Атырау облысының мұнаймен ластанған топырақтарын мұнай тотықтырушы микроорганизмдер көмегімен тазалау
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1. Әдебиетке шолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1.1. Мұнай және мұнай өнімдерімен ластанған экожүйелер биоремедиациясындағы көмірсутектотықтырушы микроорганизмдердің рөлі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.2. Мұнаймен ластанған экожүйелерді тазалауда қолданылатын биопрепараттар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2. Материалдар мен зерттеу әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
3. Алынған нәтижелерді талдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
Тұжырым ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1. Әдебиетке шолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1.1. Мұнай және мұнай өнімдерімен ластанған экожүйелер биоремедиациясындағы көмірсутектотықтырушы микроорганизмдердің рөлі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.2. Мұнаймен ластанған экожүйелерді тазалауда қолданылатын биопрепараттар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2. Материалдар мен зерттеу әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
3. Алынған нәтижелерді талдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
Тұжырым ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Қазіргі таңда мұнай және мұнай өнімдерін кең көлемде өндіру, тасымалдау, өңдеу барысы қоршаған ортаның ластануына әкеліп соғуда. Топырақтың беткі қабатының адсорбциялық қасиетінің жоғарылығына байланысты ластану өте тез жүреді. Қоршаған ортаға түскен мұнай көмірсутектері табиғи ландшафтардың биологиялық түрлілігін өзгертеді. Сонымен қатар, техногенді аумақтардың ұлғаюына, өсімді қабаттың тежелуіне, топырақтың беткі қабатының микрорельефін, гидрологиялық режимін және де аэрацияның бұзылуына душар етеді.Басқа ластаушы заттар қаншалықты қауіпті болса да, мұнайдың ластау көздеріне еш жетер емес.
Мұнай және мұнай өнімдерімен ластану флора мен фаунаның, биоценоз құрамының өзгеруін туғызады. Мұнайдың улылық дәрежесі олардың химиялық құрамының әртүрлі мөлшерімен, әсіресе ұшқыш ароматты көмірсутектердің (толуол, ксилол, бензол және нафталин) құрамымен анықталады. Көмірсутектер бактериалық хемотаксисті бұзып, органикалық заттардың ыдырауын бөгейді.
Мұнаймен ластанған топырақтарды тазалау процесі экологиялық таза, әрі экономикалық жағынан тиімді, ауыл шарушылық жерлердің құнарлығын арттыру үшін, қалпына келтіретін және көмірсутектердің интенсификациясына бағытталған әдістерді талап етеді.
Қазіргі таңда ең тиімді әдіс болып биоремедиация саналады. Биоремедиация – минералды тұздардан, қант, ферменттерден тұратын биогенді қоспасымен қатар, көмірсутек тотықтырушы микроорганизмдерден құралған препараттарды қолдану арқылы мұнаймен ластанған топырақ және суларды тазалау болып табылады.
Дүние жүзі бойынша мұнай және мұнай өнімдерін өндіруші өнеркәсіп зауыттар мұнай көмірсутектерін утилиздеу барысында, көмірсутектотықтырушы микроорганизмдер ассоциациясынан жасалған биологиялық препараттарды кеңінен қолдануда.
Сондықтан осындай мәселелерді шешу барысында, мұнай тотықтырушы микроорганизмдерді зерттеудің маңызы өте зор, әрі қазіргі таңдағы ғаламдық проблемалардың бірі болып отыр.
Мұнай және мұнай өнімдерімен ластану флора мен фаунаның, биоценоз құрамының өзгеруін туғызады. Мұнайдың улылық дәрежесі олардың химиялық құрамының әртүрлі мөлшерімен, әсіресе ұшқыш ароматты көмірсутектердің (толуол, ксилол, бензол және нафталин) құрамымен анықталады. Көмірсутектер бактериалық хемотаксисті бұзып, органикалық заттардың ыдырауын бөгейді.
Мұнаймен ластанған топырақтарды тазалау процесі экологиялық таза, әрі экономикалық жағынан тиімді, ауыл шарушылық жерлердің құнарлығын арттыру үшін, қалпына келтіретін және көмірсутектердің интенсификациясына бағытталған әдістерді талап етеді.
Қазіргі таңда ең тиімді әдіс болып биоремедиация саналады. Биоремедиация – минералды тұздардан, қант, ферменттерден тұратын биогенді қоспасымен қатар, көмірсутек тотықтырушы микроорганизмдерден құралған препараттарды қолдану арқылы мұнаймен ластанған топырақ және суларды тазалау болып табылады.
Дүние жүзі бойынша мұнай және мұнай өнімдерін өндіруші өнеркәсіп зауыттар мұнай көмірсутектерін утилиздеу барысында, көмірсутектотықтырушы микроорганизмдер ассоциациясынан жасалған биологиялық препараттарды кеңінен қолдануда.
Сондықтан осындай мәселелерді шешу барысында, мұнай тотықтырушы микроорганизмдерді зерттеудің маңызы өте зор, әрі қазіргі таңдағы ғаламдық проблемалардың бірі болып отыр.
1. Владимиров А.М., Ляхин Ю.И., Матвеев Л.Г., Орлов В.Г. Охрана окружающей среды. - Ленинград, 1991. - 426 с.
2. Алехин В.Г., Емцев В.Т., Рогозина Е.А., Фахрутдинов А.И. Биологическая активность и микробиологическая рекультивация почв, загрязненных нефтепродуктами // Биологические ресурсы и природопользование: сб. науч. тр. Пед. ин-та. – Нижневарт., 1998. - Вып. 2. – С. 95 – 105.
3. Миронов О.Г. Нефтяное загрязнение и жизнь моря. – Киев: Наукова думка, 1973. – 201 с.
4. Русин Т.Б., Мороз О.М., Карабин В.В. Биодеградация углеводородов нефти дрожжами рода Candida // Микробиологический журнал. – 2003. – Т. 61, № 4. – С. 78-83.
5. Пухова Н.Ю., Бродский И.И., Искратов В.С. Экофизиологические особенности бактерий, выделенных из нефтезагрязненной почвы // Мат. Всерос. научно-практической конференции «Физиология растений и экология на рубеже веков». – Ярославль, 2003. – С. 117 – 119.
6. Волде М.И., Соина В.С., Гузев В.С. Морфологические особенности покоящихся форм углеводородокисляющих родококков // Вестник МГУ. Сер. 17. – 2003. - № 2. - С. 50-52.
7. Reisfeld A., Rosenberg E., Gutnick D. Microbial degradation of crude oil: Factors affecting the dispersion in sea water by mixed and pure cultures // Appl. Microbiol. – 1972. - Vol. 24, № 3. – P. 363-369.
8. Морозов Н.В. Роль высшей водной растительности в бактериальном самоочищении природных вод от нефти и нефтепродуктов. Автореф. канд. дис. М., 1974.
9. Морозов Н.В., Петров Г.Н. Интенсификация процесса очищения водоемов от органических загрязнений. – Кишинев, 1972.
10. Морозов Н.В., Петров Г.Н. и.др. Исследования самоочищения водоемов от нефти под влиянием водной растительности и микроорганизмов в Среднем Повольже. – М., 1973.
11. Бирштехер Э. Нефтяная микробиология. Л. Гостоптехиздат. 1957.
12. Ворошилова А.А., Дианова Е.В. О бактериальном окислении нефти и ее миграций в природных водоемах. – “Микробиология”, 1950, 19, №3.
13. Ворошилова А.А., Дианова Е.В. Окисляющие нефть бактерии – показатели интенсивности биологического окисления нефти в природных условиях. – Микробиология, 1952, 21.
14. Морозов Н.В. Нефтеокисляющие бактерии, сопутствующие высшим водным растениям. 1974, №6.
15. Zoobell C.E. Actoin of microorganisms an hydrocarbons. – Bact. Rev., 1946, №10.
16. Zoobell C.E. The occurrence, effects and fate oil polluting the sea, 1964, №7.
17. Кузнецов С.И., Казаровец Н.М., Марголина Г.А. Определение интенсивности самоочищение воды в водохранилищах. – Материалы по биологии и гидробиологии водохранилищ. М-Л., 1963.
18. Лурье Ю.Ю., Рыбникова А.И. Анализ сточных вод. М., “Химия”, 1974.
19. Морозов Н.В. Изучение процесса самоочищения от нефти в Заинском водохранилище. – Вестник СНО КГУ, серия биол., 1968, №4.
20. Морозов Н.В. Видовой состав микроорганизмов, участвующих в самоочищении вод от нефтяных загрязнений. – Докл. МОИП, зоология и ботаника, 1974.
21. Разумов А.С. Прямой метод учета бактерий в воде. Сравнение его с методом Коха. – Микробиология, 1932, 1, №2.
22. Романов Д.Ф. Некоторые итоги изучения загрязнения рек нефтью в Среднем Повольже за 1964-1966гг. – Труды СевНИИГиМ, 1969, №27.
23. Ludzack F., Ettinger M.B. Chemical structures resistant to aerobic biochemical stalilisation, 1959, №14.
24. Таусон И.В. Основные положения растительной биоэнергетики. – Ленинград: Изд-во АН СССР, 1950. – 52 с.
25. Хромов В.М. Влияние нефтепродуктов на планктонное сообщество / В кн.: Проблемы изучения действия загрязнений на экосистемы Северных морей. – М.: Наука, 1978. – С. 24 - 50.
26. Назина Т.Н., Турова Т.П. и др. Физиологическое и филогенетическое разнообразие термофильных спорообразующих углеводородокисляющих бактерий из нефтяных пластов. // Микробиология. 2000. Т.69. №1. С. 113-119.
27. Soli J., Benz E.M. Selective substrate utilization by marine Hydrocarbonoclastic bacteria // Biotechnol. аnd Bioeng. - 1973. – Vol. 15, № 2. – P. 285-289.
28. Милехина Е.И., Борзенков И.А., Беляев С.С. Эколого-физиологические особенности аэробных эубактерий из нефтяных месторождений Татарстана // Микробиология. 1998. Т.68. №2. С. 208-214.
29. Бердическая М.В. Особенности физиологии родококков разрабатываемых нефтяных заляжей // Микробиология. 1989. Т.58. С.60-65. №1.
30. Куличевская И.С., Милехина Е.И., Беляев С.С. Окисление углеводородов нефти экстремально галотолерантными архебактериями // Микробиология. 1991. Т.60. №5.
31. Звягинцева И.С. , Беляев С.С. Галофильные архебактерий нефтяного месторождения Каламкас // Микробиология. 1995. Т. 60. №5. С. 860-866.
32. Кулик Е.С., Сомов Ю.П., Розанова Е.П. Окисление гексадекана в пористой системе с образованием жирных кислот. // Микробиология. 1985. Т. 54. С. 381-385.
33. Нестеренко О.А., Квасников Е.И., Ногина Т.М. Нокардиоподобные и коринеподобные бактерии // Киев: Наукова думка. 1985. С. 1-334.
34. Определитель бактерий Берджи . Мир. 1997. С.157, 160, 173, 630-631, 643-644.
35. Jones J.G. Studies on lipids of soil microorganisms with partcular reference to hydrocarbons // J.Gen. Microbiol. 1969. №1. P. 145-152.
36. Дедюхина Э.Г., Ерошин В.К Биосинтез углеводородов микроорганизамами // Успехи современной биологии. 1973. Т. 76. Вып. 3. С. 351-362.
37. Арчегова И.Б. Восстановление земель на Крайнем Севере. Сыктывкар: КНЦ УрОРАН, 2000, 152 с.
38. Коронелли Т.В. Липиды сапрофитных микобактерий: автореф. … докт. биол. наук. – М.:МГУ, 1980. – 49 с.
39. Методы общей бактериологии / Ред. Ф. Герхардт. М.: Мир. 1984.
40. Т.Н.Назина, Д.Ш.Соколова и др. // Прикл. Биохимия и микробиология. 2005. Т.74. №3. С.401-409.
41. Шаталов А.А., Новиков А.Д., Яненко А.С. Биодеградация нефтяных загрязнений морскими облигатными нефтеокисляющими микроорганизмами // Мат. II-го Московского международного конгресса «Биотехнология: состояние и перспективы развития». – М., 2003. - Ч. 2. – 220 с.
42. Арчегова И.Б. Посттехногенные экосистемы Севера. СПб:Наука. 2002, 159 с.
43. Чугунов В.А., Ермоленко З.М., Жиглецова С.К., Мартовецкая И.И. и др. // Прикл. Биохимия и микробиология.2000. Т. 36. №6. 666-671с.
44. Margesin R., Labbe D., Schiner F. // Appl. Fnd environ. Microbiol. 2003. №6. P. 4874-4879.
45. Aislabie J., Foght J. // Polar Biol. 2000. №3. P. 183-188.
46. Vasudevan N., Rajaram P., // Environ. Int. 2001. №5-6. P. 409-411.
47. Wilkinson S., Nicklin S. // Biotransformations: Bioremediation Tecchnology for Health and environmental Protektion / Stapletion Amsterdam; London; New York; Oxford; Paris; Tokio. 2002. 69-100.
48. Vogel T.M. // Curr. Opinion Biotechn. 1996. P. 311-316.
49. Mishra S., Lal B. // Appl. Fnd environ. Microbiol. 2001. P.1675-1681.
50. Pepper I.L. Gentry T.J. // Environ. Health Perspectives Suppl. 2002. №6. P. 943-946.
51. Carberry J.B., Wilk J. // J. Environ. Sci. Health Part a Tox Hazard Subst. Environ. Eng. 2001. №8. P. 1491-1503.
52. Киреева Н.А. Микробиологические процессы в нефтезагрязненных почвах. Уфа : Изд. БашГУ, 1994, 172с.
