Атырау облысы топырағынан бөлініп алынған көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдерді зерттеу
Кіріспе
Атырау облысының мұнаймен ластанған топырағының сипаттамасы және экологиялық жағдайы
1.1 Мұнай тотықтырушы микроорганизмдер және оларды топырақты тазалауда қолдану
1.2 Мұнаймен ластанудың топырақ микрофлорасына әсері
1.3 Мұнаймен ластанған топырақты рекультивациялау
1.4 Мұнаймен ластанған топырақты биопрепараттар арқылы тазалау
2 Материялдар мен зерттеу әдістер
2.1 Зерттеу нысандары
2.2 Қоректік орталар
2.3 Зерттеу әдістері
3 Зерттеу нәтижелері мен талқылаулар
3.1 Атырау облысының мұнаймен ластанған топырақ үлгісінен көмірсутек тотықтырушы микроорганизмді бөліп алу. Белсенді көмірсутектотықтырушы микроорганизмдерді іріктеу
3.2 Іріктеп алған көмірсутек тотықтырушы микроорганизмдердің әртүрлі мұнай концентрацияларында және мұнай өнімдерінде өсуін бақылау
3.3
Атырау облысының мұнаймен ластанған топырағынан бөлініп алынған көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдердің морфологиялық және дақылдық қасиеттерін зерттеу
3.4 Бөлініп алынған белсенді көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдердің физиологиялық және биохимиялық қасиеттерін зерттеу
3.5 Іріктеп алған микроорганизмдердің әртүрлі көмірсутегінде өсуін зерттеу.
Қортынды
Пайдаланған әдибеттер тізмі
Атырау облысының мұнаймен ластанған топырағының сипаттамасы және экологиялық жағдайы
1.1 Мұнай тотықтырушы микроорганизмдер және оларды топырақты тазалауда қолдану
1.2 Мұнаймен ластанудың топырақ микрофлорасына әсері
1.3 Мұнаймен ластанған топырақты рекультивациялау
1.4 Мұнаймен ластанған топырақты биопрепараттар арқылы тазалау
2 Материялдар мен зерттеу әдістер
2.1 Зерттеу нысандары
2.2 Қоректік орталар
2.3 Зерттеу әдістері
3 Зерттеу нәтижелері мен талқылаулар
3.1 Атырау облысының мұнаймен ластанған топырақ үлгісінен көмірсутек тотықтырушы микроорганизмді бөліп алу. Белсенді көмірсутектотықтырушы микроорганизмдерді іріктеу
3.2 Іріктеп алған көмірсутек тотықтырушы микроорганизмдердің әртүрлі мұнай концентрацияларында және мұнай өнімдерінде өсуін бақылау
3.3
Атырау облысының мұнаймен ластанған топырағынан бөлініп алынған көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдердің морфологиялық және дақылдық қасиеттерін зерттеу
3.4 Бөлініп алынған белсенді көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдердің физиологиялық және биохимиялық қасиеттерін зерттеу
3.5 Іріктеп алған микроорганизмдердің әртүрлі көмірсутегінде өсуін зерттеу.
Қортынды
Пайдаланған әдибеттер тізмі
Соңғы жылдары экологиялық жағдайдың төмендеуі байланысты қоршаған ортаны мұнай көмірсутектері мен олардың өнімдерінен тазартуда көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдердің алатын орны ерекше. Қазіргі кезде микроорганизмдердің көмірсутектерді ыдыратуында көбінесе олардың беткі-белсенді заттар түзу және әртүрлі көмірсутектерді тотықтыру қабілеттіліктеріне көп көңіл бөлуде /1-2/.
Мұнайдың көмірсутектерінің микроорганизмдермен биодеградациясы қоршаған ортадан мұнай көмірсутектерін жоюдың негізгі механизмдерінің бірі болып келеді. Мұнаймен ластанған топырақты тазалаудың ең қолайлы әдісі болып ластанған ортаға белсенді мұнай тотықтырушы микроорганизмдерді енгізу арқылы биоремедиация жүргізу болып саналады. Сондықтан ластанған топырақтан алдын-ала шығарылған көмірсутек тотықтырушы микроорганизмдер кешенін құрайтын биопрепараттарды құрастырудың маңызы өте зор. Ресейде, АҚШ-та, Англияда, Қытайда қоршаған ортаны мұнайлы ластанудан тазарту үшін мұнай тотықтырғыш микроорганизмдердің препараттарын алу бойынша көптеген зерттеулер жүргізілуде. Препараттардың эффективтілігі көбіне жасанды ассоциацияларға кіретін микробты компоненттерге байланысты.
Сонымен дүниежүзілік экологиялық проблемаларының бірі, мұнай өнімдерімен ластанған қоршаған орта. Осыған орай әртүрлі тіршілік ету орталарының мұнаймен ластанғанын тазарту үшін әртүрлі механикалық, физико-химиялық және микробиологиялық әдістерді қолданып жүр. Микробиологиялық әдістер ферментативті белсенді деструкторларды қолдануға, көмірсу және энергия көзі ретінде мұнай көмірсутектерді қолдануға негізделген. Мұнаймен ластанған топырақты тазарту үшін көмірсутек тотықтыруға қабілетті белсенді микроорганизмдер бөлініп алынған және олардан арнаулы препараттар жасалған. Сонымен қатар, микробиологиялық әдіс, айтылған технологияларды толықтыруға қабілеті бар.
Жұмыстың мақсаты: Атырау облысының мұнаймен ластанған топырағынан көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмді бөліп алу және оларды зерттеу.
Осы мақстқа жету жолында алға келесі міндеттер қойылды:
1. Атырау облысының мұнаймен ластанған топырақ үлгісінен көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмді бөліп алу.
2. Бөлініп алған көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдерге іріктеу жүргізу.
3. Көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдерді мұнай және мұнай өнімдерінде өсуін бақылау.
4. Іріктеп алған көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдерді идентификациялау.
5. Іріктеп алғн микроорганизмдердің сұйық қоректік ортада әртүрлі көмірсутегінде өсуін бақылау.
Мұнайдың көмірсутектерінің микроорганизмдермен биодеградациясы қоршаған ортадан мұнай көмірсутектерін жоюдың негізгі механизмдерінің бірі болып келеді. Мұнаймен ластанған топырақты тазалаудың ең қолайлы әдісі болып ластанған ортаға белсенді мұнай тотықтырушы микроорганизмдерді енгізу арқылы биоремедиация жүргізу болып саналады. Сондықтан ластанған топырақтан алдын-ала шығарылған көмірсутек тотықтырушы микроорганизмдер кешенін құрайтын биопрепараттарды құрастырудың маңызы өте зор. Ресейде, АҚШ-та, Англияда, Қытайда қоршаған ортаны мұнайлы ластанудан тазарту үшін мұнай тотықтырғыш микроорганизмдердің препараттарын алу бойынша көптеген зерттеулер жүргізілуде. Препараттардың эффективтілігі көбіне жасанды ассоциацияларға кіретін микробты компоненттерге байланысты.
Сонымен дүниежүзілік экологиялық проблемаларының бірі, мұнай өнімдерімен ластанған қоршаған орта. Осыған орай әртүрлі тіршілік ету орталарының мұнаймен ластанғанын тазарту үшін әртүрлі механикалық, физико-химиялық және микробиологиялық әдістерді қолданып жүр. Микробиологиялық әдістер ферментативті белсенді деструкторларды қолдануға, көмірсу және энергия көзі ретінде мұнай көмірсутектерді қолдануға негізделген. Мұнаймен ластанған топырақты тазарту үшін көмірсутек тотықтыруға қабілетті белсенді микроорганизмдер бөлініп алынған және олардан арнаулы препараттар жасалған. Сонымен қатар, микробиологиялық әдіс, айтылған технологияларды толықтыруға қабілеті бар.
Жұмыстың мақсаты: Атырау облысының мұнаймен ластанған топырағынан көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмді бөліп алу және оларды зерттеу.
Осы мақстқа жету жолында алға келесі міндеттер қойылды:
1. Атырау облысының мұнаймен ластанған топырақ үлгісінен көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмді бөліп алу.
2. Бөлініп алған көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдерге іріктеу жүргізу.
3. Көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдерді мұнай және мұнай өнімдерінде өсуін бақылау.
4. Іріктеп алған көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдерді идентификациялау.
5. Іріктеп алғн микроорганизмдердің сұйық қоректік ортада әртүрлі көмірсутегінде өсуін бақылау.
1. Чигаркин О.А. Добыча нефти и экологические проблемы Прикаспия // Нефть и газ. 2001. №2. С. 101-104.
2. Пиковский Ю.А. и соавт. Проблема диагностики и нормирования загрязнения пов нефтью и нефтепродуктами // Почвоведение. 2003. № 9. С. 132-140.
3. Практикум по микробиологии. Под. Ред. А.Н. Нетрусова. –М.: Akademia, 2005. С. 597.
4. Шығаева М.Х., Мұқашева Т.Д., Сыдықбекова Р.Қ. Көмірсутегін тотықтырушы бактериялардың ыдырату белсенділігін зерттеу // ҚазҰҮ хабаршысы. Биология сериясы. 2007. № 1 (31). 87-90 б.
5. Биккинина А.Г., Логинов О.Н., Силищев Н.Н., Бакаева М.Д., Галимзянова Н.Ф., Бойко Т.Ф. Повышение эффективности процесса биоремедиации отработанной отбеливающей земли, загрязненной углеводородами, при совместном использовании комплекса биопрепаратов Ленойл и Азолен // Биотехнология, 2006 г. № 5, С. 57-62.
6. Иванова Е.С., Есикова Т.З., Гафаров А.Б., Шкидченко А.Н. Мониторинг интродуцированных микроорганизмов – нефтедеструкторов в открытых системах // Биотехнология, 2006 г. № 3, С. 74-78.
7. Ковриго В.П., Кауричев И.С., Бурлакова Л.М. Почвоведение с основами геологии. Москва.: 2000 г. С. 416.
8. Шигаева М.Х., Мукашева Т.Д. Современные технологии биоремидиации почв, загрязненных, нефтью и нефтепродуктами // Вестник Каз НУ. Серия биология. Алматы. № 1 (16). 2002. С. 148-153.
9. Звягинцев Д.Г. Почва и микроорганизмы. – М.: МГУ. 1987. 256.
10. Звягинцев Д.Г. Методы почвенной микробиологии и биохимии. Изд-во Москва.: МГУ. 1991. С. 59-75.
11. Файзуллина Э.Р., Алиева Р.М. Биоремедиация загрязненных нефтью и нефтепродуктами водных и почвенных экосистем // Биотехнология. Теория и практика. 2001 г. № 3-4. С. 99-103.
12. Кобзаев Е.Н., Пеприкевич С.Б., Шкидченко А.Н. исследование устойчивости ассоциации микроорганизмов – нефтедеструкторов в открытой системе // Прикладная биохимия и микробиология, 2001 г. Том 37, № 4. С. 413-417.
13. Гузев В.С., Левин С.А., 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.
14. Фаизов К.Ш. Почвы Казахстана ССР // вып. 13 Почвы Гурьевской области. Алма-Ата, АНКазССР, 1970, С. 29-36.
15. Дермичева С.Г., Шигаева М.Х. Углеводородокисляющие микроорганизмы. Алматы. 1994.
16. Звягинцев Д.Г., Гузев В.С., Левин С.В., Селецкий Г.И., ОборинА.А. Диагностические признаки различных уровней загрязнения почв нефтью // Почвоведение. 1989. № 1. С. 72-78.
17. Солнцева Н.П. Влияние техногенных потоков на морфологию почв в районах нефтедобыч // Добыча полезных ископаемых и геохимия природных экосистем. –М.: Наука, 1992. С. 26-39.
18. Солнцева Н.П. Изменеие морфологии дерново-подзолистых почв в районах нефтедобыч // Почвоведение. 1982. № 6. С. 32-44.
19. Васильев Г.К., Суравцева Э.Г., Белоусов В.В. Микробиология. 1993. Т62. В.6 с. 1093.
20. Назина Т.Н. Закономерности распространения микрофлоры в нефтяных пластах. М.: Наука. 1985. С. 129.
21. Бирштехер Э. Нефтянная микробиология. 1957. С. 487.
22. Розанов Е.П., Кузнецов С.И. Микрофлора нефтянных месторождений. М.: Наука. 1974. С. 176.
23. Чугунов В.А., Ермеленко З.М. Жиглецова С.К., Мартовецкая И.И., Миронова Р.И., Жирова Н.А., Холоденко В.П. Разработка и испытания биосорбента «Экосорб» на основе ассоциации нефтеокисляющих бактерий для очистки нефтезагрязненных почв. Прикладная биохимия и микробиология. 2000. Том 36. № 6. С. 661-665.
24. Почвенная микробиология. Перевод с англ. Ковикова В.В. Под ред. И с предисловием Никитина Д.И. – М.: Колос, 1979. С. 223-236.
25. Мамилов А.Ш., Мамилов Ш.З., Звягинцев Д.Г. Влияние трудногидролизуемых источников углерода на динамику микробной биомассы и дыхание почв // Вестник Моск. Ун-та. Серия 17. Почвоведение, 1999. № 1. С. 61-54.
26. Куличевская И.С., Гузев В.С., паников Н.С. Популяционная динамика углевовородокисляющих дрожжей интродуцированных в нефтезагрязненную почву // Микробиология, 1995. Т.64. №5. С. 668-673.
27. Фаизов К.Ш., Асанбаев И.К., Файзуллина Л.Х., Бекболатов С.Ж. Экология почв нефтедобывающих регионов Западного Казахстана // Вестник АН Республики Казахстан. 1992. № 4. С. 55-59.
28. Роде А.А., Смирнов В.Н. Почвоведение. Москва.: 1972. С. 480.
29. Ковриго В.П., Каручева И.С., Бурлакова Л.М. Почвоведение с основами геологии. М.: 2000. С. 416.
30. Егоров Н.С. Практикум по микробиологии. Изд-во МГУ. 1976. С. 56-124.
31. Герхардт Ф. Методы общей бактериологии. М.: Изд-во Мир. 1983. Т.1. С. 234-256.
32. Никитин Д.И., Никитина Э.С. Процессы самоочищения окружающей среды и паразиты бактерий. М.: Изд-во Наука. 1978. С. 42-43.
33. Стефурак В.П., Усатая А.С., Фрунзе Н.И.. Катрук Э.А. Биологическая активность почв в условиях антропогенного воздействия. Кишинев. Изд-во ШТНИИЦА. 1990. С. 13-22.
34. Jorgepsen Niels O. G.,Kroer Niels, Coffin Richard B. Utilisation of dissolved nitrogen by heterotrophic bacterioplankton Effect of substrste C/N rato // Appl. And Environ. Microboil, 1994. V. 60. №11. P. 4116 – 4123.
35. Kroer Niels, Jorgensen Niels O. G,. Сoffin Richard B. Utilisation of three ecosystcm // Appi. And Environ. Microboil, 1994. V. 60. №11. Р.4116 – 4123.
36. Колесников И. М,. Базенкова Е. И,. Благиных А. В,. Плещева О. В. Местоды рекультивации нефтезагрязненных почв // Микробиологические методы защиты окружающей Среды ( 5 – 7 апреля, 1988, Пущино). Тез.докл. Пущино, 1988. С. 143.
37. Щербаков А. П,. Косолапова А. В. Изменунис биологическй активности черпозеновидной почв в результате длительного применения удобрений // Микробиологические методы защиты окружающей Среды (5 – 7 апреля 1988 Пущино).: Тез. Докл. Пущино, 1988 С. 170.
38. Абзалон Р. З,. Сахабугдинов А. З,. Гумеров Р. С. Почвовостанавливающая роль сельскохозяйственных культур и удобрений в зависимости отзагрязнения почв нефтью // Миграци загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах. Труды Всесоюзного совещания, 1989. С. 322 – 326.
Киреева Н.А. Использование биогумуса для ускарения деструкии нефти в почве // Биотехнология, 1995, № 5 – 6 С. 32 – 3
2. Пиковский Ю.А. и соавт. Проблема диагностики и нормирования загрязнения пов нефтью и нефтепродуктами // Почвоведение. 2003. № 9. С. 132-140.
3. Практикум по микробиологии. Под. Ред. А.Н. Нетрусова. –М.: Akademia, 2005. С. 597.
4. Шығаева М.Х., Мұқашева Т.Д., Сыдықбекова Р.Қ. Көмірсутегін тотықтырушы бактериялардың ыдырату белсенділігін зерттеу // ҚазҰҮ хабаршысы. Биология сериясы. 2007. № 1 (31). 87-90 б.
5. Биккинина А.Г., Логинов О.Н., Силищев Н.Н., Бакаева М.Д., Галимзянова Н.Ф., Бойко Т.Ф. Повышение эффективности процесса биоремедиации отработанной отбеливающей земли, загрязненной углеводородами, при совместном использовании комплекса биопрепаратов Ленойл и Азолен // Биотехнология, 2006 г. № 5, С. 57-62.
6. Иванова Е.С., Есикова Т.З., Гафаров А.Б., Шкидченко А.Н. Мониторинг интродуцированных микроорганизмов – нефтедеструкторов в открытых системах // Биотехнология, 2006 г. № 3, С. 74-78.
7. Ковриго В.П., Кауричев И.С., Бурлакова Л.М. Почвоведение с основами геологии. Москва.: 2000 г. С. 416.
8. Шигаева М.Х., Мукашева Т.Д. Современные технологии биоремидиации почв, загрязненных, нефтью и нефтепродуктами // Вестник Каз НУ. Серия биология. Алматы. № 1 (16). 2002. С. 148-153.
9. Звягинцев Д.Г. Почва и микроорганизмы. – М.: МГУ. 1987. 256.
10. Звягинцев Д.Г. Методы почвенной микробиологии и биохимии. Изд-во Москва.: МГУ. 1991. С. 59-75.
11. Файзуллина Э.Р., Алиева Р.М. Биоремедиация загрязненных нефтью и нефтепродуктами водных и почвенных экосистем // Биотехнология. Теория и практика. 2001 г. № 3-4. С. 99-103.
12. Кобзаев Е.Н., Пеприкевич С.Б., Шкидченко А.Н. исследование устойчивости ассоциации микроорганизмов – нефтедеструкторов в открытой системе // Прикладная биохимия и микробиология, 2001 г. Том 37, № 4. С. 413-417.
13. Гузев В.С., Левин С.А., 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.
14. Фаизов К.Ш. Почвы Казахстана ССР // вып. 13 Почвы Гурьевской области. Алма-Ата, АНКазССР, 1970, С. 29-36.
15. Дермичева С.Г., Шигаева М.Х. Углеводородокисляющие микроорганизмы. Алматы. 1994.
16. Звягинцев Д.Г., Гузев В.С., Левин С.В., Селецкий Г.И., ОборинА.А. Диагностические признаки различных уровней загрязнения почв нефтью // Почвоведение. 1989. № 1. С. 72-78.
17. Солнцева Н.П. Влияние техногенных потоков на морфологию почв в районах нефтедобыч // Добыча полезных ископаемых и геохимия природных экосистем. –М.: Наука, 1992. С. 26-39.
18. Солнцева Н.П. Изменеие морфологии дерново-подзолистых почв в районах нефтедобыч // Почвоведение. 1982. № 6. С. 32-44.
