ИДЕНТИФИКАЦИЯ НЕФТЕОКИCЛЯЮЩИХ БАКТЕРИЙ

Тип работы: Дипломная работа
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 29 страниц
В избранное:

КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ АЛЬ - ФАРАБИ

БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА МИКРОБИОЛОГИИ

ВЫПУСКНАЯ РАБОТА

ИДЕНТИФИКАЦИЯ НЕФТЕОКИCЛЯЮЩИХ БАКТЕРИЙ

ИСПОЛНИТЕЛЬ:

СТУДЕНТКА 4 КУРСА
ЛИ И.Г.

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ

К.Б.Н., ДОЦЕНТ
МУКАШЕВА Т.Д.

НОРМОКОНТРОЛЕР
ЖУМАТАЕВА С.Ж.

ДОПУЩЕНА К ЗАЩИТЕ:

ЗАВ. КАФЕДРОЙ

МИКРОБИОЛОГИИ

Д.Б.Н., ПРОФЕССОР
ЖУБАНОВА А.А.

АЛМАТЫ,2003

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1.Углеводородокисляющие микроорганизмы
1.2 Микробная деструкция углеводородов нефти
и нефтепродуктов.
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1. Объект исследования
2.1. Питательные среды
2.3. Методы исследования
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Отбор активных нефтеокисляющих бактерий
3.2. Идентификация отобранных бактерий ... ... ... ... ... ... ... ... ... .

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ... ... ... ... ... ... ...

РЕФЕРАТ

ВВЕДЕНИЕ

Проблема охраны окружающей среды от нефтяных загрязнений приобретает
все большую остроту в связи с ограниченностью возможностей и дороговизной
применения для этих целей механических, физических способов очистки. [1]
Нефть и нефтепродукты являются одними из самых опасных и
широкомасштабных загрязнителей окружающей среды, поскольку при современных
объемах добычи их потери составляют 50млн тонн в год. [2]
Попадая в окружающую среду углеводороды нефти оказывают угнетающее
действие на локальные экологические системы: губят живые организмы и
существенно изменяют условия их обитания.[3]
Если нефтяные загрязнения характерны в основном только для районов
добычи нефти, ее переработки и транспортировки, то загрязнение
нефтепродуктами, такими как дизельное топливо, керосин, смазочные масла,
мазут и т. д. распространены повсеместно.
Процесс самовосстановления загрязненной среды, по мнению большинства
исследователей, идет более 15 – 20 лет. По данным Оборина с соавторами,
полного восстановления нефтезагрязненных почв не происходило ни через 15,
ни через 25 лет после загрязнения.
Среди мер, принимаемых с целью очистки окружающей среды от указанных
загрязнителей, важное место занимает интенсификация микробиологических
способов деструкции нефти и нефтепродуктов.[4]
Целью данной работы является отбор активных нефтеокисляющих
микроорганизмов, выделенных из нефтезагрязненных почв Тенгизского
месторождения, обладающих способностью к деструкции нефти и их
идентификация. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
1) Изучение способности культур к росту на средах, содержащих высокие
концентрации нефти и отбор активных штаммов.
2) Первичная идентификация бактерий.
3) Определение их родовой принадлежности.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Углеводородокисляющие микроорганизмы.

Общая характеристика.Микроорганизмы, использующие углеводороды широко
распространены в природе.[5] Углеводородокисляющие микроорганизмы –
составная часть гетеротрофного микробиоценоза. Присутствие углеводород
усваивающих бактерий в окружающей среде – важный экологический фактор. В
условиях увеличивающегося загрязнения экологическая роль этих
микроорганизмов возрастает.[6]

