Мұнай тотықтырушы бактериялар

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 29 бет
Таңдаулыға:

қазақстан республикасының ғылым және білім министірлігі

әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық Университеті

Биология факультеті

Микробиология кафедрасы

Бітіру жұмысы

Коллекциядағы бактерия штамдарының ұзақ уақыт сақтаудан кейінгі
деструктивті белсенділігі

Орындаған:
4-курс студенті _____________
Қожаназаров Ш.Ш.

Ғылыми жетекшілері:
ҚР ҒА академигі _____________
Шығаева М.Х.
б.ғ.к., аға оқытушы
Сыдықбекова Р.Қ.

Нормабақылаушы: ______________
Бектілеуова Н.К.
__ ______ 2010 ж.

Қорғауға жіберілді
кафедра меңгерушісі,
б.ғ.д. ______________
Мұқашева Т.Д.
__ ______ 2010 ж.

Алматы, 2010
Мазмұны

Реферат 3

КІРІСПЕ 4

1 ӘДЕБИЕТТЕРГЕ ШОЛУ
5
1.1 Көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдердің табиғатта
таралуы және олардың мұнай көмірсутектеріне қатысты
деструктивті белсенділігі
5
1.2 Көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдерді мұнаймен
ластанған топырақтың биоремедиациясында қолдану
10

2 Материалдар мен әдістер

2.1 Зерттеу нысаны 13

2.2 Қоректік орталар 13

2.3 Зерттеу әдістері 13

3 Алынған нәтижелер мен оларды талдау 13

3.1 Көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдердің деструктив-
ті белсенділігін зерттеу 20

ҚОРЫТЫНДЫ 20

ПАЙДАЛАНҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
25

26

Реферат

Дипломдық жұмыста Қазақстанның қоршаған ортасын сақтау және түрлі
өндірістік шаралардан кейінгі қалдықтардан таза микробиологиялық жолмен
тазарту әдісі қарастырылады.
Жұмыстың негізгі мақсаты – коллекциядағы бактерия штамдарының ұзақ
уақыт сақтаудан кейінгі деструктивті белсенділігін зерттеу; коллекциядағы
ұзақ уақыт сақталған мұнай тотықтырушы бактериялардың әртүрлі мұнайдағы өсу
қабілетін зерттеу; коллекциядағы ұзақ уақыт сақталған мұнай тотықтырушы
бактериялардың мұнайдың жоғарғы мөлшерін деструкциялау қабілетін анықтау;
Жұмыс кіріспеден, 3 бөлімнен, қорытындыдан және пайдаланған әдебиеттер
тізімінен тұрады.
Бірінші бөлімде көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдердің табиғатта
таралуы және олардың мұнай көмірсутектеріне қатысты белсенділігі және
көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдерді мұнаймен ластанған топырақтың
биоремедиациясында қолдану қаралады.
Екінші бөлім коллекциядағы бактерия штамдарының ұзақ уақыт сақтаудан
кейінгі деструктивті белсенділігін анықтауға арналады. Зерттеу нысаны,
қоректік орталар және зерттеу нысаны көрсетіледі.
Үшінші бөлімде көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдердің
деструктивті белсенділігін зерттеу жұмысы барысында алынған нәтижелер
келтіріледі және оған талдау жасалып өтіледі.
Жұмыс 2 кесте, 1 суреттен тұрады. Жалпы көлемі – 25 бет
Дипломдық жұмыста қолданылатын негізгі терминдер:
– бактерия штамдары;
– диструктивтік белсенділік;
– Көмірсутек тотықтырушы микроорганизмдер;
– Мұнай тотықтырушы бактериялар;
Дипломдық жұмыстың әдістемелік-теориялық негізін отандық және шетелдік
ғалымдардың еңбектері, тәжірибе қорытындылары құрайды.
КІРІСПЕ

