Мұнаймен ластанған топырақты зерттеу әдістері
Мұнай - көміртегілер қоспасы болатын, жанатын майлы сұйықтық. Қызыл - қоңыр, кейде қара түске жақын. Тіпті түссіз түрі де кездеседі. Жердің тұнбалық қабатында орналасқан, пайдалы қазбалардың ең маңызды түрі. Мұнайдың молекулалық массасы әртүрлі органикалық заттардан тұрады. Атап айтсақ, ароматты көмірсутектер, циклоалкандар және де көмірсутектің оттекті, күкіртті, азотты туындыларының күрделі қоспасы.
Мұнайдың негізгі компоненттері болып табылатын көмірсутектер төрт класқа: 1). Парафиндер (Алкандар). Бұл жалпы мұнай құрамының 90% иемденеді. 2). Циклопарафиндер (Нефтендер) қаныққан циклді қосылыстар мұнай өнімдерінің 60% иемденеді. 3). Ароматты көмірсутектер. Жалпы мұнай құрамының 20 - 40%. 4). Олефиндер (Алкендер). Жалпы мұнай құрамының 10%н иемденеді. Қоршаған ортаның мұнай және мұнай өнімдерімен ластануының жоғарылауы табиғи экожүйенің биологиялық тепе - теңдіктің күрделі бұзылыстарына әкеледі [1].
Қоршаған ортаның мұнай және мұнай өнімдерінен өздігінен тазалануында химия - физикалық процесс маңызды рөл атқарады. Бірақ оларға толығымен деструкиялау үшін мұнай тотықұтырушы микроорганизмдердің рөлі зор. Мұнай көмірсутектері топырақ және су биоценоздарының қалыпты компоненттері болып табылады. Мұнай тотықтырушы микроорганизмдердің түрлі жағдайларда әртүрлі биоценоздарда таралуын көптеген ғалымдар зерттеген. Бірқатар зерттеушілер мұнаймен ластанған экожүйені тазалау процестердегі көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдердің шешуші рөлін сипаттаған [2].
Қазіргі кезде көмірсутегін тотықтыру қабілетіне ие мицелді саңырауқұлақтардың, ашытқылардың және бактериялардың жүзден астам туысы бөлініп алынған. Corinebacterium, Artrobacterium, Brevibacterium туыстарының өкілдері әртүрлі экожүйелерден бөлініп алынған. Сонымен қатар Таусон И.О тіпті шөл жерлердің топырағында көмірсутегін тотықтырушы бактериялардың болатынын анықтаған. Жалпы топырақ микробтарының көбі белсенді болып келеді. Көміртектермен қатар мұнай құрамында тағы басқа заттар да бар. Мырышы бар - H2S, меркаптандар, моно - және дисульфидтер, тиофендер мен тиофандар полициклдіктермен бірге (70 - 90% қалдық өнімдерде шоғырланады); азотты заттар – негізінен пиридин, хинолин, индол, карбазол, пиррол және порфириндер (үлкен бөлігі ауыр фракциялар мен қалдықтарда шоғырланады) гомологтары; қышқылды заттар – нафтен қышқылы, фенолдар. Элементтік құрамы; С – 82 – 87%, Н – 11 - 14.5%, S – 0.01 – 6%, N - 0,001 — 1,8%, O — 0,005 — 0,35%. Барлығы, мұнай құрамында 50-ден аса элементтер табылған. Мысалы, жоғарыдағылармен қоса V (10 - 5 — 10 - 2%), Ni (10 – 4 – 10 - 3%) . Әр зат әр кен орнында әр мөлшерде кездесетіндіктен орташа химиялық қасиеттер жайлы тек шартты түрде ғана айтуға болады. Мұнай дүние жүзілік жанар - жағар май - энергетикалық балансында орасан зор үлеске ие. Оның адамзат пайдаланатын қуат көздері ішінде 48% алады. Болашақта бұл көрсеткіш мұнай өндірудің қиындай беруінен және атом және басқа қуат көздерін пайдалануының өсуінен кеми береді
Мұнайдың негізгі компоненттері болып табылатын көмірсутектер төрт класқа: 1). Парафиндер (Алкандар). Бұл жалпы мұнай құрамының 90% иемденеді. 2). Циклопарафиндер (Нефтендер) қаныққан циклді қосылыстар мұнай өнімдерінің 60% иемденеді. 3). Ароматты көмірсутектер. Жалпы мұнай құрамының 20 - 40%. 4). Олефиндер (Алкендер). Жалпы мұнай құрамының 10%н иемденеді. Қоршаған ортаның мұнай және мұнай өнімдерімен ластануының жоғарылауы табиғи экожүйенің биологиялық тепе - теңдіктің күрделі бұзылыстарына әкеледі [1].
Қоршаған ортаның мұнай және мұнай өнімдерінен өздігінен тазалануында химия - физикалық процесс маңызды рөл атқарады. Бірақ оларға толығымен деструкиялау үшін мұнай тотықұтырушы микроорганизмдердің рөлі зор. Мұнай көмірсутектері топырақ және су биоценоздарының қалыпты компоненттері болып табылады. Мұнай тотықтырушы микроорганизмдердің түрлі жағдайларда әртүрлі биоценоздарда таралуын көптеген ғалымдар зерттеген. Бірқатар зерттеушілер мұнаймен ластанған экожүйені тазалау процестердегі көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдердің шешуші рөлін сипаттаған [2].
Қазіргі кезде көмірсутегін тотықтыру қабілетіне ие мицелді саңырауқұлақтардың, ашытқылардың және бактериялардың жүзден астам туысы бөлініп алынған. Corinebacterium, Artrobacterium, Brevibacterium туыстарының өкілдері әртүрлі экожүйелерден бөлініп алынған. Сонымен қатар Таусон И.О тіпті шөл жерлердің топырағында көмірсутегін тотықтырушы бактериялардың болатынын анықтаған. Жалпы топырақ микробтарының көбі белсенді болып келеді. Көміртектермен қатар мұнай құрамында тағы басқа заттар да бар. Мырышы бар - H2S, меркаптандар, моно - және дисульфидтер, тиофендер мен тиофандар полициклдіктермен бірге (70 - 90% қалдық өнімдерде шоғырланады); азотты заттар – негізінен пиридин, хинолин, индол, карбазол, пиррол және порфириндер (үлкен бөлігі ауыр фракциялар мен қалдықтарда шоғырланады) гомологтары; қышқылды заттар – нафтен қышқылы, фенолдар. Элементтік құрамы; С – 82 – 87%, Н – 11 - 14.5%, S – 0.01 – 6%, N - 0,001 — 1,8%, O — 0,005 — 0,35%. Барлығы, мұнай құрамында 50-ден аса элементтер табылған. Мысалы, жоғарыдағылармен қоса V (10 - 5 — 10 - 2%), Ni (10 – 4 – 10 - 3%) . Әр зат әр кен орнында әр мөлшерде кездесетіндіктен орташа химиялық қасиеттер жайлы тек шартты түрде ғана айтуға болады. Мұнай дүние жүзілік жанар - жағар май - энергетикалық балансында орасан зор үлеске ие. Оның адамзат пайдаланатын қуат көздері ішінде 48% алады. Болашақта бұл көрсеткіш мұнай өндірудің қиындай беруінен және атом және басқа қуат көздерін пайдалануының өсуінен кеми береді
1. Егоров О. И., Чигаркин О. А., Баймуканов А.С. Нефтегазовый комлекс Казахстана: проблемы развития и эффективного функционирования. –Алматы, 2003.-536с.
2. Киреева Н. А. Микроскопические грибы-биодеструкторы нефтяных углеводоров и почве. Ботанические исследования на Урале // Информационные материалы.-Свердловск, 1990.-41-42с.
3. Ягафарова Г. Г., Гатауллина Э.М., Барахнина В.Б., Ягафаров И.Р., Сафаров А.Х. Новый нефтеокисляющий микромицет Fusarium sp // Прикладная биохимия микробиология.-2001.-Т. 37, №2.-77-79с.
4. Миронова Р.И., Носкова В. П., Расулова Г. Е., Холоденко В.П. Биодеградация и биосорбция плавающей нефти природными микромицетами // Биотехнология. -1996.-Т.7.-44-48с
5. Суржко Л. Ф., Финкелштейн З.И., Баскунов Б.П., Янкевич В.И., Головлева Л.А. Утилизация нефти в почве микробными клетками // Микробилогия-1995.-Т.64, №3 -393-398с.
