Мұнай қосылыстарын микробиологиялық жолмен тазалаудың негізі
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1. Әдебиетке шолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1.1. Мұнай қосылыстарын микробиологиялық жолмен тазалаудың негізі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.2. Микробиологиялық деградацияға әсер ететін факторлар ...
1.3. Микроорганизмдердің активтілігіне pH.ң әсері ... ... ... ... ..
1.4. Микроорганизмдердің активтілігіне температураның әсері.
1.5. Микроорганизмдердің мұнай көмірсутектеріндегі метаболизмі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.6. Микроорганизмдердің мұнай қосылыстарын талғап сіңіруі.
2. Материалдар мен зерттеу әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
3. Алынған нәтижелер және талдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
Тұжырым ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1. Әдебиетке шолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1.1. Мұнай қосылыстарын микробиологиялық жолмен тазалаудың негізі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.2. Микробиологиялық деградацияға әсер ететін факторлар ...
1.3. Микроорганизмдердің активтілігіне pH.ң әсері ... ... ... ... ..
1.4. Микроорганизмдердің активтілігіне температураның әсері.
1.5. Микроорганизмдердің мұнай көмірсутектеріндегі метаболизмі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.6. Микроорганизмдердің мұнай қосылыстарын талғап сіңіруі.
2. Материалдар мен зерттеу әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
3. Алынған нәтижелер және талдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
Тұжырым ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Қоршаған ортаның мұнай және оның өнімдерімен ластануы қазіргі таңдағы күрделі мәселелердің бірі болып табылады.Таралу ауқымы, ластау көздері және қоршаған ортаның барлық компоненттеріне бір мезгілдегі жүктеме көлемі бойынша қандайда болмасын улы ластаушыларды мұнаймен салыстыруға болмайды. Әлемдік мұхиттардың ластануы адамзат алдында тұрған ең маңызды проблемаға айналды.Қазіргі күні мұхит және теңіздердің көмірсутектермен және бірінші қатарда мұнай және мұнай өнімдерімен ластануы ерекше қауіп тудырып тұр /1/.
Теңіздердің мұнаймен ластануының негізгі көзі теңіз кемелері. Теңізге түсетін мұнайдың басым мөлшері теңіз астылық мұнай өндіргіш қондырғыларының апатқа ұшырау нәтижесінен болады. Күрделі тоннажды танкерлардың мұндай апаттары болашақта да болатынына күмән жоқ /2/.
Теңіз суына мұнайдың түсуінің көбеюі және осының салдарынан халық шаруашылығына тиетін зардабы нәтижесінен әлемдік мұхиттың мұнаймен ластануымен күресу сұрақтары дүниежүзілік актуальді проблемалар қатарына енді. БҰҰ құрамында арнайы теңіз суларының мұнаймен ластануымен күресу комитеті бар. БҰҰ-ның мәліметтері бойынша бүкіл дүние жүзінде 1967 ж - 1850 млн т. мұнай өндірілген, 1970 жылы - 2200 млн. т., 1979 ж.- 2956 млн. т. мұнай өндірілген. Қазақстандағы мұнай өнімінің жылдық мөлшері 40 млн. т. құрайды /3/.
Теңізде мұнаймен күресу сұрақтары халықаралық мекемелер сауалына айналды және бірнеше мәрте дүниежүзілік және ұлттық-ғылыми теңізді зерттеуге арналған конференцияларда қарастырылды. Бірақ қолданылған шараларға қарамастан теңіздің мұнаймен ластануы жылдан жылға өсіп бара жатыр, және қазіргі кезде миллиондаған тонналармен тіркеледі /4/.
Қазақстанның Каспий аймақтық аудандарының Атырау және Маңғыстау облыстары кіреді. Осы облыстардың маңызды экономикалық мақсаты жаңа мұнай, газ алу орындарын ашу және толық меңгеру, оларды басқа елдерге тасымалдау болып табылады /5/.
Мұнаймен ластану мұнай өндіру мен өңдеу аймағында ғана кездесіп қоймайды, мұндай жағдайға кез келген аудан немесе қала ұшырауы мүмкін. Мұнай және мұнай өнімдерімен ластану флора мен фаунаның, биоценоз құрамының өзгеруін туғызады /6, 7/. Мұнайдың улылық дәрежесі олардың химиялық құрамының әртүрлі мөлшерімен, әсіресе ұшқыш ароматты көмірсутектердің (толуол, ксилол, бензол және нафталин) құрамымен анықталады. Көмірсутектер бактериалық хемотаксисті бұзып, олардың суқоймаларындағы органикалық заттардың ыдырауын бөгейді. Ароматты көмірсутектер (фенол, толуол, "шикі" мұнай) төмен концентрацияда да (0,6%) улы әсер етеді /8/. Мұнай - молекулалық массасы әр түрлі арендердің (ароматты көмірсутектер), циклоалкандардың (нафтендер) және алкандардың (парафинді немесе ациклды қаныққан көмірсутектер) және де көмірсутектің оттекті, күкіртті және азотты туындыларының күрделі қоспасы.
Теңіздердің мұнаймен ластануының негізгі көзі теңіз кемелері. Теңізге түсетін мұнайдың басым мөлшері теңіз астылық мұнай өндіргіш қондырғыларының апатқа ұшырау нәтижесінен болады. Күрделі тоннажды танкерлардың мұндай апаттары болашақта да болатынына күмән жоқ /2/.
Теңіз суына мұнайдың түсуінің көбеюі және осының салдарынан халық шаруашылығына тиетін зардабы нәтижесінен әлемдік мұхиттың мұнаймен ластануымен күресу сұрақтары дүниежүзілік актуальді проблемалар қатарына енді. БҰҰ құрамында арнайы теңіз суларының мұнаймен ластануымен күресу комитеті бар. БҰҰ-ның мәліметтері бойынша бүкіл дүние жүзінде 1967 ж - 1850 млн т. мұнай өндірілген, 1970 жылы - 2200 млн. т., 1979 ж.- 2956 млн. т. мұнай өндірілген. Қазақстандағы мұнай өнімінің жылдық мөлшері 40 млн. т. құрайды /3/.
Теңізде мұнаймен күресу сұрақтары халықаралық мекемелер сауалына айналды және бірнеше мәрте дүниежүзілік және ұлттық-ғылыми теңізді зерттеуге арналған конференцияларда қарастырылды. Бірақ қолданылған шараларға қарамастан теңіздің мұнаймен ластануы жылдан жылға өсіп бара жатыр, және қазіргі кезде миллиондаған тонналармен тіркеледі /4/.
Қазақстанның Каспий аймақтық аудандарының Атырау және Маңғыстау облыстары кіреді. Осы облыстардың маңызды экономикалық мақсаты жаңа мұнай, газ алу орындарын ашу және толық меңгеру, оларды басқа елдерге тасымалдау болып табылады /5/.
Мұнаймен ластану мұнай өндіру мен өңдеу аймағында ғана кездесіп қоймайды, мұндай жағдайға кез келген аудан немесе қала ұшырауы мүмкін. Мұнай және мұнай өнімдерімен ластану флора мен фаунаның, биоценоз құрамының өзгеруін туғызады /6, 7/. Мұнайдың улылық дәрежесі олардың химиялық құрамының әртүрлі мөлшерімен, әсіресе ұшқыш ароматты көмірсутектердің (толуол, ксилол, бензол және нафталин) құрамымен анықталады. Көмірсутектер бактериалық хемотаксисті бұзып, олардың суқоймаларындағы органикалық заттардың ыдырауын бөгейді. Ароматты көмірсутектер (фенол, толуол, "шикі" мұнай) төмен концентрацияда да (0,6%) улы әсер етеді /8/. Мұнай - молекулалық массасы әр түрлі арендердің (ароматты көмірсутектер), циклоалкандардың (нафтендер) және алкандардың (парафинді немесе ациклды қаныққан көмірсутектер) және де көмірсутектің оттекті, күкіртті және азотты туындыларының күрделі қоспасы.
1. lshanova N.,Bigaliev A.Ecological assessment of the impact of oil pollution on the soil of Tengis deposit of Attiraus province // Workshop Ecological problems of Caspian Sea and ecological education in Caspian Countries. -Baku: Azerbaijan, 1998. P.50-51.
2. Copoмотин А.В. Влияние нефтяного загрязнения на мезофауну таежных лесов Северного Приобья: Автореф. дис. канд. -Свердловск, 1991. -24с.
3. Солнцева Н.П. изменение морфологии дерново-подзолистых почв в районах нефтедобычи // Почвоведение, –1982, –6. С.32-44.
4. Исмаилов Н.М. нефтяное загрязнение и биологическая активность почвы // Добыча полезных ископаемых и геохимия природных экосистем. – М. Наука, 1992. -С.227-235.
5. Lippok W. Modelversuche uber der von Heizol El im porosen Medium // Koblenz, Deutsche dewasserkundliche Mitteilungen 10, 1966. -5. Р.145-157.
6. Bartz R. Ol-und Benzin versuckezugsversuche in der oberrheinebene // Gas und Wasserfach 110, -1969. -2. Р.49-51.
7. Одум Ю. Основы экологии.-М: Мир, 1975, -168 c.
8. Ищанова Н.Е., Бигалиев А.Б., Ерубаева Г.К. Цитогенетические эффекты нефти, нефтепродуктов в клетках костного мозга большой песчанки (Rhombomus opimus L) из нефтегазоностных районов Атырауской обл. // Вестник КазГУ. Серия биологическая, -2000. 6.
9. Фаизов Н.Ш., Асанбаев И.К. Систематика и диагностика антропогена нарушенных почв // Известия МН АН РК. Серия биологическая. –1996. 3. -С.60-65.
10. Киреева Н.А., Саифулина З.Н. Некоторые пути ускорение биодекструкции нефти в почве // Микробиологические методы защиты окружающей среды (5-7 апреля 1988, Пущино): Тезисы докл. Пущино, 1988. -С.143.
11. Куличевская И.С., Гузев В.С., Паников Н.С. популяционная динамика углеводородокисляющих дрожжей интродуцированных в нефтезагрязненную почву // Микробиология. -1995. –64, 5. С.668-673.
12. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Функции почв в биосфере и экосистемах (экологическое значение почв). –М. Наука, 1990. –261с.
13. Халимов Э.М., Левин С.В, Гузев В.С., Экологические и микробиологические аспекты повреждающего действия нефти на свойства почвы // Вест. Моск. Ун-та. Серия 17. почвоведение. –1996. –2. С.59-64.
14. Одум Ю. Основы экологии. –М., Мир, 1975. -168 с.
15. Звягинцев Д.Г., Гузев В.С., Селецкий Г.И., Оборин А.А. Диагностические признаки различных уровней загрязнения почв нефтью // Почвоведение. –1989. -1. С.72-78.
16. Журавлев А.Е., Владыченский А.С., Можарова Н.М., Особенности углеводородного загрязнение почв подземных хранилищ газа // Вестник Моск. Ун-та. Серия 17. Почвоведение. – 1999.2. С. 27-32.
17. Звягинцев Д.Г., Голимбет В.Е. Биомасса микроорганизмов в почве и их активность // Сельскохозяйственная биология. –Пущино, 1983, -12. С.112-116.
18. Исмаилов Н.М. Нефтяное загрязнение и биологическая активность почвы // Добыча полезных ископаемых и геохимия природных экосистем. - М.: Наука, 1992. - С. 227-235.
19. Милехина Е.И., Борзенков И.А., Звягинцева И.С., Кострикина Н.А., Беляев С.С. Эколого-физиологические особенности аэробных эубактерий из нефтяных месторождений Татарстана // Микробиология. - 1988. - 67, 2. С. 208-214.
20. Солнцева Н.П., Никифорова Е.М. Оценка влияния добычи нефти на почвы Пермского Прикамья // Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах. Труды Всесоюзного совещания, 1989. - С. 313-322.
21. Коронелли Т.В. Принципы и методы интенсификации биологического разрушения углеводородов в окружающей среде (Обзоры/Прикладная биохимия и микробиология. 1996. Т. 32. №6. С.579-585
22. Гузев В.С., Левин С.В., Селецкий Г.И., Бабьева Е.Н., Калачникова И.Г., Колесникова Н.М., Оборин А.А., Звягинцев Д.Г. Роль почвенной микробиоты в рекультивации нефтезагрязненных почв // Микроорганизмы и охрана почв. - М.: Наука, 1989. - С. 129-150.
23. Хазиев Ф.Х., Тишкина ЕИ., Киреева Н.А., Кузахметов Г.Г. Влияние нефтяного загрязнения на некотрые компоненты агросистемы // Агрохимия. 1988 № 2. С. 56-61.
24. Усачева Г.М., Самосова С.М.,Мартынов А.А., Фильченков В.И., Петрова Л.М. Оценка эффективности некоторых приемов воздействия на разложение нефти в почве // Усп. газовой хромотографии. Казань. 1982. Вып. 6. С. 105-114.
25. Платпира В.П. Микрофлора и трансформация нефтяных углеводородов в морской среде. – Рига: Зинатне, 1985. – 162 с.
Миронов О.Г. Нефтяное загрязнение и жизнь моря. – Киев: Наукова думка, 1973. – 201 с.
26. Квасников Е.В., Клюшникова Т.М. Микроорганизмы – деструкторы нефти в водных бассейнах. – Киев: Наукова Думка, 1981. – 64 с.
27. Онгарбаев Е.К., Мансуров З.А. Нефтяные отходы и способы их утилизации. – Алматы: ²àçຠóíèâåðñèòåòi, 2003.- 160ñ.
28. Строганов Н.С. Допустимые уровни загрязнения водоемов // Сб. науч.тр. Влияние загрязненных веществ на гидробионтов и экосистемы водоемов. – Ленинград, 1979. - С. 9-17.
29. Минибаева С.Б., Югай В.М., Бисенгалиев С.Р. Некоторые экологические аспекты освоения месторождений на Каспийском море // Нефть и газ. – 2004. - № 4. – С. 134-140.
30. Жанбуршин Е.Т. Проблемы загрязнения окружающей среды нефтегазовой отраслью Республики Казахстан // Нефть и газ. – 2005. - № 2. – С.84-92.
31. Феофанов Ю.А. Опыт применения и перспективы развития биофильтров для очистки сточных вод. – Киев: Знание, 1984. - 16с.
32. Очистка сточных вод от органических веществ, токсичных соединений и азота // Микробиологическая промышленность: Экспресс-информация.– 1987. - Вып.3. – С. 25-29.
33. Кожанова Г.А., Гудзенко Т.В., Соловьев В.И., Бобрешова Н.С., Беляева Т.А., Садовничий В.А. Создание стойких систем микробной биодеградации углеводородов нефти в водной среде с использованием бактерий-деструкторов // Вiсник Одеського нацiонального ун-та. Сер. Бiологiя. – 2001. – Т. 8. – С. 26-30.
34. Kroos H. Biologische Adwassereiniung mit “gezuchteten spezia/bakterien” // Ernahrunsindustric. – 1982. - Vol. 3. - P. 61-62.
35. Биосинтез БАВ иммобилизованными клетками микроорганизмов. Егоров Н.С., Ландау Н.С., Борман Е.Н. и др. // Прикладная биохимия и микробиология. – 1984. - Т. 20, вып. 5. - С. 579–592.
36. Абишева А.К., Каирманова Г.К., Мансурова Р. М., Жубанова А.А., Мансуров З.А. Получение модифицированных иммобилизованными клетками зауглероженных сорбентов на основе скорлупы грецких орехов для избирательной сорбции ионов тяжелых металлов из водных растворов // Вестник КазГУ. Сер. экологическая. – 1999. - № 5. - С.66 – 71.
37. Klein J., Wagner F. Immobilized cell // Dechema Monogr. – 1978. – Vol. 82. - P. 142-164.
38. Никовская Г.Н. Адгезионная иммобилизация микроорганизмов в очистке воды // Химия и технология воды. - 1989. - Т. 11, № 2. - С. 158-169.