Жұмыстың өзектілігі. Соңғы кездері биосферада синтетикалық органикалық
заттар көптеп жиналуда. Олар ксенобиотиктер немесе табиғат үшін бөтен
байланыстар. Негізінен, олар ең алдымен топыраққа, сосын жерасты сулары
арқылы ашық суқоймаларға түседі. Локальды, яғни, жергілікті жекеленген
өндірістік кәсіпорындармен байланысты шығып отырған мәселелерді шешу үшін
қалдық суларды және қатты қалдықтарды тазартудың тиімді технологиясы
қажет. Қазақстан бұл тұрғыдан әлем елдерінен артта қалып келе жатыр.
Қоршаған орта үшін шашыранды ластану да үлкен қауіп туғызып отыр.
Шашыранды ластануларға ауыл шаруашылығында пестицидтар, гербицидтарды
қолданумен қатар, мұнай өнімдерімен ластану да жатады. Мұнайды өндіріп
жатқан кездің өзінде, тасымалдауды дұрыс жүргізбеген кезде, мұнай
құбырларының жарылуы, танкерлердің апатты жағдайларында қоршаған ортада
үлкен территорияларда төгілуі мүмкін.
Мұнай құрамына көмірсутектердің көп түрлері кіреді. Мұнай өндірісіндегі
ең қауіпсізі – тез буланып кететін ұшулық компоненттерден тұратын мұнайдың
жеңіл фракциясы (одан мысалы бензин шығарады). Ал, құрамына канцерогенді
қасиеттерге ие жартылай циклды көмірсутектер кіретін ауыр фракцияның қауіп
мөлшері өте жоғары болып келеді. Егер осындай заттар қоршаған ортаға
түсетін болса, оларды жою оңай болмайды. Міне, осы тұрғыда ең тиімді шешім
– микроорганизмдерді қолданумен байланысты биотехнологиялық бағыт болып
табылады. Микроорганизмдер органикалық байланыстардың үлкен көлемін өңдеп,
қарапайым химиялық заттарға айналдырып отырады.
Жұмыстың негізгі мақсаты – коллекциядағы бактерия штамдарының ұзақ
уақыт сақтаудан кейінгі деструктивті белсенділігін зерттеу.
Алдымызға қойылған мақсатқа жету үшін келесі міндеттер орындалды:
– коллекциядағы ұзақ уақыт сақталған мұнай тотықтырушы бактериялардың
әртүрлі мұнайдағы өсу қабілетін зерттеу;
– коллекциядағы ұзақ уақыт сақталған мұнай тотықтырушы бактериялардың
мұнайдың жоғарғы мөлшерін деструкциялау қабілетін анықтау.
Жұмыстың зерттеу нысаны – коллекциядағы бактерия штамдары.
Зерттеу пәні – коллекциядағы бактерия штамдарының ұзақ уақыт сақтаудан
кейін деструктивті белсенділігінің жүру дәрежесі.
Дипломдық жұмыстың ғылыми-әдістемелік базасын қазақстандық
ғалымдардың және шетелдік ғалымдардың еңбектері мен әдебиеттері, зерттеу
нәтижесі құрады.
Жалпы жұмыстың тәжірибелік маңызы өте зор. Бүгінгі таңда әлемді сақтап
қалу үшін қоршаған ортаны қорғау шаралары барынша үлкен қарқында жүргізіліп
жатыр. Дегенмен, жер қойнауынан артық мөлшерде алынып жатқан мұнай шикізаты
жер бетін ластаушы негізгі затқа айналып үлгерді. Сондықтан, оның
зардаптарымен күресу үшін микробиологиялық әдістерді қолдану керек. Олар ең
тиімді шаралар болып табылады.
1 ӘДЕБИЕТТЕРГЕ ШОЛУ

1.1 Көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдердің табиғатта таралуы және
олардың мұнай көмірсутектеріне қатысты дестуктивті белсенділіктері

