz aktywność enzymatyczną w glebie. Nauka, Przyroda, Technologie 4(6): 70-78.
• Borkowski A., Szala M., Wolicka D. 2011. Influence of 1,2,4,5-tetrazine derivatives on growth of bacterial consortium isolated from soil. Chemistry and Ecology 27(1): 1-12.
• Brown G. 2000. Historia materiałów wybuchowych. Książka i Wiedza: 344 ss.
• Crocker F.H., Indest K.J., Fredrickson H.L. 2006. Biodegradation of the cyclic nitramine explosives RDX, HMX, and CL-20. Appl. Microbiol. Biotechnol. 73: 274-290.
• Fournier D., Halasz A., Spain J., Fiurasek P., Hawari J. 2002. Determination of key metabolites during biodegradation of hexahydro-l,3,5-trinitro-l,3,5-triazine with Rhodococcus sp. strain DN22, Appl. Environ. Microbiol. 68(1): 166-172.
• Fujikawa H., Kai A., Morozumi S. 2004. A new logistic model for Escherichia coli growth at constant and dynamic temperatures. Food Microbiology 21: 501-509.
• Gospavic R., Kreyenschmidt J., Bruckner S., Popov V., Haque N. 2008. Mathematical modelling for predicting the growth of Pseudomonas spp. in poultry under variable temperature conditions. International Journal of Food Microbiology 127: 290-297.
• Hiskey M., Goldman N., Stine R. 1998. High-nitrogen energetic materials derived from azotetrazolate. Journal of Energetic Materials 16: 119-127.
• Krzelowski J., Szulik A. 2004. Stosowanie materiałów wybuchowych w zakładach górniczych. Górnictwo i Geoinżynieria 28: 161-169.
• McCarty G.W., Bremner J.M. 1989. Inhibition of nitrification in soil by heterocyclic nitrogen compounds. Biol Fertil Soils 8: 204-211.
• Muller C., Stevens R.J., Laughlin R.J., Azam F., Ottow J.C.G. 2002. The nitrification inhibitor DMPP had no effect on denitrifying enzyme activity. Soil Biology & Biochemistry 34: 1825-1827.
• Pandey S.K., Singh A., Singh A., Nizamuddin. 2009. Antimicrobial studies of some novel quinazolinones fused with [l,2,4]-triazole, [l,2,4]-triazine and [1,2,4,5]-tetrazine rings. European Journal of Medicinal Chemistry 44: 1188-1197.
• Periago P.M., van Zuijlen A., Fernandez P.S., Klapwijk P.M., ter Steeg P.F., Corradini M.G., Pelag M. 2004. Estimation of the non-isothermal inactivation patterns of Bacillus sporothermodurans IC4 spores in soups from their isothermal survival data. International Journal of Food Microbiology 95: 205-218.
• Tsoularis A. 2001. Analysis of logistic growth models. Res. Lett. Inf. Math. Sci. 2: 23-43.
• Zhao J-S., Spain J., Hawari J. 2003. Phylogenetic and metabolic diversity of hexahydro-l,3,5-trinitro-l,3,5-triazine (RDX)-transforming bacteria in strictly anaerobic mixed cultures enriched on RDX as nitrogen source. FEMS Microbiol. Ecol. 46:189-196.