Известно около 150000 видов микроорганизмов, из них более 100 видов
способны использовать углеводороды нефти в качестве источника энергии.[7].
Микроорганизмы – деструкторы нефти в основном относятся к аэробным и
факультативно аэробным организмам.[6] Там, где среда загрязняется нефтью,
эти микроорганизмы находят благоприятные условия для своего развития.[8]
Экология.Углеводородокисляющие микроорганизмы распространены повсеместно
в почве, воде, разлагающихся веществах и т. д.[9]
Микроорганизмы, потребляющие углеводороды нефти, являются обычными
сочленами биоценозов почв.
Во всех почвах в большом количестве содержатся микроорганизмы, способные
окислять жидкие парафины и значительно реже – использующие летучие
углеводороды. В почвах, содержащих нефть микроорганизмов, использующих н-
алканы и ароматические углеводороды, находится значительно больше, чем в
почвах без этих соединений.
Почва – весьма благоприятный субстрат для выделения микроорганизмов,
использующих углеводороды нефти. В ней обитают бактерии, относящиеся к
родам: Mycobacterium, Rhodococcus, Arthrobacter, Bacillus, Brevibacterium,
Pseudomonas.
Для почв, содержащих нефтепродукты, характерно присутствие
узкоспециализированных форм микроорганизмов: окисляющих газообразные
углеводороды, термофилов, усваивающих твердые парафины, бактерий,
использующих ароматические углеводороды.
Из почв, пропитанных нефтью впервые были выделены аэробные
спорообразующие бактерии с оптимальной температурой роста 45 – 65°С,
усваивающих углеводороды. Они принадлежат видам Bacillus subtilis,
Bac.brevis, Bac. coagulans. Большая группа штаммов описана как новая
разновидность – Bac. circulans ssp. thermophilus nov. ssp.
Из почв нефтяных месторождений (Западная Украина) выделены
нафталинусваивающие бактерии, представлены в основном видами рода
Pseudomonas: Pseud. aeruginosa, Ps. fluorescens, Ps. putida, Ps.
boreopolis. По ряду свойств изолированные штаммы отличаются от типовых и
обладают строгой специфичностью по отношению к нафталину как единственному
источнику углеродного питания.
Из нефтеносных почв выделено свыше 20 видов аспорогенных дрожжей ( роды
Candida, Rhodotorula, Rhodosporidium, Torulopsis, Sporobolomyces,
Trichosporon, Cryptococcus и др.)[5]
Тауссон сообщает о существовании микроорганизмов, окисляющих
углеводороды в почвах пустыни. Там, где почва беспрестанно загрязняется
нефтью, эти организмы находят благоприятные условия для своего развития, и
большой процент общего количества почвенных микробов является активным.[7]
Бактерии и дрожжи, обладающие способностью усваивать парафины, обитают в
ризосфере и филосфере растений, желудочно-кишечном тракте животных. Они
выделяются из растительных материалов, подвергнутых биологическому
консервированию.
Среди бактерий и дрожжей Квасников и др. обнаружили виды, обладающие
способностью фиксировать азот атмосферы при использовании углеводородов в
качестве единственного источника углеродного питания и энергии.
Микроорганизмы, окисляющие водороды широко распространены в воде и на
дне морей. Скопление углеводородов при наличии благоприятных условий
вызывает усиленное размножение микроорганизмов.
Наибольшее количество углеводородокисляющих микроорганизмов
обнаруживается в теплое время года и может в 10 – 100 раз превышать
количество сапрофитов, высеваемых на МПА. В холодный период года
углеводород усваивающие бактерии обнаруживаются значительно реже.
Имеется тесная связь между видовым разнообразием, количеством
нефтеокисляющих микроорганизмов и наличием нефтяного загрязнения в водоеме.
В прибрежных водах морей, где нефтяное загрязнение постоянно, от 5 до 50%
микроорганизмов способны окислять отдельные углеводороды и их смесь.
Характер вертикального распределения углеводородокисляющих микроорганизмов