Қазіргі кезде мұнайға қатысты барлық проценттер айтарлықтай экологиялық
қауіп туғызып отыр. Шындығында да, мұнайды зерттеу барысы және өндіруден
бастап, ең соңы мұнай өнімдерін пай далануға дейінгі барлық сатылар,
белгілі бір мөлшерде қоршаған ортаның ластануына және адам денсаулығына
кері әсерін тигізуге әкеп соғады. Ашық су көздерінде, топырақта, жер асты
су қоймаларында, ауа мен атмосфера қабаттарында кездесетін, күнделікті
тұрмыста және өндірісте кеңінен қолданылып жүрген, мұнайдың жекелеген құрам
бөліктері, қоршаған ортаның органикалық ластануының негізгі бөлігін
құрайды.
Табиғи жағдайда мұнай және мұнай өнімдерімен ластанған топырақтың қайта
қалпына келуі, физикалық және химиялық факторлармен (жарық, температура)
және биологиялық тотығу әсерінен жүзеге асады. Биологиялық процестердің
жүру қарқындылығы мұнайдың өзгеру жылдамдығына байланысты. Табиғи
биоценозда күрделі органикалық заттардың ыдырауы кезінде, гетероморфты
микроорганизмдердің үлкен роль атқаратындығы белгілі. КТМ, сол гетеротрофты
микрофлораның бір бөлігі ретінде, негізінен мұнай көмірсутегілерін жақсы
пайдалана алады (1(.
Тіршіліктің көзі ретінде, көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдер,
мұнайдың органикалық қосылыстарын өңдеу үшін пайдалана алады. Солардың
әрекеттері нәтижесінде, ыдырауы жүреді. Микроорганизмдердің көмірсутегін
тотықтыру қабілеті арқасында мұнай және мұнай өнімдерімен ластанған топырақ
өздігінен қалпына келу әсерінен, мұнай тотықтырушы микрорганизмдер келеді,
сондықтан микроорганизмдердің осы қасиетінің биологиялық технологиясы
жүреді.
КТМ-дер табиғатта кең таралған. Топырақ микромицеттерінің таралуына,
әртүрлілігіне және олардың санына, топырақтың мұнай көмірсутегілерімен
ластану дәрежесі әсер ететіні белгілі болды. Бұл ластану мөлшерінің
жоғарылауы, олардың әртүрлілігін төмендетіп ғана қоймай, сонымен қатар, сол
топырақ ортасына тән емес, бөгде саңырауқұлақтар түрлерінің пайда болуына
әкеп соғады (2(.
Микробиологиялық талдау үшін алынған барлық топырақ үлгілерінде,
көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдердің кездесетіндігі анықталды.
КТМ саны және олардың су немесе топырақтың қандай да бір жылдамдығына
белгілі бір мөлшерде әсер етеді. Мұнайдың әртүрлі құрам бөліктері түрліше
ыдырайды. Мұнайдың құрамындағы полиароматты және күкіртті қоспалардың
болуы, микроорганизмдердің мұнайды ыдырату қабілетін тез арада төмендетеді.
КТМ-дің саны ластанудың сандық емес, сапалық көрсеткіші болып саналады.
Сонымен бірге, КТМ саны биологиялық ыдырату жылдамдығын тежеуші фактор
болып табылады. Осы топқа жататын микроорганизмдер саны неғұрлым көп болса,
соғұрлым олардың көбеюіне аз уақыт кетеді және тотығуға бейім
көмірсутегілер спектрі де кеңейе түседі. Сондай-ақ, топырақты қосымша
микроорганизмдермен қамтамасыз етіп отыру, дизель отының 10-17%-ға
биологиялық ыдырауын арттырады, ал, кейде мұнай концентрациясын жоғарылату
сапрофитті саңырауқұлақтар санының артуына әкеліп соқтырады (3(.
Қоршаған ортаның ластануы әсерінен микробиоценозында қайта құрылу
басталады. Мұнаймен ластанудың алғашқы сатысында ластанбаған топырақпен
салыстырғанда микроорганизмдер саны біраз азаяды және түрлік құрамы
кедейлене түседі. Бұл кезеңде топырақ микробиоценозының өзінің құрамын
қайта құрау үшін, ортаның физикалық және химиялық жағдайының өзгерістеріне
бейімделу керек. Содан соң, целлюлоза ыдыратушы және нитрификациялаушы
процестердің төмендеуіне жағдай жасайды. Мұнаймен ластану кезінде
топырақтағы динитрификация процесінің дамуына органикалық қоспалардың
топырақ бөліктерінде анаэробты микрозонаның пайда болу мүмкіндігін туғызады
(4(. Микроорганизмдер реакциясы ластанудың мөлшері мен сапасына байланысты.
Мұнайдың микроорганизмдерге әсері, мұнай құрамында болатын улы ароматты
