Углеводородокисляющие микроорганизмы – перспективные объекты экологической биотехнологии
Дипломная работа - Биология
Другие дипломы по предмету Биология
содержание нефти и нефтепродуктов в нефтешламе составило 0,2 мг/г почвы только на 540 сут.
Таким образом, данный способ доочистки нефтешлама биологическим методом позволяет снизить содержание нефти и нефтепродуктов до нормативно допустимого и может быть рекомендован к промышленному применению.[1]
4.2 Биоремедиация нефтешламов компостированием
В Казанском государственном университете была оценена эффективность обезвреживания и переработки концентрированного нефтехимического шлама путем компостирования в опытно-полевых условиях с помощью комплексного токсико-биологического и химического мониторинга. Компостирование нефтешлама осуществляют на огражденной барьером бетонной площадке с фильтрованием и сбором избыточной жидкости. В качестве разрыхляющего агента использовали отработанный сорбент биофильтра слоем 0,3 м на подготовленной площадке. Извлеченный из шламонакопителя нефтешлам распределяли поверх разрыхлителя с последующим отведением избыточной жидкости. Компостируемые смеси формировали методом послойной укладки. Соотношение шлама и разрыхлителя составляло около 1:2 (по объему). Аэрацию компостируемых смесей обеспечивали с помощью полиэтиленовых перфорированных труб.
Процесс биоремедиации нефтехимического шлама в опытно-полевых условиях можно разделить на две фазы: активную, характеризующуюся высокой скоростью деструкции загрязнений (0-4 мес), и более медленную, отличающуюся низкой скоростью деградации остаточных в основном труднодоступных компонентов нефтяного загрязнения (5-18 мес).
Снижение содержания нефтяных углеводородов при компостировании нефтешлама в комбинации с другими промышленными отходами (какие) представлено в таблице 3. Наибольшее снижение загрязнения происходит при компостировании с добавлением ОПЛ (таблица 3, вариант В).
При компостировании происходит увеличение суммарной концентрации гуминовых и фульвовых кислот. При этом лапрол стимулирует накопление кислот в компосте (таблица 3, вариант В).
Таблица 3 - Химический состав нефтешлама в процессе компостирования
Добавки ПоказателиA (NPK)Б (NPK+дизельное топливо)В (NPK+ твердый отход производства лапрола)Длительность компостирования, месс031803180318Углеводороды нефти, г/кг54,734,022,361,236,524,556,727,012,3Сумма восьми испытанных ПАУ, мг/кг454,477,528,6462,182,135,6449,976,125,5Сумма гуминовых и фульвовых кислот, г/кг16,719,830,618,719,432,816,218,734,5рН7,27,57,07,27,26,87,17,06,7
При компостировании нефтепродуктов численность спорообразующих бактерий в начальный период, соответствующий активной фазе ремедиации, снижалась на порядок.(рисунок 24, б. В соответствии с характером используемого метода этот факт может отражать как снижение содержания собственно спор, так и переход данной части микробиоценоза в вегетативную форму со сниженной токсико-резистентностью. [7]
В конце теплого сезона количество бактерий в состоянии спор обычно восстанавливается до начального уровня и в дальнейшем не претерпевает резких изменений (рисунок 24, б), что свидетельствует об устойчивости спор, в том числе в условиях неблагоприятного температурного режима.
Число актиномицетов в процессе компостирования нефтешлама увеличивается на первом этапе. В нефтешламе численность микромицетов изменяется в широких пределах.
Такая динамика может отражать как избирательную токсичность углеводородов и/или их метаболитов, так и конкурентные или антагонистические отношения с другими представителями биоценоза.
Деградация загрязнений является результатом активной жизнедеятельности микробного сообщества, обитающего в нефтешламе, о чем свидетельствует, в частности, повышение числа деструкторов. При создании относительно благоприятных условий собственная микрофлора нефтешламом загрязненных объектов способна к разложению умеренной дозы контаминирующих агентов (5-10 % углеводородов нефти) в результате увеличения численности и повышения активности эндогенного микробного сообщества. Во втором ремедиационном периоде наблюдается уменьшение доли ПАУ-деструкторов, что свидетельствует об исчерпании доступных ростовых субстратов соответствующей химической структуры и о снижении биодоступности остаточного загрязнения.
Рисунок 24 - Динамика роста различных физиологических групп микроорганизмов в процессе компостирования: а - аэробные гетеротрофы; б - спорообразующие бактерии; е - актиномицеты; г - микромицеты; А, Б, В - варианты пилотно-полевого компостирования
Снижение биоразлагаемости может являться также результатом связывания продуктов метаболизма нефтяного загрязнения с компонентами гумуса и гумусоподобными веществами, количество которых существенно увеличивалось при компостировании нефтешлама.[8]
Изучение численности микробных популяций в процессе компостирования нефтешлама позволяет выявить следующие закономерности. В течение первого трехмесячного этапа в первую очередь возрастает численность аэробных гетеротрофных бактерий, к которым принадлежат и специфические деструкторы нефтяного загрязнения, что характерно и для нефтешламо-загрязненных почв, не подвергающихся очистительным процедурам. Для весенне-летнего сезона второго ремедиационного периода наиболее показательно увеличение числа актиномицетов, что объясняется их экологической стратегией, а именно, ростом количества этих спорообразующих прокариот на поздних стадиях деструкции труднодоступных субстратов.
При компостировании происходит снижение нефтяного