также указывает на положительную корреляцию их численности с количеством
нефтяных загрязнении, которое более значительное в портах и поверхностном
слое воды. Углеводородокисляющие бактерии обнаружены в приатмосферном
микрогоризонте Черного моря; зимой их 10² - 10³ клеток в 1 мл. В сильно
загрязненных районах Черного моря содержание этих организмов достигает 10³
- 10 в 7 степени клеток в 1 мл.
Большое количество углеводородокисляющих бактерий было обнаружено в
грязи различных морских заливов и бухт.[7]
Численность микроорганизмов – деструкторов нефти не может служить
количественным, а только качественным. В то же время численность
углеводородокисляющих бактерий является фактором, ограничивающим скорость
биодеградации. Чем больше численность углеводород усваивающих
микроорганизмов, тем меньше требуется времени для их размножения и тем
шире спектр углеводородов, подвергающихся окислению. Так, дополнительная
инокуляция почвы микроорганизмами повышает биодеградацию дизельного топлива
на 10 – 17 %[6]
Большое количество углеводородокисляющих бактерий было обнаружено в
грязи различных морских заливов и бухт.
Мюлкин - Филлипс и Стюарт изучали распределение углеводородокисляющих
микроорганизмов в 35 – сантиметровом слое грунта и установили, что
наибольшее количество этих организмов обнаруживается в самом глубоком слое;
в верхней части 35 – сантиметровой колонки грунта их содержание составляло
10 клеток на 1 грамм. Авторы объяснили это тем, что углеводороды
концентрируются в нижнем слое, а поверхностный перемешивается с водой.[5]
Из всего вышеизложенного можно сделать выводы, что
углеводородокисляющие бактерии наиболее часто встречаются в местах
непосредственного загрязнения нефтью: в почве и воде. Микроорганизмы –
деструкторы нефти также можно встретить в донных осадках морей и различных
водоемов, в грязи морских заливов и бухт. Углеводородокисляющая микрофлора
в основном представлена бактериями, но довольно часто встречаются дрожжи и
грибы.
Наибольшая численность микроорганизмов, окисляющих нефть
обнаруживается в теплое время года, в холодное время они попадаются
значительно реже.
Видовой состав микроорганизмов – нефтедеструкторов.
Углеводородокисляющие микроорганизмы относятся ко многим таксономическим
группам. В настоящее время известно около 100 видов бактерий и мицеллярных
грибов, обладающих способностью усваивать углеводороды.[7]
Наиболее распространенным родом является р. Pseudomonas:род
Pseudomonas является очень обширным; виды его обнаруживаются повсеместно: в
воздухе, почве, пресной и соленой воде. Известно почти 200 видов, многие из
которых подвижны, передвигаясь с помощью жгутиков. Некоторые вырабатывают
зеленоватый флуоресцирующий пигмент, растворимый в воде. Образование
пигментов характерно для видов: Ps. aeruginosa, Ps. boreopdis, Ps.
oleovorans, Ps. fluorescens и другие. Присутствие пигмента нехарактерно для
морских бактерий.
Большинство видов р. Pseudomonas вызывают брожение глюкозы, но не
лактозы. Обычно они способны к восстановлению нитратов до нитритов, аммиака
или азота.
Бактерии имеют вид палочек, единичных или парных, или даже коротких
цепочек, размером в среднем от 0.5 до 2 мкм. Морфология колоний может
быть различной.[7]
Представителями данного рода являются виды: Ps. sinuosa, Ps.
boreopolis, Ps. aeruginosa, Ps. fluorescens, Ps. putida, Ps. desmolyticum,
Ps. radiobacter, Ps. liquefaciens и другие. [7,9]
Порядок Actinomycetales. Данный порядок характеризуется нитевидным
строением клеток, хотя у микобактерий цепочки клеток или мицелий чаще всего
либо являются рудиментарными, либо отсутствуют.[7]
Порядок Actinomycetales включает в себя такие семейства как сем.
Mycobacteriaceae и сем. Actinomycetaceae.
р. Mycobacterium. Давно известно, что микобактерии способны
усваивать углеводороды.[10]