53. Magot M., Ollivier B. Microbiology of petroleum reservoiers // Antonie van Leeuwenhoek. 2000. P. 103-116.
54. Назина Т.Н., Григорьян А.А. Сюэ Ян-Фен, Соколова Д.Ш. Филогенетическое разнообразие аэробных сапротрофных бактерий из нефтяного месторождения Даган // Микробиология. 2002. Т.71. №1. С. 103-110.
55. Bosert L. // Appl. Environ. Microbiol.1984. P. 763-767.
56. Коронелли Т.В. // Биологические науки. 1982. Т.3. С. 5-12.
57. Квасников Е.И., Липшиц В.В., Зубова Н.В. Факультативные анаэробные бактерии нефтеносных скважин // Микробиология. - 1973 б. – Т. 42, вып. 5. – С. 925-929.
58. Соловых Г.Н. Характеристика бактериопланктона реки Урала в районе г. Оренбурга // Микробиология. 1973. – Т. 42, вып. 2. – С. 336-341.
59. Чугунов В.А., Холоденко В.П., Кобелев В.С. Разработка и испытание жидких препаратов «Экойл» на основе нефтеокисляющих бактерий // Мат. III конф. РФ. «Новые направления биотехнологии». – Пущино, 1994. – С. 56-57.
2. Алехин В.Г., Емцев В.Т., Рогозина Е.А., Фахрутдинов А.И. Биологическая активность и микробиологическая рекультивация почв, загрязненных нефтепродуктами // Биологические ресурсы и природопользование: сб. науч. тр. Пед. ин-та. – Нижневарт., 1998. - Вып. 2. – С. 95 – 105.
3. Миронов О.Г. Нефтяное загрязнение и жизнь моря. – Киев: Наукова думка, 1973. – 201 с.
4. Русин Т.Б., Мороз О.М., Карабин В.В. Биодеградация углеводородов нефти дрожжами рода Candida // Микробиологический журнал. – 2003. – Т. 61, № 4. – С. 78-83.
5. Пухова Н.Ю., Бродский И.И., Искратов В.С. Экофизиологические особенности бактерий, выделенных из нефтезагрязненной почвы // Мат. Всерос. научно-практической конференции «Физиология растений и экология на рубеже веков». – Ярославль, 2003. – С. 117 – 119.
6. Волде М.И., Соина В.С., Гузев В.С. Морфологические особенности покоящихся форм углеводородокисляющих родококков // Вестник МГУ. Сер. 17. – 2003. - № 2. - С. 50-52.
7. Reisfeld A., Rosenberg E., Gutnick D. Microbial degradation of crude oil: Factors affecting the dispersion in sea water by mixed and pure cultures // Appl. Microbiol. – 1972. - Vol. 24, № 3. – P. 363-369.
8. Морозов Н.В. Роль высшей водной растительности в бактериальном самоочищении природных вод от нефти и нефтепродуктов. Автореф. канд. дис. М., 1974.
9. Морозов Н.В., Петров Г.Н. Интенсификация процесса очищения водоемов от органических загрязнений. – Кишинев, 1972.
10. Морозов Н.В., Петров Г.Н. и.др. Исследования самоочищения водоемов от нефти под влиянием водной растительности и микроорганизмов в Среднем Повольже. – М., 1973.
11. Бирштехер Э. Нефтяная микробиология. Л. Гостоптехиздат. 1957.
12. Ворошилова А.А., Дианова Е.В. О бактериальном окислении нефти и ее миграций в природных водоемах. – “Микробиология”, 1950, 19, №3.
13. Ворошилова А.А., Дианова Е.В. Окисляющие нефть бактерии – показатели интенсивности биологического окисления нефти в природных условиях. – Микробиология, 1952, 21.
14. Морозов Н.В. Нефтеокисляющие бактерии, сопутствующие высшим водным растениям. 1974, №6.
15. Zoobell C.E. Actoin of microorganisms an hydrocarbons. – Bact. Rev., 1946, №10.
16. Zoobell C.E. The occurrence, effects and fate oil polluting the sea, 1964, №7.
17. Кузнецов С.И., Казаровец Н.М., Марголина Г.А. Определение интенсивности самоочищение воды в водохранилищах. – Материалы по биологии и гидробиологии водохранилищ. М-Л., 1963.
18. Лурье Ю.Ю., Рыбникова А.И. Анализ сточных вод. М., “Химия”, 1974.
19. Морозов Н.В. Изучение процесса самоочищения от нефти в Заинском водохранилище. – Вестник СНО КГУ, серия биол., 1968, №4.
20. Морозов Н.В. Видовой состав микроорганизмов, участвующих в самоочищении вод от нефтяных загрязнений. – Докл. МОИП, зоология и ботаника, 1974.
21. Разумов А.С. Прямой метод учета бактерий в воде. Сравнение его с методом Коха. – Микробиология, 1932, 1, №2.
22. Романов Д.Ф. Некоторые итоги изучения загрязнения рек нефтью в Среднем Повольже за 1964-1966гг. – Труды СевНИИГиМ, 1969, №27.
23. Ludzack F., Ettinger M.B. Chemical structures resistant to aerobic biochemical stalilisation, 1959, №14.
24. Таусон И.В. Основные положения растительной биоэнергетики. – Ленинград: Изд-во АН СССР, 1950. – 52 с.
25. Хромов В.М. Влияние нефтепродуктов на планктонное сообщество / В кн.: Проблемы изучения действия загрязнений на экосистемы Северных морей. – М.: Наука, 1978. – С. 24 - 50.
26. Назина Т.Н., Турова Т.П. и др. Физиологическое и филогенетическое разнообразие термофильных спорообразующих углеводородокисляющих бактерий из нефтяных пластов. // Микробиология. 2000. Т.69. №1. С. 113-119.
27. Soli J., Benz E.M. Selective substrate utilization by marine Hydrocarbonoclastic bacteria // Biotechnol. аnd Bioeng. - 1973. – Vol. 15, № 2. – P. 285-289.
28. Милехина Е.И., Борзенков И.А., Беляев С.С. Эколого-физиологические особенности аэробных эубактерий из нефтяных месторождений Татарстана // Микробиология. 1998. Т.68. №2. С. 208-214.
29. Бердическая М.В. Особенности физиологии родококков разрабатываемых нефтяных заляжей // Микробиология. 1989. Т.58. С.60-65. №1.
30. Куличевская И.С., Милехина Е.И., Беляев С.С. Окисление углеводородов нефти экстремально галотолерантными архебактериями // Микробиология. 1991. Т.60. №5.
31. Звягинцева И.С. , Беляев С.С. Галофильные архебактерий нефтяного месторождения Каламкас // Микробиология. 1995. Т. 60. №5. С. 860-866.
32. Кулик Е.С., Сомов Ю.П., Розанова Е.П. Окисление гексадекана в пористой системе с образованием жирных кислот. // Микробиология. 1985. Т. 54. С. 381-385.
33. Нестеренко О.А., Квасников Е.И., Ногина Т.М. Нокардиоподобные и коринеподобные бактерии // Киев: Наукова думка. 1985. С. 1-334.
34. Определитель бактерий Берджи . Мир. 1997. С.157, 160, 173, 630-631, 643-644.
35. Jones J.G. Studies on lipids of soil microorganisms with partcular reference to hydrocarbons // J.Gen. Microbiol. 1969. №1. P. 145-152.
36. Дедюхина Э.Г., Ерошин В.К Биосинтез углеводородов микроорганизамами // Успехи современной биологии. 1973. Т. 76. Вып. 3. С. 351-362.
37. Арчегова И.Б. Восстановление земель на Крайнем Севере. Сыктывкар: КНЦ УрОРАН, 2000, 152 с.
38. Коронелли Т.В. Липиды сапрофитных микобактерий: автореф. … докт. биол. наук. – М.:МГУ, 1980. – 49 с.
39. Методы общей бактериологии / Ред. Ф. Герхардт. М.: Мир. 1984.
40. Т.Н.Назина, Д.Ш.Соколова и др. // Прикл. Биохимия и микробиология. 2005. Т.74. №3. С.401-409.
41. Шаталов А.А., Новиков А.Д., Яненко А.С. Биодеградация нефтяных загрязнений морскими облигатными нефтеокисляющими микроорганизмами // Мат. II-го Московского международного конгресса «Биотехнология: состояние и перспективы развития». – М., 2003. - Ч. 2. – 220 с.
42. Арчегова И.Б. Посттехногенные экосистемы Севера. СПб:Наука. 2002, 159 с.
43. Чугунов В.А., Ермоленко З.М., Жиглецова С.К., Мартовецкая И.И. и др. // Прикл. Биохимия и микробиология.2000. Т. 36. №6. 666-671с.
44. Margesin R., Labbe D., Schiner F. // Appl. Fnd environ. Microbiol. 2003. №6. P. 4874-4879.
45. Aislabie J., Foght J. // Polar Biol. 2000. №3. P. 183-188.
46. Vasudevan N., Rajaram P., // Environ. Int. 2001. №5-6. P. 409-411.
47. Wilkinson S., Nicklin S. // Biotransformations: Bioremediation Tecchnology for Health and environmental Protektion / Stapletion Amsterdam; London; New York; Oxford; Paris; Tokio. 2002. 69-100.
48. Vogel T.M. // Curr. Opinion Biotechn. 1996. P. 311-316.
49. Mishra S., Lal B. // Appl. Fnd environ. Microbiol. 2001. P.1675-1681.
50. Pepper I.L. Gentry T.J. // Environ. Health Perspectives Suppl. 2002. №6. P. 943-946.
51. Carberry J.B., Wilk J. // J. Environ. Sci. Health Part a Tox Hazard Subst. Environ. Eng. 2001. №8. P. 1491-1503.
52. Киреева Н.А. Микробиологические процессы в нефтезагрязненных почвах. Уфа : Изд. БашГУ, 1994, 172с.
53. Magot M., Ollivier B. Microbiology of petroleum reservoiers // Antonie van Leeuwenhoek. 2000. P. 103-116.
54. Назина Т.Н., Григорьян А.А. Сюэ Ян-Фен, Соколова Д.Ш. Филогенетическое разнообразие аэробных сапротрофных бактерий из нефтяного месторождения Даган // Микробиология. 2002. Т.71. №1. С. 103-110.
55. Bosert L. // Appl. Environ. Microbiol.1984. P. 763-767.
56. Коронелли Т.В. // Биологические науки. 1982. Т.3. С. 5-12.
57. Квасников Е.И., Липшиц В.В., Зубова Н.В. Факультативные анаэробные бактерии нефтеносных скважин // Микробиология. - 1973 б. – Т. 42, вып. 5. – С. 925-929.
58. Соловых Г.Н. Характеристика бактериопланктона реки Урала в районе г. Оренбурга // Микробиология. 1973. – Т. 42, вып. 2. – С. 336-341.
59. Чугунов В.А., Холоденко В.П., Кобелев В.С. Разработка и испытание жидких препаратов «Экойл» на основе нефтеокисляющих бактерий // Мат. III конф. РФ. «Новые направления биотехнологии». – Пущино, 1994. – С. 56-57.
Пән: Экология, Қоршаған ортаны қорғау
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 30 бет
Таңдаулыға:
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 30 бет
Таңдаулыға:
Әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық университеті
Биология факультеті
Микробиология кафедрасы
Бітіру жұмысы
Атырау облысының мұнаймен ластанған топырақтарын мұнай тотықтырушы
микроорганизмдер көмегімен тазалау
Орындаған 4 курс студенті ________ ____
Ғылыми жетекшісі:
микробиология кафедрасының
б.ғ.д., профессор ________ ____
Нормобақылаушы ________ ____
Қорғауға жіберілді
Кафедра меңгерушісі
б.ғ.д., профессор ________ ____2008ж. Жұбанова А.А.
08 жыл
Мазмұны:
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ...
1. Әдебиетке шолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ...
1.1. Мұнай және мұнай өнімдерімен ластанған экожүйелер
биоремедиациясындағы көмірсутектотықтырушы микроорганизмдердің рөлі
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.2. Мұнаймен ластанған экожүйелерді тазалауда қолданылатын
биопрепараттар
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
...
2. Материалдар мен зерттеу
әдістері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ...
..
3. Алынған нәтижелерді
талдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
Тұжырым ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ...
Реферат
Жұмыс көлемі : беттен, кестеден, суреттен және әдебиеттер тізімінен,
тұрады.
Кілтті сөздер: биоремедияция, көмірсутек тотықтырушы микроорганизмдер,
мұнай, мұнай өнімдері, бактериялар.
Жұмыстың мақсаты: Атырау облысының мұнаймен ластанған топырағының
микробтық құрамын анықтау, бөлінген штамдардың морфологиялық, биохимиялық,
физиологиялық қасиеттерін зерттеу арқылы идентификациялау.
Бұл жұмыста бөлінген бактериялардың дифференциялды-диагностикалық
белгілері, сонымен қатар бактериялардың түрлі мұнай өнімдерінде өсуі,
энергия көзі ретінде көмірсуларды сіңірулері қарастырылды.
Алынған нәтижелер бойынша штамдар Pseudomonas және Micrococcus
туыстарына жіктелді.
Кіріспе
Қазіргі таңда мұнай және мұнай өнімдерін кең көлемде өндіру, тасымалдау,
өңдеу барысы қоршаған ортаның ластануына әкеліп соғуда. Топырақтың беткі
қабатының адсорбциялық қасиетінің жоғарылығына байланысты ластану өте тез
жүреді. Қоршаған ортаға түскен мұнай көмірсутектері табиғи ландшафтардың
биологиялық түрлілігін өзгертеді. Сонымен қатар, техногенді аумақтардың
ұлғаюына, өсімді қабаттың тежелуіне, топырақтың беткі қабатының
микрорельефін, гидрологиялық режимін және де аэрацияның бұзылуына душар
етеді.Басқа ластаушы заттар қаншалықты қауіпті болса да, мұнайдың ластау
көздеріне еш жетер емес.