39. Синицин А.П., Райнина Е.И., Ефремов А.Б. Иммобилизация дрожжей рода Saccharomyces cerevisiae на аллюмосиликатных стекловолокнах // Биотехнология. – 1986. - № 3. – С. 66-69.
40. Миронов О.Г. Взаимодействие морских орагнизмов с нефтяными углеводородами. – Ленинград: Гидрометеоиздат, 1985. – 128 С.
41. Миронов О.Г., Кирюхина Л.Н., Кучеренюк М.И., Тархова Э.Т. Самоочищение в прибрежной акватории Черного моря. - Киев: Наукова думка, 1975. – 143 с.
42. Процессы самоочищения морской воды от химических загрязнителей / Под. ред. А.И. Симонова. Труды ГОИН. – Ленинград, 1978. - Вып. 128. - 102 с.
43. Юнкявичюс Н.Н., Янкявичюс Н.К. Самоочищение северной части залива Куршю-Марес от нефтепродуктов // В кн.: Физиолого-биохимические основы развития планктонных организмов в северной части залива. – Вильнюс: Куршю-Марес, 1977. – С. 128 - 163.
44. Мазманиди Н.Д. Исследование действия растворенных нефтепродуктов на некоторые гидробионты Черного моря // Рыб. хоз-во. – 1973. - № 2. - С. 7-12.
45. Методы борьбы с нефтяным загрязнением вод Мирового океана / Под ред. М.П. Нестеровой – М.: МГУ, 1984. – 151 с.
46. Милейковский С.А. Объем нефтяного загрязнения Мирового океана // Океанология. – 1979. – Т. 19, № 5, - С. 829-833.
47. Красильников Н.А., Цыбань А.В., Коронелли Т.В. Усвоение нормальных алканов и сырой нефти морскими бактериями // Океанология. - 1973. - Вып. 13, № 5. - С. 877-882.
2. Copoмотин А.В. Влияние нефтяного загрязнения на мезофауну таежных лесов Северного Приобья: Автореф. дис. канд. -Свердловск, 1991. -24с.
3. Солнцева Н.П. изменение морфологии дерново-подзолистых почв в районах нефтедобычи // Почвоведение, –1982, –6. С.32-44.
4. Исмаилов Н.М. нефтяное загрязнение и биологическая активность почвы // Добыча полезных ископаемых и геохимия природных экосистем. – М. Наука, 1992. -С.227-235.
5. Lippok W. Modelversuche uber der von Heizol El im porosen Medium // Koblenz, Deutsche dewasserkundliche Mitteilungen 10, 1966. -5. Р.145-157.
6. Bartz R. Ol-und Benzin versuckezugsversuche in der oberrheinebene // Gas und Wasserfach 110, -1969. -2. Р.49-51.
7. Одум Ю. Основы экологии.-М: Мир, 1975, -168 c.
8. Ищанова Н.Е., Бигалиев А.Б., Ерубаева Г.К. Цитогенетические эффекты нефти, нефтепродуктов в клетках костного мозга большой песчанки (Rhombomus opimus L) из нефтегазоностных районов Атырауской обл. // Вестник КазГУ. Серия биологическая, -2000. 6.
9. Фаизов Н.Ш., Асанбаев И.К. Систематика и диагностика антропогена нарушенных почв // Известия МН АН РК. Серия биологическая. –1996. 3. -С.60-65.
10. Киреева Н.А., Саифулина З.Н. Некоторые пути ускорение биодекструкции нефти в почве // Микробиологические методы защиты окружающей среды (5-7 апреля 1988, Пущино): Тезисы докл. Пущино, 1988. -С.143.
11. Куличевская И.С., Гузев В.С., Паников Н.С. популяционная динамика углеводородокисляющих дрожжей интродуцированных в нефтезагрязненную почву // Микробиология. -1995. –64, 5. С.668-673.
12. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Функции почв в биосфере и экосистемах (экологическое значение почв). –М. Наука, 1990. –261с.
13. Халимов Э.М., Левин С.В, Гузев В.С., Экологические и микробиологические аспекты повреждающего действия нефти на свойства почвы // Вест. Моск. Ун-та. Серия 17. почвоведение. –1996. –2. С.59-64.
14. Одум Ю. Основы экологии. –М., Мир, 1975. -168 с.
15. Звягинцев Д.Г., Гузев В.С., Селецкий Г.И., Оборин А.А. Диагностические признаки различных уровней загрязнения почв нефтью // Почвоведение. –1989. -1. С.72-78.
16. Журавлев А.Е., Владыченский А.С., Можарова Н.М., Особенности углеводородного загрязнение почв подземных хранилищ газа // Вестник Моск. Ун-та. Серия 17. Почвоведение. – 1999.2. С. 27-32.
17. Звягинцев Д.Г., Голимбет В.Е. Биомасса микроорганизмов в почве и их активность // Сельскохозяйственная биология. –Пущино, 1983, -12. С.112-116.
18. Исмаилов Н.М. Нефтяное загрязнение и биологическая активность почвы // Добыча полезных ископаемых и геохимия природных экосистем. - М.: Наука, 1992. - С. 227-235.
19. Милехина Е.И., Борзенков И.А., Звягинцева И.С., Кострикина Н.А., Беляев С.С. Эколого-физиологические особенности аэробных эубактерий из нефтяных месторождений Татарстана // Микробиология. - 1988. - 67, 2. С. 208-214.
20. Солнцева Н.П., Никифорова Е.М. Оценка влияния добычи нефти на почвы Пермского Прикамья // Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах. Труды Всесоюзного совещания, 1989. - С. 313-322.
21. Коронелли Т.В. Принципы и методы интенсификации биологического разрушения углеводородов в окружающей среде (Обзоры/Прикладная биохимия и микробиология. 1996. Т. 32. №6. С.579-585
22. Гузев В.С., Левин С.В., Селецкий Г.И., Бабьева Е.Н., Калачникова И.Г., Колесникова Н.М., Оборин А.А., Звягинцев Д.Г. Роль почвенной микробиоты в рекультивации нефтезагрязненных почв // Микроорганизмы и охрана почв. - М.: Наука, 1989. - С. 129-150.
23. Хазиев Ф.Х., Тишкина ЕИ., Киреева Н.А., Кузахметов Г.Г. Влияние нефтяного загрязнения на некотрые компоненты агросистемы // Агрохимия. 1988 № 2. С. 56-61.
24. Усачева Г.М., Самосова С.М.,Мартынов А.А., Фильченков В.И., Петрова Л.М. Оценка эффективности некоторых приемов воздействия на разложение нефти в почве // Усп. газовой хромотографии. Казань. 1982. Вып. 6. С. 105-114.
25. Платпира В.П. Микрофлора и трансформация нефтяных углеводородов в морской среде. – Рига: Зинатне, 1985. – 162 с.
Миронов О.Г. Нефтяное загрязнение и жизнь моря. – Киев: Наукова думка, 1973. – 201 с.
26. Квасников Е.В., Клюшникова Т.М. Микроорганизмы – деструкторы нефти в водных бассейнах. – Киев: Наукова Думка, 1981. – 64 с.
27. Онгарбаев Е.К., Мансуров З.А. Нефтяные отходы и способы их утилизации. – Алматы: ²àçຠóíèâåðñèòåòi, 2003.- 160ñ.
28. Строганов Н.С. Допустимые уровни загрязнения водоемов // Сб. науч.тр. Влияние загрязненных веществ на гидробионтов и экосистемы водоемов. – Ленинград, 1979. - С. 9-17.
29. Минибаева С.Б., Югай В.М., Бисенгалиев С.Р. Некоторые экологические аспекты освоения месторождений на Каспийском море // Нефть и газ. – 2004. - № 4. – С. 134-140.
30. Жанбуршин Е.Т. Проблемы загрязнения окружающей среды нефтегазовой отраслью Республики Казахстан // Нефть и газ. – 2005. - № 2. – С.84-92.
31. Феофанов Ю.А. Опыт применения и перспективы развития биофильтров для очистки сточных вод. – Киев: Знание, 1984. - 16с.
32. Очистка сточных вод от органических веществ, токсичных соединений и азота // Микробиологическая промышленность: Экспресс-информация.– 1987. - Вып.3. – С. 25-29.
33. Кожанова Г.А., Гудзенко Т.В., Соловьев В.И., Бобрешова Н.С., Беляева Т.А., Садовничий В.А. Создание стойких систем микробной биодеградации углеводородов нефти в водной среде с использованием бактерий-деструкторов // Вiсник Одеського нацiонального ун-та. Сер. Бiологiя. – 2001. – Т. 8. – С. 26-30.
34. Kroos H. Biologische Adwassereiniung mit “gezuchteten spezia/bakterien” // Ernahrunsindustric. – 1982. - Vol. 3. - P. 61-62.
35. Биосинтез БАВ иммобилизованными клетками микроорганизмов. Егоров Н.С., Ландау Н.С., Борман Е.Н. и др. // Прикладная биохимия и микробиология. – 1984. - Т. 20, вып. 5. - С. 579–592.
36. Абишева А.К., Каирманова Г.К., Мансурова Р. М., Жубанова А.А., Мансуров З.А. Получение модифицированных иммобилизованными клетками зауглероженных сорбентов на основе скорлупы грецких орехов для избирательной сорбции ионов тяжелых металлов из водных растворов // Вестник КазГУ. Сер. экологическая. – 1999. - № 5. - С.66 – 71.
37. Klein J., Wagner F. Immobilized cell // Dechema Monogr. – 1978. – Vol. 82. - P. 142-164.
38. Никовская Г.Н. Адгезионная иммобилизация микроорганизмов в очистке воды // Химия и технология воды. - 1989. - Т. 11, № 2. - С. 158-169.
39. Синицин А.П., Райнина Е.И., Ефремов А.Б. Иммобилизация дрожжей рода Saccharomyces cerevisiae на аллюмосиликатных стекловолокнах // Биотехнология. – 1986. - № 3. – С. 66-69.
40. Миронов О.Г. Взаимодействие морских орагнизмов с нефтяными углеводородами. – Ленинград: Гидрометеоиздат, 1985. – 128 С.
41. Миронов О.Г., Кирюхина Л.Н., Кучеренюк М.И., Тархова Э.Т. Самоочищение в прибрежной акватории Черного моря. - Киев: Наукова думка, 1975. – 143 с.
42. Процессы самоочищения морской воды от химических загрязнителей / Под. ред. А.И. Симонова. Труды ГОИН. – Ленинград, 1978. - Вып. 128. - 102 с.
43. Юнкявичюс Н.Н., Янкявичюс Н.К. Самоочищение северной части залива Куршю-Марес от нефтепродуктов // В кн.: Физиолого-биохимические основы развития планктонных организмов в северной части залива. – Вильнюс: Куршю-Марес, 1977. – С. 128 - 163.
44. Мазманиди Н.Д. Исследование действия растворенных нефтепродуктов на некоторые гидробионты Черного моря // Рыб. хоз-во. – 1973. - № 2. - С. 7-12.
45. Методы борьбы с нефтяным загрязнением вод Мирового океана / Под ред. М.П. Нестеровой – М.: МГУ, 1984. – 151 с.
46. Милейковский С.А. Объем нефтяного загрязнения Мирового океана // Океанология. – 1979. – Т. 19, № 5, - С. 829-833.
47. Красильников Н.А., Цыбань А.В., Коронелли Т.В. Усвоение нормальных алканов и сырой нефти морскими бактериями // Океанология. - 1973. - Вып. 13, № 5. - С. 877-882.
Мазмұны
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ...
1. Әдебиетке шолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ...
1.1. Мұнай қосылыстарын микробиологиялық жолмен тазалаудың
негізі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.2. Микробиологиялық деградацияға әсер ететін факторлар ...
1.3. Микроорганизмдердің активтілігіне pH-ң әсері ... ... ... ... ..
1.4. Микроорганизмдердің активтілігіне температураның әсері.
1.5. Микроорганизмдердің мұнай көмірсутектеріндегі
метаболизмі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.6. Микроорганизмдердің мұнай қосылыстарын талғап сіңіруі.
2. Материалдар мен зерттеу
әдістері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ...
..
3. Алынған нәтижелер және
талдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
Тұжырым ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ...
Реферат
Жұмыс көлемі : 39 беттен, 3 кестеден, 7 суреттен және 47 әдебиеттер
тізімінен, тұрады.
Кілтті сөздер: көмірсутек тотықтыратын микроорганизмдер, мұнай, мұнай
өнімдері, бактериялар, морфология, биодеградация.
Жұмыстың мақсаты: мұнаймен ластанған топырақтың құрамындағы бөлініп
алынған микроорганизмдерін зерттеу.
Бұл жұмыста ластанған топырақтан бөлініп алынған микроорганизмдердің
морфологиялық-дақылдық физиология-биохимиялық қасиеттерін зерттелді.
Алынған нәтижелерге байланысты бөлініп алынған микроорганизмдердің
индентификациясы жүргізілді.
Осылайша морфологиялық культуралдық және физиологиялық-биохимиялық
белгілерді зерттеуде алынған мұнай диструкторлар бактериялар Pseudomonas
sp. туысына жатқызылады.
Кіріспе
Қоршаған ортаның мұнай және оның өнімдерімен ластануы қазіргі таңдағы
күрделі мәселелердің бірі болып табылады.Таралу ауқымы, ластау көздері және
қоршаған ортаның барлық компоненттеріне бір мезгілдегі жүктеме көлемі
бойынша қандайда болмасын улы ластаушыларды мұнаймен салыстыруға болмайды.
Әлемдік мұхиттардың ластануы адамзат алдында тұрған ең маңызды проблемаға
айналды.Қазіргі күні мұхит және теңіздердің көмірсутектермен және бірінші
қатарда мұнай және мұнай өнімдерімен ластануы ерекше қауіп тудырып тұр 1.
Теңіздердің мұнаймен ластануының негізгі көзі теңіз кемелері. Теңізге
түсетін мұнайдың басым мөлшері теңіз астылық мұнай өндіргіш қондырғыларының
апатқа ұшырау нәтижесінен болады. Күрделі тоннажды танкерлардың мұндай
апаттары болашақта да болатынына күмән жоқ 2.
Теңіз суына мұнайдың түсуінің көбеюі және осының салдарынан халық
шаруашылығына тиетін зардабы нәтижесінен әлемдік мұхиттың мұнаймен
ластануымен күресу сұрақтары дүниежүзілік актуальді проблемалар қатарына
енді. БҰҰ құрамында арнайы теңіз суларының мұнаймен ластануымен күресу
комитеті бар. БҰҰ-ның мәліметтері бойынша бүкіл дүние жүзінде 1967 ж - 1850
млн т. мұнай өндірілген, 1970 жылы - 2200 млн. т., 1979 ж.- 2956 млн. т.
мұнай өндірілген. Қазақстандағы мұнай өнімінің жылдық мөлшері 40 млн. т.
құрайды 3.
Теңізде мұнаймен күресу сұрақтары халықаралық мекемелер сауалына
айналды және бірнеше мәрте дүниежүзілік және ұлттық-ғылыми теңізді
зерттеуге арналған конференцияларда қарастырылды. Бірақ қолданылған
шараларға қарамастан теңіздің мұнаймен ластануы жылдан жылға өсіп бара
жатыр, және қазіргі кезде миллиондаған тонналармен тіркеледі 4.
Қазақстанның Каспий аймақтық аудандарының Атырау және Маңғыстау
облыстары кіреді. Осы облыстардың маңызды экономикалық мақсаты жаңа мұнай,
газ алу орындарын ашу және толық меңгеру, оларды басқа елдерге тасымалдау
болып табылады 5.
Мұнаймен ластану мұнай өндіру мен өңдеу аймағында ғана кездесіп
қоймайды, мұндай жағдайға кез келген аудан немесе қала ұшырауы мүмкін.
