Versiunea Romana     English Version
ICECHIM - Laboratorul de BIOTEHNOLOGIE si BIOANALIZE
Home

  


Despre Noi

  


Contact

BIOTEHNOLOGIE

Solutii avansate de reducere a nivelului de compusi organici volatili din apele de suprafata si de adincime (RECOV)

BIOTEHNOLOGII
PENTRU
OBTINEREA
DE PRODUSE
BIOLOGIC ACTIVE
 

























RECOV    

DESPRE PROIECT
  • Finanțare: Autoritatea Națională pentru Cercetare Științifică, Programul “Cercetare de excelenta” - Program Biotech
  • Categoria de proiect: Modul I CEEX
  • Valoarea proiectului: 1.400.000 lei
  • Durata contractului: 24 luni
  • SCOPUL PROIECTULUI:
    Realizarea un sistem integrat de indepartare a compusilor organici volatili (COV) din apele de suprafata si de adincime, combinand avantajele bioremedierii si ale extractiei cu membrane lichide. Proiectul propune dezvoltarea unui nivel de protectie ridicat si are in vedere conservarea, protectia si imbunatatirea calitatii mediului, protectia sanatatii populatiei; si utilizarea atenta si rationala a resurselor naturale.
  • PREZENTARE:
    Compusii organici volatili (COV) contin carbon si sunt caracterizati printr-o evaporare rapida la temperaturi relativ scazute, reprezinta o sursa de poluare extrem de periculoasa pentru oameni si mediul inconjurator. In concentratii ridicate afecteaza sistemul nervos central, iar la contact direct irita pielea in timp ce la inhalare provoaca iritari grave ale membranele mucoasa. Unii compusi, dupa o expunere prelungita, cresc riscul de cancer. Intre COV se numara: benzen, toluen, xileni, cloroform, tricloroetan, dicloretan, tetracloretilena, etilbenzen, propil benzen, stiren etc. Bioremedierea consta in distrugerea contaminantilor sau cel putin transformarea lor in substante mai putin periculoase, folosind activitati biologice naturale. Microorganismele au abilitatea de a se adapta unei varietati de conditii de mediu, ceea ce le face extrem de utile pentru aplicatii biotehnologice. Pentru un proces eficient este nevoie ca microorganismul sa atace enzimatic poluantul; aceasta se realizeaza in conditiile in care sunt permise cresterea si manifestarea activitatii microbiene. A doua modalitate are in vedere membranele lichide si este o tehnologie de data recenta, bazata pe separarea selectiva a compusilor organici poluanti hidrofobi din sistemele contaminate si aducerea lor in contact cu microorgansimele. Metoda este inalt selectiva, are costuri scazute de operare in conditiile in care faza organica se poate refolosi, si o viteza de separare ridicata datorata suprafatei mari de separare. Un element de noutate il reprezinta integrarea celor doua tehnologii intr-o simbioza in care membrana lichida trebuie sa asigure mediul de viata al microorganismului, iar acesta sa realizeze decontaminarea apelor impurificate cu COV pana la produsi netoxici.

PARTENERI
  • Coordonator proiect
    INCDCP-ICECHIM
    Director de proiect: dr. Luiza Jecu; tel/fax: 021-316.30.63; ljecu@icf.ro
  • Universitatea Politehnica Bucuresti - Facultatea de Chimie Aplicata si Stiinta Materialelor
    Conf. Dr. ing. Anicuta Stoica, tel 021-402.38; stoica.anicuta@gmail.com si anicuta.s@yahoo.com
    Str. Polizu nr 1, sector 1, Bucuresti
    www.pub.ro
  • Institutul de Biochimie Academia Romane
    Dr. Anca Roseanu-Constantinescu ; tel/fax 021-223.90.069/021-223.90.68; roseanu@biochim.ro
    Spl. Independentei 296, sector 6, 06031, Bucuresti
    www.biochim.ro
  • Centrul de Cercetare Stiintifica pentru Aparare NBC si Ecologie
    lt. Col. Ing. Maricel Cutuhan, tel/fax 021-332.1199 int 110/021-332.21.15; ion.savu@nbce.ro
    Sos. Oltenitei, nr. 225, sector 4, 041309, Bucuresti

OBIECTIVE
  • OBIECTIVE GENERALE
    • elaborarea unor protocoale de lucru specifice problematicilor abordate
    • realizarea de colaborari cu specialisti in domenii adiacente din institute de profil din tara si strainatate
    • imbunatatirea calitatii cercetarii romanesti prin acumularea de cunostinte si experienta;
    • modernizarea infrastructurii din centrele de cercetare
    • sustinerea dezvoltarii si consolidarii in domeniul biotehnologiei
    • accelerarea procesului de integrare in UE in activitati de C-D cu rezultate comparative cu cele obtinute in programe internationale.
  • OBIECTIVE SPECIFICE
    • selectarea unor microorgamisme capabile sa cresca pe medii cu poluant
    • cresterea tolerantei microorganismelor selectate fata de poluanti
    • obtinerea si caracterizarea membranelor lichide sub forma de emulsie sau imobilizate pe suport poros
    • evaluarea factorilor care conditioneaza stabilitatea membranelor lichide
    • elaborarea unei tehnologii (de laborator) hibride de bioremediere si extractie cu membrane lichide in diverse configuratii
    • diseminarea rezultatelor obtinute prin publicatii in reviste de profil si participari la congrese si simpozioane interne si internationale

