1 

Ć

WICZENIE XII 

MIKROBIOLOGIA WODY 

 

Zdolność do biodegradacji róŜnych zanieczyszczeń 

 

Zanieczyszczenia ropopochodne moŜna podzielić na: 

Zanieczyszczenia łatwo rozkładalne:  

♦

 

-produkty rafinacji ropy naftowej (alifatyczne i aromatyczne węglowodory) 

♦

 

-aromatyczne rozpuszczalniki (benzen, toluen, ksylen, etylobenzen) 

♦

 

-ruchliwe związki aromatyczne (fenole i pochodne benzenu) 

♦

 

-przemysłowe chemikalia (naftalen) 

Zanieczyszczenia opornie rozkładalne 

♦

 

-chlorowcopochodne rozpuszczalników 

♦

 

-chlorofenole i chlorobenzeny 

♦

 

-pestycydy 

♦

 

-policykliczne związki aromatyczne 

Węglowodory 

Węglowodory obecne w zbiornikach wodnych pochodzą z rozkładu resztek roślin lub ropopochodnych zanieczyszczeń 
petrochemicznych.  Masowo  mogą  rozwijać  się  Pseudomonas,  Mycobacterium,  Nocardia.  Istnieje  specjalizacja 
pewnych gatunków, np. Bacterium aliphaticum rozkłada heksan, oktan, parafina, Pseudomonas aeruginosa – parafinę, 
ropę naftową. 

Metan: 

Bakterie  utleniające  CH

4

  występują  głównie  w  wodach  jezior  eutroficznych,  np.  Pseudomonas  methanica, 

Pseudomonas methanica var. fusca, var. icolorata w ilości 1

•

10

6

cfu/ml.  

Latem znacznie mniej niŜ zimą. 
Węglowodory 
-parafinowe – ulegają przekształceniu do CH

4

 i H

2

, etan i propan do olefin 

-naftenowe – cykloheksan, cyklopentan 
-aromatyczne – benzen, dwufenole, wielofenole 
nienasycone – olefiny – polimeryzacja, cyklizacja, odwodorowanie 

Podlegają tlenowej detoksyfikacji. 

Pierwszym  odkrytym  organizmem  degradującym  był  Botrytis  cinerea  (1895)  i  Pseudomonas  methanica  (1906) 
wykorzystujący metan. 
Wiele  mikroorganizmów  rozkłada  węglowodory  przez  kooksydację  (np.  Pseudomonas  methanica  oprócz  CH

4

  moŜe 

utleniać etan, propan, butan do odpowiednich alkoholi, aldehydów, kwasów) 
-oksydacja terminalna – alkan –alkohol pierwszorzędowy-kwas tłuszczowy 
-oksydacja subterminalna – alkan - alkohol drugorzędowy-kwas tłuszczowy 

Przy rozkładzie alkenów następuje atak na nienasycona część a produktami są: 

•

 

nienasycone alkohole i kwasy tłuszczowe 

•

 

pierwszorzędne i drugorzedne alkohole czy metyloketony 

•

 

związki epoksydowe 

•

 

1,2-diole (np. Mycobacterium) 

O

2

 jest wymagany jako 

-końcowy akceptor elektronów, gdy uwalniany jest w czasie utleniania substancji organicznej i wytwarzana jest energia 
-substrat dla reakcji biochemicznych inkorporowany do produktów organicznych, które są później katalizowane 

Oksygenazy: 

-mono-przyłączające pojedyncze atomy O

2

 u Eukariota 

-dwu - przyłączające cząsteczkę O

2

 u Prokariota 

 

Ropa naftowa 

Zawiera 3 grupy węglowodorów: 

Alkany 
Cykloalkany 
Areny 

Nie zawiera w zasadzie alkenów i alkinów 

 

2 

Zawiera niewielkie ilości: 

związków organicznych O

2

 (kwasy karboksylowe, fenole) 

związków organicznych S (tioalkohole, pochodne tiofenu, siarczki) 
związków organicznych N (związki heterocykliczne) 

 

Rozkład tłuszczów i kwasów tłuszczowych 

Do lipidów zaliczamy:  
tłuszcze właściwe, fosfolipidy, glikolipidy, woski, izoprenoidy, sterydy.  