6. Пат.№2007372 РФ. Способ очистки воды и почвы от загрязнения нефтью и нефтепродуктов / Биттеева М.Б., Цеблыкин И.Н., Изюмский В.П., Бирюков В.В., Мурзаков Б.Г.-Опубл.15.02.94; Бюл.№3
7. 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
8. 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
9. Андерсон Р.К. Биотехнологические методы ликвидации загрязненияя почв нефтью и нефтепродуктами. –М .:ВИНИИОЭНГ, 1993.-25с
10. Янкевич М.И., Хадеева В.В., Яненко А.С. Технология очистки нетезагряненных территорий с помощью биопрепаратов // Тезисы докл 3 Междунар.конф. «Освоение севера и проблемы рекультивации». –Саратов, 1996.-237-238с.
11. Гаджиева В.И. Возжействие биологической очитки на почвенный комлекс нефтезагрязненной серо-бурой почвы // Труды конф.молодых ученых, посвященной 70-летию ВЛКСМ.-Баку, 1988.-58-59с
12. Пунтус И.Ф., Филонов А.Е., Кошелева И.А., Гаязов Р.Р., Карпов А.А., Боронин А.М. Выделение и характеристика микроорганизмов деструкторов ПАУ// Микробиология.-1997.-Т.66, №2.- 269-272с.
2. Киреева Н. А. Микроскопические грибы-биодеструкторы нефтяных углеводоров и почве. Ботанические исследования на Урале // Информационные материалы.-Свердловск, 1990.-41-42с.
3. Ягафарова Г. Г., Гатауллина Э.М., Барахнина В.Б., Ягафаров И.Р., Сафаров А.Х. Новый нефтеокисляющий микромицет Fusarium sp // Прикладная биохимия микробиология.-2001.-Т. 37, №2.-77-79с.
4. Миронова Р.И., Носкова В. П., Расулова Г. Е., Холоденко В.П. Биодеградация и биосорбция плавающей нефти природными микромицетами // Биотехнология. -1996.-Т.7.-44-48с
5. Суржко Л. Ф., Финкелштейн З.И., Баскунов Б.П., Янкевич В.И., Головлева Л.А. Утилизация нефти в почве микробными клетками // Микробилогия-1995.-Т.64, №3 -393-398с.
6. Пат.№2007372 РФ. Способ очистки воды и почвы от загрязнения нефтью и нефтепродуктов / Биттеева М.Б., Цеблыкин И.Н., Изюмский В.П., Бирюков В.В., Мурзаков Б.Г.-Опубл.15.02.94; Бюл.№3
7. 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
8. 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
9. Андерсон Р.К. Биотехнологические методы ликвидации загрязненияя почв нефтью и нефтепродуктами. –М .:ВИНИИОЭНГ, 1993.-25с
10. Янкевич М.И., Хадеева В.В., Яненко А.С. Технология очистки нетезагряненных территорий с помощью биопрепаратов // Тезисы докл 3 Междунар.конф. «Освоение севера и проблемы рекультивации». –Саратов, 1996.-237-238с.
11. Гаджиева В.И. Возжействие биологической очитки на почвенный комлекс нефтезагрязненной серо-бурой почвы // Труды конф.молодых ученых, посвященной 70-летию ВЛКСМ.-Баку, 1988.-58-59с
12. Пунтус И.Ф., Филонов А.Е., Кошелева И.А., Гаязов Р.Р., Карпов А.А., Боронин А.М. Выделение и характеристика микроорганизмов деструкторов ПАУ// Микробиология.-1997.-Т.66, №2.- 269-272с.
КІРІСПЕ
Мұнай - көміртегілер қоспасы болатын, жанатын майлы сұйықтық. Қызыл - қоңыр, кейде қара түске жақын. Тіпті түссіз түрі де кездеседі. Жердің тұнбалық қабатында орналасқан, пайдалы қазбалардың ең маңызды түрі. Мұнайдың молекулалық массасы әртүрлі органикалық заттардан тұрады. Атап айтсақ, ароматты көмірсутектер, циклоалкандар және де көмірсутектің оттекті, күкіртті, азотты туындыларының күрделі қоспасы.
Мұнайдың негізгі компоненттері болып табылатын көмірсутектер төрт класқа: 1). Парафиндер (Алкандар). Бұл жалпы мұнай құрамының 90% иемденеді. 2). Циклопарафиндер (Нефтендер) қаныққан циклді қосылыстар мұнай өнімдерінің 60% иемденеді. 3). Ароматты көмірсутектер. Жалпы мұнай құрамының 20 - 40%. 4). Олефиндер (Алкендер). Жалпы мұнай құрамының 10%н иемденеді. Қоршаған ортаның мұнай және мұнай өнімдерімен ластануының жоғарылауы табиғи экожүйенің биологиялық тепе - теңдіктің күрделі бұзылыстарына әкеледі [1].
Қоршаған ортаның мұнай және мұнай өнімдерінен өздігінен тазалануында химия - физикалық процесс маңызды рөл атқарады. Бірақ оларға толығымен деструкиялау үшін мұнай тотықұтырушы микроорганизмдердің рөлі зор. Мұнай көмірсутектері топырақ және су биоценоздарының қалыпты компоненттері болып табылады. Мұнай тотықтырушы микроорганизмдердің түрлі жағдайларда әртүрлі биоценоздарда таралуын көптеген ғалымдар зерттеген. Бірқатар зерттеушілер мұнаймен ластанған экожүйені тазалау процестердегі көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдердің шешуші рөлін сипаттаған [2].
Қазіргі кезде көмірсутегін тотықтыру қабілетіне ие мицелді саңырауқұлақтардың, ашытқылардың және бактериялардың жүзден астам туысы бөлініп алынған. Corinebacterium, Artrobacterium, Brevibacterium туыстарының өкілдері әртүрлі экожүйелерден бөлініп алынған. Сонымен қатар Таусон И.О тіпті шөл жерлердің топырағында көмірсутегін тотықтырушы бактериялардың болатынын анықтаған. Жалпы топырақ микробтарының көбі белсенді болып келеді. Көміртектермен қатар мұнай құрамында тағы басқа заттар да бар. Мырышы бар - H2S, меркаптандар, моно - және дисульфидтер, тиофендер мен тиофандар полициклдіктермен бірге (70 - 90% қалдық өнімдерде шоғырланады); азотты заттар - негізінен пиридин, хинолин, индол, карбазол, пиррол және порфириндер (үлкен бөлігі ауыр фракциялар мен қалдықтарда шоғырланады) гомологтары; қышқылды заттар - нафтен қышқылы, фенолдар. Элементтік құрамы; С - 82 - 87%, Н - 11 - 14.5%, S - 0.01 - 6%, N - 0,001 -- 1,8%, O -- 0,005 -- 0,35%. Барлығы, мұнай құрамында 50-ден аса элементтер табылған. Мысалы, жоғарыдағылармен қоса V (10 - 5 -- 10 - 2%), Ni (10 - 4 - 10 - 3%) . Әр зат әр кен орнында әр мөлшерде кездесетіндіктен орташа химиялық қасиеттер жайлы тек шартты түрде ғана айтуға болады. Мұнай дүние жүзілік жанар - жағар май - энергетикалық балансында орасан зор үлеске ие. Оның адамзат пайдаланатын қуат көздері ішінде 48% алады. Болашақта бұл көрсеткіш мұнай өндірудің қиындай беруінен және атом және басқа қуат көздерін пайдалануының өсуінен кеми береді [3;4;5].
Химия мен мұнай - химия өнеркәсіптерінің қарқынды дамуына байланысты мұнайға деген сұраныс жанар - жағар майлар үшін ғана емес, синтетикалық каучук, синтетикалық талшықтар, пластмасса, жуу құралдарын, пластификатор, бояғыштар өндіру, шикізат көздері үшін өсуде. Осыларды шығаруға бастапқы заттар ретінде көп қолданылатындар: парафиндік көміртектер - метан, этан, пропан, бутан, пентан, гексан, және жоғарымолекулярлықтар (10 - 20 атомды молекулалы көміртектер), циклогексан; ароматты көміртектер - этилен, пропилен, бутадиен, ацетилен [6].
