Мұнай тотықтырушы ашытқылар
КІРІСПЕ 3
1 ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ 5
1.1 Мұнай тотықтырушы ашытқылардың түрлері және олардың таралуы 5
1.2 Мұнайды ыдыратушы штамдарды қолдану тиімділігі 10
1.3 Мұнаймен ластанған топырақты тазалауда биопрепараттарды қолдану 12
2 ЗЕРТТЕУ ӘДІСТЕРІ МЕН МАТЕРИАЛДАР 14
2.1 Зерттеу нысандары 14
2.2 Қоректік орталар 14
2.3 Мұнай көмірсутектері 14
3 ЗЕРТТЕУ НӘТИЖЕЛЕРІ ЖӘНЕ ТАЛДАУ 16
3.1 Ашытқы штамадарының мұнай тотықтыру белсенділігін анықтау 16
3.2 Ашытқылардың мұнай көмірсутектерінде өсуі 22
ҚОРЫТЫНДЫ 25
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 26
1 ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ 5
1.1 Мұнай тотықтырушы ашытқылардың түрлері және олардың таралуы 5
1.2 Мұнайды ыдыратушы штамдарды қолдану тиімділігі 10
1.3 Мұнаймен ластанған топырақты тазалауда биопрепараттарды қолдану 12
2 ЗЕРТТЕУ ӘДІСТЕРІ МЕН МАТЕРИАЛДАР 14
2.1 Зерттеу нысандары 14
2.2 Қоректік орталар 14
2.3 Мұнай көмірсутектері 14
3 ЗЕРТТЕУ НӘТИЖЕЛЕРІ ЖӘНЕ ТАЛДАУ 16
3.1 Ашытқы штамадарының мұнай тотықтыру белсенділігін анықтау 16
3.2 Ашытқылардың мұнай көмірсутектерінде өсуі 22
ҚОРЫТЫНДЫ 25
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 26
Мұнай - күрделі қосылыстардан тұрады, алкандар (парафиндер немесе ациклді қаныққан көмірсутектер), цикландар (нафтендер) және арендер (ароматикалық көмірсутектер) әр түрлі молекулалы салмақтағы, сонымен қатар оттекті, күкіртті және азотты көмірсутектер. Мұнай мен мұнай өнімдері ең үлкен деңгейдегі қоршаған ортаны ластаушылар болып саналады. Қазіргі мұнай өндірісінің қарқындылығына байланысты жылына 50 миллион тоннаға жақын мұнай мен мұнай өнімдері қоршаған ортаға түсіп, оны ластайды. Сондықтан, экожүйенің көп мөлшерде мұнай және мұнай өнімдерімен ластануы әлемдік деңгейдегі проблемалардың бірі болып отыр. Ал ластанған ортаның қайта құрылу процесі зерттеушілердің айтуы бойынша 10-25 жылдан көп уақыт жүреді яғни, кең ауқымда ластанған табиғи экожүйелердің өздігінен қайта қалпына келуі өте ұзақ уақытқа созылатын процесс [1].
Табиғатта мұнай ластануынан тазарту табиғи көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдер арқылы іске асырылады. Ластанған экожүйені тазалаудың ең негізгі, дұрыс жолы - микробиологиялық жол болып есептелінеді. Микробиологиялық әдістер негізінде деструктор микроорганизмдерінің ферменттік белсенділігіне сүйене отырып жасалынады. Өйткені, олар мұнайдағы көмірсутегін энергия көзі ретінде және де көміртегінің көзі ретінде пайдаланады. Осы бағыттағы жұмыстар мен ізденістердің барысында белсенді түрде көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдер, түрлі ашытқы культуралары бөлініп алынады, осының нәтижесінде жаңа препаратар мұнаймен ластанған орталар (суды, топырақты) тазарту үшін қолданылады.
Мұнайды қазу және өндіру кезінде топырақ қабаты мен әртүрлі табиғи экожүйелер ластанады. Сонымен қатар, аталған мәселе ауыр техникалармен мұнай және мұнай өнімдерін тасымалдауда, қажетті іс-шараларды бұзу салдарынан да болып отырады. Топырақтың кез-келген мұнай өнімдерімен және олардың құрамындағы көмірсутектік заттармен ластануы биологиялық қауымдастықтардың тіршілік ету ортасына кері әсерін тигізеді [2].
Қоршаған ортаға төгілген мұнай экологиялық қауіпті зат болып есептелінеді (жерге, суға). Бастапқы бүкіл өмірлік процестердің өтуіне өзгерістер енгізеді яғни, жердің мұнаймен ластануына және судың тыныс алу белсенділігін төмендетеді және микробты өздігінен тазалануын белгілі бір жеке микроорганизмдер тобының қатынасын өзгертеді, азотфикация, нитрификация процестерін күйзелтіп, целлюлозаны бүлдіреді, тамыр қалыптасуын және өсімдіктердің органикалық қалдықтарын азайтады.
Мысалы, мұнай өнімі төгілген жерге (қоңыр дақ) көптеген жылдар бойы шөп өспейді. Мұнай және мұнай өнімдері табиғи жағдайда көптеген жылдар бойы толығымен ыдырайды, осы уақыт ішінде табиғатқа көптеген зиян келеді [3].
Табиғатта мұнай ластануынан тазарту табиғи көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдер арқылы іске асырылады. Ластанған экожүйені тазалаудың ең негізгі, дұрыс жолы - микробиологиялық жол болып есептелінеді. Микробиологиялық әдістер негізінде деструктор микроорганизмдерінің ферменттік белсенділігіне сүйене отырып жасалынады. Өйткені, олар мұнайдағы көмірсутегін энергия көзі ретінде және де көміртегінің көзі ретінде пайдаланады. Осы бағыттағы жұмыстар мен ізденістердің барысында белсенді түрде көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдер, түрлі ашытқы культуралары бөлініп алынады, осының нәтижесінде жаңа препаратар мұнаймен ластанған орталар (суды, топырақты) тазарту үшін қолданылады.
Мұнайды қазу және өндіру кезінде топырақ қабаты мен әртүрлі табиғи экожүйелер ластанады. Сонымен қатар, аталған мәселе ауыр техникалармен мұнай және мұнай өнімдерін тасымалдауда, қажетті іс-шараларды бұзу салдарынан да болып отырады. Топырақтың кез-келген мұнай өнімдерімен және олардың құрамындағы көмірсутектік заттармен ластануы биологиялық қауымдастықтардың тіршілік ету ортасына кері әсерін тигізеді [2].
Қоршаған ортаға төгілген мұнай экологиялық қауіпті зат болып есептелінеді (жерге, суға). Бастапқы бүкіл өмірлік процестердің өтуіне өзгерістер енгізеді яғни, жердің мұнаймен ластануына және судың тыныс алу белсенділігін төмендетеді және микробты өздігінен тазалануын белгілі бір жеке микроорганизмдер тобының қатынасын өзгертеді, азотфикация, нитрификация процестерін күйзелтіп, целлюлозаны бүлдіреді, тамыр қалыптасуын және өсімдіктердің органикалық қалдықтарын азайтады.
Мысалы, мұнай өнімі төгілген жерге (қоңыр дақ) көптеген жылдар бойы шөп өспейді. Мұнай және мұнай өнімдері табиғи жағдайда көптеген жылдар бойы толығымен ыдырайды, осы уақыт ішінде табиғатқа көптеген зиян келеді [3].
1. Шигаева М. Х., Мукашева Т.Д., Сыдыкбекова Р.К., Бержанова Р.Ж., Исабекова М.К., Алтаева А.С.,Моор К., Петухов А. Абилова С. Микрофлора почв, различной степенью нефтезагрязнения месторождений Теренозек // Материалы Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы экологии и природопользования в Казахстане и сопредельных территориях» 25-26 мая 2006 г. – С. 191
2. Сыдықбекова Р.Қ., Мұқашева Т.Д., Шығаева М.Х., Ли И.Г., Исабекова М.К. Монокультуралардың деструктивті белсенділігін, мұнай көмірсутектерінің жоғары деңгейімен ластанған топырақта бағалау // Биотехнология. Теория және практика. - 2006. - № 4. Б. 44-49.
3. Мукашева Т.Д., Шигаева М.Х., Сыдыкбекова Р.К., Бержанова Р.Ж. Исследования деструктивной активности культуральной жидкости нефтеокисляющих микроорганизмов и оценка их нефтеотмывающих свойств // Биотехнология. Теория и практика. - 2006. - № 4. – С. 76-81.
4. Бержанова Р.Ж., Сыдыкбекова Р.К., Бурляева Н.А., Ульченков Н.А. Утилизация сырой нефти микроорганизмами, выделенных из нефтезагрязненных почв // Международная научно-практическая конференция, посвященная памяти М.А. Айтхожина «Актуальные вопросы современной биологии и биотехнологии». - Алматы, 2002. - С. 167-168.
5. Бержанова Р.Ж., Мукашева Т.Д., Шигаева М.Х. Влияние длительного хранения на нефтеокисляющие свойства дрожжевых организмов // Биотехнология. Теория и практика. - 2003. - № 4. - С.86-91.
6. ержанова Р.Ж. Мұнай өнімдерімен қаттты ластанаған мұнай тотықтырушы ашытқы организмдері. 59-я научная Республиканская конференция молодых ученых и студентов. Актуальные вопросы современной биологии и биотехнологии. Казахский национальный университет имени аль-Фараби. 2005 г. 20-22 апреля, - С.20-22.
7. игаева М.Х., Мукашева Т.Д., Сыдыкбекова Р.К., Бержанова Р.Ж. Разработка лабораторного регламента по использованию новых штаммов-деструкторов для биоремедиации нефтезагрязненных почв // Новости науки Казахстана. - 2004. - № 2. - С. 205 – 209.
8. Мукашева Т.Д., Шигаева М.Х., Бержанова Р. Ж., Сыдыкбекова Р.К. Новые штаммы нефтеокисляющих микроорганизмов, пригодные для биоремедиации сильнозагрязненных почв // 2 международный конгресс "Биотехнология - состояние и перспективы развития". – Москва, 2003. - С 369 - 370. Заявка № 2004/1052.1 РК; МПК С 02 F 3/34. Штамм нефтеокисляющих дрожжей Trichosporon sp. Р20СО2, используемый для очистки почвы от нефти и нефтепродуктов / Шигаева М.Х., Мукашева Т.Д., Бержанова Р.Ж. – Заключение о выдаче предпатента на изобретение от. 21. 12. 2004.
9. Шигаева М. Х., Мукашева Т.Д., Сыдыкбекова Р.К., Бержанова Р.Ж., Исабекова М.К., Алтаева А.С.,Моор К., Петухов А. Абилова С. Микрофлора почв, различной степенью нефтезагрязнения месторождений Теренозек // Материалы Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы экологии и природопользования в Казахстане и сопредельных территориях» 25-26 мая 2006 г. – С. 191
10. Жубанова А.А., Заядан Б.К., Кайырманова Г.К., Ерназарова А.К. Угловодородоокисляющие бактерии-спутники цианобактерий, выделенных из водных экосистем. Вестник КазНУ, Серия биологическая. № 1 (38) 2008.С.27-30
11. Жубанова А.А., Баубекова А.С., Мусаева Ж.К. Проблема загрязнения почв Жетыбайского месторождения нефтяными экотоксикантами //Мат. международного конгресса « Рациональная природа пользования и экологическая безопасность: опыт и инноваций » Петрозаводск 2009 – 54 с.
12. Жубанова А.А., Джусупова Д.Б., Баубекова А.С. Биоремидиация нефтерагрязненных экосистем на основе углеводородокисляющих микрооргпнизмов рода Pseudomonas// Мат. международной научно-практической конференций «Биоразнообразие и устойчивое развитие природы и общества», 2009 год. С. 123.
13. Бержанова Р.Ж., Мукашева Т.Д. Рост нефтеокисляющих дрожжей на нефтепродуктах // Вестник КазНУ. Серия экологическая. - 2004. - № 1 (14). - С. 57-60.
14. Бержанова Р.Ж Эмульгирующая активность нефтеокисляющих дрожжей // IV Международная научная практическая конференция молодых ученых и студентов, посвященная 70–летию Казахского национального университета имени аль-Фараби «Актуальные вопросы современной биологии и биотехнологии». - Алматы, 2004. - С. 89-90.
15. Шигаева М.Х., Мукашева Т.Д., Бержанова Р.Ж. Прямое и медиированное взаимодействие дрожжевых организмов с нефтью и нефтепродуктами // Международная научно-практическая конференция «Перспективы устойчивого развития экосистем Прикаспийского региона». - Алматы, 2004. - С.59 - 60.
16. Мукашева Т.Д., Шигаева М.Х., Бержанова Р. Ж., Сыдыкбекова Р.К. Новые штаммы нефтеокисляющих микроорганизмов, пригодные для биоремедиации сильнозагрязненных почв // 2 международный конгресс "Биотехнология - состояние и перспективы развития". – Москва, 2003. - С 369 - Kang H., Hwang S.Y., Kim Y.M., Kim E., Kim Y.S., Shultleworth K.L., Zyestra G.J. Degradation of phenantherena and naphthalene by a Burkhodederia species strain // Can. J. Microbiol. – 2003. - Vol. 49, № 2. - P. 139-144.
17. Evans W.C. Oxidation of phenol and benzoic acid by some soil bacteria // Biochemical J. - 1947. - № 41. - P. 373-382.
18. Dutton P.L., Evans W.C. The metabolism of aromatic compounds by Rhodopseudomonas palustris // Biochemical J. - 1969. - № 113. - P. 525-536.
19. Шигаева М.Х., Мукашева Т.Д., Бержанова Р.Ж. Исабекова М.А. Углеводородокисляющая активность дрожжей, выделенных из почв загрязненных нефтью и нефтепродуктами // Материалы международной научной конференции «Актуальные проблемы науки и образования» - Алматы, 2005. - С. 386-390.
20. Шигаева М.Х., Мукашева Т.Д., Бержанова Р.Ж.,Сыдыкбекова Р.К. Получение Ассоциации нефтеокисляющих микроорганизмов методом продленного культивирования // IV Московский международный конгресс "Биотехнология: состояние и перспективы развития", - Москва, 2006.
21. Предпатент РК № 54115 Способ очистки почвы от нефти и нефтепродуктов / Шигаева М.Х., Мукашева Т.Д., Сыдыкбекова Р.К., Бержанова Р.Ж. 2006/0977.1
22. Мукашева Т.Д., Шигаева М.Х., Сыдыкбекова Р.К., Бержанова Р.Ж. Исследования деструктивной активности культуральной жидкости нефтеокисляющих микроорганизмов и оценка их нефтеотмывающих свойств // Биотехнология. Теория и практика. - 2006. - № 4. – С. 76-81. 22.