көмірсутегілер мөлшеріне қарай анықталады. Бұл осы пайдалану қабілеті бар
микроорганизмдер үшін қолайлы болып табылады (3(. Үнемі ластанып отыратын
жерлерде жаңа көмірсутегілердің пайда болуы, микробиоценоз құрамын
соншалықты өзгерте қоймайды. Сонымен бірге көмірсутектермен ластанған орта
биорекультивациясы, бейімделген микроорганизмдердің қатысуымен жылдам
жүреді, ал бейімделген микроорганизмдері жоқ жерлерде биологиялық ыдырау
тежеледі.
Көптеген зерттеушілер, мұнаймен бір жылғы ластанудың алғашқы кезеңінде,
топырақ микрофлорасының белсенділігі біраз басым болатындығын, бірақ
біршама уақыт өткен соң, целлюлоза ыдыратушы микроорганизмдерден басқа,
өкілдерінің систематикалық және физиологиялық микроорганизмдер топтарының,
барлық дерлік саны мен белсенділігі артатынын атап көрсетті. Мұнай
сіңірілген топырақтың жоғарғы қабатындағы саңырауқұлақтар микрофлорасы
санына мұнайдың тигізетін әсерінің болмауына қарамастан, мұнайды тасымалдау
процесі кезінде, бұл микроорганизм топтарының айтарлықтай маңызы бар екенін
көрсетеді және осы қабаттардағы ашытқы – саңырауқұлақтар микрофлорасының
санының өсетінін атап айтқан жөн (5(. Сол сияқты, мұнаймен ластанып
отыратын жерлердегі микроорганизмдер саны, таза ластанбаған жердің
микроорганизм санынан төмен болуы мүмкін (6(.
Жоғарыда айтылғандай, КТМ санының жоғарылылығы, көмірсутегімен ластану
мөлшерінің көрсеткіші болып есептелмейді, дегенмен, табиғи экожүйенің
өздігінен тазару процесі көмірсутегілердің саны табиғатта КТМ санына
байланысты инструментальды және жанама әдістермен анықталады(7(. Осы
уақытта табиғи акваторияда көмірсутегін тотықтырушы бактериялар, ашытқы –
саңырауқұлақтар және басқа саңырауқұлақтардың саны, орналасуы, сонымен
қатар көптеген мәліметтер бар. Сонымен, Нидерландия және Германия су
жағалауларын зерттеу нәтижелерінен, шикі мұнайды немесе пентадекан және
терадекан қоспаларында өсе алатын бактериялар табылады. Баренц және Ақ
теңіздерде мұнай тотықтырушы микроорганизмдер саны мл - де бірнеше
жүздеген клеткаға өсіп отыр. Орталық Арктиканың мұнай ағысында жалпы
микроорганизмдер саны оның ішінде көмірсутегін тотықтырушы бактериялар өте
төмен (8(.
Bruns бірнеше авторлармен бірге, тіпті қыстың өзінде Солтүстік
теңіздегі КТМ санының экстремальды жоғарлығын (1мл - 430 колония түзуші
бактериялар), ал Балтық теңізінің оңтүстік бөлігінде көмірсутегін
тотықтырушы және шикі мұнайды ыдыратушы бактериялар санының төмендігін
көрсетті. Сондай-ақ, демалыс орындарынан ағып келетін, Рижск шығанағы
суларында, мірсутегін тотықтырушы микроорганизмдер санының жоғарылылығы
анықталды (9(.
Қара теңіздің солтүстік-батысында көмірсутегін тотықтырушы микрофлора
саны жоғары. Азов теңізінде көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдер
кеңінен тараған (10(. Каспий теңізі суының соляр майы қосылған үлгілерінде,
КТМ саны 104-105 клмл. Оны жалпы микроорганизмдер санына шаққанда, 200-300
мың клмл. Ал, кеме қатынасы нашар дамыған және мұнай өндірілу
жүргізілмеген Арал теңізінде, көмірсутегін тотықтырушы бактериялардың
орташа саны 104-105 клмл құрайды (11(.
Sextone және Atlas Арктиканың тундралық топырағына шикі мұнайды қосу,
мұнай тотықтырушы және гетеротрофты микроорганизмдердің жалпы санының өте
жақсы өсетінін көрсетті (12(. Ортаның мұнаймен ластануына микроб
популяцяның жауабы, топырақтың типі мен оған мұнайдың қаншалықты сіңуіне
байланысты екендігі анықталды.
Сол сияқты, Raymond бірнеше әріптестерімен бірге, мұнай тотықтырушы
микроорганизмдер саны едәуір өседі деген ойды айтты. Бұл өскен популяцияның
саны бір жылға дейін сақталады. Оборин авторлармен бірге, мұнайды
ыдыратушы микроорганизмдердің максималды болуы, мұнаймен ластанғаннан кейін
бірінші жарты жылдықта болатындығын көрсетті. Көптеген зерттеушілер, мұнай
құйылғаннан кейін мұнайды тотықтырушы саңырауқұлақтар саны 60%-дан 82%-ға
