Published 1993 | Version v1
Journal article

Bacterial mineralization of dibenzofuran, dibenzo-p-dioxin, and 1,2,4,5-tetrachlorbenzene in soils

  • 1. NATEC Inst. fuer Naturwissenschaftlich-Technische Dienste GmbH, Hamburg (Germany)
  • 2. Inst. fuer Allgemeine Botanik, Abt. Mikrobiologie, Hamburg Univ. (Germany)

Description

Quantitative degradation of dibenzofuran (DBF), dibenzo-p-dioxin (DBD), and 1,2,4,5-tetrachlorbenzene (TeCB) by the bacterial strains sphingomonas sp. HH 69, sphingomonas sp. RW 1 and pseudomonas sp. PS 14 was investigated by radio-tracer techniques in liquid cultures and especially in samples of different soils. Pure strains converted DBF, DBD and TeCB up to 80% to CO2 within few days. This degradation occurred not only in aerated liquid cultures but also in heterogenous soils, with low levels of other pollutants at favourable pH-values. Rate and degree of the mineralization of DBF, DBD and TeCB were independent of the DBF-, DBD-, or TeCB-concentration in the soils within a broad range. There was obviously a close correlation between the starting concentration of active cells (starting bacterial count) and the rate of degradation of the test substances in soil; by raising the starting bacterial count in the soil samples, mineralization of DBF, DBD, and TeCB, respectively, was clearly accelerated. However, under nearly the same conditions in more acid soils (pH-values < 4) no significant degradation of DBF, DBD, and TeCB to CO2 took place. As expected, this difficulty can be overcome by mixing CaCO2 into the acid soils (liming). Easily utilizable substances like peptone, triolein, and glucose added as special carbon and energy sources to low contaminated soils, had only a small - if any effect on the mineralization of DBF, DBD, and TeCB. In soils contaminated by a mixture of pollutants, the bacterial strains could develop their degradation capacity only to a limited extent and showed different degradation effects depending on the basic type of contamination. The efficiency of the degradation specialists was thus dependent on the 'Chemical Environment' (type and concentration of contaminants present). (orig.)

Abstract (German)

Der Abbau von Dibenzofuran (DBF), Dibenzo-p-dioxin (DBD) und 1,2,4,5-Tetrachlorbenzol (TeCB) durch die Bakterienstaemme Sphingomonas sp. HH 69, Sphingomonas sp. RW 1 und Pseudomonas sp. PS 14 wurde mittels der Radio-Tracer-Methode in Fluessigkulturen, besonders aber in Mustern unterschiedlicher Boeden, quantitativ untersucht. Die Versuchsergebnisse zeigen, dass die Reinkulturen die Substanzen DBF, DBD und TeCB sowohl in beluefteten Fluessigkulturen als aber auch, bei guenstigen pH-Werten, in heterogenen, schadstoffarmen Boeden innerhalb weniger Tage bis zu 80% in CO2 ueberfuehrten. Geschwindigkeit und Grad der Mineralisation von DBF, DBD und TeCB waren bei niedriger und hoher Kontamination der Boeden gleich gut, d.h. ueber weite Bereiche unabhaengig von der im Boden vorhandenen Substanzkonzentration. Jedoch bestand zwischen der Startkonzentration an aktiven Zellen (Startkeimzahl) und der Geschwindigkeit des Abbaus der Substanzen im Boden verstaendlicherweise ein enger Zusammenhang; so wurde durch die Erhoehung der Startkeimzahl im Boden der Abbau von DBF, DBD bzw. TeCB deutlich beschleunigt. Dagegen fand unter sonst gleichen Voraussetzungen in staerker sauren Boeden (pH-Werte < 4) kein signifikanter Abbau von DBF, DBD bzw. TeCB zu CO2 statt. Diese Schwierigkeit konnte erwartungsgemaess durch das Einmischen von CaCO3 in die sauren Boeden (Kalken) beseitigt werden. Leicht verwertbare Stoffe wie Pepton, Triolein und Glukose, die den schadstoffarmen Versuchsboeden als besondere Kohlenstoff- und Energiequelle zugesetzt wurden, verzoegerten die Mineralisation der Substanzen DBF, DBD und TeCB - wenn ueberhaupt - nur wenig. Jedoch konnten die Bakterienstaemme ihre speziellen Faehigkeiten, die Substanzen DBF, DBD und TeCB zu mineralisieren, in bereits mit Schadstoffgemischen belasteten Boeden nur begrenzt entfalten und wiesen je nach Art der Grundbelastung sehr unterschiedliche Abbauleistungen auf. Das heisst, die Wirksamkeit der eingesetzten Abbauspezialisten in Boeden hing u.a. von Art und Konzentration der dort insgesamt vorhandenen Kontaminanten ab, also von dem jeweils dort herrschenden chemischen Milieu. (orig.)

Additional details

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Original title (German)
Bakterielle Mineralisierung von Dibenzofuran, Dibenzo-p-dioxin und 1,2,4,5-Tetrachlorbenzol in Boeden

Publishing Information

Journal Title
Umweltwissenschaften und Schadstoff-Forschung
Journal Volume
5
Journal Issue
3
Journal Page Range
p. 122-130.
ISSN
0934-3504
CODEN
USZOE9