Микобактерии содержат 30% липидов, неизменным компонентом которых
являются миколовые кислоты, сосредоточенные в клеточной стенке. У
сапрофитных микобактерий поглощение углеводородов происходит путем
пассивной диффузии.[6]
Микобактерии часто бывают окрашенными – красно – оранжевые (группа
rhodochrous) – выделены из вод Арктики. Они преобладают, в частности, в
углеводородоокисляющей микрофлоре южного нефтеносного района.[11]
В молодом возрасте они имеют вид мелких, неподвижных палочек 2 – 3
мкм длиной и 0.4 – 0.6 мкм в поперечнике, часто соединенных попарно под
углом. При старении клетки превращаются в очень короткие одиночные
палочки.[10] Помимо палочек встречаются кокки, но реже.[12]
В основном микобактерии обладают слабой биохимической активностью:
медленно разжижают желатин, либо вообще не разжижают, молоко не изменяют,
практически не активны к сахарам, редко обладают инвертазной активностью и
не восстанавливают нитраты.[10,11,12]
Типичные виды: M. album, M. luteum, M. rubrum, M. mucosum, M.
convolum, M. lactiscola, M. paraffinicum, M. brevicale, M. phlei и
другие.[7,10,11,12]
р. Nocardia (сем. Actinomycetaceae ) р. Proactinomycetes, p.
Actinomyces и р. Micromonospora характеризуются разветвленным мицелием.
Actinomyces и Nocardia являются потенциально патогенными для животных,
тогда как Micromonospora редко бывают патогенными.
Наиболее характерными представителями р. Nocardia являются виды: N.
actinomorphus, N. opacus, N. paraffinae, N. rubber, N. polychronogenes, N.
agrestris и др.[7]
Род Bacillus: наиболее активные деструкторы. Рода Bacillus объединяет
широкий ряд палочковидных аэробных и факультативно анаэробных
эндоспорообразующих бактерий. Он включает термофильные и психрофильные,
пресноводные и галофильные, ацидофильные и алкалофильные бактерии,
способные гетеротрофно потреблять широкий ряд органических соединений или
расти автотрофно.
Анализ последовательностей 16S РНК показал, что внутри рода
содержится несколько филогенетически различных групп, часть которых уже
выделена в новые роды: Alicyclobacillus, Paenibacillus, Halobacillus,
Brevibacillus, Aneuribacillus, Virgibacillus. [13] Крахмал не гидролизуют,
желатин не разжижают.[9]
Представители: Bac. hexacarbovorum, Bac. mesentericus, Bac. subtilis,
Bac. circulans, Bac. brevis, Bac. palustris, Bac. sphaericus, Bac.
mucoides, Bac. idosus и др.[5,7]
p. Desulfovibrio состоит из небольшой группы облигатных анаэробов,
которые восстанавливают сульфаты до сульфидов. Они обнаруживаются в почве,
соленой и пресной воде и морских илах. Обычно имеют вид изогнутых палочек
или коротких цепочек, и в этом случае похожи на штопор.
В некоторых культурах наблюдаются необычно разбухшие клетки D.
desulfuricans. Они передвигаются с помощью единичного полярного жгутика,
хорошо развиваются в пресной воде и на начальной стадии выделения культуры
не развиваются в морской воде, тогда как D. aestuarii предпочитает морскую
воду или 3% минеральный раствор, обогащенный сульфатами и пептоном.
P. rubenshickii близок к обоим видам микроорганизмов, но он способен
использовать масляную, пропановую, валерьяновую, пальмитиновую и
стеариновую кислоты, галактозу, сахарозу, лактозу и мальтозу.[7]
род. Methanomonas: считается состоящим из вида: Meth. methanica,
широко распространенного в природе, вернее – в почве. Молодые клетки обычно
представляют короткие палочки размером 0.5 – 0.8 мкм на 2.0 – 3.0 мкм и
подвижны благодаря жгутику. Старые культуры могут иметь клетки почти
крупные. Зонген выделил микроорганизм, который он очевидно считал
принадлежащим к роду Pseudomonas, хотя относил их к Bac.methanicus. Орла –
Джексон дал этому виду современное название Methanomonas methanica.
Метанобразующие бактерии являются облигатными аэробами, и поэтому
неактивны в морских осадках и всюду, где глубина превышает несколько
