Мұнаймен ластанған топырақты қалпына келтірудегі

биоремедиацияның рөлі

Х.Досмұхамедов атындағы Атырау мемлекеттік университеті

Абуова А.Е., Жұбанова Ә.С

Мұнай өндіруші аймақтарда мұнайды өндіру, тасымалдау және сақтау кезінде қоршаған орта объектілері мұнай және мұнай өнімдерімен ластанады. Мұнай мен мұнай өнімдері тірі организмдерге токсикалық әсерін тигізгендіктен, ластанған аймақтарда табиғатты қорғау шаралары міндетті түрде өткізіліп тұруы тиіс. Сол себепті, мұнайы бар ластанған топырақтарды, суды және басқа да объектілерді тазалау үшін биоремедиация жұмыстары жүргізіледі. Бұл өз кезегінде мұнаймен ластанған топырақтардан белсенді микроорганизмдер штамдарын бөліп алу үшін әртүрлі микробиологиялық, биотехнологиялық және физика-химиялық зерттеу процестері жүргізілуі керек. Микроорганизмдердің өзіндік ерекшелігі – клетканы түзу үшін энергия көзі ретінде мұнай көмірсутектерін пайдаланады. Сонымен қатар микробты ферменттердің қатысында мұнайдың биохимиялық ыдырау заңдылықтарын зерттеу де өте маңызды.

Мұнай және мұнай өнімдерімен ластанған топырақты биотехнологиялық әдіспен тазалау микроорганизмдердің мұнай және мұнай өнімдерін қарапайым қосылыстарға айналдыру, органикалық заттарды жинау және оларды көміртек айналымына қосу қабілетіне негізделген. Экологиялық қауіпсіздік, топырақтың құрылымын толық сақтай отырып, ластайтын заттарды зиянсыз аралық өнімге дейін деградациялау мүмкіндігі биотазалаудың ерекшеліктері болып табылады. Биоыдырау мұнай және мұнай өнімдерінің құрамды компоненттерінің тотығу энергиясын өзінің дамуы үшін қолданатын аэробты микрофлорамен жүзеге асырады.

Мұнайгаз алатын және мұнай өңдейтін өнеркәсіптердің негізгі проблемаларының бірі – қамба мұнайларын және шлам жинағыштардағы жиналған сұйық және қатты мұнай қалдықтарын пайдалану болып табылады. Оларды сақтау үлкен төлемдермен, сондай-ақ олардың топыраққа және жерасты суларына түсіп кету қаупімен байланысты. Сонымен қатар, жинағыш-тоғандардың ашық беттерінен булану процестері ауаны көмірсутектермен және күкіртсутектермен ластайды, ол табиғаттағы экологиялық тепе-теңдікті бұзады.

Қазіргі таңда жаңа экологиялық таза технология ретінде топыраққа биопрепарат түрінде активті микроорганизмдер штаммдары – мұнай деструкторларын интродукциялау ұсынылады. Мұндай микроорганизмдерді тұщы және теңіз суларынан, ластанған қойма суларынан, мұнай кен орындарының қатпарлы суларынан, мұнаймен ластанған топырақтардан бөліп алады. Ортаның оңтайлы жағдайларына байланысты таңдап алынған дақыл немесе микробты консорциум мұнай көмірсутектерін пайдалануға қабілетті және оларды көмірқышқыл газы мен қоршаған ортаға зиянсыз өнімдерге ыдыратады.

Биологиялық тотықтырудың негізінде табиғатта кең таралған мұнай тотықтырғыш микроорганизмдердің биохимиялық қызметі жатыр. Тазарту процесі нәтижелі болу үшін мұнай тотықтырғыш микроорганизмдердің жылдам көбейетін штамдарын пайдаланады.