Мұнай және мұнай өнімдерімен ластану флора мен фаунаның, биоценоз құрамының
өзгеруін туғызады 6, 7. Мұнайдың улылық дәрежесі олардың химиялық
құрамының әртүрлі мөлшерімен, әсіресе ұшқыш ароматты көмірсутектердің
(толуол, ксилол, бензол және нафталин) құрамымен анықталады. Көмірсутектер
бактериалық хемотаксисті бұзып, олардың суқоймаларындағы органикалық
заттардың ыдырауын бөгейді. Ароматты көмірсутектер (фенол, толуол, "шикі"
мұнай) төмен концентрацияда да (0,6%) улы әсер етеді 8. Мұнай -
молекулалық массасы әр түрлі арендердің (ароматты көмірсутектер),
циклоалкандардың (нафтендер) және алкандардың (парафинді немесе ациклды
қаныққан көмірсутектер) және де көмірсутектің оттекті, күкіртті және азотты
туындыларының күрделі қоспасы.
1. ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ
1.1. Мұнай қосылыстарын микробиологиялық жолмен тазалаудың негізі
Қазіргі кезде табиғи ортаны мұнай және мұнай өнімдерінен тазартудың
көптеген жолдары белгілі, солардың ішіндегі барынша озық әдіс болып –
микробиологиялық әдіс болып есептеледі. Өз кезегінде бұл әдістің алдымызда
тұрған мәселенің шешуінің екі, бір-бірінен тәуелсіз жолын ұсынады:
1. Аборигенді микрофлораның белсенділігін биогенді элементтер және
минералды – органикалық тыңайтқыштарды қосу арқылы көбейту 8,
9.
2. Табиғи ортаға белсенділігі жоғары мұнай ыдыратқыш
микроорганизмдер штаммдарын биопрепарат ретінде енгізу 10.
Белсенді мұнай тотықтырғыш биопрепараттарды мұнаймен ластанған
объектілерді өңдеуде пайдалану перспективті және эффективті әдіс болып
табылады 11. Бұл әдісті қолданудағы негізгі зерттелетін мәселе жергілікті
микрофлора және микроорганизм деструкторларын таңдап алу болып табылады.
Мұнайдың негізгі компоненті болып табылатын көмірсутектер (98%-ға
дейін) төрт класқа бөлінеді:
1. Парафиндер (алкандар) (жалпы мұнай құрамының 90%-на дейін) - тұрақты
қаныққан қосылыстар CnH2n+2, молекулалары көміртегі атомдарының түзу
немесе бұтақталған тізбегімен сипатталады.
2. Циклопарафиндер (нафтендер)- қаныққан циклдық қосылыстар CnH2n,
сақинасында 5-6 көміртегі атомдары болады (жалпы мұнай құрамының 30-
60%).Молекуласындағы екі көміртегі атомы алкилді топтармен –CH2, -C2H5
және т.б алиастырылуы мүмкін. Мұнайда циклопептанмен циклогексаннан
басқа бициклдық және полициклдық нафтендер кездесуі мүмкін. Бұл
қосылыстар өте тұрақты және биоыдырауға ұшырауы қиын.
3. Ароматты көмірсутектер (жалпы мұнай құрамының 20-40%) бензол қатарына
жататын қаныққан циклдық қосылыстар, нафтендерге қарағанда сақинасы 6
көміртегі атомына кем болады.
Бұл қосылыстардағы көміртегі атомдары да алкилді топтармен алмастырылуы
мүмкін. Мұнайда молекуласы бір ароматты сақина түріндегі (бензол, толуол,
ксилол) ұшқыш қосылыстар, бициклді(нафталин), трициклды (антрацен,
фенантрен), полициклды (мәселен, 4 сақиналы пирен) көмірсутектер болады.
4. Олефиндер (алкендер) (жалпы мұнай құрамының 10%) – түзу немесе
бұтақталған тізбегі бар, әрбір көміртегі атомы молекуласында бір
немесе екі сутегі атомы болатын циклсыз қаныққан қосылыстар 12.
5. Мұнайда 5%-ға жуық оттекті қосылыстар болады, олардың ішінде бастапқы
орын монокарбон қышқылдарымен оксиқышқылдардың үлесінде. Мұнайдың
күкіртті қосылысына күкірттісутек, меркаптандар, сульфидтер,
дисульфидтер, және де құрылысы әр түрлі полициклды күкіртті қосылыстар
жатады. Азотты қосылыстар негізінен азотты негіздермен және пиридин,
гидропиридин және гидрохинолин гомологтарымен келтірілген. Мұнайдың
құрамына сонымен қатар күкірт және оттегісі бар жоғары молекулалы
смолалы қосылыстар кіреді: нейтральды смолалар, асфальтендер,
асфальтен қышқылдары және оның ангидридтері. Жеңіл мұнайларда
(бакинских и эмбенских) асфальтендер аз, ал смолалар мөлшері 5%-ға
жетеді,ал ауыр мұнайларда асфальтендер біршама, ал смолалар 40%-ға
дейін. Әдетте бейорганикалық қоспалар мөлшері жоғары емес, мұнайдың әр
түрінің элементарлы құрамы өзгермелі.
Қоршаған ортаның мұнай және мұнай өнімдерімен ластануының жоғарылауы
табиғи экожүйелердің, биологиялық тепе-теңдіктің және биоәртүрліліктің
күрделі бұзылыстарына әкеледі. Осыған орай, өздігінен тазалану процестері
күрт баяулап, тек микроорганизмдердің жекелеген топтар арасындағы
қатынастар ғана емес, сонымен қатар метаболизм бағыты да бұзылады:
тынысалу, азотфиксация, нитрификация процестері тежеледі, целлюлоза
бұзылады, қиын тотығатын өнімдер жиналады,өсімдіктердің органикалық
қалдықтарының мөлшері азаяды, олар өз кезегінде микроорганизмдер қорегінің
маңызды факторлары болып табылады.
Мұнай және мұнай өнімдері флора мен фаунаның функциональді
активтілігінің толық депрессиясын туғызып, биологиялық тізбектің барлық
деңгейіне жағымсыз әсер етеді 12, 13.
Қоршаған ортаның мұнай және мұнай өнімдерінен өздігінен тазалануында
физико-химиялық процестер маңызды роль атқарады, бірақ толық диструкция
жүзеге аспайды. Ол тек мұнай тотықтырушы микроорганизмдердің қатысуымен
жүзеге асады 13, 14.
Мұнай көмірсутектерін пайдаланатын микроорганизмдер топырақ және су
биоценоздарыныңқалыпты компоненттері болып табылады. Мұнай тотықтырушы
микроорганизмердің түрлі жағдайларда әртүрлі биоценоздарда таралуын
көптеген авторлар зерттеген. Бірқатар зерттеушілер мұнаймен ластанған
экожүйелерді тазалау процестеріндегі көмірсутегін тотықтырушы
микроорганизмдердің шешуші ролін сипаттаған. Қазіргі кезде көмірсутегін
тотықтыру қабілетіне ие мицелярлы саңырауқұлақтардың, ашытқылардың және
бактериялардың 100-ден аса туысы бөлініп алынған. Corynebacterium,
Arthrobacter, Brevibacterium туыстарының өкілдері Калиорния су
жағалауларынан, Нью-Джерси бұғазынан, Жаңа Шотландия және Аляска
жағалауларынан табылған 15, 16, 17. Топырақтың, ағын сулардың мұнаймен
ластануынан тазартудың перспективті биотехнологиялық әдістеріне микробты
биопрепараттарды пайдалану жатады, бұл препараттарға көмірсутектерді
тотықтырушы микроорганизмдер кіреді 13, 18.
Мұнайдың көмірсутектерін сіңіру қабілетіне микроорганизмдердің әртүрлі
жүйелік топтары жатады. Қазір 100-ден көп туыс бактериялар, ашытқылар және
мицелийлі саңырауқұлақтар белгілі, олар мұнайдың көмірсутегін сіңіре алады
6. Белсенді мұнай және мұнай өнімдерінің деструкторлары бактериялар
арасында кездеседі, олардың ішінде Pseudomonas, Alcaligtnes,
Flavobacterium, Acinetobacterium, Bacillus, Arthrobacter, Rhodococcus,
Micrococcus туысының өкілдері кездеседі 19.
Әр түрлі мәліметтер бойынша түрлердің көбісі Pseudomonas туысына жатады
20.
Миронов, Жер орта теңізінен парафинді ыдырататын бөлініп алынған
бактерияларды Pseudomonas туысына жатқызды. Оның ішінде қатаң галофильдер
кездеседі.
Мұнай қалдықтарының биохимиялық тотығу көрсеткіштері- пристанның
гептадеканға қатынасы, фиктанның октодеканға не пристан мен фитанның
санының гепта және октадекан алмасуын қатынасы болады. Тотыққан мұнай
қалдықтарында көрсетілген қатынастар тез өсті, бұл биологиялық анализбен
дәлелденген мілімет бойынша теңіз микроорганизмдерінің белсенді қызметін
көрсетеді. Тәжірибелі бөлініп алынған зерттеу нысандарынан 1-ші 3 ай
Bacterium, Pseudomonas, Pseudobacterium, Bacillus, Micrococcus, Vibrio,
Mycobacterium туысының бактериялары бөлініп алынды. Одан әрі тек қана
Pseudomonas туысының бактериялары бөлініп алынған 21.
Мұнайтотықтырғыш микроорганизмдердің әр түрлі таксономиялық топтарының
ішіндегі кездесетін туыстың өкілдері Rhodococcus және Mycobacterium.
Мысалы, жақсы деструктивті белсенділігі бар культура белгілеріне
таксономиялық анализ жасау негізінде Тенгиз топырақтан бөлініп алынған
мұнайтотықтырғыш микроорганизмдердің систематикалық орналасуын анықтау,
олардың әртүрлі уытты топтарға жататынын көрсетті. Олардын 10 штамм
Bacillus туысына, 8-і Pseudomonas туысына, 1 культура Rhodococcus және
Mycobacterium туысына жатқызылды 22.
Әдеттегідей бұл туыс өкілдері қоршаған ортаның әртүрлі жағдайларына
төзімді және өзінің биодеградациялаушы қасиетін тұрақты сақтай алады.
Жағалау аймағында көп мөлшерде мұнай түбегейлі тұнба ретінде жиналып,
бактериялы ценоздарда белгілі бір ауытқу тудырады. Топырақтарда
көмірсутектотықтырушы бактериялар көбінесе беткі қабаттарда байқалады.
Олардың саны 100-ден 100000-ға дейін 1 г-да кездесуі мүмкін және тереңдеген
сайын саны азаяды."Торри Каньон" танкерінің апаты салдарынан ластанған
топырақтарда басқа аэробтарға қарағанда бактериялар саны 3 есе көп болды
23.
Қара теңіз топырағынан 55 микроорганизмдер культурасы бөлініп алынған,
мұнайдың көмірсутектерінде өсе алады, олар Pseudomonas, Bacterium,
Pseudobacterium, Vibrio, Chromobacterium туыстарына жатады. Мұнай мен мұнай
өнімдерінде өсе беретін микроорганизмдер культураларының саны, өсу
жылдамдығы олардың мекен ету ортасына байланысты. Мұнай өнімдерімен әрқашан
ластанып тұратын ауданның пробасынан көп мөлшерде культуралар алынды.
Теңіз суында және түпкі қалдықтарында мұнай көмірсутектерін энергиямен
көміртектің жалғыз көзі ретінде утилиздеу қабілеті бар микроорганизмдер,
мұнай және мұнай өнімдерінің тотығуына әкеліп соғады 24.
Санта-Барбара және Калифорния кендерінің шикі мұнайдың микроб
деградациясының реттілігін анықтау үшін мұнай тотықтырғыш
микроорганизмдердің аралас культурасы пайдаланылды. Биодеградация барлық
компонеттерде бір мезгілде басталады, бірақ әр түрлі жылдамдықтармен
жүрген. Калифорнияның солтүстік жағалауынан жиналған табиғи желденген
мұнайдың хроматограммалары лабораторияларда микробты ыдырауға шалдыққан
мұнай үлгілерінің хроматограммаларына өте жақын, сәйкес келген.
Көмірсутек тотықтырушы бактериялардың көбі қалыпты парафиндерді жеңіл
утилиздейді, олардың мұнайдағы санын басқа қоспаның ыдырау уақыты анықтай
алады- изопарафиндер, циклопарафиндер және тіпті ароматикалық заттар.
Әрине, қалыпты парафиндер ішінде біріншіден ең жеңіл қоспалар тотығады.
Циклопарафиннің тотығуы, парафиндік тізбектің болыуна байланысты болуы
мүмкін. Проценттік қатынаста гептилциклогексарды тотықтыратын бактериялар
штамдарының сан мөлшері, бициклогексан мен декаменді тотықтыратын штамдар
санынан көп. Алайда циклопарафиндер бактериялды ыдырауға төзімдірек қалыпты
парафинге қарағанда, бірақ парафиннің бүірлік ұзын тізбегінің болуы оның
тотығуына атсалысады. Бұл шикі мұнайдағы циклопарафин деградациясының
ұзақтылығы бүйірлік тізбегінің болуына тәуелді және қалыпты парафиннің
салыстырмалы көп болуына тәуелді екенін көрсетеді.
Сондықтан бұл культуралар әртүрлі экожүйелерде тазалауда қолайлы
биопрепарат ретінде пайдаланылады 25.
Мұнайдың бактериялармен тотығу процесіне әр түрлі факторлар әсер етеді.
Мұнайдың бактериялармен тотығу процесінде маңызды роль температура
атқарады. Ең жақсы дамитын теңіз суынан бөлініп алынған 20-300C
температурадағы микроорганизмдер, сонда да көмірсутектің 00C - 600C –де
тотығу жағдайлары белгіленген. Белгіленген интервалда көмірсутек
утилизациясын температурасы әр 100 C-ге күшейту 3 есе көтеріледі. Әрі қарай
зерттеу нәтижесінде минералды тұздар ортасында 30 мл көлемінде 10 апта 1оС,
4оС, 8оC-ге сәйкесінше 37,8 - 43,5; 54,6%-ке психрофильді бактериялар ішкі
мұнайды ыдыратады. Бірақ мұнайдың басқа түрлері 10 апта уақытта толық
тотықпады, орталық лайлануы және мұнайдың эмульгирленуі байқалады.
Мұнаймен ластанудың беткейі арқылы газ алмасуға әсер етуі туралы қарама-
қарсы мәліметтер бар. Дизельді жанармай 0,002 мм қалыңдықпен газ алмасуға
көзге көрінерліктей әсер етпеген 0,03 мм қалыңдықты май оттегімен қанығу
процесін 40% баяулатты. 0,5 мм қалыңдықты шикі мұнай буланғантеңіз суының
оттегімен қамтамасыз етілуін 85%-ға баяулатты, ал 1 - 4 мм мұнай газ
алмасуды тіпті баяулатпады. Мұнайлы пленка қабатының ыдырауына температура,
ауа, оттегінің теңіз суында еруі әсер етеді. 300C-да газ алмасу жылдамдығы
1,22 рет тез, 200C-ге қарағанда. Мұнай көмірсутегінің тотығу дәрежесі мен
жылдамдығына бактерияларды қосу әсер етеді. Табиғи микрофлораға мұнай
өнімдерінің микробты тотығуын реттеу үшін Ps. aeroginosa культурасы
қосылды. Биодеградация жылдамдығы үш 3есе көбейді.
Мұнайдың бактериялармен жақсы тотығуының маңызды факторы мұнайды
фактордың қайта түзілуіне қажет оттегінің жеткілікті мөлшері болып
табылады. Санаулар бойынша, теңіздегі 1 литр мұнай тотығу үшін 3300г оттегі
кетеді. Осыған байланысты белгілі бір қызықтырушылық – атмосфера мен мұхит
арасында газ алмасу мәліметтері, сонымен қатар мұнаймен ластанған
жағдайдағы теңіз суының оттегімен байытылуы. Шынында, ашық мұхит
беткейіндегі мұхит мөлшері судың оттегімен қамтамасыз етілуіне қатты әсер
етпейді, бірақ жағалау акваторияларында, әсіресе, бухталарда бұл қауіпті
болуы мүмкін. Бұдан былай кең аймақтарда мұнай қабатының көп болуы әлемдік
процестерде маңызды роль ойнайтын мұхит пен атмосфера арасындағы қатынасқа
кері әсер етуі мүмкін, қосымша ол теңіз экологиясына зардабын тигізеді.