Мұнай және мұнай өнімдерімен ластану флора мен фаунаның, биоценоз
құрамының өзгеруін туғызады. Мұнайдың улылық дәрежесі олардың химиялық
құрамының әртүрлі мөлшерімен, әсіресе ұшқыш ароматты көмірсутектердің
(толуол, ксилол, бензол және нафталин) құрамымен анықталады. Көмірсутектер
бактериалық хемотаксисті бұзып, органикалық заттардың ыдырауын бөгейді.
Мұнаймен ластанған топырақтарды тазалау процесі экологиялық таза, әрі
экономикалық жағынан тиімді, ауыл шарушылық жерлердің құнарлығын арттыру
үшін, қалпына келтіретін және көмірсутектердің интенсификациясына
бағытталған әдістерді талап етеді.
Қазіргі таңда ең тиімді әдіс болып биоремедиация саналады. Биоремедиация
– минералды тұздардан, қант, ферменттерден тұратын биогенді қоспасымен
қатар, көмірсутек тотықтырушы микроорганизмдерден құралған препараттарды
қолдану арқылы мұнаймен ластанған топырақ және суларды тазалау болып
табылады.
Дүние жүзі бойынша мұнай және мұнай өнімдерін өндіруші өнеркәсіп
зауыттар мұнай көмірсутектерін утилиздеу барысында, көмірсутектотықтырушы
микроорганизмдер ассоциациясынан жасалған биологиялық препараттарды кеңінен
қолдануда.
Сондықтан осындай мәселелерді шешу барысында, мұнай тотықтырушы
микроорганизмдерді зерттеудің маңызы өте зор, әрі қазіргі таңдағы ғаламдық
проблемалардың бірі болып отыр.
1 Әдебиеттерге шолу
1.1 Мұнай және мұнай өнімдерімен ластанған экожүйелер
биоремедиациясындағы көмірсутектотықтырушы микроорганизмдердің рөлі
Мұнай – алкандардан (парафинді немесе ациклді қаныққан көмірсутекті),
циклоалкандардан (нафтендер), арендерден (ароматты көмірсутектерден),
сонымен қатар, түрлі молекулалық массадағы күкіртті және азотты көмірсутек
туындыларынан құралған күрделі қосылыс.
Мұнайдың негізгі компонентін көмірсутектер(98%) құрайды. Олар төрт
класқа бөлінеді:
1. Парафиндер (алкандар) (мұнайдың жалпы құрамының 90%-на дейін) – СН
тұрақты қаныққан қосылыс, молекулалары тік немесе тармақталған
(изоалкандар) көмірсутек атомдары бар тізбек.
2. Циклопарафиндер (нафтендер) – сақинасында 5-6 көмірсутек атомы бар СН
қаныққан циклді байланыс(мұнайдың жалпы құрамының 30-60% құрайды).
Молекулада көміртек атомдары алкилді топты – СН – СН және т.б. түзуі
мүмкін. Мұнайда циклопентан мен циклогексаннан басқа бициклді және
полициклді нафтендер де кездеседі. Бұл қосылыстар өте тұрақты келеді.
3. Ароматты көмірсутектер (мұнайдың жалпы құрамының 20-40% құрайды) –
нафтендерге қарағанда сақинасында 6 көміртек атомына кем, бензолдың
циклді қанықпаған қосылысы. Бұл қосылыстағы көміртек атомы алкилді
топпен байланысуы мүмкін. Мұнайда ароматты сақиналар (бензол, тоглуол,
ксилол), бициклді (нафталин), үшциклді (антрацен, фенантрен) және
полициклді (төрт сақиналы пирен) ұшқыш көмірсутектер де кездеседі.
4. Олефиндер (алкендер) (мұнайдың жалпы құрамының 10%-на дейін) –
молекулада көміртегі атомының әр қайсысында бір немесе екі сутегі
атомы бар қанықпаған тік немесе тармақталған тізбекті қосылыс [1].
Мұнайда 5%-ға дейін оттекті қосылыс бар, оның ішінде ең бірінші орынды
монокарбонды қышқылдар және оксиқышқылдар алады. Ал, күкіртті қосылыстарға
күкірттісутек, меркаптандар, сульфидтер, дисульфидтер, сонымен қатар, түрлі
құрылымды полициклді күкіртті қосылыстар жатады. Мұнайдың азотты
қосылыстарын пиридин гомологтары, гидропиридин, гидрохинолин және азоттық
негіздер құрайды. Сонымен қатар, мұнайдың құрамына жоғары молекулалық
смолалы байланыстар кіреді. Олар оттегіден және күкірттен тұрады, яғни
бейтарап смолалар, асфальтендер, асфальтенді қышқылдар және олардың
ангидридтері. Жеңіл мұнайда (бакинді және эмбенді типтерінде) асфальтендер
аз, ал смоланың құрамы 5%-ға дейін жетеді, ауыр бакинді, майкопты мұнай
түрлерінде асфальтендер саны айтарлықтай, ал шайыр – 40%-ға дейін.
Мұнай және мұнай өнімдерімен қоршаған ортаның кең көлемде ластануы
табиғи экожүйенің, биологиялық тепе-теңдіктің және биотүрліліктің бұзылуына
әкеліп соғады. Соған байланысты ластану процесі бірден тежеле бастайды, тек
микроорганизмдердің жеке топтарының арақатынасы ғана бұзылмайды, сонымен
бірге зат алмасу процесі де бұзылады: тыныс алу процесі тежеледі,
азотфиксация, нитрификация, целлюлозаның ыдырауы, қиын тотығатын өнімдер
түзіледі, микроорганизмнің негізгі қоректенуінің басты факторы болып
табылатын өсімдіктің органикалық қалдықтары және өсімдіктің тамырындағы
шырыштары азаяды. Мұнай және мұнай өнімдері биологиялық тізбектің барлық
бөліктеріне әсерін тигізе отырып фауна және флораның функционалды
активтілігінің толықтай депрессиясын тудырады [2;3].
Аумақтың мұнаймен ластануының алғашқы сағатында оның ыдырауына физико-
химиялық процесстер басымдылық көрсетеді. Ыдырау қарқындылығы мұнай түріне,
оның тығыздығына, тұтқырлығына, жылулық коэффициентіне, судағы
коллоидтардың болуына, ауа температурасына және күн сәулесінің түсуіне
байланысты.
Жаз мезгілінде су бетіндегі мұнай өнімдерінен, бірінші тәулікте 80,4%
техникалық бензин (бензин толығымен ұшып кетеді), 22% керосин, 2-15% мұнай
және 0,3% мазуттың ұшқыш компоненттері буланып кетеді. Оныншы күнде булану
нөлге дейін төмендейді.
Төгілген мұнай топырақпен адсорбцияланады, ал теңіз суына түскен мұнай
фракцияланып, нәтижесінде, күрделі гетерогенді жүйе қалыптасады. Дәл осы
уақытта мұнайдың физикалық өзгерістерімен қатар, химиялық өзгерістері де
жүзеге асады: еруге қабілетті қаныққан алифаттық, сонымен қатар, алициклді
ароматты көмірсутектер пленкада қалады. Еріген мұнай құрамына төменгі
молекулалы ароматты, қаныққан ароматты көмірсутектер, эмульгацияланған
мұнай (негізінде ароматтық және ациклді көмірсутектерден тұрады) кіреді.
Физико-химиялық процесстер мұнай және мұнай өнімдерінен суды тазалауда
маңызды рөл атқарады, бірақ толық деструкция жүзеге аспайды. Ол тек мұнай
тотықтырушы микроорганизмдер қатысуымен жүруі мүмкін.
Мұнай көмірсутектерін қолданатын микроорганизмдер су және топырақ
биоценозының негізгі компоненті болып табылады. Мұнайтотықтырушы
микроорганизмдердің әртүрлі биоценоздарда, түрлі жағдайда өмір сүруін
көптеген ғалымдар зерттеген. Қазіргі таңда мұнай көмірсутектерін тотықтыру
қабілеті бар 100-ден аса бактерия туыстары, ашытқылар, жіпшелі
саңырауқұлақтар бөлініп алынған. Мысалы, Corynebakterium, Brevibakterium,
Arthrobakter секілді деструктор-микроорганизмдер Аляска және Жаңа
Шотландия жағалауларынан, Нью-Джерси ағысынан бөлініп алынған [4-7].
Мұнай және мұнай өнімдерінің көп мөлшерде төгілу барысы су қоймаларда,
ағыстарда қара пленканың түзілуін тудырады. Жиналған мұнайдың ыдырауы
бірнеше аптаға созылуы мүмкін. Өзен немесе су қоймаларда судың жоғарғы
өсімдіктерінің болуы мұнаймен ластанудың тасымалдау процесі жылдамдайды,
сәйкесінше мұнайдың тотығу уақыты қысқарады (0,06-0,2 мм пленка
қалыңдығында 5-10 күге дейін ) [8-10]. Табиғи жағдайда мұнай және мұнай
өнімдерінің ыдырауы – түрлі таксономиялық топтарға жататын
микроорганизмдердің іс-әрекеті екенін бірнеше ғалымдар дәлелдеді[11-
13;14;15;16].
Мұнай тотықтырушы микроорганизмдердің өсуі және дамуы үшін, су
қоймаларына минералды элементтердің қосылуы оңтайлы әсер етеді. Оның
себебі, микроорганизмдердің көмірсу және энергия көзі болатын көмірсутек
субстраттары, әдетте азот және фосфорға өте аз болады. Бұл элементтері жоқ
суларда мұнай өнімдердің тотығуы байқалмаған. Изъюрованың айтуынша, суда
қоректік заттардың жеткілікті болуы, су бетіндегі 2мм қалыңдықта мұнай
пленкасы 1-2 айда тазарды және бактериялық тотығу сәтті жүреді. Фосфат,
нитрат немесе аммониға бай теңіз суында мұнай биодеградациясы өте жылдам
жүрген.
Спонти (1979) амурлық суда мұнай өнімдерінің ыдырау процесін бақылау
арқылы, алғашқы үш тәулік ішінде (23°С) жақсы жүретінін байқаған. Осы уақыт
аралығында 70-80% мұнай өнімдерінің (дизельді отын) тотығуы жүрген.
Алғашында (0,5 тәулік кезінде) тотығу жылдамдығы өсе бастады. Одан кейін
жылдам тотығу процесі жүрді(1,5-2 тәулік), сосын тотығу төмендей
бастады.[11-20]. Автордың пайымдауынша, төрт тәулік өткен соң тек қиын
тотығатын бөліктер қалады. 4-30°С температурада микроорганизмдердің таза
және аралас дақылдарының мұнайдың түрлі сапаларын қолдануы жөнінде Джобсон
әріптестерімен (Jobson et al.,1972) бірге зерттеді. Ең алғаш рет,
бактериалдық әсердің кез-келген мұнай түріне әсері оның жылдам
қоюланғандығынан және массасының артқанынан байқауға болады (21 тәулік
инкубациялау кезінде 0.827-ден 1,046-дейін ). Мезофильді бактериялар С25 н-
алкандарды қолданды, ал психрофильді аралас дақылдар н-алкандардың С31-ге
дейін ұзын тізбегін қолданады[14;8;9;10].
Азарович (Azarowicz, 1975) мұнай және мұнай өнімдерімен ластанған
суларды тазалауды, Candida lipolytica, C.tropicalis және C.utilis ашытқылар
көмегімен инокуляциялау жолын ұсынды. Дақылдарды құрғақ азот және фосфор
көздері бар препарат түрінде енгізді [20-23;16].
Тіпті шөлді жерлердің топырағында көмірсутегін тотықтырушы
бактериялардың болатындығын Таусон И.В. мәлімдейді. Топырақтың мұнаймен
ластанған жерлерінде бұл организмдер өздерінің дамуы үшін жағымды жағдай
табады. Тұнбаларда кездесетін мұнай тотықтырушы микроорганизмдерді
жіктеген авторлар, олардың қыс мезгіліне қарағанда жазда көп болатындығын
ашты [24]. Жылдың суық мезгілінде көмірсутек тотықтырушы микроорганизмдер
аз кездеседі.
Мұнай ағысындағы микробиологиялық деградация деңгейі бірнеше
факторлармен анықталады, мұнда негізінен мұнайдың құрамы маңызды: мұнайдың
тұрақтылығын тармақталған алкандар, ароматты көмірсутектер және
асфальтендер қамтамасыз етеді. Микроб белсенділігінің көрсеткіші ретінде
глюкозаны қолдану және оның метаболизмін зерттегенде, кувейн, луизин
мұнайлары және бункерлік отын түрлі деңгейде токсикалық қасиетінің бар
екені анықталды. Өңделген мұнайлар, бункерлік және дизельді отындар басқа
мұнай түрлеріне қарағанда улы болып табылады. Сонымен қатар, мұнайдың
300мгл жоғары концентрациясы табиғи микроб популяциясының активтілігін
тежейді.
Мұнаймен ластанудың кері әсері ең бірінші сатыда көрінеді, ол көптеген
улы компоненттердің болуымен байланысты. Көмірсутектердің улылығының
азаюына байланысты мынадай тәртіп бойынша жіктеу дәлелденген: ароматты
көмірсутектер – циклопарафиндер – олефиндер – парафиндер [25].
Теңіздегі мұнай көмірсутектерінің микробты тотығу процесі түрлі
факторлар әсерінен жылдамдайды немесе тежеледі. Мұнаймен ластанған
аумақтарды тазалау барысында , ең алдымен мұнай тотықтырушы
микроорганизмдерге әсер ететін факторларды толықтай білу қажет. Олар :
біріншіден температура, оттегі көлемі, биогенді элементтер және т.б.