Адамзаттың үшінші мың жылдығына шешімі өмірдің өзіне де, және жер бетіндегі өркениетке де қатысты шешілетін үлкен көлемді экологиялық мәселелер кіреді. Ғылыми техниканың дамуы табиғи мекен ету ортасына қайталанбайтын құлдырау алып келді. Өнеркәсіптің, транспорттың және ауыл шаруашылықты химияландырудың қарқынды дамуының нәтижесінде табиғат ортасында аймақтық және жаһандық өзгерулер болды. Адамды түр ретінде қалыптастырған экожүйе соңғы жүз жылдықта тек қана әр түрлі адамдардың популициясының денсаулығына емес, сонымен қатар эволюция барысының барлық түріне әсер ететіндей етіп өзгерді [7;8].
Адамның өндірістік жұмыстарының нәтижесінде, қоршаған ортаның ластануы қазіргі уақытта қауіп төндіруші фактілер болып табылады. Мұнайды табу жылдамдығы және қарқынды кеңейту жаһандық ластанудың техногенді себептерінің бірі болып табылады. Бұл өз кезегінде мұнай қазіргі уақытта оны қолданусыз мүмкін емес, ең қымбат шикізат екенін көрсетеді. Бірақта, мұнайды табу барысы, оны тасымалдау, сақтау және қайта өңдеу қоршаған ортаны ластаудың жиі көздері болып табылады және апатты аймаққа айналуы мүмкін. Мұнай және мұнай өнімдерінен энергетикалық балансқа тәуелді шектеулерге қарамастан көмірсутек отынын әлемдік деңгейде энергия жұмсау үлесі 3\2 құрайды. Мұнайдың үлесіне пайдаланылатын отын энергетикалық шикізатының жартысынан астамы тиеді. Қазіргі уақытта мұнай және мұнай өнімдеріне сұраныс орташа 8% көбейіп отырса, ал табысы жылына 5,5% болып табылады [9].
Сонымен қатар, мұнайдың ұңғымаларынан атқылауы, трубалардың өрттен, тот басудан жарылуы сияқты апаттар экологиялық қауіп - қатерді тудырады. Ауыл шаруашылықтан, бензин толтыру станцияларынан және мұнай өңдеу кәсіпорындарынан шығарылған лас ағынды сулар экожүйеге кері әсер етеді. Нәтижесінде қоршаған орта ауа, су, топырақ және өсімдіктер мұнай өнімдерімен ластанады, ауыз суға түскен мұнай өнімдері халықтың денсаулығына тікелей қауіп төндіреді [10].
Мұнай және ауыр мұнай өнімдері аздап улы болып келеді, бірақ олардың жоғарғы мөлшері топырақтың сулы физикалық қасиетін бірден төмендетіп, топырақтардың морфологиялық, физикалық, химиялық және биологиялық қасиеттерінің өзгеруіне алып келуі мүмкін. Мұнаймен ластануының нәтижесінде топырақ суды ұстап тұру және сіңіру қабілетін жоңалтады. Таза топырақпен салыстырғанда ылғал жұтқыш және суды өткізгіш мәні өте төмен болып табылады. Топырақтың мұнай қалдықтарымен және әртүрлі химиялық реагенттермен, өндіріс қалдықтарымен ластануы, топырақтың - тұздануы техногенез өршуінің тікелей жолдары болып табылады [11;12].
1.1 Топырақтың мұнаймен ластануы
Мұнайды жоғарғы молекуляры өнімдерге құюдың нәтижесінде топырақтың беткі қабатында ыдырауға тұрақты болып келетін түйіршіктер түзіледі, ал ауыр мұнайды бірнеше рет құю кезінде қатты түйірлер түзіледі. Топырақтың мұнаймен ластануы оның бірқалыпты қызметін бұзады, физико-химиялық құрамы өзгереді, биохимиялық процесстерінің сипаттамасы өзгереді. Мысалы, тундра аймағында топырақтарда жылу алмасу режимі бұзылып жатыр, механикалық зақымдалу және бұзылуға тап болады. Топырақтың беткі қабатында минералды заттар пайда болады [13].
Қазақстан табиғат ресурстарының жоғарғы потенциялына ие. Мұнайдың, көмірдің, қара кен, түрлі түсті металдардың белгіленген қорлары ұзақ уақытқа дейін Республиканы қажеттіліктерімен қамтамасыз етеді [14].
Қазіргі уақытта Атырау облысында 43 мұнай және газ кен орны ресурстары өңделіп жатыр, соның ішінде Тенгиз бірден - бір кен орны болып табылады. 2000 - жылы ең ірі батыс Қашаған кен орны ашылды. 1998 - жылы Каспий маңы аймағында 18, 2 млн. тонна мұнай қазылып алынды. Кен орындарында мұнайды өңдеу көлемді территорияның ластануына алып келді, экологиялық мәселелерді тудырды және тұрғындарға қауіп төндірді. Олар ауаның ластануымен, тұрмыстық және өнеркәсіптік қалдықтардың жиналып қалуымен байланысты. Атырау облысында мұнай және газды өңдеу кезінде, бұрғы мұнарасынан радиусы 100 метрде өсу жоғалады. 2 - 3 км қашықтықта өсу газды факелден қатты зақымдалған, ал 200 - 250 метрде толығымен жойылды. Осылай, топырақ айналымнан шығады. Өзін - өзі тазалау процесі өте жай жүргізіліп жатыр [15] .
Мұнайды өндіру аймағы біршама жерді ластануға алып келді және экологиялық мәселелерді туындатты. Олар күзеттің жетіспеушілігімен және ауаның ластануымен, тұрмыстық және өндірістік қалдықтардың жиналуымен байланысты болып келеді. Мұнайды өндіру жергілікті тұрғындардың денсаулығына қауіпті болып келеді. Каспий маңы аймағында да мұнай өңдеу салдарынан экологияның бұзылуы байқалады. Сонымен қатар өнеркәсіптердің, ауыл шаруашылықтың қалдықтарын көміп тастау қоршаған ортаның сапасына кері әсер етеді. Осының нәтижесінен ауа, су ластанады. Мұнаймен ластанған топырақтардың экологиялы - геохимиялық сипаты олардың сандық - сапалы құрамына, физика - химиялық қасиеттеріне байланысты болады. Олар болса әртүрлі өндіріс орындарында, жеке скважиналарда, тіпті мұнайларда да сан алуан түрлі болады. Мұнай өнімдерінің басым мөлшері топырақтың қарашірінді қабатында жинақталады. Мұнаймен ластанған топырақтардың маңызды генетикалық көрсеткіштері бұзылады [16].
1.2. Мұнаймен ластанған топырақтың тұрақтанған мәселелері
Қазіргі технологиялар деңгейінде мұнай және мұнай өнімдерінің 1 - ден 16,5% оларды тасымалдау , дайындау, қайта өңдеу кезінде төгіледі. Шикі мұнай және тауарлы мұнайдың әлемдік шығыны жылына 10млн. құрайды. Топырақтың мұнаймен ластануына көп көңіл бөлінеді, себебі мұнай өндірісі көлемі жағынан ірі өндірістерге жатады, мұнай шығаратын жерлер бірнеше жүздеген километрлерді алып жатады. Осының нәтижесінде мұнай өндіруші аймақтар экологиясы төмен аймақтар болып саналады. Мұнаймен ластанған аймақтар мұнай өндіретін аймақтардан көлемі жағынан үлкен болып келеді. Топырақ, беттік және жер асты сулары, атмосфера зор өзгерістерге ұшырайды [17;18].
Мұнай және мұнай өнімдері - бұл құрамы мен құрылымның айырмашылығымен оншақты заттардың атауларының жиынтығы. Сонымен қатар топырақтағы мұнай және мұнай өнімдерінің құрамы кең ауқымда өзгереді. Мұнай құрамының сипаттамасына келесі белгілер тән: улы және геохимиялық тұрақтылығы бойынша мұнай және мұнай өнімдерін, яғни ауыр және жеңіл фракциялар, парофиндер болды. Мұнайдың жеңіл фракциялары тірі ағзалар үшін жоғарғы улы қасиетке ие. Бірақ олардың әсер етуі өте қысқа болып келеді. Мұнай парофиндерінің топыраққа түсуі ұзақ уақытқа дейін топырақтағы ылғал алмасуды бұзады. Мұнайдағы күкірттің әр түрлі формалары (сульфидтер, тиофендер, бос күкірт), тірі ағзаларға улы әсер етеді. Сонымен бірге мыналарды айыра білу керек:
1) Жеңіл мұнай өнімдері (бензин, керосин).
