UTILIZATION OF SULFATE AND NITRATE BY SULFATE-REDUCING BACTERIA DESULFOMICROBIUM SP. CrR3 IN THE PRESENCE OF BICHROMATE IN THE MEDIUM

K. V. Sholiak, T. B. Peretyatko, N. S. Verkholyak, S. P. Gudz


DOI: http://dx.doi.org/10.30970/sbi.0703.300

Abstract


The usage of sodium sulfate and sodium nitrate in the presence of potassium biсhromate in the medium by sulfate-reducing bacteria Desulfomicrobium sp. CrR3 was studied. It was shown that 5 mM of nitrate, 5 mM of sulfate and 0.5 mM of bichromate were optimal conditions for the bacterial growth. The nitrate in concentration of 5 mM provides better growth of microorganisms than 5 mM sulfate. An increase of sulfate and nitrate concentrations to 15 mM and bichromate to 1 mM led to slower bacterial growth. In the presence of biсhromate and sulfate in the medium, the chromium was used first, herewith utilisation of sulfate was inhibited. Influence of bichromate on sulfate reduction depends on bichromate concentration in the medium. It was found that sulfate reduction and hydrogen sulfide formation in the presence of bichromate started after usage of bichromate. The presence of nitrate and bichromate in the medium led to the inhibition of Desulfomicrobium sp. CrR3 growth and nitrate reduction, compared to the bacteria growth and nitrate reduction in the medium that contains nitrate only.


Keywords


sulfate-reducing bacteria, sulfate reduction, bichromate, nitrate, sulfate

References


1. ГОСТ 26426-85. Почвы. Метод определения ионов сульфата в водной вытяжке. М.: Изд-во стандартов, 1985.

2. Коновалова В.В., Дмитренко Г.М., Бурбан А.Ф. та співавт. Послідовність відновлення шестивалентного хрому та нітрату в мембранному біореакторі. Магістеріум, 2006; 24:14-20

3. Лакин Г. Ф. Биометрия. М.: Высшая школа, 1990. 352 с.

4. Перетятко Т.Б., Гудзь С.П. Відновлення сполук шестивалентного хрому сульфатвідновлювальними бактеріями. Біологічні студії, 2010; 4(2): 39-48.
https://doi.org/10.30970/sbi.0402.092

5. Розанова Е.П. Методы культивирования и идентификации анаэробных бактерий, восстанавливающих серу и ее окисленные соединения. Теоретические и методические основы изучения анаэробных микроорганизмов, 1978; 123-136.

6. Смирнова Г.Ф., Подгорский В.С. Восстановление бихроматов Pseudomonas sp. шт. 10 в присутствии некоторых тяжелых металлов и альтернативных акцепторов электронов. Мікробіологічний журнал, 2013; 75(4): 8-12.

7. Шоляк К.В., Перетятко Т.Б., Гудзь С.П. Хромрезистентні сульфатідновлювальні бактерії, виділені із стічних вод промислових підприємств. В кн. Фундаментальні та прикладні дослідження в біології: Матер. ІІ міжнар. наук. конф. студентів, аспірантів та молодих учених (м. Донецьк 19-22 вересня 2011 р.). Донецьк, 2011: 269.

8. Шоляк К.В., Перетятко Т.Б., Гудзь С.П. Сульфатвідновлювальні бактерії, стійкі до підвищених концентрацій шестивалентного хрому. Мікробіологія і біотехнологія, 2013; 2: 66-76.
https://doi.org/10.18524/2307-4663.2013.2(22).48922

9. Франк Ю.А., Лушников С.В. Биотехнологический потенциал сульфатредуцирующих бактерій. Экология и промышленность России, 2006; 1: 10-13.

10. Dalsgaard T., Friedhelm B. Nitrate Reduction in a Sulfate-Reducing Bacterium, Desulfovibrio desulfuricans, Isolated from Rice Paddy Soil: Sulfide Inhibition, Kinetics, and Regulation. Applied and Environmental Microbiology, 1994; 1: 291-297.

11. Granger D.L., Taintor R.R., Boockvar K.S. et al. Measurement of nitrate and nitrite in biological samples using nitrate reductase and Griess reaction. Methods in Enzymology, 1996; 268: 142-151.
https://doi.org/10.1016/S0076-6879(96)68016-1

12. Holland S. L., Avery S. V. Chromate toxicity and the role of sulfur. Metallomics, 2011; 3: 1119-1123.
https://doi.org/10.1039/c1mt00059d
PMid:21804974

13. Honchar T.M. Ksheminska H.P., Patsay I.O. et al. Assay of chromium (III) in microbial cultures using chromazurol S and surfactants for monitoring chromate remediation processes. Біотехнологія, 2008; 1(4): 85-94.

14. Klonowska A., Clark M. E. Thieman S. B. et al. Hexavalent chromium reduction in Desulfovibrio vulgaris Hildenborough causes transitory inhibition of sulfate reduction and cell growth. Appl. Microbiol. Biotechnol, 2008; 78: 1007-1016.
https://doi.org/10.1007/s00253-008-1381-x
PMid:18265973

15. Marchart H. Uber die Reaktion von Chrom mit Diphenylcarbazid und Diphenylcarbazon. Analytica Chimica Acta, 1964; 196(30):11- 17.
https://doi.org/10.1016/S0003-2670(00)88678-X

16. Martins M., Santos E.S., Faleiro M.L. et al. Bioremediation studies of chromium (VI) using sulphate-reducing bacteria. IV European BioRemediation Conference (September 3-6, 2008 Chania). Chania, 2008: 1-3.

17. Pat. 6,340,596 B1 USA, Int. Cl. G 01 N 33/00. Reagent composition for measuring hydrogen sulfide and method for measuring hydrogen. Sugiyama M., assignee Fujirebio Inc. - N 09/248,316 ; fil. 02.11.1999 ; date of pat. 22.01.2002.

18. Ramirez-Dias M., Diaz-Peres C., Vargas E. et al. Mechanisms of bacterial resistance to chromium compounds. Biometals, 2008; 21: 321-332.
https://doi.org/10.1007/s10534-007-9121-8
PMid:17934697

19. Smith W.L., Gadd G.M. Reduction and precipitation of chromate by mixed culturesulphate-reducing bacterial biofilms. Journal of Applied Microbiology, 2000; 88: 983-991.
https://doi.org/10.1046/j.1365-2672.2000.01066.x

20. Vainshtein M., Kuschk P., Mattusch J. et al. Model experiments on the microbial removal of chromium from contaminated groundwater. Water Research, 2003; 37: 1401-1405.
https://doi.org/10.1016/S0043-1354(02)00455-4


Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Copyright (c) 2013 Studia biologica

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.