дейін мұнай тотықтырушы бактериалар 50% -ға дейін өсетіні анықталды.
Atlas өз нәтижелерін басқа авторлардың мәліметтерімен салыстыра
отырып, мұнаймен ластанған экожүйедегі мұнай тотықтырушы микроорганизмдер
микробтар бірлестігінің 100%-н құрайтындығын айтты. Ал, ластанбаған топырақ
микробиоценозында олардың үлесі 0,1%-ды ғана құрайды.
КТМ көптеген таксономиялық топтарға жатады. Қазіргі кездегі
көмірсутегін сіңіру қабілеті бар 100-ден аса бактерия туыстары, ашытқы-
саңырауқұлақтар және төменгі сатыдағы саңырауқұлақтар белгілі (13(.
Ыдыратушы микроорганизмдерге негізінен аэробты және факультативті - аэробты
микроорганизмдер жатады. Солардың ішінде Rhodococcus, Pseudomonas,
Bacillus, Arthobacter, Mycrococcus, Nokardia, Achromobacter, Acintobacter,
бактерия туыстары Penissilium, Aspergillus саңырауқұлақтары және
Rodoturula, Candida, Thrihosporon және басқа ашытқы саңырауқұлақтар тән
(14(.
Солтүстік Атлантика мұнаймен ластанған аудандарында, гетеротрофты
микроорганизмдердің 50%-ын құрайды. Pseudomonas, Flavobacter, Vibrio,
Achromobacter туыстары бар, Аляска шығанағы суларындағы мұнай тотықтарушы
бактериялар одан да кеңірек танылды.
Мұнай шығатын жерлердегі микроорганизмдердің тұрақты өкілі Rhodococcus
туысына жататын бактериялар болып табылады. Олар клетка биомассаына
көміртегіні енгізе отырып, р-алкандарды пайдаланады және бұл организмдер
мұнай кен орындарының микрофлорасының тұрақты құрам бөліктері болып
табылады (15(. Хлорфенол сіңірілген топырақта, хлор өндіруші фенолдар
қатарын ыдырататын Mycobacterium және Rhodococcus штамдар бөлініп алынды.
Топырақ пен суды ластайтын полифенолдарды Rhodococcus chlorophenolicus
бактериясы жақсы ыдырата алатынын Хельсинки университетінің зерттеулерінде
көрсетілді. Солтүстіктің мұнайлы шеткі топырақтарына бөлініп алынған
Rhodococcus erythoropolis ВКМАС – 1339 Д штамының мұнай мен оның жеңіл және
ауыр фракцияларын биологиялық тасымалдайтын қабілеті болды. Бұл бактерия
100С температурада, яғни суық климатты жағдайда өсе алатындықтан,
пркатикалық маңызы өте зор деп есептелінеді. Кувейттік теңіз суларынан және
топырақ үлгілерінен, мұнай көмірсутегілерін тотықтыратын бактериялар
бөлініп алынды. Саңырауқұлақтар ішінде ең белсенділері Mucor globosus, ал
бактериялар арасында Rhodococcus sp. Шикі мұнайды ыдыратуда саңырауқұлақтар
мен бактериялар штамдары әртүрлі белсенділік көрсетті. Rhodococcus штамы
саңырауқұлақтарға қарағанда н-алкандарды ыдырату жағынан асып түседі. Сол
сияқты, бөлініп алынған Rhodococcus rhodohrues 8801 штамының шикі мұнайды
ыдырату қабілеті, бұрыннан белгілі мәдениеттен жоғары. Парафині көп шикі
мұнайды метоболиздеу қасиеті Flavobacterium және Brevibacterium өкілдерінен
табылды, ал жеңіл парафиндерді (С) Nocardia, Pseudomonas бактериялары оңай
сіңіреді.
Мұнай кен орындарындағы микроорганизмдердің дамуын жақсартатын ең
маңызды факторлардың бірі, мұнайдың құрамындағы органикалық заттары болып
табылады.
Мұнай – күрделі алкандар жүйесінің және әр түрлі молекулалық массадағы
арендер мен цикландардың, сонымен бірге оттекті, күкіртті және азотты
көмірсутекті өнімдері болып табылады. Биологиялық шығу тегіне қарай, шикі
мұнайдың негізгі бөліктері болып күкірт, оттегі және азоттық қосылыстары
бар жоғары молекулалы шайырлы қосылыстар жатады (16(.
Шикі мұнай және оның өнімдерінің биологиялық ыдырау дәрежесі мына
ретпен жүреді: ең жақсы ыдырайтын шикі мұнай, керосин, жанғыш майлар, ең
нашар ыдырайтын – мазут. Себебі, мазуттың құрамындағы мұнайдың ауыр
функциялары, оның ішінде шикі мұнайға қарағанда шайырлы-асфолтенді
қосылыстар бірнеше есе көп (17(. Мұнайдың құрамына кіретін барлық
көмірсутегілер микроорганизмдер арқылы пайдаланылуы мүмкін, бірақ олардың
тотығуы біркелкі жеңілдікпен жүрмейді. Оларды мына тәртіп бойынша
орналастыруға болады: н-алкандар тармақталған алкандар төменгі