19. Васильев Г.К., Суравцева Э.Г., Белоусов В.В. Микробиология. 1993. Т62. В.6 с. 1093.
20. Назина Т.Н. Закономерности распространения микрофлоры в нефтяных пластах. М.: Наука. 1985. С. 129.
21. Бирштехер Э. Нефтянная микробиология. 1957. С. 487.
22. Розанов Е.П., Кузнецов С.И. Микрофлора нефтянных месторождений. М.: Наука. 1974. С. 176.
23. Чугунов В.А., Ермеленко З.М. Жиглецова С.К., Мартовецкая И.И., Миронова Р.И., Жирова Н.А., Холоденко В.П. Разработка и испытания биосорбента «Экосорб» на основе ассоциации нефтеокисляющих бактерий для очистки нефтезагрязненных почв. Прикладная биохимия и микробиология. 2000. Том 36. № 6. С. 661-665.
24. Почвенная микробиология. Перевод с англ. Ковикова В.В. Под ред. И с предисловием Никитина Д.И. – М.: Колос, 1979. С. 223-236.
25. Мамилов А.Ш., Мамилов Ш.З., Звягинцев Д.Г. Влияние трудногидролизуемых источников углерода на динамику микробной биомассы и дыхание почв // Вестник Моск. Ун-та. Серия 17. Почвоведение, 1999. № 1. С. 61-54.
26. Куличевская И.С., Гузев В.С., паников Н.С. Популяционная динамика углевовородокисляющих дрожжей интродуцированных в нефтезагрязненную почву // Микробиология, 1995. Т.64. №5. С. 668-673.
27. Фаизов К.Ш., Асанбаев И.К., Файзуллина Л.Х., Бекболатов С.Ж. Экология почв нефтедобывающих регионов Западного Казахстана // Вестник АН Республики Казахстан. 1992. № 4. С. 55-59.
28. Роде А.А., Смирнов В.Н. Почвоведение. Москва.: 1972. С. 480.
29. Ковриго В.П., Каручева И.С., Бурлакова Л.М. Почвоведение с основами геологии. М.: 2000. С. 416.
30. Егоров Н.С. Практикум по микробиологии. Изд-во МГУ. 1976. С. 56-124.
31. Герхардт Ф. Методы общей бактериологии. М.: Изд-во Мир. 1983. Т.1. С. 234-256.
32. Никитин Д.И., Никитина Э.С. Процессы самоочищения окружающей среды и паразиты бактерий. М.: Изд-во Наука. 1978. С. 42-43.
33. Стефурак В.П., Усатая А.С., Фрунзе Н.И.. Катрук Э.А. Биологическая активность почв в условиях антропогенного воздействия. Кишинев. Изд-во ШТНИИЦА. 1990. С. 13-22.
34. Jorgepsen Niels O. G.,Kroer Niels, Coffin Richard B. Utilisation of dissolved nitrogen by heterotrophic bacterioplankton Effect of substrste C/N rato // Appl. And Environ. Microboil, 1994. V. 60. №11. P. 4116 – 4123.
35. Kroer Niels, Jorgensen Niels O. G,. Сoffin Richard B. Utilisation of three ecosystcm // Appi. And Environ. Microboil, 1994. V. 60. №11. Р.4116 – 4123.
36. Колесников И. М,. Базенкова Е. И,. Благиных А. В,. Плещева О. В. Местоды рекультивации нефтезагрязненных почв // Микробиологические методы защиты окружающей Среды ( 5 – 7 апреля, 1988, Пущино). Тез.докл. Пущино, 1988. С. 143.
37. Щербаков А. П,. Косолапова А. В. Изменунис биологическй активности черпозеновидной почв в результате длительного применения удобрений // Микробиологические методы защиты окружающей Среды (5 – 7 апреля 1988 Пущино).: Тез. Докл. Пущино, 1988 С. 170.
38. Абзалон Р. З,. Сахабугдинов А. З,. Гумеров Р. С. Почвовостанавливающая роль сельскохозяйственных культур и удобрений в зависимости отзагрязнения почв нефтью // Миграци загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах. Труды Всесоюзного совещания, 1989. С. 322 – 326.
Киреева Н.А. Использование биогумуса для ускарения деструкии нефти в почве // Биотехнология, 1995, № 5 – 6 С. 32 – 3
ӘЛ –ФАРАБИ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ 1
БИОЛОГИЯ ФАКУЛЬТЕТІ
Микробиология кафедрасы
БІТІРУ ЖҰМЫСЫ
Атырау облысы топырағынан бөлініп алынған көмірсутегін тотықтырушы
микроорганизмдерді зерттеу.
.
Орындаушы магистрант:
Д.К Камалова
(қолы, күні)
Ғылыми жетекшісі:
б.ғ.д., профессор А.А Құрманбаев
(қолы, күні)
Ғылыми жетекшісі:
б.ғ.д., профессор Т.Ж Мукашева
(қолы, күні)
Қорғауға жіберілді
Кафедра меңгерушісі:
б.ғ.д., профессор Т.Ж Мукашева
(қолы, күні)
Алматы 2010 ж
РЕФЕРАТ
бітіру жұмысының тақырыбы: Атырау облысы топырағынан бөлініп алынған
көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдерді зерттеу
Магистірлік бітіру жұмысы 60 беттен, 9 кестеден, 9 суреттен, 4
диаграммадан, 27 әдебиеттен тұрады.
Негізгі сөздер: көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдер, мұнаймен
ластанған топырақ, қоректік орта, рекультивация, биопрепарат,
биоремедиация, штамм.
Зерттеу объектілері: Зерттеу объектісі ретінде Атырау обылысының мұнаймен
ласьтанған топырақ үлгілерінен бөлініп алынған микроорганизмдер қолданылды.
Зерттеу әдістері: мұнаймен ластанған топырақтан көмірсутегін тотықтырушы
микрооргаизмдерді бөліп алу әдісі, Іріктеп алған микрооргаизмді
идентификациялау әдісі, іріктеп алған микрооргаизмдердің әртүрлі
көмірсутегінде, мұнай және мұнай өнімдерінде өсуін зерттеу әдістері.
Зерттеу жұмысының мақсаты: Атырау облысының мұнаймен ластанған топырағынан
көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмді бөліп алу және оларды зерттеу.
Жұмыстың мақсатына жету үшін алға қойған міндеттер:
1. Атырау облысының мұнаймен ластанған топырақ үлгісінен көмірсутегін
тотықтырушы микроорганизмді бөліп алу.
2. Бөлініп алған көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдерге іріктеу
жүргізу.
3. Көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдерді мұнай және мұнай
өнімдерінде өсуін бақылау.
4. Іріктеп алған көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдерді
идентификациялау.
5. Іріктеп алғн микроорганизмдердің сұйық қоректік ортада әртүрлі
көмірсутегінде өсуін бақылау.
Зерттеу нәтижесі бойынша қысқаша қортынды: Зерттеу нәтижесінде мұнаймен
ластанған топырақ үлгісінен 7 микроорганизм дақылы бөлініп алынды. Бөліп
алған көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдерге идентификация жүргізілді.
Идентификаация барысында микроорганизмдер
1А- Arthrobacter туысы, 2А- Acinetobacter туысына, 3А- Terrabacter туысына,
4А- Acinetobacter туысына, 5А- Paracoccus туысына, 6А- Bacillus туысына, 7А-
Acetobacter туысына жіктелді. Бөлініп алынған микроорганизмдерден 3 штамм
1А- Arthrobacter, 6А- Bacillus , 7А- Acetobacter туысының штаммдары
белсенді болып танылды. Олардың 3% - 70% , ал 5% - 30-40% , 7% - 30%
пайызға дейін мұнай ыдыратуға қабілетті екенділігі зерттелді.
Сонымен қатар, белсенді дақылдардың ароматикалық көмірсутегінде өсуіне
зерттеу жүргізіп, флурен бар ортада 1А және 7А штаммы өсуге қабілеті
зерттелді.
МАЗМҰНЫ
Кіріспе
Атырау облысының мұнаймен ластанған топырағының сипаттамасы және
экологиялық жағдайы
1.1 Мұнай тотықтырушы микроорганизмдер және оларды топырақты
тазалауда қолдану
1.2 Мұнаймен ластанудың топырақ микрофлорасына әсері
1.3 Мұнаймен ластанған топырақты рекультивациялау
1.4 Мұнаймен ластанған топырақты биопрепараттар арқылы тазалау
2 Материялдар мен зерттеу әдістер
2.1 Зерттеу нысандары
2.2 Қоректік орталар
2.3 Зерттеу әдістері
3 Зерттеу нәтижелері мен талқылаулар
3.1 Атырау облысының мұнаймен ластанған топырақ үлгісінен көмірсутек
тотықтырушы микроорганизмді бөліп алу. Белсенді
көмірсутектотықтырушы микроорганизмдерді іріктеу
3.2 Іріктеп алған көмірсутек тотықтырушы микроорганизмдердің
әртүрлі мұнай концентрацияларында және мұнай өнімдерінде өсуін
бақылау
3.3 Атырау облысының мұнаймен ластанған топырағынан бөлініп алынған
көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдердің морфологиялық және
дақылдық қасиеттерін зерттеу
3.4 Бөлініп алынған белсенді көмірсутегін тотықтырушы
микроорганизмдердің физиологиялық және биохимиялық қасиеттерін
зерттеу
3.5 Іріктеп алған микроорганизмдердің әртүрлі көмірсутегінде өсуін
зерттеу.
Қортынды
Пайдаланған әдибеттер тізмі
КІРІСПЕ
Соңғы жылдары экологиялық жағдайдың төмендеуі байланысты қоршаған
ортаны мұнай көмірсутектері мен олардың өнімдерінен тазартуда көмірсутегін
тотықтырушы микроорганизмдердің алатын орны ерекше. Қазіргі кезде
микроорганизмдердің көмірсутектерді ыдыратуында көбінесе олардың беткі-
белсенді заттар түзу және әртүрлі көмірсутектерді тотықтыру
қабілеттіліктеріне көп көңіл бөлуде 1-2.
Мұнайдың көмірсутектерінің микроорганизмдермен биодеградациясы қоршаған
ортадан мұнай көмірсутектерін жоюдың негізгі механизмдерінің бірі болып
келеді. Мұнаймен ластанған топырақты тазалаудың ең қолайлы әдісі болып
ластанған ортаға белсенді мұнай тотықтырушы микроорганизмдерді енгізу
арқылы биоремедиация жүргізу болып саналады. Сондықтан ластанған топырақтан
алдын-ала шығарылған көмірсутек тотықтырушы микроорганизмдер кешенін
құрайтын биопрепараттарды құрастырудың маңызы өте зор. Ресейде, АҚШ-та,
Англияда, Қытайда қоршаған ортаны мұнайлы ластанудан тазарту үшін мұнай
тотықтырғыш микроорганизмдердің препараттарын алу бойынша көптеген
зерттеулер жүргізілуде. Препараттардың эффективтілігі көбіне жасанды
ассоциацияларға кіретін микробты компоненттерге байланысты.
Сонымен дүниежүзілік экологиялық проблемаларының бірі, мұнай
өнімдерімен ластанған қоршаған орта. Осыған орай әртүрлі тіршілік ету
орталарының мұнаймен ластанғанын тазарту үшін әртүрлі механикалық, физико-
химиялық және микробиологиялық әдістерді қолданып жүр. Микробиологиялық
әдістер ферментативті белсенді деструкторларды қолдануға, көмірсу және
энергия көзі ретінде мұнай көмірсутектерді қолдануға негізделген. Мұнаймен
ластанған топырақты тазарту үшін көмірсутек тотықтыруға қабілетті белсенді
микроорганизмдер бөлініп алынған және олардан арнаулы препараттар жасалған.
Сонымен қатар, микробиологиялық әдіс, айтылған технологияларды толықтыруға
қабілеті бар.
Жұмыстың мақсаты: Атырау облысының мұнаймен ластанған топырағынан
көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмді бөліп алу және оларды зерттеу.
Осы мақстқа жету жолында алға келесі міндеттер қойылды:
1. Атырау облысының мұнаймен ластанған топырақ үлгісінен көмірсутегін
тотықтырушы микроорганизмді бөліп алу.
2. Бөлініп алған көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдерге іріктеу
жүргізу.
3. Көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдерді мұнай және мұнай
өнімдерінде өсуін бақылау.
4. Іріктеп алған көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдерді
идентификациялау.
5. Іріктеп алғн микроорганизмдердің сұйық қоректік ортада әртүрлі
көмірсутегінде өсуін бақылау.
1. Әдебиетке шолу
1.1 Мұнай тотықтырушы микроорганизмдер және оларды топырақты тазартуда
қолдану
Мұнай және мұнай өнімдері экожүйедегі ең кең тараған ластағыштардың бірі.
Осыған орай қазіргі уақытта топырақтың мұнай және мұнай өнімдерімен
ластануы тез өсуде. Ал бұл біздің қоршаған ортадағы маңызды мәселелердің
бірі болып отыр.
Мұнай және мұнай өнімдерімен ластану топырақ биоценозының өзгеруіне әкеліп
соғады. Ал ол топырақтың өнімділігін түсіреді. Бұл ортада ластанудың
өздігінен қайта қалпына келуі үшін 10-25 жыл өтеді. Осыған байланысты 90-
жылдардың ортасында экологиялық-биотехнологияның жаңа бағыты қалыптасты.
Бұл бағыт табиғи ортадағы биоремедиация (биологиялық қалпына келтіру) деген
атты иеленді. Биоремедиация технологиясын мұнай құйылыстарында, яғни
топырақтағы қажетсіз және улы заттарды жою үшін қолданды 1.
Мұнай-көмірсутектердің табиғи қосындыларының бірі. Мұнай құрамына күкірт,
азот және оттегінің басқа да қосылыстары кіреді. Жер шарының әртүрлі
аудандарындағы органикалық қалдықтар жиналған жерлерде мұнай кендері пайда
болды. Осы жағдайды іске асыратын басты қызметті микроорганизмдер атқарды.
2000 метр тереңдіктегі мұнай кендеріндегі жиналған қалдықтардың 1 га-да 10-
нан 100 млн-ға дейін бактериялар кездеседі. Олар автотрофты организмдерге
жатады.
Қазіргі кезде зерттеулерге сүйенсек, көмірсутекті тотықтырушы
микроорганизмдер табиғатта кең таралғаны анықталған.
Жалпы дүниежүзінде мұнай және мұнай өнімдерін шығарушы өнеркәсіптерге
микробиологиялық жолмен мұнай өнімдерін тазартуы және мұнай көмірсутегін
тотықтырушы микроорганизмдердің орны ерекше болып келеді 2.
Көміртегін тотықтырушы микроорганизмдер табиғатта кең тараған. Қоршаған
ортада көмірсутекті тотықтырушы микроорганизмдердің болуы экологиялық
маңызды фактор болып келеді. Қоршаған ортаның көмірсутегімен ластану
деңгейі ұлғайған жағдайда, көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдердің
экологиялық маңызы өседі.
Ең алғаш 1905 жылы Майелемнің басқаруымен мұнайды тотықтыратын саңырауқұлақ
грифтарының парафин пленкаларын пайдалануын зерттеп, дәлелдеу арқылы
бастаған болатын. Арасында бір жыл салып, яғни 1906 жылы Ран топырақтан
минералды тұздар қоректік орталарда көмірсутектің жалғыз көзі ретінде
парафинді тотықтыратын саңырауқұлақты алды 3.
Топыраққа микроорганизмдерді жеке және оларды азотты, фосфорлы қоректік
заттармен қосып енгізу топырақтың активтілігін арттырады. Осыған байланысты
оның активтілігін арттыру нәтижесі, мұнайдың биологиялық ыдырауын тездетеді
4.
Көмірсутек тасмалдаушы микроорганизмдер мұнайдың органикалық қосылыстарын
өсуі мен көбеюіне субстрат ретінде қолдануға қабілетті. Дәл осы
организмдердің әсері ету нәтижесінде мұнайдың күрделі көмірсутектері
қарапайым заттарға ыдырайды 5.
Микроорганизмдердің көмірсутек тотықтыру қабілетінің негізінде мұнай және
оның өңделген өнімдерімен ластанған топырақтың қалпына келуінің биологиялық
технологиясы жасалынды 6.
Көмірсутек ыдыратушы микроорганизмдер топырақтағы, судағы заттармен
тіршілік етеді. Бұл организмдерге қай жерде мұнаймен ластанған орта бар,
сол жер өздерінің дамуына қолайлы жағдай болып табылады.10.
Мұнай тотықтырушы микроорганизмдердің саны мен түрінің әртүрлілігі және
ортаның мұнаймен ластануының арасында тығыз байланыс бар. Сонда мұнаймен
ластанған теңіз жағалауындағы суда 5-50 пайызға дейін микроорганизмдер жеке
көмірсутектер мен олардың қоспаларын тотықтыруға қабілетті.
Топырақтағы мұнай және мұнай өнімдерінің құрамы мен концентарциясы кең
көлемде өзгеріп ортырады. Осыған байланысты топырақтағы мұнай және мұнай
өнімдерінің құрамы дәл анықтаудағы біркелкілік әдісі әлі дәлелденбеген.
Лабораториялық жағдайларда түрлі ұйымдастықпен топырақтағы мұнайдың құрамын
анықтауда төмендегі әдістерді ұсынды:
- органикалық (корбанатсыз) көмірсуды құрғақ әдісімен анықтау;
- спектр ауданындағы спектрофотометрияның инфроқызылмен анықтау;
- спектр ауданындағы люминецентті – битуминологиялық анализ;
- спекр ауданындағы люминецентті анализді ультракүлгін және қысқа
көлемде анықтау;
- газ сұйықтық хоромотография және хромота масспектрометрия, сонымен
қатар т.б.
Мұнайдың қатысы бар процестердің барлығы маңызды экологиялық қауіп
туғызады. Шынында да мұнайды бақылап табудан бастап және мұнай өнімдерін
қолдануға дейін осы кезеңдердің барлығы белгілі бір шамада қоршаған ортаның
қатты ластануына, адамдардың денсаулығына кері әсер етуіне апарып соғады
7.
Шикі мұнай табылған жерде және оны тасмалдау жолында антропогендік
ластанудың негізгі бір түрі болып саналады. Оны қайта өңдеуде көптеген
өнімдер мен жеке компоненттері өндірістік өнеркәсіптерде және күнделікті
жұмыста кеңінен қолдаданды 19. Мұнайдың ашық сулар мен топырақта, жерасты
суының гаризонтында, атмосфераның жер қабатында және тұрғын үйлерде,
өнеркәсіпорындарында табылуына байланысты қоршаған ортаның жалпы
органикалық ластанудың негізгі бөлігін құрайды 8.
Мұнай және оның өңделген өнімдерімен ластанған топырақтың табиғи жағдайда
қалпына келуі физика-химиялық (жарық, температураның, желдің т.б.
әсерлері), биологиялық тотығу арқылы жүреді. Мұнайдың тасмалдау жылдамдығы
биологиялық процестердің өту қарқындылығына байланысты болады 9-10.
Гетеротрофты микроорганизмдер гетеротрофты микрофлораның бөлігі ретінде
мұнай көмірсутектерді қарқынды тасмалдайтындықтары белгілі 11.