REZULTATE
  • Etapa I/2006.
  • Studii si cercetari privind indepartarea compusilor organici volatili (VOCs) din ape reziduale utlizand membrane lichide si sisteme microbiologice . Aspecte abordate:
    • Date generale privind compusii organici volatili (VOCs); caracterizare chimica, efecte asupra sanatatii.
    • Utilizarea membranelor lichide in decontaminarea apelor reziduale; definitie, clasificare si obtinere; mecanisme si aplicatii
    • Degradarea compusilor organici volatili sub actiunea sistemelor biologice: selectare microorganisme, conditii de cultivare.
    Tulpini microbiene testate: Pseudomonas putida, Bacillus amyilolichefaciens , Candida utilis, Candida lipolytica, Candida membranes, Penicillium sp., Aspergillus niger, Trichoderma viridae, Pleurotus sp., Phanerochaetae crysosporium, Phanerochaetae sp. Substrat de crestere: compusi organici volatili (toluen, o-xilen, amestec binar) Analize: determinari microbiologice (densitate optica, observatii la microscop); determinari enzimatice; determinari de substanta uscata; determinare concentratie de compus organic volatil prin GC/SM.
  • Etapa II/2007.
  • Elaborare model de laborator pentru obtinerea membranelor lichide si utilizarea acestora in procese de purificari avansate. Aspecte abordate:
    • Avantajele utilizarii MEL
    • Obtinerea emulsiei
    • Dispersie/extractie/sedimentare
    • Spargerea emulsiei
    Conditii experimentale intr-un proces cu MEL pentru indepartarea xilenului din ape impurificate: viteza de agitare (150 rpm); faza de membrana (ulei de parafina)’ concentratie de o-xilen; concentratie emulgator (lecitina, SPAN 80); faza interna (sol.apoasa 1,6 wt% Tween 60); tip separare (discontinuu).