молекулалы ароматика циклды алкандар.
Өте жоғары биологиялық ыдырау жылдамдығы қаныққан көмірсутегілерден
көрінеді, содан соң жеңіл ароматты көмірсутегілер, ал жоғары молекулалы
ароматикамен полярлы қосылыстарға өте әлсіз ыдырау тән.
Ал, Fedorak пен Westlek шикі мұнайдың деградациясы кезінде, теңіз
микроорганизмдерімен ароматты көмірсутегілердің әлдеқайда тез ыдырайтыны
жөнінде мәлімдеді (18(. Cooney авторлармен бірге нафталиннің ыдырауы
гексанға қарағанда жоғары екендігін айтты, ал Jones авторларымен зерттеліп
отырған шикі мұнайда н-алкандардың өзгеруімен алдын-ала табылған, алкил
ароматиктердің биологиялық ыдырауының қарқындылығын анықтады.
Ең алғаш субстраттарды микроорганизмдердің бірігіп тотықтыруын
Leandbetter және Foster (19( анықтады, одан соң басқа авторлар да
дәлелдеді. Rontani бірнеше авторлармен, бірігіп тотықтыруға дәлел ретінде
аралас бактерия культуралар мен асфальтендердің ыдырауы, көміртегі атомы
тізбегінің 12-ден 18-ге дейінгі ұзақтықтағы н-алкандардың қатысуна
байланысты екенін анықтады. Ал Colwell авторлармен бензин фракцияларының
бактериялармен тотығуы додеканның қатысуымен жүретінін сипаттады. Платпира
Pseudobacterium, Bacterium, Pseudomonos туыстарына кометаболизм
құбылыстарын байқады. Бұл микроорганизмдер гексадеканды (40-70%) ғана
сіңіреді. Дегенмен, бірігіп тотығу жағдайында көмірсутегілердің сіңірілуі
10-20%-ға өсті (2(. Мұнайдың микробиологиялық ыдырау дәрежесі оның
құрамымен, яғни, парафинді, нафтенді және ароматты фракциялардың
салыстырмалы түрде болуына байланысты анықталады.
Walker (7( авторлар бірге, аз күкіртті, жоғары қаныққан шикі мұнай
микробиологиялық ыдырауға сезімтал келеді, ал жоғарғы күкіртті және жоғары
ароматты бункерлі отын оған қарағанда аз қабылдайды. 4 мұнайдың ішінде
қаныққан, ароматты, шайырлы және асфальтенді көмірсутегілердің азаю
проценті өте күшті түрленеді.
Сонымен бірге, Jopson авторлармен (3( жоғары сапалы өңделмеген мұнайдың
биодеградациясы, құрамында жоғары мөлшерде күкірт, ароматика, битумды және
шайырлы көмірсутегілері бар шикі мұнайға қарағанда әлдеқайда жоғарылығын
анықтады.
Микроорганизмдермен мұнайдың ыдырау процесін зерттеу, оның құрамына
енетін, көмірсутегілерді пайдалану, жоғары молярлы спирттердің, нафтенді
қышқылдардың, альдегидтер мен эфирлердің түзілуімен байланысты. Сонымен
бірге, төменгі молекулалы органикалық қосылыстардың, оның ішінде ұшқыш май
қосылыстардың түзелетіні белгілі (12(. Қалдық мұнайды хромотографиялық және
ИК-спектральды талдау, оларға бактериялармен әсер еткен соң, 7 - ші
тәулікте изопарафинді және нормальды толық тотығуы жүреді. Осыған
байланысты, шекті спирттер, жоғары майлы қышқылдар, альдегидтер, кетондар
және басқа да алифатты гетероқосылыстар түзіледі. Бір уақытта цикландар мен
әртүрлі орын басқыш арендердің тотығуы жүреді. Бірақ, н-алкандарға
қарағанда әлсіз тотығады, сондықтан олардың концентрациясы соғұрлым жоғары
болады. Ароматты қоспалардың тотығуында аралық өнімдер болып хинондар, В
–кетоэфирлер немесе күрделі қанықпаған эфирлер түзетін алифатты қоспалар
табылады. Ал, тотығудың ең соңғы өнімдеріне – спирттер, альдегидтер, майлы
қышқылдар және оксоқышқылдар жатады (8(.
Барлық әдеби мәліметтерді қорытқанда, мұнайға микроорганизмдермен әсер
еткен кезде, ең бірінші н-алкандар ыдырайды, ал циклопарафиндер тұрақтырақ
болып табылады. Мұнай көмірсутегілерінің ары қарай ыдырауы нәтижесінде
жоғары молекулалы спирттер, нафтенді қышқылдар, альдегидтер, эфирлер
түзіледі. Сонымен барлық мәліметтерді талдай келе, әртүрлі бактериялар,
ашытқы саңырауқұлақтар және саңырауқұлақтар мұнай және мұнай өнімдерін
тотықтыра алатындығын көреміз. Яғни, мұнай көмірсутегілерін пайдаланатын
осы микроорганизмдерді қолдана отырып, қоршаған ортаны, мұнай және мұнай
өнімдерінен тазартуға болады.