23. Лакин Г.Ф. Биологическая статистика. – Минск: Высшая школа, 1990. – 230 с.
24. Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. – М.: Химия, 1984. – С. 448-450.
25. Грищенков В.Г., Гаязов Р.Р., Токарев В.Г., Кочетков В.В., Филонов А.Е., Боронин А.М. Бактериальные штаммы – деструкторы топочного мазута: характер деградации в лабораторных условиях // Прикл. биохимия и микробиология. - 1997. - Т. 33, № 4. - С. 423-427.
26. Коронелли Т.В. Поглощение углеводородного субстрата бактериями // Успехи микробиологии. – 1983. - Т. 3, № 4. – С. 309-318.
27. Foster J.M. Hydrocarbons as substrates for microorganism // Microbiol and soil. – 1962. - Vol. 23, № 3. – P. 241 – 245.
28. Плотникова Е.Г., Алтынцева О.В., Кошелева И.А., Пунтус А.Е., Филонов А.Е., Гавриш Е.Ю., Демаков В.А., Боронин А.М. Бактерии – деструкторы полициклических ароматических углеводородов, выделенные из почв и донных отложений района солеразработок // Микробиология. – 2001. - Т. 70, № 3. – С. 61 – 69.
29. Cerniglia C.E. Biodegradation of polycyclic aromatic hydrocarbons // Biodegradation. - 1992. - Vol. 3, № 3. – P. 351 – 358.
30. Boucher M., Blanchet D., Vandecasteelem J. Degradation of the polycyclic aromatic hydrocarbons by pure strains and by defined strain associations inhibition phenomena and cometabolism // Appl. Microbial. Biotechnol. – 1995. - Vol. 95, № 43. – P. 156 – 164. Егоров О.И., Чигаркин О.А., Баймуканов А.С. Нефтегазовый комплекс Казахстана: проблемы развития и эффективного функционирования. - Алматы, C. 2003. - 536.
31. Киреева Н.А. Микроскопические грибы – биодеструкторы нефтяных углеводородов в почве. Ботанические исследования на Урале // Информационные материалы. - Свердловск, 1990. - С. 41 - 42.
32. Киреева Н.А. Микроскопические грибы и актиномицеты в почвах, загрязненных нефтью. Ботанические исследования на Урале // Информационные материалы. - Свердловск, 1990. – С. 56 - 57.
33. Fedorak Р.М., Semple К.М., Westlake D.W.S. Oi1 degrading capabilities of yeast and fungi isolated from coastal marine environments // Сan J. Microbial. - 1984. - Vol. 30, №3. - Р. 565-571.
34. Ягафарова Г.Г., Гатауллина Э.М., Барахнина В.Б., Ягафаров И.Р., Сафаров А.Х. Новый нефтеокисляющий микромицет Fusariuт sp. // Прикладная биохимия и микробиология. - 2001. - Т. 37, №2. - С.77 -79.
35. Миронова Р.И., Носкова В.П., Расулова Г.Е., Холоденко В.П. Биодеградация и биосорбция плавающей нефти природными микромицетами // Биотехнология. -1996. - Т.7. - С.44-48.
36. Rio Е.С., Escobat Е., Wong J. Chemical stimulation of microbial degradation of petroleum in marine оn spiles // 5 th Int Symp. Microb. Ecol. (JSМE 5) Kyoto, Aug. 27 - Sept. - Kyoto, 1990. – Р. 210 - 211.
37. Суржко Л.Ф., Финкелштейн З.И., Баскунов Б.П., Янкевич В.И., Головлева Л.А. Утилизация нефти в почве микробными клетками // Микробиология -1995. - Т.64, №3. - С. 393-398.
38. Пат. №2007372 РФ. Способ очистки воды и почвы от загрязнения нефтью и нефтепродуктами / Биттеева М.Б., Цеблыкин И.Н., Изюмскии В.П., Бирюков В.В., Мурзаков Б.Г. - Опубл. 15.02.94; Бюл. №3.
39. Пат. №2053205 РФ. Биопрепарат для очистки почвы и воды от нефти и нефтепродуктов / Белонин М.Д., Рогохина Е.А., Свечина Р.М., Хотянович А.В., Орлова Н.А. - Опубл. 27.01.96; Бюл. № 6.
40. Стабникова Е.В., Селезнева М.В., Дульгеров А.Н., Иванов. Применение биопрепарата «Лестан» для очистки почвы от углеводородов нефти // Прикладная биохимия и микробиология. - 1996. - Т.32, №2. - С. 212 - 218.
41. Пат. №2014286 РФ. Способ очистки воды и почвы от нефтепродуктов / Биттеева М.Б., Мурзаков Б.Г., Морщакова Г.Н., Хамроев О.Ж., Капотина Л., Левандовская Ю Б., Демидова Е.И., Поспелов М.Е. - Опубл.15. 06. 94; Бюл. № 11.
42. Андерсон Р.К. Биотехнологические методы ликвидации загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами. - М.: ВИНИИОЭНГ, 1993.С. 25.
43. Янкевич М.И., Хадеева В.В., Яненко А.С. Технология очистки нетезагрязненных территорий с помощью биопрепаратов // Тезисы докл. 3 Междунар. конф. «Освоение севера и проблемы рекультивации». - Саратов, 1996. - С. 237 - 238.
44. Давидов Е.Р., Сокопов Ю.И., Демонова Н.Ф., Гололобов А.Д. Утилизация 3 метилгексадекана дрожжами Caпdida guillerтoпdii // Прикладная биохимия и микробиология. -1981. - Т.17, №.4. – С.523 - 526.
2. Сыдықбекова Р.Қ., Мұқашева Т.Д., Шығаева М.Х., Ли И.Г., Исабекова М.К. Монокультуралардың деструктивті белсенділігін, мұнай көмірсутектерінің жоғары деңгейімен ластанған топырақта бағалау // Биотехнология. Теория және практика. - 2006. - № 4. Б. 44-49.
3. Мукашева Т.Д., Шигаева М.Х., Сыдыкбекова Р.К., Бержанова Р.Ж. Исследования деструктивной активности культуральной жидкости нефтеокисляющих микроорганизмов и оценка их нефтеотмывающих свойств // Биотехнология. Теория и практика. - 2006. - № 4. – С. 76-81.
4. Бержанова Р.Ж., Сыдыкбекова Р.К., Бурляева Н.А., Ульченков Н.А. Утилизация сырой нефти микроорганизмами, выделенных из нефтезагрязненных почв // Международная научно-практическая конференция, посвященная памяти М.А. Айтхожина «Актуальные вопросы современной биологии и биотехнологии». - Алматы, 2002. - С. 167-168.
5. Бержанова Р.Ж., Мукашева Т.Д., Шигаева М.Х. Влияние длительного хранения на нефтеокисляющие свойства дрожжевых организмов // Биотехнология. Теория и практика. - 2003. - № 4. - С.86-91.
6. ержанова Р.Ж. Мұнай өнімдерімен қаттты ластанаған мұнай тотықтырушы ашытқы организмдері. 59-я научная Республиканская конференция молодых ученых и студентов. Актуальные вопросы современной биологии и биотехнологии. Казахский национальный университет имени аль-Фараби. 2005 г. 20-22 апреля, - С.20-22.
7. игаева М.Х., Мукашева Т.Д., Сыдыкбекова Р.К., Бержанова Р.Ж. Разработка лабораторного регламента по использованию новых штаммов-деструкторов для биоремедиации нефтезагрязненных почв // Новости науки Казахстана. - 2004. - № 2. - С. 205 – 209.
8. Мукашева Т.Д., Шигаева М.Х., Бержанова Р. Ж., Сыдыкбекова Р.К. Новые штаммы нефтеокисляющих микроорганизмов, пригодные для биоремедиации сильнозагрязненных почв // 2 международный конгресс "Биотехнология - состояние и перспективы развития". – Москва, 2003. - С 369 - 370. Заявка № 2004/1052.1 РК; МПК С 02 F 3/34. Штамм нефтеокисляющих дрожжей Trichosporon sp. Р20СО2, используемый для очистки почвы от нефти и нефтепродуктов / Шигаева М.Х., Мукашева Т.Д., Бержанова Р.Ж. – Заключение о выдаче предпатента на изобретение от. 21. 12. 2004.
9. Шигаева М. Х., Мукашева Т.Д., Сыдыкбекова Р.К., Бержанова Р.Ж., Исабекова М.К., Алтаева А.С.,Моор К., Петухов А. Абилова С. Микрофлора почв, различной степенью нефтезагрязнения месторождений Теренозек // Материалы Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы экологии и природопользования в Казахстане и сопредельных территориях» 25-26 мая 2006 г. – С. 191
10. Жубанова А.А., Заядан Б.К., Кайырманова Г.К., Ерназарова А.К. Угловодородоокисляющие бактерии-спутники цианобактерий, выделенных из водных экосистем. Вестник КазНУ, Серия биологическая. № 1 (38) 2008.С.27-30
11. Жубанова А.А., Баубекова А.С., Мусаева Ж.К. Проблема загрязнения почв Жетыбайского месторождения нефтяными экотоксикантами //Мат. международного конгресса « Рациональная природа пользования и экологическая безопасность: опыт и инноваций » Петрозаводск 2009 – 54 с.
12. Жубанова А.А., Джусупова Д.Б., Баубекова А.С. Биоремидиация нефтерагрязненных экосистем на основе углеводородокисляющих микрооргпнизмов рода Pseudomonas// Мат. международной научно-практической конференций «Биоразнообразие и устойчивое развитие природы и общества», 2009 год. С. 123.
13. Бержанова Р.Ж., Мукашева Т.Д. Рост нефтеокисляющих дрожжей на нефтепродуктах // Вестник КазНУ. Серия экологическая. - 2004. - № 1 (14). - С. 57-60.
14. Бержанова Р.Ж Эмульгирующая активность нефтеокисляющих дрожжей // IV Международная научная практическая конференция молодых ученых и студентов, посвященная 70–летию Казахского национального университета имени аль-Фараби «Актуальные вопросы современной биологии и биотехнологии». - Алматы, 2004. - С. 89-90.
15. Шигаева М.Х., Мукашева Т.Д., Бержанова Р.Ж. Прямое и медиированное взаимодействие дрожжевых организмов с нефтью и нефтепродуктами // Международная научно-практическая конференция «Перспективы устойчивого развития экосистем Прикаспийского региона». - Алматы, 2004. - С.59 - 60.
16. Мукашева Т.Д., Шигаева М.Х., Бержанова Р. Ж., Сыдыкбекова Р.К. Новые штаммы нефтеокисляющих микроорганизмов, пригодные для биоремедиации сильнозагрязненных почв // 2 международный конгресс "Биотехнология - состояние и перспективы развития". – Москва, 2003. - С 369 - Kang H., Hwang S.Y., Kim Y.M., Kim E., Kim Y.S., Shultleworth K.L., Zyestra G.J. Degradation of phenantherena and naphthalene by a Burkhodederia species strain // Can. J. Microbiol. – 2003. - Vol. 49, № 2. - P. 139-144.
17. Evans W.C. Oxidation of phenol and benzoic acid by some soil bacteria // Biochemical J. - 1947. - № 41. - P. 373-382.
18. Dutton P.L., Evans W.C. The metabolism of aromatic compounds by Rhodopseudomonas palustris // Biochemical J. - 1969. - № 113. - P. 525-536.
19. Шигаева М.Х., Мукашева Т.Д., Бержанова Р.Ж. Исабекова М.А. Углеводородокисляющая активность дрожжей, выделенных из почв загрязненных нефтью и нефтепродуктами // Материалы международной научной конференции «Актуальные проблемы науки и образования» - Алматы, 2005. - С. 386-390.
20. Шигаева М.Х., Мукашева Т.Д., Бержанова Р.Ж.,Сыдыкбекова Р.К. Получение Ассоциации нефтеокисляющих микроорганизмов методом продленного культивирования // IV Московский международный конгресс "Биотехнология: состояние и перспективы развития", - Москва, 2006.
21. Предпатент РК № 54115 Способ очистки почвы от нефти и нефтепродуктов / Шигаева М.Х., Мукашева Т.Д., Сыдыкбекова Р.К., Бержанова Р.Ж. 2006/0977.1
22. Мукашева Т.Д., Шигаева М.Х., Сыдыкбекова Р.К., Бержанова Р.Ж. Исследования деструктивной активности культуральной жидкости нефтеокисляющих микроорганизмов и оценка их нефтеотмывающих свойств // Биотехнология. Теория и практика. - 2006. - № 4. – С. 76-81. 22.
23. Лакин Г.Ф. Биологическая статистика. – Минск: Высшая школа, 1990. – 230 с.
24. Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. – М.: Химия, 1984. – С. 448-450.
25. Грищенков В.Г., Гаязов Р.Р., Токарев В.Г., Кочетков В.В., Филонов А.Е., Боронин А.М. Бактериальные штаммы – деструкторы топочного мазута: характер деградации в лабораторных условиях // Прикл. биохимия и микробиология. - 1997. - Т. 33, № 4. - С. 423-427.
26. Коронелли Т.В. Поглощение углеводородного субстрата бактериями // Успехи микробиологии. – 1983. - Т. 3, № 4. – С. 309-318.
27. Foster J.M. Hydrocarbons as substrates for microorganism // Microbiol and soil. – 1962. - Vol. 23, № 3. – P. 241 – 245.
28. Плотникова Е.Г., Алтынцева О.В., Кошелева И.А., Пунтус А.Е., Филонов А.Е., Гавриш Е.Ю., Демаков В.А., Боронин А.М. Бактерии – деструкторы полициклических ароматических углеводородов, выделенные из почв и донных отложений района солеразработок // Микробиология. – 2001. - Т. 70, № 3. – С. 61 – 69.
29. Cerniglia C.E. Biodegradation of polycyclic aromatic hydrocarbons // Biodegradation. - 1992. - Vol. 3, № 3. – P. 351 – 358.
30. Boucher M., Blanchet D., Vandecasteelem J. Degradation of the polycyclic aromatic hydrocarbons by pure strains and by defined strain associations inhibition phenomena and cometabolism // Appl. Microbial. Biotechnol. – 1995. - Vol. 95, № 43. – P. 156 – 164. Егоров О.И., Чигаркин О.А., Баймуканов А.С. Нефтегазовый комплекс Казахстана: проблемы развития и эффективного функционирования. - Алматы, C. 2003. - 536.