сантиметров.[7]
Помимо вышеуказанного вида, в природе встречается вид Methyiomonas
sp., который осуществляет биодеградацию хлорированных углеводородов.
Установлено, что смешанная культура метанокисляющих бактерий деградирует
хлорированные углеводороды ( 3 – хлорэтилен, хлоралканы) в течение 2 – 4
суток.[14].
Род Rhodococcus. Постоянный компонент микрофлоры нефтяных залежей. Они
используют газообразные н – алканы, включая их углерод в клеточную
биомассу.[6]
В основном это аэробы, часто неподвижные, некислотоустойчивы.[15]
Палочковидные (Rhodococcus erythropolis, пропаноокисляющие родококки);
характерными свойствами представителей рода Rhodococcus является их
плеоморфизм и 3х-стадийный жизненный цикл развития, включающий образование
рудиментарного или хорошо развитого первичного мицелия, который
фрагментируется на палочки и кокковидные клетки (микроцисты). Жизненный
цикл кокки – палочки – кокки осуществляется обычно за 24 – 28 часов, реже
за несколько суток [15].
Наиболее известные виды: Rhod. rhodochrous, Rhod. ruber, Rh.
erythropolis, Rhod. luteus, Rhod. opacus, Rhod. maris, Rhod. terrae,
Rhod. rubropertinctus, Rhod. equa, Rhod. chlorophenolicus.
Род Аrthrobacter: можно встретить в морях, в почве, пресных
водохранилищах. Способны образовывать гликолипиды на н – алканах, усваивать
антрацен, фенол. Не образуют миколовых кислот. В клетку углеводород
поступает не через всю клеточную стенку, а через отдельные её участки.
Выделяющееся из клетки вещество эмульгирует углеводород, а места его
выхода служат каналами для поступления углеводородного субстрата в
клетку[16].
Артробактерии являются одними из наиболее распространённых в почвах
микроорганизмов, которые обеспечивают удивительную устойчивость к
неблагоприятным факторам среды[16].
Типичными представителями – деструкторами данного рода являютяся:
Arthrobaster sp., A. calcoaceticus, A. paraffineus, A. globiformis и др.
Род Aspergillus . Представителями этого рода являются наиболее
изученными из углеводородусваивающих грибов. Аспергиллы характеризуются
большой скоростью роста в самых разнообразных экологических условиях. Они
обладают жизнеспособностью под действием ряда экстремальных факторов [7].
Образующиеся гифы проникают в среду с углеводородами, обильно ветвясь
в ней. В гифах обнаруживаются жировые включения. Эти включения играют
важную роль при усвоении углеводородов, эмульгируя их сложные фракции [17].
Аспергиллы были выделены из лесных почв, нефтяного ила, дизельного топлива
[6].
Углеводородусваивающие аспергиллы: Aspergillus niger, A. fumigatus,
A.sp, A. flavus, A. ochraceus, A. alliaceus, A. luchaensis и др. [7,18].
Род Candida: Для выращивания на парафинах в промышленных условиях
рекомендованы штаммы C. guilliermondii и C. tropicalis.
Известно, что дрожжи C. guilliermondii Kangeron et Guerra являются
гетероталличными гаплоидами, имеющими два типа спаривания, и при
соответствующих условиях могут скрещиваться и давать диплоидное потомство.
В связи с этим данный вид перенесён в род Pichia и классифицируется как
Pichia guilliermondii Wickerham [19].
Таким образом, углеводородокисляющие микроорганизмы представлены
вышеуказанными родами и видами, но следует заметить, что это далеко не все
представители и роды данной группы организмов: кроме названных
представителей в природе встречаются следующие роды бактерий: Rhodococcus,
Corynebacterium, Arthrobacter, Acinetobacter, Micrococcus, Achromobacter;
дрожжей: Rhodotorula, Trichosporon и др. ; грибов Penicillum, Aspergillus
[6].
Довольно перспективным в отношении очистки различных экосистем
является род Rhodopsuedomonas, который встречается в основном в северных
регионах. Типичные представители: Rh.capsulata, Rh. sphaeroides, Rh.
palustris, Rh. rubrum и др. [20]