2) Ауыр мұнай және мұнай өнімдері (мазут, битум).
Жеңіл мұнай өнімдері топырақтың беткі қабатында жайылады. Осылай топырақтан жеңіл мұнай фракцияларының 20 - 40% булану жолымен жойылады. Құрамында ауыр металдар бар ауыр мұнай және мұнай өнімдері ағзаға улы әсер етеді және топырақтың құрамын өзгертеді [19;20].
Мұнай және газ қорларын меңгеру Қазақстанды әлемдегі ең ірі мұнай өндірушілердің қатарына шығарды. Мұнай газ саласы мемлекет тұрғындарының өмірлерін әлеуметтік - экономикалық жағдайларын өзгертті. Дәл қазіргі уақытта қоршаған ортаны мұнай және мұнай өнімдерімен ластануы табиғи экожүйенің бұзылуына алып келеді. Мұнаймен ластану, топырақ микроорганизмдердің жақсы тіршілік етуіне әсерін туғызады. Мұнаймен ластану кезінде топырақтағы режим бұзылады. Бактериялардың аэробты формалары анаэробты формаларға алмасады. Топыраққа мұнаймен бірге қатты бөліктер, парофиндер түседі. Олар топырақтағы ауаны, ылғалды кемітеді. Топырақтың құнарлылығы бірінші кезекте микроорганизмдердің тіршілік әрекетімен тығыз байланысты. Микроскопиялық саңырауқұлақтар микромициттер және сапротрофты спора түзуші бактериялар бацильдер әдеттегі топырақтың мекендеушілері. Микроорганизмдер ластанған топыраққа тез үйреніседі. Егер бір микроорганизм бірнеше ластаушыларға сезімтал болып келсе, ал кейбіреулері керісінше олардың ыдырауына қатысады [21;22].
Мұнайға сезімталдығына қарай микроорганизмдерді бірнеше топтарға бөлуге болады. Бірінші топ - мұнаймен ластануының нәтижесінде саны азаяды. Бұл - нитрофикаторлар болып табылады. Целлюлозолитиктер деп те аталады. Екінші топ - саны бірнеше есе көбейеді. Бұл - азотофиксаторлар. Микроорганизмдердің қалғандары ластану дозасына қарай әр түрлі әсер етеді. Берілген микробиологиялық зерттеулерге қарап, көмірсутегі тотықтырушы бактериялар мұнаймен ластанған топыраққа жақсы әсер ететіндігін көруге болады. Қоңыр орман топырағының зерттеу үлгісінен Hyphomycetes класының бес туысына жататын микромициттердің 26 түрі бөліп алынды. Солардың ішінен ластанбаған топыраққа тән түрлері: Cephalosporium resogriceum, Pencillium diversum, P. Lilacinum, P. Variabile, P Velutinum, A. Nidulans , P. Funiculosum. Ал, тек қана ластанған топырақта кездесетіндер: A. Fumigatus var albus, A. Niduls, A. Ochraceus, T. Harzianum, T. Viride, Trichoderma koningii, P. Restrictum, F. terreus. Сонымен қатар Mucor туысына жататын түрлері де бар. Олар: A. Fumigatus, A. Niger, A. Oryzae, A. Restrictus, A. Terreus, P. Decumbens, P. Freguentans, P. Lenosum[23;24].
Соңғы жағдайлар топырақтың санитарлы - фитопотологиялық жағдайын төмендетті. Топырақтың мұнаймен ластану кезінде бацилдер саны көбейе түсті. Клеткалардың белсенді көбеюі және өсуі топырақ саңырауқұлақтарының арқасында болды. Орманның сұры топырағының мұнай өнімдерімен ластануы, микромицеттердің фитопотагенді түрлерінің үлкеюіне, Aspergillus fumigates, Aspergillus niger, A.Ochraceus, P.Decumbens, P. Freguentans, P. Lanosum, Trichoderma сияқты микроорганизмдері көмектесті. Толық ластанбаған топырақтың мұнаймен ластануы микроорганизмдер санының көбеюіне алып келді. Толық ластанбаған топырақта Rhodotorula туысы ашытқыларының саны өте көп. Ал, өте қатты ластанған топырақтарда кездеспейді [25].
1.3 Мұнаймен ластанған топырақтарды тазарту жолдары
Мұнаймен ластанған топырақтарды тазартудың физикалық, химиялық, биоигиялық тәсілдері және оларды шешудің проблемалары қарастырылған. Мұнай және тұзды жер асты ыза суларының топырақты ұзақ мерзімде ластауы жер құнарлылығының күрт төмендеуіне алып келді. Осындай жерлерді қалпына келтіру мен қорғау аса өзекті мәселе болып табылады. Қоршаған ортаның мұнаймен ластануының қолайсыз зардаптарын барынша азайту үшін өндіру технологиясы мен оның тасымалдау ережелерін қатал сақтау қажет [26].
Қазіргі таңда мұнаймен ластанған топырақтарды рекультивациялау жеткілікті дәрежеде ғылыми негізделген түрде жүргізілуде. Топыраққа төгілген мұнайдың зардаптарын жою жолдары топырақтың құнарлы қабатын қайтымсыз өзгерістерге душар етеді. Мысалы, мұнайды жағу, ластанған топырақтарды үйінділерге жинау. Рекультивациялаудың мұндай әдістері мүлдем тиімсіз болып келеді. Механикалық және физикалық әдістер мұнай және мұнай өнімдерін топырақтан толық аластата алмайды. Себебі мұнайдың топырақтағы табиғи ыдырауы биохимиялық процесс. Мұнаймен ластанған топырақтарды микроорганизмдермен тазарту негізінде екі жолмен жүргізіледі.
1. Ортаның физика - химиялық жағдайларын өзгерту жолдарымен топырақтың табиғи микрофлорасының метаболикалық белсенділігін көтеру.
2. Ластанған топырақтарға арнайы таңдап алынған белсенді мұнай ыдыратушы микроорганизмдерді ендіру. Келтірілген әдістер бірқатар ерешеліктерімен сипатталады. Оларды іс жүзінде ендіру техникалық және экологиялық қиындықтарға душар етеді. Агротехникалық амалдардың көмегімен мұнаймен ластанған топырақтағы мұнай мен мұнай өнімдерінің ыдырауын жиі жыртып, қопсыту арқылы күшейтуге болады [27].