31. Киреева Н.А. Микроскопические грибы – биодеструкторы нефтяных углеводородов в почве. Ботанические исследования на Урале // Информационные материалы. - Свердловск, 1990. - С. 41 - 42.
32. Киреева Н.А. Микроскопические грибы и актиномицеты в почвах, загрязненных нефтью. Ботанические исследования на Урале // Информационные материалы. - Свердловск, 1990. – С. 56 - 57.
33. Fedorak Р.М., Semple К.М., Westlake D.W.S. Oi1 degrading capabilities of yeast and fungi isolated from coastal marine environments // Сan J. Microbial. - 1984. - Vol. 30, №3. - Р. 565-571.
34. Ягафарова Г.Г., Гатауллина Э.М., Барахнина В.Б., Ягафаров И.Р., Сафаров А.Х. Новый нефтеокисляющий микромицет Fusariuт sp. // Прикладная биохимия и микробиология. - 2001. - Т. 37, №2. - С.77 -79.
35. Миронова Р.И., Носкова В.П., Расулова Г.Е., Холоденко В.П. Биодеградация и биосорбция плавающей нефти природными микромицетами // Биотехнология. -1996. - Т.7. - С.44-48.
36. Rio Е.С., Escobat Е., Wong J. Chemical stimulation of microbial degradation of petroleum in marine оn spiles // 5 th Int Symp. Microb. Ecol. (JSМE 5) Kyoto, Aug. 27 - Sept. - Kyoto, 1990. – Р. 210 - 211.
37. Суржко Л.Ф., Финкелштейн З.И., Баскунов Б.П., Янкевич В.И., Головлева Л.А. Утилизация нефти в почве микробными клетками // Микробиология -1995. - Т.64, №3. - С. 393-398.
38. Пат. №2007372 РФ. Способ очистки воды и почвы от загрязнения нефтью и нефтепродуктами / Биттеева М.Б., Цеблыкин И.Н., Изюмскии В.П., Бирюков В.В., Мурзаков Б.Г. - Опубл. 15.02.94; Бюл. №3.
39. Пат. №2053205 РФ. Биопрепарат для очистки почвы и воды от нефти и нефтепродуктов / Белонин М.Д., Рогохина Е.А., Свечина Р.М., Хотянович А.В., Орлова Н.А. - Опубл. 27.01.96; Бюл. № 6.
40. Стабникова Е.В., Селезнева М.В., Дульгеров А.Н., Иванов. Применение биопрепарата «Лестан» для очистки почвы от углеводородов нефти // Прикладная биохимия и микробиология. - 1996. - Т.32, №2. - С. 212 - 218.
41. Пат. №2014286 РФ. Способ очистки воды и почвы от нефтепродуктов / Биттеева М.Б., Мурзаков Б.Г., Морщакова Г.Н., Хамроев О.Ж., Капотина Л., Левандовская Ю Б., Демидова Е.И., Поспелов М.Е. - Опубл.15. 06. 94; Бюл. № 11.
42. Андерсон Р.К. Биотехнологические методы ликвидации загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами. - М.: ВИНИИОЭНГ, 1993.С. 25.
43. Янкевич М.И., Хадеева В.В., Яненко А.С. Технология очистки нетезагрязненных территорий с помощью биопрепаратов // Тезисы докл. 3 Междунар. конф. «Освоение севера и проблемы рекультивации». - Саратов, 1996. - С. 237 - 238.
44. Давидов Е.Р., Сокопов Ю.И., Демонова Н.Ф., Гололобов А.Д. Утилизация 3 метилгексадекана дрожжами Caпdida guillerтoпdii // Прикладная биохимия и микробиология. -1981. - Т.17, №.4. – С.523 - 526.
Мазмұны
КІРІСПЕ 3
1 ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ 5
1.1 Мұнай тотықтырушы ашытқылардың түрлері және олардың таралуы 5
1.2 Мұнайды ыдыратушы штамдарды қолдану тиімділігі 10
1.3 Мұнаймен ластанған топырақты тазалауда биопрепараттарды қолдану 12
2 ЗЕРТТЕУ ӘДІСТЕРІ МЕН МАТЕРИАЛДАР 14
2.1 Зерттеу нысандары 14
2.2 Қоректік орталар 14
2.3 Мұнай көмірсутектері 14
3 ЗЕРТТЕУ НӘТИЖЕЛЕРІ ЖӘНЕ ТАЛДАУ 16
3.1 Ашытқы штамадарының мұнай тотықтыру белсенділігін анықтау 16
3.2 Ашытқылардың мұнай көмірсутектерінде өсуі 22
ҚОРЫТЫНДЫ 25
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 26
Кіріспе
Мұнай - күрделі қосылыстардан тұрады, алкандар (парафиндер немесе
ациклді қаныққан көмірсутектер), цикландар (нафтендер) және арендер
(ароматикалық көмірсутектер) әр түрлі молекулалы салмақтағы, сонымен қатар
оттекті, күкіртті және азотты көмірсутектер. Мұнай мен мұнай өнімдері ең
үлкен деңгейдегі қоршаған ортаны ластаушылар болып саналады. Қазіргі мұнай
өндірісінің қарқындылығына байланысты жылына 50 миллион тоннаға жақын мұнай
мен мұнай өнімдері қоршаған ортаға түсіп, оны ластайды. Сондықтан,
экожүйенің көп мөлшерде мұнай және мұнай өнімдерімен ластануы әлемдік
деңгейдегі проблемалардың бірі болып отыр. Ал ластанған ортаның қайта
құрылу процесі зерттеушілердің айтуы бойынша 10-25 жылдан көп уақыт жүреді
яғни, кең ауқымда ластанған табиғи экожүйелердің өздігінен қайта қалпына
келуі өте ұзақ уақытқа созылатын процесс [1].
Табиғатта мұнай ластануынан тазарту табиғи көмірсутегін тотықтырушы
микроорганизмдер арқылы іске асырылады. Ластанған экожүйені тазалаудың ең
негізгі, дұрыс жолы - микробиологиялық жол болып есептелінеді.
Микробиологиялық әдістер негізінде деструктор микроорганизмдерінің
ферменттік белсенділігіне сүйене отырып жасалынады. Өйткені, олар мұнайдағы
көмірсутегін энергия көзі ретінде және де көміртегінің көзі ретінде
пайдаланады. Осы бағыттағы жұмыстар мен ізденістердің барысында белсенді
түрде көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдер, түрлі ашытқы культуралары
бөлініп алынады, осының нәтижесінде жаңа препаратар мұнаймен ластанған
орталар (суды, топырақты) тазарту үшін қолданылады.
Мұнайды қазу және өндіру кезінде топырақ қабаты мен әртүрлі табиғи
экожүйелер ластанады. Сонымен қатар, аталған мәселе ауыр техникалармен
мұнай және мұнай өнімдерін тасымалдауда, қажетті іс-шараларды бұзу
салдарынан да болып отырады. Топырақтың кез-келген мұнай өнімдерімен және
олардың құрамындағы көмірсутектік заттармен ластануы биологиялық
қауымдастықтардың тіршілік ету ортасына кері әсерін тигізеді [2].
Қоршаған ортаға төгілген мұнай экологиялық қауіпті зат болып
есептелінеді (жерге, суға). Бастапқы бүкіл өмірлік процестердің өтуіне
өзгерістер енгізеді яғни, жердің мұнаймен ластануына және судың тыныс алу
белсенділігін төмендетеді және микробты өздігінен тазалануын белгілі бір
жеке микроорганизмдер тобының қатынасын өзгертеді, азотфикация,
нитрификация процестерін күйзелтіп, целлюлозаны бүлдіреді, тамыр
қалыптасуын және өсімдіктердің органикалық қалдықтарын азайтады.
Мысалы, мұнай өнімі төгілген жерге (қоңыр дақ) көптеген жылдар бойы шөп
өспейді. Мұнай және мұнай өнімдері табиғи жағдайда көптеген жылдар бойы
толығымен ыдырайды, осы уақыт ішінде табиғатқа көптеген зиян келеді [3].
1. ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ
1. Мұнай тотықтырушы ашытқылардың түрлері және олардың таралуы
Ашытқы организмдерінің табиғатта кең таралғандығы ертеден белгілі.
Негізгі көптеген мөлшері топырақтан таралған біраз бөлігі өзен және теңіз
суларынан табылған [4].
Ашытқылар өсімдіктің тамырының, жапырағының ,тұқымының, гүлінің,
ұрығының микрофлораларының құрамынан үнемі кездесіп отырады.
Ашытқыларға деген қызығушылықтың пайда болуынан бастап, өз еліміздің
және шет елдердің зерттеушілері әр түрлі табиғи жағдайдағы культуралардың
көмірсуды пайдалану мүмкіндігіне кең көлемде зерттеу жұмыстарын жүргізе
бастады. Бірінші орында олардың назары әр түрлі микроорганизмдердің
сарқылмайтын қайнар көзі болып табылатын топыраққа ауды. Логикалық
ойлаудың негізінде топырақтағы мұнай өнімдерінде көмірсутегін пайдаланушы
ашытқылар бар болуы мүмкін деп Гатель болжам жасады, яғни ол топырақтың
мұнаймен және мұнай өнімдерімен ластанған аймақтарына жүргізген
өңдеулерінен кейін осындай болжам жасады. Бұл эксперименттің нәтижесі
топырақтағы көмірсуды тұтынушы микроорганизмдердің санының өскендігін
көрсетеді [5].
Шетелдік зерттеушілер табиғи микрофлораның құрамында үнемі көмірсуларды
пайдалануға қабілетті ашытқы организмдерінің үнемі кездесіп отыратындығын
ашып көрсетті. Бұл организмдердің көп мөлшерін, бензин колонкалары жақын
аймақтардағы мұнай өндірілетін аудандардың топырағынан бөлініп алынды.
Бұдан да басқа бұл микроорганизмдер мұнай бұрғыларынан, мұнай өнімдерінде,
мұнайды сақтауға арналған резервуарларда, мұнай тазартушы белсенді тұнба
өндірістерінде болатыны анықталынды [6].
Ашытқылар далалық және бақшалық топырақтарда, таулы жердің топырағынан
сонымен бірге өзендердің және көлдердің суларынан, өсімдіктерден және
ұрықтарынан, күйіс қайыратын малдардың қарындарынан бөлініп алынған. Такеда
және тағы да басқалардың анықтамалары бойынша көмірсутегін пайдаланушы
ашытқылар, кейбір көмірсутегі жоқ топырақтарда мұнаймен ластанған үлгілерге
қарағанда біршама көбірек кездеседі [7].
Cryptococcaceae ашытқы туысының (Лодер және Креген ван Рий 12
систематикалық жүйесі бойынша) әсіресе ашытқы туысы Candida көмірсутектерді
біршама кең көлемде пайдаланатындығы аспорогенді ашытқы ортасында
анықталынды. Ашытқылардан бөлініп алынған Candida туысы толық
зерттелінген, олардың саны мыңдап саналады. Айта кететін болсақ, табиғатта
өте жиі кездесетін түрлері: C.tropicalis, C.guilliermondii, C.lipolytica,
C.robusta, C.pelliculosa, C.scottii, C.rugosa [8].
Candida туысынанда басқа көмірсутегін пайдаланушы ашытқылар да
анықталынды, олар: Torulopsis туысы және Rhodotorula. Олардың да
көптеген түрлері анықталынды, олар: T.сolliculosa, T.dattila, T.famata,
T.sace, Rh.aurantiaca, Rh.glutinis, Rh.gracilis. Cryptococcaceae
тұқымдасының көмірсутектерде өсе алатын бірнеше штамдары табылды (1 кесте).
Кесте 1
Әр түрлі жағдайдағы елді мекендерден бөлініп алынған көмірсуларды
пайдаланушы ашытқылар
Алыну жағдайы Зерттелініп Бөліну алдындағы Бөлініп алынған
отырған үлгінің көміртек көзі штамдар саны
саны
Топырақ: 1 Керосин 5
Далалық 1 Мұнай 6
Бақшалық жемістер 4 Керосин 13
4 Мұнай 11
Мұнай қосылған 12 Керосин 65
12 Мұнай 45
Ашытқы тозаңы 5 Керосин 12
5 Мұнай 18
жемістер 8 Керосин 8
Бірнеше жұмыстардың нәтижесінде бұл тұқымдастың Trichosporon және жеке
штам туысы Brettanomyces және Cryptococcus ашытқы туыстары белгіленді.
Ашытқы туысы Kloeckera және Sporobolomyces және де бірнеше зерттемелік
штамдар Pitisporum, Trigonopsis көмірсутекті ортасында әлсіз өсті [9].
Қазіргі уақытта табиғаттан жиналған тәжірибелі материалдар қоры
бактериялардың, саңырауқұлақ зең саңырауқұлақтарының зат алмасуы туралы
көптеп жиналған. Бұл ағзалар амин қышқылдарын кетоглутар қышқылын,
пирожүзім қышқылын және басқа органикалық қышқылдарды дәрумендерді және
антибиотиктерді мұнай көмірсутектерінен синтездеуге қабілетті.
Көмірсутек тотықтырушы ашытқылардың қышқылдарды биосинтездеуі туралы
зерттеулер аз. Ашытқылардың көмірсутекті тотықтыра отырып, органикалық
қышқылдарды алуы бірнеше авторлық дәлелдемелермен айтылып кеткен [10].
АҚШ патентінде гидроксилизацияланған май қышқылдарын ашытқы Torulopsis
гексадекан мен оксадекан бар ортада өсіріп алуға болатын тәсіл ұсынылған.
Финогенова басқа авторлармен бірге Candida туысына жататын бірнеше топ
ашытқы штамын анықтаған. Олар минералды ортада көмірсутекпен бірге В1
(тиамин ) дәруменінің қосылуынсыз аздаған биомасса құрып 32,5 - 92,5% a-
кетоглутарат және пирожүзім қышқылын жинайды. Тиаминді қосу бмомассаның
шығуына және ортада органикалық қышқылдар жиналуының қысқаруына әкеледі.
Харис және басқалардың тәжірибесінде Manilia murmaniae ашытқысын өлшегенде
ортада май қышқылдары және антибиотиктер, ал Brettanomyces-ке жақын
ашытқылар дамуында басқа органикалық қышқылдар алынған [11].