Топырақтың ластанудан өздігінен тазарудың табиғи механизмдерінің ішінде микроорганиздердің орасан зор маңызы бар, олар үшін көмірсутектері жалғыз ғана энергия көзі болып табылады. Қазіргі уақытта мұнайды тотықтырғыш микроорганизмдердің 67 штамдары айқындалған. Талдау қорытындысында бір ғана көміртегіне ассимиляцияланған топырақ үлгілерінен алынған бактериялардың қасиеті анықталған: октан-16%, нафтендер-75,1%, парафиндер-64,2%, толуол-58,3%, гексан-50,8%, бензол-41,2%, асфальтен-67,7%. Көмірсутекті қайта қалпына келтіретін бактериялар әсерінен топырақтағы мұнайдың бұзылу шамасы 31,3-73,9% болды. Қазіргі кезде мұнаймен ластануға қарсы күресте микробиологиялық әдістерді ойлап табу барысында биоценатты кешендер шығару үшін мұнай тотықтырушы микроорганизмдердің аборигенді штамдарын сұрыптап алу мүмкіндігі бар.

Қазақстанның микробиологтары бүгінгі күнде қолданысқа енгізуге бірнеше мұнай тотықтырғыш микроағзалар штамдарын бөліп алып, олардан биопрепараттар жасауда. Аталған микроағзалар шикі мұнайды 84-98% тазалау қарқындылығын көрсеткен. Жаңа препараттар «Мунайбак», «Бакойл», «Экобак», «Перойл», «Микотрих» т.б. бөлініп алып, мұнай өнімдерін тазалап қана қоймай, табиғи қалпына келтіруге септігін тигізеді.

Көмірсутегі тотықтырғыш микроорганизмдер экологиялы-трофикалық микроорганизмдер топтарының ішіндегі ең маңыздыларының бірі, себебі әртүрлі биотоптарда толық тотықсызданған көмірсутегі молекулаларын зат алмасу процесіне қатыстырады. Дәлірек, олардың мұнай және мұнай өнімдерін ыдыратуда маңызды рөл атқарады. Сондықтан, көмірсутектерді тотықтырғыш микроағзалар функционалды белсенділігінің интенсивтілігі биотоптарда маңызды практикалық мәнге ие және мұнай және мұнай өнімдерімен ластанған топырақтың қайта қалпына келуіне тікелей байланысты. Кейбір микробиологиялық зерттеулердегі мәліметтер бойынша, көмірсутектерді тотықтырғыш бактериялар ластанған топырақта бірінші жарты жылдық ішінде максималды мәнге дейін жетеді. Соған байланысты топырақты тазарту шараларында метаболиттік белсенділігі жоғары, мұнай және мұнай өнімдерін жақсы ыдырата алатын сол топырақтың құрамындағы микроорганизмдер штамын бөліп алу шараларының тәжірибелік маңызы зор.

Қазіргі заман өндірісінің ең басты мәселесінің бірі-қоршаған ортаны қорғау, жер асты кен байлықтарын рационал тәсілдерімен пайдалану. Сол себепті мұнай-газ өндірісінің іздеу, барлау жұмысының негізгі бір мақсаты қазіргі заман табиғатын қорғау, қоршаған ортаны ластамай, адамзат денсаулығына зиянсыз өндіріс өнімдерін өндіру, әрбір өндірістің келешек экологиялық проблемаларын зерттеу және перспективалық жоспарлар дайындау.

Мұнай мен газды өндіру және өңдеу кезінде табиғатты қорғау бойынша маңызды бағыттар экологиялық таза процестерді игеру және қалдықтарды азайту, мұнай химиялық өндірістердің газды қалдықтарын тазарту, лас суларды тазарту, қоршаған ортаның мұнаймен және мұнай өнімдерімен ластанбауын қадағалау және т.б. болып табылады.