    Un proces cu membrane emulsionate lichide este influentat de stabilitatea emulsiei, intensitatea agitarii, raportul dintre faza de emulsie si faza externa, raportul dintre faza interna si faza de membrana. Rezultatele experimentale obtinute pentru indepartarea xilenului (luat ca model de substanta organica volatila) din apele uzate recomanda folosirea unor emulsii care sa contina ca faza interna uleiul de parafina, ca emulgator lecitina si ca faza interna solutii apoase de Tween 60. A fost stabilita combinatia optima emulgator/solvent organic pentru realizarea unor emulsii nu numai stabile, dar si care sa conduca la grade mari de separare. Randamentul separarii o-xilenului a fost de 90%.
  • RESURSE UMANE - FORMAREA EDUCATIONALA SI PROFESIONALA
    • doctorand in etapa de sustinere a tezei de doctorat in domeniul tehnicilor de purificare avansata (membrane lichide) –noiembrie 2007
    • angajarea unui tinar absolvent, cu masterat in microbiologie
    • angajarea unui tanar absolvent cu specializare in biochimie tehnologica, masterand la Universitatea Bucuresti
  • ACTIVITATE DE DISEMINARE A REZULTATELOR OBTINUTE
    • Amalia Gheorghe, Anicuta Stoica*, Luiza Jecu, REDUCEREA NIVELULUI DE COMPUSI ORGANICI VOLATILI (COV) DIN APELE DE SUPRAFATA SI DE ADINCIME, Simpozion international PRIORITATILE CHIMIEI PENTRU O DEZVOLTARE DURABILA (PRIOCHEM)-ediția a II-a, 26-27 oct 2006, Bucuresti
    • Luiza Jecu , Amalia Gheorghe, Gabriel Epure, Florina Popea, Andreea Rosu,,Anca Roseanu, A BIOLOGICAL TREATMENT FOR THE PURIFICATION OF WASTE WATERS CONTAINING VOLATILE ORGANIC COMPOUNDS, Romanian International Conference on Chemistry and Chemical Engineering, RICCCE XV, Editura Printech, 2007, S-4-8.
    • Amalia Gheorghe, Anicuta Stoica, Marta Stroescu, Luiza Jecu, ADVANCED PURIFICATION METHODS TO REMOVE VOLATILE ORGANIC COMPOUNDS FROM SURFACE AND UNDERGROUND WATERS, Romanian International Conference on Chemistry and Chemical Engineering, RICCCE XV, Editura Printech, 2007, S-4-43.
    • Luiza Jecu, Amalia Gheorghe, Florina Popea, Andreea Rosu, Gabriel Epure, DEGRADAREA COMPUSILOR ORGANICI VOLATILI SUB ACTIUNEA SISTEMELOR BIOLOGICE, Simpozionul internațional PRIORITATILE CHIMIEI PENTRU O DEZVOLTARE DURABILA PRIOCHEM ediția a III-a, ICECHIM-București, 29-30 octombrie 2007.
  • Etapa III/2008.
  • Elaborare model de laborator pentru reducerea continutului de compusi organici volatili folosind microorganisme (Activitatea III.1. Elaborare model de si Activitatea III.2. Realizare si experimentare model experimental)
    A fost elaborat un Model de laborator pentru reducerea continutului de compusi organici volatili folosind microorganisme in sensul stabilirii microorganismelor capabile sa utilizeze drept sursa de carbon si energie compusi organic volatili, a conditiilor de cultivare a acestora, prelucarea probelor pentru determinarea nivelului de contaminant organic remanent. Culturile tulpinilor pe mediu monocomponent arata preferinta catre toluen, care este mai accesibil atacului microbian datorita structurii chimice. Tulpinile microbiene au fost cultivate si pe mediu cu sursa de carbon reprezentata de amestec binar de COV (benzen - toluen, benzen – o-xilen, toluen – o-xilen), tertiar (benzen, toluen, o-xilen; izomeri ai xilenului_ si mlticomponent (xileni, benzen, toluen). In general, prezenta benzenului in amestecul binar a determinat o intarziere a procesului de degradare.
  • Activitate de diseminare a rezultatelor obtinute in etapa III
  • Jecu L., Gheorghe A., Popea F., Rosu A., Stoica A., Stroescu M., Potential of microbial species in biodegradation of volatile organic compounds from waters, Chemical Engineering Transactions, vol. 14, 501-507 (Proceedings of 1st International Conference on Industrial Biotechnology, IBIC 2008, Naples, Italy, 7-11 june ), eds. Gennaro Marino, Enrico Bardone, Aurelio Viglia; ISBN 978-88-95608-02-0).
  • Etapa IIV/2008.
  • Purificari avansate ale apelor cu continut de compusi organici volatili. (Activitatea IV.1 Elaborare model integrat si Activitatea IV.2. Comunicarea si publicarea nationala sau internationala a rezultatelor)
    A fost elaborat un model integrat experimental de laborator, constand in decontaminarea apelor uzate ce contin COV prin utilizarea membranelor emulsionate lichide ce preiau 90-92 % din contaminant si cultivarea tulpinilor microbiene selectate pe mediul ce contine COV remanent. A fost definitivata metoda de dozare a compusilor organici volatile, sistem GC/SM. S-a optimizat compozitia emulsiilor: faza de membrana (solvent organic și/sau emulgator, extractantul, raportul dintre volumul de emulsie si volumul fazei externe și compozitia fazei interne. Randamente maximume de recuperare au fost obtinute cu o membrana cu TWEEN 60 (solutia apoasa de 1,6% ) - faza interna si un raport Vem/Vext=1/4. A fost realizata integrarea celor doua metode prin cultivarea microorganismelor pe solutiile rezultate de la utilizarea membranelor emulsionate lichide. Concentratia initial de COV a fost de 0,6 %, aplicarea membranei emulsionate lichide realizand indepartarea a peste 90% din contaminant, astfel incat in sistem a ramas un nivel acceptabil pentru cultivarea microorganismelor. Cea mai rapida in metabolizarea contaminantului a fost Penicillium, care dupa 3 zile a consumat in totalitate sursa de carbon.
  • Activitate de diseminare a rezultatelor obtinute in etapa IV
    • Luiza Jecu, Amalia Gheorghe, Florina Popea, Andreea Rosu, Elaborarea unei tehnici integrate de laborator membrane lichide –microorganisme pentru decontaminarea apelor uzate, Simpozionul Internațional PRIORITATILE CHIMIEI PENTRU O DEZVOLTARE DURABILA PRIOCHEM ediția a IV-a, ICECHIM-București, 27-28 octombrie 2008 (preparing).
    • Andreea Rosu, Luiza Jecu, Amalia Gheorghe, Florina Popea, Aspecte microbiologice ale cultivarilor pe medii contin compusi organic toxici, Simpozionul Internațional PRIORITATILE CHIMIEI PENTRU O DEZVOLTARE DURABILA PRIOCHEM ediția a IV-a, ICECHIM-București, 27-28 octombrie 2008 (preparing).
    • Amalia Gheorghe, Anicuta Stoica, Marta Stroescu, Luiza Jecu, Advanced purification methods to remove volatile organic compounds from surface and underground waters, Revista de chimie (in press).

CONTACT
  • Director de proiect: dr. Luiza Jecu;
    tel/fax: 021-316.30.63; ljecu@icf.ro


Icechim © 2009-2019 Activitate | Infrastructura de cercetare | Echipa | Colaborari | Proiecte | Parteneri | Diverse | Conditii de Acces | Contact    

Logo Symbol Mediasoft