Мұнай мен мұнай өнімдерінің микробиологиялық ыдырауын анықтайтын маңызды факторлардың бірі - температура. Топырақтың оңтайлы температурасы арасында орын алады. Аридтік зонада орналасқан топырақтардың мұнайдан өздігінен тазалану қарқыны гумидтік зонадағыға қарағанда айтарлықтай жоғары болып табылады. Сонымен қатар топырақтың ылғалдылығын сақтау, негізгі агротехникалық тәсілдің бірі болып саналады. Ол қолайлы су режимін топырақты суару арқылы ұстап тұрады. Мұнаймен ластанған топырақтарға тарамдалған тамыр жүйелері бар люцерна және басқа да бұршақ тұқымдас өсімдіктерді егу көмірсутектерінің ыдырауын тездетеді. Көп жылдық өсімдіктер өздерінің дамыған тамыр жүйесімен ластанған топырақтардың газ ауа режимін жақсартады. Өздерінің тамыр жүйесімен азот және биологиялық белсенді қосылыстарымен байытады. Бұл өз кезегінде микроорганизмдердің мұнай мен мұнай өнімдерін ыдыратуын тездетеді. Сонымен өсімдіктердің өзі де әр түрлі кластағы мұнай көмірсутектерін ыдыратады. Агротехникалық тәсілдерді қолдана отырып, көп жағдайда ортаның физика - химиялық қасиеттерін өзгерте отырып, мұнай мен мұнай өнімдерінің ыдырауын тездетуге болады. Топырақтардағы көмірсутектердің ыдырауы көп факторларға байланысты, сондықтан әрбір нақтылы жағдайға нақты агрохимиялық шаралар жасау қажет. Бұл шараларды ортаның физика химиялық жағдайына байланысты микробиологиялық, биохимиялық және агротехникалық кешендер негізінде жүргізілуі керек. Мұнай мен ластанған топырақ экожүйесін қалпына келтіру күрделі әрі ұзаққа созылатын процесс. Бұл қатаң ғылыми негіздерге сүйенеді. Айтып кеткендей, мұнаймен ластанған топырақтардың құрамы өзгереді. Топырақта қорғасын, никель, титан, молибден мен кобальттың және тағы басқа металдардың шамадан тыс жинақталуы экологиялық жағдайды күрделендіріп, адамдарға ауру тудырады. Ластанған топырақтарды қалпына келтіру жұмыстары - химиялық элементтердің уыттылығын басуға бағытталған. Мұнайдың бүлдіру және топырақ жабынының тазару жылдамдығы біршама дәрежеде микроорганизмдердің тіршілігіне қолайлы климатқа тығыз байланысты. Мұнай газ кен орнындағы қоңыр және сұр қоңыр топырақтарының табиғи жағдайларында саңырауқұлақтар, негізінде Penisilium, Aspergillus қалыптасады. Кәсіпорындарда ластанған топырақтарды тазартудың механикалық түрін қолданып, мазуттанған топырақ массасын бульдозермен ысырып, палигонға тасудың тиімділігі шамалы. Себебі ол топырақ жабынының толық жойылуына әкеп соғады [28].
Дүниежүзілік тәжірибе мұнаймен ластанған топырақтарды микробтармен тазартудың тиімділігін дәлелдейді. Ал, "Оксидентал кимикл" (АҚШ), "Бейстритент" (Англия), "Биадетакс" (Германия) сияқты әйгілі фирмалар мұнаймен ластанған жер бетін микрбпен тазарту әдістерін кеңінен қолдануда. Мұнайды тазартуға арналған "Биоструктур", "Путидол", "Гидробак" сияқты препараттары жасалынды. Қазіргі таңда Қазақстан микробиологтары бірқатар жаңа штамдарды зерттеп, оларды бөліп алып практикада қолдануға нұсқау берді. Мұнаймен ластанған топырақтарды тазалаудың микробиологиялық әдістерімен қатар мұнай өндіруші кәсіпорындарда табиғи және жасанды мұнай сорбенттерін жете зерттеп енгізудің маңызы зор [29;30].
2 ЗЕРТТЕУ МАТЕРИАЛДАРЫ МЕН ӘДІСТЕРІ
2.1 Зерттеу нысандары
Микроорганизмдер. Теңіз кен орнынан алынған мұнаймен ластанған топырақ үлгілерінен алдын ала бөлініп алынған 94 бактерия изоляттары.
Топырақ. Теңіз кен орнынан алынған топырақ. Топырақ түрі құмдауыт саз аралас топырақ.
2.2 Қоректік орталар
Ет пептонды агар (ЕПА) - стандартты дайын ет пептонды агар қоректік ортасын пайдаландық. Ет пептонды агар қоректік ортасын 1 литр суға 38 г ЕПА құрғақ ұнтағын қосып, колбаларға құйып, 0,1 МПа 30 минут залалсыздадық ("HIMEDIA", Қазақстан).
Ет пептонды сорпа (ЕПС) - стандартты дайын ет пептонды құрғақ сорпа қоректік ортасын 1 литр суға 15 г қосып дайындадық ("HIMEDIA", Қазақстан).
Минеральді қоректік орта - NH4NO3 - 1,0 гл; K2HPO4 - 1,0 гл; KH2PO4 - 1,0 гл; MgSO4ֹ7H2O - 0,2 гл; FeCl2 - аз мөлшерде, дистилденген су - 1,0 литр. 0,1 МПа 30 минут залалсыздадық. Көміртегі көзі ретінде әртүрлі мұнай және мұнай өнімдерін қостық.
Минеральді 8Е қоректік ортасы - (NH4)2HPO4 - 1,5 гл; K2HPO4 - 0,7 гл; MgSO4ֹ7H2O - 0,8 гл; Көміртегі көзі ретінде полициклді ароматты көмірсутектер пайдаландық.
Көмірсутегін тотықтырушы бактериялардың таксономиялық қасиеттерін анықтау үшін жалпыға ортақ қоректік орталарды пайдаландық [31;32].
Зерттеу әдістері
Көмірсутегін тотықтырушы бактерияларды Атырау облысы Теңіз мұнай кен орнынан алынған топырақ үлгілерін бөлініп алынды.
Көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдердің мұнай және мұнай өнімдерін пайдалану қабілетін анықтайтын әдістер
Сандық әдіс. Зерттеуге алынған культуралардың мұнай пайдалану белсенділігін гравиметриялық әдіспен хлороформмен экстрагирлеу арқылы, мұнай салмағының азаюы арқылы анықтадық. Өсіру мерзімі 10 тәулік, әр 5 және 10 тәулікте пайдаланылған мұнайдың мөлшерін анықтадық. Пайдаланған мұнайдың мөлшерін мына формула бойынша есептедік.
А = (а1-а2) а1 · 100%
Бұндағы, А - пайдаланған мұнай мөлшері
а1- қосылған мұнай мөлшері,
а2 - қалған мұнай мөлшері
Мұнай тотықтырушы микроорганизмдердің тірі клеткалардың санын немесе биомасса жинау мөлшерін, оптикалық тығыздығын өлшеу арқылы (3 см кюветада, D540 нм толқын ұзындығында, КФК-2-УХЛ4.2 фотоэлектроколориметрінде) анықтадық [33;34].
2.3 Көмірсутегін тотықтырушы культураларды идентификациялау. Культураларды жалпыға ортақ әдістерді қолдандық. Ол үшін бактериялардың морфологиялық, культуралды, физиологиялық-биохимиялық қасиеттерін зерттеу арқылы идентификацияладық [36;37].
... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Мұнай - көміртегілер қоспасы болатын, жанатын майлы сұйықтық. Қызыл - қоңыр, кейде қара түске жақын. Тіпті түссіз түрі де кездеседі. Жердің тұнбалық қабатында орналасқан, пайдалы қазбалардың ең маңызды түрі. Мұнайдың молекулалық массасы әртүрлі органикалық заттардан тұрады. Атап айтсақ, ароматты көмірсутектер, циклоалкандар және де көмірсутектің оттекті, күкіртті, азотты туындыларының күрделі қоспасы.
Мұнайдың негізгі компоненттері болып табылатын көмірсутектер төрт класқа: 1). Парафиндер (Алкандар). Бұл жалпы мұнай құрамының 90% иемденеді. 2). Циклопарафиндер (Нефтендер) қаныққан циклді қосылыстар мұнай өнімдерінің 60% иемденеді. 3). Ароматты көмірсутектер. Жалпы мұнай құрамының 20 - 40%. 4). Олефиндер (Алкендер). Жалпы мұнай құрамының 10%н иемденеді. Қоршаған ортаның мұнай және мұнай өнімдерімен ластануының жоғарылауы табиғи экожүйенің биологиялық тепе - теңдіктің күрделі бұзылыстарына әкеледі [1].
Қоршаған ортаның мұнай және мұнай өнімдерінен өздігінен тазалануында химия - физикалық процесс маңызды рөл атқарады. Бірақ оларға толығымен деструкиялау үшін мұнай тотықұтырушы микроорганизмдердің рөлі зор. Мұнай көмірсутектері топырақ және су биоценоздарының қалыпты компоненттері болып табылады. Мұнай тотықтырушы микроорганизмдердің түрлі жағдайларда әртүрлі биоценоздарда таралуын көптеген ғалымдар зерттеген. Бірқатар зерттеушілер мұнаймен ластанған экожүйені тазалау процестердегі көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдердің шешуші рөлін сипаттаған [2].