Француздың патентінде жоғары құрамды рибонуклеин қышқылы бар
ашытқыларды алу тәсілі сипатталған. Тиазин, акридин көмегімен авторлар
көмірсутекті ортада бояғыштарға төзімді ашытқы мутанттарын C.tropicalis
және C.lipolytica алынған; C4 тен C21 дейінгі мутанттардан көп мөлшерде
рибонуклеин қышқылы алынған. Соңғы уақыттағы кең таралған тәсіл ашытқы
ағзаларын көмірсутекті ортада өсіру. Негізгі жұмыс бағыты СССР-де және
басқа елдерде (Франция, Англия) белокты жемді заттарды өндірістік алу болып
табылады. Өзіміздің елдің мамандарының зерттеуі елде өндірістік белокты,
дәруменді концентратты, тазаланған сұйық парафинді мұнай негізінде өндіру
болып табылады [12].
Ашытқылардың бағалы қасиеттерінің бірі тек тіке көміртек атомды тізбегі
көмірсутекте ғана даму емес, сонымен қатар тазаланбаған мұнай
фракцияларында даму болып табылады. Құрамында әр түрлі көптеген
көмірсутектері бар мұнай өнімдерінде өскен ашытқылар бұл ортадан қалыпты
құрылымды көмірсутектерді алады, ал қалған көмірсутектерді –изопарафинді
нафтинді және ароматтық қолданбайды. Көптеген зерттеулер бойынша
ашытқыларды мұнай фракцияларында өсіру арқылы н-парафиндерді толық қолдануы
мүмкіндігі туады, соның салдарынан мұнай фракцияларының қату температурасы
төмендейді. Соның нәтижесінде микро ағзаларды мұнай фракцияларында белокты
өнімдерді ғана алмай, мұнай өнімінің сапасын жақсартуға болады [13].
СССР тәжірибе орталықтарында белсенді көмірсулар тұтынушы ашытқы
дақылдары бағалы өндірістік қасиеттері мен алынуы және түрлі көмірсутектегі
субстраттарды өндірістік жолмен белокты концентратпен төмен суыйтын мұнай
фракциясын алу мақсатында зерттелген. Таусон, Юста, Имелика т.б зерттеуі
бойынша көмірсутектерде өсетін ашытқылардың энергия көзі мұнай парафині,
синтетикалық парафин немесе мұнай болатыны анықталған[14].
Ары қарай Штурм және Розанова ашытқылардың түрлі фракциялы құрамды
мұнай өнімдерінде өсетіні анықталынған (лигроин, керосин, майлы дистиллят)
сонымен қатар, озокерит құрамды парафиндері де зерттелген. Шампанья, Верне,
Лене және Филозя ашытқыларды тазаланбаған мұнай фракцияларында өсірген
[15].
Кейінгі жылдардың жұмыстары ашытқылардың түрлі мұнай өнімдерінде
өсетіні анықталды. Көптеген ашытқылар тазаланған сұйық мұнай парафинінде
дизельді отында жіпшелі дестиллятта, керосинде өседі. Белокты заттар
биосинтезіне мұнайлы шикізатты таңдау ашытқы ағзаларының ферментативті
мүмкіндіктеріне қарай таңдалады. Жоғарыда айтылғандай ашытқылар белсенді
түрде н-парафиндерде дамиды, мұндағы көміртек атомдары 10-нан 24 атомға
дейін болады. Әртүрлі елдерде жүргізілген әртүрлі мұнайдан әртүрлі тәсілмен
алынған парафинді қоспаларды бағалауда олардың ашытқыларды өндірістік
мақсатта өсіруде қолданысының маңызы анықталынған. H-парафиндер биомасса
жиналуының негізгі көрсеткіші болғандықтан, н-парафиндерді зерттеу ең басты
орынға қойылады. Бұл н-парафиндер мұнайдың сұйық парафиніне, мұнай
фракцияларына кіреді. Мұнайдың әр түрлі фракциялары субстрат ретінде
ашытқылар дамуында біртекті рөл атқармайды. Оны Такеда басқалар өз
мәліметтерінде келтіреді (2 кесте).
Кесте 2
Мұнайдың әртүрлі фракциялары
Фракцияның қайнау температурасы, Биомасса коцентрациясы, мг
градусы құрғақ ашытқы 1 дка фракциясы
150-170 278
170-200 392
200-210 548
220-240 636
240-250 1198
250-290 1408
290-320 1445
320-350 1478
350-360 1496
Мәліметтерден көріп тұрғандай субстратқа тиімді ашытқы дақылдары 250-
360 шегінде қайнайтын дақылдар болып табылады. Биосинтезге шикізат ретінде
мұнай өнімдерін таңдауда оның микроорганизмдер өсуіне әсер ететін
құрамындағы қосылыстарын зерттеу қажет, мысалы ароматтық, изопарафинді,
нафтенді көмірсутектер [16].
Бір уақытта белокты биомассасын және мұнай өнімдерін төмен қату
температурасында мұнай фракциясын алу, бұлар кең температуралы шекте (150-
450) және тар шекте іске асады, құрамында 3 тен 4,5% н-парафиндер бар,
атомдар саны 10 нан кем емес. Бұлар керосин, газойль, ауыр және жеңіл
майлау майлары, жіпшелі мұнай дистиляттары, 240-360 °С температурада
қайнайтын және 200-360 °С температурада қайнайтын орталар.
Белокты заттарды синтездеуге арналған көмірсулы субстраттар түрлі
көмірсутекті құрамы мен ерекшеленеді. Бұл белсенді штамдарды сұрыптауды
қажет етеді [17].
Ашытқылар дақылына, көмірсутекті субстратта өсіруімен қатар бірқатар
талаптар қойылады. Дақылдың белок, дәрумен, липидтер және бірқатар
заттарды өндірумен қатар оның толық түрде н-парафиндерді тұтынуы немесе
мұнай фракцияларынан жоғары экономиялық коэффициентте қолдану мен
депарафиндеуші мұнай өнімдерін төмендету температурасында тұтыну жатады.
Сұйық парафиндерге қарағанда мұнай фракциясы микроағзаларға күрделі
субстрат болып табылады, себебі қалыпты құрылымды парафиндермен қатар,
изопарафиндер, ароматтық қосылыстар, нафтенді көмірсутектер болады.
Кейбіреулері микроағзаларға қолайсыз жағдай туғызады. Соған байланысты
Комагаттың, Шеда және Бостың мәліметтері назар аударады, яғни барлық
н-парафинда өсетін штамдар дами бермейді, мысалы, керосинде. Авторлардың
ойынша микроағзаларға кері әсер ететін керосин компоненттері. Бірақ
ашытқылардың ішінде де мұнай фракцияларында өскенімен практикалық мақсатқа
сай жылдамдықпен өсе алмайды. Иерусалимский және басқалардың мәліметтерін
келтірейік, мұнда тазартылған парафин мен дизельді отында микроағзалардың
өсу сипаты келтірілген [18].
Көптеген зерттеулер нәтижесінде тазартылған сұйық парафиндерде де,
мұнай фракцияларындада өсуге бейім ашытқылар Candida және Torulopsis
туысына жатады.
Шыгаева М.Х., Мукашева Т.Д. зерттеулерінде сұйық парафинде және мұнай
фракцияларында өсетін ашытқылар жеңіл қорытылатын түзу тізбекті көміртегі
атомдары көмірсутектерді қолданады. Бұдан шығатын мәлімет қызықтылығы –
биомасса түзілуінің заңдылығы және клеткалық қоспадан түрлі көмірсутектерді
пайдалануы. Алынған мәліметтердегідей, ашытқыларды үздіксіз сұйық парафинде
және түрлі мұнай фракцияларында өсіргенде н-алкандардан алғандай жоғары
биомасса шығарылуын күтуге болады [19]. Мұнай фракциясында 70-100% н-
парафин және 85-103% н-парафин салмағынан сұйық парафинде. Көмірсутекті
субстратта үздіксіз ашытқыларды өсіру бірқатар функция талабы болып
саналады, соның ішінде технологиялық: біз тек оның дақылдық жеке
қасиеттеріне тоқталады (3 кесте).
Кесте 3
Ашытқылардың көмірсутектерде өсуі
Зерттелген штамдар саны өсу жылдамдығы м, 4-1
Тазартылған парафинде Дизельді отында
Candida туысты ашытқы
4 0,04-0,07 0,01-0,04
31 0,08-0,15 0,02-0,1
15 0,16-0,18 0,02-0,1
Torulopsis туысты ашытқы
3 0,04-0,05 0,04-0,05
3 0,08-0,10 0,06-0,08
3 0,17-0,020 0,04-0,09
Крючкова мен серіктестері ұсынған зерттеулерде мұнай парафиндерінде
өсетін штамдар әртүрлі биомасса шығынын береді. Осындай нәтижеге Жданникова
т.б. ашытқыларды дизельді отында өсіргенде келген. Ашытқылардың мұнай
фракцияларынан н-алкандарды пайдалану кинетикасын Миллер және Джонсон,
Достален, Шунн және т.б зерттеген. Ал н- алкан қоспасынан Харатян, Витт,
Романовский, Беликов, Танака және Фукуи зерттеген. Ашытқыларды газойльде
өсіруде Миллер және Джонсон, Досталек, Мунк және т.б көміртекті тізбекті
ұзындықты алкендер ассимиляциясының жылдамдығы біртексіз деген қорытындыға
келген. Ашытқылардың C.lipolytica н-алкандарды қолдану жылдамдығы
Досталек, Мунк т.б анықтағандай көміртек тізбегі ұзарған сайын қысқарады н-
алкан С10-С14, С15-С17 алканға қарағанда жоғары жылдамдықпен қолданылады;
С18-С25 алкандары алдындағы топқа қарағанда газойлден жоғары жылдамдықпен
жоғалады. Бұл мәліметтер Харатьян т.б., Такака және Фукуи ұсынған
мәліметтермен сәйкес келеді [20].
Н-алкандардың қолдану жылдамдығы туралы басқа пікірді Миллер және
Джонсон ұсынды. Олардың ойынша C.lipolytica және C.intermedia ашытқылары
н –парафиндерді додеканнан (C12) бастап дотриакоктанға (C32) дейін
қолдануда жоғарғы молекулалы н-алкандарды нонадеканнан (C19) бастап
тетракозанға (C42) дейін жоғары жылдамдықпен тұтынған. Бірақ бұл тұжырым
барлық фракцияларға сәйкес емес. Егер тәжірибе басында болған және
тұтынылған н- алкандарды салыстырар болсақ, 4 фракцияның 2-інде C12-ден
C14дейін көмірсутектер саны бірдей тұтынылғанын көруге болады; бұл топта
алынған нәтижелер пентанозин (C25) гептакозаннан (C27) қатты ерекшеленеді.
Сондықтан Миллер мен Джонсонның жоғарыда келтірген мәліметтеріне толық
тұжырымдама беруге болмайды [21].
Досталек, Мунк жұмыстары көрсетуінше қоспадан н-алкандардың тұтынылуы
көмірсутектердің жеке топтарының абсолютті концентрациясына байланысты;
газойлдегі алкандардың қатынасына депарафинизациясының нәтижесі тәуелді,
себебі мұнай өнімінің төмен температурада суына жоғары молекулалы салмақты
алкандардың қолданылуының маңызы бар.
Микроорганизмдерді таңдаудың маңызы, себебі, қандай да
бір алкандарды әр түрлі дақылдардың қолдану дәрежесі біркелкі емес.
Дизельді отынның микроорганизмдермен депарафинациясы сонымен бірге белокты
биомассасын алу үшін көмірсутектерді кең спектрде пайдаланатын
микроорганизмдер штамын таңдау қажет. Бұл бағыттағы жұмыстар негізінен
сәйкес қасиеті бар монодақылдарды сұрыптау жолымен жүреді. Кейбір
зерттеулер бойынша көмірсутектерді қолдану спектрін кеңейту үшін ашытқы
штамы бар аралас дақыл қолдануды ұсынады [20].
1.2 Мұнайды ыдыратушы штамдарды қолдану тиімділігі
Зерттеу үшін топырақты контейнерлерді қолданды. Тәжірибе барысында
контейнерлердің әр вариантына (В-1, В-2) 2 %-ке дейін мұнай құяды. Содан
кейін топырақтың В-1 вариантын мұнайды пайдаланушы ашытқының NF 5-1
штаммының 1 х 10 клсм концентрациясына дейінгі суспензиямен толықтырды.
Үшінші бақылаушы вариант (К) контейнеріне мұнайсыз топырақ пен
биодеструктор салды. Барлық тәжірибе варианттары мен бақылаушыны бөлме
температурасында және 50-60 % ылғалдылықта 25 күнге қалдырды, содан кейін
осыларға қияр мен бұршақ тұқымын еккен. Тәжірибе 3 бөліммен жүргізілді және
өніп шығуы үшін 2 ай көлемінде бақыланды [21].
Құрамында мұнай араласқан топыраққа егілген тұқым өсімін алдын - ала
Yarronia lipolytica NF 5-1 клетка штаммының суспензиясына қайта өңдегенде
(В-1) және бақылаушы тұқым вариантында (К) 98 және 100 % шамасында
барлығы бірдей жоғары болды. Биодеструктор енгізілмеген құрамында мүнай бар
топырақта өсімдік тұқымының өсімі 20 % шамасында болды, көптеген өсімнің
жартысы 10-12 күннен кейін өліп қалған. Қалған өсімдіктер нашар болған.
Олардың бойлары төмен, гүлдену стадиясы байқалмаған. В-1 вариантында
бақылаушы өсімдіктен гүлдену стадиясы біртіндеп қалыптаса бастады.
Тәжірибелік өсімдік Yarronia lipolytica NF 5-(В-1) клетка штамының
суспензиясымен алдын - ала өңделген бақылау топырағындағы өсімнен артта
қалды. Осының негізінде тиімді өңдеу жүргізілмеген топыраққа қарағанда
анағұрлым өсімдік өсімі үшін тиімді деп айта аламыз [22].
Зерттеулер барысында мұнайлы 8Е ортасында жақсы өсе алатын табиғи
Сибири субстратынан 100-ден аса мезофильді және психротолерантты штамдар
бөлініп алынды.
Оларға мұнай тотықтыру жағдайында іріктеу жүргізіп, 4-6 және 22-24
градус аралығында инкубациялады. Алынған штамдар – Yarronia, Artrobacter,
Bacillus, Pseudomonas, Rhodococcus, Mycobacterium, Actinomyas, Nocardia
және тағы басқа туыс өкілдеріне ұқсас мұнай деструкторлар болды. Штамдар әр
түрлі жағдайда әр түрлі эффективтілікпен мұнайды пайдалану мүмкіндігін
арттырды. Штам коллекциясының ерекше айтарлықтай жағдайы өсу қабілеттілігі
мен мұнай өнімдерін төмен температутада ыдыратуы болып табылады. Осы
штамдармен қатар әр түрлі мұнай кен орындарына NF5-1 ашытқы штаммын
тексеріп көрді. Бұл штаммның анықталынып отырған мұнай үлгілерін түгел
пайдаланғандығы және белсенді эмульгирлегендігі анықталынды [23].