Гаас А.С. көмірсутегін тотықтырушы бактерияларды әр түрлі топырақ және
су пробаларында таралуын зерттеп, бактериялар мөлшері үнемі 100 мың.клмл-
ден жоғары болатындығын байқаған 26.
Таусон И.В. тіпті шөлді жерлердің топырағында көмірсутегін тотықтырушы
бактериялардың болатындығын мәлімдейді. Топырақтың мұнаймен ластанған
жерлерінде бұл организмдер өздерінің дамуы үшін жағымды жағдай табады. Және
жалпы топырақ микробтарының көбі белсенді болады 27, 28.
Мұнаймен ластану, түрлік әртүрлілік және су қоймаларындағы мұнай
тотықтырушы микроорганизмдер мөлшері арасында тығыз байланыс бар екендігі
анықталған.
Үнемі мұнаймен ластанатын теңіз су жағалауларында 50%-ға дейін
микроорганизмдер жекелеген көмірсутегілерді және олардың қоспаларын
тотықтыруға қабілетті 29.
Тұнбалардағы мұнай тотықтырушы микроорганизмдердің таралуын зерттеген
ғалымдар грунттардағы көмірсутегі мөлшерімен микроорганизмдер мөлшері
арасында тікелей тәуелділік бар екендігін көрсетеді және олар қыспен
салыстырғанда жазда көбірек болады. Қарапайым су қоймаларында да жағымды
корреляция анықталған. Жылдың суық мезгілінде жазғы уақытқа қарағанда
көмірсутегін пайдаланатын микроорганизмдер сирек кездеседі 30, 31.
1.2. Микробиологиялық деградацияға әсер ететін факторлар
Мұнай құйындыларының микробиологиялық деградация деңгейі бірқатар
факторлармен анықталады. Мұнай құрамы біршама маңызға ие: бұтақталған
алкандар, ароматты көмірсутектер және асфальтендер мұнайға біршама
тұрақтылық береді. Микробтың активтілік көрсеткіші ретінде белгіленген
глюкозаны және оның метаболизмінзерттеу кезінде, кувейт, луизиана мұнайы,
бункерлік жанармай әртүрлі деңгейде улы екендігі анықталған. Өңделген
мұнайлар, бункерлік және дизель жанармайлары басқа мұнайларға қарағанда
улы. Магеллан бұғазында Метула танкерінен төгілген кувейт мұнайының
улылығы төмен. Кувейт мұнайына ұқсас жеңіл араб мұнайы глюкоза
метаболизміне әсер етпеген, немесе оны өте аз мөлшерде өзгерткен. Мұнайдың
300 мгл –ден жоғары концентрациясы табиғи микробтар популяциясының
активтілігін және теңіз фитопланктонымен көміртегінің фотосинтетикалық
фиксациясын тежейді 32.
Мұнай төгілуінің бастапқы сатыларында мұнаймен ластанудың жағымсыз
әсерлері көп мөлшерде улы компоненттердің болуымен байланысты.
Көмірсутектерді улылығының төмендеуі бойынша мынадай ретпен жіктеуге
болады: ароматты көмірсутектер – циклопарафиндер – олефиндер – парафиндер.
Мұнайдың улылығы онда ароматты және жеңіл фракциялардың мөлшеріне
пропорциональды.
Теңіздегі мұнай көмірсутегілерінің микробтық тотығу процестері ортаның
әртүрлі факторларының әсерінен бәсеңдейді немесе баяулайды. Акваториялардың
мұнаймен ластанудан өздігінен тазалану қабілеттерін зерттеу кезінде осы
процеске қатысатын барлық факторлардың параметрлерін білу қажет, әсіресе
мұнай тотықтырушы микроорганизмдердің әрекетіне қолайлы температуралар,
оттегі мөлшері, биогенді элементтер. Олар ластанудың әсерінен автохтонды
микрофлораның құрамында болатын сандық және сапалық өзгерістер жайлы
анықтауға мүмкіндік береді. Ең алдымен микрофлораның мұнаймен ластанумен
күресуінің потенциональды қабілетін бағалауға мүмкіндік береді. Орта
жағдайларының мұнай тотықтырушы микроорганизмдердің дамуына әсерін біле
отырып, табиғи су қоймаларындағы мұнай деградациясының процестеріне бағытты
түрде әсер етуге болады.
Ауыр мұнайлар жеңіл түрлеріне қарағанда биодеградацияға қиынырақ
ұшырайды. Микроорганизмдердің тіршілігі нәтижесінде ауыр мұнайлар
массасындағы төмендеу 25-50%-ды құрайды, 200С та ғы биодеградация және
булану есебінен ауыр мұнайлар үшін – шамамен 50%, ал жеңіл мұнайлар үшін -
80%-ға дейін, 100С–та төмендеу ауыр мұнайлар үшін- 30-40%, жеңіл мұнайлар
үшін - 50-60%. 100С температурада жеңіл мұнайлары бар суда оттегінің
биологиялық пайдаланылуы байқалмаған. Авторлардың пікірінше бұл мұнайдың
утилизациясының жүрмейтіндігін көрсетеді. Жеңіл мұнайларды жылыту оттегінің
пайдаланылуына әкеледі, себебі жеңіл мұнайларда болатын микроорганизмдер
тіршілігінің ингибиторлары жойылады. Ал ауыр мұнайларда мұндай құбылыс
байқалмайды.
1.3. Микроорганизмдердің активтілігіне pH-тың әсері
Эксперимент жағдайларында көптеген мұнай тотықтырғыш микроорганизмдер
pH 6,0-7,5 аралығында белсенді өсетіндігі анықталған. Зерттелген
дақылдардың 50%-ы (Pseudomonas liquida, P. liquefaciens maidis, P.
nebulosum, Bacterium jophagum т.б) pH-тың осы мәндері аралығында мұнайдың
максимальды пайдаланылуы (200 мг-ның 177-ге дейін мөлшерінде) байқалған.
Кейбір түрлерде (Bacterium aliphaticum, Bacterium aliphaticum.
Liquefaciens, Bacterium formosum) өсудің максимумы мен мұнайды пайдалану
максимумы pH-тың әртүрлінтервалында байқалған. Бұл бактериялар pH 5-7 де
суспензияларының тығыздығы өзгермесе де, pH 5-те суды мұнайдан интенсивті
тазалаған. pH 4-ке тең болғанда микроорганизмдердің өсуі әлсіз болып, бұл
жағдайларда суды тазалау pH-тың 6 және 7 мәндерімен салыстырғанда
төмендеген. 200С температурада және сілтілік реакцияларда көптеген
зерттелген бактериялардың активтілігі және мұнайды пайдалану жылдамдығы
төмен болған.
Зерттеушілер мұнай ыдыратушы бактериялардың дамуы үшін және суды
мұнайдан тазалау прцесінің интенсификациясы үшін мезофильді жағдайлар (20-
280С) оптимальды болып табылады деп есептейді. 6-150С температурада мұнай
трансформациясының интенсивтілігі 2,5-4 есе төмендейді. Ал, 450С
температурада микроорганизмдердің іс-әрекеті толығымен тежеліп, мұнайдың
ыдырауы жүзеге аспайды.
1.4. Микроорганизмдердің активтілігіне температураның әсері
Бірқатар термофильді штамдармен жүргізілген тәжірибелер, көміртекті
қоректенудің жалғыз көзі ретінде н-алкандарды С6-С10 пайдалану қабілеті
дақылдау температурасына байланысты өзгеретіндігін көрсеткен. 200С-та
дақылдар н-гександы, н-гептандыжәне н-деканды игерген; н-октан бұл
теипературада барлық штамдардың өсуін тежеген. 300С-та өсу тек н-деканды
пайдаланғанда байқалған. 450С-та н-алкандар С6 ден С10 ға дейін барлық
штамдарға тежеуші әсер еткен.Осындай құбылысты Финнерти В. Және Каллио Р. Н-
декан есебінен микрококтардың өсуін зерттеу барысында байқаған. Авторлар
бұл температураны көтеру барысында н-деканның буының қысымының
жоғарылауымен байланысты деп есептейді. Өйткені кейбір термофильді
бактериялар жеңіл ұшқыш көміртегілерін С6-С10 тіпті 500С температурада
пайдалануға қабілетті екендігі көрсетілген.
Баренц теңізінде жүргізілген зерттеулер микроорганизмдермен мұнайды
трансформациялау 200С-та, сол микроорганизмдердің тіршілік ортасының 40С-
температурасына қарағанда 10-20есе тезірек өтетіндігін көрсеткен 33.
1.5. Мұнай көмірсутіктеріндегі микроорганизмдердің метоболизмі
Әдебиеттерде мұнай өнімдерінің микроорганизмдермен пайдаланылуының
биохимизміне 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. көмірсутегін тотықтыратын бактериялардың екі типін ажыратады
34:
- 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.
Кейбір зерттеушілер мұнай тотықтырғыш микроорганизмдерді үш топқа
бөледі:
1) негізінен н- алкандарды ыдыратушылар
2) ароматты көміртектерді ыдыратушылар;
3) изоалкандарды және басқа да көміртектерді пайдалануға қабілеттілер.
Бактериялардың әсеріне оңай ұшырайтындары мұнайдың алифатикалық
көмірсутектері. Теңіз суынан көміртегінің жалғыз көзі ретінде қалыпты
құрылымды С7, С9-С10 алкандарды игеретін Pseudomonas штамдары бөлініп
алынған, бірақ бұл бактерия штамдарының бірде біреуі С8-ді тотықтыра
алмаған. Тиссе Г. және оның қызметтестерімен бөлініп алынған P.aeruginoza-
ның екі штамы қалыпты көмірсутектерді игеру қабілетіне ие болғанымен циклды
қосылыстарды қиындықпен игерген. Бірақ көміртек тізбегі біршама ұзын, ал
бүйірлік радикалдыры аз көмірсутектер де кейбір микроорганизмдермен
тотығады, бірақ бұл процестің жылдамдығы жоғары емес.
Зерттеушілер арасында көміртегі тізбегінің ұзындығы С5 тен С10-ға
дейінгі көмірсутектерді микроорганизмдердің пайдалануы қиындықтар туғызады
деген пікір қалыптасқан. Сонымен қатар жеңіл н-алкандар кейбір
бактериялардың және ашытқылардың дамуын тежейді деген мәліметтер бар.
Mycobacterium lacticolum штамы суреттелген, ол көміртегінің жалғыз көзі
ретінде метан, бутан, октан, декан, додекан, пентадеканды пайдаланады,
бірақ бензалда мүлде дамымайды.
Әр түрлі микроорганизмдердің 2000 дақылдарына жүргізілген зерттеулерде
Pseudomonas, Achromobacter, Flavobacterium туыстарының өкілдерінде
көміртегінің жалғыз көзі қалыпты алкандар болатын орталарда өсу қабілеті
көрсетілген. Авторлар көмірсутектерді игеру қабілеті полисахаридтерді
ыдырату қабілеті сияқты таксономиялық белгі болып табылады деп есептейді.
Pseudomonas туысына жататын бактериялар төмен қайнайтын н-алкандарды
игеру барысында өсуге қабілетті, және автор бұл құбылысты суйық жеңіл
қайнайтын көмірсутектердің бактерия клеткаларының липидтерін ерітуімен
байланыстырады. Тізбегінің ұзындығы орташа бұл дақылдарда көмірсутектерге
қатысты таңдамалылық сирек кездеседі. Кейбір авторлар төмен қайнайтын н-
алкандар цитоплазмалық мембраналардың қабыршақтануын тудырады деп
есептейді. 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.
Корнелли Т.В. су экожүйелерінің жоғары деңгейде ластануы кезінде, яғни
мұнай беткі қабатта пленка немесе жекелеген дақтар түзгенде
көмірсутектердің диструкциялауда микобактериялармен артробактерлердің
маңызы зор деп есептейді. Олар мұнай пленкаларын пайдалана отырып н-
алкандарды тотықтыру қабілетіне ие 35.
Аэробты термофильді бактерияларға индивидуальды алкандардың С6-С10
әсерінің сипаты бактерия түріне, дақылдау температурасына және көмірсутек
тізбегінің ұзындығына байланысты өзгеріп отырады.
Микроорганизмдердің көмірсутектерді игеру механизмі жайлы түсініктер
бірқатар әдебиеттерде келтіріледі. Мәселен, Дэвис Ж.Б. н-алкандарды
тотықтырудың мүмкін болатын үш жолын көрсетеді: Спирт, альдегид және
монокарбон қышқылын түзе отырып метил топтарын монотермиальды тотықтыру:
1) Сәйкес метилкетонның екіншілік спиртін түзу арқылы монотермиальды
тотықтырудың варианты ретінде тотықтыру;
2) Дитерминалды тотықтыру, онда н-алканның термиальды топтары майлы
дикарбон қышқылын түзе отырып тотығады.
Фосьер 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. 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.
Детерминальды тотығу кезінде микроорганизмдер С10- С18 көмірсутектерді
ыдыратқан, нәтижесінде май қышқылдарының бета тотығуында пайда болатын
сәйкес дикарбон қышқылдары түзілген. Процесс келесі кезеңдерді өтеді:
біріншілік спирт – май қышқылы – сәйкес оксиқышқыл- сәйкес дикарбон
қышқылы.
Алифатикалық көмірсутектердің микроорганизмдермен игерілуі жайлы
мәселелер жан-жақты және терең зерттелуде. Әр автордың алған
нәтижелеріндегі өзгешеліктер зерттеу әдістерінің өзгешелігімен, алынған
штамдардың ерекшелігімен және олардың физиологиялық белсенділігімен
түсіндіріледі.
Мұнайдың бактериялармен тотығу процесінде маңызды роль температура
атқарады. Ең жақсы дамитын теңіз суынан бөлініп алынған 20-300C
температурадағы микроорганизмдер, сонда да көмірсутектің 00C - 600C –де
тотығу жағдайлары белгіленген. Белгіленген интервалда көмірсутек
утилизациясын температурасы әр 100 C-ге күшейту 3 есе көтеріледі. Әрі қарай
зерттеу нәтижесінде минералды тұздар ортасында 30 мл көлемінде 10 апта 1оС,
4оС, 8оC-ге сәйкесінше 37,8 - 43,5; 54,6%-ке психрофильді бактериялар ішкі
мұнайды ыдыратады. Бірақ мұнайдың басқа түрлері 10 апта уақытта толық
тотықпады, орталық лайлануы және мұнайдың эмульгирленуі байқалады.
Мұнаймен ластанудың беткейі арқылы газ алмасуға әсер етуі туралы қарама-
қарсы мәліметтер бар. Дизельді жанармай 0,002 мм қалыңдықпен газ алмасуға
көзге көрінерліктей әсер етпеген 0,03 мм қалыңдықты май оттегімен қанығу
процесін 40 % баяулатты. 0,5 мм қалыңдықты шикі мұнай буланғантеңіз суының
оттегімен қамтамасыз етілуін 85 %-ке баяулатты, ал 1 - 4 мм мұнай газ
алмасуды тіпті баяулатпады. Мұнайлы пленка қабатының ыдырауына температура,
ауа, оттегінің теңіз суында еруі әсер етеді. 300 C-да газ алмасу жылдамдығы
1,22 рет тез, 200 C-ге қарағанда. Мұнай көмірсутегінің тотығу дәрежесі мен
жылдамдығына бактерияларды қосу әсер етеді. Табиғи микрофлораға мұнай
өнімдерінің микробты тотығуын реттеу үшін Ps. aeroginosa культурасы
қосылды. Биодеградация жылдамдығы үш 3есе көбейді.