Ауыр мұнай типтері жеңілге қарағанда биодеградацияға әлдеқайда күрделі
түседі. Ауыр мұнайлардың массасы микроорганизмдер әрекетінде бар-жоғы 25-
50% , 20°С-де биодеградация және булану нәтижесінде – 50%, ал жеңіл мұнайда
– 80% -ға дейін, 10°С-де ауыр мұнайлар массасының жоғалуы – 30-40%,
жеңілдерде – 50-60%.
Көптеген тәжірибелер нәтижесінде, мұнай тотықтырушы микроорганизмдердің
pH 6,0-7,5 аралығында белсенді өсетіндігі дәлелденген. Зерттелген
культуралардың 50% атап айтқанда, Pseudomonas liquefacins, P. liquida,
P.nebulosum,P. Liquefacins maidis, Bacterium jophagum және т.б. осы pH
аралығында тәжірибеге алынған 200мг мұнайдың 177 мг қолданған. Кейбір
микроорганизмдер түрлерінде (Bacterium aliphaticum, Bacterium aliphaticum
liquefacins, Bacterium formosum) мұнайды максимум қолдануы және максималды
өсу әртүрлі pH аралығында болады. Бұл бактериялардың суспензияларының
тығыздығы pH 5-7 аралығында өзгеріссіз болады. Дегенмен, pH 5-те мұнайдан
суды қарқынды тазартып отырды. pH 4 болғанда микроорганизмдер әлсіз өсті,
ал суды тазарту қабілеті pH 6 болғанда немесе pH 7-ге қарағанда өте төмен
көрсеткіште болды, 20°С температурада және сілтілік реакцияда (pH 9)
көптеген зерттеуші микроорганизмдер мұнайды қолдану жылдамдығы және өсу
белсенділігі бойынша pH 7-8-ге қарағанда әлдеқайда төмен болған [26].
Зерттеушілердің айтуынша, мұнай-деструкциялаушы микроорганизмдерінің
қарқынды тазалауы үшін ең қолайлы жағдай мезофильді жағдай (20-28°С) болып
табылады. 6-15 °С температурада мұнай трансформациясының қарқындылығы 2,5-4
есеге дейін төмендейді, ал 37°С бактериялардың өсуі тежеледі. Ал 45°С
температурада микроорганизмдердің іс-әрекеті толықтай тежеліп мұнайдың
ыдырау процесіжүрмей қалады.
Әдебиеттерде мұнай өнімдерінің микроорганизмдермен пайдаланылуының
биохимиясына арналған зерттеулерге қатысты мақалалар көп болғанымен, бұл
процестің біршама жақтары, әсіресе кинетикасы мен механизмі әлі толық
ашылмаған. Және жекелеген авторлардың мәліметтері сәйкес емес. Бұл
эксперимент жүргізу әдістерінің, мұнай өнімдерінің қасиеттері мен
құрамының, микроорганизм түрлерінің әртүрлілігімен түсіндіріледі. Мәселен,
Керстен Д.К. [27] көмірсутегін тотықтыратын бактериялардың екі типін
ажыратады :
- тек көмірсутегісі бар минеральды орталарда дамитын және басқа
органикалық қосылыстарды пайдаланбайтындар.
- Көмірсутегілері бар минералды орталарда және басқа органикалық
қосылыстары бар орталарда дамитындар. Соңғылары көбірек кездеседі.
Кей ғалымдар мұнай тотықтырушы микроорганизмдерді үш топқа бөледі:
1. н-алкандарды ыдырататындар
2. ароматты көмірсутектерді тотықтыратындар
3. изоалкандарды және көптеген көмірсутегілерді қолдануға қабілеттілер.
Жоғарыда айтылғандай, мұнай деструкциясына қатысатын микроорганизмдерді
зерттеу аса қызығушылықты тудырады.
Теңіз суынан көміртек көзі ретінде С7, С9 – С16 қалыпты алкандарды
қолданатын Pseudomonas штамдары бар. Бірақ олардың бірден бірі С8 құрылымын
тотықтыра алмайды. Дегенмен, көп зерттеулер барысында, қалыпты С5 – С16
көміртектерін тотықтыру қабілеті бар, бірақ циклді қосылыстарды қиын
қабылдайтын P.aeruginosa 2 штамын бөліп алды. Шеткі радикалы аз (мысалы, 2-
метил-С14H29; 3-метил – С18Н37), көміртек тізбегі ұзын көмірсутектер кейбір
микроорганизмдермен тотыға алады.
Борзенков өз әріптестерімен бірге, Вьетнам, Батыс Сібір және
Татарстанның мұнай кен-орындарынан бөлініп алынған көмірсутек тотықтырушы
микроорганиздердің қасиеттерін зерттеді. Кен орындарынан бөлініп алынған
көмірсутек тотықтырушы бактериялардың он бір штамы – Rhodococcus, Gordonia,
Dietzia, Pseudomonas туыстарының өкілдері және мезофильдер екені анықталды.
Родококктар 15% NaCl бар ортада өсетін галотолерантты микроорганизмдер
болып шықты. Барлық штамдар шикі мұнайдың н-алкандарын тотықтырды. Н-
алкандардың С – С құрылымын деструкциялауда Pseudomonas туыстастарының
бактериялары белсенділік көрсетті. Жоғары минералданған суларда (150мгл)
родококктар [28;29] және галофильді архебактериялар Halobacterium және
Haloferax [30;31]. Бар екені анықталды. Ал жоғары температуралы (45°С) кен
орындарда термофильді Geobacillus бактериялары басымдылық көрсетті [32].
Штамдардың сегізі Грам оң болды [33]. “Белый тигр” кен орындарынан бөлініп
алынған штамдарды 16рРНК секвенирлеу нәтижесінде Грам теріс Pseudomonas :
P.stutrezi, P.aeruginosa202 және P.pseudoalcaligenes5 болып
идентифицирленді [34]. Зерттелген микроорганизмдердің барлығы ацетат,
пропионат, бутират, этанол және сахарозаның тотығуы арқасында өсті.
P.aeruginosa202 С –С тізбекті н-алкандарды, ал P.pseudoalcaligenes5 С – С
синтездеді. Бұл н-алкандардың микроорганизмдермен түрлі деңгейде
қолданатының дәлелі[35]. Н-алкандардың клеткаішілік синтезінің механизмі
теория жүзінде қарастырылған [36].
Зерттеушілер арасында көміртегі тізбегінің ұзындығы С5 тен С10-ға
дейінгі көмірсутектерді микроорганизмдердің пайдалануы қиындықтар туғызады
деген пікір қалыптасқан [37]. Сонымен қатар жеңіл н-алкандар кейбір
бактериялардың және ашытқылардың дамуын тежейді деген мәліметтер бар. Және
де Micobacterium lacticum-ның жалғыз көміртегі көзі ретінде метан, пропан,
бутан , октан, декан, додекан, пентадеканды қолданатыны, тек бензолда
өспейтіндігі жөнінде деректер жазылған.
Түрлі микроорганизмдердің 2000-дай культураларын зерттегенде,
Pseudomonas, Arthrobacter, Flavobacterium туыстастарының өкілдері көміртегі
көзі ретінде қалыпты алкандары барқоректік ортада өсетіндігі зерттелді.
Авторлардың айтуы бойынша, көмірсутегілерді қолдану полисахаридтерді
(целлюлоза, крахмал немесе т.б.) немесе белоктарды ыдырату секілді
токсономикалық белгі болып табылады [24].
Төменгі балқитын н-алкандарды қолдану арқылы өсу, негізінен
Pseudomonasтуыстастарының бактерияларына тән. Бұл жағдайды авторлар көбінде
сұйық жеңіл көмірсутектер бактерия клеткаларының липидтерін ерітетіндігімен
байланыстырады [25]. Кей авторлардың ойынша, төменгі қайнайтын н-алкандар
цитоплазмалық мембрананың қатпарлануын тудырады. Фредерикс П.М және Фукс
Г.В. осы ойды қолдайды, оны көмірсутек молекуласында көміртегі тізбегінің
ұзындығының әртүрлі болуымен түсіндіреді. Кестер мен Фостер бұл феноменді
жекелеген көмірсутектердің улылығымен немесе олардың метаболизм өнімдерін
микроорганизмдердің пайдалана алмауымен түсіндіруге болады деп есептейді.
Мак-Кенна Е.Ж. және Каллио Р.Е. жеңіл қайнайтын н-алкандардың буының жоғары
порциальды қысымы микроорганизмдерге кері әсер етуі мүмкіндігін көрсетеді.
Короннели Т.В.[38] судың мұнаймен ластануы кезінде, яғни су бетінде
пленка немесе жеке дақтардың пайда болғанында мұнай пленкаларын пайдалана
отырып, н-алкандарды тотықтыру қабілеті бар артробактер және
микобактерлердің көмірсутек деструкциясында пайдасының зор екендігін
айтады.
Микроорганизмдердің көмірсутектерді игеру механизмі жайлы көп еңбектер
бар. Мысалы, Девис Ж.В. н-алкандарды тотықтырудың мүмкін болатын үш жолын
көрсетеді:
1. Спирт, альдегид және монокарбон қышқылын түзе отырып метил топтарын
монотермиальды тотықтыру:
2. Сәйкес метилкетонның екіншілік спиртін түзу арқылы монотермиальды
тотықтырудың варианты ретінде тотықтыру;
3. Дитерминалды тотықтыру, онда н-алканның термиальды топтары майлы
дикарбон қышқылын түзе отырып тотығады.
Фостер Ж.В. көптеген микроорганизмдер үшін н-алкан тізбегінің соңғы
көміртегі атомының тотығуымен сипатталатын көмірсутектердің монотермиальды
тотығуы тән деп есептейді. Нәтижесінде, біріншілік спирт, альдегид,
монокарбонды қышқыл түзіледі [38]. Басқа зерттеушілерде н-парафиндердің
тотығу жол монотермиальды болуы мүмкін деп есептейді. Сенез гептаны бар
ортада өсірілген Pseudomonas клеткаларының көмірсутек, біріншілік спирт,
альдегид және май қышқылына бейімделгендігін, ал сәйкес дикарбон қышқылына
бейімделмегендігін дәлелдейтін тәжірибелер нәтижелерін келтіреді. Автор
мұны көмірсутектердің монотермиальды тотығуына дәлел ретінде қарастырады.
Қазіргі таңда, көмірсутектерді оксигеназды жолмен тотықтыратын
микроорганизмдердің бар екендігі мәлім болды . Мұнайдың ароматты
көмірсутегілерін қолданатын микроорганизмдер жөнінде ғалымдар еңбектері өте
көп.
Ароматты көмірсутектер (фенол, толуол) тірі организмдерге өте төмен
концентрацияда (0,6%) әсер етеді [39]. 2%-тен артық болса, алкан және
алкенге қарағанда экотоксикалық қабілеті жоғары болады [32]. Ароматты
көмірсутектерді ыдырататын көптеген микроорганизм штамдары н-алканда
дамымайды. Дегенмен, Коновальчик-Мазер және Сенез бөліп алған P.aeruginosa
бұл қосылыс бар ортада өсетіні дәлелденген.
Дели С. өз еңбегінде ароматты заттардың ферментативті ыдырауы жөнінде
бірнеше дәлелдемелер көрсетті [39]. Сақинаның ыдырағанын құрамында кем
дегенде екі гидроксильді тобы барн құрылымының түзілуінен байқауға болады.
Көмірсутегілердің тотығуы ароматты сақиналардың дигидроксильдеу процесінен
байқауға болады. Бензол, нафталин, толуол, этилбензол секілді ароматты
көмірсутектер сәйкесінше цис- және диоксидигидро туындыларына
(дигидродиолдарға) дейін тотығады. Олар өз кезегінде дегидрогеназаның
қатысуымен дифенолдарға (катехолға) айналады. Дели С. Жапон ғалымдарының
еңбектерінің негізінде, ароматты сақинаның диоксигеназды ыдырауының үш
типін бөлді.
Түрлі теңіздерде, су қоймаларда мұнай көмірсутектерін тотықтыратын
бірнеше бактериялар бар. Солардың ішінде көп мөлшерде Pseudomonas
туыстастарының бактериялары бөлініп алынды. Pseudomonas туыстастарының
бактерияларының мұнай көмірсутектерін тотықтыруы жөнінде бірнеше жұмыстар
жүргізілген [40].
Батыс Украинаның мұнай кен орны топырағынан нафталин қабылдағыш
бактериялар бөліп алынған. Олар: P.aeruginosa, P. Fluorescens, P. putida,
P. boreopolis штамдары болып табылады. Тәжірибе барысында бөгде
микроорганизмдерге қарағанда бұл культуралар көмірсу көзі ретінде тек
нафталинді қолданатыны байқалынды.
Красильникова Н.А. және оның әріптестерінің мәліметтері бойынша, Қара
теңіздің беткі пленкасында мұнайды активті қолданатын Pseudomonas және
Mycobacterium туыстастарының бактериялары басым екені белгілі.
Ресей елінің түрлі климаттық аумақтарының микрофлорасын зерттеу
нәтижесінде, мұнай тотықтырушы микроорганизмдердің мұнай және алкандардың
қатты эмульгациялануы үшін белсенді заттарды бөліп шығаратыны анықталған
[41]. Баренц теңізінің мұнай тотықтырушы микроорганизмдері бес туысқа
жатқызылды: Bacterium, Pseudomonas, Bacillus, Micrococcus,
Pseudobacterium.. Квасников Е.И. және т.б. Қара теңіздің мұнай өнімдері бар
қалдықты суынан жүзге жуық культураларды бөліп алды. Ол культуралар көбінде
Micrococcus, Pseudomonas,Brevibacterium, Rhodacoccus, Acinetobacter
туыстастарына жатқызылды.