Microlog жүйесінің (“Biolog”, США) және ДНК секвенирлеу анализінің
нәтижесінде NC B1 Вlast келісімінің көмегімен NF5-1 ашытқы штамы Yarronia
lipolytica түрі екендігі анықталынды.
Зерттеу нәтижелері көрсеткендей Pseudomonas sp. KL-1 және Yarronia
lipolytica NF5-1 мұнай ыдыратушы штамдарын бірге қолдану - жоғарғы
биоэмульгирлеуші және мұнай тотықтырушы белсенділікке, қоршаған ортаның
қолайсыз жағдайларына тұрақтылық қасиетіне ие.
Сонымен, жүргізілген жұмыстар нәтижесінде әр түрлі мұнай кен
орындарының үлгілерін тазалауда, деструкторлар коллекциясының штамдары
жоғарғы дәрежеде бағаланылды. Биотехнологиялық өндіріс үшін өте тиімді
біршама эффективті көмірсутек тотықтырушы Pseudomonas sp. KL-1, Yarronia
lipolytica NF5-1 Candida sp. Nb-2, Arthrobacter sp. Ja 285p және
Arthrobacter sp. Ja 269p және басқа да культуралар табылды. Бұл штаммдар да
психротолерантты және тұзға тұрақты (5-10 %-ке дейін NaCl). Бұл оларды
төменгі температурада табиғи тұзды субстраттарға қолдануға болады деп
айтуға мүмкіндік береді [24].
1.3 Мұнаймен ластанған топырақты тазалауда биопрепараттарды қолдану
Соңғы жылдардағы мұнаймен ластанған аудандардан алынған топыраққа
жүргізілген ғылыми жұмыстардың нәтижелеріне қарайтын болсақ, осы негізде
қолданылып отырған физикалық және химиялық әдістер ол топырақтың
құнарлылығын толық қалпына келтіре алмайды екен. Сондықтанда қазіргі
кезеңде мұнаймен ластанған топырақты тазалау технологиясына, негізгі
көміртегі тотықтырушы микроорганизмдер қолданылатын биоремедиация әдісіне
көп көңіл бөлуде [25].
Зерттеу жұмыстарын лабораториялық және далалық жағдайда орманның сұр
түсті ауыр сазды топырағын жасанды жағдайда ластандырылған төмендік
товарлық, тұзсыздандырылған, құрғатылған мұнайдың әртүрлі концентрациясымен
жүргізген.
Ластанған уақыттан бір апта өткен соң, зерттеліп отырған топырақтың бір
бөлігін - Бациспецин биопрепаратымен өңдеді, екіншісін - Деворойл
биопрепаратымен, ал үшіншісін өңделмеген қалпында қалдырды. Нәтиже таза
топырақ алынды.
Деворойл препаратының құрамына көміртегі тотықтырушы бактерия туысы
Pseudomonas, Rhodococcus және ашытқы туысы Yarroniaның бір түрі кіреді. Ең
негізгі Бациспецин препаратының құрамына ластанған топырақтың улылығын
төмендететін қабілеті бар және басқа микроорганизмдердің ыдырауы үшін мұнай
көмірсутегінің тиімділігін жоғарылататын бактерия тұқымдасы Bacillus
штаммы құрайды [26].
Биодеструктор-препараты микробты- ферментті Микрозим (tm) “ПЕТРО ТРИТ”
(санитарлы эпидемологиялық қорытынды № 77. 99. 02. 515. Д001102. .03. 05
ден 11. 03. 2005) мүнай көмірсутектерінің табиғи биологиялық деструкторы
болып табылады, ол мұнайды ластанудан топырақ пен суды экологиялық
залалсыздануға негізделген. Препараттың белсенді компоненттері болып
көмірсутектотықтырушы микроорганизмдер штаммы болып табылады. Олардың
концентрациясы 40¹¹-не тең.
Колония құраушы бірліктер (4x10¹² КТБгр) 1 грамм - препаратта
көмірсутек ыдыратушы табиғи микробты ферменттер - минералды азот, калий,
фосфор тұздары, ол көмірсутектотықтырушы микроорганизмдердің қолайлы
қатынасында, бұл табиғи био-сурфактант, экологиялық таза табиғи қорлы
тасушы. Биопрепараттық биоценозы микрофлораның 5 бөлімімен берілген, олар
Ресей топырағында тұрақты кездеседі. Бұлар табиғи токсикалық емес,
патогенсіз, генетикалық өзгермеген, сұрыптаулы жақсартылған, сапрофитті
аэробты және анаэробты факультативті микроорганизмдер [27].
Препарат биоценозы құрғақ спора ретінде анабиоз жағдайында экологиялық
қорлы ортасында сақталған. Биопрепарат сыртқы көрінісінде біртекті құрғақ
сарыдан қоңыр-сары түске дейін, иісі - тыңайтылған топырақ иісіндей.
Мұнай көмірсутектерін микробиологиялық қорыту критериясынан қарағанда
биопрепаратпен өңдеудің алғашқы 14-30 тәулігінде мұнайлы ластаушылардың 50%
массасы қорытылса, 30 - 60 тәулікте - 85%, 60 - 90 тәулікте - 98%
пайдаланылған.
Биопрепарат “ПЕТРО ТРИТ”- су бетіндегі жұқа мұнай және бензинді қабатты
бірден жоюға арналған. Бұл үшін жылы (+20 +30 градус) сулы ерітіндінің
препаратын қабат бетіне себеді. Терең жабық не әлсіз ағатын су қоймаларды,
түбіндегі шөгіндіні тазалау үшін 5-20 грамды шаршы метр суға қосып
қолданады, Сан Пин 2.1.5-9800 талаптарын іске асырады. Беттік суларды
қорғау сатылы түрде 1 жыл мезгілде жүргізіледі [28].
Бақылаушы табиғат қорғаушы ұйымның жүргізген жұмыстары мен нәтижелеріне
келер болсақ, 2002ж. “Эколайн” Санк-Петербургтегі мазутсақтаушы ААҚ “ЦКТИ”
территориясынан алынған мазутпен ластанған топырақта тазарту жұмыстарын
жүргізді. Мазут тасымалындағы көпжылдық технологияның әсерінен, мазуттың
тамшылап төгілуінен топырақтың беткі қабаты жоғарғы дәрежеде ластанған.
Ластанған территория 635 кв.м көлемді қамтыған, ластану дәрежесі – 30 - 45
гкг. Территорияны бастапқы қалпына келтіру үшін көптеген жұмыстар
жүргізілді және таза жаңа топырақ алу үшін, топырақтың ластанудан
тазартылуы үшін басқа да іс-шаралар жасалынды. Сонымен бірге “Эколайн”
территорияны мұнай ыдыратушы биопрепаратпен өңдеген кезде, 2 айдан кейін
топырақтағы мазуттың дәрежесі 80 - 90% - ке дейін төмендегені белгілі
болды. Бұл жасалынған жұмыстардың негізгі ерекшелігі қиын ыдырайтын заттар
мен ауыр көмірсутектердің эффективті тазалануы болды. Мазутты дақтар мен
мұнай өнімдерінің иісі жоғалып, топырақ жаңарған [29].
Мазутпен ластанған өнеркәсіп алаңына өңдеуден кейін қысқа шыдамды
өсімдіктерді отырғызғанда, күтім көрген, көгалдандырылған бақшаның
түріне келген. Бақылаушы табиғат қорғаушы ұйымның жүргізген жұмыстарының
негізінде, ластанудан тазартылған таза топырақ алып, жоғарғы нәтижеге қол
жеткізі. 2003 ж. ААҚ “ЦКТИ” 2000 м² болатын алаңға осындай жұмыстар
жүргізуге келісімге қол қойды. Екінші объект – Криши станциясының Октябрлық
темір жолындағы, мұнай өнімдерімен ластанған теміржол желісінің жанынан
қазылған дренажды ор болды. Оның үстіңгі бетіндегі мұнай өнімдерінің қабаты
60 см-ге дейін жеткен. Лас сулардың және мұнай өнімдерінің ми батпақ болып
жиналуынан ол жердің экосистемасына үлкен зиян келген “Эколайн” ортдағы
суға төгілген мұнай қалдықтарын төмендететін 50,3 мгл-ден 0,16 мгл-ге
дейінгі биофильтрлерді ойлап тапты [30].
2. ЗЕРТТЕУ ӘДІСТЕРІ МЕН МАТЕРИАЛДАРЫ
Зерттеу объектісі: Бұл жұмыста мұнаймен ластанған топырағынан бөлініп
алынған ашытқы штамдары. Бұл ашытқылар мына туысқа жатқызылады:
Trichosporon terrestre СМ7
Trichosporon finnicum 7CКР
Trichosporon capitatum 7СА
Топырақ. Теңіз кен орнынан алынған, түрі құмдауыт саз аралас топырақ.
2.1 Қоректік орталар
Сабуро қоректік ортасы – стандартты дайын қоректік орта, ұнтақ күйінде
шығарылады (HIMEDIA). 0,5 атмосферада 30 минут залалсыздандырады, рН
– 7,2 .
Минералды (Ворошилова Диана) қоректік ортасы - КН2РО4 – 1,0 гл, MgSO4
- 0,2 гл, N2NPO4 – 1,0 гл, NH4NO3 – 1,0 гл, CaCl2 – 0,02 гл, FeSO4 -
1,0 гл , Глюкоза – 1,0 гл
1 атмосферада 30 минут залалсыздайды.
Химиялық қоспалар:
Теңіз мұнайы - жеңіл (тығыздығы 817,0 кгм^3),күкірті аз(күкірті 0,3 %),
парафині аз (парафині 2,2 %), аз мөлшерде күкірт қышқылды шайырлары бар
(4%), тұтқырлығы аз ( тұтқырлығы 20º С-де 3,29 ммС).
Жағар май, двигательдер мен газотурбиналды қондырғыларға жанар май
ретінде қолданылатын көмірсутектер қоспасы. Депарафинизациялау кезінде
алынады.
Мазут – мұнайдан бензин мен керосинді айырып алғаннан кейінгі мұнайдың
қалдығы, мазут мұнайдың сортына байланысты оның 60 - 80 % құрайды,
салыстырмалы салмағы 0,88 - 0,94.
Мотор майы – мұнай немесе оның қалдығы мазуттан тас көмір шайырын айыру
кезінде алынады, қоймалжың келген, ашық қоңыр түсті көмірсутек,
салыстырмалы салмағы 0,60 - 0,75 [31].
2.2 Мұнай көмірсутектері
Толуол – алкен, бензол өнімдеріне жататын 1 ядролы ароматты
көмірсутектер. Химиялық формуласы – с7н8. Молекулалық массасы – 92,234.
түссіз мөлдір, бензол иісті, тез жанғыш сұйық (“реахим” россия).
Ксилол – алкен, 1 ядролы ароматты көмірсутек, бензол өнімі. Химиялық
формуласы - с6н4(сн3)2. Молекулалық массасы - 106,16. Ароматты иісі бар,
жылдам жанатын, түссіз сұйық (“реахим” россия).
Бензол – 1 ядролы ароматты көмірсутек, бензол өнімі. Химиялық формуласы
- с6н6. Молекулалық массасы – 78,11(“реахим” россия) октан – сұйық
алифатты көмірсутек (“реахим” россия) [32].
Салицил қышқылы, пирокатехин, фталел қышқылы – фенантрен ыдырауының
аралық өнімі болып табылады (“реахим” россия).
Дифенил (бифенил). - бензол ядроларымен жалғасқан 2-ядролы ароматты
көмірсутек. Химиялық формуласы – с6н5с6н5. Молекулалық массасы – 154,20
(“sigma” россия).
1,3 диметилнафталин - бензол ядроларымен жалғасқан 2-ядролы ароматты
көмірсутек. Хмиялық формуласы – с10н6(сн3)2. Молекулалық массасы – 149,12.
түссіз кристалдар (“реахим” россия) [33].
Нафталин - бензол ядроларымен жалғасқан 2-ядролы ароматты көмірсутек.
Химиялық формуласы – с10н8. Молекулалық массасы – 128,2. Өзіне тән исі бар,
түссіз кристалдар. уытты, ауадағы 20 гм3 (“реахим” россия).
Антрацен - бензол ядроларымен жалғасқан, 3-ядролы ароматты көмірсутек.
Химиялық формуласы - с14н10. Молекулалық массасы – 178,24. түссіз немесе
көгілдір, көгілдір-күлгін флуоресценциялы сары кристаллдар (“sigma”
россия).
Фенантрен - бензол ядроларымен жалғасқан 3-ядролы ароматты көмірсутек.
Химиялық формуласы - с14н10. Молекулалық массасы – 178,24. Кристаллдар,
антраценнің изомері (“sigma” россия) [34].
Дибензофуран (дифениленоксид) - фуран сақинасы бар 2 бензол
сақиналарымен жалғасқан ароматты қосылыс. Фуранның гетероциклді өнімі. Бес
мүшелі сақинасында оттегінің атомы бар. Химиялық формуласы – с12н8о.
Молекулалық массасы 168,2 (“sigma” рссия).
Карбозол (дибензопиррол, дифениламин) - 2 бензол сақиналарымен жалғасқан
пиррол сақиналары бар гетероциклді ароматты қосылыс. 5-мүшелік сақинасында
азот атомы бар. химиялық формуласы - с12н8nh. Молекулалық массасы – 167,2.
Дифенилалланин айналымында, фиотизинді cu әсерімен күкіртсіздендіру кезінде
алынады (“sigma” россия) [35].
Культуралардың мұнай тотықтыру белсенділігін анықтау. Зерттеліп отырған
культуралардың жоғарғы концентрациялы шикі мұнайда өсу қабілеті, 100 мл
минеральды сұйық қоректік ортасы бар шайқағышқа арналған колбаларға бір
күндік культураларды енгізу арқылы анықталды. Көміртегінің жалғыз көзі және
энергия ретінде Теңіз мұнай қосылды.