Бұрын табиғат адамдарға қауіп төндірсе, ал қазіргі таңда керісінше
адамдар табиғатқа залалын тигізуде. Адамдар ойланбай істеген жұмыстарының
нәтижесінде табиғатқа биологиялық қауіп төндіріп келеді.
Мұнайды қазып алу, тасымалдау және сақтау технологияларын дұрыс
орындалмағандықтан ол біраз мөлшерде азаяды. Әлемде мұнайды қазіргі
кездегідей көп мөлшерде қазып алу нәтижесінде жылына 50 млн. тоннадан астам
қоршаған ортаға төгіліп отырады. Осыған байланысты мұнаймен ластану
мәселесі тек қазып алынған және мұнайды өңдейтін аудандарға ғана тән сипат
емес. Нақтырақ айтсақ кез-келген қала немесе аудан аталған мәселеге душар
болуы мүмкін. Мұнайдың әртүрлі апаттарының нәтижесінде қоршаған ортаға
төгілуі, өздігінен қалпына келтіру процесі ұзақ 15-20 жылдам уақытқа
созылатын шөлейтті жерлердің қалыптасуына әкеліп соғады 12.
Көмірсутегін пайдаланушы микроорганизмдер табиғатта өте кең тараған. Ортада
көмірсутектердің жиналуы, артүрлі қолайлы жағдайлардың әсерінен
көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдердің қарқынды дамуын жүзеге асырады
13. Сонымен, табиғатта көмірсутектер және оның өнімдері де жиі кездеседі.
Көптеген көмірсуткетер құрамына қарай күрделі немесе оңай ыдырайды.
Көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдер микроценоздың қарапайым мүшесі
болғандықтан, әртүрлі таксономиялық топтарға жатады. Олар мұнай өнімдерімен
қатты ластанған жерлерде көп мөлшерде кездеседі. Кейбір мұнаймен қатты
ластанған аудандарда олардың саны аз болуы мүмкін. Көмірсутегін тотықтырушы
микроорганизмдердің санының жоғары болуы көмірсутектермен ластану деңгейін
көрсетпейді, табиғи экожүйелердің өздігінен тазару процестерінің
қарқындылығының сапалық деңгейіне алғы шарт қана болып табылады 14-15.
Мұнайдың барлық белгілі деструктор-бактериялары аэробты және факультативті-
анаэробты микроорнагнизмдерге жатады. Олардың ішінде топырақта едәуір
тұрақты тіршілік ететін бактерияларға Pseudomonas, Rhodococcus,
Arthrobacter, Mycobacterium, Bacillus, Micrococcus, Micrococcus, Nocardia
және Achromobacter туыстары жатады.
Қазақстанда мұнай өңдеу және тасмалдау өнеркәсіптерінің қарқынды жұмыс
істеу нәтижесінде топырақтың мұнаймен ластануы, сараптамалық бағалаулар
бойынша бірнеше жүздеген мың гектарға жетеді. Ал мұнай өтетін құбырлардың
апаты нәтижесінде мұнайдың төгілуі миллиондаған тоннаға бағаланады. Мұнай
және мұнай өнімдерімен ластану биоценоздардың кері өзгеруіне әкеп соғады.
Мұнайдың өте жоғары деңгейде төгілуі топырақ немесе ландшафтың өнімділігін
толығымен жылдам төмендетеді. Соған байланысты, әртүрлі тіршілік ету
орталарының мұнаймен ластануынан тазарту үшін әртүрлі физико-химиялық және
биологиялық әдістер қолданады. Бірақ аталған алғашқы екі фактордың әсерінен
мұнай және мұнай өнімдерінің толық деструкциясы жүрмей, тек белгілі бір
құрамында ғана өзгеріс болады. Қоршаған ортаның өздігінен тазарту
процестерін комплексті түрде пайдалануда мұнай тотықтырғышы
микроорганизмдердің көмірсутектерді көміртегінің жалғыө көзі ретінде
пайдалану қабілеттілігі, олардың ең негізгі экологиялық маңызды
қасиеттердің болуы органикалық дүниеден ерекшеленеді 16-17.
Соңғы жылдары топырақтың табиғи микрофлорасының белсенділігін арттыруға,
соның ішінде топырақты ауамен қамтамассыз ету, азотты қорек көзімен
қамтамассыз ету, эмульгаторларды қосу жолдарында арналған мақалалар көптеп
жарық көруде. Микробиологиялық тазалаудың эффективтілігі ластаушы заттың
көлеміне, оның ерігіштігіне, аэробты микроорганизмдердің аэрациялау
жағдайында және минералды элементтермен қоректенуімен қамтамассыз етілуіне
байланысты болады.
Мұнаймен ластанған топырақты қопсыту, жырту, айдау сияқты агротехникалық
әдістер топырақтағы мұнайдың биодеградирлеу процесін арттыратын қолайлы
факторларға жатады. Осыдан келіп, көмірсутегін тотықтырушы
микроорганизмдердің тіршілік етуінің қарқыны артып, мұнайдың ұшқыш
фракциялары буланып ұшады, топырақтың кесек болып қатқан бөлігі азайып, су
– ауа режимі, топырақтың қуыстылығы және биохимиялық белсенділігі
жақсарады.
Мұнаймен ластанған топырақты қалпына келтірудегі агротехникалық әдістердің
бірі, ластанған топырақты таза топырақпен араластыру. Ластанған топырақты
таза топырақпен араластырғаннан кейін топырақтың биологиялық және физикалық
қасиеті жақсарып, ары қарай ауылшаруашылығына қажетті өсімдіктерді өсіруге
жарамды жерлерге айналдыратын, шөптесін өсімдіктердің қалыпты өсіп дамуына
толығымен жарамды болатындығын көрсетті 18.
Мұнаймен ластанған топыраққа азотты қорек көзі және қопсытқыш ретінде
бұршақ сабанын салу, мұнайдың уыттылығын төмендетіп, топырақ
микрофлорасының дамуын артырады және топырақтағы сукцессиялық процестерді
жақсартты.
Топырақтың мұнаймен ластаудан кейінгі бұзылғын биологиялық белсенділігін
қалпына келтіру үшін биогумусты салу оның биологиялық және микробиологиялық
белсенділігіне қолайлы әсер жасайды.
Топырақты мұнай өнімдерінен тазалау мақсатында ластанған аймақты қопсытумен
қатар, минералды тыңайтқыштарды және мұнаймен ластанған топырақтан бөлініп
алынған мұнай тотықтырушы микроорганизмдердің жинақталған культураларын
бірге салу ұсынылады. Бұнда жинақталған культурада әртүрлі түрлердің
қатынасы мен түрлік құрамы сондай маңызды емес 19. Мұнаймен ластануды
тоқтату үшін топырақтың су өткізетін қабатын мұнайдың таралған
перпендикуляр бағытында арық қазу, сосын әр қабатты минералды тыңайтқыштар
мен мұнай тотықтырушы микроорганизмдерді араластырып, қазылған топыраққа
қайтадан салу ұсынылады.
Мұнай тотықтырушы микроорганизмдердің негізінде топырақты мұнайдан тазарту
үшін бактериалық препараттар дайындалуда. Қазіргі кезде қоршаған ортаны
мұнаймен ластанудан тазарту мақсатында бактерияның бір ғана түрінен
жасалған биопрепараттармен қатар көмірсутектердің кең спектірін ыдыратуға
қабілетті аралас культураларды да іс жүзінде қолдануда.
Топырақты мұнай және оның өнімдерінен тазарту үшін адамдар жануарларға
зиянсыз микроорганизмдердің арнайы штамдарының аралас культураларынан
тұратын Noggits препаратын ұсынуда. Препарат топырақты мазутты, дизельді
жағармайды, бензинді, керосинді, әртүрлі фенолдар мен формальдегидтерді
ыдыратуға негізделген. Препарат мұнай өнімдерімен ластанған жерлерге
микроорганизмдердің жетуін қамтамассыз ететін, сонымен бірге бактериялар
үшін оттегі мен қорек көзі ретінде болатын көпіршік күйінде салынады.
Шикі мұнаймен ластанған топырақты тазалау үшін құрамында арнайы мұнай
тотықтырушы микроорганизмдердің штамдары бар Деворойл препаратының
мүмкінділігі зерттелді. Препарат тәжірибенің барлық үлгілерінде әртүрлі
ластану деңгейіндегі мұнайды тотықтырады. Девон мұнайы 60-180 м3га дейін,
бобриков мұнайын 120 м3га дейін тотықтырды. Микроорганизмдердің
көмірсутегін тотықтыру белсенділігінің жоғары көрсеткіші препатартты
қосқаннан кейін алғашқы үш айда байқалды. Екі жылдық тазалау қорытындысы
бойынша 60 м3га мұнай бір үлгіде үш ай уақыт мерзімде топырақтағы мұнайдың
мөлшері 78,8 % төмендеумен қатар, топырақтың фитоуыттылығында айтарлықтай
азайғанын көрсетеді. Далалық тәжірибелер Деворойл препаратымен қара
топырақты жерлерді мұнайдан ластаудан тазартуда, оның құрамына кіретін
микроорганизмдердің көмірсутегін тотықтыру белсенділігі жағарлағанын
көрсетеді. Далалық тәжірибелердегі препараттың ең жоғарғы мұнай тотықтыру
белсенділігі алғашқы үш айға сәйкес келеді. Мелиоранттардың, әсіресе ағаш
үгіндісі препараттардағы микроорганизмдердің санының жоғарлауын тұрақты
сақтауды қамтамассыз ететіндіктен топырақтағы мазуттың деструкциялану
деңгейін жоғарылауын қабілеттендіреді.
Мұнаймен ластанған топырақты тазалау үшін Лестан биопрепараттарын
лабораториялық және далалық тәжірибелерде тексеру жүргізілді. Аталған
препарат құрамына микробтық компонент және адсорбенттер кіреді. Мұнаймен
ластанған топырақты тазалауды биокөпіршік түрінде ластанған аймақтарды
суару және препаратты топырақты қопсыту арқылы құрғақ күйінде қосу сияқты
әртүрлі әдістері зерттелінді. Топырақты Лестан биокөпіршік түрінде өңдеу
нәтижесінде көмірсутектердің микробиологиялық деструкциясын қарқындаттыруын
көрсететін мәліметтер алынды. Тазалау деңгейі 35 тәуліктен соң 89 бар
күрделі 91-95% жетті. Препаратты құрғақ күйінде пайдалану 48 тәуліктен соң
тазалану деңгейі 73% жеткенін көрсетті. Аталған препарат ортаның жағдайымен
температураның өзгеруіне төзімді болады 5-6.
Л.В. Понамарев зерттеулерінде мұнаймен ластанған топырақты тазалауға
арналған БИОСЭТ препаратын ұсынады. Оның негізі микроб ассоциациясынан
құралған, оның ішінде үш аэробты микроорганизм, екеуі (Arthrobacter)
туысына жататын микроорганизм болса, біреуі (Micrococcus) туысына жататын
микроорганизм тобы болып саналады. Препарат көмірсутегінің биоыдырауын және
биотасмалдауын қамтамассыз етеді 27.
Топырақты мұнай және мұнай өнімдерінен тазарту үшін Родобел-Т препараты
жасалынды. Бұл экологиялық зиянсыз препарат қоршаған ортаны мұнай және оның
өнімдерінен тазарту үшін ұсынылғандықтан мұнай, дизельді жағармай, мазут
және т.б. мұнайдың ауыр өнімдерін (гудрон, битум) ыдыратуға қабілеті
зерттелінді. Препарат мұнай көмірсутектерін белсенді пайдалнатын
микроорганизмдер бірлестіктерінен тұрады 23.
1.2 Мұнаймен ластанудың топырақ микрофлорасына әсері
Мұнай және мұнай өнімдері – сұйық ластаушылар болып табылады, олардың
әртүрлі топырақтарда активтілігі миграциялануға қабілетті. Көмірсутектердің
жоғарғы қозғалғыштығын авариялық жағдайларда туындаған елеулі аудандарында
олардың таралу қауіптілігі ғана емес, оған қоса топырақты – грунтты,
жерасты және жер бетіндегі суларға түсуі де анықтайды 20-21.
Ластану процесінде мұнайдың басым бөлігі топырақтың ең беткі қабатында
жинақталады, содан кейін ол бөлек топырақты блоктар арасында өте шапшаң
айырмашылығы бар концентарцияны тудырмай ластаушымен толық қаныға алады.
Топырақты горизонттардың шөгу тереңдігі жоғарлаған сайын сіңірілген
мұнайдың саны тез төмендейцді. Топыраққа сіңіріліп жатқан мұнай тең
таралмайды және топырақ профилінің морфологиялық өзгерістерін тудырады.
Бастапқы топырақтың бөлек генетикалық шектерінің толық деградациясы болуы
мүмкін, әсіресе бастапқы белгілерінің жоғалуына дейін.
Топырақтың бетіне түскен мұнай гидростатикалық, капиллярлы және
гравитациялық күштердің әсерінен ауысады. Бұл күштердің топырақтағы,
грунтты жүйелердегі қатынасы әртүрлі биоклиматтық жағдайларда бірдей емес,
ол бір территорияның әртүрлі типті топырағында да әртүрлі болып келеді.
Оған қоса, олар бір топырақтың әртүрлі генетикалық шектерінде де әртүрлі
болып келеді. Топырақтың тереңірек шектерінде мұнай әлсізденген аймақ
бойымен миграция каналдарынан өтеді. Олар капиллярлы кайма аймағында
грунтты судың ағу бағытымен таралады. Мұнайдың топырақтағы осындай жолмен
таралуы оның профилінің жоғарғы бөлігінде үлкен жабысқақтық пен топырақты
агрегаттардың саңылауларының бітелуінің нәтижесіндегі механикалық тежелумен
байланыста. Осыған байланысты төменгі шектерге өте елеусіз мөлшерде судағы
жоғары ерігіштігі бар төменгі молекулалы қосылыстар енеді, яғни мұнайдың
жоғарғы молекулалық компоненттеріне қарағанда жоғары диффузиялық қабілеті
бар қосылыстар енеді 24.
Төменгі жұтылу қабілеттілігі мен жоғарғы су өткізгіштігі бар жеңіл
механикалық құрамды топырақтар кен өндірудің өнімдерімен ластануға, сазды
топырақпен жыныстарға қарағанда аз ластанған. Құмды топырақта мұнай
өнімдерінің қозғалғыш компонеттерімен топырақты-грунтты және грунтты
сулардың ластану қаупі жоғарлайды. Бізге белгілі, мұнайдың құрамы өте
күрделі. Оның құрамына кіретін көмірсутектердің негізгі класы болып
парафин, циклопарафин және ароматты көмірсутектер болып табылады. Осы
кластардың сандық және сапалық қатынастары түзілу жағдайына байланысты
әртүрлі топырақққа мұнай және мұнай өнімдерінің түсуі кезінде оның
химиялық, физикалық, микробиологиялық қасиеттеріне, кейде айналымсыз
өзгерістері жүруі мүмкін. Олар топырақ профилінің қайта құрылуына келеді
25-26. Мұнаймен ластанған топырақтың топырақ бөліктерімен берілетін
гидрофобтты қасиеттері бар. Гидрофобты қасиеттері елеулі дәрежеде
ластаушының концентациясымен анықталады. Мұнаймен ластанған опырақтың
гидрофобтығының шапшаң жоғарлауына сулы физикалық қасиеттердің кейбір
көрсеткіштерінің өзгеруі бойынша анықтауға болады. Топырақ қабатының
мұнаймен ластану процесі кезінде оның уытты және канцерогенді
көмірсутектерінің адсорбциясы, құрылымдық бөліктерінің жабысуы жүреді.
Аэрация бұзылады, анаэробты жағдайлар туындайды, тотығу-тотықсыздану
потенциялы бұзылады. Мұнаймен сіңірілген топырақтың ылғалды ұсатуы мен
жұтқыш (сіңіргіш) қабілеті жоғалады. Мұнаймен ластанудың жоғарлауымен
топырақтың ылғалдылығы заңды түрде әрбір келесі доза сайын орташа есеппен,
агротехникалық өңдеудің әдісіне тәуелсіз 1%-ға өседі. Оның себебі
ылғалдылық транспирация жылдамдығының топырақтың жоғарғы мұнаймен ластанған
қабаты арқылы төмендеуі болып табылады, ол сулы және ауалы мұнаймен
ластанған топырақтың режимдерінің елеулі түрде бұзылуына және топырақтағы
анаэробты процестердің дамуына әкеп соғады. Соңғысы топырақтың өнімділігіне
теріс әсер етуі мүмкін. Топырақтың жеңіл мұнай фракцияларымен ластануы
кезінде гидрафобтылығы мүлдем тәжірибе жүзінде өзгермейді. Мұнайдың ауыр
фракциялары елеулі түрде топырақтың гидрофобтылығын жоғарлатады 27.
Мұнаймен топырақтың ластануы оның химиялық құрамының елеулі түрде
өзгеруімен бірге жүреді. Алдымен мұнаймен ластану сулы суспензияның рН-ның
кейбір жоғарлауына әкеліп соқтырад, ол топырақты ерітіндідегі сутегінің
көбейтілуімен және натрий кешенінің сіңірілуімен байланысты. Ауыспалы
сутекпен қатар ауыспалы аллюминидің мөлшері азаяды. Мұнаймен қатар суларда
натрий және калий тұздарының жоғары концентрациясы болады. Соңғылары
топыраққа түсе отырып жинақталып, уытты концентарцияға жете алады. Көміртек
мөлшерінің және азот пен фосфордың тапшылығы туындайды. Мұнаймен ластанған
топырақтарда тотығу-тотықсыздану жағдайлары өзгеріп, микроэлементтердің
қатарында елеулі аномалияның туындауы жүріп, көміртек пен азот арасындағы
қатынас бұзылып, кальций мен магний негіздеренің мөлшері өзгереді. Осының
нәтижесінде топырақтың негіздермен қанығу дәрежесі төмендейді және
сыйымдылық жұту дәрежесі төмендейді 28-29. Мұнай қысымының жоғарлауы
кезінде топырақты нитрификациялаушы қабілеттілігінің төмендеуі жүреді
ондағы нитартты азоттың мөлшерінің азаюы, қозғалғыш фосформен ауыспалы
калийдің мөлшерінің жоғарлауы жүреді. Ластанған топырақтың төменгі
шектерінде корбанат көмірқышқылдарының мөлшері төмендейді. Топыраққа
мұнайды енгізудің негізгі эффектісі болып жалпы органикалық заттардың
мөлшерінің жоғарлауы болып табылады. Мұнайдың көмірсутектері топыраққа түсе
отырып органикалық заттың санына әсер етіп қоймай, оның сапалық құрамына да
әсер етеді. Ластанған аймақтың қара шірікті шегіндегі органикалық
көміртектің саны бір неше есе өседі, әдетте топырақ қарашірігінің құрамында
тек аздаған бөлігі сызықты немесе циклді көмірсутектермен (5-8%) берліген,
сондақтан топырақтың жоғарғы дәрежесі мұнаймен ластану кезінде
көмірсутектердің бір бөлігі өзгеріп өсіп кетеді. Мұнайдың көмірсутектері
қарашірікті қышқыл молекулаларына қосылады. Бұл қарашірік қышқылы
молекуласындағы перифериялық құрылымының барлық бөлігі қарашірік
фракциялары тобының асболютті мөлшерінің жоғарлауына әкеледі. Ластанған
аймақтың органикалық затының жоғарлау басында көмірстутектердің уыттылығын
әсерінен жағымсыз әсерде болады. Бірақ желдету процесі кезінде мұнай
өнімдерінің қайта түзілуінен кейін де топырақтың өнімділігін қалыпына
келтіруге септігін тигізетін маңызды фактор да болуы мүмкін. Топырапқтағы
барлық процестер, әсіресе микробиологиямен өзара байланысты, өзара
түсінінкті және бір-бірімен координациялануы сонша ол экожүйенің теңдігін
қамтамасыз ете алады 30. Топыраққа мұнайдың түсуі флораның және фаунаның
функциянгалды активтілігінің экологиялық сукцессиялы – репрессиялдығын
туғызып гомеостаз жағдайында түрған барлық микробты қауымдастығының
копмонеттерін қозғалысқа келтіреді, топырақты микробиоценоздың құрылымы
өзгереді, оның құрылуы трофикалық байланыстар сипаты биоценоз активтілігі,
биохимиялық реакциялардың бағыттылығымен жылдамдылығы өзгереді 31.