Қазіргі кезде көмірсутегін тотықтыру қабілетіне ие мицелді саңырауқұлақтардың, ашытқылардың және бактериялардың жүзден астам туысы бөлініп алынған. Corinebacterium, Artrobacterium, Brevibacterium туыстарының өкілдері әртүрлі экожүйелерден бөлініп алынған. Сонымен қатар Таусон И.О тіпті шөл жерлердің топырағында көмірсутегін тотықтырушы бактериялардың болатынын анықтаған. Жалпы топырақ микробтарының көбі белсенді болып келеді. Көміртектермен қатар мұнай құрамында тағы басқа заттар да бар. Мырышы бар - H2S, меркаптандар, моно - және дисульфидтер, тиофендер мен тиофандар полициклдіктермен бірге (70 - 90% қалдық өнімдерде шоғырланады); азотты заттар - негізінен пиридин, хинолин, индол, карбазол, пиррол және порфириндер (үлкен бөлігі ауыр фракциялар мен қалдықтарда шоғырланады) гомологтары; қышқылды заттар - нафтен қышқылы, фенолдар. Элементтік құрамы; С - 82 - 87%, Н - 11 - 14.5%, S - 0.01 - 6%, N - 0,001 -- 1,8%, O -- 0,005 -- 0,35%. Барлығы, мұнай құрамында 50-ден аса элементтер табылған. Мысалы, жоғарыдағылармен қоса V (10 - 5 -- 10 - 2%), Ni (10 - 4 - 10 - 3%) . Әр зат әр кен орнында әр мөлшерде кездесетіндіктен орташа химиялық қасиеттер жайлы тек шартты түрде ғана айтуға болады. Мұнай дүние жүзілік жанар - жағар май - энергетикалық балансында орасан зор үлеске ие. Оның адамзат пайдаланатын қуат көздері ішінде 48% алады. Болашақта бұл көрсеткіш мұнай өндірудің қиындай беруінен және атом және басқа қуат көздерін пайдалануының өсуінен кеми береді [3;4;5].
Химия мен мұнай - химия өнеркәсіптерінің қарқынды дамуына байланысты мұнайға деген сұраныс жанар - жағар майлар үшін ғана емес, синтетикалық каучук, синтетикалық талшықтар, пластмасса, жуу құралдарын, пластификатор, бояғыштар өндіру, шикізат көздері үшін өсуде. Осыларды шығаруға бастапқы заттар ретінде көп қолданылатындар: парафиндік көміртектер - метан, этан, пропан, бутан, пентан, гексан, және жоғарымолекулярлықтар (10 - 20 атомды молекулалы көміртектер), циклогексан; ароматты көміртектер - этилен, пропилен, бутадиен, ацетилен [6].
Адамзаттың үшінші мың жылдығына шешімі өмірдің өзіне де, және жер бетіндегі өркениетке де қатысты шешілетін үлкен көлемді экологиялық мәселелер кіреді. Ғылыми техниканың дамуы табиғи мекен ету ортасына қайталанбайтын құлдырау алып келді. Өнеркәсіптің, транспорттың және ауыл шаруашылықты химияландырудың қарқынды дамуының нәтижесінде табиғат ортасында аймақтық және жаһандық өзгерулер болды. Адамды түр ретінде қалыптастырған экожүйе соңғы жүз жылдықта тек қана әр түрлі адамдардың популициясының денсаулығына емес, сонымен қатар эволюция барысының барлық түріне әсер ететіндей етіп өзгерді [7;8].
Адамның өндірістік жұмыстарының нәтижесінде, қоршаған ортаның ластануы қазіргі уақытта қауіп төндіруші фактілер болып табылады. Мұнайды табу жылдамдығы және қарқынды кеңейту жаһандық ластанудың техногенді себептерінің бірі болып табылады. Бұл өз кезегінде мұнай қазіргі уақытта оны қолданусыз мүмкін емес, ең қымбат шикізат екенін көрсетеді. Бірақта, мұнайды табу барысы, оны тасымалдау, сақтау және қайта өңдеу қоршаған ортаны ластаудың жиі көздері болып табылады және апатты аймаққа айналуы мүмкін. Мұнай және мұнай өнімдерінен энергетикалық балансқа тәуелді шектеулерге қарамастан көмірсутек отынын әлемдік деңгейде энергия жұмсау үлесі 3\2 құрайды. Мұнайдың үлесіне пайдаланылатын отын энергетикалық шикізатының жартысынан астамы тиеді. Қазіргі уақытта мұнай және мұнай өнімдеріне сұраныс орташа 8% көбейіп отырса, ал табысы жылына 5,5% болып табылады [9].
Сонымен қатар, мұнайдың ұңғымаларынан атқылауы, трубалардың өрттен, тот басудан жарылуы сияқты апаттар экологиялық қауіп - қатерді тудырады. Ауыл шаруашылықтан, бензин толтыру станцияларынан және мұнай өңдеу кәсіпорындарынан шығарылған лас ағынды сулар экожүйеге кері әсер етеді. Нәтижесінде қоршаған орта ауа, су, топырақ және өсімдіктер мұнай өнімдерімен ластанады, ауыз суға түскен мұнай өнімдері халықтың денсаулығына тікелей қауіп төндіреді [10].
Мұнай және ауыр мұнай өнімдері аздап улы болып келеді, бірақ олардың жоғарғы мөлшері топырақтың сулы физикалық қасиетін бірден төмендетіп, топырақтардың морфологиялық, физикалық, химиялық және биологиялық қасиеттерінің өзгеруіне алып келуі мүмкін. Мұнаймен ластануының нәтижесінде топырақ суды ұстап тұру және сіңіру қабілетін жоңалтады. Таза топырақпен салыстырғанда ылғал жұтқыш және суды өткізгіш мәні өте төмен болып табылады. Топырақтың мұнай қалдықтарымен және әртүрлі химиялық реагенттермен, өндіріс қалдықтарымен ластануы, топырақтың - тұздануы техногенез өршуінің тікелей жолдары болып табылады [11;12].
1.1 Топырақтың мұнаймен ластануы
Мұнайды жоғарғы молекуляры өнімдерге құюдың нәтижесінде топырақтың беткі қабатында ыдырауға тұрақты болып келетін түйіршіктер түзіледі, ал ауыр мұнайды бірнеше рет құю кезінде қатты түйірлер түзіледі. Топырақтың мұнаймен ластануы оның бірқалыпты қызметін бұзады, физико-химиялық құрамы өзгереді, биохимиялық процесстерінің сипаттамасы өзгереді. Мысалы, тундра аймағында топырақтарда жылу алмасу режимі бұзылып жатыр, механикалық зақымдалу және бұзылуға тап болады. Топырақтың беткі қабатында минералды заттар пайда болады [13].
Қазақстан табиғат ресурстарының жоғарғы потенциялына ие. Мұнайдың, көмірдің, қара кен, түрлі түсті металдардың белгіленген қорлары ұзақ уақытқа дейін Республиканы қажеттіліктерімен қамтамасыз етеді [14].
Қазіргі уақытта Атырау облысында 43 мұнай және газ кен орны ресурстары өңделіп жатыр, соның ішінде Тенгиз бірден - бір кен орны болып табылады. 2000 - жылы ең ірі батыс Қашаған кен орны ашылды. 1998 - жылы Каспий маңы аймағында 18, 2 млн. тонна мұнай қазылып алынды. Кен орындарында мұнайды өңдеу көлемді территорияның ластануына алып келді, экологиялық мәселелерді тудырды және тұрғындарға қауіп төндірді. Олар ауаның ластануымен, тұрмыстық және өнеркәсіптік қалдықтардың жиналып қалуымен байланысты. Атырау облысында мұнай және газды өңдеу кезінде, бұрғы мұнарасынан радиусы 100 метрде өсу жоғалады. 2 - 3 км қашықтықта өсу газды факелден қатты зақымдалған, ал 200 - 250 метрде толығымен жойылды. Осылай, топырақ айналымнан шығады. Өзін - өзі тазалау процесі өте жай жүргізіліп жатыр [15] .