1.2 Көмірсутегін тотықтырушы микроорганизмдерді мұнаймен ластанған
топырақтың биоремедиациясында қолдану

Табиғатта көмірсутекті ассимиляциялау тек микроорганизмдерге ғана тән
емес, сонымен қатар жануарлар, өсімдіктер де қолданылады. Бірақ,
микроорганизмдердің активті зат алмасуына байланысты микробтардың
көмірсутектерді энергия көзі ретінде қолдануы қызығушылық туғызуда.Олар
микробтың қауымдастықтың мүшесі болып табылатын көптеген таксономиялық
топтарға жатады (1(. Су немесе топырақ мұнаймен ластанғанда бұл
организмдердің өсуі мен дамуына қолайлы жағдай туып, микробтың көпшілігі
активті болады. Мұнай кен орындарында микроорганизмдер үш субстрат
аралығында таралады. Олар мұнай, пласттық су және мұнаймен сіңірілген таулы
табиғаты бар қатты фаза (2(.
Кейбір зерттеулер көрсеткендей жанармай станциясы аймағында мұнай
өнімдерімен ластанған топырақтың мұнай тотықтырғыш микроорганизмдер санын
анықтағанда бақылау ретінде алынған орман топырағындағы мұнай тотықтырғыш
Rhodococcus клеткалар саны 0,6·102 клг топырақ, ал тәжірибелік топырақта
оның саны 7·105клг топырақ болады (3(.
Мұнай компоненттерінің микроорганизмдермен қолданылуы әртүрлі дәрежеде
жүруі мүмкін. Мысалы, бактериялар н-парафиндерді, әлсіз циклды және
полициклді ароматты көмірсутектерді жақсы ыдырататыны белгілі.
Барлық топырақтың және судың құрамында сұйық парафинді ыдырататын
микроорганизмдер болады. Бұл көміртек көзі ретінде н-алкандарды
пайдаланатын клеткалардың өсу процесінде ортадағы көмірсутектердің еруін
жоғарылататын метоболиттердің бөлуіне негізделген (4(. Ұшқыш
көмірсутектерді пайдлануға қабілетті микроорганизмдер аз кездеседі. Метанды
тотықтыратын бактериялар пропанды пайдалана алмайды және керісінше,
пропанды пайдаланатын метанды ыдырата алмайды.
Ароматты көмірсутектерді пайдаланатын микроорганизмдер таралуы жөнінде
көптеген авторлар зерттеулер жүргізген. Таусон нафталин тотықтыратын
бактериялардың зерттеуде нафталиннің кристалдарын ыдыратып, пайдаланатын
бактериялардың үш түрін бөліп алған
(Bac.naphtalinicus liquefaciens,
Bac. naphtalinicus nonliquefaciens, Bac. naphtalinicus), сонымен қатар оның
зерттеулерінде фенантрен және басқа да циклды қосылыстар тотықтырушы
бактериялар туралы айтылған (9(. Полициклды ароматты көмірсутектер тірі
организмдерге улы болып келеді. Оны тотықтыратын биодеструктор ретінде ең
кең таралған Pseudomanas putida-ны айтуға болады 10(.
Микроорганизмдердің циклоалкандарда өсуі туралы мәліметтер бірқатар
авторлардың зерттеулерінде келтірілген (11(. Жер асты суларында тіршілік
ететін микроорганизмдер мұнай құрамына кіретін көмірсутектерді: сызықты
және тармақталған тізбекті алкандарды, алкендерді, ациклді және ароматты
көмірсутектерді ыдыратуға қабілетті (12(.
Көмірсутектерді микроорганизмдердің қолдануы әртүрлі дәрежеде жүреді.
Бактериялармен ең жақсы н-парафиндер қолданылатыны анықталған. Ашытқылар
С10-С16 көміртекті н-алкандарды энергия мен көміртектің жалғыз көзі ретінде
тұтынуы жайлы көптеген авторлардың зерттеулерінде келтірілген (13(.
Көптеген микроорганизмдер тетрадекан, гексадекан, додекан және
парафинді майларды, әлсіз циклды және ароматты көмірсутектерді жақсы
қолданады. Мұнайдың ароматты көмірсутектерінде фенол және ксилол
тотықтырушы микроорганизмдердің өсуінің ауксанографиялық анализі
жүргізіледі. Онда бұл микроорганизмдер активтілігі жоғарылап, ароматты
көмірсутектердің деструкциясы байқалған.
Декалинді тотықтыратын Pseudomanas және Mycobacterium туыстарының
бактериялары көбінесе циклды көмірсутектерде аралас дақылдары жақсы дамиды.