Мұнайдың бактериялармен жақсы тотығуының маңызды факторы мұнайды
фактордың қайта түзілуіне қажет оттегінің жеткілікті мөлшері болып
табылады. Санаулар бойынша, теңіздегі 1 литр мұнай тотығу үшін 3300г оттегі
кетеді. Осыған байланысты белгілі бір қызықтырушылық – атмосфера мен мұхит
арасында газ алмасу мәліметтері, сонымен қатар мұнаймен ластанған
жағдайдағы теңіз суының оттегімен байытылуы. Шынында, ашық мұхит
беткейіндегі мұхит мөлшері судың оттегімен қамтамасыз етілуіне қатты әсер
етпейді, бірақ жағалау акваторияларында, әсіресе, бухталарда бұл қауіпті
болуы мүмкін. Бұдан былай кең аймақтарда мұнай қабатының көп болуы әлемдік
процестерде маңызды роль ойнайтын мұхит пен атмосфера арасындағы қатынасқа
кері әсер етуі мүмкін, қосымша ол теңіз экологиясына зардабын тигізеді.
Микроорганизмдер таңдаулы фосфордың көзіне жатады. KH2РО4 және К2НРО4
қоспаларының екіншісі биодеградация процесінің жылдамдығына үлкен дәрежелі
әсер етеді. Бұл калий иондарының әртүрлі мөлшеріне байланысты болуы мүмкін;
К2НРО4 құрамында 44,7% калий, ал КН2РО4 құрамында 28,5 % қана. Көптеген
микробиологиялық орталарда осы екі қоспаны комбинациясы бір жағынан
биогенді тұздар көзі; екінші жағынан мұнайдың тотығу жылдамдығына әсер
ететін, рН ерітіндіні реттейтін буфер болып табылады 36.
Бөлініп алынған микроорганизмдер топтары бактерияларға жатқанмен,
саңырауқұлақтар мен ашытқылар көп қызықтырады, себебі олар да
көмірсутектерді пайдалана алады. Ашытқылар органикалық заттарға бай теңіз
суларында болады. Көмірсутектотықтырғыш ашытқылар құрамында мұнай бар тоған
суларында да кездеседі 37.
Теңіз суында шикі мұнайды тотықтандыратын қабілеті бар, өңделген мұнай
өнімдері және көптеген көмірсутектотықтыратын бактериялар кездеседі.
Көпшілігі, теңіздің бай культурасынан бөлініп алынған, Proactinomyces
Hetinomyces туысына жатқызады. Сонымен қатар Actinomyces түрлері
терригенді ластануы мүмкін аймақтардан алыс жерлерде өте сирек кездеседі
38, 39.
1.6. Микроорганизмдердің мұнай қосылыстарын талғап сіңіріуі
Көміртектік қоректенудің жалғыз көзі ретінде ароматты көмірсутектерді
пайдаланатын микроорганизмдердің таралуын, және мұнайдың ароматты
көмірсутектерін микроорганизмдердің игеру механизмін көптеген ғалымдар
зерттеген. Ароматты көмірсутектер (фенол, толуол) тірі организмдерге өте
төмен концентрацияда (0,6%) әсер етеді. 2%-тен жоғары мөлшерде олар
алкандармен алкендерге қарағанда жоғары экотоксикалылыққа ие.
Зерттелген ароматты қосылыстарды пайдаланатын микроорганизмдер
штамдарының көпшілігі н-алкандарда дамымайтындығы анықталған. Бірақ, бірен
сран дақылдар оларда өсе алады, мәселен Коновальчиков, Мазоер және Сенез
бөліп алған P.aeruginosa. Сонымен қатар, клостридиялардың анаэробты
клеткаларының толуолдың әсеріне толеранттылығын дәлелдейтін мәліметтер бар.
Ароматты заттардың ферментативті ыдырауы бойынша мәліметтер Дэгли С.
шолуларында келтіріледі. Сақиналардың ыдырауына кмінде екі гидроксиль
тобынан тұратын құрылымдардың түзілуі септігін тигізеді. Осындай
көмірсутектердің тотығуы ароматты сақиналардың дигидроксилденуімен жүзеге
асады. Ароматты көмірсутектер- нафталин, бензол, толуол, этилбензол сәйкес
цис және диоксидигидротуындыларына дейін тотығатындығы анықталған. Одан
кейін, дегидрогеназалардың қатысуымен сәйкес дифенолдарға дейін түрленеді.
Бензолдың микробтық тотығуының мысалында оттегінің екі атомының субстратқа
бірігуі көрсетілген. Дэгли С. Жапон зерттеушілерінің жұмыстарының негізінде
ароматты сақиналардың диоксигеназды ыдырауының үш типін бөліп көрсетеді
40, 41, 42.
Әртүрлі өзендермен су қоймаларында мұнай көмірсутектерін тотықтыратын
бактериялардың ішінде Pseudomonas туысының өкілдері көптеп анықталған.
Pseudomonas туысына жататын бактериялардың әртүрлі мұнай көмірсутектерін
игеру қабілеті бірқатар жұмыстарда сипатталған 43, 44.
Батыс Украинаның мұнай кен орындарының топырақтарынан нафталин игеретін
бактериялар бөлініп алынған, олар негізінен seudomonas: P.aeruginosa, P.
Fluorescens, P. Putida, P. Boreopolis туысының өкілдері. Бірқатар
қасиеттері бойынша оқшауланған штамдар түрлерге қарағанда көмірсутектік
қоректенудің жалғыз көзі ретінде нафталинге қатысты қатаң спецификалылыққа
ие.
Красильников Н.А. мәліметтері бойынша Өлі теңізінің беткі пленкасында
мұнайды белсенді пайдаланатын Pseudomonas және Mycobacterium туысының
өкілдері доминанттылыққа ие. Глоба Асими танкерінің аврияға ұшырауы
салдарынан мазутпен ластанған Балтық теңізі мен Курск бұғазының суларынан
негізінен Pseudomonas, Rhodococcus, Mycobacterium, Arthrobacter туыстарына
жататын көмірсутектотықтырушы штамдардың 755 түрі бөлініп алынған. Кейбір
авторлардың пікірлері бойынша Pseudomonas туысының өкілдері тұзды су
қоймаларының мұнаймен ластануымен күресуде белсенді роль атқарады 45.
Ресейдің әртүрлі климат зоналарының микрофлораларын зерттеу, мұнай
тотықтырушы микроорганизмдердің кең таралғандығын көрсетті. Олардың
көпшілігі мұнай мен алкандардың күшті эмульгациясына септігін тигізетін
беттік активті заттарды продуциялайды. Баренц теңізінің мұнай тотықтырғыш
микроорганизмдері 5 туысқа жатқызылған: Basillus, Bacterium, Pseudomonas,
Pseudobacterium, Micrococcus. Квасников Е.И. және т.б. мұнай өнімдері бар
Қара теңіз түбіндегі тұнбалардан Micrococcus, Brevibacterium, Rhodococcus,
Acinetobacter, Pseudomonas туыстарына жататын жүзге жуық дақылды бөліп
алған.
Әдебиеттерге талдау әр түрлі көмірсутектерді тотықтыратын
микроорганизмдердің ішінде Pseudomonas туысына жататын бактериялар ең
белсенді деп қорытындылауға мүмкіндік береді. Бұл туыстың өкілдері
табиғатта өте кең тараған, сондықтан оларды барлық жерде кездеседі десе де
болады. Бұл олардың табиғаты әр түрлі қосылыстарды игеру және осыған орай
әр түрлі экологиялық жағдайларда өсу қабілеттерімен байланысты. Олар
теңіздерде, бұғазыларда, тұщы су көлдерінде, мұнай кен орындарының пласт
суларында, және де қайнар көздерде табылған 46, 47.
2. МАТЕРИАЛДАР МЕН ЗЕРТТЕУ ӘДІСТЕРІ
2.1. Зерттеу материалдары
Микроорганизмдер. Жасалынған жұмыс барысында бөлініп алынған
микроорганизмдер пайдаланылды.
ОБЪЕКТІЛЕР Pseudomonas liquida, P. liquefaciens maidis, P. nebulosum,
Bacterium jophagum микроорганизмдер штамдары.
Көміртегі және энергия көзі ретінде мұнай және дизельді жанар майы
пайдаланылды.
Тынайтқыш
2.2. Қоректік орталар
Ет - пептонды сорпа (ЕПС) ортасы. Әр түрлі гетеретрофты
микроорганизмдер өкілдерінің дамуына қолайлы орта. Еттен гидролизат
дайындау. Ол үшін 1кг фарш алады, оған 300 мл концентрленген HСl қосылады.
Оған 10 л құбыр суын қосып бөлме температурасында 24 сағатқа қояды. 250 мл
ет гидролизатын алып 750 мл құбыр суымен араластырады. Бейтарап ет ортасына
10 г пептон, 5 г тұз қосылады. Ортаның қышқылдылығы 7-ге теңескенше 30 %
сілтімен бейтараптайды. Дайын болған ЕПС-ны колбаларға құйып, 1 атм. 30 мин
залалсыздандырады.
Ет-пептонды агар (ЕПА) ортасы. Таза дақыл алуда, диагностикалық
мақсаттарда пайдалануда тиімді болып табылады. Бұл орта ЕПС-ға 2 % агар-
агар қосу арқылы дайындалады және 1 атм. 30 мин. бойы залалсыздандырылады.
Ет-пептонды желатин (ЕПЖ) ортасы. Ет пептонды сорпада 10-15% желатинді
араластырып, 15 мин. қоямыз. Кейін 50 С су моншасында толықтай ерітеміз,
орта 0,5 атм. 30 мин. залалсыздандырылды.
Көмірсулар ортасы (гл дистелденген су): К2НРО-1; (NH4)2НРО4-1; MgSO4-
0,5; CaCl-0,1; NaCl-іздер; FeSO4-іздер; агар-6-7; Орта 1 атм. 30 мин.
залалсыздандырылды. Дайын ортаны колбаларға құйып, 0,5% көмірсуды және
индикатор ретінде 1,6% бромтимол көкті жасыл түс пайда болғанға дейін 1мл
қосамыз. 0,5 атм. 20 мин. залалсыздандырылды.
Е8 синтетикалық ортасы (гл дистелденген су): КН2РО4 - 0,7; (NH4)2HPO4
- 1,5; MgSO4 - 0,8; агар-агар - 20. 1 атм. 30 мин. залалсыздандырдық.
Сусло агар (60Б): сыра суслосына, 2% агар қосу арқылы дайындалды.
Ортаны 1 атмосферада 30 минут залалсыздандырылды.
Чапека ортасы (гл): глюкоза немесе сахароза - 20,0; К2НРО4- 1,0; MgSO4
және KCl- 0,5; FeSO4- 0,1; CaCO3- 3,0; aгар-агар- 20,0; құбыр суы. Орта 0,5
атмосферада 20 минут залалсыздандырылады.
2.3. Зерттеу әдістері
Микроорганизмдердің клеткалар санын анықтау.
Микроорганизмдердің клеткалар саны қатты қоректік ортада өсіп шыққан
колонияларды Кох әдісімен саналды. Клеткалардың 1 миллилитр судағы мөлшері
формуламен есептелінді.
(X(2(x)*Kx 1V
Мұнда:
X-колониялардың орташа саны,
(x= (((((n-орташа квадраттық ауытқу,
((( колониялардың орташа саны,
n-қайталану саны,
K-егуге арналған сұйылту,
V-егу үшін алынған супензия көлемі,мл.
Морфологиялық - культуралдық қасиеттерін зерттеу.
Клеткалар пішіндері. Клеткалар лабораториялық БИОЛАМ микроскоп арқылы
зерттелінді.
Граммен бояу. Клеткалардың боялуы маңызды таксономиялық белгі болып
табылады. Клеткалар боялуына қарай Грам теріс және Грам оң
боялғандарға бөлінді.
Клетканың қозғалғыштығы. Жаншылған тамшы препараты арқылы
зерттелінді.
Спораларды анықтау. Бұл әдіс күрделі әдіс кезеңдерінен тұрады.
Спораларды бояу Ожешка әдісімен жүргізілді.
Сұйық ортада өсуі. Культуралар ЕПС ортасында дақылдандырылып, өсу
ерекшеліктері ортаның өзгеруімен анықталынды.
Көмірсулы ортаға егілген дақылдардың қышқыл, сілті, газ түзу деңгейін
бақылау. Егілген культураларды 3 аптадан соң қарастырады, шөптесін түстен
сарғыш түске айналса қышқыл бөледі. Ал көк түске айналса орта сілтіленеді.
Егер пробиркаларда ауа қабаттары пайда болса, онда ол дақылдар газ бөледі
деген сөз.
Мұнай күрделі субстрат болғандықтан, бір ғана белсенді көмірсутек
тотықтырғыш микроорганизм штаммы толығымен мұнай өнімдерін толықтай ыдырату
мүмкіншілігі төмен, сондықтан аралас дақылдарды пайдалану тиімділігі жоғары
болып есептеледі.
Кез - келген ластаушы заттар, мысалы, өндірістік мекемелердің ағын
сулары ең алдымен микрофлораға әсер етеді [6].
3. НӘТИЖЕЛЕР ЖӘНЕ ОЛАРДЫ ТАЛҚЫЛАУ
3.1. Маңғыстау обласының топырағын талдау
Микроорганизмдер экологиясы негізін қалаушы С.Н. Виногдарский 1888
жылдың өзінде су экожүйелерінің анаэробты (илды тұнбалар), микроаэрофильді
және аэрофильді (су қабаты) аймақтарды зерттеудің тиімді әдіснамасын
ұсынды. С.Н. Виногдарский кезеңінен бастап, микроорганизмдердің арнай
топтарын анықтау үшін жинақтық қоректік орталар әдісі ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ...
1. Әдебиетке шолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ...
1.1. Мұнай қосылыстарын микробиологиялық жолмен тазалаудың
негізі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.2. Микробиологиялық деградацияға әсер ететін факторлар ...
1.3. Микроорганизмдердің активтілігіне pH-ң әсері ... ... ... ... ..
1.4. Микроорганизмдердің активтілігіне температураның әсері.
1.5. Микроорганизмдердің мұнай көмірсутектеріндегі
метаболизмі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.6. Микроорганизмдердің мұнай қосылыстарын талғап сіңіруі.
2. Материалдар мен зерттеу
әдістері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ...
..
3. Алынған нәтижелер және
талдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
Тұжырым ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ...
Реферат
Жұмыс көлемі : 39 беттен, 3 кестеден, 7 суреттен және 47 әдебиеттер
тізімінен, тұрады.
Кілтті сөздер: көмірсутек тотықтыратын микроорганизмдер, мұнай, мұнай
өнімдері, бактериялар, морфология, биодеградация.
Жұмыстың мақсаты: мұнаймен ластанған топырақтың құрамындағы бөлініп
алынған микроорганизмдерін зерттеу.
Бұл жұмыста ластанған топырақтан бөлініп алынған микроорганизмдердің
морфологиялық-дақылдық физиология-биохимиялық қасиеттерін зерттелді.
Алынған нәтижелерге байланысты бөлініп алынған микроорганизмдердің
индентификациясы жүргізілді.
Осылайша морфологиялық культуралдық және физиологиялық-биохимиялық
белгілерді зерттеуде алынған мұнай диструкторлар бактериялар Pseudomonas
sp. туысына жатқызылады.
Кіріспе
Қоршаған ортаның мұнай және оның өнімдерімен ластануы қазіргі таңдағы
күрделі мәселелердің бірі болып табылады.Таралу ауқымы, ластау көздері және
қоршаған ортаның барлық компоненттеріне бір мезгілдегі жүктеме көлемі
бойынша қандайда болмасын улы ластаушыларды мұнаймен салыстыруға болмайды.
Әлемдік мұхиттардың ластануы адамзат алдында тұрған ең маңызды проблемаға
айналды.Қазіргі күні мұхит және теңіздердің көмірсутектермен және бірінші
қатарда мұнай және мұнай өнімдерімен ластануы ерекше қауіп тудырып тұр 1.