Көмірсутек тотықтырғыш қаблеттілігін сандық көрсеткішін сұйық минералды
ортада мұнайдың қалған мөлшері және мұнай өнімдерін гривиметриялық әдісімен
10 тәулік культивирлеу арқылы жүргізілді. Культураның сұйықтықтан мұнай
және мұнай өнімінің қалдықтары хлороформмен бөлгіш воронкада
экстракциалайды (50мл орта 15ил хлороформ) Хлороформды бөліп бөліп колбаны
шая отырып қосады. Хлороформды экстракты роторлы булағышқа 3 сағат бойы
булайды. Алынған нәтижені боксқа орналастыра ваккумды шкафта тұрақты
салмаққа жеткенше кептіріп Adventurer (USA) маркалы электронды таразыда
тартады. Мұнай және мұнай өнімдерін қолдану мөлшерін мына формула бойынша
анықтайды [36].
A = (a1 – a2) a1 * 100%
A – қолданылған мұнай мөлшері %
a1- енгізілген мұнай мөлшері
a2- қалған мұнай мөлшері
Ашытқылардың полициклді ароматты көмірсутектерде өсу сипатын зерттеу.
Ашытқылардың мұнайдың жеке көмірсутектерінде өсу қабілетін анықтау үшін
оларды әртүрлі қатты көмірсутектер: антрацен, фенантрен, карбазол,
дибензофурен, салицил қышқылы, дифенил, диметилнафталин, нафталин, сонымен
бірге бірқатар сұйық ароматты көмірсутектер о-ксилол, бензол, толуол, октан
қосылған минеральді тығыз қоректік ортасында өсіру арқылы анықтадық.
Мұнайдың жеке қатты көмірсутектерін 0,5 мгл мөлшерінде қоректік ортаға
қостық. Ал, микроорганизмдерді сұйық ароматты көмірсутектерде өсіру үшін,
Петри табақшасының бетіне залалсыздандырылған сүзгі қағазын салып, оның
бетіне қажетті көмірсутектерді 3 мл тамызамыз. Бақылау ретінде ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
КІРІСПЕ 3
1 ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ 5
1.1 Мұнай тотықтырушы ашытқылардың түрлері және олардың таралуы 5
1.2 Мұнайды ыдыратушы штамдарды қолдану тиімділігі 10
1.3 Мұнаймен ластанған топырақты тазалауда биопрепараттарды қолдану 12
2 ЗЕРТТЕУ ӘДІСТЕРІ МЕН МАТЕРИАЛДАР 14
2.1 Зерттеу нысандары 14
2.2 Қоректік орталар 14
2.3 Мұнай көмірсутектері 14
3 ЗЕРТТЕУ НӘТИЖЕЛЕРІ ЖӘНЕ ТАЛДАУ 16
3.1 Ашытқы штамадарының мұнай тотықтыру белсенділігін анықтау 16
3.2 Ашытқылардың мұнай көмірсутектерінде өсуі 22
ҚОРЫТЫНДЫ 25
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 26
Кіріспе
Мұнай - күрделі қосылыстардан тұрады, алкандар (парафиндер немесе
ациклді қаныққан көмірсутектер), цикландар (нафтендер) және арендер
(ароматикалық көмірсутектер) әр түрлі молекулалы салмақтағы, сонымен қатар
оттекті, күкіртті және азотты көмірсутектер. Мұнай мен мұнай өнімдері ең
үлкен деңгейдегі қоршаған ортаны ластаушылар болып саналады. Қазіргі мұнай
өндірісінің қарқындылығына байланысты жылына 50 миллион тоннаға жақын мұнай
мен мұнай өнімдері қоршаған ортаға түсіп, оны ластайды. Сондықтан,
экожүйенің көп мөлшерде мұнай және мұнай өнімдерімен ластануы әлемдік
деңгейдегі проблемалардың бірі болып отыр. Ал ластанған ортаның қайта
құрылу процесі зерттеушілердің айтуы бойынша 10-25 жылдан көп уақыт жүреді
яғни, кең ауқымда ластанған табиғи экожүйелердің өздігінен қайта қалпына
келуі өте ұзақ уақытқа созылатын процесс [1].
Табиғатта мұнай ластануынан тазарту табиғи көмірсутегін тотықтырушы
микроорганизмдер арқылы іске асырылады. Ластанған экожүйені тазалаудың ең
негізгі, дұрыс жолы - микробиологиялық жол болып есептелінеді.
Микробиологиялық әдістер негізінде деструктор микроорганизмдерінің
ферменттік белсенділігіне сүйене отырып жасалынады. Өйткені, олар мұнайдағы
көмірсутегін энергия көзі ретінде және де көміртегінің көзі ретінде
пайдаланады. Осы бағыттағы жұмыстар мен ізденістердің барысында белсенді
түрде көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдер, түрлі ашытқы культуралары
бөлініп алынады, осының нәтижесінде жаңа препаратар мұнаймен ластанған
орталар (суды, топырақты) тазарту үшін қолданылады.
Мұнайды қазу және өндіру кезінде топырақ қабаты мен әртүрлі табиғи
экожүйелер ластанады. Сонымен қатар, аталған мәселе ауыр техникалармен
мұнай және мұнай өнімдерін тасымалдауда, қажетті іс-шараларды бұзу
салдарынан да болып отырады. Топырақтың кез-келген мұнай өнімдерімен және
олардың құрамындағы көмірсутектік заттармен ластануы биологиялық
қауымдастықтардың тіршілік ету ортасына кері әсерін тигізеді [2].
Қоршаған ортаға төгілген мұнай экологиялық қауіпті зат болып
есептелінеді (жерге, суға). Бастапқы бүкіл өмірлік процестердің өтуіне
өзгерістер енгізеді яғни, жердің мұнаймен ластануына және судың тыныс алу
белсенділігін төмендетеді және микробты өздігінен тазалануын белгілі бір
жеке микроорганизмдер тобының қатынасын өзгертеді, азотфикация,
нитрификация процестерін күйзелтіп, целлюлозаны бүлдіреді, тамыр
қалыптасуын және өсімдіктердің органикалық қалдықтарын азайтады.
Мысалы, мұнай өнімі төгілген жерге (қоңыр дақ) көптеген жылдар бойы шөп
өспейді. Мұнай және мұнай өнімдері табиғи жағдайда көптеген жылдар бойы
толығымен ыдырайды, осы уақыт ішінде табиғатқа көптеген зиян келеді [3].
1. ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ
1. Мұнай тотықтырушы ашытқылардың түрлері және олардың таралуы
Ашытқы организмдерінің табиғатта кең таралғандығы ертеден белгілі.
Негізгі көптеген мөлшері топырақтан таралған біраз бөлігі өзен және теңіз
суларынан табылған [4].
Ашытқылар өсімдіктің тамырының, жапырағының ,тұқымының, гүлінің,
ұрығының микрофлораларының құрамынан үнемі кездесіп отырады.
Ашытқыларға деген қызығушылықтың пайда болуынан бастап, өз еліміздің
және шет елдердің зерттеушілері әр түрлі табиғи жағдайдағы культуралардың
көмірсуды пайдалану мүмкіндігіне кең көлемде зерттеу жұмыстарын жүргізе
бастады. Бірінші орында олардың назары әр түрлі микроорганизмдердің
сарқылмайтын қайнар көзі болып табылатын топыраққа ауды. Логикалық
ойлаудың негізінде топырақтағы мұнай өнімдерінде көмірсутегін пайдаланушы
ашытқылар бар болуы мүмкін деп Гатель болжам жасады, яғни ол топырақтың
мұнаймен және мұнай өнімдерімен ластанған аймақтарына жүргізген
өңдеулерінен кейін осындай болжам жасады. Бұл эксперименттің нәтижесі
топырақтағы көмірсуды тұтынушы микроорганизмдердің санының өскендігін
көрсетеді [5].
Шетелдік зерттеушілер табиғи микрофлораның құрамында үнемі көмірсуларды
пайдалануға қабілетті ашытқы организмдерінің үнемі кездесіп отыратындығын
ашып көрсетті. Бұл организмдердің көп мөлшерін, бензин колонкалары жақын
аймақтардағы мұнай өндірілетін аудандардың топырағынан бөлініп алынды.
Бұдан да басқа бұл микроорганизмдер мұнай бұрғыларынан, мұнай өнімдерінде,
мұнайды сақтауға арналған резервуарларда, мұнай тазартушы белсенді тұнба
өндірістерінде болатыны анықталынды [6].
Ашытқылар далалық және бақшалық топырақтарда, таулы жердің топырағынан
сонымен бірге өзендердің және көлдердің суларынан, өсімдіктерден және
ұрықтарынан, күйіс қайыратын малдардың қарындарынан бөлініп алынған. Такеда
және тағы да басқалардың анықтамалары бойынша көмірсутегін пайдаланушы
ашытқылар, кейбір көмірсутегі жоқ топырақтарда мұнаймен ластанған үлгілерге
қарағанда біршама көбірек кездеседі [7].
Cryptococcaceae ашытқы туысының (Лодер және Креген ван Рий 12
систематикалық жүйесі бойынша) әсіресе ашытқы туысы Candida көмірсутектерді
біршама кең көлемде пайдаланатындығы аспорогенді ашытқы ортасында
анықталынды. Ашытқылардан бөлініп алынған Candida туысы толық
зерттелінген, олардың саны мыңдап саналады. Айта кететін болсақ, табиғатта
өте жиі кездесетін түрлері: C.tropicalis, C.guilliermondii, C.lipolytica,
C.robusta, C.pelliculosa, C.scottii, C.rugosa [8].
Candida туысынанда басқа көмірсутегін пайдаланушы ашытқылар да
анықталынды, олар: Torulopsis туысы және Rhodotorula. Олардың да
көптеген түрлері анықталынды, олар: T.сolliculosa, T.dattila, T.famata,
T.sace, Rh.aurantiaca, Rh.glutinis, Rh.gracilis. Cryptococcaceae
тұқымдасының көмірсутектерде өсе алатын бірнеше штамдары табылды (1 кесте).
Кесте 1
Әр түрлі жағдайдағы елді мекендерден бөлініп алынған көмірсуларды
пайдаланушы ашытқылар
Алыну жағдайы Зерттелініп Бөліну алдындағы Бөлініп алынған
отырған үлгінің көміртек көзі штамдар саны
саны
Топырақ: 1 Керосин 5
Далалық 1 Мұнай 6
Бақшалық жемістер 4 Керосин 13
4 Мұнай 11
Мұнай қосылған 12 Керосин 65
12 Мұнай 45
Ашытқы тозаңы 5 Керосин 12
5 Мұнай 18
жемістер 8 Керосин 8
Бірнеше жұмыстардың нәтижесінде бұл тұқымдастың Trichosporon және жеке
штам туысы Brettanomyces және Cryptococcus ашытқы туыстары белгіленді.
Ашытқы туысы Kloeckera және Sporobolomyces және де бірнеше зерттемелік
штамдар Pitisporum, Trigonopsis көмірсутекті ортасында әлсіз өсті [9].
Қазіргі уақытта табиғаттан жиналған тәжірибелі материалдар қоры
бактериялардың, саңырауқұлақ зең саңырауқұлақтарының зат алмасуы туралы
көптеп жиналған. Бұл ағзалар амин қышқылдарын кетоглутар қышқылын,
пирожүзім қышқылын және басқа органикалық қышқылдарды дәрумендерді және
антибиотиктерді мұнай көмірсутектерінен синтездеуге қабілетті.
Көмірсутек тотықтырушы ашытқылардың қышқылдарды биосинтездеуі туралы
зерттеулер аз. Ашытқылардың көмірсутекті тотықтыра отырып, органикалық
қышқылдарды алуы бірнеше авторлық дәлелдемелермен айтылып кеткен [10].
АҚШ патентінде гидроксилизацияланған май қышқылдарын ашытқы Torulopsis
гексадекан мен оксадекан бар ортада өсіріп алуға болатын тәсіл ұсынылған.
Финогенова басқа авторлармен бірге Candida туысына жататын бірнеше топ
ашытқы штамын анықтаған. Олар минералды ортада көмірсутекпен бірге В1
(тиамин ) дәруменінің қосылуынсыз аздаған биомасса құрып 32,5 - 92,5% a-
кетоглутарат және пирожүзім қышқылын жинайды. Тиаминді қосу бмомассаның
шығуына және ортада органикалық қышқылдар жиналуының қысқаруына әкеледі.
Харис және басқалардың тәжірибесінде Manilia murmaniae ашытқысын өлшегенде
ортада май қышқылдары және антибиотиктер, ал Brettanomyces-ке жақын
ашытқылар дамуында басқа органикалық қышқылдар алынған [11].
Француздың патентінде жоғары құрамды рибонуклеин қышқылы бар
ашытқыларды алу тәсілі сипатталған. Тиазин, акридин көмегімен авторлар
көмірсутекті ортада бояғыштарға төзімді ашытқы мутанттарын C.tropicalis
және C.lipolytica алынған; C4 тен C21 дейінгі мутанттардан көп мөлшерде
рибонуклеин қышқылы алынған. Соңғы уақыттағы кең таралған тәсіл ашытқы
ағзаларын көмірсутекті ортада өсіру. Негізгі жұмыс бағыты СССР-де және
басқа елдерде (Франция, Англия) белокты жемді заттарды өндірістік алу болып
табылады. Өзіміздің елдің мамандарының зерттеуі елде өндірістік белокты,
дәруменді концентратты, тазаланған сұйық парафинді мұнай негізінде өндіру
болып табылады [12].
Ашытқылардың бағалы қасиеттерінің бірі тек тіке көміртек атомды тізбегі
көмірсутекте ғана даму емес, сонымен қатар тазаланбаған мұнай
фракцияларында даму болып табылады. Құрамында әр түрлі көптеген
көмірсутектері бар мұнай өнімдерінде өскен ашытқылар бұл ортадан қалыпты
құрылымды көмірсутектерді алады, ал қалған көмірсутектерді –изопарафинді
нафтинді және ароматтық қолданбайды. Көптеген зерттеулер бойынша
ашытқыларды мұнай фракцияларында өсіру арқылы н-парафиндерді толық қолдануы
мүмкіндігі туады, соның салдарынан мұнай фракцияларының қату температурасы
төмендейді. Соның нәтижесінде микро ағзаларды мұнай фракцияларында белокты
өнімдерді ғана алмай, мұнай өнімінің сапасын жақсартуға болады [13].