Мұнай және мұнай өнімдерінен қоршаған ортаны тазартуда
микроорганизмдер термині пайдаланылғанмен негізінен мұнай тотықтыратын
бактериялар жайында айтылады. Көмірсутектердің деструкциясын негізінен
бактериялар жүргізгенімен, қоршаған ортада кең таралған көмірсутектерді
тотықтыруға қабілетті, сонымен қатар мұнайдың жоғары концентрациясына
шыдамды ашытқылар да кездеседі.
Қазіргі таңда ашытқыларды мұнай көмірсутектерін ыдыратуда пайдаланудың
болашағы зор. Бұл бағыттағы жұмыстардың микробиологиялық өнеркәсіпте
сұранысының өсуі ашытқылардың витаминдер мен белоктық заттар үшін н-
парафиндерді пайдалануы еді. Кейбір авторлардың мәліметтері бойынша
Candina және Torulopsis ашытқылары энергия мен ашытқылардың жалғыз көзі
ретінде н-парафиндерді пайдаланады және ароматты көмірсутектерде өспейді
(14(. Соңғы кездегі зерттеулерде бұл ашытқылардың ароматты көмірсутектерде
өсуінің жоғары катоболиктік белсенділігі анықталды.
Микроорганизмдердің әртүрлі систематикалық топтарының көмірсутектер
есебінде өсу қабілеттілігі жөніндегі қазіргі көзқарастар ауқымы кеңейді.
Көмірсутектердің әртүрлі құрылымын тұтынуға қабілетті микробтық әлемнің
жаңа өкілдері анықталуда. Микробтық қауымдастықтың арасынан ферментативті
жүйенің әмбебап жиынтығынан тұратын бактериалды клеткалар ерекшеленеді.
Ферментативті жүйелер өнеркәсіптің қарқынды дамуы нәтижесінде жиналатын улы
химиялық заттарды утилизациялайтын химиялық реакцияларды жүргізеді.
Әрдайым мұнай өнімдерімен ластанатын экожүйелерде Pseudomanas,
Rhodococcus туыстарының бактериялары кең таралған. Родококктар мен
псевдоманадалар көмірсутектердің белсенді деструкторларына жатады. Сонымен
қатар Bacillus, Micrococcus, Bacterium туыстарының бактериялары мұнаймен
ластанған аймақтардың өздігінен тазалануы кезінде белсенді дамуы байқалады
(25(.
Pseudomanas өкілдері басқа микроорганизмдерге қарағанда,
көмірсутектердің көпшілігін пайдаланатын болғандықтан, жақсы зерттелген.
Е.И.Квасников авторлармен бірге, мұнай кәсіпорындарынан, нафталинді
белсенді тотықтыратын Pseudomanas туысының бірнеше өкілдерін бөліп алды.
Басқа да зерттеушілер, жер асты мұнай-газ кен орындарынан нафталин
тотықтырушы Р. centrifugans және P.boreopolis бактерияларының таралуын
байқаған. P. fluererscens метанды тотықтыратыны, Pseudomanas алты түрлі
гептанды, P.aeruginosa нафталинді пайдаланатыны байқалды. Псевдомонастар С2-
С4 көміртекті, газ тәрізді көмірсутектерді қолданады, ал метанды
қолданбайды. P.aeruginosa қалыпты, тармақталған және ациклды
көмірсутектердің гидроксилін іске асыратын гидролазалардың жүйесіне ие.
Мысалы, P. Denitrificans күрделі алкандарды, ал P.aeruginosa жай
алкандарды ыдыратады. Бұл қасиеттер генетикалық бекітілген 3. Кең
спектрлі ферменттер жүйесіне ие псевдоманадалар пестицидтерді, әртүрлі
полимерлерді және беттік активті қосылыстарды ыдыратуға қабілетті.
Кейбіреулері дезинфектанттарға төзімді, ал олардың гликозидаза ферменттері
олиго- және полисахаридтерді пайдалануға мүмкіндік береді. Бұл органикалық
қосылыстардың биодеградациясына және клетканың тіршілігіне қажет
компоненттердің биосинтезін іске асырудың бірден бір жолы.
P.aeruginosa микробактериялармен аралас дақылда да жақсы өседі. Бұл
кезде микробактериялардың беткі қабатына байланысты ортада көмірсутектердің
эмульденуі жүреді. Липофильді қабығы жоқ псевдоманадалар үшін бұл өте
маңызды, яғни гидрофильді субстратпен әрекеттесуі жеңілденеді.
Келтірілген мәліметтер псевдоманадалардың жоғары метаболиктік
потенциалын және оның реттелуінің спецификалық ерекшеліктерін дәлелдей
түседі (26(.
Көмірсутектерді энергия мен көміртектің жалғыз көзі ретінде қолданатын
Rhodococcus бактериялары табиғатта кең таралған. Олардың клеткалары н-
алкандарды қалың липофилді клетка қабырғасы арқылы пассивті диффузия
жолымен сіңіреді. Қоршаған ортаны тазалауға арналған көптеген
биопрепараттардың құрамына Rhodococcus штамдары кіреді. Мұндай препарат
пайдаланылғаннан кейін жиналған микроорганизмдердің бас массасы
өсімдіктермен жеңіл ыдырайтын органикалық заттарға айналады. Бұл құрамына
родококкалар кіретін биопрепараттың экологиялық қауіпсіз және қоршаған
ортаны мұнай мен мұнай өнімдерінен тазартуға тиімді болып табылатынын
білдіреді (17(.
Квасников қызметкерлерімен бірге мұнаймен ластанған ортадан 450С - 650С
оптималды температурада өсетін аэробты спора түзуші бөліп алды. Олар С11-
С16 көміртек атомдары бар алкандарды утилизациялауға қабілетті Bacillus
subtilus, Bac.coagulans thermophilus бактерияларын бөліп алды 6. Bacillus
subtilus термофильді өкілдерінің ингибиторларды С6-С10 көміртек атомдары
бар н-алкандар болып табылады. 600С-та Bas.circulans thermophilus
штамдарының өсуі тежеледі. Авторлар мұны температураның жоғарлауынан
алкандар буы қысымының күшеюімен байланыстырады. Бірақ, кейбір термофильді
бактериялардың тіпті 500С температурады С6-С10 қаңқалы көмірсутектерді
пайдаланатыны анықталған (24(.
Кейбір көмірсутектердің арнайы емес бактериялармен де ыдырауы жүретіні
байқалған. Мысалы, Bacterium flurorescens пентанды, гександы және бірқатар
жоғары парафиндерді тотықтырады. Жеңіл парафиндерді ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.