Топырақтағы мұнай өнімдерінің биодеградациясына биосурфактанттардың әсері

Кіріспе
Қолданылған әдебиеттер

Мұнаймен ластанған топырақ қасиеті көптеген физико-химиялық өзгерістерге ұшырайды. Әлсіз топырақ құрамының бұзылуы және топырақ бөлшектерінің суды сіңіру қасиеті төмендейді.
Топырақтың ластанудан өздігінен тазарудың табиғи механизмдерінің ішінде микроорганиздердің орасан зор маңызы бар,олар үшін,көмірсутектері жалғыз ғана энергия көзі болып табылады.
Мұнаймен ластануға қарсы күресте микробиологиялық әдістерді ойлап табу барысында биоценатты комплекстер шығару үшін мұнай тотықтырушы микроорганизмдердің аборигенді штаммдарын сұрыптап алу мүмкіндігі бар. Биоыдыратушы белсенді биопрепараттар дайындауда көмірсутекті қышқылдандыру белсенділігі жоғары, өз сапасын ұзақ сақтайтын бактерия суспензияларының түрлерін ойлап табу өзекті мәселе. Беттік активті заттардың қолданылуының күннен күнге өсуiне байланысты ғылымның әр түрлi саласында және технологияда олардың физика-химиялық қасиеттерiнiң зерттеу қажеттiлiгi айқындалып келедi.
Мұнай көмiрсутектерi микроағзаларының тотығуы мен пайдалану проблемаларымен тығыз байланысты МБАЗ алу аясындағы зерттеулер жүргiзiлуде. МБАЗ мұнай өндiрушi және игерушi мамандардың көңiлiн аудартты. Олардың неғұрлым белсендi өндiрушiлерi, көмiрсутектердi сiңiрушi топырақ микроағзалары құрамынан алынған.[4]
Мұнай көмiрсутектерiн игеру қабiлеттiгi микроәлемнің сан алуан өкілдеріне тиесілі. Көмірсутек тотықтандырғыш микроағзалар түрлі өкілдерге жатқызылады. Соның ішінде 300-ден астам саңырауқұлақ, ашытқыш, бактериялар мен актиномицеттер мәдениетінің түрлері зерттелген. Көмірсутектерді тұтыну қабілеттігі әдетте: Mycobacterium, Rhodococcus, Pseudomonas, Micrococcus және Bacillus түр-леріне жатқызылатын бактериялық мәдениеттерде жиі кездеседі. Мұнай көмірсутектерін қолдану қабілеттігі Сandida , Trichosporon, Exophilia аспорогенді ашытқыштары сияқты түрлерде жиірек кездеседі. Бұл қасиетке айтарлықтай басымдықты Rhodotorula түрлерінің өкілдерi ие. [1]
Түрлі зерттеулерден мұнай өнімдері мен мұнайды утилизациялау мүмкiндiктері анықталып келеді. Микроағзалардан құралған биосурфактанттар, эмульгирлеу тиімдiлігі бойынша синтетикалық сурфактанттардан бір кем түспейді. Дегенмен, олар синтетикалық сурфактанттарға қарағанда, биоыдырағыштығы және тосикалық еместігі, қайта қалпына келетін көздерден алуға болатыны, экологиялық таза жаңа технологияларды ойлап табуға таптырмас құрал болып табылады.

1. Абрамзон А.А. Поверхностно-активные вещества. Свойства и применение. Л.: «Химия», 1975. 248 с.
2. Гоготов И.Н. Полисахариды: свойства, получение и практическое использование. В: Материалы Межд. научно-практич. конф. «Перспективы и проблемы развития биотехнологии в рамках единого экономического пространства стран содружества», Минск-Нароч: РИВШ, 2005. С. 54-55.
3. Елисеев С.А., Кучер Р.В. Поверхностно-активные вещества и биотехнология. Киев: Наукова думка, 2001. 60 с.
4. Кобзев Е.Н. Биодеструкция нефти и нефтепродуктов микробными ассоциациями в модельных системах. Дис. . канд. биол. наук. 2003.179 с.