Теңіздердің мұнаймен ластануының негізгі көзі теңіз кемелері. Теңізге
түсетін мұнайдың басым мөлшері теңіз астылық мұнай өндіргіш қондырғыларының
апатқа ұшырау нәтижесінен болады. Күрделі тоннажды танкерлардың мұндай
апаттары болашақта да болатынына күмән жоқ 2.
Теңіз суына мұнайдың түсуінің көбеюі және осының салдарынан халық
шаруашылығына тиетін зардабы нәтижесінен әлемдік мұхиттың мұнаймен
ластануымен күресу сұрақтары дүниежүзілік актуальді проблемалар қатарына
енді. БҰҰ құрамында арнайы теңіз суларының мұнаймен ластануымен күресу
комитеті бар. БҰҰ-ның мәліметтері бойынша бүкіл дүние жүзінде 1967 ж - 1850
млн т. мұнай өндірілген, 1970 жылы - 2200 млн. т., 1979 ж.- 2956 млн. т.
мұнай өндірілген. Қазақстандағы мұнай өнімінің жылдық мөлшері 40 млн. т.
құрайды 3.
Теңізде мұнаймен күресу сұрақтары халықаралық мекемелер сауалына
айналды және бірнеше мәрте дүниежүзілік және ұлттық-ғылыми теңізді
зерттеуге арналған конференцияларда қарастырылды. Бірақ қолданылған
шараларға қарамастан теңіздің мұнаймен ластануы жылдан жылға өсіп бара
жатыр, және қазіргі кезде миллиондаған тонналармен тіркеледі 4.
Қазақстанның Каспий аймақтық аудандарының Атырау және Маңғыстау
облыстары кіреді. Осы облыстардың маңызды экономикалық мақсаты жаңа мұнай,
газ алу орындарын ашу және толық меңгеру, оларды басқа елдерге тасымалдау
болып табылады 5.
Мұнаймен ластану мұнай өндіру мен өңдеу аймағында ғана кездесіп
қоймайды, мұндай жағдайға кез келген аудан немесе қала ұшырауы мүмкін.
Мұнай және мұнай өнімдерімен ластану флора мен фаунаның, биоценоз құрамының
өзгеруін туғызады 6, 7. Мұнайдың улылық дәрежесі олардың химиялық
құрамының әртүрлі мөлшерімен, әсіресе ұшқыш ароматты көмірсутектердің
(толуол, ксилол, бензол және нафталин) құрамымен анықталады. Көмірсутектер
бактериалық хемотаксисті бұзып, олардың суқоймаларындағы органикалық
заттардың ыдырауын бөгейді. Ароматты көмірсутектер (фенол, толуол, "шикі"
мұнай) төмен концентрацияда да (0,6%) улы әсер етеді 8. Мұнай -
молекулалық массасы әр түрлі арендердің (ароматты көмірсутектер),
циклоалкандардың (нафтендер) және алкандардың (парафинді немесе ациклды
қаныққан көмірсутектер) және де көмірсутектің оттекті, күкіртті және азотты
туындыларының күрделі қоспасы.
1. ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ
1.1. Мұнай қосылыстарын микробиологиялық жолмен тазалаудың негізі
Қазіргі кезде табиғи ортаны мұнай және мұнай өнімдерінен тазартудың
көптеген жолдары белгілі, солардың ішіндегі барынша озық әдіс болып –
микробиологиялық әдіс болып есептеледі. Өз кезегінде бұл әдістің алдымызда
тұрған мәселенің шешуінің екі, бір-бірінен тәуелсіз жолын ұсынады:
1. Аборигенді микрофлораның белсенділігін биогенді элементтер және
минералды – органикалық тыңайтқыштарды қосу арқылы көбейту 8,
9.
2. Табиғи ортаға белсенділігі жоғары мұнай ыдыратқыш
микроорганизмдер штаммдарын биопрепарат ретінде енгізу 10.
Белсенді мұнай тотықтырғыш биопрепараттарды мұнаймен ластанған
объектілерді өңдеуде пайдалану перспективті және эффективті әдіс болып
табылады 11. Бұл әдісті қолданудағы негізгі зерттелетін мәселе жергілікті
микрофлора және микроорганизм деструкторларын таңдап алу болып табылады.
Мұнайдың негізгі компоненті болып табылатын көмірсутектер (98%-ға
дейін) төрт класқа бөлінеді:
1. Парафиндер (алкандар) (жалпы мұнай құрамының 90%-на дейін) - тұрақты
қаныққан қосылыстар CnH2n+2, молекулалары көміртегі атомдарының түзу
немесе бұтақталған тізбегімен сипатталады.
2. Циклопарафиндер (нафтендер)- қаныққан циклдық қосылыстар CnH2n,
сақинасында 5-6 көміртегі атомдары болады (жалпы мұнай құрамының 30-
60%).Молекуласындағы екі көміртегі атомы алкилді топтармен –CH2, -C2H5
және т.б алиастырылуы мүмкін. Мұнайда циклопептанмен циклогексаннан
басқа бициклдық және полициклдық нафтендер кездесуі мүмкін. Бұл
қосылыстар өте тұрақты және биоыдырауға ұшырауы қиын.
3. Ароматты көмірсутектер (жалпы мұнай құрамының 20-40%) бензол қатарына
жататын қаныққан циклдық қосылыстар, нафтендерге қарағанда сақинасы 6
көміртегі атомына кем болады.
Бұл қосылыстардағы көміртегі атомдары да алкилді топтармен алмастырылуы
мүмкін. Мұнайда молекуласы бір ароматты сақина түріндегі (бензол, толуол,
ксилол) ұшқыш қосылыстар, бициклді(нафталин), трициклды (антрацен,
фенантрен), полициклды (мәселен, 4 сақиналы пирен) көмірсутектер болады.
4. Олефиндер (алкендер) (жалпы мұнай құрамының 10%) – түзу немесе
бұтақталған тізбегі бар, әрбір көміртегі атомы молекуласында бір
немесе екі сутегі атомы болатын циклсыз қаныққан қосылыстар 12.
5. Мұнайда 5%-ға жуық оттекті қосылыстар болады, олардың ішінде бастапқы
орын монокарбон қышқылдарымен оксиқышқылдардың үлесінде. Мұнайдың
күкіртті қосылысына күкірттісутек, меркаптандар, сульфидтер,
дисульфидтер, және де құрылысы әр түрлі полициклды күкіртті қосылыстар
жатады. Азотты қосылыстар негізінен азотты негіздермен және пиридин,
гидропиридин және гидрохинолин гомологтарымен келтірілген. Мұнайдың
құрамына сонымен қатар күкірт және оттегісі бар жоғары молекулалы
смолалы қосылыстар кіреді: нейтральды смолалар, асфальтендер,
асфальтен қышқылдары және оның ангидридтері. Жеңіл мұнайларда
(бакинских и эмбенских) асфальтендер аз, ал смолалар мөлшері 5%-ға
жетеді,ал ауыр мұнайларда асфальтендер біршама, ал смолалар 40%-ға
дейін. Әдетте бейорганикалық қоспалар мөлшері жоғары емес, мұнайдың әр
түрінің элементарлы құрамы өзгермелі.
Қоршаған ортаның мұнай және мұнай өнімдерімен ластануының жоғарылауы
табиғи экожүйелердің, биологиялық тепе-теңдіктің және биоәртүрліліктің
күрделі бұзылыстарына әкеледі. Осыған орай, өздігінен тазалану процестері
күрт баяулап, тек микроорганизмдердің жекелеген топтар арасындағы
қатынастар ғана емес, сонымен қатар метаболизм бағыты да бұзылады:
тынысалу, азотфиксация, нитрификация процестері тежеледі, целлюлоза
бұзылады, қиын тотығатын өнімдер жиналады,өсімдіктердің органикалық
қалдықтарының мөлшері азаяды, олар өз кезегінде микроорганизмдер қорегінің
маңызды факторлары болып табылады.
Мұнай және мұнай өнімдері флора мен фаунаның функциональді
активтілігінің толық депрессиясын туғызып, биологиялық тізбектің барлық
деңгейіне жағымсыз әсер етеді 12, 13.
Қоршаған ортаның мұнай және мұнай өнімдерінен өздігінен тазалануында
физико-химиялық процестер маңызды роль атқарады, бірақ толық диструкция
жүзеге аспайды. Ол тек мұнай тотықтырушы микроорганизмдердің қатысуымен
жүзеге асады 13, 14.
Мұнай көмірсутектерін пайдаланатын микроорганизмдер топырақ және су
биоценоздарыныңқалыпты компоненттері болып табылады. Мұнай тотықтырушы
микроорганизмердің түрлі жағдайларда әртүрлі биоценоздарда таралуын
көптеген авторлар зерттеген. Бірқатар зерттеушілер мұнаймен ластанған
экожүйелерді тазалау процестеріндегі көмірсутегін тотықтырушы
микроорганизмдердің шешуші ролін сипаттаған. Қазіргі кезде көмірсутегін
тотықтыру қабілетіне ие мицелярлы саңырауқұлақтардың, ашытқылардың және
бактериялардың 100-ден аса туысы бөлініп алынған. Corynebacterium,
Arthrobacter, Brevibacterium туыстарының өкілдері Калиорния су
жағалауларынан, Нью-Джерси бұғазынан, Жаңа Шотландия және Аляска
жағалауларынан табылған 15, 16, 17. Топырақтың, ағын сулардың мұнаймен
ластануынан тазартудың перспективті биотехнологиялық әдістеріне микробты
биопрепараттарды пайдалану жатады, бұл препараттарға көмірсутектерді
тотықтырушы микроорганизмдер кіреді 13, 18.
Мұнайдың көмірсутектерін сіңіру қабілетіне микроорганизмдердің әртүрлі
жүйелік топтары жатады. Қазір 100-ден көп туыс бактериялар, ашытқылар және
мицелийлі саңырауқұлақтар белгілі, олар мұнайдың көмірсутегін сіңіре алады
6. Белсенді мұнай және мұнай өнімдерінің деструкторлары бактериялар
арасында кездеседі, олардың ішінде Pseudomonas, Alcaligtnes,
Flavobacterium, Acinetobacterium, Bacillus, Arthrobacter, Rhodococcus,
Micrococcus туысының өкілдері кездеседі 19.
Әр түрлі мәліметтер бойынша түрлердің көбісі Pseudomonas туысына жатады
20.
Миронов, Жер орта теңізінен парафинді ыдырататын бөлініп алынған
бактерияларды Pseudomonas туысына жатқызды. Оның ішінде қатаң галофильдер
кездеседі.
Мұнай қалдықтарының биохимиялық тотығу көрсеткіштері- пристанның
гептадеканға қатынасы, фиктанның октодеканға не пристан мен фитанның
санының гепта және октадекан алмасуын қатынасы болады. Тотыққан мұнай
қалдықтарында көрсетілген қатынастар тез өсті, бұл биологиялық анализбен
дәлелденген мілімет бойынша теңіз микроорганизмдерінің белсенді қызметін
көрсетеді. Тәжірибелі бөлініп алынған зерттеу нысандарынан 1-ші 3 ай
Bacterium, Pseudomonas, Pseudobacterium, Bacillus, Micrococcus, Vibrio,
Mycobacterium туысының бактериялары бөлініп алынды. Одан әрі тек қана
Pseudomonas туысының бактериялары бөлініп алынған 21.
Мұнайтотықтырғыш микроорганизмдердің әр түрлі таксономиялық топтарының
ішіндегі кездесетін туыстың өкілдері Rhodococcus және Mycobacterium.
Мысалы, жақсы деструктивті белсенділігі бар культура белгілеріне
таксономиялық анализ жасау негізінде Тенгиз топырақтан бөлініп алынған
мұнайтотықтырғыш микроорганизмдердің систематикалық орналасуын анықтау,
олардың әртүрлі уытты топтарға жататынын көрсетті. Олардын 10 штамм
Bacillus туысына, 8-і Pseudomonas туысына, 1 культура Rhodococcus және
Mycobacterium туысына жатқызылды 22.
Әдеттегідей бұл туыс өкілдері қоршаған ортаның әртүрлі жағдайларына
төзімді және өзінің биодеградациялаушы қасиетін тұрақты сақтай алады.
Жағалау аймағында көп мөлшерде мұнай түбегейлі тұнба ретінде жиналып,
бактериялы ценоздарда белгілі бір ауытқу тудырады. Топырақтарда
көмірсутектотықтырушы бактериялар көбінесе беткі қабаттарда байқалады.
Олардың саны 100-ден 100000-ға дейін 1 г-да кездесуі мүмкін және тереңдеген
сайын саны азаяды."Торри Каньон" танкерінің апаты салдарынан ластанған
топырақтарда басқа аэробтарға қарағанда бактериялар саны 3 есе көп болды
23.
Қара теңіз топырағынан 55 микроорганизмдер культурасы бөлініп алынған,
мұнайдың көмірсутектерінде өсе алады, олар Pseudomonas, Bacterium,
Pseudobacterium, Vibrio, Chromobacterium туыстарына жатады. Мұнай мен мұнай
өнімдерінде өсе беретін микроорганизмдер культураларының саны, өсу
жылдамдығы олардың мекен ету ортасына байланысты. Мұнай өнімдерімен әрқашан
ластанып тұратын ауданның пробасынан көп мөлшерде культуралар алынды.
Теңіз суында және түпкі қалдықтарында мұнай көмірсутектерін энергиямен
көміртектің жалғыз көзі ретінде утилиздеу қабілеті бар микроорганизмдер,
мұнай және мұнай өнімдерінің тотығуына әкеліп соғады 24.
Санта-Барбара және Калифорния кендерінің шикі мұнайдың микроб
деградациясының реттілігін анықтау үшін мұнай тотықтырғыш
микроорганизмдердің аралас культурасы пайдаланылды. Биодеградация барлық
компонеттерде бір мезгілде басталады, бірақ әр түрлі жылдамдықтармен
жүрген. Калифорнияның солтүстік жағалауынан жиналған табиғи желденген
мұнайдың хроматограммалары лабораторияларда микробты ыдырауға шалдыққан
мұнай үлгілерінің хроматограммаларына өте жақын, сәйкес келген.
Көмірсутек тотықтырушы бактериялардың көбі қалыпты парафиндерді жеңіл
утилиздейді, олардың мұнайдағы санын басқа қоспаның ыдырау уақыты анықтай
алады- изопарафиндер, циклопарафиндер және тіпті ароматикалық заттар.
Әрине, қалыпты парафиндер ішінде біріншіден ең жеңіл қоспалар тотығады.
Циклопарафиннің тотығуы, парафиндік тізбектің болыуна байланысты болуы
мүмкін. Проценттік қатынаста гептилциклогексарды тотықтыратын бактериялар
штамдарының сан мөлшері, бициклогексан мен декаменді тотықтыратын штамдар
санынан көп. Алайда циклопарафиндер бактериялды ыдырауға төзімдірек қалыпты
парафинге қарағанда, бірақ парафиннің бүірлік ұзын тізбегінің болуы оның
тотығуына атсалысады. Бұл шикі мұнайдағы циклопарафин деградациясының
ұзақтылығы бүйірлік тізбегінің болуына тәуелді және қалыпты парафиннің
салыстырмалы көп болуына тәуелді екенін көрсетеді.
Сондықтан бұл культуралар әртүрлі экожүйелерде тазалауда қолайлы
биопрепарат ретінде пайдаланылады 25.
Мұнайдың бактериялармен тотығу процесіне әр түрлі факторлар әсер етеді.