Таблица1. Таксономический перечень микроорганизмов, усваивающих
углеводороды и микроорганизмов, родственных с ними

Виды микроорганизмов Используемые Примечания
углеводороды
Род Tiobacillus
Вид Т. denitrificans природн. асфальт -
Род Pseudomonas Керосин многочисленные виды
Ps. аeroginosa Нефть, газолин,
гексан, гептан,
нафталин,
Ps. boreopodis парафиновый воск. выделен из почвы
Ps. fluorescens нафталин активен в болотной почве
метан выделена из почвы и
каучук, n-гептан, n-канав
додекан,
метилциклогексан,
Ps. оleolorans керосин выделена из нефтяной
нефть эмульсии
Ps. putida -
различные
Род Methanomonas
M. methanica метан, этан, пропан Выделена из почвы нефт.
промышлен.
M. sp. --- не метановая
Methtlomonas sp. хлорирован. углев. -
Род Desulfovibrio
b. D. desulfuricans фенол и высшие Облигатные анаэробы
углеводороды выделены из нефтяных вод
-
D. aestuarii нефть
Сем. Micrococcaceae

Род Micrococcus
M. paraffinae парафиновый воск выделена из садовой
нефть почвы
Род Sarcina
S. sp. нефть -

Сем. Achromobacteriaceae
Род Achromobacter
циклогексан Усваивает фенол, но не
A. agile бензол или толуол
керосин, парафин,
асфальты
Сем. Enterobacteriaceae
Род Serratia

S. marcescens парафиновый воск, выделена из каучука,
каучук почвы
Сем. Bacteriaceae
Род Bacterium
B. аliphaticum алифатические не могут усваивать арены
углеводороды С6 –
С24
гептан, октан,
B. aliphaticum liquefaciens нонан, декан и т.д. не могут усваивать арены
алифатические и обесцвечив. метилен.
нафтеновые синь
циклогексаны,
B. benzoli метилциклогексан усваивает до 0.01% в
бензол, толуол, среде
ксилол
B. fluorescens природная нефть выделен из почвы
B. hidium парафин выделена из грязи
этан, керосин
B. lypoliticum петролейный эфир выделена из почвы
B. naphtalinicus парафин, воск выделена из пропитанной
нафталин нефтью почвы
B. phenanthrenicus фенантрен выделена из садовой
почвы
B. stutzeri парафиновый воск
Сем. Bacillaceae
Род Bacillus
B. hexacarbovorum бензол, толуол,
ксилол
B. mesentericus каучук выделена из почвы и воды