И.С.Андреева әріптестерімен психротолерантты штамм-деструкторлармен
көмірсутегілерді утилиздеу барысында, Сібірдің түрлі аудандарынан мұнай
тотықтырушы микроорганизмдерді бөліп алды. Олардың негізінде штамм
ассоциациясы құрылды. Бұл ассоциация галотолерантты, психротолерантты,
топырақтың аборигенді микрофлорасына қатысты антогонизмнің болмауы секілді
түрлі кен-орндарынан (64-92% 6 тәулік дақылдау ішінде) мұнайдың н-
алкандарын утилиздейді. Эндогенді мұнай тотықтырушы микрофлораның көмегімен
су қоймаларының және топырақтың деградациясы солтүстік аумақта баяу жүреді
және кейбір факторлар әсерінен тіпті тоқтап қалады(төменгі температура,
аэрацияның жеткіліксіз болуы және қажет биогенді элементтердің болмауы)
[37;42;43]. Бөлінген штамдар мұнайы бар Е8 синтетикалық қоректік ортасында
жақсы өскен, сонымен қатар, олардың 4-6°С, 22-24°С температурада
инкубациялау арқылы мұнай тотықтырғыш қабілетіне сұрыптау жүргізілген.
Алынған штамм-деструкторлар Yarrowia, Arthrobakter, Bacillus, Pseudomonas,
Rhodococcus, Micobacterium, Actinomices , Nocardia және т.б. туыстастардың
өкілдері болып идентификацияланды. Штамдардың басты ерекшелігі болып, мұнай
және мұнай өнімдерін төменгі температурада деструкциялау болып табылады
[43;44;45;39].
Плешакова Е.В. және т.б. мұнай тотықтырушы биопрепараттарды аборигенді
көмірсутек тотықтырушы микрофлораның реттеу жолымен алды. Ол үшін түрлі
көмірсутек тотықтырушы микроорганизмдердің оптимальды комбинацияғы
стимульдеуші қоспалары таңдалынды : минералды қоспалар (10,0 гл), мұнай
(5,0гл) және синтетикалық жуғыш зат (0,2гл). Жүргізілген зерттеулер мұнай
өнімдерімен ластанған топырақтардың тазалауын жеделдету үшін, аборигенді
көмірсутек тотықтырушы микроорганизмдермен қаныққан дайын “биопрепаратты”
қолдануға болатындығын дәлелдеді [46-52].
Т.Н.Назина және т.б. ғалымдар жоғары температуралық Даган (ҚХР) мұнай
кен орындарының аэробты органотрофты бактерияларының филогенетикалық
түрлілігін зерттеді. Зерттеу барысында кен орындарынан 22 термофильді және
мезофильді аэробты органотрофты микроорганизмдердің таза дақылдарын бөліп
алды.
Соңғы он жылда, жерасты экожүелерінің микрофлорасын зерттеу аса
қызығушылықты тудырып отыр [53;54]. Мұнай кен орындарынан сульфат-, темір-,
марганецсинтездеуші бактериялар және метаногендер көптеп бөлінуде [53].
Дегенмен кей аэробты микроорганизмдерде мұнай кен орындарында кездеседі.
Олар су асты гидродинамикасының арқасында енуі мүмкін.
Түрлі және активті мезофильді микрофлора Дацин мұнай кен орындарынан
(ҚХР) табылды. Молекулалық биология әдісімен бұл бактериялардың Bacillus,
Pseudomonas, Gordonia, Dietzia, Brevibacillus Rhodococcus, Kocuria,
Cellulmonas, Clavibacter, Acinetobacter екені дәлелденді. Бактериялар тұзды
ортада, жоғары температурада өсіп, шикі мұнайды, қанттарды, спирттерді, май
қышқылдарын қолданған.
Мұнай кен орындарынан бөлінген Bacillus және Geobacillus
туыстастарының бактериялары термофильді болып шықты [26]. Аэробты
термофильді бактериялар Вирджиния штатынан (АҚШ) көмірсутегілер бар судың 2
км тереңдіктен бөлініп алынды.
Алынған нәтижелерге сай, жоғары температуралық Даган мұнай кен
орындарының термофильді бактериялары Geobacillus туыстастарына жатқызылды
және алғаш рет мұнай кен орындарынан Thermoactinomices актинобактерия
туыстары табылды. Сонымен қатар, мезофильді бактериялар Micrococcus,
Micobacterium, Cellulmonas, Pseudomonas, Acinetobacter туыстарына
жатқызылды.
Т.Ю.Измалкова әріптестерімен бірге Pseudomonas fluorescens штамдарының
нафталин биодеградациясындағы генетикалық жүйенің әртүрлілігін зерттеді.
Ресей Федерациясының мұнаймен ластанған әр аумағынан нафталинді ыдыратуға
қабілетті Pseudomonas fluorescens-тің он сегіз штамы бөліп алынды.
Pseudomonas fluorescens-тің он үш штамында 20-120ж.н. мөлшерде плазмидалар
табылған. Олардың ішінде бес плазмида конъгативті және нафталин мен
салицилат утилизациясына жауап беретін катоболитті гендерден тұрады. Жұмыс
нәтижесі бойынша нафталиннің биодеградациясына қатысатын nahAc және nahG
гендері анықталды.
Гафаров А.Б. және т.б. ғалымдар тікелей және жиынтықты дақылдау
әдістерімен мұнай кен орындарынан ароматты қосылыстардың он алты штам-
деструктордың және ферментерда отыз тәулік ішінде үздіксіз дақылдау
әдісімен он жеті штам-деструктор бөліп алды. Тікелей егу әдісінде жиынтықты
дақылдау әдісіне қарағанда ароматты қосылыстардың деструкторлары көбірек
бөлінген. Сонымен қатар, лабораториялық биореактордан көмірсутектотықтырушы
микроорганизмдер консорциумы бөлінді.
Қазіргі таңда мұнай және мұнай өнімдерінің ластануы судың, топырақтың
микрофлорасын құртуда. Мәселен, тәулігіне 200-500 мың баррель мұнай
өндіретін Үлкен мұнай химиялық зауыт жылына 10 мың м куб қалдық шығарады
[33]. Қалдықтар құрамына биодеградацияға төзімді қосылыстар енуі мүмкін.
Мысалы, полициклді ароматты көмірсутегілер, жеңіл ұшқыш ароматты
қосылыстар, олардың метилденген туындылары, мұның барлығы да канцерогенді
және уытты болып келеді [55]. Бөлінген штамдар өз аумақтарының климаттық
жағдайларына сай мұнай және мұнай өнімдерін жақсы ыдыратқан [56].
Шет елдерде топырақ құрамындағы мұнай өнімдерінің қалыпты мөлшері 1-3
гкг, ал экологиялық қауіптің төнуі топырақ құрамында 20гкг мөлшерден
басталады екен.
Әдебиеттерді қорытындылай келгенде түрлі көмірсутегілерді тотықтыру
қабілеті жоғары микроорганизмдер ішінен Pseudomonas туыстастарының
бактериялары әлдеқайда белсенділігімен ерекшеленеді. Бұл туыс
микроорганизмдері табиғатта өте кең таралған. Олардың табиғаттағы
көмірсутек қосылыстарын қабылдай алатындығы кез-келген экологиялық жағдайда
өсе беретінін көрсетеді. Олар теңіздерде, су ағысында, тоғандарда,
(P.desmoliticum), топырақтарда, мұнай кен орындарында (P.aeruginosa,
P.fluorescens және т.б.) кездеседі.
1.2 Мұнаймен ластанған экожүйелерді тазалауда қолданылатын биопрепараттар
Қазіргі кезде әлемде қоршаған ортаны мұнай және мұнай өнімдерінен
тазалаудамұнай көмірсутектерін қолдану қабілеті бар жоғары белсенді
микроорганизм-деструкторларға негізделген биотехнологиялық тазалау әдістері
қолданылуда. Көмірсутек тотықтырушы микроорганизмдер топырақ және су
биоценозының негізгі компоненті болғандықтан, олардың катоболиттік
белсенділігі мұнаймен ластанған табиғи субстраттарды тазалауда әдеттегі
жағдай болып табылады.
Топырақта негізінен бактериялар, актиномицеттер, ашытқы
саңырауқұлақтары, балдырлар, қарапайым организмдермен бірге бактериофагтар
да кездеседі. Жоғарыда айтып өтдей, микроорганизмдердің топырақта таралуына
ортадағы қоректік заттардың, сонымен бірге температураның да маңызы зор.
Сонымен қатар, отын-энергетикалық өндіріс кешенінің негізгі экологиялық
мәселелерінің бірі мұнай және мұнай өнімдерінің тасымалы немесе оларды
өндіру барысында түрлі келеңсіз жағдайлардың орын алуы болып табылады.
Мұнай және мұнай өнімдерімен ластанған топырақтарды микроорганизмдер
көмегімен 3 жол арқылы жылдамдатуға болады екен. Олар:
1. топырақ немесе су микрофлорасының метаболиттік активтілігіне сәйкес,
ортаның физико-химиялық жағдайларын өзгерту арқылы.
2. ластанған топырақ немесе суға арнайы таңдалынып алынған
мұнайтотықтырушы микроорганизмдерді енгізу арқылы.
3. аралас микроорганизмдердің активті штамдарын және олардың өсуі үшін
қажет активаторларды қосу арқылы.
Аталған соңғы екі әдіс, қазіргі таңда өте перспективті және тиімді болып
отыр. Себебі активті мұнай тотықтырушы микроорганизмдер негізінде жасалған
биопрепараттар көмегімен мұнаймен ластанған топырағы бар аумақтарды кең
көлемде тазалауға мүмкіндік бар.
Қоршаған ортада мұнай көмірсутектерін деструкциялау үшін
микроорганизмдердің көптеген түрлері қолданылады, солардың қатарында :
Pseudomonas, Bacillus, Micrococcus, Arthrobacter, Flavobacterium
Rhodacoccus, Acinetobacter, Alcaligenes, Mycobacterium,Nocardia, Candida
ашытқы туыстары және т.б. туыстары бар [57;58].
Мұнай өнімдерінің көп компоненттен тұруы микроорганизмдер көмегімен
биодеструкциялау қиындығын тудырады. Сондықтан әртүрлі деградацияға
қабілеті бар микроорганизмдер ассоциациясын құру ластанған экожүйелер
биоремедиациясында перспективалы бағыт болып табылады. Бұл фактор көптеген
ғалымдардың мұнаймен ластанған су және топырақтарды тазалауда кеңінен
қолданылатын биопрепараттарды жасау барысында дәлелденген. Қолайсыз
климаттық жағдай кезінде ластанған ортада мұнай деструкциялаушы
микроорганизмдер интродукциясы өте қажет болып табылады.
Мәселен, “Деворойл” биопрепаратында Pseudomonas-Rhodococcus ассоциациясы
қолданылады. Бұл биопрепаратты қазіргі кезде кең көлемде қолдануда.
Соңғы он жыл ішінде бірнеше препараттар – “Путидойл”, “Олеворин”,
“Нафтокс”, “Микромицет”, “Родобел” секілді препараттар өндіріске енді.Бұл
препараттар құрамына жиырмадан аса түрлі мұнай тотықтырушы
микроорганизмдер, бактериялар, саңырауқұлақтар, ашытқылардан тұратын
монокультуралар немесе ассоциациялар кіреді. Шет елдерде мұнай компаниялары
мұнаймен ластанған топырақтарды өңдеу үшін биопрепараттарды қолданады.
Мәселен Еуропа және АҚШ елднрінде мұнай өндіру зауыттарының ағынды суларын
тазалау үшін табиғи штамдардың бейімдеушілік жолы арқылы алынған Phenobac
атты бактериалдық биопрепараттарды қолданған. Олар ортаның түрлі жағдайына
өз қасиеттерін сақтай алатын көмірсутек тотықтырушы бактериялардың аралас
кульлураларынан тұрады.
Қазіргі таңда, мұнаймен ластанған топырақтарды тазалау барысында
Pseudomonas туысының бактерияларының қатысымен бірнеше препараттар
жасалынып, әлем бойынша қолданыс табуда. Мысалы, “Эконадин” биопрепараты
қоңыр түсті ұнтақ, дисперсті, гидрофобты болып табылады. Бұл препарат
органикалық субстрат – ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Биология факультеті
Микробиология кафедрасы
Бітіру жұмысы
Атырау облысының мұнаймен ластанған топырақтарын мұнай тотықтырушы
микроорганизмдер көмегімен тазалау
Орындаған 4 курс студенті ________ ____
Ғылыми жетекшісі:
микробиология кафедрасының
б.ғ.д., профессор ________ ____
Нормобақылаушы ________ ____
Қорғауға жіберілді
Кафедра меңгерушісі
б.ғ.д., профессор ________ ____2008ж. Жұбанова А.А.
08 жыл
Мазмұны:
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ...
1. Әдебиетке шолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ...
1.1. Мұнай және мұнай өнімдерімен ластанған экожүйелер
биоремедиациясындағы көмірсутектотықтырушы микроорганизмдердің рөлі
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.2. Мұнаймен ластанған экожүйелерді тазалауда қолданылатын
биопрепараттар
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
...
2. Материалдар мен зерттеу
әдістері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ...
..
3. Алынған нәтижелерді
талдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
Тұжырым ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ...
Реферат
Жұмыс көлемі : беттен, кестеден, суреттен және әдебиеттер тізімінен,
тұрады.
Кілтті сөздер: биоремедияция, көмірсутек тотықтырушы микроорганизмдер,
мұнай, мұнай өнімдері, бактериялар.