Мұнайдың бактериялармен тотығу процесінде маңызды роль температура
атқарады. Ең жақсы дамитын теңіз суынан бөлініп алынған 20-300C
температурадағы микроорганизмдер, сонда да көмірсутектің 00C - 600C –де
тотығу жағдайлары белгіленген. Белгіленген интервалда көмірсутек
утилизациясын температурасы әр 100 C-ге күшейту 3 есе көтеріледі. Әрі қарай
зерттеу нәтижесінде минералды тұздар ортасында 30 мл көлемінде 10 апта 1оС,
4оС, 8оC-ге сәйкесінше 37,8 - 43,5; 54,6%-ке психрофильді бактериялар ішкі
мұнайды ыдыратады. Бірақ мұнайдың басқа түрлері 10 апта уақытта толық
тотықпады, орталық лайлануы және мұнайдың эмульгирленуі байқалады.
Мұнаймен ластанудың беткейі арқылы газ алмасуға әсер етуі туралы қарама-
қарсы мәліметтер бар. Дизельді жанармай 0,002 мм қалыңдықпен газ алмасуға
көзге көрінерліктей әсер етпеген 0,03 мм қалыңдықты май оттегімен қанығу
процесін 40% баяулатты. 0,5 мм қалыңдықты шикі мұнай буланғантеңіз суының
оттегімен қамтамасыз етілуін 85%-ға баяулатты, ал 1 - 4 мм мұнай газ
алмасуды тіпті баяулатпады. Мұнайлы пленка қабатының ыдырауына температура,
ауа, оттегінің теңіз суында еруі әсер етеді. 300C-да газ алмасу жылдамдығы
1,22 рет тез, 200C-ге қарағанда. Мұнай көмірсутегінің тотығу дәрежесі мен
жылдамдығына бактерияларды қосу әсер етеді. Табиғи микрофлораға мұнай
өнімдерінің микробты тотығуын реттеу үшін Ps. aeroginosa культурасы
қосылды. Биодеградация жылдамдығы үш 3есе көбейді.
Мұнайдың бактериялармен жақсы тотығуының маңызды факторы мұнайды
фактордың қайта түзілуіне қажет оттегінің жеткілікті мөлшері болып
табылады. Санаулар бойынша, теңіздегі 1 литр мұнай тотығу үшін 3300г оттегі
кетеді. Осыған байланысты белгілі бір қызықтырушылық – атмосфера мен мұхит
арасында газ алмасу мәліметтері, сонымен қатар мұнаймен ластанған
жағдайдағы теңіз суының оттегімен байытылуы. Шынында, ашық мұхит
беткейіндегі мұхит мөлшері судың оттегімен қамтамасыз етілуіне қатты әсер
етпейді, бірақ жағалау акваторияларында, әсіресе, бухталарда бұл қауіпті
болуы мүмкін. Бұдан былай кең аймақтарда мұнай қабатының көп болуы әлемдік
процестерде маңызды роль ойнайтын мұхит пен атмосфера арасындағы қатынасқа
кері әсер етуі мүмкін, қосымша ол теңіз экологиясына зардабын тигізеді.
Гаас А.С. көмірсутегін тотықтырушы бактерияларды әр түрлі топырақ және
су пробаларында таралуын зерттеп, бактериялар мөлшері үнемі 100 мың.клмл-
ден жоғары болатындығын байқаған 26.
Таусон И.В. тіпті шөлді жерлердің топырағында көмірсутегін тотықтырушы
бактериялардың болатындығын мәлімдейді. Топырақтың мұнаймен ластанған
жерлерінде бұл организмдер өздерінің дамуы үшін жағымды жағдай табады. Және
жалпы топырақ микробтарының көбі белсенді болады 27, 28.
Мұнаймен ластану, түрлік әртүрлілік және су қоймаларындағы мұнай
тотықтырушы микроорганизмдер мөлшері арасында тығыз байланыс бар екендігі
анықталған.
Үнемі мұнаймен ластанатын теңіз су жағалауларында 50%-ға дейін
микроорганизмдер жекелеген көмірсутегілерді және олардың қоспаларын
тотықтыруға қабілетті 29.
Тұнбалардағы мұнай тотықтырушы микроорганизмдердің таралуын зерттеген
ғалымдар грунттардағы көмірсутегі мөлшерімен микроорганизмдер мөлшері
арасында тікелей тәуелділік бар екендігін көрсетеді және олар қыспен
салыстырғанда жазда көбірек болады. Қарапайым су қоймаларында да жағымды
корреляция анықталған. Жылдың суық мезгілінде жазғы уақытқа қарағанда
көмірсутегін пайдаланатын микроорганизмдер сирек кездеседі 30, 31.
1.2. Микробиологиялық деградацияға әсер ететін факторлар
Мұнай құйындыларының микробиологиялық деградация деңгейі бірқатар
факторлармен анықталады. Мұнай құрамы біршама маңызға ие: бұтақталған
алкандар, ароматты көмірсутектер және асфальтендер мұнайға біршама
тұрақтылық береді. Микробтың активтілік көрсеткіші ретінде белгіленген
глюкозаны және оның метаболизмінзерттеу кезінде, кувейт, луизиана мұнайы,
бункерлік жанармай әртүрлі деңгейде улы екендігі анықталған. Өңделген
мұнайлар, бункерлік және дизель жанармайлары басқа мұнайларға қарағанда
улы. Магеллан бұғазында Метула танкерінен төгілген кувейт мұнайының
улылығы төмен. Кувейт мұнайына ұқсас жеңіл араб мұнайы глюкоза
метаболизміне әсер етпеген, немесе оны өте аз мөлшерде өзгерткен. Мұнайдың
300 мгл –ден жоғары концентрациясы табиғи микробтар популяциясының
активтілігін және теңіз фитопланктонымен көміртегінің фотосинтетикалық
фиксациясын тежейді 32.
Мұнай төгілуінің бастапқы сатыларында мұнаймен ластанудың жағымсыз
әсерлері көп мөлшерде улы компоненттердің болуымен байланысты.
Көмірсутектерді улылығының төмендеуі бойынша мынадай ретпен жіктеуге
болады: ароматты көмірсутектер – циклопарафиндер – олефиндер – парафиндер.
Мұнайдың улылығы онда ароматты және жеңіл фракциялардың мөлшеріне
пропорциональды.
Теңіздегі мұнай көмірсутегілерінің микробтық тотығу процестері ортаның
әртүрлі факторларының әсерінен бәсеңдейді немесе баяулайды. Акваториялардың
мұнаймен ластанудан өздігінен тазалану қабілеттерін зерттеу кезінде осы
процеске қатысатын барлық факторлардың параметрлерін білу қажет, әсіресе
мұнай тотықтырушы микроорганизмдердің әрекетіне қолайлы температуралар,
оттегі мөлшері, биогенді элементтер. Олар ластанудың әсерінен автохтонды
микрофлораның құрамында болатын сандық және сапалық өзгерістер жайлы
анықтауға мүмкіндік береді. Ең алдымен микрофлораның мұнаймен ластанумен
күресуінің потенциональды қабілетін бағалауға мүмкіндік береді. Орта
жағдайларының мұнай тотықтырушы микроорганизмдердің дамуына әсерін біле
отырып, табиғи су қоймаларындағы мұнай деградациясының процестеріне бағытты
түрде әсер етуге болады.
Ауыр мұнайлар жеңіл түрлеріне қарағанда биодеградацияға қиынырақ
ұшырайды. Микроорганизмдердің тіршілігі нәтижесінде ауыр мұнайлар
массасындағы төмендеу 25-50%-ды құрайды, 200С та ғы биодеградация және
булану есебінен ауыр мұнайлар үшін – шамамен 50%, ал жеңіл мұнайлар үшін -
80%-ға дейін, 100С–та төмендеу ауыр мұнайлар үшін- 30-40%, жеңіл мұнайлар
үшін - 50-60%. 100С температурада жеңіл мұнайлары бар суда оттегінің
биологиялық пайдаланылуы байқалмаған. Авторлардың пікірінше бұл мұнайдың
утилизациясының жүрмейтіндігін көрсетеді. Жеңіл мұнайларды жылыту оттегінің
пайдаланылуына әкеледі, себебі жеңіл мұнайларда болатын микроорганизмдер
тіршілігінің ингибиторлары жойылады. Ал ауыр мұнайларда мұндай құбылыс
байқалмайды.
1.3. Микроорганизмдердің активтілігіне pH-тың әсері
Эксперимент жағдайларында көптеген мұнай тотықтырғыш микроорганизмдер
pH 6,0-7,5 аралығында белсенді өсетіндігі анықталған. Зерттелген
дақылдардың 50%-ы (Pseudomonas liquida, P. liquefaciens maidis, P.
nebulosum, Bacterium jophagum т.б) pH-тың осы мәндері аралығында мұнайдың
максимальды пайдаланылуы (200 мг-ның 177-ге дейін мөлшерінде) байқалған.
Кейбір түрлерде (Bacterium aliphaticum, Bacterium aliphaticum.
Liquefaciens, Bacterium formosum) өсудің максимумы мен мұнайды пайдалану
максимумы pH-тың әртүрлінтервалында байқалған. Бұл бактериялар pH 5-7 де
суспензияларының тығыздығы өзгермесе де, pH 5-те суды мұнайдан интенсивті
тазалаған. pH 4-ке тең болғанда микроорганизмдердің өсуі әлсіз болып, бұл
жағдайларда суды тазалау pH-тың 6 және 7 мәндерімен салыстырғанда
төмендеген. 200С температурада және сілтілік реакцияларда көптеген
зерттелген бактериялардың активтілігі және мұнайды пайдалану жылдамдығы
төмен болған.
Зерттеушілер мұнай ыдыратушы бактериялардың дамуы үшін және суды
мұнайдан тазалау прцесінің интенсификациясы үшін мезофильді жағдайлар (20-
280С) оптимальды болып табылады деп есептейді. 6-150С температурада мұнай
трансформациясының интенсивтілігі 2,5-4 есе төмендейді. Ал, 450С
температурада микроорганизмдердің іс-әрекеті толығымен тежеліп, мұнайдың
ыдырауы жүзеге аспайды.
1.4. Микроорганизмдердің активтілігіне температураның әсері
Бірқатар термофильді штамдармен жүргізілген тәжірибелер, көміртекті
қоректенудің жалғыз көзі ретінде н-алкандарды С6-С10 пайдалану қабілеті
дақылдау температурасына байланысты өзгеретіндігін көрсеткен. 200С-та
дақылдар н-гександы, н-гептандыжәне н-деканды игерген; н-октан бұл
теипературада барлық штамдардың өсуін тежеген. 300С-та өсу тек н-деканды
пайдаланғанда байқалған. 450С-та н-алкандар С6 ден С10 ға дейін барлық
штамдарға тежеуші әсер еткен.Осындай құбылысты Финнерти В. Және Каллио Р. Н-
декан есебінен микрококтардың өсуін зерттеу барысында байқаған. Авторлар
бұл температураны көтеру барысында н-деканның буының қысымының
жоғарылауымен байланысты деп есептейді. Өйткені кейбір термофильді
бактериялар жеңіл ұшқыш көміртегілерін С6-С10 тіпті 500С температурада
пайдалануға қабілетті екендігі көрсетілген.
Баренц теңізінде жүргізілген зерттеулер микроорганизмдермен мұнайды
трансформациялау 200С-та, сол микроорганизмдердің тіршілік ортасының 40С-
температурасына қарағанда 10-20есе тезірек өтетіндігін көрсеткен 33.
1.5. Мұнай көмірсутіктеріндегі микроорганизмдердің метоболизмі
Әдебиеттерде мұнай өнімдерінің микроорганизмдермен пайдаланылуының
биохимизміне 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. көмірсутегін тотықтыратын бактериялардың екі типін ажыратады
34:
- 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.
Кейбір зерттеушілер мұнай тотықтырғыш микроорганизмдерді үш топқа
бөледі:
1) негізінен н- алкандарды ыдыратушылар
2) ароматты көміртектерді ыдыратушылар;
3) изоалкандарды және басқа да көміртектерді пайдалануға қабілеттілер.
Бактериялардың әсеріне оңай ұшырайтындары мұнайдың алифатикалық
көмірсутектері. Теңіз суынан көміртегінің жалғыз көзі ретінде қалыпты
құрылымды С7, С9-С10 алкандарды игеретін Pseudomonas штамдары бөлініп
алынған, бірақ бұл бактерия штамдарының бірде біреуі С8-ді тотықтыра
алмаған. Тиссе Г. және оның қызметтестерімен бөлініп алынған P.aeruginoza-
ның екі штамы қалыпты көмірсутектерді игеру қабілетіне ие болғанымен циклды
қосылыстарды қиындықпен игерген. Бірақ көміртек тізбегі біршама ұзын, ал
бүйірлік радикалдыры аз көмірсутектер де кейбір микроорганизмдермен
тотығады, бірақ бұл процестің жылдамдығы жоғары емес.
Зерттеушілер арасында көміртегі тізбегінің ұзындығы С5 тен С10-ға
дейінгі көмірсутектерді микроорганизмдердің пайдалануы қиындықтар туғызады
деген пікір қалыптасқан. Сонымен қатар жеңіл н-алкандар кейбір
бактериялардың және ашытқылардың дамуын тежейді деген мәліметтер бар.
Mycobacterium lacticolum штамы суреттелген, ол көміртегінің жалғыз көзі
ретінде метан, бутан, октан, декан, додекан, пентадеканды пайдаланады,
бірақ бензалда мүлде дамымайды.
Әр түрлі микроорганизмдердің 2000 дақылдарына жүргізілген зерттеулерде
Pseudomonas, Achromobacter, Flavobacterium туыстарының өкілдерінде
көміртегінің жалғыз көзі қалыпты алкандар болатын орталарда өсу қабілеті
көрсетілген. Авторлар көмірсутектерді игеру қабілеті полисахаридтерді
ыдырату қабілеті сияқты таксономиялық белгі болып табылады деп есептейді.
Pseudomonas туысына жататын бактериялар төмен қайнайтын н-алкандарды
игеру барысында өсуге қабілетті, және автор бұл құбылысты суйық жеңіл
қайнайтын көмірсутектердің бактерия клеткаларының липидтерін ерітуімен
байланыстырады. Тізбегінің ұзындығы орташа бұл дақылдарда көмірсутектерге
қатысты таңдамалылық сирек кездеседі. Кейбір авторлар төмен қайнайтын н-
алкандар цитоплазмалық мембраналардың қабыршақтануын тудырады деп
есептейді. 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.
Корнелли Т.В. су экожүйелерінің жоғары деңгейде ластануы кезінде, яғни
мұнай беткі қабатта пленка немесе жекелеген дақтар түзгенде
көмірсутектердің диструкциялауда микобактериялармен артробактерлердің
маңызы зор деп есептейді. Олар мұнай пленкаларын пайдалана отырып н-
алкандарды тотықтыру қабілетіне ие 35.
Аэробты термофильді бактерияларға индивидуальды алкандардың С6-С10
әсерінің сипаты бактерия түріне, дақылдау температурасына және көмірсутек
тізбегінің ұзындығына байланысты өзгеріп отырады.
Микроорганизмдердің көмірсутектерді игеру механизмі жайлы түсініктер
бірқатар әдебиеттерде келтіріледі. Мәселен, Дэвис Ж.Б. н-алкандарды
тотықтырудың мүмкін болатын үш жолын көрсетеді: Спирт, альдегид және
монокарбон қышқылын түзе отырып метил топтарын монотермиальды тотықтыру:
1) Сәйкес метилкетонның екіншілік спиртін түзу арқылы монотермиальды
тотықтырудың варианты ретінде тотықтыру;
2) Дитерминалды тотықтыру, онда н-алканның термиальды топтары майлы
дикарбон қышқылын түзе отырып тотығады.
Фосьер 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. 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.
Детерминальды тотығу кезінде микроорганизмдер С10- С18 көмірсутектерді
ыдыратқан, нәтижесінде май қышқылдарының бета тотығуында пайда болатын
сәйкес дикарбон қышқылдары түзілген. Процесс келесі кезеңдерді өтеді:
біріншілік спирт – май қышқылы – сәйкес оксиқышқыл- сәйкес дикарбон
қышқылы.