Пән: Мұнай, Газ
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 9 бет
Таңдаулыға:

Топырақтағы мұнай өнімдерінің биодеградациясына биосурфактанттардың әсері
Аннотация: мақала бүгіндегі Жердің мұнай өнімдерімен ластануына арналған. Мақалада топырақтың құнарлы қабатының мұнаймен ластануы, оның салдары, биологиялық жолмен қайта рекультивациялау жолдары, биосурфактанттардың әсері жайлы баяндалған.

Ключевые слова: мұнаймен ластану, биосурфактанттар, көмірсутектер, биоыдырағыштық.

Мұнаймен ластанған топырақ қасиеті көптеген физико-химиялық өзгерістерге ұшырайды. Әлсіз топырақ құрамының бұзылуы және топырақ бөлшектерінің суды сіңіру қасиеті төмендейді.
Топырақтың ластанудан өздігінен тазарудың табиғи механизмдерінің ішінде микроорганиздердің орасан зор маңызы бар,олар үшін,көмірсутектері жалғыз ғана энергия көзі болып табылады.
Мұнаймен ластануға қарсы күресте микробиологиялық әдістерді ойлап табу барысында биоценатты комплекстер шығару үшін мұнай тотықтырушы микроорганизмдердің аборигенді штаммдарын сұрыптап алу мүмкіндігі бар. Биоыдыратушы белсенді биопрепараттар дайындауда көмірсутекті қышқылдандыру белсенділігі жоғары, өз сапасын ұзақ сақтайтын бактерия суспензияларының түрлерін ойлап табу өзекті мәселе. Беттік активті заттардың қолданылуының күннен күнге өсуiне байланысты ғылымның әр түрлi саласында және технологияда олардың физика-химиялық қасиеттерiнiң зерттеу қажеттiлiгi айқындалып келедi.
Мұнай көмiрсутектерi микроағзаларының тотығуы мен пайдалану проблемаларымен тығыз байланысты МБАЗ алу аясындағы зерттеулер жүргiзiлуде. МБАЗ мұнай өндiрушi және игерушi мамандардың көңiлiн аудартты. Олардың неғұрлым белсендi өндiрушiлерi, көмiрсутектердi сiңiрушi топырақ микроағзалары құрамынан алынған.[4]
Мұнай көмiрсутектерiн игеру қабiлеттiгi микроәлемнің сан алуан өкілдеріне тиесілі. Көмірсутек тотықтандырғыш микроағзалар түрлі өкілдерге жатқызылады. Соның ішінде 300-ден астам саңырауқұлақ, ашытқыш, бактериялар мен актиномицеттер мәдениетінің түрлері зерттелген. Көмірсутектерді тұтыну қабілеттігі әдетте: Mycobacterium, Rhodococcus, Pseudomonas, Micrococcus және Bacillus түр-леріне жатқызылатын бактериялық мәдениеттерде жиі кездеседі. Мұнай көмірсутектерін қолдану қабілеттігі Сandida , Trichosporon, Exophilia аспорогенді ашытқыштары сияқты түрлерде жиірек кездеседі. Бұл қасиетке айтарлықтай басымдықты Rhodotorula түрлерінің өкілдерi ие. [1]
Түрлі зерттеулерден мұнай өнімдері мен мұнайды утилизациялау мүмкiндiктері анықталып келеді. Микроағзалардан құралған биосурфактанттар, эмульгирлеу тиімдiлігі бойынша синтетикалық сурфактанттардан бір кем түспейді. Дегенмен, олар синтетикалық сурфактанттарға қарағанда, биоыдырағыштығы және тосикалық еместігі, қайта қалпына келетін көздерден алуға болатыны, экологиялық таза жаңа технологияларды ойлап табуға таптырмас құрал болып табылады.