B. toluolicum бензол, толуол, развивается в 0.01%
ксилол
B. sp парафин выделена из почвы,
навоза
Пор. Аctinomycetales
Сем.Micobacteriaceaе
Род Micobacterium большинство Известны многочисленные
углеводородов виды
M. album нефть, парафин выделены из почвы
M. hyalinicum парафин ----
M. lactiscola ацетилен, парафин, ----
каучук ----
M. luteum парафин ----
M. phlei ---- ----
M. rubrum нефть, каучук ----
Сем. Actinomycetaceae
Род Nocardia
N. actinomorphus парафин выделена из почвы
N. agrestis ---- ----
N. carallinus ---- ----
N. minimus ---- ----
N. opacus жидкий парафин,
додекан, тетрадекан,
гексадекан,
октадекан
парафин
N. paraffinae ---- выделенa из почвы
N. polychromogenes ---- ----
N. ruber ---- ----
N. salmonicolor ---- ----
N. sp.(14 разновидностей) ----
Род Actinomyces
аlbus парафиновый воск выделяют из почвы
каучук то же и из сточных вод
bovis парафиновый воск выделяют из почвы
chromogenes каучук выделяют из почвы и воды
из почвы
A.chr. аlbus парафиновый воск то же и из сточных вод
elastica каучук ----
eppinger парафиновый воск ----
fuscus каучук выделяют из почвы
madurae парафиновый воск не могут исп.бензол,
oligocarbophilus алифатические ксилол
углеводороды выделяют из почв
trautwein парафиновый воск ----
vidacens ruber ---- ----
15 ---- ----
218 ---- виды не установ.,
A. sp. нефть, парафиновый выделяют из почвы
воск
Сем. Streptomycetaceae
Род Micromonospora
Различные виды парафиновый воск, Выделяют со дна озера
нефть Висконсина
различные
углеводороды,
толуол, нафталин

Aspergillus flavus парафиновый воск -
этилен высокие концентрации
тормозят развитие
бактерий
A. fumigatus этилен -
A. niger ---- -
A. sp. парафиновый воск выделенa из почвы
Botritis cinera 1 указание использование
углеводородов бактериями
Debaryomyces sp. нефть выделяют из почв
Endomyces sp. ---- ----
Hansenia sp. ---- ----
Manilia sp. ---- ----
Penicillium notatum парафиновый воск ----
P. sp. ---- ----
Torulopsis sp. нефть ----
Сем.Rhodopseudomonadaceae
Род. Rhodopseudomonas
Rh .palustris
Rh.rubrum
Rh. capsulata
Род. Rhodococcus нафталин, галотолерантные
фенантрен
R. erythropdis н – алканы С10 – С30выд. из нефтяных
месторождений
Р. Arthrobacter
A. globiformis полициклические выд. из почвы и донных
A. nicotianae арены отложений
A. sp. мазут -
Р.Acinetobacter н – алканы выдел. из почвы
A. calcoaceticus минеральное масло
Р. Fusarium
Fusarium sp. нефть выделена из почвы