Алифатикалық көмірсутектердің микроорганизмдермен игерілуі жайлы
мәселелер жан-жақты және терең зерттелуде. Әр автордың алған
нәтижелеріндегі өзгешеліктер зерттеу әдістерінің өзгешелігімен, алынған
штамдардың ерекшелігімен және олардың физиологиялық белсенділігімен
түсіндіріледі.
Мұнайдың бактериялармен тотығу процесінде маңызды роль температура
атқарады. Ең жақсы дамитын теңіз суынан бөлініп алынған 20-300C
температурадағы микроорганизмдер, сонда да көмірсутектің 00C - 600C –де
тотығу жағдайлары белгіленген. Белгіленген интервалда көмірсутек
утилизациясын температурасы әр 100 C-ге күшейту 3 есе көтеріледі. Әрі қарай
зерттеу нәтижесінде минералды тұздар ортасында 30 мл көлемінде 10 апта 1оС,
4оС, 8оC-ге сәйкесінше 37,8 - 43,5; 54,6%-ке психрофильді бактериялар ішкі
мұнайды ыдыратады. Бірақ мұнайдың басқа түрлері 10 апта уақытта толық
тотықпады, орталық лайлануы және мұнайдың эмульгирленуі байқалады.
Мұнаймен ластанудың беткейі арқылы газ алмасуға әсер етуі туралы қарама-
қарсы мәліметтер бар. Дизельді жанармай 0,002 мм қалыңдықпен газ алмасуға
көзге көрінерліктей әсер етпеген 0,03 мм қалыңдықты май оттегімен қанығу
процесін 40 % баяулатты. 0,5 мм қалыңдықты шикі мұнай буланғантеңіз суының
оттегімен қамтамасыз етілуін 85 %-ке баяулатты, ал 1 - 4 мм мұнай газ
алмасуды тіпті баяулатпады. Мұнайлы пленка қабатының ыдырауына температура,
ауа, оттегінің теңіз суында еруі әсер етеді. 300 C-да газ алмасу жылдамдығы
1,22 рет тез, 200 C-ге қарағанда. Мұнай көмірсутегінің тотығу дәрежесі мен
жылдамдығына бактерияларды қосу әсер етеді. Табиғи микрофлораға мұнай
өнімдерінің микробты тотығуын реттеу үшін Ps. aeroginosa культурасы
қосылды. Биодеградация жылдамдығы үш 3есе көбейді.
Мұнайдың бактериялармен жақсы тотығуының маңызды факторы мұнайды
фактордың қайта түзілуіне қажет оттегінің жеткілікті мөлшері болып
табылады. Санаулар бойынша, теңіздегі 1 литр мұнай тотығу үшін 3300г оттегі
кетеді. Осыған байланысты белгілі бір қызықтырушылық – атмосфера мен мұхит
арасында газ алмасу мәліметтері, сонымен қатар мұнаймен ластанған
жағдайдағы теңіз суының оттегімен байытылуы. Шынында, ашық мұхит
беткейіндегі мұхит мөлшері судың оттегімен қамтамасыз етілуіне қатты әсер
етпейді, бірақ жағалау акваторияларында, әсіресе, бухталарда бұл қауіпті
болуы мүмкін. Бұдан былай кең аймақтарда мұнай қабатының көп болуы әлемдік
процестерде маңызды роль ойнайтын мұхит пен атмосфера арасындағы қатынасқа
кері әсер етуі мүмкін, қосымша ол теңіз экологиясына зардабын тигізеді.
Микроорганизмдер таңдаулы фосфордың көзіне жатады. KH2РО4 және К2НРО4
қоспаларының екіншісі биодеградация процесінің жылдамдығына үлкен дәрежелі
әсер етеді. Бұл калий иондарының әртүрлі мөлшеріне байланысты болуы мүмкін;
К2НРО4 құрамында 44,7% калий, ал КН2РО4 құрамында 28,5 % қана. Көптеген
микробиологиялық орталарда осы екі қоспаны комбинациясы бір жағынан
биогенді тұздар көзі; екінші жағынан мұнайдың тотығу жылдамдығына әсер
ететін, рН ерітіндіні реттейтін буфер болып табылады 36.
Бөлініп алынған микроорганизмдер топтары бактерияларға жатқанмен,
саңырауқұлақтар мен ашытқылар көп қызықтырады, себебі олар да
көмірсутектерді пайдалана алады. Ашытқылар органикалық заттарға бай теңіз
суларында болады. Көмірсутектотықтырғыш ашытқылар құрамында мұнай бар тоған
суларында да кездеседі 37.
Теңіз суында шикі мұнайды тотықтандыратын қабілеті бар, өңделген мұнай
өнімдері және көптеген көмірсутектотықтыратын бактериялар кездеседі.
Көпшілігі, теңіздің бай культурасынан бөлініп алынған, Proactinomyces
Hetinomyces туысына жатқызады. Сонымен қатар Actinomyces түрлері
терригенді ластануы мүмкін аймақтардан алыс жерлерде өте сирек кездеседі
38, 39.
1.6. Микроорганизмдердің мұнай қосылыстарын талғап сіңіріуі
Көміртектік қоректенудің жалғыз көзі ретінде ароматты көмірсутектерді
пайдаланатын микроорганизмдердің таралуын, және мұнайдың ароматты
көмірсутектерін микроорганизмдердің игеру механизмін көптеген ғалымдар
зерттеген. Ароматты көмірсутектер (фенол, толуол) тірі организмдерге өте
төмен концентрацияда (0,6%) әсер етеді. 2%-тен жоғары мөлшерде олар
алкандармен алкендерге қарағанда жоғары экотоксикалылыққа ие.
Зерттелген ароматты қосылыстарды пайдаланатын микроорганизмдер
штамдарының көпшілігі н-алкандарда дамымайтындығы анықталған. Бірақ, бірен
сран дақылдар оларда өсе алады, мәселен Коновальчиков, Мазоер және Сенез
бөліп алған P.aeruginosa. Сонымен қатар, клостридиялардың анаэробты
клеткаларының толуолдың әсеріне толеранттылығын дәлелдейтін мәліметтер бар.
Ароматты заттардың ферментативті ыдырауы бойынша мәліметтер Дэгли С.
шолуларында келтіріледі. Сақиналардың ыдырауына кмінде екі гидроксиль
тобынан тұратын құрылымдардың түзілуі септігін тигізеді. Осындай
көмірсутектердің тотығуы ароматты сақиналардың дигидроксилденуімен жүзеге
асады. Ароматты көмірсутектер- нафталин, бензол, толуол, этилбензол сәйкес
цис және диоксидигидротуындыларына дейін тотығатындығы анықталған. Одан
кейін, дегидрогеназалардың қатысуымен сәйкес дифенолдарға дейін түрленеді.
Бензолдың микробтық тотығуының мысалында оттегінің екі атомының субстратқа
бірігуі көрсетілген. Дэгли С. Жапон зерттеушілерінің жұмыстарының негізінде
ароматты сақиналардың диоксигеназды ыдырауының үш типін бөліп көрсетеді
40, 41, 42.
Әртүрлі өзендермен су қоймаларында мұнай көмірсутектерін тотықтыратын
бактериялардың ішінде Pseudomonas туысының өкілдері көптеп анықталған.
Pseudomonas туысына жататын бактериялардың әртүрлі мұнай көмірсутектерін
игеру қабілеті бірқатар жұмыстарда сипатталған 43, 44.
Батыс Украинаның мұнай кен орындарының топырақтарынан нафталин игеретін
бактериялар бөлініп алынған, олар негізінен seudomonas: P.aeruginosa, P.
Fluorescens, P. Putida, P. Boreopolis туысының өкілдері. Бірқатар
қасиеттері бойынша оқшауланған штамдар түрлерге қарағанда көмірсутектік
қоректенудің жалғыз көзі ретінде нафталинге қатысты қатаң спецификалылыққа
ие.
Красильников Н.А. мәліметтері бойынша Өлі теңізінің беткі пленкасында
мұнайды белсенді пайдаланатын Pseudomonas және Mycobacterium туысының
өкілдері доминанттылыққа ие. Глоба Асими танкерінің аврияға ұшырауы
салдарынан мазутпен ластанған Балтық теңізі мен Курск бұғазының суларынан
негізінен Pseudomonas, Rhodococcus, Mycobacterium, Arthrobacter туыстарына
жататын көмірсутектотықтырушы штамдардың 755 түрі бөлініп алынған. Кейбір
авторлардың пікірлері бойынша Pseudomonas туысының өкілдері тұзды су
қоймаларының мұнаймен ластануымен күресуде белсенді роль атқарады 45.
Ресейдің әртүрлі климат зоналарының микрофлораларын зерттеу, мұнай
тотықтырушы микроорганизмдердің кең таралғандығын көрсетті. Олардың
көпшілігі мұнай мен алкандардың күшті эмульгациясына септігін тигізетін
беттік активті заттарды продуциялайды. Баренц теңізінің мұнай тотықтырғыш
микроорганизмдері 5 туысқа жатқызылған: Basillus, Bacterium, Pseudomonas,
Pseudobacterium, Micrococcus. Квасников Е.И. және т.б. мұнай өнімдері бар
Қара теңіз түбіндегі тұнбалардан Micrococcus, Brevibacterium, Rhodococcus,
Acinetobacter, Pseudomonas туыстарына жататын жүзге жуық дақылды бөліп
алған.
Әдебиеттерге талдау әр түрлі көмірсутектерді тотықтыратын
микроорганизмдердің ішінде Pseudomonas туысына жататын бактериялар ең
белсенді деп қорытындылауға мүмкіндік береді. Бұл туыстың өкілдері
табиғатта өте кең тараған, сондықтан оларды барлық жерде кездеседі десе де
болады. Бұл олардың табиғаты әр түрлі қосылыстарды игеру және осыған орай
әр түрлі экологиялық жағдайларда өсу қабілеттерімен байланысты. Олар
теңіздерде, бұғазыларда, тұщы су көлдерінде, мұнай кен орындарының пласт
суларында, және де қайнар көздерде табылған 46, 47.
2. МАТЕРИАЛДАР МЕН ЗЕРТТЕУ ӘДІСТЕРІ
2.1. Зерттеу материалдары
Микроорганизмдер. Жасалынған жұмыс барысында бөлініп алынған
микроорганизмдер пайдаланылды.
ОБЪЕКТІЛЕР Pseudomonas liquida, P. liquefaciens maidis, P. nebulosum,
Bacterium jophagum микроорганизмдер штамдары.
Көміртегі және энергия көзі ретінде мұнай және дизельді жанар майы
пайдаланылды.
Тынайтқыш
2.2. Қоректік орталар
Ет - пептонды сорпа (ЕПС) ортасы. Әр түрлі гетеретрофты
микроорганизмдер өкілдерінің дамуына қолайлы орта. Еттен гидролизат
дайындау. Ол үшін 1кг фарш алады, оған 300 мл концентрленген HСl қосылады.
Оған 10 л құбыр суын қосып бөлме температурасында 24 сағатқа қояды. 250 мл
ет гидролизатын алып 750 мл құбыр суымен араластырады. Бейтарап ет ортасына
10 г пептон, 5 г тұз қосылады. Ортаның қышқылдылығы 7-ге теңескенше 30 %
сілтімен бейтараптайды. Дайын болған ЕПС-ны колбаларға құйып, 1 атм. 30 мин
залалсыздандырады.
Ет-пептонды агар (ЕПА) ортасы. Таза дақыл алуда, диагностикалық
мақсаттарда пайдалануда тиімді болып табылады. Бұл орта ЕПС-ға 2 % агар-
агар қосу арқылы дайындалады және 1 атм. 30 мин. бойы залалсыздандырылады.
Ет-пептонды желатин (ЕПЖ) ортасы. Ет пептонды сорпада 10-15% желатинді
араластырып, 15 мин. қоямыз. Кейін 50 С су моншасында толықтай ерітеміз,
орта 0,5 атм. 30 мин. залалсыздандырылды.
Көмірсулар ортасы (гл дистелденген су): К2НРО-1; (NH4)2НРО4-1; MgSO4-
0,5; CaCl-0,1; NaCl-іздер; FeSO4-іздер; агар-6-7; Орта 1 атм. 30 мин.
залалсыздандырылды. Дайын ортаны колбаларға құйып, 0,5% көмірсуды және
индикатор ретінде 1,6% бромтимол көкті жасыл түс пайда болғанға дейін 1мл
қосамыз. 0,5 атм. 20 мин. залалсыздандырылды.
Е8 синтетикалық ортасы (гл дистелденген су): КН2РО4 - 0,7; (NH4)2HPO4
- 1,5; MgSO4 - 0,8; агар-агар - 20. 1 атм. 30 мин. залалсыздандырдық.
Сусло агар (60Б): сыра суслосына, 2% агар қосу арқылы дайындалды.
Ортаны 1 атмосферада 30 минут залалсыздандырылды.
Чапека ортасы (гл): глюкоза немесе сахароза - 20,0; К2НРО4- 1,0; MgSO4
және KCl- 0,5; FeSO4- 0,1; CaCO3- 3,0; aгар-агар- 20,0; құбыр суы. Орта 0,5
атмосферада 20 минут залалсыздандырылады.
2.3. Зерттеу әдістері
Микроорганизмдердің клеткалар санын анықтау.
Микроорганизмдердің клеткалар саны қатты қоректік ортада өсіп шыққан
колонияларды Кох әдісімен саналды. Клеткалардың 1 миллилитр судағы мөлшері
формуламен есептелінді.
(X(2(x)*Kx 1V
Мұнда:
X-колониялардың орташа саны,
(x= (((((n-орташа квадраттық ауытқу,
((( колониялардың орташа саны,
n-қайталану саны,
K-егуге арналған сұйылту,
V-егу үшін алынған супензия көлемі,мл.
Морфологиялық - культуралдық қасиеттерін зерттеу.
Клеткалар пішіндері. Клеткалар лабораториялық БИОЛАМ микроскоп арқылы
зерттелінді.
Граммен бояу. Клеткалардың боялуы маңызды таксономиялық белгі болып
табылады. Клеткалар боялуына қарай Грам теріс және Грам оң
боялғандарға бөлінді.
Клетканың қозғалғыштығы. Жаншылған тамшы препараты арқылы
зерттелінді.
Спораларды анықтау. Бұл әдіс күрделі әдіс кезеңдерінен тұрады.
Спораларды бояу Ожешка әдісімен жүргізілді.
Сұйық ортада өсуі. Культуралар ЕПС ортасында дақылдандырылып, өсу
ерекшеліктері ортаның өзгеруімен анықталынды.
Көмірсулы ортаға егілген дақылдардың қышқыл, сілті, газ түзу деңгейін
бақылау. Егілген культураларды 3 аптадан соң қарастырады, шөптесін түстен
сарғыш түске айналса қышқыл бөледі. Ал көк түске айналса орта сілтіленеді.
Егер пробиркаларда ауа қабаттары пайда болса, онда ол дақылдар газ бөледі
деген сөз.
Мұнай күрделі субстрат болғандықтан, бір ғана белсенді көмірсутек
тотықтырғыш микроорганизм штаммы толығымен мұнай өнімдерін толықтай ыдырату
мүмкіншілігі төмен, сондықтан аралас дақылдарды пайдалану тиімділігі жоғары
болып есептеледі.
Кез - келген ластаушы заттар, мысалы, өндірістік мекемелердің ағын
сулары ең алдымен микрофлораға әсер етеді [6].
3. НӘТИЖЕЛЕР ЖӘНЕ ОЛАРДЫ ТАЛҚЫЛАУ
3.1. Маңғыстау обласының топырағын талдау
Микроорганизмдер экологиясы негізін қалаушы С.Н. Виногдарский 1888
жылдың өзінде су экожүйелерінің анаэробты (илды тұнбалар), микроаэрофильді
және аэрофильді (су қабаты) аймақтарды зерттеудің тиімді әдіснамасын
ұсынды. С.Н. Виногдарский кезеңінен бастап, микроорганизмдердің арнай
топтарын анықтау үшін жинақтық қоректік орталар әдісі ... 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