Экология/ 2

Экология/ 2.Экологические и метеорологические проблемы больших городов и промышленных зон

К.б.н. Оразов О.Э., Миндуллина Л.А.

Башкирский государственный университет, Уфа, Россия

Применение культуры Candida lipolytica в составе биопрепарата Ремедойл для утилизации нефтешламов промышленных выбросов

Развитие нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности привело к существенному загрязнению объектов окружающей среды отходами производств и зонами утечек нефтепродуктов. В значительной мере это обусловлено несовершенством существующих промышленных технологий, неполной переработкой входящих в состав сырой нефти компонентов и т.д. Загрязнение такого рода негативно воздействует на почвенный слой, поверхностные и подземные воды, геологическую среду, представляет серьёзную опасность для экосистем, их обитателей, здоровья населения [1,2]. Ввиду обострения экологических проблем, связанных с загрязнением природных объектов токсичными антропогенными выбросами, перед биотехнологией остро стоит задача усовершенствования методов биологической очистки. Для регионов добычи и переработки сырой нефти актуальны работы по созданию эффективных биопрепаратов для ликвидации розливов нефтепродуктов [3]. Использование биопрепаратов гарантирует максимальное извлечение нефтепродуктов из объектов окружающей среды; при этом ни в качестве промежуточных, ни в качестве конечных продуктов токсичные вещества не образуются. Несмотря на известные преимущества присущие применяемым биопрепаратам, они имеют и ряд недостатков, ввиду чего поиск более эффективных и удобных в эксплуатации нефтедеструкторов, создание более совершенных биопрепаратов продолжается.

В ходе представленной работы изучали влияние условий культивирования на рост культуры Candida lipolytica, штамм которой был выделен ранее из загрязненной нефтепродуктами почвы с территории промышленной зоны г. Ишимбая (Республика Башкортостан, Россия). Данный штамм входит в комплексный биопрепарат экологического назначения Ремедойл ТУ 9291-001-86142353-2012, созданный в лаборатории инженерного факультета БашГУ (г. Уфа). Проведены лабораторные и полигонные испытания нефтедеструкторов по утилизации нефтешламов и различных фракций нефтепродуктов, извлеченных из почвогрунтов с территории ОАО «Газпром нефтехим Салават», расположенного в южной части Башкортостана.

Ввиду того, что в реальных условиях в загрязненных объектах окружающей среды помимо органических компонентов часто присутствуют неорганические примеси, требовалось изучить влияние условий избыточного засоления на рост клеток дрожжей при глубинном культивировании в условиях принудительной аэрации. Опыты проводили параллельно в 5л пластиковых сосудах, используя в качестве засевного материала разбавленную маточную суспензию клеток Candida lipolytica. В качестве органического субстрата использовали компоненты нефтешламов, включающие ароматические и смолисто-асфальтеновые вещества. Состав минеральной подкормки: K₂HPO₄, MgCl₂, NH₄NO₃ по 0,1 %. Дополнительно вносили смеси солей 1) CuNO₃ и NaNO₃; 2) (CH₃COO)₂Pb, HgCl₂, CdCl₂ и 3) NaCl до суммарной концентрации в среде выращивания 7%. Выращивание проводили при комнатной температуре при интенсивной аэрации в течение 45 сут.

Содержание клеток дрожжей определяли на денситометре Den-1 в единицах Макфарланда с пересчетом на концентрацию в 1 мл раствора. Степень биодеструкции суммарных нефтепродуктов определяли по остаточному содержанию методом ИК-спектроскопии. Фракционирование НП выполнили на лабораторной установке с контролем температуры кипения фракций.

Данные опытов с дополнительным внесением неорганических компонентов приведены на рис. 1.

Рис. 1. Рост культуры Candida lipolytica на нефтешламах в присутствии неорганических примесей

Как видно из рис 1, представленных результатов, избыточное засоление подвергаемых биорекультивации объектов окружающей среды негативно сказывается как на скорость роста клеток биодеструктора, так и на их максимальную концентрацию. При фоновом содержании солей отмечен наибольший прирост клеток, увеличение же различных солей в образцах приводило к снижению накопления биомассы, задерживало биодеструкцию углеводородов, входящих в состав нефтешламов. Во всех случаях по истечению 20 сут. культивирования интенсивность прироста клеток снижалась, что по-видимому связано с жизненным циклом развития, характерным для данного вида дрожжей. Более токсичное воздействие солей тяжелых металлов (Pb, Cd, Hg) сказывалось на росте клеток Candida lipolytica после 35 суток культивирования.

Полученные результаты свидетельствуют о негативной реакции изучаемого природного штамма Candida lipolytica на присутствие в среде роста избытка минеральных веществ. Эти данные должны быть учтены при нормировании расхода биопрепарата, включающего в состав представителей р. Candida для проведения биологической очистки нефтезагрязненных почв и водоемов в условиях засоления.

На лабораторной установке было также проведено фракционирование нефтешламов, предоставленных ОАО «Газпром нефтехим Салават». Воздействие на полученные фракции биопрепаратом Ремедойл показало, что наиболее эффективно и в течение примерно 10 сут. испытываемый биопрепарат осуществлял биоразложение фракций легких НП: керосиновой, бензиновой, лигроиновой. Ароматические и полиароматические компоненты нефтешламов требовали обработки Ремедойлом в течение 60-70 сут. для 80 %-й утилизации. Смолисто-асфальтеновые вещества подвегрались лишь модификации и 40 % разложению в течение 6 и более месяцев наблюдений.

Литература:

1. Зильберман М. В Биотестирование почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами / М. В. Зильберман, Е. А.Порошина, Е. В. Зырянова – Пермь: УралНИИ «Экология», 2005.- 110 с.

2. Киреева Н.А. Влияние загрязнения почв нефтью на физиологические показатели растений и ризосферную микробиоту / Н.А. Киреева, Е.И. Новоселова, А.С. Григориади // Агрохимия. – 2009. -№7 – С. 71-79.

3. Оборин А. А. Нефтезагрязненные биогеоценозы (процессы образования, научные основы восстановления, медико-экологические проблемы): монография / А. А. Оборин. – Пермь, 2008. - 511 с.