Микроорганизм клеткаларына мұнай көмірсутектерінің әсері көмірсутек
молекулаларынң клетка қабығымен әсерлесуден басталады. Алдымен, клетка беті
мұнай көмірсутектерімен шайылуы керек. Олардың жылдамдығымен цитоплазмаға
ену деңгейі мұнаймен клетка қабығы химиялық қасиеттіне тәуелді. Мұнай
көмірсутектерінің клеткаға түсуіне органкиалық қосылыстар, яғни
микроорганизм тіршілікке бейім өнімдері септігін тигізуі мүмкін. Бұл
қосылыстар көмірсутектер мен кешен түзе алады және осындай түрмен клеткалық
мембрананың лепиттік фазазсы арқылы протопластқа өте алады. Мұнай
цитоплазмалық мембарананың лепитті компоненті арқылы биологиялық әсер
көрсете алады. Соңғысының енуінің бұзылуымен клеткамен тургордың жойылуы
оның бүлінуінің бірден бір көрінісі болады.
Топырақ микроорганизмдері кешендегі түрлер қатынасының өзгеруі мұнаймен
топырақтың ластануымен тығыз байланысты. Топырақтың мұнаймен ластануының
әртүрлі деңгейлеріне өзінің микробты жүйесі сәйкес келеді. Топырақтың
мұнаймен ластану деңгейі жоғарлаған кезде ластаушының микробиологиялық
көрсеткіштерімен доза – эффективі бойынша келетін өзгерістермен тығыз
байланысы табылады. Бұның барысында күшті сапалы ластайтын 4 деңгейі
анықталды, олардың әрқайсысы белгілі бір диагностикалық белгілермен
сипатталады. Топырақтың микробты жүйесінің гомеостаз аймағы (топырақтың
мұнаймен төмен деңгейде ластану кезі) мұнай концентарция диапазонының
жайлайды (0-1 мгкг топырақ), ол топырақ микробиотасына айрықша әсер
етпейді. Микробты қауымдастықтың барлық көрсеткіштері тұрақты және
бақылаудан мүлдем айырмашылығы жоқ. Қауымдастықтың жалпы биомассасы өсуі
мүмкін, бірақ оның құрамы әрдайым бір қалыпты болады. Ол мұнайдың
микробиологияялық процестерге стимуляциялаушы әсеріне себепші болады 32.
Стресс аймағында (1-50 мгкг топырақ) микробты қауымдастақтың жинақталуы
айрықша өзгереді, Oligodendron griseum, Streptomyces sp, S.griseus.
организм қауымдастықтарының бөлігі бақылау топырағында төмендей түседі.
Осыған дейін аз кездесетін кейбір микроорганизмдердің пропорциясы өседі –
Penicillum paxilli, P.fimiculosum, P.vermiculatum. стерсс аймағы үшін
(ластанудың орташа деңгейі) топырақ микробиотасының құрамындағы сапалық
өзгерістер тән және топырақтағы микробиологиялық процестердің интенсивті
сапалық өзгерістері де тән. Микроорганизмдердің популяциясының қайта
таралуы басымдырақ (доминантты) дәрежесі бойынша жүреді. Стерсс аймағында
топырақтың мұнаймен ластану деңгейі соншалықты микробты қауымдастықта осы
топыраққа тән бірінші ауытқулар туындайды. Резистенттілік аймағы
(ластанудың жоғарғы деңгейі) қауымдастықтың құрамының ауысуымен түрлік
алуантүрдің күрт төмендеуі жүретін мұнай концентарция диапазонымен
анықталады (50-300 мгкг топырақ). Мұнайдың жоғарғы концентрациясына
төзімді микроорганизмдердің популяциясы активті түрде дамиды 33. Бұл
аймақта топырақтың ластануымен келетін теріс эффект басым формаларының
толық өзгеруіне және осы топыраққа тән микроорганизмнің өсуін тоқтатады.
Қауымдастықтың құрамында сирек кездесетіндер ретінде ластанбаған топырақ
қаумдастығында кездеспеген микроорганизмдер түрі пайда болады. Олардың
ішінде Aspergillus ustus пен Penicillun tradum микроскопиялық
саңырауқұлақтар да бар. Қауымдастақта стерильді мицелиі бар Dematiaceae
туыстығының қараға боялған миксомицептері сияқты микроорганизмдердің пайда
болуы резистенттілік аймағына тән және ластанудың жоғарғы деңгейін
көрсетеді. Оған қоса, сапроторфты микрофлораның активтілігінің елекулі
дәрежеде төмендеуінен толық тоқталуына дейін табылған. Концентарцияның дәл
осы интервалында топырақтың барлың бетіндегі микроорганизмдердің тең
колонизациясы жүреді. Бұл диапазонда мұнайдың көмірсутектері
метаболизденеді. Топырақтың микробты жүйесінің репрессиялану аймағында
мұнай концентарциясының диапазоны 300 мгкг топырақтан жоғары болады, онда
микроорганизмдердің өсуінің толық тежелуі мен дамуы жүреді және
микробиологиялық процестердің ингибирленуі де жүреді 34-35.
Мұнайдың топырақтағы әсерін доза-эффект типі бойынша сипаттауға
болады. Ластаушы агенттерге қатысты топырақ жүйесінің төзіділігі
гомеостаз аймағының көлемі бойынша бағаланады, ол әртүрлі топырақ
үшін кең шектерде ауытқиды, ол биотаның қалыпты тең жағдайы ретінде
қабылданды.
Гомеостаз аймағына сәйкес мұнай концентрациясы шегінде ол
биологиялық стимулятор ретінде жүреді. Өте сезімтал ретінде Rhizopus
niqricans, Fusarium monilitorme, Asperqillus flavus түрлері болады. Азот
цикілінің микроорганизмдердің ішінде мұнай әсеріне сезімтал
нитрификациялаушы бактериялар келеді, ал азотфикация, аммонификация,
денитрификация процесіне қатысатын микроорганизмдердің саны мен
активтілігі керісінше, жоғарлауы мүмкін, топырақ салмағынан 1% жоғарғы
дозадағы ластану целлюлозолитикалық микроорганизмдердің дамуын
тежейді. Топырақ экожүйесінің микробты компонеттерінің құрылымының
бұзылуы микроорганизмдер санының жоғарлауымен және алуантүрлігінің
азаюымен байланысты, оған қоса арнайы экологиялық – трофикалық
микроорганизмдердің топтарының қоспалы энергияның утилизациясының
әртүрлі сатысына қатысатын микроорганизмдердің дамуына байланысты.
Мұнайдың топырақ биотасына әсер ету механизмі ластаушы эффектінің жалпы
сананың бөлек компоненттерін бағалауды мүмкін етеді. Төмен концентарциядағы
мұанайдың жеңіл компоненттері (бензин, солярка) топырақ микробиотасына
мүлдем әсер етпейді 36. Жоғары дозада микроорганизмге жоғары өсімдіктер
мен микроскопиялық топырақ жануарларға басқа токсиканттар сияқты әсер
етеді, ал одан да жоғары концентрацияда көмірсутек тотықтырушы
микроорганизм үшін негізгі торфикалық субстрат ретінде әсер етеді. Осыған
қарама-қайшы болып, мұнайдың ауыр фракциялары (май, гудрондар)
микроорганизм үшін токсикалық әсер етпейді, олармен бетаболизмденбейді
немесе топырақтың микробты қауымдастығымен жинақталған метаболизм жолымен
залалсызданады. Олардың теріс эффектісі топырақтың гидрофобтылығының шапшаң
жоғарылауымен анықталады, оған қоса оның мұндаймен жоғары деңгейде ластануы
топырақ биотасының өсуінің толық тежелуіне әкеледі.
Мұнаймен ластану топырақтың демалуының интенсивтілігінің өзгеруіне әкеледі.
Тыныс алу - топырақтағы биологиялық активтілігінде көп қолданылатын
көрсеткіштердің бірі, топырақ популяциясының барлық тобының активтілігін
сипаттайды.
Төменгі концентарцияда топырақ микроорганизмдердің тыныс алунына әсер
етпейді, бірақ топырақтағы крахмал типті полимерлердің ыдырауын стимульдеуі
мүмкін. Жоғары концентарцияда тыныс алудың интенсивтілігінің жоғарлауы
жүреді. Мұнайдың залалсыздануы процесінде топырақ микроорганизмдердің тыныс
алу супстраты болып, көмірсутек сияқты мұнайдың компоненттері қызмет етеді.
Бастапқы ішкі мұнайдағы компонентердің мөлшері көп емес, олар толығымен
топырақтың алдын-ала тыныс алуының стимуляция кезінде толығымен
қолданылады, деградация процесінің келесі стационарлы режимінде тыныс
алудың әр дайым интенсивтілігі кезінде жүріп отырады, ол ластанбаған
топырақтың тыныс алу интенсивтілігін жоғарлатады 37.
Мұнаймен ластанған топырақтың тыныс алу интенсивтілігінің жоғарлауы
микроорганизмдердің мұнай өнімдерінің өсуі үшін қолданылып тотықтыратыны
жөнінде айтады, оған қоса көміртектің диоксидінің маңызды бөлігі мұнайдың
тотықсыздандырушы деградациясының соңғы өнімі болып табылады. Мұнаймен
ластану кезіндегі көмірсутектердің жоғарғы уыттылығымен физикалық
қасиеттернің бұзылуы топырақтың биохимиялық активтілігінің тежелуіне
әкеледі. Мұнаймен ластану әртүрлі болып топырақтың ферментативті
интенсивтілігіне әсер етеді, мұнаймен ластанудағы көптеген топырақ
ферменттері өзінің активтілігінің төмендеуімен әсер етеді, топырақ
ферменттерінің активтілігінің арасындағы корреляция мен топырақтың тыныс
алуы бұзылады. Көмірсутектің биодеградациясымен байланысты процестердегі
топырақ ферменттерінің қызметі елеусіз. Белгілі болғандай мұнайдың құрамы
өте күрделі, оның әртүрлі компонентерінің топырақ ферменттерімен топырақтың
тыныс алу процестеріндегі компонентерінің әсері бірдей емес. Мұнаймен
ластану кезінде топырақта биохимиялық процестің аутореттелуінің өзіндік
компенсаторлық механизмі өңделіп шығады. Авторлардың деректері бойынша
топырақ протеазосының активтілігін көмірсутектермен ингибирлеу
аммонифицирлеуші микроорганизмдердің санының жоғарлауы салдарынан
компенсацияланады, яғни олармен топырақ ортасына протеазаларды бөлудің
жоғарлауымен қамтамасыз етіледі 38.
Осы негізбен мұнайды ластаушы әсерден маңызды екі аспектісін бөліп алуға
болады. Бұл ксенобиотиннің жоғары концентрацияда барлық топырақ биотасына
қатысты күшті уытты қасиеттер ретінде қатысады, бірақ уыттылық кезеңі
салыстырмалы үздіксіз болады. Содан кейін мұнайдың уытты әсері төмендейді,
ал мұнаймен ластанған топырақтың биохимиялық өнімділігінің созылмалы
төмендеуі топырақтың маңызды қасиеттерінің өзгеруімен байланысты. Микроб
қауымдастығының құрамы мен құрылуы мұнай консентрациясына байланысты
өзгереді. Мұнайдың топырақ биотасын ластаушы әсері жөніндегі заңдылықтың
құрылуы, мұнаймен интенсивті ластанған топырақтың бастапқы қалпына келуінің
себептерін түсіндіруге болады 39.
Көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдерді сақтау әдістері және олардың
мұнай тотықтыру қасиеттері
Микроорганизмдермен жұмыс жасау кезінде ең маңыздысы ол тек ғана
клеткалардың өмір сүру қаблетін сақтау ғана емес, сонымен қатар
таксономиялық , т.б. қасиеттерін зерттеуде сақтау қажет. Әртүрлі
систематикалық топтардың микроорганизмдері және тіпті бір түрдің әртүрлі
штамдары мен нұсқалар сезімталдығы оларды сақтау кезінде бір бірінен
парықталады. Сондықтан көп санды және әртүрлі микроорганизм топтарын бірге
сақтаудың ортақ әдісі жоқ. Үлкен коллниялардағы әртүрлі микроорганизм
топтарын индивидуальді әдіспен сақтайды. Содан басқа, микроорганизмдерді
жоғалту мүмкіндігін тоқтату үшін әр штамм бір емес, бірнеше жолдармен
сақталады. микроорганизмдерді сақтау нәтижесінде олардың популяциялық
өзгергіштігінен , яғни гетерогенді популяцияға негізделген, олардың
физологиялық , биохимиялық қасиеттері өзгереді, антибиотикалық немесе
фементативті активтілігі төмендейді. Сақтау процессінде бактерияларды
әртүрлі жағдайда дақылдау сияқты диссоциация түрлі жүруі мүмкін, яғни бір
туысты бактериялардың нұсқамаларға ыдырауы, генетикалық , физиологиялық ,
биохимиялық және морфологиялық қасиеттермен ерекшеленеді. Сондықтан кейбір
жағдайларға сақтаудың анықталған нұсқаларға оптимальді сақтаудың түрін
таңдау керек, мысалға, биосинтез белсенділігі жоғары нұсқалар үщін.
Микроорганизмдерді сақтаудың ең кең таралған әдістері жаңа қоректік ортаға
периодты дақылдау жатады. Дақылдарды қоректік ортаға вазелин майына сақтау,
леофильді жағдайда сақтау. көбінесе микроорганизмдерді шамамен төмен не өте
төмен температурада, дистрленген суда не 1﹪ хлорлы натрий ертіндісінде
сақтайды, сонмен қатар кептірілген жағдайдағы сорбенттерге сақтайды, сақтау
әдісін таңдау микроорганизмдердің қолданылу мақсатына байланысты.
Қоректік ортаға периодты дақылдау. бұл әдіс микроорганизмдерді
лабораториялық жағдайда ұзақ уақыт сақтаудың алғашқы әдісі болды және
қазіргі таңда да микробиологиялық жұмыс тәжірибесінде кеңінен қолданылады.
Аэробты микроорганизмдерді көбінесе агарлы қоректік ортаға дақылдайды,
микроаэрофильдерді- жартылай сұйық 0,2-0,3﹪агар бар ортаға ,ал,
анаэробтарды қатты қоректік ортаға немесе сйық ортаға Р.Хангейттің
техникалық принципін сақтай отырып дақылдайды. Дақылдарды жаңа қоректік
ортаға 2 пробиркаға （көлбаға）дақылдайды.алдағы уақытта жұмыс жасағанда
микроорганизмі бар бір пробирканы қолданып,ал,дақыл бар екінші пробирканы
сақтау үшін және келесілік дақылдандыру үшін қалдырады.
Әртүрлі микроорганизмдердің жаңа қоректік ортаға дақылдандыру жиілігі
әртүрлі және жоғары деңгейде қасиеттермен анықталады. Көптеген
микроорганизм түрлерін 1-2 айда бір рет дақылдауға болады, бірақ сүтқышқылы
бактериялары жиі дақылдандырылып тұруды қажет етеді. 11.1 кестеде кейбір
микроорганизмдердің дақылдандыруда шектік сақтаушы көрсетілген.
Микроорганизм дақылдарын жиі дақылдандырып тұрудың да кемшіліктері бар.
Ең негізгісі – кейбір морфологиялық және физиологиялық белгілерінен
айырылуы, сонымен қатар, жйі дақылдандыру дақылдардың биохимиялық
белсенділігін төмендетеді, бөтен микроорганизмдерді инфицерлеу қауіпін
жоғарлатады. Әсіресе сұйық орталарға дақылдауда кездейсоқ мутанттар мен
олардың селекциясы пайда болу мүмкіншілігі жоғары.
Минералды майда сақтау.
Минералды май ішінде сақтау бактериялармен микроскопиялық
саңырауқұлақтар үшін кең қолданылады. Бұл әдіс микроорганизмдердің әртүрлі
систематикалық топтарының өмір сүру қаблеттілігі мен таксоноимиялық және
басқа белгілерінің ұзақ сақтауының қамтамасыз етеді. Май қоректік ортаның
кеуіп кетуіне жол бермейді, метабализм процесін бәсеңдетеді және
дақылдандыру арасындағы уақытты ұзартуға мүмкіндік береді.
Микроорганизмдерді қолайлы агарлы қоректік ортада өсіреді, анаэробты
микроорганизмдерді сәл қиғаш ( бұрышы 45﹪)агар бетінде микроаэрофильдерді
және факультативті анаэробты микроорганизмдерді жартылай сұйық ортада ,
анаэробтларды тығыз ортада (укол әдісі не ерітілген ортаға араластыру
арқылы).жақсы дамып , өсіп келе жатқан дақылдарды маймен құяды. Ереже
бойынша , аспорагенді бактерияларды 2-7күн дақылдағаннан кейін
микроорганизмдердің өсу жылдамдығыа қарай май құяды, бациллар мен
актиномицеттер формалары қалыптасып келе жатқанда май құяды. Аминқышқылдар
4-10 тәуліктен кейін, мицелияллды саңырауқұлақтарды 7-12 тәуліктен кейін
май мен құюға кеңес береді. Дақылдарды құюға жоғары тазаланған медицинальқ
,тығыздылығы 0,8-0,9 вазелин майын пайдаланған жөн.қолданылатын майды бір
атмосферада , автокловта бір сағат заласыздандырылады, содан кейін
ылғалдылығын жою үшін бір сағат ішінде кептіргіш шкафта 150С0
температурадан жоғары емес жағдайда не бөлме температурасында екі – үш
тәулікке қалдырады. Дақылды маймен құйғанда қоректік ортадан тек 1cм алу
керек, ал қиғаш агардың жоғары шетіне дейін жеткені дұрыс және бөлме
температурасында немесе тоңазытқышта 4-6Cо сақтайды. Майдан клеткаларды
алып, жаңа қоректік ортаға егу үшін пробирка қабығына тұзақпен клеткаларды
алып, артық майды жойып жаңа ортаға көшіреді. Көптеген микроорганизмдер
көптеген микроорганизмдер алғашқы көшіру кезінде, сақтаудан кейін майда
өсуі бәсеңдейді, бірақ содан кейін дақылдандыруда өсу жылдамдығы қалпына
келеді. Микроорганизмдерді вазелин майы ішінде сақтау әдісі қарапайым
жұмыс жасауда да ыңғайлы , барлық лабараторияларда қолдануға болады. Бұл
әдістің кемшілігі ретінде тұзақты қыздыру кезінде, май шашырап ауданды сол
микроорганизмдермен инфицерлеуі, сонмен қатар майдан кейін ыдысты арнайы
тазалау.