1.2. Микробная деструкция углеводородов нефти и
нефтепродуктов

Нефть – сложная смесь алканов (парафинов или ациклических насыщенных
углеводородов), цикланов (нафтенов) и аренов (ароматических углеводородов)
различного молекулярного веса, а также кислородных сернистых и азотистых
производных углеводородов [7].
Наиболее широкое применение находят такие нефтепродукты, как бензин,
дизельное топливо, моторное масло, нигрол и др.
Бензин содержит предельные и непредельные углеводороды, асфальтеновые
смолы, серу, тетраэтилсвинец. Дизельное топливо – более вязкая смесь, чем
бензин, содержит большое количество парафинов [21].
Моторное масло и нигрол – остаточные продукты прямой перегонки нефти,
содержащие значительное количество смол и асфальтенов[21].
Некоторые закономерности окисления углеводородов нефти. Все
углеводороды, входящие в состав нефти, могут быть использованы
микроорганизмами – деструкторами нефти, но окисляются они неодинаково легко
[22].
Углеводороды с боковыми цепочками легче окисляются микроорганизмами,
чем углеводороды с прямой цепочкой, возможно, благодаря присущей им большой
химической реактивности.
В основном справедливо мнение о том, что способность различных видов
бактерий окисляются углеводороды увеличивается с увеличением длины цепочки
последних [7].
За некоторыми исключениями, парафины легче окисляются
микроорганизмами, чем родственные с ними парафины. Этот параллелизм между
микробами и химическим воздействием подтверждается также данными о важности
положения двойных связей.
Углеводороды с более чем одной двойной связью (бутадиен, изопрен,
стирен) также очень легко окисляются.
На нафтеновые углеводороды очень легко воздействуют многие бактерии, и
какой – либо алифатический заместитель в кольце ещё более усиливает
лабильность молекулы. Например, Тауш и Петер нашли, что Bacterium
aliphaticum liquefaciens воздействует на 1,3 – ди- и 1,3,4 –
триметилциклогексан легче, чем на сам циклогексан. Но ароматизация молекулы
затрудняет микробное окисление, возможно, благодаря присущей молекуле
устойчивости, которая является как бы синонимом ароматичности. Также Тауш и
Петер выяснили, что Bacterium aliphaticum воздействует на алифатические, но
не на ароматические или нафтеновые углеводороды, тогда как Bacterium
aliphaticum liquefaciens окисляет как алифатические, так и нафтеновые
углеводороды, но не ароматические.
Углеводороды с наиболее высокой молекулярной массой обычно легче
окисляются бактериями, чем бензол.[7] Наиболее трудно утилизированными
субстратами являются тяжелые фракции нефти, такие как мазут и его
компоненты: бензольные смолы, нефтяные масла[4,21].
Нефтяные масла используются в качестве смазочного материала и поэтому
являются основными загрязнителями почвы вблизи предприятий, связанных с
использованием нефтепродуктов.[4]
Окисление углеводородов нефти. Дэвис (Davis 1967) указывает на три
возможных пути окисления н– алканов:
1)монотерминальное окисление метильной группы с образованием спирта,
альдегида и монокарбоновой кислоты;
2)окисление как вариант монотерминального окисления с образованием
соответствующего метилкетона через вторичный спирт;
3)детерминальное окисление, при котором терминальные группы н- алкана
окисляются одновременно или последовательно с образованием жирных кислот.
Фостер полагает, что для большинства микроорганизмов наиболее типично
окисление концевого атома углеродной цепи н–алкана. В результате образуется
первичный спирт, альдегид, монокарбоновая кислота, причем последняя,
соответствующая н-алкану, может подвергаться дальнейшему окислению.
Другие исследователи (Крючкова, Воробьева,Лопатин) также считают
наиболее вероятным путем окисления н-парафинов монотерминальное. Сенез
приводит результаты опытов, свидетельствующие о том, что клетки
Pseudomonas, выращенные на среде с гептаном, адаптированы к углеводороду,
первичному спирту, альдегиду и жирной кислоте, но не к соответствующей
дикарбоновой кислоте.[5]
По мнению Кьюла (Quyale, 1972) существуют 2 основных пути
биохимического окисления углеводородов:
1) превращение их в обычные промежуточные продукты, которые используются
для построения клеточного вещества (при этом усваиваются углеводороды как
основной источник углерода);
2) превращение в промежуточные продукты которые не усваиваются микробной
клеткой или используются ими как ростовой субстрат не полностью.[7]
Наилучшее развитие нефтеокисляющих микроорганизмов в интервале рН 6.5
– 7
По скорости разложения в нестерильной почве углеводороды можно
расположить в следующей последовательности: н-парафины циклогексан
ароматические углеводороды.[23]
В процессе деградации нефти в воде происходит потеря н-алканов и
низкомолекулярных углеводородов при соответствующем возрастании доли
ароматических соединений. Высокомолекулярные компоненты наиболее
устойчивы.[5]
Факторы, от которых зависит окисление различных углеводородов,
достаточно многочисленны. Это и химическая устойчивость, и наличие
соответствующей системы энзимов у бактерий; способность углеводорода
проникать через оболочку клетки микроба в содержимое клетки; способность
углеводородов растворять липидные клеточные компоненты; возможная
токсичность продуктов метаболизма, способность организма освобождаться от
продуктов метаболизма, ненужных для активности клетки; различные пути
усвоения различных углеводородов; действие осмотического давления и
поверхностного натяжения и др. факторы.[7]
Также микробиологическая деградация углеводородов зависит от природы
загрязнителя, от наличия других источников углерода ... продолжение

Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.