Биосурфактанттар микроағзалармен синтезделетін, беттік қабатты белсенді молекулалардың құрылымдық, алуан түрлі тобы болып табылады. Бұл байланыстар су ерітіндісінде де, көмірсутек қоспаларында да беттiк керілу мен фаза аралық байланыстарды азайтады. Биосурфактанттардың химиялық сурфактанттар алдында токсикалық еместiгiмен қатар бiршама артықшылықтары бар, жоғары биоыдырағыштық, қоршаған ортамен оңтайлы үйлесiмдiлiгi, жоғары көпiргiштiк, селективтiлiгi және температураның жоғарылауына, рН пен тұздарға айрықша белсендiлiгi, сонымен қатар жаңартылатын материалдарда синтезделу қабiлетi. Nocardia rhodochrous трегалолипидтерді қолдану кезінде жерасты құмтастарынан мұнайдың өңдеу 30% арттылғаны көрсетілген. "Geodyne Technology"-мен субсидияланатын "Multy - biotech"фирмасы, мұнай өндірісін арттыру үшін биосурфактанттарды коммерциялық өндіруді игеріп алды. Венесуэланың ауыр шикі мұнайын эмульсан биосурфактантымен өңдеуде, оның тұтқырлығын 200 000 - нан 100 сР дейін төмендегені белгілі болды. [3] Биосурфактантты өндіруші микроағзаларды қолданудың маңызды бағыты, көмірсутектермен ластанған жер қыртыстарын биоремедиациялау технологиясы болып табылады. Осылайша, рамнолипид Pseudomonas aeruginosa Аляска аймағында, Exxon Valdez фирмасымен ластанған, жұмыр топыраққа төгілген мұнайдың едәуір мөлшерлерін жойған. Сонымен қатар, аталмыш биосурфактанттардың құмдақтар мен саздақ жерлерден сәйкесінше 25-70% дан 40-80%-дейін көмірсутектерді жоюы анықталған. [2]
Алғашқы топырақты рекультивациялау технологиясы Клайпед өндірістік базасында жасалып, қолданыс тауып келеді. 0,35-0,45 см дей ластанған топырақты аптасына екі рет арнаулы құрылғымен жұмсарту, жылына төрт рет биопрепаратты енгізу және азотты тыңайтқышты айына екі рет, фосфорлы және калийлі тыңайтқыштарды айына бір рет сеуіп тазартуға негізделеді.
Топырақты тазалаудың екінші технологиясы Йонава өндірістік кешенінде қолданылуда. Онда аэрация жүйесін орнату, арнайы ерітінділерді құю және биогенді элементтерді шығарумен көрінеді.
Қалпына келтірудегі үшінші технология жоғары сатылы өсімдіктерді қолдану. Бұл жерде мұнай өнімдері, мазутқа төзімді өсімдіктерді таңдау, топырақтағы мазут көлемін анықтау, өсімдіктердің мазутты ыдырату көлеміне баға берудің маңызы зор [3].
Мұнай мен оның өнімдерінен су және топырақты тазартатын мынадай микроорганизмдер консорцумына негізделген танымал әдіс қолданылады: Candida tropicalis + Micrococcus lactis немесе Candida guilliermondii + Acmetobacter olovorum subs, paraphinicum, сонымен қатар Pseudomonas + Candida [4] .
Мұнаймен ластануда микроағзалар рөлі осы ағзаға көптеген зерттеулердің жүргізілуіне әкелді. Тәжірибелік экожүйелер, далалық сынақтардағы зерттеулер көмірсутектер және түрлі шығарынды жағдайларына микроағзалар байланысын анықтау мақсатында жүргізілген. Жалпы мұнай, мөлшері мен мұнай түрі және микробтар колониясы ерекшелігіне байланысты күшейтуші немесе кедергі келтіруші болып табылады. Тек тұрақты түрлер ғана мұнайды қорек ретінде пайдалана алады. Микроб колониясы түрлері мұнайға бейімделуі мүмкін, сондықтан олардың мөлшері мен белсенділігі жоғарылауы мүмкін.
Батыс Қазақстанның мұнайлы кен орындарындағы көпжылдық зерттеулер ғылыми зерттеу жұмыстарын біршама ілгерілетті. Республика зерттеушілерімен микроағзалардың негізгі таксономиялық топтары толық зерттелді, микроағзалармен ластағыш заттардың ыдырау белсенділігі, топырақтағы көмірсутектер концентрациясы бекітілді. Түрлі мұнай концентрациялы ашытқы дақылдарының ыдырату қабілетін зерттеу олардың түрлі белсенділік деңгейін көрсетті (кесте1). Өте жоғары көрсеткішті 33-Т, 44-Т, 5-Т шатамдары көрсетті, ортадағы мөлшеріне байланыссыз мұнайдың 70% ыдырата алды.