Леофильді жағдайда сақтау.
Леофильді кептірілген клеткаларды сақтау – микроорганизмдерді ұзақ
сақтаудың кең таралған әдісі. Леофилизация деп вакуум ішінде мұздатылған
клеткаларды кептіру процессін айтамыз.леофильді кептірілген клеткаларды
вакуум ішінде немесе отерильді газ көбінесе азот струясында ампулаларға
бекіту арқылы сақтайды. Осы әдісті қолдану нәтижесінде клеткаларды 10- 20
жыл және одан да көп уақыт орфологиялық, дақылдық, өмір сүру қасиеттерін
және биохимиялық активтілігін өзгеріссіз сақтауға мүмкіндік береді.
Микроорганизмдерді леофильизациялайтын, стационарлы фаза басталғанша
оптимальді жағдайда өсіреді немесе тыныштық күйдегі формалары құралғанша
оптимальді жағдайда өсіреді. Одан клеткаларды немесе тыныштық күйдегі
клеткаларды қорғаныш орта деп аталатын арнайы сұйықтықта суспезияларды. Бұл
қорғаныш ортасының құрамына клеткаларды мұздату және кептіру кезеңдерінде
зақымдалудан сақтайтын әртүрлі заттар бар.
Төменде әртүрлі микроорганизм клекаларын леофилизациялауда қолданылатын
кейбір қорғаныш ортасының құрамы көрсетілген :
желатин – 1г ,сахороза -1 0г, дистрленген су -100мл,
·майсыздандандырылған сүт -100мл,
Глюкоза - 7г.
Майсызданған сүт – 100мл, NH4CI- 0,5г, тимочевина -0,5,
аскарбин қышқылы -0,5.
·бие сарсуы – 75мл, ет сорпасы -25мл, гоюкозо- 7,5г.
Табысты лиофилизация жүру үшін қорғаныш ортадағы микроорганизмдердің
тығыздығы 1мл де 109 -1010 клеткадан жоғары болуы керек. Алынған
суспензияны нейтралдық шыныдан 0,5-1,0мл алып ампулаларға құяды,-20ден
-700С дейін. Температура аралығында қатырады, сосын вакуум астында
кептіреді және бекітеді. Леофилизденген клеткалардың қалдық ылғалдығын 1-
6﹪аралығында болады және ол қорғаныш ортаның құрамымен және кептіру
режимімен анықталады. Әртүрлі лабораторияларда кептіру және қатыру режимі
айтарылықтай өзгереді және көп жағдайда ол қолда бар құрылғыларға тәуелді
болады. Лиофильді кептірілген клеткалары бар ампулаларды қараңғыда ,4-60С
температурада сақтауды ұсынады. Өте жоғары температурада , әсіресе 25-300C
жоғары температурада сақтау –клеткалардың өміршеңдігін біршама төендетеді.
Реактивация үшін лиофилденген клеткаларға тамшылай стерильді
дестирленген су мен 0,5-1,0мл мөлшерде құбыр суын қосады.регидратациядан
кейін клеткаларды бай қоректік орталарға егеді.
Әртүрлі микроорганизмдерді ұзақ уақыт сақтау үшін лиофилизация кеңінен
қолданылады. Соған қарамастан бұл әдісті әмбебап деп есептеуге болмайды.
Грамтеріс бактерияларға қарағанда, грамоң бактериялар лиофилизатцияға
тұрақты екендігін айта кету керек. Фототропты және хемолитотрофты
бактериялар, микоплазмалар, көптеген облигатты анаэробтар лиофилизатцияға
өте төзімсіз. Лиофилизатциядан вегетативті клеткаларға қарағанда
споралардың өміршеңдігі айтарлықтай жоғары болады. Pichia және Lipomeces
туысының ұсақ клеткалы, аскоспоралы ашытқылары Saccharomyces ,
Kluyveromyces, Rhodotorula туысының ірі клеткалыашытқыларына қарағанда
лиофилизатцияны өте жақсы өткереді.
Төмен және аса төмен температурада сақтау.
Басқа әдістермен салыстырғанда төмен және аса төмен температурада
микроорганизмдерді мұздатылыған күйде сақтау әдісі біршама әмбебаптылығымен
сипатталады. Бірақ бұл әдіс сұйық азотпен жұмыс істеу барысында арнайы
жабдықтар мен үлкен сақтықты талап етеді, сондықтан тек лиофилизацияға
төзбейтін микроорганизмдер сақталады. Клеткаларды мұздатудың әртүрлі
жылдамдығмен және температураның кең диапазонында мұздатады. Төмен
температураның зақымдаушы әсерінен қорғау үшін клеткаларды алдын ала
криопротекторларды суспензиялайды.көбінесе глицериіннің 10-
20﹪ертіндісін,диметильсульфаксидтің 10﹪ертіндісін немесе сахорозаның
20﹪ертіндісін қолданады. Тығыздығы жоғары клетка суспензиясы ампулаларға
немесе флакондарға құяды. Ампулаларды бекітіп -700C температурадағы
холодилникке орналастырады,сосын оны -1960C сақталатын сұйық азотқа
ауыстырады. Мұздатылған клеткалардың қайта еруі мүмкіндігінше өте тез болуы
керкек. Сондықтан ампулаларды 35-450C температураға су банясында 2 минут
ұстайды. Ампуладағы клеткаларды бай қоректік орталарға отырғызады.
- 20- 400C дейінгі температурада сақтау кезінде біраз микроорганизмдер
жақсы сақталады, - 700C - тағы қатты көмірқышқылында сақтау едәуір
тиімді, әсіресе аса төмен температура жадайында -1960C(сұйық азот)
немес - 2100C (сұйық азаоттың газдық фазасы).
Глицеролда сақтау.
Микроорганизмдерді сақтаудың ең ыңғайлы әдістерінің бірі оларды төмен
температурада (-200C) криопротектар ретінде қызмет атқарады, глицерол
ертінділерінде болып табылады. Дәл осы әдіс кеңінен таралған , бірақ
микроорганизмдердің көбі мұндай өңдеуге жарамайды. Сондықтан глицеролда
мұздатылған клеткалардың тірі қалу дәрежесін анықтау бойынша алдын-ала
эксперенттер жасау қажет деп есептеледі. Микроорганизмдер консервациясының
бұл әдісі әртүрлі спора суспензияларын сақтауда кеңінен таралған.
Сақтау бойынша эксперимент жүргізу үшін глицеролдың дистилденген судағы
50%-қ ертіндісін дайындайды және оны 30мин ішінде 1атм стерлизациялайды.
Өсіп шыққан дақылдың (әдетте экспоненциалды өсу фазасының ортасынан)
сақтауға арналған клеткаларын 50%- қ глицеролмен1:1 пропорциясында
араластырады, сосын тоңазытқыштқа қояды. Суспензияларды эппендорф стерильді
пробиркаларында сақтау ыңғайлы, ал, олардың дайындалуы үшін стерильді
ұштары бар автоматты пипеткаларды қолданды және қоспаларды ламинарлық
шкафта жасайды. Тірі қалуын тексеру үшін сақталып жатқан клеткалардан
ағымдағы үлгілер алынады. Тексеру нәтижесінде байланысты сол немесе басқа
дақылдың консервация схемалары мен олардың қайта егілу мезгілін есептейді.
Тығыз қоректік ортадан алынған микроорганизм дақылдары үшін, глицеролмен
араластырып суспензиялар дайындайды. Сондай –ақ тығыз орталадағы
клеткаларды тікелей 25%-қ стерильді глицеролмен суспензиялауға болады.
Дистилденген суда немесе натрий хлоридінің 1%-қ ертіндісінде сақтау.
Бұл әдіс арнайы жабдықтарды талап етпейді және кез –келген тәжірибе үшін
қол жеткізеді.
Микроорганизмдерді алдын-ала оптималды жағдайда өсіреді, керек болса
центрифугалайды, содан кейін клеткаларды дистилденген суда немесе натрий
хлоридінің 1%-қ ертіндісінде суспензиялайды. Клеткалардың табысты
сақталуына суспензияның жоғары тығыздылығы әсер етеді. 1мл - де 108-109
клеткалардан кем емес.
Суспензияны стерильді пробиркаларға немесе флакондарға құяды, және
тоңазытқышта немесе бөлме температурасында сақтайды. Клеткаларды алдмен
дақылдық өсудің стационарлық фазасында немесе тыныштық формалары спора ,
цисталар түзілетін кезде сақтауға қолдануды ұсынды.
Кейбір микроорганизмдердің бұл әдіспен 4-60C – та тоңазытқышта сақтау
мерізімі 11.2 кестеде келтірілген.
Дистилденген суда немесе 1%- қ NaCI ертіндісіндегі микроорганизмдердің
тоңазытқышта (4-60C) рұқсат етілген сақтау мерізмі (ай).
Адсорбенттерде құрғатылған жағдайда сақтау.
Бұл әдіс ең бастысы актиномицеттерге , микроскоптық саңырауқұлақтарға
және сорпа түзетін анаэробты бактерияларға қолданылады. Адсорбент ретінде
топырақ, кварысты құм, силикагел, мақта, фильтр қағаз, қолданылады. Бұл
әдістің стандартты . жалпы түрде ол былай жүреді. Ампулаларда
орналастырылған стерильді адсорбенттерді клеткалардың қою суспензиясымен
араластырылады және вакуум астында немесе бөлме температурасында кептіреді.
Актиномицеттерді топырақта немесе кварцеть құмда ұзақ сақтаудан кейін
олардың лабораторияда ұзақ дақылдау процесі кезінде жойылған кейбір
таксономиялық белгілері қайта қалпына келеді деген деректер бар.
Ұзақ сақтаудан кейін микроорганизмдердің өміршеңдігін бағалау.
Әртүрлі сақтау мерізімнен кейінгі микроорганизмдердің өміршеңдігі олардың
бай қоректік орталарға егіп, одан өскен колонияларды санау жолмен
анықталады. Микроорганизмдердің тірі қалу пайызы сақталған клетка санның
,100% ға есептелген,бастапқы өміршең клетка.
Мұнай және мұнай өнімдерінің деструктор- микроорганизмдерді мұнай
көмірсутектерінің деструктор – микроорганизмдері ежелден белгілі, және
әртүрлі орталардан ：тұщы және теңіз суынан тереңдік ластанулардан,мұнайлы
орталардың су қабаттарынан мүнаймен ластанған топырақтардан бөлініп
алынған.мұнай деградациялаушы микайдыны мен топырақроорганизмдер
субиоценозының қарапайым өкілді болып табылады. Олар негізінен келесідей
туыстарға жатады：
Micrococcus,Brevibacterium,Rhodococ cus,Acinetobacter,Pseudomonas,Bacil lus,No
cordia,Coryebacterium бактериялары；
Actinomucor,Aspergillus,Penicillum, Sterptomyces Саңырауқұлақтары；Candida,
Torulopsis,Rhodotorula,Cryptococcus ,Trichosporon, ашытқылыары және т.б.
Мұнайлы орндардың су қабаттарынан бөлініп алынған микроорганизмдер
негізінен қөмірсутеу ыдыратушы, сульфат қалпына келтіруші
денитрификациялаушы , аммонификациялаушы, метан тотықтырушы ,
нитрификациялаушы, тионлы, целлюлоза ыдыратушы бактерияларға жатады.
Микроорганизмдердің көмірсутектерді ассимиляциялау қаблетінің ашылғанныа да
жарты ғасырдан артық уақыт өтті.
Ал, ілгеріректе биологтар бұл процестерді микробиологиялық ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
БИОЛОГИЯ ФАКУЛЬТЕТІ
Микробиология кафедрасы
БІТІРУ ЖҰМЫСЫ
Атырау облысы топырағынан бөлініп алынған көмірсутегін тотықтырушы
микроорганизмдерді зерттеу.
.
Орындаушы магистрант:
Д.К Камалова
(қолы, күні)
Ғылыми жетекшісі:
б.ғ.д., профессор А.А Құрманбаев
(қолы, күні)
Ғылыми жетекшісі:
б.ғ.д., профессор Т.Ж Мукашева
(қолы, күні)
Қорғауға жіберілді
Кафедра меңгерушісі:
б.ғ.д., профессор Т.Ж Мукашева
(қолы, күні)
Алматы 2010 ж
РЕФЕРАТ
бітіру жұмысының тақырыбы: Атырау облысы топырағынан бөлініп алынған
көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдерді зерттеу
Магистірлік бітіру жұмысы 60 беттен, 9 кестеден, 9 суреттен, 4
диаграммадан, 27 әдебиеттен тұрады.
Негізгі сөздер: көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдер, мұнаймен
ластанған топырақ, қоректік орта, рекультивация, биопрепарат,
биоремедиация, штамм.
Зерттеу объектілері: Зерттеу объектісі ретінде Атырау обылысының мұнаймен
ласьтанған топырақ үлгілерінен бөлініп алынған микроорганизмдер қолданылды.
Зерттеу әдістері: мұнаймен ластанған топырақтан көмірсутегін тотықтырушы
микрооргаизмдерді бөліп алу әдісі, Іріктеп алған микрооргаизмді
идентификациялау әдісі, іріктеп алған микрооргаизмдердің әртүрлі
көмірсутегінде, мұнай және мұнай өнімдерінде өсуін зерттеу әдістері.
Зерттеу жұмысының мақсаты: Атырау облысының мұнаймен ластанған топырағынан
көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмді бөліп алу және оларды зерттеу.
Жұмыстың мақсатына жету үшін алға қойған міндеттер:
1. Атырау облысының мұнаймен ластанған топырақ үлгісінен көмірсутегін
тотықтырушы микроорганизмді бөліп алу.
2. Бөлініп алған көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдерге іріктеу
жүргізу.
3. Көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдерді мұнай және мұнай
өнімдерінде өсуін бақылау.
4. Іріктеп алған көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдерді
идентификациялау.
5. Іріктеп алғн микроорганизмдердің сұйық қоректік ортада әртүрлі
көмірсутегінде өсуін бақылау.
Зерттеу нәтижесі бойынша қысқаша қортынды: Зерттеу нәтижесінде мұнаймен
ластанған топырақ үлгісінен 7 микроорганизм дақылы бөлініп алынды. Бөліп
алған көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдерге идентификация жүргізілді.
Идентификаация барысында микроорганизмдер
1А- Arthrobacter туысы, 2А- Acinetobacter туысына, 3А- Terrabacter туысына,
4А- Acinetobacter туысына, 5А- Paracoccus туысына, 6А- Bacillus туысына, 7А-
Acetobacter туысына жіктелді. Бөлініп алынған микроорганизмдерден 3 штамм
1А- Arthrobacter, 6А- Bacillus , 7А- Acetobacter туысының штаммдары
белсенді болып танылды. Олардың 3% - 70% , ал 5% - 30-40% , 7% - 30%
пайызға дейін мұнай ыдыратуға қабілетті екенділігі зерттелді.
Сонымен қатар, белсенді дақылдардың ароматикалық көмірсутегінде өсуіне
зерттеу жүргізіп, флурен бар ортада 1А және 7А штаммы өсуге қабілеті
зерттелді.
МАЗМҰНЫ
Кіріспе
Атырау облысының мұнаймен ластанған топырағының сипаттамасы және
экологиялық жағдайы
1.1 Мұнай тотықтырушы микроорганизмдер және оларды топырақты
тазалауда қолдану
1.2 Мұнаймен ластанудың топырақ микрофлорасына әсері
1.3 Мұнаймен ластанған топырақты рекультивациялау
1.4 Мұнаймен ластанған топырақты биопрепараттар арқылы тазалау
2 Материялдар мен зерттеу әдістер
2.1 Зерттеу нысандары
2.2 Қоректік орталар
2.3 Зерттеу әдістері
3 Зерттеу нәтижелері мен талқылаулар
3.1 Атырау облысының мұнаймен ластанған топырақ үлгісінен көмірсутек
тотықтырушы микроорганизмді бөліп алу. Белсенді
көмірсутектотықтырушы микроорганизмдерді іріктеу
3.2 Іріктеп алған көмірсутек тотықтырушы микроорганизмдердің
әртүрлі мұнай концентрацияларында және мұнай өнімдерінде өсуін
бақылау
3.3 Атырау облысының мұнаймен ластанған топырағынан бөлініп алынған
көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдердің морфологиялық және
дақылдық қасиеттерін зерттеу
3.4 Бөлініп алынған белсенді көмірсутегін тотықтырушы
микроорганизмдердің физиологиялық және биохимиялық қасиеттерін
зерттеу
3.5 Іріктеп алған микроорганизмдердің әртүрлі көмірсутегінде өсуін
зерттеу.
Қортынды
Пайдаланған әдибеттер тізмі
КІРІСПЕ
Соңғы жылдары экологиялық жағдайдың төмендеуі байланысты қоршаған
ортаны мұнай көмірсутектері мен олардың өнімдерінен тазартуда көмірсутегін
тотықтырушы микроорганизмдердің алатын орны ерекше. Қазіргі кезде
микроорганизмдердің көмірсутектерді ыдыратуында көбінесе олардың беткі-
белсенді заттар түзу және әртүрлі көмірсутектерді тотықтыру
қабілеттіліктеріне көп көңіл бөлуде 1-2.
Мұнайдың көмірсутектерінің микроорганизмдермен биодеградациясы қоршаған
ортадан мұнай көмірсутектерін жоюдың негізгі механизмдерінің бірі болып
келеді. Мұнаймен ластанған топырақты тазалаудың ең қолайлы әдісі болып
ластанған ортаға белсенді мұнай тотықтырушы микроорганизмдерді енгізу
арқылы биоремедиация жүргізу болып саналады. Сондықтан ластанған топырақтан
алдын-ала шығарылған көмірсутек тотықтырушы микроорганизмдер кешенін
құрайтын биопрепараттарды құрастырудың маңызы өте зор. Ресейде, АҚШ-та,
Англияда, Қытайда қоршаған ортаны мұнайлы ластанудан тазарту үшін мұнай
тотықтырғыш микроорганизмдердің препараттарын алу бойынша көптеген
зерттеулер жүргізілуде. Препараттардың эффективтілігі көбіне жасанды
ассоциацияларға кіретін микробты компоненттерге байланысты.
Сонымен дүниежүзілік экологиялық проблемаларының бірі, мұнай
өнімдерімен ластанған қоршаған орта. Осыған орай әртүрлі тіршілік ету
орталарының мұнаймен ластанғанын тазарту үшін әртүрлі механикалық, физико-
химиялық және микробиологиялық әдістерді қолданып жүр. Микробиологиялық
әдістер ферментативті белсенді деструкторларды қолдануға, көмірсу және
энергия көзі ретінде мұнай көмірсутектерді қолдануға негізделген. Мұнаймен
ластанған топырақты тазарту үшін көмірсутек тотықтыруға қабілетті белсенді
микроорганизмдер бөлініп алынған және олардан арнаулы препараттар жасалған.
Сонымен қатар, микробиологиялық әдіс, айтылған технологияларды толықтыруға
қабілеті бар.