Мұнайды өндіру аймағы біршама жерді ластануға алып келді және экологиялық мәселелерді туындатты. Олар күзеттің жетіспеушілігімен және ауаның ластануымен, тұрмыстық және өндірістік қалдықтардың жиналуымен байланысты болып келеді. Мұнайды өндіру жергілікті тұрғындардың денсаулығына қауіпті болып келеді. Каспий маңы аймағында да мұнай өңдеу салдарынан экологияның бұзылуы байқалады. Сонымен қатар өнеркәсіптердің, ауыл шаруашылықтың қалдықтарын көміп тастау қоршаған ортаның сапасына кері әсер етеді. Осының нәтижесінен ауа, су ластанады. Мұнаймен ластанған топырақтардың экологиялы - геохимиялық сипаты олардың сандық - сапалы құрамына, физика - химиялық қасиеттеріне байланысты болады. Олар болса әртүрлі өндіріс орындарында, жеке скважиналарда, тіпті мұнайларда да сан алуан түрлі болады. Мұнай өнімдерінің басым мөлшері топырақтың қарашірінді қабатында жинақталады. Мұнаймен ластанған топырақтардың маңызды генетикалық көрсеткіштері бұзылады [16].
1.2. Мұнаймен ластанған топырақтың тұрақтанған мәселелері
Қазіргі технологиялар деңгейінде мұнай және мұнай өнімдерінің 1 - ден 16,5% оларды тасымалдау , дайындау, қайта өңдеу кезінде төгіледі. Шикі мұнай және тауарлы мұнайдың әлемдік шығыны жылына 10млн. құрайды. Топырақтың мұнаймен ластануына көп көңіл бөлінеді, себебі мұнай өндірісі көлемі жағынан ірі өндірістерге жатады, мұнай шығаратын жерлер бірнеше жүздеген километрлерді алып жатады. Осының нәтижесінде мұнай өндіруші аймақтар экологиясы төмен аймақтар болып саналады. Мұнаймен ластанған аймақтар мұнай өндіретін аймақтардан көлемі жағынан үлкен болып келеді. Топырақ, беттік және жер асты сулары, атмосфера зор өзгерістерге ұшырайды [17;18].
Мұнай және мұнай өнімдері - бұл құрамы мен құрылымның айырмашылығымен оншақты заттардың атауларының жиынтығы. Сонымен қатар топырақтағы мұнай және мұнай өнімдерінің құрамы кең ауқымда өзгереді. Мұнай құрамының сипаттамасына келесі белгілер тән: улы және геохимиялық тұрақтылығы бойынша мұнай және мұнай өнімдерін, яғни ауыр және жеңіл фракциялар, парофиндер болды. Мұнайдың жеңіл фракциялары тірі ағзалар үшін жоғарғы улы қасиетке ие. Бірақ олардың әсер етуі өте қысқа болып келеді. Мұнай парофиндерінің топыраққа түсуі ұзақ уақытқа дейін топырақтағы ылғал алмасуды бұзады. Мұнайдағы күкірттің әр түрлі формалары (сульфидтер, тиофендер, бос күкірт), тірі ағзаларға улы әсер етеді. Сонымен бірге мыналарды айыра білу керек:
1) Жеңіл мұнай өнімдері (бензин, керосин).
2) Ауыр мұнай және мұнай өнімдері (мазут, битум).
Жеңіл мұнай өнімдері топырақтың беткі қабатында жайылады. Осылай топырақтан жеңіл мұнай фракцияларының 20 - 40% булану жолымен жойылады. Құрамында ауыр металдар бар ауыр мұнай және мұнай өнімдері ағзаға улы әсер етеді және топырақтың құрамын өзгертеді [19;20].
Мұнай және газ қорларын меңгеру Қазақстанды әлемдегі ең ірі мұнай өндірушілердің қатарына шығарды. Мұнай газ саласы мемлекет тұрғындарының өмірлерін әлеуметтік - экономикалық жағдайларын өзгертті. Дәл қазіргі уақытта қоршаған ортаны мұнай және мұнай өнімдерімен ластануы табиғи экожүйенің бұзылуына алып келеді. Мұнаймен ластану, топырақ микроорганизмдердің жақсы тіршілік етуіне әсерін туғызады. Мұнаймен ластану кезінде топырақтағы режим бұзылады. Бактериялардың аэробты формалары анаэробты формаларға алмасады. Топыраққа мұнаймен бірге қатты бөліктер, парофиндер түседі. Олар топырақтағы ауаны, ылғалды кемітеді. Топырақтың құнарлылығы бірінші кезекте микроорганизмдердің тіршілік әрекетімен тығыз байланысты. Микроскопиялық саңырауқұлақтар микромициттер және сапротрофты спора түзуші бактериялар бацильдер әдеттегі топырақтың мекендеушілері. Микроорганизмдер ластанған топыраққа тез үйреніседі. Егер бір микроорганизм бірнеше ластаушыларға сезімтал болып келсе, ал кейбіреулері керісінше олардың ыдырауына қатысады [21;22].
Мұнайға сезімталдығына қарай микроорганизмдерді бірнеше топтарға бөлуге болады. Бірінші топ - мұнаймен ластануының нәтижесінде саны азаяды. Бұл - нитрофикаторлар болып табылады. Целлюлозолитиктер деп те аталады. Екінші топ - саны бірнеше есе көбейеді. Бұл - азотофиксаторлар. Микроорганизмдердің қалғандары ластану дозасына қарай әр түрлі әсер етеді. Берілген микробиологиялық зерттеулерге қарап, көмірсутегі тотықтырушы бактериялар мұнаймен ластанған топыраққа жақсы әсер ететіндігін көруге болады. Қоңыр орман топырағының зерттеу үлгісінен Hyphomycetes класының бес туысына жататын микромициттердің 26 түрі бөліп алынды. Солардың ішінен ластанбаған топыраққа тән түрлері: Cephalosporium resogriceum, Pencillium diversum, P. Lilacinum, P. Variabile, P Velutinum, A. Nidulans , P. Funiculosum. Ал, тек қана ластанған топырақта кездесетіндер: A. Fumigatus var albus, A. Niduls, A. Ochraceus, T. Harzianum, T. Viride, Trichoderma koningii, P. Restrictum, F. terreus. Сонымен қатар Mucor туысына жататын түрлері де бар. Олар: A. Fumigatus, A. Niger, A. Oryzae, A. Restrictus, A. Terreus, P. Decumbens, P. Freguentans, P. Lenosum[23;24].
Соңғы жағдайлар топырақтың санитарлы - фитопотологиялық жағдайын төмендетті. Топырақтың мұнаймен ластану кезінде бацилдер саны көбейе түсті. Клеткалардың белсенді көбеюі және өсуі топырақ саңырауқұлақтарының арқасында болды. Орманның сұры топырағының мұнай өнімдерімен ластануы, микромицеттердің фитопотагенді түрлерінің үлкеюіне, Aspergillus fumigates, Aspergillus niger, A.Ochraceus, P.Decumbens, P. Freguentans, P. Lanosum, Trichoderma сияқты микроорганизмдері көмектесті. Толық ластанбаған топырақтың мұнаймен ластануы микроорганизмдер санының көбеюіне алып келді. Толық ластанбаған топырақта Rhodotorula туысы ашытқыларының саны өте көп. Ал, өте қатты ластанған топырақтарда кездеспейді [25].
1.3 Мұнаймен ластанған топырақтарды тазарту жолдары
Мұнаймен ластанған топырақтарды тазартудың физикалық, химиялық, биоигиялық тәсілдері және оларды шешудің проблемалары қарастырылған. Мұнай және тұзды жер асты ыза суларының топырақты ұзақ мерзімде ластауы жер құнарлылығының күрт төмендеуіне алып келді. Осындай жерлерді қалпына келтіру мен қорғау аса өзекті мәселе болып табылады. Қоршаған ортаның мұнаймен ластануының қолайсыз зардаптарын барынша азайту үшін өндіру технологиясы мен оның тасымалдау ережелерін қатал сақтау қажет [26].
Қазіргі таңда мұнаймен ластанған топырақтарды рекультивациялау жеткілікті дәрежеде ғылыми негізделген түрде жүргізілуде. Топыраққа төгілген мұнайдың зардаптарын жою жолдары топырақтың құнарлы қабатын қайтымсыз өзгерістерге душар етеді. Мысалы, мұнайды жағу, ластанған топырақтарды үйінділерге жинау. Рекультивациялаудың мұндай әдістері мүлдем тиімсіз болып келеді. Механикалық және физикалық әдістер мұнай және мұнай өнімдерін топырақтан толық аластата алмайды. Себебі мұнайдың топырақтағы табиғи ыдырауы биохимиялық процесс. Мұнаймен ластанған топырақтарды микроорганизмдермен тазарту негізінде екі жолмен жүргізіледі.