Жұмыстың мақсаты: Атырау облысының мұнаймен ластанған топырағының
микробтық құрамын анықтау, бөлінген штамдардың морфологиялық, биохимиялық,
физиологиялық қасиеттерін зерттеу арқылы идентификациялау.
Бұл жұмыста бөлінген бактериялардың дифференциялды-диагностикалық
белгілері, сонымен қатар бактериялардың түрлі мұнай өнімдерінде өсуі,
энергия көзі ретінде көмірсуларды сіңірулері қарастырылды.
Алынған нәтижелер бойынша штамдар Pseudomonas және Micrococcus
туыстарына жіктелді.
Кіріспе
Қазіргі таңда мұнай және мұнай өнімдерін кең көлемде өндіру, тасымалдау,
өңдеу барысы қоршаған ортаның ластануына әкеліп соғуда. Топырақтың беткі
қабатының адсорбциялық қасиетінің жоғарылығына байланысты ластану өте тез
жүреді. Қоршаған ортаға түскен мұнай көмірсутектері табиғи ландшафтардың
биологиялық түрлілігін өзгертеді. Сонымен қатар, техногенді аумақтардың
ұлғаюына, өсімді қабаттың тежелуіне, топырақтың беткі қабатының
микрорельефін, гидрологиялық режимін және де аэрацияның бұзылуына душар
етеді.Басқа ластаушы заттар қаншалықты қауіпті болса да, мұнайдың ластау
көздеріне еш жетер емес.
Мұнай және мұнай өнімдерімен ластану флора мен фаунаның, биоценоз
құрамының өзгеруін туғызады. Мұнайдың улылық дәрежесі олардың химиялық
құрамының әртүрлі мөлшерімен, әсіресе ұшқыш ароматты көмірсутектердің
(толуол, ксилол, бензол және нафталин) құрамымен анықталады. Көмірсутектер
бактериалық хемотаксисті бұзып, органикалық заттардың ыдырауын бөгейді.
Мұнаймен ластанған топырақтарды тазалау процесі экологиялық таза, әрі
экономикалық жағынан тиімді, ауыл шарушылық жерлердің құнарлығын арттыру
үшін, қалпына келтіретін және көмірсутектердің интенсификациясына
бағытталған әдістерді талап етеді.
Қазіргі таңда ең тиімді әдіс болып биоремедиация саналады. Биоремедиация
– минералды тұздардан, қант, ферменттерден тұратын биогенді қоспасымен
қатар, көмірсутек тотықтырушы микроорганизмдерден құралған препараттарды
қолдану арқылы мұнаймен ластанған топырақ және суларды тазалау болып
табылады.
Дүние жүзі бойынша мұнай және мұнай өнімдерін өндіруші өнеркәсіп
зауыттар мұнай көмірсутектерін утилиздеу барысында, көмірсутектотықтырушы
микроорганизмдер ассоциациясынан жасалған биологиялық препараттарды кеңінен
қолдануда.
Сондықтан осындай мәселелерді шешу барысында, мұнай тотықтырушы
микроорганизмдерді зерттеудің маңызы өте зор, әрі қазіргі таңдағы ғаламдық
проблемалардың бірі болып отыр.
1 Әдебиеттерге шолу
1.1 Мұнай және мұнай өнімдерімен ластанған экожүйелер
биоремедиациясындағы көмірсутектотықтырушы микроорганизмдердің рөлі
Мұнай – алкандардан (парафинді немесе ациклді қаныққан көмірсутекті),
циклоалкандардан (нафтендер), арендерден (ароматты көмірсутектерден),
сонымен қатар, түрлі молекулалық массадағы күкіртті және азотты көмірсутек
туындыларынан құралған күрделі қосылыс.
Мұнайдың негізгі компонентін көмірсутектер(98%) құрайды. Олар төрт
класқа бөлінеді:
1. Парафиндер (алкандар) (мұнайдың жалпы құрамының 90%-на дейін) – СН
тұрақты қаныққан қосылыс, молекулалары тік немесе тармақталған
(изоалкандар) көмірсутек атомдары бар тізбек.
2. Циклопарафиндер (нафтендер) – сақинасында 5-6 көмірсутек атомы бар СН
қаныққан циклді байланыс(мұнайдың жалпы құрамының 30-60% құрайды).
Молекулада көміртек атомдары алкилді топты – СН – СН және т.б. түзуі
мүмкін. Мұнайда циклопентан мен циклогексаннан басқа бициклді және
полициклді нафтендер де кездеседі. Бұл қосылыстар өте тұрақты келеді.
3. Ароматты көмірсутектер (мұнайдың жалпы құрамының 20-40% құрайды) –
нафтендерге қарағанда сақинасында 6 көміртек атомына кем, бензолдың
циклді қанықпаған қосылысы. Бұл қосылыстағы көміртек атомы алкилді
топпен байланысуы мүмкін. Мұнайда ароматты сақиналар (бензол, тоглуол,
ксилол), бициклді (нафталин), үшциклді (антрацен, фенантрен) және
полициклді (төрт сақиналы пирен) ұшқыш көмірсутектер де кездеседі.
4. Олефиндер (алкендер) (мұнайдың жалпы құрамының 10%-на дейін) –
молекулада көміртегі атомының әр қайсысында бір немесе екі сутегі
атомы бар қанықпаған тік немесе тармақталған тізбекті қосылыс [1].
Мұнайда 5%-ға дейін оттекті қосылыс бар, оның ішінде ең бірінші орынды
монокарбонды қышқылдар және оксиқышқылдар алады. Ал, күкіртті қосылыстарға
күкірттісутек, меркаптандар, сульфидтер, дисульфидтер, сонымен қатар, түрлі
құрылымды полициклді күкіртті қосылыстар жатады. Мұнайдың азотты
қосылыстарын пиридин гомологтары, гидропиридин, гидрохинолин және азоттық
негіздер құрайды. Сонымен қатар, мұнайдың құрамына жоғары молекулалық
смолалы байланыстар кіреді. Олар оттегіден және күкірттен тұрады, яғни
бейтарап смолалар, асфальтендер, асфальтенді қышқылдар және олардың
ангидридтері. Жеңіл мұнайда (бакинді және эмбенді типтерінде) асфальтендер
аз, ал смоланың құрамы 5%-ға дейін жетеді, ауыр бакинді, майкопты мұнай
түрлерінде асфальтендер саны айтарлықтай, ал шайыр – 40%-ға дейін.
Мұнай және мұнай өнімдерімен қоршаған ортаның кең көлемде ластануы
табиғи экожүйенің, биологиялық тепе-теңдіктің және биотүрліліктің бұзылуына
әкеліп соғады. Соған байланысты ластану процесі бірден тежеле бастайды, тек
микроорганизмдердің жеке топтарының арақатынасы ғана бұзылмайды, сонымен
бірге зат алмасу процесі де бұзылады: тыныс алу процесі тежеледі,
азотфиксация, нитрификация, целлюлозаның ыдырауы, қиын тотығатын өнімдер
түзіледі, микроорганизмнің негізгі қоректенуінің басты факторы болып
табылатын өсімдіктің органикалық қалдықтары және өсімдіктің тамырындағы
шырыштары азаяды. Мұнай және мұнай өнімдері биологиялық тізбектің барлық
бөліктеріне әсерін тигізе отырып фауна және флораның функционалды
активтілігінің толықтай депрессиясын тудырады [2;3].
Аумақтың мұнаймен ластануының алғашқы сағатында оның ыдырауына физико-
химиялық процесстер басымдылық көрсетеді. Ыдырау қарқындылығы мұнай түріне,
оның тығыздығына, тұтқырлығына, жылулық коэффициентіне, судағы
коллоидтардың болуына, ауа температурасына және күн сәулесінің түсуіне
байланысты.
Жаз мезгілінде су бетіндегі мұнай өнімдерінен, бірінші тәулікте 80,4%
техникалық бензин (бензин толығымен ұшып кетеді), 22% керосин, 2-15% мұнай
және 0,3% мазуттың ұшқыш компоненттері буланып кетеді. Оныншы күнде булану
нөлге дейін төмендейді.
Төгілген мұнай топырақпен адсорбцияланады, ал теңіз суына түскен мұнай
фракцияланып, нәтижесінде, күрделі гетерогенді жүйе қалыптасады. Дәл осы
уақытта мұнайдың физикалық өзгерістерімен қатар, химиялық өзгерістері де
жүзеге асады: еруге қабілетті қаныққан алифаттық, сонымен қатар, алициклді
ароматты көмірсутектер пленкада қалады. Еріген мұнай құрамына төменгі
молекулалы ароматты, қаныққан ароматты көмірсутектер, эмульгацияланған
мұнай (негізінде ароматтық және ациклді көмірсутектерден тұрады) кіреді.
Физико-химиялық процесстер мұнай және мұнай өнімдерінен суды тазалауда
маңызды рөл атқарады, бірақ толық деструкция жүзеге аспайды. Ол тек мұнай
тотықтырушы микроорганизмдер қатысуымен жүруі мүмкін.
Мұнай көмірсутектерін қолданатын микроорганизмдер су және топырақ
биоценозының негізгі компоненті болып табылады. Мұнайтотықтырушы
микроорганизмдердің әртүрлі биоценоздарда, түрлі жағдайда өмір сүруін
көптеген ғалымдар зерттеген. Қазіргі таңда мұнай көмірсутектерін тотықтыру
қабілеті бар 100-ден аса бактерия туыстары, ашытқылар, жіпшелі
саңырауқұлақтар бөлініп алынған. Мысалы, Corynebakterium, Brevibakterium,
Arthrobakter секілді деструктор-микроорганизмдер Аляска және Жаңа
Шотландия жағалауларынан, Нью-Джерси ағысынан бөлініп алынған [4-7].
Мұнай және мұнай өнімдерінің көп мөлшерде төгілу барысы су қоймаларда,
ағыстарда қара пленканың түзілуін тудырады. Жиналған мұнайдың ыдырауы
бірнеше аптаға созылуы мүмкін. Өзен немесе су қоймаларда судың жоғарғы
өсімдіктерінің болуы мұнаймен ластанудың тасымалдау процесі жылдамдайды,
сәйкесінше мұнайдың тотығу уақыты қысқарады (0,06-0,2 мм пленка
қалыңдығында 5-10 күге дейін ) [8-10]. Табиғи жағдайда мұнай және мұнай
өнімдерінің ыдырауы – түрлі таксономиялық топтарға жататын
микроорганизмдердің іс-әрекеті екенін бірнеше ғалымдар дәлелдеді[11-
13;14;15;16].
Мұнай тотықтырушы микроорганизмдердің өсуі және дамуы үшін, су
қоймаларына минералды элементтердің қосылуы оңтайлы әсер етеді. Оның
себебі, микроорганизмдердің көмірсу және энергия көзі болатын көмірсутек
субстраттары, әдетте азот және фосфорға өте аз болады. Бұл элементтері жоқ
суларда мұнай өнімдердің тотығуы байқалмаған. Изъюрованың айтуынша, суда
қоректік заттардың жеткілікті болуы, су бетіндегі 2мм қалыңдықта мұнай
пленкасы 1-2 айда тазарды және бактериялық тотығу сәтті жүреді. Фосфат,
нитрат немесе аммониға бай теңіз суында мұнай биодеградациясы өте жылдам
жүрген.
Спонти (1979) амурлық суда мұнай өнімдерінің ыдырау процесін бақылау
арқылы, алғашқы үш тәулік ішінде (23°С) жақсы жүретінін байқаған. Осы уақыт
аралығында 70-80% мұнай өнімдерінің (дизельді отын) тотығуы жүрген.
Алғашында (0,5 тәулік кезінде) тотығу жылдамдығы өсе бастады. Одан кейін
жылдам тотығу процесі жүрді(1,5-2 тәулік), сосын тотығу төмендей
бастады.[11-20]. Автордың пайымдауынша, төрт тәулік өткен соң тек қиын
тотығатын бөліктер қалады. 4-30°С температурада микроорганизмдердің таза
және аралас дақылдарының мұнайдың түрлі сапаларын қолдануы жөнінде Джобсон
әріптестерімен (Jobson et al.,1972) бірге зерттеді. Ең алғаш рет,
бактериалдық әсердің кез-келген мұнай түріне әсері оның жылдам
қоюланғандығынан және массасының артқанынан байқауға болады (21 тәулік
инкубациялау кезінде 0.827-ден 1,046-дейін ). Мезофильді бактериялар С25 н-
алкандарды қолданды, ал психрофильді аралас дақылдар н-алкандардың С31-ге
дейін ұзын тізбегін қолданады[14;8;9;10].
Азарович (Azarowicz, 1975) мұнай және мұнай өнімдерімен ластанған
суларды тазалауды, Candida lipolytica, C.tropicalis және C.utilis ашытқылар
көмегімен инокуляциялау жолын ұсынды. Дақылдарды құрғақ азот және фосфор
көздері бар препарат түрінде енгізді [20-23;16].
Тіпті шөлді жерлердің топырағында көмірсутегін тотықтырушы
бактериялардың болатындығын Таусон И.В. мәлімдейді. Топырақтың мұнаймен
ластанған жерлерінде бұл организмдер өздерінің дамуы үшін жағымды жағдай
табады. Тұнбаларда кездесетін мұнай тотықтырушы микроорганизмдерді
жіктеген авторлар, олардың қыс мезгіліне қарағанда жазда көп болатындығын
ашты [24]. Жылдың суық мезгілінде көмірсутек тотықтырушы микроорганизмдер
аз кездеседі.