Жұмыстың мақсаты: Атырау облысының мұнаймен ластанған топырағынан
көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмді бөліп алу және оларды зерттеу.
Осы мақстқа жету жолында алға келесі міндеттер қойылды:
1. Атырау облысының мұнаймен ластанған топырақ үлгісінен көмірсутегін
тотықтырушы микроорганизмді бөліп алу.
2. Бөлініп алған көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдерге іріктеу
жүргізу.
3. Көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдерді мұнай және мұнай
өнімдерінде өсуін бақылау.
4. Іріктеп алған көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдерді
идентификациялау.
5. Іріктеп алғн микроорганизмдердің сұйық қоректік ортада әртүрлі
көмірсутегінде өсуін бақылау.
1. Әдебиетке шолу
1.1 Мұнай тотықтырушы микроорганизмдер және оларды топырақты тазартуда
қолдану
Мұнай және мұнай өнімдері экожүйедегі ең кең тараған ластағыштардың бірі.
Осыған орай қазіргі уақытта топырақтың мұнай және мұнай өнімдерімен
ластануы тез өсуде. Ал бұл біздің қоршаған ортадағы маңызды мәселелердің
бірі болып отыр.
Мұнай және мұнай өнімдерімен ластану топырақ биоценозының өзгеруіне әкеліп
соғады. Ал ол топырақтың өнімділігін түсіреді. Бұл ортада ластанудың
өздігінен қайта қалпына келуі үшін 10-25 жыл өтеді. Осыған байланысты 90-
жылдардың ортасында экологиялық-биотехнологияның жаңа бағыты қалыптасты.
Бұл бағыт табиғи ортадағы биоремедиация (биологиялық қалпына келтіру) деген
атты иеленді. Биоремедиация технологиясын мұнай құйылыстарында, яғни
топырақтағы қажетсіз және улы заттарды жою үшін қолданды 1.
Мұнай-көмірсутектердің табиғи қосындыларының бірі. Мұнай құрамына күкірт,
азот және оттегінің басқа да қосылыстары кіреді. Жер шарының әртүрлі
аудандарындағы органикалық қалдықтар жиналған жерлерде мұнай кендері пайда
болды. Осы жағдайды іске асыратын басты қызметті микроорганизмдер атқарды.
2000 метр тереңдіктегі мұнай кендеріндегі жиналған қалдықтардың 1 га-да 10-
нан 100 млн-ға дейін бактериялар кездеседі. Олар автотрофты организмдерге
жатады.
Қазіргі кезде зерттеулерге сүйенсек, көмірсутекті тотықтырушы
микроорганизмдер табиғатта кең таралғаны анықталған.
Жалпы дүниежүзінде мұнай және мұнай өнімдерін шығарушы өнеркәсіптерге
микробиологиялық жолмен мұнай өнімдерін тазартуы және мұнай көмірсутегін
тотықтырушы микроорганизмдердің орны ерекше болып келеді 2.
Көміртегін тотықтырушы микроорганизмдер табиғатта кең тараған. Қоршаған
ортада көмірсутекті тотықтырушы микроорганизмдердің болуы экологиялық
маңызды фактор болып келеді. Қоршаған ортаның көмірсутегімен ластану
деңгейі ұлғайған жағдайда, көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдердің
экологиялық маңызы өседі.
Ең алғаш 1905 жылы Майелемнің басқаруымен мұнайды тотықтыратын саңырауқұлақ
грифтарының парафин пленкаларын пайдалануын зерттеп, дәлелдеу арқылы
бастаған болатын. Арасында бір жыл салып, яғни 1906 жылы Ран топырақтан
минералды тұздар қоректік орталарда көмірсутектің жалғыз көзі ретінде
парафинді тотықтыратын саңырауқұлақты алды 3.
Топыраққа микроорганизмдерді жеке және оларды азотты, фосфорлы қоректік
заттармен қосып енгізу топырақтың активтілігін арттырады. Осыған байланысты
оның активтілігін арттыру нәтижесі, мұнайдың биологиялық ыдырауын тездетеді
4.
Көмірсутек тасмалдаушы микроорганизмдер мұнайдың органикалық қосылыстарын
өсуі мен көбеюіне субстрат ретінде қолдануға қабілетті. Дәл осы
организмдердің әсері ету нәтижесінде мұнайдың күрделі көмірсутектері
қарапайым заттарға ыдырайды 5.
Микроорганизмдердің көмірсутек тотықтыру қабілетінің негізінде мұнай және
оның өңделген өнімдерімен ластанған топырақтың қалпына келуінің биологиялық
технологиясы жасалынды 6.
Көмірсутек ыдыратушы микроорганизмдер топырақтағы, судағы заттармен
тіршілік етеді. Бұл организмдерге қай жерде мұнаймен ластанған орта бар,
сол жер өздерінің дамуына қолайлы жағдай болып табылады.10.
Мұнай тотықтырушы микроорганизмдердің саны мен түрінің әртүрлілігі және
ортаның мұнаймен ластануының арасында тығыз байланыс бар. Сонда мұнаймен
ластанған теңіз жағалауындағы суда 5-50 пайызға дейін микроорганизмдер жеке
көмірсутектер мен олардың қоспаларын тотықтыруға қабілетті.
Топырақтағы мұнай және мұнай өнімдерінің құрамы мен концентарциясы кең
көлемде өзгеріп ортырады. Осыған байланысты топырақтағы мұнай және мұнай
өнімдерінің құрамы дәл анықтаудағы біркелкілік әдісі әлі дәлелденбеген.
Лабораториялық жағдайларда түрлі ұйымдастықпен топырақтағы мұнайдың құрамын
анықтауда төмендегі әдістерді ұсынды:
- органикалық (корбанатсыз) көмірсуды құрғақ әдісімен анықтау;
- спектр ауданындағы спектрофотометрияның инфроқызылмен анықтау;
- спектр ауданындағы люминецентті – битуминологиялық анализ;
- спекр ауданындағы люминецентті анализді ультракүлгін және қысқа
көлемде анықтау;
- газ сұйықтық хоромотография және хромота масспектрометрия, сонымен
қатар т.б.
Мұнайдың қатысы бар процестердің барлығы маңызды экологиялық қауіп
туғызады. Шынында да мұнайды бақылап табудан бастап және мұнай өнімдерін
қолдануға дейін осы кезеңдердің барлығы белгілі бір шамада қоршаған ортаның
қатты ластануына, адамдардың денсаулығына кері әсер етуіне апарып соғады
7.
Шикі мұнай табылған жерде және оны тасмалдау жолында антропогендік
ластанудың негізгі бір түрі болып саналады. Оны қайта өңдеуде көптеген
өнімдер мен жеке компоненттері өндірістік өнеркәсіптерде және күнделікті
жұмыста кеңінен қолдаданды 19. Мұнайдың ашық сулар мен топырақта, жерасты
суының гаризонтында, атмосфераның жер қабатында және тұрғын үйлерде,
өнеркәсіпорындарында табылуына байланысты қоршаған ортаның жалпы
органикалық ластанудың негізгі бөлігін құрайды 8.
Мұнай және оның өңделген өнімдерімен ластанған топырақтың табиғи жағдайда
қалпына келуі физика-химиялық (жарық, температураның, желдің т.б.
әсерлері), биологиялық тотығу арқылы жүреді. Мұнайдың тасмалдау жылдамдығы
биологиялық процестердің өту қарқындылығына байланысты болады 9-10.
Гетеротрофты микроорганизмдер гетеротрофты микрофлораның бөлігі ретінде
мұнай көмірсутектерді қарқынды тасмалдайтындықтары белгілі 11.
Бұрын табиғат адамдарға қауіп төндірсе, ал қазіргі таңда керісінше
адамдар табиғатқа залалын тигізуде. Адамдар ойланбай істеген жұмыстарының
нәтижесінде табиғатқа биологиялық қауіп төндіріп келеді.
Мұнайды қазып алу, тасымалдау және сақтау технологияларын дұрыс
орындалмағандықтан ол біраз мөлшерде азаяды. Әлемде мұнайды қазіргі
кездегідей көп мөлшерде қазып алу нәтижесінде жылына 50 млн. тоннадан астам
қоршаған ортаға төгіліп отырады. Осыған байланысты мұнаймен ластану
мәселесі тек қазып алынған және мұнайды өңдейтін аудандарға ғана тән сипат
емес. Нақтырақ айтсақ кез-келген қала немесе аудан аталған мәселеге душар
болуы мүмкін. Мұнайдың әртүрлі апаттарының нәтижесінде қоршаған ортаға
төгілуі, өздігінен қалпына келтіру процесі ұзақ 15-20 жылдам уақытқа
созылатын шөлейтті жерлердің қалыптасуына әкеліп соғады 12.
Көмірсутегін пайдаланушы микроорганизмдер табиғатта өте кең тараған. Ортада
көмірсутектердің жиналуы, артүрлі қолайлы жағдайлардың әсерінен
көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдердің қарқынды дамуын жүзеге асырады
13. Сонымен, табиғатта көмірсутектер және оның өнімдері де жиі кездеседі.
Көптеген көмірсуткетер құрамына қарай күрделі немесе оңай ыдырайды.
Көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдер микроценоздың қарапайым мүшесі
болғандықтан, әртүрлі таксономиялық топтарға жатады. Олар мұнай өнімдерімен
қатты ластанған жерлерде көп мөлшерде кездеседі. Кейбір мұнаймен қатты
ластанған аудандарда олардың саны аз болуы мүмкін. Көмірсутегін тотықтырушы
микроорганизмдердің санының жоғары болуы көмірсутектермен ластану деңгейін
көрсетпейді, табиғи экожүйелердің өздігінен тазару процестерінің
қарқындылығының сапалық деңгейіне алғы шарт қана болып табылады 14-15.
Мұнайдың барлық белгілі деструктор-бактериялары аэробты және факультативті-
анаэробты микроорнагнизмдерге жатады. Олардың ішінде топырақта едәуір
тұрақты тіршілік ететін бактерияларға Pseudomonas, Rhodococcus,
Arthrobacter, Mycobacterium, Bacillus, Micrococcus, Micrococcus, Nocardia
және Achromobacter туыстары жатады.
Қазақстанда мұнай өңдеу және тасмалдау өнеркәсіптерінің қарқынды жұмыс
істеу нәтижесінде топырақтың мұнаймен ластануы, сараптамалық бағалаулар
бойынша бірнеше жүздеген мың гектарға жетеді. Ал мұнай өтетін құбырлардың
апаты нәтижесінде мұнайдың төгілуі миллиондаған тоннаға бағаланады. Мұнай
және мұнай өнімдерімен ластану биоценоздардың кері өзгеруіне әкеп соғады.
Мұнайдың өте жоғары деңгейде төгілуі топырақ немесе ландшафтың өнімділігін
толығымен жылдам төмендетеді. Соған байланысты, әртүрлі тіршілік ету
орталарының мұнаймен ластануынан тазарту үшін әртүрлі физико-химиялық және
биологиялық әдістер қолданады. Бірақ аталған алғашқы екі фактордың әсерінен
мұнай және мұнай өнімдерінің толық деструкциясы жүрмей, тек белгілі бір
құрамында ғана өзгеріс болады. Қоршаған ортаның өздігінен тазарту
процестерін комплексті түрде пайдалануда мұнай тотықтырғышы
микроорганизмдердің көмірсутектерді көміртегінің жалғыө көзі ретінде
пайдалану қабілеттілігі, олардың ең негізгі экологиялық маңызды
қасиеттердің болуы органикалық дүниеден ерекшеленеді 16-17.
Соңғы жылдары топырақтың табиғи микрофлорасының белсенділігін арттыруға,
соның ішінде топырақты ауамен қамтамассыз ету, азотты қорек көзімен
қамтамассыз ету, эмульгаторларды қосу жолдарында арналған мақалалар көптеп
жарық көруде. Микробиологиялық тазалаудың эффективтілігі ластаушы заттың
көлеміне, оның ерігіштігіне, аэробты микроорганизмдердің аэрациялау
жағдайында және минералды элементтермен қоректенуімен қамтамассыз етілуіне
байланысты болады.
Мұнаймен ластанған топырақты қопсыту, жырту, айдау сияқты агротехникалық
әдістер топырақтағы мұнайдың биодеградирлеу процесін арттыратын қолайлы
факторларға жатады. Осыдан келіп, көмірсутегін тотықтырушы
микроорганизмдердің тіршілік етуінің қарқыны артып, мұнайдың ұшқыш
фракциялары буланып ұшады, топырақтың кесек болып қатқан бөлігі азайып, су
– ауа режимі, топырақтың қуыстылығы және биохимиялық белсенділігі
жақсарады.
Мұнаймен ластанған топырақты қалпына келтірудегі агротехникалық әдістердің
бірі, ластанған топырақты таза топырақпен араластыру. Ластанған топырақты
таза топырақпен араластырғаннан кейін топырақтың биологиялық және физикалық
қасиеті жақсарып, ары қарай ауылшаруашылығына қажетті өсімдіктерді өсіруге
жарамды жерлерге айналдыратын, шөптесін өсімдіктердің қалыпты өсіп дамуына
толығымен жарамды болатындығын көрсетті 18.
Мұнаймен ластанған топыраққа азотты қорек көзі және қопсытқыш ретінде
бұршақ сабанын салу, мұнайдың уыттылығын төмендетіп, топырақ
микрофлорасының дамуын артырады және топырақтағы сукцессиялық процестерді
жақсартты.
Топырақтың мұнаймен ластаудан кейінгі бұзылғын биологиялық белсенділігін
қалпына келтіру үшін биогумусты салу оның биологиялық және микробиологиялық
белсенділігіне қолайлы әсер жасайды.
Топырақты мұнай өнімдерінен тазалау мақсатында ластанған аймақты қопсытумен
қатар, минералды тыңайтқыштарды және мұнаймен ластанған топырақтан бөлініп
алынған мұнай тотықтырушы микроорганизмдердің жинақталған культураларын
бірге салу ұсынылады. Бұнда жинақталған культурада әртүрлі түрлердің
қатынасы мен түрлік құрамы сондай маңызды емес 19. Мұнаймен ластануды
тоқтату үшін топырақтың су өткізетін қабатын мұнайдың таралған
перпендикуляр бағытында арық қазу, сосын әр қабатты минералды тыңайтқыштар
мен мұнай тотықтырушы микроорганизмдерді араластырып, қазылған топыраққа
қайтадан салу ұсынылады.
Мұнай тотықтырушы микроорганизмдердің негізінде топырақты мұнайдан тазарту
үшін бактериалық препараттар дайындалуда. Қазіргі кезде қоршаған ортаны
мұнаймен ластанудан тазарту мақсатында бактерияның бір ғана түрінен
жасалған биопрепараттармен қатар көмірсутектердің кең спектірін ыдыратуға
қабілетті аралас культураларды да іс жүзінде қолдануда.
Топырақты мұнай және оның өнімдерінен тазарту үшін адамдар жануарларға
зиянсыз микроорганизмдердің арнайы штамдарының аралас культураларынан
тұратын Noggits препаратын ұсынуда. Препарат топырақты мазутты, дизельді
жағармайды, бензинді, керосинді, әртүрлі фенолдар мен формальдегидтерді
ыдыратуға негізделген. Препарат мұнай өнімдерімен ластанған жерлерге
микроорганизмдердің жетуін қамтамассыз ететін, сонымен бірге бактериялар
үшін оттегі мен қорек көзі ретінде болатын көпіршік күйінде салынады.
Шикі мұнаймен ластанған топырақты тазалау үшін құрамында арнайы мұнай
тотықтырушы микроорганизмдердің штамдары бар Деворойл препаратының
мүмкінділігі зерттелді. Препарат тәжірибенің барлық үлгілерінде әртүрлі
ластану деңгейіндегі мұнайды тотықтырады. Девон мұнайы 60-180 м3га дейін,
бобриков мұнайын 120 м3га дейін тотықтырды. Микроорганизмдердің
көмірсутегін тотықтыру белсенділігінің жоғары көрсеткіші препатартты
қосқаннан кейін алғашқы үш айда байқалды. Екі жылдық тазалау қорытындысы
бойынша 60 м3га мұнай бір үлгіде үш ай уақыт мерзімде топырақтағы мұнайдың
мөлшері 78,8 % төмендеумен қатар, топырақтың фитоуыттылығында айтарлықтай
азайғанын көрсетеді. Далалық тәжірибелер Деворойл препаратымен қара
топырақты жерлерді мұнайдан ластаудан тазартуда, оның құрамына кіретін
микроорганизмдердің көмірсутегін тотықтыру белсенділігі жағарлағанын
көрсетеді. Далалық тәжірибелердегі препараттың ең жоғарғы мұнай тотықтыру
белсенділігі алғашқы үш айға сәйкес келеді. Мелиоранттардың, әсіресе ағаш
үгіндісі препараттардағы микроорганизмдердің санының жоғарлауын тұрақты
сақтауды қамтамассыз ететіндіктен топырақтағы мазуттың деструкциялану
деңгейін жоғарылауын қабілеттендіреді.
Мұнаймен ластанған топырақты тазалау үшін Лестан биопрепараттарын
лабораториялық және далалық тәжірибелерде тексеру жүргізілді. Аталған
препарат құрамына микробтық компонент және адсорбенттер кіреді. Мұнаймен
ластанған топырақты тазалауды биокөпіршік түрінде ластанған аймақтарды
суару және препаратты топырақты қопсыту арқылы құрғақ күйінде қосу сияқты
әртүрлі әдістері зерттелінді. Топырақты Лестан биокөпіршік түрінде өңдеу
нәтижесінде көмірсутектердің микробиологиялық деструкциясын қарқындаттыруын
көрсететін мәліметтер алынды. Тазалау деңгейі 35 тәуліктен соң 89 бар
күрделі 91-95% жетті. Препаратты құрғақ күйінде пайдалану 48 тәуліктен соң
тазалану деңгейі 73% жеткенін көрсетті. Аталған препарат ортаның жағдайымен
температураның өзгеруіне төзімді болады 5-6.
Л.В. Понамарев зерттеулерінде мұнаймен ластанған топырақты тазалауға
арналған БИОСЭТ препаратын ұсынады. Оның негізі микроб ассоциациясынан
құралған, оның ішінде үш аэробты микроорганизм, екеуі (Arthrobacter)
туысына жататын микроорганизм болса, біреуі (Micrococcus) туысына жататын
микроорганизм тобы болып саналады. Препарат көмірсутегінің биоыдырауын және
биотасмалдауын қамтамассыз етеді 27.
Топырақты мұнай және мұнай өнімдерінен тазарту үшін Родобел-Т препараты
жасалынды. Бұл экологиялық зиянсыз препарат қоршаған ортаны мұнай және оның
өнімдерінен тазарту үшін ұсынылғандықтан мұнай, дизельді жағармай, мазут
және т.б. мұнайдың ауыр өнімдерін (гудрон, битум) ыдыратуға қабілеті
зерттелінді. Препарат мұнай көмірсутектерін белсенді пайдалнатын
микроорганизмдер бірлестіктерінен тұрады 23.
1.2 Мұнаймен ластанудың топырақ микрофлорасына әсері
Мұнай және мұнай өнімдері – сұйық ластаушылар болып табылады, олардың
әртүрлі топырақтарда активтілігі миграциялануға қабілетті. Көмірсутектердің
жоғарғы қозғалғыштығын авариялық жағдайларда туындаған елеулі аудандарында
олардың таралу қауіптілігі ғана емес, оған қоса топырақты – грунтты,
жерасты және жер бетіндегі суларға түсуі де анықтайды 20-21.