1. Ортаның физика - химиялық жағдайларын өзгерту жолдарымен топырақтың табиғи микрофлорасының метаболикалық белсенділігін көтеру.
2. Ластанған топырақтарға арнайы таңдап алынған белсенді мұнай ыдыратушы микроорганизмдерді ендіру. Келтірілген әдістер бірқатар ерешеліктерімен сипатталады. Оларды іс жүзінде ендіру техникалық және экологиялық қиындықтарға душар етеді. Агротехникалық амалдардың көмегімен мұнаймен ластанған топырақтағы мұнай мен мұнай өнімдерінің ыдырауын жиі жыртып, қопсыту арқылы күшейтуге болады [27].
Мұнай мен мұнай өнімдерінің микробиологиялық ыдырауын анықтайтын маңызды факторлардың бірі - температура. Топырақтың оңтайлы температурасы арасында орын алады. Аридтік зонада орналасқан топырақтардың мұнайдан өздігінен тазалану қарқыны гумидтік зонадағыға қарағанда айтарлықтай жоғары болып табылады. Сонымен қатар топырақтың ылғалдылығын сақтау, негізгі агротехникалық тәсілдің бірі болып саналады. Ол қолайлы су режимін топырақты суару арқылы ұстап тұрады. Мұнаймен ластанған топырақтарға тарамдалған тамыр жүйелері бар люцерна және басқа да бұршақ тұқымдас өсімдіктерді егу көмірсутектерінің ыдырауын тездетеді. Көп жылдық өсімдіктер өздерінің дамыған тамыр жүйесімен ластанған топырақтардың газ ауа режимін жақсартады. Өздерінің тамыр жүйесімен азот және биологиялық белсенді қосылыстарымен байытады. Бұл өз кезегінде микроорганизмдердің мұнай мен мұнай өнімдерін ыдыратуын тездетеді. Сонымен өсімдіктердің өзі де әр түрлі кластағы мұнай көмірсутектерін ыдыратады. Агротехникалық тәсілдерді қолдана отырып, көп жағдайда ортаның физика - химиялық қасиеттерін өзгерте отырып, мұнай мен мұнай өнімдерінің ыдырауын тездетуге болады. Топырақтардағы көмірсутектердің ыдырауы көп факторларға байланысты, сондықтан әрбір нақтылы жағдайға нақты агрохимиялық шаралар жасау қажет. Бұл шараларды ортаның физика химиялық жағдайына байланысты микробиологиялық, биохимиялық және агротехникалық кешендер негізінде жүргізілуі керек. Мұнай мен ластанған топырақ экожүйесін қалпына келтіру күрделі әрі ұзаққа созылатын процесс. Бұл қатаң ғылыми негіздерге сүйенеді. Айтып кеткендей, мұнаймен ластанған топырақтардың құрамы өзгереді. Топырақта қорғасын, никель, титан, молибден мен кобальттың және тағы басқа металдардың шамадан тыс жинақталуы экологиялық жағдайды күрделендіріп, адамдарға ауру тудырады. Ластанған топырақтарды қалпына келтіру жұмыстары - химиялық элементтердің уыттылығын басуға бағытталған. Мұнайдың бүлдіру және топырақ жабынының тазару жылдамдығы біршама дәрежеде микроорганизмдердің тіршілігіне қолайлы климатқа тығыз байланысты. Мұнай газ кен орнындағы қоңыр және сұр қоңыр топырақтарының табиғи жағдайларында саңырауқұлақтар, негізінде Penisilium, Aspergillus қалыптасады. Кәсіпорындарда ластанған топырақтарды тазартудың механикалық түрін қолданып, мазуттанған топырақ массасын бульдозермен ысырып, палигонға тасудың тиімділігі шамалы. Себебі ол топырақ жабынының толық жойылуына әкеп соғады [28].
Дүниежүзілік тәжірибе мұнаймен ластанған топырақтарды микробтармен тазартудың тиімділігін дәлелдейді. Ал, "Оксидентал кимикл" (АҚШ), "Бейстритент" (Англия), "Биадетакс" (Германия) сияқты әйгілі фирмалар мұнаймен ластанған жер бетін микрбпен тазарту әдістерін кеңінен қолдануда. Мұнайды тазартуға арналған "Биоструктур", "Путидол", "Гидробак" сияқты препараттары жасалынды. Қазіргі таңда Қазақстан микробиологтары бірқатар жаңа штамдарды зерттеп, оларды бөліп алып практикада қолдануға нұсқау берді. Мұнаймен ластанған топырақтарды тазалаудың микробиологиялық әдістерімен қатар мұнай өндіруші кәсіпорындарда табиғи және жасанды мұнай сорбенттерін жете зерттеп енгізудің маңызы зор [29;30].
2 ЗЕРТТЕУ МАТЕРИАЛДАРЫ МЕН ӘДІСТЕРІ
2.1 Зерттеу нысандары
Микроорганизмдер. Теңіз кен орнынан алынған мұнаймен ластанған топырақ үлгілерінен алдын ала бөлініп алынған 94 бактерия изоляттары.
Топырақ. Теңіз кен орнынан алынған топырақ. Топырақ түрі құмдауыт саз аралас топырақ.
2.2 Қоректік орталар
Ет пептонды агар (ЕПА) - стандартты дайын ет пептонды агар қоректік ортасын пайдаландық. Ет пептонды агар қоректік ортасын 1 литр суға 38 г ЕПА құрғақ ұнтағын қосып, колбаларға құйып, 0,1 МПа 30 минут залалсыздадық ("HIMEDIA", Қазақстан).
Ет пептонды сорпа (ЕПС) - стандартты дайын ет пептонды құрғақ сорпа қоректік ортасын 1 литр суға 15 г қосып дайындадық ("HIMEDIA", Қазақстан).
Минеральді қоректік орта - NH4NO3 - 1,0 гл; K2HPO4 - 1,0 гл; KH2PO4 - 1,0 гл; MgSO4ֹ7H2O - 0,2 гл; FeCl2 - аз мөлшерде, дистилденген су - 1,0 литр. 0,1 МПа 30 минут залалсыздадық. Көміртегі көзі ретінде әртүрлі мұнай және мұнай өнімдерін қостық.
Минеральді 8Е қоректік ортасы - (NH4)2HPO4 - 1,5 гл; K2HPO4 - 0,7 гл; MgSO4ֹ7H2O - 0,8 гл; Көміртегі көзі ретінде полициклді ароматты көмірсутектер пайдаландық.
Көмірсутегін тотықтырушы бактериялардың таксономиялық қасиеттерін анықтау үшін жалпыға ортақ қоректік орталарды пайдаландық [31;32].
Зерттеу әдістері
Көмірсутегін тотықтырушы бактерияларды Атырау облысы Теңіз мұнай кен орнынан алынған топырақ үлгілерін бөлініп алынды.
Көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдердің мұнай және мұнай өнімдерін пайдалану қабілетін анықтайтын әдістер
Сандық әдіс. Зерттеуге алынған культуралардың мұнай пайдалану белсенділігін гравиметриялық әдіспен хлороформмен экстрагирлеу арқылы, мұнай салмағының азаюы арқылы анықтадық. Өсіру мерзімі 10 тәулік, әр 5 және 10 тәулікте пайдаланылған мұнайдың мөлшерін анықтадық. Пайдаланған мұнайдың мөлшерін мына формула бойынша есептедік.
А = (а1-а2) а1 · 100%
Бұндағы, А - пайдаланған мұнай мөлшері
а1- қосылған мұнай мөлшері,
а2 - қалған мұнай мөлшері
Мұнай тотықтырушы микроорганизмдердің тірі клеткалардың санын немесе биомасса жинау мөлшерін, оптикалық тығыздығын өлшеу арқылы (3 см кюветада, D540 нм толқын ұзындығында, КФК-2-УХЛ4.2 фотоэлектроколориметрінде) анықтадық [33;34].
2.3 Көмірсутегін тотықтырушы культураларды идентификациялау. Культураларды жалпыға ортақ әдістерді қолдандық. Ол үшін бактериялардың морфологиялық, культуралды, физиологиялық-биохимиялық қасиеттерін зерттеу арқылы идентификацияладық [36;37].
... 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