Rozkład  tłuszczów  właściwych  (estrów  kwasów  tłuszczowych  i  alkoholu  trójhydroksylowego – glicerolu) 
rozpoczyna się hydrolizą dającą glicerol i wolny kwas tłuszczowy.  
Kwasy  tłuszczowe  o  długich  łańcuchach  alifatycznych  o  charakterze  hydrofobowym  ulegają  utlenianiu 
zwanym 

ββββ

-oksydacją,  gdyŜ  utlenianie  i  rozerwanie  wiązania  zachodzi  miedzy  drugim  (pozycja 

β

),  a  3 

węglem w łańcuchu kwasu tłuszczowego. 
 
Kwas tłuszczowy (np. palmitynowy musi być najpierw aktywowany przez ATP i CoA 
 

 

 

 

 

O 

ATP i CoA 

CH

3

(CH

2

)

4

 

C 

 

+ 

NAD 

 

 

 

 

 

S-CoA 

 
odwodorowanie  z  udziałem  NAD  jako  akceptora  H.  Ponowne  reakcje  koenzymu  A  i  powstania  związku 
krótszego o 2 C. 
W  wyniku  wielokrotnego  powtarzania  się  tego  rodzaju  reakcji  łańcuch  tłuszczowy  zostaje  ostatecznie 
podzielony na fragmenty dwuwęglowe (acetylo-CoA), które zostają włączone w cykl Krebsa. 
Oprócz 

β

-oksydacji znane są inne drogi utleniania kwasów tłuszczowych. 

Kwasy tłuszczowe mogą być utleniane przez bakterie, promieniowce, grzyby do CO

2

 i H

2

O. 

Hydrolizę tłuszczów przeprowadzają bakterie tlenowe zawierające enzym lipazę np.  
Pseudomonas fluorescens, Sarcina flava, Serratia marcescens. 
 
Beztlenowy rozkład tłuszczu jest procesem bardzo powolnym. 
Bakterie lipolityczne występują głównie w neustonie, a takŜe w zbiornikach wodnych ze ściekami miejskimi 
oraz przemysłowymi wodami ściekowymi np. z rzeźni, przetwórni mięsnych, garbarni. 

 

Wykonanie ćwiczenia 

 

Określenie liczebności drobnoustrojów rozkładających tłuszcze 

 

Odpowiednie rozcieńczenie wody wylej na dno płytki Petriego.  

Rozcieńczenia  zalej  poŜywką  zawierającą  ok.  0,5%  w/v  masła.  Przed  wylaniem  na  płytki  do 
rozpuszczonej  i  schłodzonej  poŜywki  naleŜy  dodać  kilka  kropli  alkoholowego  roztworu  błękitu 
bromotymolowego w celu otrzymania wyraźnie zielonego zabarwienia poŜywki.  
Wokół kolonii lipolitycznych wyrosłych na tym podłoŜu obserwujemy zmianę zabarwienia na Ŝółte. 
 

Określenie obecności  drobnoustrojów rozkładających węglowodory 

 

W zbiornikach wodnych mogą się znajdować róŜne węglowodory, tak w postaci czystej jak 

i w mieszaninach.  
 

W  celu  stwierdzenia  obecności  drobnoustrojów  rozkładających  węglowodory  kolby  z 

poŜywką  Tausona  naleŜy  zaszczepić  próbką  badanej  wody.  Po  dodaniu  badanej  wody  na 
powierzchnię  płynu  nanosimy  wyjałowioną  naftę  w  takiej  ilości,  aby  wytworzyła  ona  cienką 
warstwę  (ok.  1 mm).  Kolby  inkubujemy  w  temp.  20-25

o

C.  Rozwój  bakterii  rozkładających  naftę 

moŜna  zaobserwować  juŜ  po  kilku  dniach.  Najpierw  obserwuje  się  zmętnienie  i  słabo  Ŝółtawe 
zabarwienie płynu. Następnie na granicy poŜywki i nafty pojawia się błona bakteryjna  a w ślad za 
tym zmiany w samej nafcie - zmętnienie i wytworzenie tzw. okienek.