СССР тәжірибе орталықтарында белсенді көмірсулар тұтынушы ашытқы
дақылдары бағалы өндірістік қасиеттері мен алынуы және түрлі көмірсутектегі
субстраттарды өндірістік жолмен белокты концентратпен төмен суыйтын мұнай
фракциясын алу мақсатында зерттелген. Таусон, Юста, Имелика т.б зерттеуі
бойынша көмірсутектерде өсетін ашытқылардың энергия көзі мұнай парафині,
синтетикалық парафин немесе мұнай болатыны анықталған[14].
Ары қарай Штурм және Розанова ашытқылардың түрлі фракциялы құрамды
мұнай өнімдерінде өсетіні анықталынған (лигроин, керосин, майлы дистиллят)
сонымен қатар, озокерит құрамды парафиндері де зерттелген. Шампанья, Верне,
Лене және Филозя ашытқыларды тазаланбаған мұнай фракцияларында өсірген
[15].
Кейінгі жылдардың жұмыстары ашытқылардың түрлі мұнай өнімдерінде
өсетіні анықталды. Көптеген ашытқылар тазаланған сұйық мұнай парафинінде
дизельді отында жіпшелі дестиллятта, керосинде өседі. Белокты заттар
биосинтезіне мұнайлы шикізатты таңдау ашытқы ағзаларының ферментативті
мүмкіндіктеріне қарай таңдалады. Жоғарыда айтылғандай ашытқылар белсенді
түрде н-парафиндерде дамиды, мұндағы көміртек атомдары 10-нан 24 атомға
дейін болады. Әртүрлі елдерде жүргізілген әртүрлі мұнайдан әртүрлі тәсілмен
алынған парафинді қоспаларды бағалауда олардың ашытқыларды өндірістік
мақсатта өсіруде қолданысының маңызы анықталынған. H-парафиндер биомасса
жиналуының негізгі көрсеткіші болғандықтан, н-парафиндерді зерттеу ең басты
орынға қойылады. Бұл н-парафиндер мұнайдың сұйық парафиніне, мұнай
фракцияларына кіреді. Мұнайдың әр түрлі фракциялары субстрат ретінде
ашытқылар дамуында біртекті рөл атқармайды. Оны Такеда басқалар өз
мәліметтерінде келтіреді (2 кесте).
Кесте 2
Мұнайдың әртүрлі фракциялары
Фракцияның қайнау температурасы, Биомасса коцентрациясы, мг
градусы құрғақ ашытқы 1 дка фракциясы
150-170 278
170-200 392
200-210 548
220-240 636
240-250 1198
250-290 1408
290-320 1445
320-350 1478
350-360 1496
Мәліметтерден көріп тұрғандай субстратқа тиімді ашытқы дақылдары 250-
360 шегінде қайнайтын дақылдар болып табылады. Биосинтезге шикізат ретінде
мұнай өнімдерін таңдауда оның микроорганизмдер өсуіне әсер ететін
құрамындағы қосылыстарын зерттеу қажет, мысалы ароматтық, изопарафинді,
нафтенді көмірсутектер [16].
Бір уақытта белокты биомассасын және мұнай өнімдерін төмен қату
температурасында мұнай фракциясын алу, бұлар кең температуралы шекте (150-
450) және тар шекте іске асады, құрамында 3 тен 4,5% н-парафиндер бар,
атомдар саны 10 нан кем емес. Бұлар керосин, газойль, ауыр және жеңіл
майлау майлары, жіпшелі мұнай дистиляттары, 240-360 °С температурада
қайнайтын және 200-360 °С температурада қайнайтын орталар.
Белокты заттарды синтездеуге арналған көмірсулы субстраттар түрлі
көмірсутекті құрамы мен ерекшеленеді. Бұл белсенді штамдарды сұрыптауды
қажет етеді [17].
Ашытқылар дақылына, көмірсутекті субстратта өсіруімен қатар бірқатар
талаптар қойылады. Дақылдың белок, дәрумен, липидтер және бірқатар
заттарды өндірумен қатар оның толық түрде н-парафиндерді тұтынуы немесе
мұнай фракцияларынан жоғары экономиялық коэффициентте қолдану мен
депарафиндеуші мұнай өнімдерін төмендету температурасында тұтыну жатады.
Сұйық парафиндерге қарағанда мұнай фракциясы микроағзаларға күрделі
субстрат болып табылады, себебі қалыпты құрылымды парафиндермен қатар,
изопарафиндер, ароматтық қосылыстар, нафтенді көмірсутектер болады.
Кейбіреулері микроағзаларға қолайсыз жағдай туғызады. Соған байланысты
Комагаттың, Шеда және Бостың мәліметтері назар аударады, яғни барлық
н-парафинда өсетін штамдар дами бермейді, мысалы, керосинде. Авторлардың
ойынша микроағзаларға кері әсер ететін керосин компоненттері. Бірақ
ашытқылардың ішінде де мұнай фракцияларында өскенімен практикалық мақсатқа
сай жылдамдықпен өсе алмайды. Иерусалимский және басқалардың мәліметтерін
келтірейік, мұнда тазартылған парафин мен дизельді отында микроағзалардың
өсу сипаты келтірілген [18].
Көптеген зерттеулер нәтижесінде тазартылған сұйық парафиндерде де,
мұнай фракцияларындада өсуге бейім ашытқылар Candida және Torulopsis
туысына жатады.
Шыгаева М.Х., Мукашева Т.Д. зерттеулерінде сұйық парафинде және мұнай
фракцияларында өсетін ашытқылар жеңіл қорытылатын түзу тізбекті көміртегі
атомдары көмірсутектерді қолданады. Бұдан шығатын мәлімет қызықтылығы –
биомасса түзілуінің заңдылығы және клеткалық қоспадан түрлі көмірсутектерді
пайдалануы. Алынған мәліметтердегідей, ашытқыларды үздіксіз сұйық парафинде
және түрлі мұнай фракцияларында өсіргенде н-алкандардан алғандай жоғары
биомасса шығарылуын күтуге болады [19]. Мұнай фракциясында 70-100% н-
парафин және 85-103% н-парафин салмағынан сұйық парафинде. Көмірсутекті
субстратта үздіксіз ашытқыларды өсіру бірқатар функция талабы болып
саналады, соның ішінде технологиялық: біз тек оның дақылдық жеке
қасиеттеріне тоқталады (3 кесте).
Кесте 3
Ашытқылардың көмірсутектерде өсуі
Зерттелген штамдар саны өсу жылдамдығы м, 4-1
Тазартылған парафинде Дизельді отында
Candida туысты ашытқы
4 0,04-0,07 0,01-0,04
31 0,08-0,15 0,02-0,1
15 0,16-0,18 0,02-0,1
Torulopsis туысты ашытқы
3 0,04-0,05 0,04-0,05
3 0,08-0,10 0,06-0,08
3 0,17-0,020 0,04-0,09
Крючкова мен серіктестері ұсынған зерттеулерде мұнай парафиндерінде
өсетін штамдар әртүрлі биомасса шығынын береді. Осындай нәтижеге Жданникова
т.б. ашытқыларды дизельді отында өсіргенде келген. Ашытқылардың мұнай
фракцияларынан н-алкандарды пайдалану кинетикасын Миллер және Джонсон,
Достален, Шунн және т.б зерттеген. Ал н- алкан қоспасынан Харатян, Витт,
Романовский, Беликов, Танака және Фукуи зерттеген. Ашытқыларды газойльде
өсіруде Миллер және Джонсон, Досталек, Мунк және т.б көміртекті тізбекті
ұзындықты алкендер ассимиляциясының жылдамдығы біртексіз деген қорытындыға
келген. Ашытқылардың C.lipolytica н-алкандарды қолдану жылдамдығы
Досталек, Мунк т.б анықтағандай көміртек тізбегі ұзарған сайын қысқарады н-
алкан С10-С14, С15-С17 алканға қарағанда жоғары жылдамдықпен қолданылады;
С18-С25 алкандары алдындағы топқа қарағанда газойлден жоғары жылдамдықпен
жоғалады. Бұл мәліметтер Харатьян т.б., Такака және Фукуи ұсынған
мәліметтермен сәйкес келеді [20].
Н-алкандардың қолдану жылдамдығы туралы басқа пікірді Миллер және
Джонсон ұсынды. Олардың ойынша C.lipolytica және C.intermedia ашытқылары
н –парафиндерді додеканнан (C12) бастап дотриакоктанға (C32) дейін
қолдануда жоғарғы молекулалы н-алкандарды нонадеканнан (C19) бастап
тетракозанға (C42) дейін жоғары жылдамдықпен тұтынған. Бірақ бұл тұжырым
барлық фракцияларға сәйкес емес. Егер тәжірибе басында болған және
тұтынылған н- алкандарды салыстырар болсақ, 4 фракцияның 2-інде C12-ден
C14дейін көмірсутектер саны бірдей тұтынылғанын көруге болады; бұл топта
алынған нәтижелер пентанозин (C25) гептакозаннан (C27) қатты ерекшеленеді.
Сондықтан Миллер мен Джонсонның жоғарыда келтірген мәліметтеріне толық
тұжырымдама беруге болмайды [21].
Досталек, Мунк жұмыстары көрсетуінше қоспадан н-алкандардың тұтынылуы
көмірсутектердің жеке топтарының абсолютті концентрациясына байланысты;
газойлдегі алкандардың қатынасына депарафинизациясының нәтижесі тәуелді,
себебі мұнай өнімінің төмен температурада суына жоғары молекулалы салмақты
алкандардың қолданылуының маңызы бар.
Микроорганизмдерді таңдаудың маңызы, себебі, қандай да
бір алкандарды әр түрлі дақылдардың қолдану дәрежесі біркелкі емес.
Дизельді отынның микроорганизмдермен депарафинациясы сонымен бірге белокты
биомассасын алу үшін көмірсутектерді кең спектрде пайдаланатын
микроорганизмдер штамын таңдау қажет. Бұл бағыттағы жұмыстар негізінен
сәйкес қасиеті бар монодақылдарды сұрыптау жолымен жүреді. Кейбір
зерттеулер бойынша көмірсутектерді қолдану спектрін кеңейту үшін ашытқы
штамы бар аралас дақыл қолдануды ұсынады [20].
1.2 Мұнайды ыдыратушы штамдарды қолдану тиімділігі
Зерттеу үшін топырақты контейнерлерді қолданды. Тәжірибе барысында
контейнерлердің әр вариантына (В-1, В-2) 2 %-ке дейін мұнай құяды. Содан
кейін топырақтың В-1 вариантын мұнайды пайдаланушы ашытқының NF 5-1
штаммының 1 х 10 клсм концентрациясына дейінгі суспензиямен толықтырды.
Үшінші бақылаушы вариант (К) контейнеріне мұнайсыз топырақ пен
биодеструктор салды. Барлық тәжірибе варианттары мен бақылаушыны бөлме
температурасында және 50-60 % ылғалдылықта 25 күнге қалдырды, содан кейін
осыларға қияр мен бұршақ тұқымын еккен. Тәжірибе 3 бөліммен жүргізілді және
өніп шығуы үшін 2 ай көлемінде бақыланды [21].
Құрамында мұнай араласқан топыраққа егілген тұқым өсімін алдын - ала
Yarronia lipolytica NF 5-1 клетка штаммының суспензиясына қайта өңдегенде
(В-1) және бақылаушы тұқым вариантында (К) 98 және 100 % шамасында
барлығы бірдей жоғары болды. Биодеструктор енгізілмеген құрамында мүнай бар
топырақта өсімдік тұқымының өсімі 20 % шамасында болды, көптеген өсімнің
жартысы 10-12 күннен кейін өліп қалған. Қалған өсімдіктер нашар болған.
Олардың бойлары төмен, гүлдену стадиясы байқалмаған. В-1 вариантында
бақылаушы өсімдіктен гүлдену стадиясы біртіндеп қалыптаса бастады.
Тәжірибелік өсімдік Yarronia lipolytica NF 5-(В-1) клетка штамының
суспензиясымен алдын - ала өңделген бақылау топырағындағы өсімнен артта
қалды. Осының негізінде тиімді өңдеу жүргізілмеген топыраққа қарағанда
анағұрлым өсімдік өсімі үшін тиімді деп айта аламыз [22].
Зерттеулер барысында мұнайлы 8Е ортасында жақсы өсе алатын табиғи
Сибири субстратынан 100-ден аса мезофильді және психротолерантты штамдар
бөлініп алынды.
Оларға мұнай тотықтыру жағдайында іріктеу жүргізіп, 4-6 және 22-24
градус аралығында инкубациялады. Алынған штамдар – Yarronia, Artrobacter,
Bacillus, Pseudomonas, Rhodococcus, Mycobacterium, Actinomyas, Nocardia
және тағы басқа туыс өкілдеріне ұқсас мұнай деструкторлар болды. Штамдар әр
түрлі жағдайда әр түрлі эффективтілікпен мұнайды пайдалану мүмкіндігін
арттырды. Штам коллекциясының ерекше айтарлықтай жағдайы өсу қабілеттілігі
мен мұнай өнімдерін төмен температутада ыдыратуы болып табылады. Осы
штамдармен қатар әр түрлі мұнай кен орындарына NF5-1 ашытқы штаммын
тексеріп көрді. Бұл штаммның анықталынып отырған мұнай үлгілерін түгел
пайдаланғандығы және белсенді эмульгирлегендігі анықталынды [23].
Microlog жүйесінің (“Biolog”, США) және ДНК секвенирлеу анализінің
нәтижесінде NC B1 Вlast келісімінің көмегімен NF5-1 ашытқы штамы Yarronia
lipolytica түрі екендігі анықталынды.
Зерттеу нәтижелері көрсеткендей Pseudomonas sp. KL-1 және Yarronia
lipolytica NF5-1 мұнай ыдыратушы штамдарын бірге қолдану - жоғарғы
биоэмульгирлеуші және мұнай тотықтырушы белсенділікке, қоршаған ортаның
қолайсыз жағдайларына тұрақтылық қасиетіне ие.
Сонымен, жүргізілген жұмыстар нәтижесінде әр түрлі мұнай кен
орындарының үлгілерін тазалауда, деструкторлар коллекциясының штамдары
жоғарғы дәрежеде бағаланылды. Биотехнологиялық өндіріс үшін өте тиімді
біршама эффективті көмірсутек тотықтырушы Pseudomonas sp. KL-1, Yarronia
lipolytica NF5-1 Candida sp. Nb-2, Arthrobacter sp. Ja 285p және
Arthrobacter sp. Ja 269p және басқа да культуралар табылды. Бұл штаммдар да
психротолерантты және тұзға тұрақты (5-10 %-ке дейін NaCl). Бұл оларды
төменгі температурада табиғи тұзды субстраттарға қолдануға болады деп
айтуға мүмкіндік береді [24].