Кесте 1 - Көмірсутек ыдыратқыш ашытқылы түрлі концентрациялы мұнайды кәдеге жарату
№ дақыл
1 % мұнай
2 % мұнай
3 % мұнай
5 % мұнай
5-Т
71,25
73,14
72,12
70,02
6-Т
38,74
45,73
36,61
29,54
14-Т
51,18
52,36
50,92
42,19
17-Т
65,14
62,17
60,81
45,49
24-Т
63,82
61,73
59,87
54,17
33-Т
75,87
78,79
77,11
70,03
44-Т
73,94
74,48
73,71
65,18
52-Т
49,15
52,14
51,80
35,16
Бақылау
3,18
4,06
3,75
4,12

17-Т, 24-Т дақылдары үшін 65,14-45,49 шектерде ауытқыған төменгі белсенділік деңгейі байқалды. Штамм 14-Т 1-3 % мұнайдың жартысынан астам мөлшерін (52,4 % дейін) ыдыратты, ал ортада 5% мұнай қатысында оның белсенділігі мардымсыз мөлшерде өзгерді (42,9 % дейін). Ұқсас қасиеттер 52-Т ағзасында байқалды. Штамм 6-Т барлық тәжірибе нұсқасында төменгі мұнай ыдырату қабілетін көрсетті, және 45,73 тен 29,54 дейінгі аралықта болды. Мұнайды тұтынудың жоғарғы көрсеткіші шамамен барлығында ортаға 2% мұнай енгізгенде байқалды. 5% мұнай нұсқасында ыдырату қабілеті мардымсыз төмендеді, бұл 17-Т қатысты емес.
Мониторингі толықтыру үшін микроағзалардың электронды микроскопиялық көрінісі жасалады. Штаммдардың морфологиялық ерекшеліктерін зерттеу жасушалар формасы бойынша дөңгелек, жұмыртқа және сопақша, баллистоспор түзбейді (сурет 1). Колония түсі бойынша ақшыл-қызыл және қызғылт сары қиықты сілемейлі консистенциялы қызыл.
Ашықтқы дақылдар мен топырақтағы мұнай мөлшері мен оның токсинділік деңгейі арасындағы байланысты бекіту қызығушылық туғызады. Rhodotorula ашытқы түрінің мүмкіндігі ластанған топырақты тазарту деңгейінің сапалы индикаторлы көрсеткіштерінің бірі болып табылады.

а) б) в)
Сурет 1 - Rhodotorula ашытқы түрінің электронды-микроскопиялық суреттер көрінісі
Сондай ақ мұнай сырттай құстарға, қорек қабылдау, мекен ортасының өзгеруі және ұяда жұмыртқаның ластануына әсерін тигізеді. Сырттай мұнаймен ластану қауырсындануға зиян келтіріп, қанаттарды шатастырып,көздің зақымдалуын туғызады. Суық су әсерінде құстар батып, өлімге ұшырайды. Орташадан іріге дейінгі аралықтағы мұнай төгілулерінде 5 000 құстар жойылады. Тіршілігінің көп бөлігін суда өткізетін құстар тұмсығымен су қоймасының бетіндегі түрлі мұнай төгілулеріне біршама әлсіздеу болады. Қанаттарымен құстар ластанған қоректі пайдаланғанда мұнаймен және бумен тыныстайды. Мұнайды жұту құстарда сирек тікелей өлім туғызады, бірақ аштықтан, аурудан, жыртқыштардың әсерінен тіршілігін жоюға әкеледі. Жұмыртқа мұнай әсеріне өте сезімтал. Мұнайдың кейбір түрлерінің аздаған бөлігі жұмыртқа басу аралығында өлімге апаруға жеткілікті жағдай туғызады. Қазақстанның мұнай өндіру және мұнай өңдеу аумағында құстардың түрлік әртүрлілігін зерттеу табиғи орта сапасының тиімді индикаторы болып есептеледі. Қазіргі уақытта әдебиеттерде аталған мәселе бойынша ғылыми ақпараттар аз.
Теңіз кәмшаты мен итбалықтардың орналасу тығыздығы, суда тұрақты болуы және жүнінің жылу алмасуына әсеріне байланысты мұнай төгілістеріне ерекше әлсіз. Аляскада итбалықтар популяциясына мұнай төгілістері әсерін ұқсату мүмкіндігі жалпы санынан салыстырмалы азғана ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.