Мұнай ағысындағы микробиологиялық деградация деңгейі бірнеше
факторлармен анықталады, мұнда негізінен мұнайдың құрамы маңызды: мұнайдың
тұрақтылығын тармақталған алкандар, ароматты көмірсутектер және
асфальтендер қамтамасыз етеді. Микроб белсенділігінің көрсеткіші ретінде
глюкозаны қолдану және оның метаболизмін зерттегенде, кувейн, луизин
мұнайлары және бункерлік отын түрлі деңгейде токсикалық қасиетінің бар
екені анықталды. Өңделген мұнайлар, бункерлік және дизельді отындар басқа
мұнай түрлеріне қарағанда улы болып табылады. Сонымен қатар, мұнайдың
300мгл жоғары концентрациясы табиғи микроб популяциясының активтілігін
тежейді.
Мұнаймен ластанудың кері әсері ең бірінші сатыда көрінеді, ол көптеген
улы компоненттердің болуымен байланысты. Көмірсутектердің улылығының
азаюына байланысты мынадай тәртіп бойынша жіктеу дәлелденген: ароматты
көмірсутектер – циклопарафиндер – олефиндер – парафиндер [25].
Теңіздегі мұнай көмірсутектерінің микробты тотығу процесі түрлі
факторлар әсерінен жылдамдайды немесе тежеледі. Мұнаймен ластанған
аумақтарды тазалау барысында , ең алдымен мұнай тотықтырушы
микроорганизмдерге әсер ететін факторларды толықтай білу қажет. Олар :
біріншіден температура, оттегі көлемі, биогенді элементтер және т.б.
Ауыр мұнай типтері жеңілге қарағанда биодеградацияға әлдеқайда күрделі
түседі. Ауыр мұнайлардың массасы микроорганизмдер әрекетінде бар-жоғы 25-
50% , 20°С-де биодеградация және булану нәтижесінде – 50%, ал жеңіл мұнайда
– 80% -ға дейін, 10°С-де ауыр мұнайлар массасының жоғалуы – 30-40%,
жеңілдерде – 50-60%.
Көптеген тәжірибелер нәтижесінде, мұнай тотықтырушы микроорганизмдердің
pH 6,0-7,5 аралығында белсенді өсетіндігі дәлелденген. Зерттелген
культуралардың 50% атап айтқанда, Pseudomonas liquefacins, P. liquida,
P.nebulosum,P. Liquefacins maidis, Bacterium jophagum және т.б. осы pH
аралығында тәжірибеге алынған 200мг мұнайдың 177 мг қолданған. Кейбір
микроорганизмдер түрлерінде (Bacterium aliphaticum, Bacterium aliphaticum
liquefacins, Bacterium formosum) мұнайды максимум қолдануы және максималды
өсу әртүрлі pH аралығында болады. Бұл бактериялардың суспензияларының
тығыздығы pH 5-7 аралығында өзгеріссіз болады. Дегенмен, pH 5-те мұнайдан
суды қарқынды тазартып отырды. pH 4 болғанда микроорганизмдер әлсіз өсті,
ал суды тазарту қабілеті pH 6 болғанда немесе pH 7-ге қарағанда өте төмен
көрсеткіште болды, 20°С температурада және сілтілік реакцияда (pH 9)
көптеген зерттеуші микроорганизмдер мұнайды қолдану жылдамдығы және өсу
белсенділігі бойынша pH 7-8-ге қарағанда әлдеқайда төмен болған [26].
Зерттеушілердің айтуынша, мұнай-деструкциялаушы микроорганизмдерінің
қарқынды тазалауы үшін ең қолайлы жағдай мезофильді жағдай (20-28°С) болып
табылады. 6-15 °С температурада мұнай трансформациясының қарқындылығы 2,5-4
есеге дейін төмендейді, ал 37°С бактериялардың өсуі тежеледі. Ал 45°С
температурада микроорганизмдердің іс-әрекеті толықтай тежеліп мұнайдың
ыдырау процесіжүрмей қалады.
Әдебиеттерде мұнай өнімдерінің микроорганизмдермен пайдаланылуының
биохимиясына арналған зерттеулерге қатысты мақалалар көп болғанымен, бұл
процестің біршама жақтары, әсіресе кинетикасы мен механизмі әлі толық
ашылмаған. Және жекелеген авторлардың мәліметтері сәйкес емес. Бұл
эксперимент жүргізу әдістерінің, мұнай өнімдерінің қасиеттері мен
құрамының, микроорганизм түрлерінің әртүрлілігімен түсіндіріледі. Мәселен,
Керстен Д.К. [27] көмірсутегін тотықтыратын бактериялардың екі типін
ажыратады :
- тек көмірсутегісі бар минеральды орталарда дамитын және басқа
органикалық қосылыстарды пайдаланбайтындар.
- Көмірсутегілері бар минералды орталарда және басқа органикалық
қосылыстары бар орталарда дамитындар. Соңғылары көбірек кездеседі.
Кей ғалымдар мұнай тотықтырушы микроорганизмдерді үш топқа бөледі:
1. н-алкандарды ыдырататындар
2. ароматты көмірсутектерді тотықтыратындар
3. изоалкандарды және көптеген көмірсутегілерді қолдануға қабілеттілер.
Жоғарыда айтылғандай, мұнай деструкциясына қатысатын микроорганизмдерді
зерттеу аса қызығушылықты тудырады.
Теңіз суынан көміртек көзі ретінде С7, С9 – С16 қалыпты алкандарды
қолданатын Pseudomonas штамдары бар. Бірақ олардың бірден бірі С8 құрылымын
тотықтыра алмайды. Дегенмен, көп зерттеулер барысында, қалыпты С5 – С16
көміртектерін тотықтыру қабілеті бар, бірақ циклді қосылыстарды қиын
қабылдайтын P.aeruginosa 2 штамын бөліп алды. Шеткі радикалы аз (мысалы, 2-
метил-С14H29; 3-метил – С18Н37), көміртек тізбегі ұзын көмірсутектер кейбір
микроорганизмдермен тотыға алады.
Борзенков өз әріптестерімен бірге, Вьетнам, Батыс Сібір және
Татарстанның мұнай кен-орындарынан бөлініп алынған көмірсутек тотықтырушы
микроорганиздердің қасиеттерін зерттеді. Кен орындарынан бөлініп алынған
көмірсутек тотықтырушы бактериялардың он бір штамы – Rhodococcus, Gordonia,
Dietzia, Pseudomonas туыстарының өкілдері және мезофильдер екені анықталды.
Родококктар 15% NaCl бар ортада өсетін галотолерантты микроорганизмдер
болып шықты. Барлық штамдар шикі мұнайдың н-алкандарын тотықтырды. Н-
алкандардың С – С құрылымын деструкциялауда Pseudomonas туыстастарының
бактериялары белсенділік көрсетті. Жоғары минералданған суларда (150мгл)
родококктар [28;29] және галофильді архебактериялар Halobacterium және
Haloferax [30;31]. Бар екені анықталды. Ал жоғары температуралы (45°С) кен
орындарда термофильді Geobacillus бактериялары басымдылық көрсетті [32].
Штамдардың сегізі Грам оң болды [33]. “Белый тигр” кен орындарынан бөлініп
алынған штамдарды 16рРНК секвенирлеу нәтижесінде Грам теріс Pseudomonas :
P.stutrezi, P.aeruginosa202 және P.pseudoalcaligenes5 болып
идентифицирленді [34]. Зерттелген микроорганизмдердің барлығы ацетат,
пропионат, бутират, этанол және сахарозаның тотығуы арқасында өсті.
P.aeruginosa202 С –С тізбекті н-алкандарды, ал P.pseudoalcaligenes5 С – С
синтездеді. Бұл н-алкандардың микроорганизмдермен түрлі деңгейде
қолданатының дәлелі[35]. Н-алкандардың клеткаішілік синтезінің механизмі
теория жүзінде қарастырылған [36].
Зерттеушілер арасында көміртегі тізбегінің ұзындығы С5 тен С10-ға
дейінгі көмірсутектерді микроорганизмдердің пайдалануы қиындықтар туғызады
деген пікір қалыптасқан [37]. Сонымен қатар жеңіл н-алкандар кейбір
бактериялардың және ашытқылардың дамуын тежейді деген мәліметтер бар. Және
де Micobacterium lacticum-ның жалғыз көміртегі көзі ретінде метан, пропан,
бутан , октан, декан, додекан, пентадеканды қолданатыны, тек бензолда
өспейтіндігі жөнінде деректер жазылған.
Түрлі микроорганизмдердің 2000-дай культураларын зерттегенде,
Pseudomonas, Arthrobacter, Flavobacterium туыстастарының өкілдері көміртегі
көзі ретінде қалыпты алкандары барқоректік ортада өсетіндігі зерттелді.
Авторлардың айтуы бойынша, көмірсутегілерді қолдану полисахаридтерді
(целлюлоза, крахмал немесе т.б.) немесе белоктарды ыдырату секілді
токсономикалық белгі болып табылады [24].
Төменгі балқитын н-алкандарды қолдану арқылы өсу, негізінен
Pseudomonasтуыстастарының бактерияларына тән. Бұл жағдайды авторлар көбінде
сұйық жеңіл көмірсутектер бактерия клеткаларының липидтерін ерітетіндігімен
байланыстырады [25]. Кей авторлардың ойынша, төменгі қайнайтын н-алкандар
цитоплазмалық мембрананың қатпарлануын тудырады. Фредерикс П.М және Фукс
Г.В. осы ойды қолдайды, оны көмірсутек молекуласында көміртегі тізбегінің
ұзындығының әртүрлі болуымен түсіндіреді. Кестер мен Фостер бұл феноменді
жекелеген көмірсутектердің улылығымен немесе олардың метаболизм өнімдерін
микроорганизмдердің пайдалана алмауымен түсіндіруге болады деп есептейді.
Мак-Кенна Е.Ж. және Каллио Р.Е. жеңіл қайнайтын н-алкандардың буының жоғары
порциальды қысымы микроорганизмдерге кері әсер етуі мүмкіндігін көрсетеді.
Короннели Т.В.[38] судың мұнаймен ластануы кезінде, яғни су бетінде
пленка немесе жеке дақтардың пайда болғанында мұнай пленкаларын пайдалана
отырып, н-алкандарды тотықтыру қабілеті бар артробактер және
микобактерлердің көмірсутек деструкциясында пайдасының зор екендігін
айтады.
Микроорганизмдердің көмірсутектерді игеру механизмі жайлы көп еңбектер
бар. Мысалы, Девис Ж.В. н-алкандарды тотықтырудың мүмкін болатын үш жолын
көрсетеді:
1. Спирт, альдегид және монокарбон қышқылын түзе отырып метил топтарын
монотермиальды тотықтыру:
2. Сәйкес метилкетонның екіншілік спиртін түзу арқылы монотермиальды
тотықтырудың варианты ретінде тотықтыру;
3. Дитерминалды тотықтыру, онда н-алканның термиальды топтары майлы
дикарбон қышқылын түзе отырып тотығады.
Фостер Ж.В. көптеген микроорганизмдер үшін н-алкан тізбегінің соңғы
көміртегі атомының тотығуымен сипатталатын көмірсутектердің монотермиальды
тотығуы тән деп есептейді. Нәтижесінде, біріншілік спирт, альдегид,
монокарбонды қышқыл түзіледі [38]. Басқа зерттеушілерде н-парафиндердің
тотығу жол монотермиальды болуы мүмкін деп есептейді. Сенез гептаны бар
ортада өсірілген Pseudomonas клеткаларының көмірсутек, біріншілік спирт,
альдегид және май қышқылына бейімделгендігін, ал сәйкес дикарбон қышқылына
бейімделмегендігін дәлелдейтін тәжірибелер нәтижелерін келтіреді. Автор
мұны көмірсутектердің монотермиальды тотығуына дәлел ретінде қарастырады.
Қазіргі таңда, көмірсутектерді оксигеназды жолмен тотықтыратын
микроорганизмдердің бар екендігі мәлім болды . Мұнайдың ароматты
көмірсутегілерін қолданатын микроорганизмдер жөнінде ғалымдар еңбектері өте
көп.
Ароматты көмірсутектер (фенол, толуол) тірі организмдерге өте төмен
концентрацияда (0,6%) әсер етеді [39]. 2%-тен артық болса, алкан және
алкенге қарағанда экотоксикалық қабілеті жоғары болады [32]. Ароматты
көмірсутектерді ыдырататын көптеген микроорганизм штамдары н-алканда
дамымайды. Дегенмен, Коновальчик-Мазер және Сенез бөліп алған P.aeruginosa
бұл қосылыс бар ортада өсетіні дәлелденген.
Дели С. өз еңбегінде ароматты заттардың ферментативті ыдырауы жөнінде
бірнеше дәлелдемелер көрсетті [39]. Сақинаның ыдырағанын құрамында кем
дегенде екі гидроксильді тобы барн құрылымының түзілуінен байқауға болады.
Көмірсутегілердің тотығуы ароматты сақиналардың дигидроксильдеу процесінен
байқауға болады. Бензол, нафталин, толуол, этилбензол секілді ароматты
көмірсутектер сәйкесінше цис- және диоксидигидро туындыларына
(дигидродиолдарға) дейін тотығады. Олар өз кезегінде дегидрогеназаның
қатысуымен дифенолдарға (катехолға) айналады. Дели С. Жапон ғалымдарының
еңбектерінің негізінде, ароматты сақинаның диоксигеназды ыдырауының үш
типін бөлді.
Түрлі теңіздерде, су қоймаларда мұнай көмірсутектерін тотықтыратын
бірнеше бактериялар бар. Солардың ішінде көп мөлшерде Pseudomonas
туыстастарының бактериялары бөлініп алынды. Pseudomonas туыстастарының
бактерияларының мұнай көмірсутектерін тотықтыруы жөнінде бірнеше жұмыстар
жүргізілген [40].