1.3 Мұнаймен ластанған топырақты тазалауда биопрепараттарды қолдану
Соңғы жылдардағы мұнаймен ластанған аудандардан алынған топыраққа
жүргізілген ғылыми жұмыстардың нәтижелеріне қарайтын болсақ, осы негізде
қолданылып отырған физикалық және химиялық әдістер ол топырақтың
құнарлылығын толық қалпына келтіре алмайды екен. Сондықтанда қазіргі
кезеңде мұнаймен ластанған топырақты тазалау технологиясына, негізгі
көміртегі тотықтырушы микроорганизмдер қолданылатын биоремедиация әдісіне
көп көңіл бөлуде [25].
Зерттеу жұмыстарын лабораториялық және далалық жағдайда орманның сұр
түсті ауыр сазды топырағын жасанды жағдайда ластандырылған төмендік
товарлық, тұзсыздандырылған, құрғатылған мұнайдың әртүрлі концентрациясымен
жүргізген.
Ластанған уақыттан бір апта өткен соң, зерттеліп отырған топырақтың бір
бөлігін - Бациспецин биопрепаратымен өңдеді, екіншісін - Деворойл
биопрепаратымен, ал үшіншісін өңделмеген қалпында қалдырды. Нәтиже таза
топырақ алынды.
Деворойл препаратының құрамына көміртегі тотықтырушы бактерия туысы
Pseudomonas, Rhodococcus және ашытқы туысы Yarroniaның бір түрі кіреді. Ең
негізгі Бациспецин препаратының құрамына ластанған топырақтың улылығын
төмендететін қабілеті бар және басқа микроорганизмдердің ыдырауы үшін мұнай
көмірсутегінің тиімділігін жоғарылататын бактерия тұқымдасы Bacillus
штаммы құрайды [26].
Биодеструктор-препараты микробты- ферментті Микрозим (tm) “ПЕТРО ТРИТ”
(санитарлы эпидемологиялық қорытынды № 77. 99. 02. 515. Д001102. .03. 05
ден 11. 03. 2005) мүнай көмірсутектерінің табиғи биологиялық деструкторы
болып табылады, ол мұнайды ластанудан топырақ пен суды экологиялық
залалсыздануға негізделген. Препараттың белсенді компоненттері болып
көмірсутектотықтырушы микроорганизмдер штаммы болып табылады. Олардың
концентрациясы 40¹¹-не тең.
Колония құраушы бірліктер (4x10¹² КТБгр) 1 грамм - препаратта
көмірсутек ыдыратушы табиғи микробты ферменттер - минералды азот, калий,
фосфор тұздары, ол көмірсутектотықтырушы микроорганизмдердің қолайлы
қатынасында, бұл табиғи био-сурфактант, экологиялық таза табиғи қорлы
тасушы. Биопрепараттық биоценозы микрофлораның 5 бөлімімен берілген, олар
Ресей топырағында тұрақты кездеседі. Бұлар табиғи токсикалық емес,
патогенсіз, генетикалық өзгермеген, сұрыптаулы жақсартылған, сапрофитті
аэробты және анаэробты факультативті микроорганизмдер [27].
Препарат биоценозы құрғақ спора ретінде анабиоз жағдайында экологиялық
қорлы ортасында сақталған. Биопрепарат сыртқы көрінісінде біртекті құрғақ
сарыдан қоңыр-сары түске дейін, иісі - тыңайтылған топырақ иісіндей.
Мұнай көмірсутектерін микробиологиялық қорыту критериясынан қарағанда
биопрепаратпен өңдеудің алғашқы 14-30 тәулігінде мұнайлы ластаушылардың 50%
массасы қорытылса, 30 - 60 тәулікте - 85%, 60 - 90 тәулікте - 98%
пайдаланылған.
Биопрепарат “ПЕТРО ТРИТ”- су бетіндегі жұқа мұнай және бензинді қабатты
бірден жоюға арналған. Бұл үшін жылы (+20 +30 градус) сулы ерітіндінің
препаратын қабат бетіне себеді. Терең жабық не әлсіз ағатын су қоймаларды,
түбіндегі шөгіндіні тазалау үшін 5-20 грамды шаршы метр суға қосып
қолданады, Сан Пин 2.1.5-9800 талаптарын іске асырады. Беттік суларды
қорғау сатылы түрде 1 жыл мезгілде жүргізіледі [28].
Бақылаушы табиғат қорғаушы ұйымның жүргізген жұмыстары мен нәтижелеріне
келер болсақ, 2002ж. “Эколайн” Санк-Петербургтегі мазутсақтаушы ААҚ “ЦКТИ”
территориясынан алынған мазутпен ластанған топырақта тазарту жұмыстарын
жүргізді. Мазут тасымалындағы көпжылдық технологияның әсерінен, мазуттың
тамшылап төгілуінен топырақтың беткі қабаты жоғарғы дәрежеде ластанған.
Ластанған территория 635 кв.м көлемді қамтыған, ластану дәрежесі – 30 - 45
гкг. Территорияны бастапқы қалпына келтіру үшін көптеген жұмыстар
жүргізілді және таза жаңа топырақ алу үшін, топырақтың ластанудан
тазартылуы үшін басқа да іс-шаралар жасалынды. Сонымен бірге “Эколайн”
территорияны мұнай ыдыратушы биопрепаратпен өңдеген кезде, 2 айдан кейін
топырақтағы мазуттың дәрежесі 80 - 90% - ке дейін төмендегені белгілі
болды. Бұл жасалынған жұмыстардың негізгі ерекшелігі қиын ыдырайтын заттар
мен ауыр көмірсутектердің эффективті тазалануы болды. Мазутты дақтар мен
мұнай өнімдерінің иісі жоғалып, топырақ жаңарған [29].
Мазутпен ластанған өнеркәсіп алаңына өңдеуден кейін қысқа шыдамды
өсімдіктерді отырғызғанда, күтім көрген, көгалдандырылған бақшаның
түріне келген. Бақылаушы табиғат қорғаушы ұйымның жүргізген жұмыстарының
негізінде, ластанудан тазартылған таза топырақ алып, жоғарғы нәтижеге қол
жеткізі. 2003 ж. ААҚ “ЦКТИ” 2000 м² болатын алаңға осындай жұмыстар
жүргізуге келісімге қол қойды. Екінші объект – Криши станциясының Октябрлық
темір жолындағы, мұнай өнімдерімен ластанған теміржол желісінің жанынан
қазылған дренажды ор болды. Оның үстіңгі бетіндегі мұнай өнімдерінің қабаты
60 см-ге дейін жеткен. Лас сулардың және мұнай өнімдерінің ми батпақ болып
жиналуынан ол жердің экосистемасына үлкен зиян келген “Эколайн” ортдағы
суға төгілген мұнай қалдықтарын төмендететін 50,3 мгл-ден 0,16 мгл-ге
дейінгі биофильтрлерді ойлап тапты [30].
2. ЗЕРТТЕУ ӘДІСТЕРІ МЕН МАТЕРИАЛДАРЫ
Зерттеу объектісі: Бұл жұмыста мұнаймен ластанған топырағынан бөлініп
алынған ашытқы штамдары. Бұл ашытқылар мына туысқа жатқызылады:
Trichosporon terrestre СМ7
Trichosporon finnicum 7CКР
Trichosporon capitatum 7СА
Топырақ. Теңіз кен орнынан алынған, түрі құмдауыт саз аралас топырақ.
2.1 Қоректік орталар
Сабуро қоректік ортасы – стандартты дайын қоректік орта, ұнтақ күйінде
шығарылады (HIMEDIA). 0,5 атмосферада 30 минут залалсыздандырады, рН
– 7,2 .
Минералды (Ворошилова Диана) қоректік ортасы - КН2РО4 – 1,0 гл, MgSO4
- 0,2 гл, N2NPO4 – 1,0 гл, NH4NO3 – 1,0 гл, CaCl2 – 0,02 гл, FeSO4 -
1,0 гл , Глюкоза – 1,0 гл
1 атмосферада 30 минут залалсыздайды.
Химиялық қоспалар:
Теңіз мұнайы - жеңіл (тығыздығы 817,0 кгм^3),күкірті аз(күкірті 0,3 %),
парафині аз (парафині 2,2 %), аз мөлшерде күкірт қышқылды шайырлары бар
(4%), тұтқырлығы аз ( тұтқырлығы 20º С-де 3,29 ммС).
Жағар май, двигательдер мен газотурбиналды қондырғыларға жанар май
ретінде қолданылатын көмірсутектер қоспасы. Депарафинизациялау кезінде
алынады.
Мазут – мұнайдан бензин мен керосинді айырып алғаннан кейінгі мұнайдың
қалдығы, мазут мұнайдың сортына байланысты оның 60 - 80 % құрайды,
салыстырмалы салмағы 0,88 - 0,94.
Мотор майы – мұнай немесе оның қалдығы мазуттан тас көмір шайырын айыру
кезінде алынады, қоймалжың келген, ашық қоңыр түсті көмірсутек,
салыстырмалы салмағы 0,60 - 0,75 [31].
2.2 Мұнай көмірсутектері
Толуол – алкен, бензол өнімдеріне жататын 1 ядролы ароматты
көмірсутектер. Химиялық формуласы – с7н8. Молекулалық массасы – 92,234.
түссіз мөлдір, бензол иісті, тез жанғыш сұйық (“реахим” россия).
Ксилол – алкен, 1 ядролы ароматты көмірсутек, бензол өнімі. Химиялық
формуласы - с6н4(сн3)2. Молекулалық массасы - 106,16. Ароматты иісі бар,
жылдам жанатын, түссіз сұйық (“реахим” россия).
Бензол – 1 ядролы ароматты көмірсутек, бензол өнімі. Химиялық формуласы
- с6н6. Молекулалық массасы – 78,11(“реахим” россия) октан – сұйық
алифатты көмірсутек (“реахим” россия) [32].
Салицил қышқылы, пирокатехин, фталел қышқылы – фенантрен ыдырауының
аралық өнімі болып табылады (“реахим” россия).
Дифенил (бифенил). - бензол ядроларымен жалғасқан 2-ядролы ароматты
көмірсутек. Химиялық формуласы – с6н5с6н5. Молекулалық массасы – 154,20
(“sigma” россия).
1,3 диметилнафталин - бензол ядроларымен жалғасқан 2-ядролы ароматты
көмірсутек. Хмиялық формуласы – с10н6(сн3)2. Молекулалық массасы – 149,12.
түссіз кристалдар (“реахим” россия) [33].
Нафталин - бензол ядроларымен жалғасқан 2-ядролы ароматты көмірсутек.
Химиялық формуласы – с10н8. Молекулалық массасы – 128,2. Өзіне тән исі бар,
түссіз кристалдар. уытты, ауадағы 20 гм3 (“реахим” россия).
Антрацен - бензол ядроларымен жалғасқан, 3-ядролы ароматты көмірсутек.
Химиялық формуласы - с14н10. Молекулалық массасы – 178,24. түссіз немесе
көгілдір, көгілдір-күлгін флуоресценциялы сары кристаллдар (“sigma”
россия).
Фенантрен - бензол ядроларымен жалғасқан 3-ядролы ароматты көмірсутек.
Химиялық формуласы - с14н10. Молекулалық массасы – 178,24. Кристаллдар,
антраценнің изомері (“sigma” россия) [34].
Дибензофуран (дифениленоксид) - фуран сақинасы бар 2 бензол
сақиналарымен жалғасқан ароматты қосылыс. Фуранның гетероциклді өнімі. Бес
мүшелі сақинасында оттегінің атомы бар. Химиялық формуласы – с12н8о.
Молекулалық массасы 168,2 (“sigma” рссия).
Карбозол (дибензопиррол, дифениламин) - 2 бензол сақиналарымен жалғасқан
пиррол сақиналары бар гетероциклді ароматты қосылыс. 5-мүшелік сақинасында
азот атомы бар. химиялық формуласы - с12н8nh. Молекулалық массасы – 167,2.
Дифенилалланин айналымында, фиотизинді cu әсерімен күкіртсіздендіру кезінде
алынады (“sigma” россия) [35].
Культуралардың мұнай тотықтыру белсенділігін анықтау. Зерттеліп отырған
культуралардың жоғарғы концентрациялы шикі мұнайда өсу қабілеті, 100 мл
минеральды сұйық қоректік ортасы бар шайқағышқа арналған колбаларға бір
күндік культураларды енгізу арқылы анықталды. Көміртегінің жалғыз көзі және
энергия ретінде Теңіз мұнай қосылды.
Көмірсутек тотықтырғыш қаблеттілігін сандық көрсеткішін сұйық минералды
ортада мұнайдың қалған мөлшері және мұнай өнімдерін гривиметриялық әдісімен
10 тәулік культивирлеу арқылы жүргізілді. Культураның сұйықтықтан мұнай
және мұнай өнімінің қалдықтары хлороформмен бөлгіш воронкада
экстракциалайды (50мл орта 15ил хлороформ) Хлороформды бөліп бөліп колбаны
шая отырып қосады. Хлороформды экстракты роторлы булағышқа 3 сағат бойы
булайды. Алынған нәтижені боксқа орналастыра ваккумды шкафта тұрақты
салмаққа жеткенше кептіріп Adventurer (USA) маркалы электронды таразыда
тартады. Мұнай және мұнай өнімдерін қолдану мөлшерін мына формула бойынша
анықтайды [36].
A = (a1 – a2) a1 * 100%
A – қолданылған мұнай мөлшері %
a1- енгізілген мұнай мөлшері
a2- қалған мұнай мөлшері
Ашытқылардың полициклді ароматты көмірсутектерде өсу сипатын зерттеу.
Ашытқылардың мұнайдың жеке көмірсутектерінде өсу қабілетін анықтау үшін
оларды әртүрлі қатты көмірсутектер: антрацен, фенантрен, карбазол,
дибензофурен, салицил қышқылы, дифенил, диметилнафталин, нафталин, сонымен
бірге бірқатар сұйық ароматты көмірсутектер о-ксилол, бензол, толуол, октан
қосылған минеральді тығыз қоректік ортасында өсіру арқылы анықтадық.
Мұнайдың жеке қатты көмірсутектерін 0,5 мгл мөлшерінде қоректік ортаға
қостық. Ал, микроорганизмдерді сұйық ароматты көмірсутектерде өсіру үшін,
Петри табақшасының бетіне залалсыздандырылған сүзгі қағазын салып, оның
бетіне қажетті көмірсутектерді 3 мл тамызамыз. Бақылау ретінде ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz