Mikrobiologiczna eliminacja oraz toksyczność środowiskowa metyloizotiazolinonu i chloroksylenolu

Abstract

Produkty ochrony indywidualnej (PCPs) należą do mikrozanieczyszczeń coraz częściej identyfikowanych w różnych matrycach środowiskowych co stanowi poważne zagrożenie dla funkcjonowania ekosystemów wodnych i glebowych. W pracy przeglądowej wykazano, iż konserwanty, takie jak triklokarban, chloroksylenol (PCMX), metyloizotiazolinon (MIT) oraz chlorek benzalkoniowy, identyfikowane są w wodach powierzchniowych, osadach dennych oraz glebach. Spośród opisywanych związków, najmniej poznanymi są MIT i PCMX. W pracy wykazano po raz pierwszy, iż MIT jest identyfikowany w Polsce w próbach gleby i ścieków. Stwierdzono, że wśród badanych drobnoustrojów najwyższą tolerancją wobec MIT charakteryzował się szczep Phanerochaete chrysosporium DSM 1556. Wykazano, że drobnoustrój ten całkowicie eliminuje MIT z podłoża wzrostowego. Zidentyfikowano trzy produkty biodegradacji. Stwierdzono także udział lakazy w tym procesie. Analiza toksyczności z wykorzystaniem skorupiaków Daphnia magna wykazała, że proces eliminacji MIT ma charakter detoksykacji. W kolejnym etapie badań analizowano mechanizm rozkładu chloroksylenolu przez szczepy Cunninghamella elegans IM 1785/21GP oraz Trametes versicolor IM 373. Stwierdzono po raz pierwszy, iż metabolizm tego konserwantu przez C. elegans i T. versicolor zachodzi z wytworzeniem odpowiednio dwóch i trzech metabolitów. Zaobserwowano, że degradacja chloroksylenolu przebiega z udziałem enzymów cytochromu P450 u C. elegans oraz lakazy u T. versicolor, a proces ma charakter detoksykacji. Ostatnim etapem badań była ocena toksyczności środowiskowej metyloizotiazolinonu i chloroksylenolu wobec bakterii glebowych. Stwierdzono, iż zarówno MIT, jak i PCMX, powodują obniżenie żywotności, zdolności do produkcji biofilmu, zahamowanie syntezy fitohormonu oraz wzrost ilości reaktywnych form tlenu u badanych bakterii. Odnotowano także zmiany przepuszczalności osłon komórkowych oraz zmiany profilu fosfolipidowego badanych bakterii, w odpowiedzi na toksyczne działanie MIT i PCMX.