Батыс Украинаның мұнай кен орны топырағынан нафталин қабылдағыш
бактериялар бөліп алынған. Олар: P.aeruginosa, P. Fluorescens, P. putida,
P. boreopolis штамдары болып табылады. Тәжірибе барысында бөгде
микроорганизмдерге қарағанда бұл культуралар көмірсу көзі ретінде тек
нафталинді қолданатыны байқалынды.
Красильникова Н.А. және оның әріптестерінің мәліметтері бойынша, Қара
теңіздің беткі пленкасында мұнайды активті қолданатын Pseudomonas және
Mycobacterium туыстастарының бактериялары басым екені белгілі.
Ресей елінің түрлі климаттық аумақтарының микрофлорасын зерттеу
нәтижесінде, мұнай тотықтырушы микроорганизмдердің мұнай және алкандардың
қатты эмульгациялануы үшін белсенді заттарды бөліп шығаратыны анықталған
[41]. Баренц теңізінің мұнай тотықтырушы микроорганизмдері бес туысқа
жатқызылды: Bacterium, Pseudomonas, Bacillus, Micrococcus,
Pseudobacterium.. Квасников Е.И. және т.б. Қара теңіздің мұнай өнімдері бар
қалдықты суынан жүзге жуық культураларды бөліп алды. Ол культуралар көбінде
Micrococcus, Pseudomonas,Brevibacterium, Rhodacoccus, Acinetobacter
туыстастарына жатқызылды.
И.С.Андреева әріптестерімен психротолерантты штамм-деструкторлармен
көмірсутегілерді утилиздеу барысында, Сібірдің түрлі аудандарынан мұнай
тотықтырушы микроорганизмдерді бөліп алды. Олардың негізінде штамм
ассоциациясы құрылды. Бұл ассоциация галотолерантты, психротолерантты,
топырақтың аборигенді микрофлорасына қатысты антогонизмнің болмауы секілді
түрлі кен-орндарынан (64-92% 6 тәулік дақылдау ішінде) мұнайдың н-
алкандарын утилиздейді. Эндогенді мұнай тотықтырушы микрофлораның көмегімен
су қоймаларының және топырақтың деградациясы солтүстік аумақта баяу жүреді
және кейбір факторлар әсерінен тіпті тоқтап қалады(төменгі температура,
аэрацияның жеткіліксіз болуы және қажет биогенді элементтердің болмауы)
[37;42;43]. Бөлінген штамдар мұнайы бар Е8 синтетикалық қоректік ортасында
жақсы өскен, сонымен қатар, олардың 4-6°С, 22-24°С температурада
инкубациялау арқылы мұнай тотықтырғыш қабілетіне сұрыптау жүргізілген.
Алынған штамм-деструкторлар Yarrowia, Arthrobakter, Bacillus, Pseudomonas,
Rhodococcus, Micobacterium, Actinomices , Nocardia және т.б. туыстастардың
өкілдері болып идентификацияланды. Штамдардың басты ерекшелігі болып, мұнай
және мұнай өнімдерін төменгі температурада деструкциялау болып табылады
[43;44;45;39].
Плешакова Е.В. және т.б. мұнай тотықтырушы биопрепараттарды аборигенді
көмірсутек тотықтырушы микрофлораның реттеу жолымен алды. Ол үшін түрлі
көмірсутек тотықтырушы микроорганизмдердің оптимальды комбинацияғы
стимульдеуші қоспалары таңдалынды : минералды қоспалар (10,0 гл), мұнай
(5,0гл) және синтетикалық жуғыш зат (0,2гл). Жүргізілген зерттеулер мұнай
өнімдерімен ластанған топырақтардың тазалауын жеделдету үшін, аборигенді
көмірсутек тотықтырушы микроорганизмдермен қаныққан дайын “биопрепаратты”
қолдануға болатындығын дәлелдеді [46-52].
Т.Н.Назина және т.б. ғалымдар жоғары температуралық Даган (ҚХР) мұнай
кен орындарының аэробты органотрофты бактерияларының филогенетикалық
түрлілігін зерттеді. Зерттеу барысында кен орындарынан 22 термофильді және
мезофильді аэробты органотрофты микроорганизмдердің таза дақылдарын бөліп
алды.
Соңғы он жылда, жерасты экожүелерінің микрофлорасын зерттеу аса
қызығушылықты тудырып отыр [53;54]. Мұнай кен орындарынан сульфат-, темір-,
марганецсинтездеуші бактериялар және метаногендер көптеп бөлінуде [53].
Дегенмен кей аэробты микроорганизмдерде мұнай кен орындарында кездеседі.
Олар су асты гидродинамикасының арқасында енуі мүмкін.
Түрлі және активті мезофильді микрофлора Дацин мұнай кен орындарынан
(ҚХР) табылды. Молекулалық биология әдісімен бұл бактериялардың Bacillus,
Pseudomonas, Gordonia, Dietzia, Brevibacillus Rhodococcus, Kocuria,
Cellulmonas, Clavibacter, Acinetobacter екені дәлелденді. Бактериялар тұзды
ортада, жоғары температурада өсіп, шикі мұнайды, қанттарды, спирттерді, май
қышқылдарын қолданған.
Мұнай кен орындарынан бөлінген Bacillus және Geobacillus
туыстастарының бактериялары термофильді болып шықты [26]. Аэробты
термофильді бактериялар Вирджиния штатынан (АҚШ) көмірсутегілер бар судың 2
км тереңдіктен бөлініп алынды.
Алынған нәтижелерге сай, жоғары температуралық Даган мұнай кен
орындарының термофильді бактериялары Geobacillus туыстастарына жатқызылды
және алғаш рет мұнай кен орындарынан Thermoactinomices актинобактерия
туыстары табылды. Сонымен қатар, мезофильді бактериялар Micrococcus,
Micobacterium, Cellulmonas, Pseudomonas, Acinetobacter туыстарына
жатқызылды.
Т.Ю.Измалкова әріптестерімен бірге Pseudomonas fluorescens штамдарының
нафталин биодеградациясындағы генетикалық жүйенің әртүрлілігін зерттеді.
Ресей Федерациясының мұнаймен ластанған әр аумағынан нафталинді ыдыратуға
қабілетті Pseudomonas fluorescens-тің он сегіз штамы бөліп алынды.
Pseudomonas fluorescens-тің он үш штамында 20-120ж.н. мөлшерде плазмидалар
табылған. Олардың ішінде бес плазмида конъгативті және нафталин мен
салицилат утилизациясына жауап беретін катоболитті гендерден тұрады. Жұмыс
нәтижесі бойынша нафталиннің биодеградациясына қатысатын nahAc және nahG
гендері анықталды.
Гафаров А.Б. және т.б. ғалымдар тікелей және жиынтықты дақылдау
әдістерімен мұнай кен орындарынан ароматты қосылыстардың он алты штам-
деструктордың және ферментерда отыз тәулік ішінде үздіксіз дақылдау
әдісімен он жеті штам-деструктор бөліп алды. Тікелей егу әдісінде жиынтықты
дақылдау әдісіне қарағанда ароматты қосылыстардың деструкторлары көбірек
бөлінген. Сонымен қатар, лабораториялық биореактордан көмірсутектотықтырушы
микроорганизмдер консорциумы бөлінді.
Қазіргі таңда мұнай және мұнай өнімдерінің ластануы судың, топырақтың
микрофлорасын құртуда. Мәселен, тәулігіне 200-500 мың баррель мұнай
өндіретін Үлкен мұнай химиялық зауыт жылына 10 мың м куб қалдық шығарады
[33]. Қалдықтар құрамына биодеградацияға төзімді қосылыстар енуі мүмкін.
Мысалы, полициклді ароматты көмірсутегілер, жеңіл ұшқыш ароматты
қосылыстар, олардың метилденген туындылары, мұның барлығы да канцерогенді
және уытты болып келеді [55]. Бөлінген штамдар өз аумақтарының климаттық
жағдайларына сай мұнай және мұнай өнімдерін жақсы ыдыратқан [56].
Шет елдерде топырақ құрамындағы мұнай өнімдерінің қалыпты мөлшері 1-3
гкг, ал экологиялық қауіптің төнуі топырақ құрамында 20гкг мөлшерден
басталады екен.
Әдебиеттерді қорытындылай келгенде түрлі көмірсутегілерді тотықтыру
қабілеті жоғары микроорганизмдер ішінен Pseudomonas туыстастарының
бактериялары әлдеқайда белсенділігімен ерекшеленеді. Бұл туыс
микроорганизмдері табиғатта өте кең таралған. Олардың табиғаттағы
көмірсутек қосылыстарын қабылдай алатындығы кез-келген экологиялық жағдайда
өсе беретінін көрсетеді. Олар теңіздерде, су ағысында, тоғандарда,
(P.desmoliticum), топырақтарда, мұнай кен орындарында (P.aeruginosa,
P.fluorescens және т.б.) кездеседі.
1.2 Мұнаймен ластанған экожүйелерді тазалауда қолданылатын биопрепараттар
Қазіргі кезде әлемде қоршаған ортаны мұнай және мұнай өнімдерінен
тазалаудамұнай көмірсутектерін қолдану қабілеті бар жоғары белсенді
микроорганизм-деструкторларға негізделген биотехнологиялық тазалау әдістері
қолданылуда. Көмірсутек тотықтырушы микроорганизмдер топырақ және су
биоценозының негізгі компоненті болғандықтан, олардың катоболиттік
белсенділігі мұнаймен ластанған табиғи субстраттарды тазалауда әдеттегі
жағдай болып табылады.
Топырақта негізінен бактериялар, актиномицеттер, ашытқы
саңырауқұлақтары, балдырлар, қарапайым организмдермен бірге бактериофагтар
да кездеседі. Жоғарыда айтып өтдей, микроорганизмдердің топырақта таралуына
ортадағы қоректік заттардың, сонымен бірге температураның да маңызы зор.
Сонымен қатар, отын-энергетикалық өндіріс кешенінің негізгі экологиялық
мәселелерінің бірі мұнай және мұнай өнімдерінің тасымалы немесе оларды
өндіру барысында түрлі келеңсіз жағдайлардың орын алуы болып табылады.
Мұнай және мұнай өнімдерімен ластанған топырақтарды микроорганизмдер
көмегімен 3 жол арқылы жылдамдатуға болады екен. Олар:
1. топырақ немесе су микрофлорасының метаболиттік активтілігіне сәйкес,
ортаның физико-химиялық жағдайларын өзгерту арқылы.
2. ластанған топырақ немесе суға арнайы таңдалынып алынған
мұнайтотықтырушы микроорганизмдерді енгізу арқылы.
3. аралас микроорганизмдердің активті штамдарын және олардың өсуі үшін
қажет активаторларды қосу арқылы.
Аталған соңғы екі әдіс, қазіргі таңда өте перспективті және тиімді болып
отыр. Себебі активті мұнай тотықтырушы микроорганизмдер негізінде жасалған
биопрепараттар көмегімен мұнаймен ластанған топырағы бар аумақтарды кең
көлемде тазалауға мүмкіндік бар.
Қоршаған ортада мұнай көмірсутектерін деструкциялау үшін
микроорганизмдердің көптеген түрлері қолданылады, солардың қатарында :
Pseudomonas, Bacillus, Micrococcus, Arthrobacter, Flavobacterium
Rhodacoccus, Acinetobacter, Alcaligenes, Mycobacterium,Nocardia, Candida
ашытқы туыстары және т.б. туыстары бар [57;58].
Мұнай өнімдерінің көп компоненттен тұруы микроорганизмдер көмегімен
биодеструкциялау қиындығын тудырады. Сондықтан әртүрлі деградацияға
қабілеті бар микроорганизмдер ассоциациясын құру ластанған экожүйелер
биоремедиациясында перспективалы бағыт болып табылады. Бұл фактор көптеген
ғалымдардың мұнаймен ластанған су және топырақтарды тазалауда кеңінен
қолданылатын биопрепараттарды жасау барысында дәлелденген. Қолайсыз
климаттық жағдай кезінде ластанған ортада мұнай деструкциялаушы
микроорганизмдер интродукциясы өте қажет болып табылады.
Мәселен, “Деворойл” биопрепаратында Pseudomonas-Rhodococcus ассоциациясы
қолданылады. Бұл биопрепаратты қазіргі кезде кең көлемде қолдануда.
Соңғы он жыл ішінде бірнеше препараттар – “Путидойл”, “Олеворин”,
“Нафтокс”, “Микромицет”, “Родобел” секілді препараттар өндіріске енді.Бұл
препараттар құрамына жиырмадан аса түрлі мұнай тотықтырушы
микроорганизмдер, бактериялар, саңырауқұлақтар, ашытқылардан тұратын
монокультуралар немесе ассоциациялар кіреді. Шет елдерде мұнай компаниялары
мұнаймен ластанған топырақтарды өңдеу үшін биопрепараттарды қолданады.
Мәселен Еуропа және АҚШ елднрінде мұнай өндіру зауыттарының ағынды суларын
тазалау үшін табиғи штамдардың бейімдеушілік жолы арқылы алынған Phenobac
атты бактериалдық биопрепараттарды қолданған. Олар ортаның түрлі жағдайына
өз қасиеттерін сақтай алатын көмірсутек тотықтырушы бактериялардың аралас
кульлураларынан тұрады.
Қазіргі таңда, мұнаймен ластанған топырақтарды тазалау барысында
Pseudomonas туысының бактерияларының қатысымен бірнеше препараттар
жасалынып, әлем бойынша қолданыс табуда. Мысалы, “Эконадин” биопрепараты
қоңыр түсті ұнтақ, дисперсті, гидрофобты болып табылады. Бұл препарат
органикалық субстрат – ... 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