Мұнай және газ құбырларын салу кезіндегі қоршаған ортаның ластану мәселесінің жағдайын зерттеу барысында, өнім өндіру кезінде мұнаймен мұнай өнімдерінен және мұнай газдарымен олардың жанғаннан кейінгі өнімдерімен, күкіртсутегі, күкірттотығы, ағынды судың минералдануы салдарынан ластанудың жиі-жиі болып тұратыны анықталды. Ластануда бұрғылау ерітінділері және бұрғылау кезінде түзілген қалдықтар, түрлі беттік әрекетті заттар (БӘЗ), фенолдар, альдегидтер және бұрғылауды интенсификациялау үшін қолданылатын басқа реагенттер. Сол себепті қоршаған ортаны ластанудан қорғауға бағытталған іс-шараларды одан әрі жетілдіру керек.

Аймақтық-өндірістік мұнайгаз кешендері мен магистралды мұнай-газ тасымалдаушы құбырларын қоршаған ортаны ластайтын ірі орындарға жатқызамыз. Топырақ қабатының мұнай және олардың қоспаларымен ластануы және ағын сулары мен жер асты суларының жоғары минералдануы мұнай-газ шикізатын қайта өңдеуге дайындау кезінде түзіледі. Осыған байланысты мұнай қоспалары, ілеспе мұнай газы және оның жанғаннан кейінгі өнімдері атмосфераға кең көлемде тарайды.

Жан-жаққа жұқа қабықша қалыптастырып тарайтын қабілеті болғандықтан мұнай су бетіне түскенде ерекше күшті әсер етеді. Мұнаймен ластану концентрациясы 800 мг/м³ болғанда фитопланктонның тіршілік қабілеті жойылады, су өсімдіктерінің өттегін бөлуі азаяды. Тіпті аз мөлшердің өзінде мұнай тірі организмдердің нерв жүйесінің ферментативтік аппаратының жұмысын бұзады, жануарлардың әртүрлі ткандерінде патологиялық өзгерістер туғызады, су өсімдіктерінің өсуі мен қалыпты дамуын төмендетеді, оларды жояды.

Қазіргі кезеңде мұнай өндіруші объектілері тазалау қондырғыларымен, алдын-ала жабдықталып барын іске қосылғанымен жаңа техника, жетілген технология да құбырларды бұрғылау, мұнайды өндіру және тасымалдау кезінде орын алатын қоршаған ортаға кері әсерін тигізетін заттардан, іс-әрекеттерден толық арыла алмай отыр. Сондықтан, табиғи жағдай үшін шығыны аз, тиімді технико-технологиялық шешімдерді іздестіру қажет. Скважинадан алынған мұнайды және газды өндіріп, тасымалдау, сұйық көмірсутегі қалдықтарының апат салдарынан төгілуінің алдын-алу және қоршаған ортаға тараған мұнай-газ қалдықтарын тез арада жинап, тазарту қажет.

ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР

1. Киреева Н.А. Влияние загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами на численность и видовой состав микромицетов / Н.А. Киреева, Н.Ф Галимзянова // Почвоведение, 1995.- №2,- С.211-216.

2. Логинов О.Н. Биотехнологические методы очистки окружающей среды от техногенных загрязнений / О.Н. Логинов, Н.Н, Силищев, Т.Ф. Бойко, Н.Ф. Галимзянова.–Уфа: Гос. изд. научно-тех. литературы «Реактив», 2000. – 100 с.

3. Сидоров Д.Г. Полевой эксперимент по очистке почв от нефтяного загрязнения с использованием углеводородокисляющих микроорганизмов / Д.Г. Сидоров, И.А. Борзенков, Р.Р. Ибатулин, Е.И. Милехина, И.Т. Храмов, С.С. Беляев, М.В. Иванов // Прикладная биохимия и микробиология.- 1997.- Т.33, №5.- С.497-502.

4. Стом Д.И. Трансформация нефти в простейшие трофические цепи / Д.И. Стом, Д.С. Потапов, А.Э. Балаян, О.Н. Матвеева, В.К. Баранская // Проблемы систематики, экологии и токсикологии беспозвоночных. – Иркутск: Изд-во ИГУ, 2000.-С. 90-95.