Ластану процесінде мұнайдың басым бөлігі топырақтың ең беткі қабатында
жинақталады, содан кейін ол бөлек топырақты блоктар арасында өте шапшаң
айырмашылығы бар концентарцияны тудырмай ластаушымен толық қаныға алады.
Топырақты горизонттардың шөгу тереңдігі жоғарлаған сайын сіңірілген
мұнайдың саны тез төмендейцді. Топыраққа сіңіріліп жатқан мұнай тең
таралмайды және топырақ профилінің морфологиялық өзгерістерін тудырады.
Бастапқы топырақтың бөлек генетикалық шектерінің толық деградациясы болуы
мүмкін, әсіресе бастапқы белгілерінің жоғалуына дейін.
Топырақтың бетіне түскен мұнай гидростатикалық, капиллярлы және
гравитациялық күштердің әсерінен ауысады. Бұл күштердің топырақтағы,
грунтты жүйелердегі қатынасы әртүрлі биоклиматтық жағдайларда бірдей емес,
ол бір территорияның әртүрлі типті топырағында да әртүрлі болып келеді.
Оған қоса, олар бір топырақтың әртүрлі генетикалық шектерінде де әртүрлі
болып келеді. Топырақтың тереңірек шектерінде мұнай әлсізденген аймақ
бойымен миграция каналдарынан өтеді. Олар капиллярлы кайма аймағында
грунтты судың ағу бағытымен таралады. Мұнайдың топырақтағы осындай жолмен
таралуы оның профилінің жоғарғы бөлігінде үлкен жабысқақтық пен топырақты
агрегаттардың саңылауларының бітелуінің нәтижесіндегі механикалық тежелумен
байланыста. Осыған байланысты төменгі шектерге өте елеусіз мөлшерде судағы
жоғары ерігіштігі бар төменгі молекулалы қосылыстар енеді, яғни мұнайдың
жоғарғы молекулалық компоненттеріне қарағанда жоғары диффузиялық қабілеті
бар қосылыстар енеді 24.
Төменгі жұтылу қабілеттілігі мен жоғарғы су өткізгіштігі бар жеңіл
механикалық құрамды топырақтар кен өндірудің өнімдерімен ластануға, сазды
топырақпен жыныстарға қарағанда аз ластанған. Құмды топырақта мұнай
өнімдерінің қозғалғыш компонеттерімен топырақты-грунтты және грунтты
сулардың ластану қаупі жоғарлайды. Бізге белгілі, мұнайдың құрамы өте
күрделі. Оның құрамына кіретін көмірсутектердің негізгі класы болып
парафин, циклопарафин және ароматты көмірсутектер болып табылады. Осы
кластардың сандық және сапалық қатынастары түзілу жағдайына байланысты
әртүрлі топырақққа мұнай және мұнай өнімдерінің түсуі кезінде оның
химиялық, физикалық, микробиологиялық қасиеттеріне, кейде айналымсыз
өзгерістері жүруі мүмкін. Олар топырақ профилінің қайта құрылуына келеді
25-26. Мұнаймен ластанған топырақтың топырақ бөліктерімен берілетін
гидрофобтты қасиеттері бар. Гидрофобты қасиеттері елеулі дәрежеде
ластаушының концентациясымен анықталады. Мұнаймен ластанған опырақтың
гидрофобтығының шапшаң жоғарлауына сулы физикалық қасиеттердің кейбір
көрсеткіштерінің өзгеруі бойынша анықтауға болады. Топырақ қабатының
мұнаймен ластану процесі кезінде оның уытты және канцерогенді
көмірсутектерінің адсорбциясы, құрылымдық бөліктерінің жабысуы жүреді.
Аэрация бұзылады, анаэробты жағдайлар туындайды, тотығу-тотықсыздану
потенциялы бұзылады. Мұнаймен сіңірілген топырақтың ылғалды ұсатуы мен
жұтқыш (сіңіргіш) қабілеті жоғалады. Мұнаймен ластанудың жоғарлауымен
топырақтың ылғалдылығы заңды түрде әрбір келесі доза сайын орташа есеппен,
агротехникалық өңдеудің әдісіне тәуелсіз 1%-ға өседі. Оның себебі
ылғалдылық транспирация жылдамдығының топырақтың жоғарғы мұнаймен ластанған
қабаты арқылы төмендеуі болып табылады, ол сулы және ауалы мұнаймен
ластанған топырақтың режимдерінің елеулі түрде бұзылуына және топырақтағы
анаэробты процестердің дамуына әкеп соғады. Соңғысы топырақтың өнімділігіне
теріс әсер етуі мүмкін. Топырақтың жеңіл мұнай фракцияларымен ластануы
кезінде гидрафобтылығы мүлдем тәжірибе жүзінде өзгермейді. Мұнайдың ауыр
фракциялары елеулі түрде топырақтың гидрофобтылығын жоғарлатады 27.
Мұнаймен топырақтың ластануы оның химиялық құрамының елеулі түрде
өзгеруімен бірге жүреді. Алдымен мұнаймен ластану сулы суспензияның рН-ның
кейбір жоғарлауына әкеліп соқтырад, ол топырақты ерітіндідегі сутегінің
көбейтілуімен және натрий кешенінің сіңірілуімен байланысты. Ауыспалы
сутекпен қатар ауыспалы аллюминидің мөлшері азаяды. Мұнаймен қатар суларда
натрий және калий тұздарының жоғары концентрациясы болады. Соңғылары
топыраққа түсе отырып жинақталып, уытты концентарцияға жете алады. Көміртек
мөлшерінің және азот пен фосфордың тапшылығы туындайды. Мұнаймен ластанған
топырақтарда тотығу-тотықсыздану жағдайлары өзгеріп, микроэлементтердің
қатарында елеулі аномалияның туындауы жүріп, көміртек пен азот арасындағы
қатынас бұзылып, кальций мен магний негіздеренің мөлшері өзгереді. Осының
нәтижесінде топырақтың негіздермен қанығу дәрежесі төмендейді және
сыйымдылық жұту дәрежесі төмендейді 28-29. Мұнай қысымының жоғарлауы
кезінде топырақты нитрификациялаушы қабілеттілігінің төмендеуі жүреді
ондағы нитартты азоттың мөлшерінің азаюы, қозғалғыш фосформен ауыспалы
калийдің мөлшерінің жоғарлауы жүреді. Ластанған топырақтың төменгі
шектерінде корбанат көмірқышқылдарының мөлшері төмендейді. Топыраққа
мұнайды енгізудің негізгі эффектісі болып жалпы органикалық заттардың
мөлшерінің жоғарлауы болып табылады. Мұнайдың көмірсутектері топыраққа түсе
отырып органикалық заттың санына әсер етіп қоймай, оның сапалық құрамына да
әсер етеді. Ластанған аймақтың қара шірікті шегіндегі органикалық
көміртектің саны бір неше есе өседі, әдетте топырақ қарашірігінің құрамында
тек аздаған бөлігі сызықты немесе циклді көмірсутектермен (5-8%) берліген,
сондақтан топырақтың жоғарғы дәрежесі мұнаймен ластану кезінде
көмірсутектердің бір бөлігі өзгеріп өсіп кетеді. Мұнайдың көмірсутектері
қарашірікті қышқыл молекулаларына қосылады. Бұл қарашірік қышқылы
молекуласындағы перифериялық құрылымының барлық бөлігі қарашірік
фракциялары тобының асболютті мөлшерінің жоғарлауына әкеледі. Ластанған
аймақтың органикалық затының жоғарлау басында көмірстутектердің уыттылығын
әсерінен жағымсыз әсерде болады. Бірақ желдету процесі кезінде мұнай
өнімдерінің қайта түзілуінен кейін де топырақтың өнімділігін қалыпына
келтіруге септігін тигізетін маңызды фактор да болуы мүмкін. Топырапқтағы
барлық процестер, әсіресе микробиологиямен өзара байланысты, өзара
түсінінкті және бір-бірімен координациялануы сонша ол экожүйенің теңдігін
қамтамасыз ете алады 30. Топыраққа мұнайдың түсуі флораның және фаунаның
функциянгалды активтілігінің экологиялық сукцессиялы – репрессиялдығын
туғызып гомеостаз жағдайында түрған барлық микробты қауымдастығының
копмонеттерін қозғалысқа келтіреді, топырақты микробиоценоздың құрылымы
өзгереді, оның құрылуы трофикалық байланыстар сипаты биоценоз активтілігі,
биохимиялық реакциялардың бағыттылығымен жылдамдылығы өзгереді 31.
Микроорганизм клеткаларына мұнай көмірсутектерінің әсері көмірсутек
молекулаларынң клетка қабығымен әсерлесуден басталады. Алдымен, клетка беті
мұнай көмірсутектерімен шайылуы керек. Олардың жылдамдығымен цитоплазмаға
ену деңгейі мұнаймен клетка қабығы химиялық қасиеттіне тәуелді. Мұнай
көмірсутектерінің клеткаға түсуіне органкиалық қосылыстар, яғни
микроорганизм тіршілікке бейім өнімдері септігін тигізуі мүмкін. Бұл
қосылыстар көмірсутектер мен кешен түзе алады және осындай түрмен клеткалық
мембрананың лепиттік фазазсы арқылы протопластқа өте алады. Мұнай
цитоплазмалық мембарананың лепитті компоненті арқылы биологиялық әсер
көрсете алады. Соңғысының енуінің бұзылуымен клеткамен тургордың жойылуы
оның бүлінуінің бірден бір көрінісі болады.
Топырақ микроорганизмдері кешендегі түрлер қатынасының өзгеруі мұнаймен
топырақтың ластануымен тығыз байланысты. Топырақтың мұнаймен ластануының
әртүрлі деңгейлеріне өзінің микробты жүйесі сәйкес келеді. Топырақтың
мұнаймен ластану деңгейі жоғарлаған кезде ластаушының микробиологиялық
көрсеткіштерімен доза – эффективі бойынша келетін өзгерістермен тығыз
байланысы табылады. Бұның барысында күшті сапалы ластайтын 4 деңгейі
анықталды, олардың әрқайсысы белгілі бір диагностикалық белгілермен
сипатталады. Топырақтың микробты жүйесінің гомеостаз аймағы (топырақтың
мұнаймен төмен деңгейде ластану кезі) мұнай концентарция диапазонының
жайлайды (0-1 мгкг топырақ), ол топырақ микробиотасына айрықша әсер
етпейді. Микробты қауымдастықтың барлық көрсеткіштері тұрақты және
бақылаудан мүлдем айырмашылығы жоқ. Қауымдастықтың жалпы биомассасы өсуі
мүмкін, бірақ оның құрамы әрдайым бір қалыпты болады. Ол мұнайдың
микробиологияялық процестерге стимуляциялаушы әсеріне себепші болады 32.
Стресс аймағында (1-50 мгкг топырақ) микробты қауымдастақтың жинақталуы
айрықша өзгереді, Oligodendron griseum, Streptomyces sp, S.griseus.
организм қауымдастықтарының бөлігі бақылау топырағында төмендей түседі.
Осыған дейін аз кездесетін кейбір микроорганизмдердің пропорциясы өседі –
Penicillum paxilli, P.fimiculosum, P.vermiculatum. стерсс аймағы үшін
(ластанудың орташа деңгейі) топырақ микробиотасының құрамындағы сапалық
өзгерістер тән және топырақтағы микробиологиялық процестердің интенсивті
сапалық өзгерістері де тән. Микроорганизмдердің популяциясының қайта
таралуы басымдырақ (доминантты) дәрежесі бойынша жүреді. Стерсс аймағында
топырақтың мұнаймен ластану деңгейі соншалықты микробты қауымдастықта осы
топыраққа тән бірінші ауытқулар туындайды. Резистенттілік аймағы
(ластанудың жоғарғы деңгейі) қауымдастықтың құрамының ауысуымен түрлік
алуантүрдің күрт төмендеуі жүретін мұнай концентарция диапазонымен
анықталады (50-300 мгкг топырақ). Мұнайдың жоғарғы концентрациясына
төзімді микроорганизмдердің популяциясы активті түрде дамиды 33. Бұл
аймақта топырақтың ластануымен келетін теріс эффект басым формаларының
толық өзгеруіне және осы топыраққа тән микроорганизмнің өсуін тоқтатады.
Қауымдастықтың құрамында сирек кездесетіндер ретінде ластанбаған топырақ
қаумдастығында кездеспеген микроорганизмдер түрі пайда болады. Олардың
ішінде Aspergillus ustus пен Penicillun tradum микроскопиялық
саңырауқұлақтар да бар. Қауымдастақта стерильді мицелиі бар Dematiaceae
туыстығының қараға боялған миксомицептері сияқты микроорганизмдердің пайда
болуы резистенттілік аймағына тән және ластанудың жоғарғы деңгейін
көрсетеді. Оған қоса, сапроторфты микрофлораның активтілігінің елекулі
дәрежеде төмендеуінен толық тоқталуына дейін табылған. Концентарцияның дәл
осы интервалында топырақтың барлың бетіндегі микроорганизмдердің тең
колонизациясы жүреді. Бұл диапазонда мұнайдың көмірсутектері
метаболизденеді. Топырақтың микробты жүйесінің репрессиялану аймағында
мұнай концентарциясының диапазоны 300 мгкг топырақтан жоғары болады, онда
микроорганизмдердің өсуінің толық тежелуі мен дамуы жүреді және
микробиологиялық процестердің ингибирленуі де жүреді 34-35.
Мұнайдың топырақтағы әсерін доза-эффект типі бойынша сипаттауға
болады. Ластаушы агенттерге қатысты топырақ жүйесінің төзіділігі
гомеостаз аймағының көлемі бойынша бағаланады, ол әртүрлі топырақ
үшін кең шектерде ауытқиды, ол биотаның қалыпты тең жағдайы ретінде
қабылданды.
Гомеостаз аймағына сәйкес мұнай концентрациясы шегінде ол
биологиялық стимулятор ретінде жүреді. Өте сезімтал ретінде Rhizopus
niqricans, Fusarium monilitorme, Asperqillus flavus түрлері болады. Азот
цикілінің микроорганизмдердің ішінде мұнай әсеріне сезімтал
нитрификациялаушы бактериялар келеді, ал азотфикация, аммонификация,
денитрификация процесіне қатысатын микроорганизмдердің саны мен
активтілігі керісінше, жоғарлауы мүмкін, топырақ салмағынан 1% жоғарғы
дозадағы ластану целлюлозолитикалық микроорганизмдердің дамуын
тежейді. Топырақ экожүйесінің микробты компонеттерінің құрылымының
бұзылуы микроорганизмдер санының жоғарлауымен және алуантүрлігінің
азаюымен байланысты, оған қоса арнайы экологиялық – трофикалық
микроорганизмдердің топтарының қоспалы энергияның утилизациясының
әртүрлі сатысына қатысатын микроорганизмдердің дамуына байланысты.
Мұнайдың топырақ биотасына әсер ету механизмі ластаушы эффектінің жалпы
сананың бөлек компоненттерін бағалауды мүмкін етеді. Төмен концентарциядағы
мұанайдың жеңіл компоненттері (бензин, солярка) топырақ микробиотасына
мүлдем әсер етпейді 36. Жоғары дозада микроорганизмге жоғары өсімдіктер
мен микроскопиялық топырақ жануарларға басқа токсиканттар сияқты әсер
етеді, ал одан да жоғары концентрацияда көмірсутек тотықтырушы
микроорганизм үшін негізгі торфикалық субстрат ретінде әсер етеді. Осыған
қарама-қайшы болып, мұнайдың ауыр фракциялары (май, гудрондар)
микроорганизм үшін токсикалық әсер етпейді, олармен бетаболизмденбейді
немесе топырақтың микробты қауымдастығымен жинақталған метаболизм жолымен
залалсызданады. Олардың теріс эффектісі топырақтың гидрофобтылығының шапшаң
жоғарылауымен анықталады, оған қоса оның мұндаймен жоғары деңгейде ластануы
топырақ биотасының өсуінің толық тежелуіне әкеледі.
Мұнаймен ластану топырақтың демалуының интенсивтілігінің өзгеруіне әкеледі.
Тыныс алу - топырақтағы биологиялық активтілігінде көп қолданылатын
көрсеткіштердің бірі, топырақ популяциясының барлық тобының активтілігін
сипаттайды.
Төменгі концентарцияда топырақ микроорганизмдердің тыныс алунына әсер
етпейді, бірақ топырақтағы крахмал типті полимерлердің ыдырауын стимульдеуі
мүмкін. Жоғары концентарцияда тыныс алудың интенсивтілігінің жоғарлауы
жүреді. Мұнайдың залалсыздануы процесінде топырақ микроорганизмдердің тыныс
алу супстраты болып, көмірсутек сияқты мұнайдың компоненттері қызмет етеді.
Бастапқы ішкі мұнайдағы компонентердің мөлшері көп емес, олар толығымен
топырақтың алдын-ала тыныс алуының стимуляция кезінде толығымен
қолданылады, деградация процесінің келесі стационарлы режимінде тыныс
алудың әр дайым интенсивтілігі кезінде жүріп отырады, ол ластанбаған
топырақтың тыныс алу интенсивтілігін жоғарлатады 37.
Мұнаймен ластанған топырақтың тыныс алу интенсивтілігінің жоғарлауы
микроорганизмдердің мұнай өнімдерінің өсуі үшін қолданылып тотықтыратыны
жөнінде айтады, оған қоса көміртектің диоксидінің маңызды бөлігі мұнайдың
тотықсыздандырушы деградациясының соңғы өнімі болып табылады. Мұнаймен
ластану кезіндегі көмірсутектердің жоғарғы уыттылығымен физикалық
қасиеттернің бұзылуы топырақтың биохимиялық активтілігінің тежелуіне
әкеледі. Мұнаймен ластану әртүрлі болып топырақтың ферментативті
интенсивтілігіне әсер етеді, мұнаймен ластанудағы көптеген топырақ
ферменттері өзінің активтілігінің төмендеуімен әсер етеді, топырақ
ферменттерінің активтілігінің арасындағы корреляция мен топырақтың тыныс
алуы бұзылады. Көмірсутектің биодеградациясымен байланысты процестердегі
топырақ ферменттерінің қызметі елеусіз. Белгілі болғандай мұнайдың құрамы
өте күрделі, оның әртүрлі компонентерінің топырақ ферменттерімен топырақтың
тыныс алу процестеріндегі компонентерінің әсері бірдей емес. Мұнаймен
ластану кезінде топырақта биохимиялық процестің аутореттелуінің өзіндік
компенсаторлық механизмі өңделіп шығады. Авторлардың деректері бойынша
топырақ протеазосының активтілігін көмірсутектермен ингибирлеу
аммонифицирлеуші микроорганизмдердің санының жоғарлауы салдарынан
компенсацияланады, яғни олармен топырақ ортасына протеазаларды бөлудің
жоғарлауымен қамтамасыз етіледі 38.
Осы негізбен мұнайды ластаушы әсерден маңызды екі аспектісін бөліп алуға
болады. Бұл ксенобиотиннің жоғары концентрацияда барлық топырақ биотасына
қатысты күшті уытты қасиеттер ретінде қатысады, бірақ уыттылық кезеңі
салыстырмалы үздіксіз болады. Содан кейін мұнайдың уытты әсері төмендейді,
ал мұнаймен ластанған топырақтың биохимиялық өнімділігінің созылмалы
төмендеуі топырақтың маңызды қасиеттерінің өзгеруімен байланысты. Микроб
қауымдастығының құрамы мен құрылуы мұнай консентрациясына байланысты
өзгереді. Мұнайдың топырақ биотасын ластаушы әсері жөніндегі заңдылықтың
құрылуы, мұнаймен интенсивті ластанған топырақтың бастапқы қалпына келуінің
себептерін түсіндіруге болады 39.
Көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдерді сақтау әдістері және олардың
мұнай тотықтыру қасиеттері
Микроорганизмдермен жұмыс жасау кезінде ең маңыздысы ол тек ғана
клеткалардың өмір сүру қаблетін сақтау ғана емес, сонымен қатар
таксономиялық , т.б. қасиеттерін зерттеуде сақтау қажет. Әртүрлі
систематикалық топтардың микроорганизмдері және тіпті бір түрдің әртүрлі
штамдары мен нұсқалар сезімталдығы оларды сақтау кезінде бір бірінен
парықталады. Сондықтан көп санды және әртүрлі микроорганизм топтарын бірге
сақтаудың ортақ әдісі жоқ. Үлкен коллниялардағы әртүрлі микроорганизм
топтарын индивидуальді әдіспен сақтайды. Содан басқа, микроорганизмдерді
жоғалту мүмкіндігін тоқтату үшін әр штамм бір емес, бірнеше жолдармен
сақталады. микроорганизмдерді сақтау нәтижесінде олардың популяциялық
өзгергіштігінен , яғни гетерогенді популяцияға негізделген, олардың
физологиялық , биохимиялық қасиеттері өзгереді, антибиотикалық немесе
фементативті активтілігі төмендейді. Сақтау процессінде бактерияларды
әртүрлі жағдайда дақылдау сияқты диссоциация түрлі жүруі мүмкін, яғни бір
туысты бактериялардың нұсқамаларға ыдырауы, генетикалық , физиологиялық ,
биохимиялық және морфологиялық қасиеттермен ерекшеленеді. Сондықтан кейбір
жағдайларға сақтаудың анықталған нұсқаларға оптимальді сақтаудың түрін
таңдау керек, мысалға, биосинтез белсенділігі жоғары нұсқалар үщін.
Микроорганизмдерді сақтаудың ең кең таралған әдістері жаңа қоректік ортаға
периодты дақылдау жатады. Дақылдарды қоректік ортаға вазелин майына сақтау,
леофильді жағдайда сақтау. көбінесе микроорганизмдерді шамамен төмен не өте
төмен температурада, дистрленген суда не 1﹪ хлорлы натрий ертіндісінде
сақтайды, сонмен қатар кептірілген жағдайдағы сорбенттерге сақтайды, сақтау
әдісін таңдау микроорганизмдердің қолданылу мақсатына байланысты.
Қоректік ортаға периодты дақылдау. бұл әдіс микроорганизмдерді
лабораториялық жағдайда ұзақ уақыт сақтаудың алғашқы әдісі болды және
қазіргі таңда да микробиологиялық жұмыс тәжірибесінде кеңінен қолданылады.
Аэробты микроорганизмдерді көбінесе агарлы қоректік ортаға дақылдайды,
микроаэрофильдерді- жартылай сұйық 0,2-0,3﹪агар бар ортаға ,ал,
анаэробтарды қатты қоректік ортаға немесе сйық ортаға Р.Хангейттің
техникалық принципін сақтай отырып дақылдайды. Дақылдарды жаңа қоректік
ортаға 2 пробиркаға （көлбаға）дақылдайды.алдағы уақытта жұмыс жасағанда
микроорганизмі бар бір пробирканы қолданып,ал,дақыл бар екінші пробирканы
сақтау үшін және келесілік дақылдандыру үшін қалдырады.
Әртүрлі микроорганизмдердің жаңа қоректік ортаға дақылдандыру жиілігі
әртүрлі және жоғары деңгейде қасиеттермен анықталады. Көптеген
микроорганизм түрлерін 1-2 айда бір рет дақылдауға болады, бірақ сүтқышқылы
бактериялары жиі дақылдандырылып тұруды қажет етеді. 11.1 кестеде кейбір
микроорганизмдердің дақылдандыруда шектік сақтаушы көрсетілген.
Микроорганизм дақылдарын жиі дақылдандырып тұрудың да кемшіліктері бар.
Ең негізгісі – кейбір морфологиялық және физиологиялық белгілерінен
айырылуы, сонымен қатар, жйі дақылдандыру дақылдардың биохимиялық
белсенділігін төмендетеді, бөтен микроорганизмдерді инфицерлеу қауіпін
жоғарлатады. Әсіресе сұйық орталарға дақылдауда кездейсоқ мутанттар мен
олардың селекциясы пайда болу мүмкіншілігі жоғары.
Минералды майда сақтау.
Минералды май ішінде сақтау бактериялармен микроскопиялық
саңырауқұлақтар үшін кең қолданылады. Бұл әдіс микроорганизмдердің әртүрлі
систематикалық топтарының өмір сүру қаблеттілігі мен таксоноимиялық және
басқа белгілерінің ұзақ сақтауының қамтамасыз етеді. Май қоректік ортаның
кеуіп кетуіне жол бермейді, метабализм процесін бәсеңдетеді және
дақылдандыру арасындағы уақытты ұзартуға мүмкіндік береді.
Микроорганизмдерді қолайлы агарлы қоректік ортада өсіреді, анаэробты
микроорганизмдерді сәл қиғаш ( бұрышы 45﹪)агар бетінде микроаэрофильдерді
және факультативті анаэробты микроорганизмдерді жартылай сұйық ортада ,
анаэробтларды тығыз ортада (укол әдісі не ерітілген ортаға араластыру
арқылы).жақсы дамып , өсіп келе жатқан дақылдарды маймен құяды. Ереже
бойынша , аспорагенді бактерияларды 2-7күн дақылдағаннан кейін
микроорганизмдердің өсу жылдамдығыа қарай май құяды, бациллар мен
актиномицеттер формалары қалыптасып келе жатқанда май құяды. Аминқышқылдар
4-10 тәуліктен кейін, мицелияллды саңырауқұлақтарды 7-12 тәуліктен кейін
май мен құюға кеңес береді. Дақылдарды құюға жоғары тазаланған медицинальқ
,тығыздылығы 0,8-0,9 вазелин майын пайдаланған жөн.қолданылатын майды бір
атмосферада , автокловта бір сағат заласыздандырылады, содан кейін
ылғалдылығын жою үшін бір сағат ішінде кептіргіш шкафта 150С0
температурадан жоғары емес жағдайда не бөлме температурасында екі – үш
тәулікке қалдырады. Дақылды маймен құйғанда қоректік ортадан тек 1cм алу
керек, ал қиғаш агардың жоғары шетіне дейін жеткені дұрыс және бөлме
температурасында немесе тоңазытқышта 4-6Cо сақтайды. Майдан клеткаларды
алып, жаңа қоректік ортаға егу үшін пробирка қабығына тұзақпен клеткаларды
алып, артық майды жойып жаңа ортаға көшіреді. Көптеген микроорганизмдер
көптеген микроорганизмдер алғашқы көшіру кезінде, сақтаудан кейін майда
өсуі бәсеңдейді, бірақ содан кейін дақылдандыруда өсу жылдамдығы қалпына
келеді. Микроорганизмдерді вазелин майы ішінде сақтау әдісі қарапайым
жұмыс жасауда да ыңғайлы , барлық лабараторияларда қолдануға болады. Бұл
әдістің кемшілігі ретінде тұзақты қыздыру кезінде, май шашырап ауданды сол
микроорганизмдермен инфицерлеуі, сонмен қатар майдан кейін ыдысты арнайы
тазалау.
Леофильді жағдайда сақтау.
Леофильді кептірілген клеткаларды сақтау – микроорганизмдерді ұзақ
сақтаудың кең таралған әдісі. Леофилизация деп вакуум ішінде мұздатылған
клеткаларды кептіру процессін айтамыз.леофильді кептірілген клеткаларды
вакуум ішінде немесе отерильді газ көбінесе азот струясында ампулаларға
бекіту арқылы сақтайды. Осы әдісті қолдану нәтижесінде клеткаларды 10- 20
жыл және одан да көп уақыт орфологиялық, дақылдық, өмір сүру қасиеттерін
және биохимиялық активтілігін өзгеріссіз сақтауға мүмкіндік береді.
Микроорганизмдерді леофильизациялайтын, стационарлы фаза басталғанша
оптимальді жағдайда өсіреді немесе тыныштық күйдегі формалары құралғанша
оптимальді жағдайда өсіреді. Одан клеткаларды немесе тыныштық күйдегі
клеткаларды қорғаныш орта деп аталатын арнайы сұйықтықта суспезияларды. Бұл
қорғаныш ортасының құрамына клеткаларды мұздату және кептіру кезеңдерінде
зақымдалудан сақтайтын әртүрлі заттар бар.
Төменде әртүрлі микроорганизм клекаларын леофилизациялауда қолданылатын
кейбір қорғаныш ортасының құрамы көрсетілген :
желатин – 1г ,сахороза -1 0г, дистрленген су -100мл,
·майсыздандандырылған сүт -100мл,
Глюкоза - 7г.
Майсызданған сүт – 100мл, NH4CI- 0,5г, тимочевина -0,5,
аскарбин қышқылы -0,5.
·бие сарсуы – 75мл, ет сорпасы -25мл, гоюкозо- 7,5г.
Табысты лиофилизация жүру үшін қорғаныш ортадағы микроорганизмдердің
тығыздығы 1мл де 109 -1010 клеткадан жоғары болуы керек. Алынған
суспензияны нейтралдық шыныдан 0,5-1,0мл алып ампулаларға құяды,-20ден
-700С дейін. Температура аралығында қатырады, сосын вакуум астында
кептіреді және бекітеді. Леофилизденген клеткалардың қалдық ылғалдығын 1-
6﹪аралығында болады және ол қорғаныш ортаның құрамымен және кептіру
режимімен анықталады. Әртүрлі лабораторияларда кептіру және қатыру режимі
айтарылықтай өзгереді және көп жағдайда ол қолда бар құрылғыларға тәуелді
болады. Лиофильді кептірілген клеткалары бар ампулаларды қараңғыда ,4-60С
температурада сақтауды ұсынады. Өте жоғары температурада , әсіресе 25-300C
жоғары температурада сақтау –клеткалардың өміршеңдігін біршама төендетеді.
Реактивация үшін лиофилденген клеткаларға тамшылай стерильді
дестирленген су мен 0,5-1,0мл мөлшерде құбыр суын қосады.регидратациядан
кейін клеткаларды бай қоректік орталарға егеді.
Әртүрлі микроорганизмдерді ұзақ уақыт сақтау үшін лиофилизация кеңінен
қолданылады. Соған қарамастан бұл әдісті әмбебап деп есептеуге болмайды.
Грамтеріс бактерияларға қарағанда, грамоң бактериялар лиофилизатцияға
тұрақты екендігін айта кету керек. Фототропты және хемолитотрофты
бактериялар, микоплазмалар, көптеген облигатты анаэробтар лиофилизатцияға
өте төзімсіз. Лиофилизатциядан вегетативті клеткаларға қарағанда
споралардың өміршеңдігі айтарлықтай жоғары болады. Pichia және Lipomeces
туысының ұсақ клеткалы, аскоспоралы ашытқылары Saccharomyces ,
Kluyveromyces, Rhodotorula туысының ірі клеткалыашытқыларына қарағанда
лиофилизатцияны өте жақсы өткереді.
Төмен және аса төмен температурада сақтау.
Басқа әдістермен салыстырғанда төмен және аса төмен температурада
микроорганизмдерді мұздатылыған күйде сақтау әдісі біршама әмбебаптылығымен
сипатталады. Бірақ бұл әдіс сұйық азотпен жұмыс істеу барысында арнайы
жабдықтар мен үлкен сақтықты талап етеді, сондықтан тек лиофилизацияға
төзбейтін микроорганизмдер сақталады. Клеткаларды мұздатудың әртүрлі
жылдамдығмен және температураның кең диапазонында мұздатады. Төмен
температураның зақымдаушы әсерінен қорғау үшін клеткаларды алдын ала
криопротекторларды суспензиялайды.көбінесе глицериіннің 10-
20﹪ертіндісін,диметильсульфаксидтің 10﹪ертіндісін немесе сахорозаның
20﹪ертіндісін қолданады. Тығыздығы жоғары клетка суспензиясы ампулаларға
немесе флакондарға құяды. Ампулаларды бекітіп -700C температурадағы
холодилникке орналастырады,сосын оны -1960C сақталатын сұйық азотқа
ауыстырады. Мұздатылған клеткалардың қайта еруі мүмкіндігінше өте тез болуы
керкек. Сондықтан ампулаларды 35-450C температураға су банясында 2 минут
ұстайды. Ампуладағы клеткаларды бай қоректік орталарға отырғызады.
- 20- 400C дейінгі температурада сақтау кезінде біраз микроорганизмдер
жақсы сақталады, - 700C - тағы қатты көмірқышқылында сақтау едәуір
тиімді, әсіресе аса төмен температура жадайында -1960C(сұйық азот)
немес - 2100C (сұйық азаоттың газдық фазасы).
Глицеролда сақтау.
Микроорганизмдерді сақтаудың ең ыңғайлы әдістерінің бірі оларды төмен
температурада (-200C) криопротектар ретінде қызмет атқарады, глицерол
ертінділерінде болып табылады. Дәл осы әдіс кеңінен таралған , бірақ
микроорганизмдердің көбі мұндай өңдеуге жарамайды. Сондықтан глицеролда
мұздатылған клеткалардың тірі қалу дәрежесін анықтау бойынша алдын-ала
эксперенттер жасау қажет деп есептеледі. Микроорганизмдер консервациясының
бұл әдісі әртүрлі спора суспензияларын сақтауда кеңінен таралған.
Сақтау бойынша эксперимент жүргізу үшін глицеролдың дистилденген судағы
50%-қ ертіндісін дайындайды және оны 30мин ішінде 1атм стерлизациялайды.
Өсіп шыққан дақылдың (әдетте экспоненциалды өсу фазасының ортасынан)
сақтауға арналған клеткаларын 50%- қ глицеролмен1:1 пропорциясында
араластырады, сосын тоңазытқыштқа қояды. Суспензияларды эппендорф стерильді
пробиркаларында сақтау ыңғайлы, ал, олардың дайындалуы үшін стерильді
ұштары бар автоматты пипеткаларды қолданды және қоспаларды ламинарлық
шкафта жасайды. Тірі қалуын тексеру үшін сақталып жатқан клеткалардан
ағымдағы үлгілер алынады. Тексеру нәтижесінде байланысты сол немесе басқа
дақылдың консервация схемалары мен олардың қайта егілу мезгілін есептейді.
Тығыз қоректік ортадан алынған микроорганизм дақылдары үшін, глицеролмен
араластырып суспензиялар дайындайды. Сондай –ақ тығыз орталадағы
клеткаларды тікелей 25%-қ стерильді глицеролмен суспензиялауға болады.
Дистилденген суда немесе натрий хлоридінің 1%-қ ертіндісінде сақтау.
Бұл әдіс арнайы жабдықтарды талап етпейді және кез –келген тәжірибе үшін
қол жеткізеді.
Микроорганизмдерді алдын-ала оптималды жағдайда өсіреді, керек болса
центрифугалайды, содан кейін клеткаларды дистилденген суда немесе натрий
хлоридінің 1%-қ ертіндісінде суспензиялайды. Клеткалардың табысты
сақталуына суспензияның жоғары тығыздылығы әсер етеді. 1мл - де 108-109
клеткалардан кем емес.
Суспензияны стерильді пробиркаларға немесе флакондарға құяды, және
тоңазытқышта немесе бөлме температурасында сақтайды. Клеткаларды алдмен
дақылдық өсудің стационарлық фазасында немесе тыныштық формалары спора ,
цисталар түзілетін кезде сақтауға қолдануды ұсынды.
Кейбір микроорганизмдердің бұл әдіспен 4-60C – та тоңазытқышта сақтау
мерізімі 11.2 кестеде келтірілген.
Дистилденген суда немесе 1%- қ NaCI ертіндісіндегі микроорганизмдердің
тоңазытқышта (4-60C) рұқсат етілген сақтау мерізмі (ай).
Адсорбенттерде құрғатылған жағдайда сақтау.
Бұл әдіс ең бастысы актиномицеттерге , микроскоптық саңырауқұлақтарға
және сорпа түзетін анаэробты бактерияларға қолданылады. Адсорбент ретінде
топырақ, кварысты құм, силикагел, мақта, фильтр қағаз, қолданылады. Бұл
әдістің стандартты . жалпы түрде ол былай жүреді. Ампулаларда
орналастырылған стерильді адсорбенттерді клеткалардың қою суспензиясымен
араластырылады және вакуум астында немесе бөлме температурасында кептіреді.
Актиномицеттерді топырақта немесе кварцеть құмда ұзақ сақтаудан кейін
олардың лабораторияда ұзақ дақылдау процесі кезінде жойылған кейбір
таксономиялық белгілері қайта қалпына келеді деген деректер бар.
Ұзақ сақтаудан кейін микроорганизмдердің өміршеңдігін бағалау.
Әртүрлі сақтау мерізімнен кейінгі микроорганизмдердің өміршеңдігі олардың
бай қоректік орталарға егіп, одан өскен колонияларды санау жолмен
анықталады. Микроорганизмдердің тірі қалу пайызы сақталған клетка санның
,100% ға есептелген,бастапқы өміршең клетка.
Мұнай және мұнай өнімдерінің деструктор- микроорганизмдерді мұнай
көмірсутектерінің деструктор – микроорганизмдері ежелден белгілі, және
әртүрлі орталардан ：тұщы және теңіз суынан тереңдік ластанулардан,мұнайлы
орталардың су қабаттарынан мүнаймен ластанған топырақтардан бөлініп
алынған.мұнай деградациялаушы микайдыны мен топырақроорганизмдер
субиоценозының қарапайым өкілді болып табылады. Олар негізінен келесідей
туыстарға жатады：
Micrococcus,Brevibacterium,Rhodococ cus,Acinetobacter,Pseudomonas,Bacil lus,No
cordia,Coryebacterium бактериялары；
Actinomucor,Aspergillus,Penicillum, Sterptomyces Саңырауқұлақтары；Candida,
Torulopsis,Rhodotorula,Cryptococcus ,Trichosporon, ашытқылыары және т.б.
Мұнайлы орндардың су қабаттарынан бөлініп алынған микроорганизмдер
негізінен қөмірсутеу ыдыратушы, сульфат қалпына келтіруші
денитрификациялаушы , аммонификациялаушы, метан тотықтырушы ,
нитрификациялаушы, тионлы, целлюлоза ыдыратушы бактерияларға жатады.
Микроорганизмдердің көмірсутектерді ассимиляциялау қаблетінің ашылғанныа да
жарты ғасырдан артық уақыт өтті.
Ал, ілгеріректе биологтар бұл процестерді микробиологиялық ... 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