Углеводородокисляющие микроорганизмы – перспективные объекты экологической биотехнологии

Дипломная работа - Биология

Другие дипломы по предмету Биология

илатом)6,7-109141,99 (10-й)1604,2-10'Pseudomonas (сДТ)2,1-Ю9231,76 (10-й)1361, 8-10'Rhodococcus4,9-1010240,65 (18-й)2001,3-1012СовместнаяР.-4,3-108 Rh- 6,3-10826Р.-0,54 (7-й) /8й.-0,44 (15-й)208Р.-3,4-10' Rh- 3,8-10'

Рисунок 20 - Кинетика роста штаммов Pseudomonas sp. 142NF (pNF142) (1) и Rhodococcus sp. S67 (2) в смешанной культуре

 

Как видно из данных таблицы 2, по основным показателям совместная ферментация лишь незначительно уступает раздельному культивированию псевдомонад и родококков, а ее преимущества очевидны: число большинства необходимых технологических операций сокращается почти в два раза. Кроме того, соотношение, равное 1:1, штаммов Pseudomonas sp. 142NF и Rhodococcus sp. S67 в КС можно априори считать эффективным, а их численность (3,4-1010 КОЕ/мл и 3,8-1010 КОЕ/мл, соответственно) достаточно высока для использования в составе жидкой формы биопрепарата.

Таким образом, в данной работе были подобраны условия культивирования, позволяющие получить биомассу микроорганизмов-нефтедеструкторов родов Pseudomonas и Rhodococcus с высокой численностью живых микроорганизмов, а также с сохранением активности ферментных систем биодеградации углеводородов нефти. Режим совместного культивирования был подобран таким образом, чтобы получать биомассу с равным соотношением численности штаммов Pseudomonas sp. 142NF(pNF142) и Rhodococcus sp. S67 при наименьшей длительности процесса ферментации. [11]

 

4.1.3 Обезвреживание нефтешламов ассоциацией микроорганизмов родов Bacillus, Rhodococcus и Fusarium

Головцов М.В. из Уфимского государственного нефтяного технического университета в своих исследованиях установил, что наибольшую активность при биодеструкции нефти и нефтепродуктов проявляет консорциум следующих непатогенных микроорганизмов: Rhodococcus erythropolis AC-1339 Д, Bacillus subtilis ВКМ 1742 Д и Fusarium species №56, взятых в соотношении 1:1:1. Данный консорциум способен использовать в качестве источника углерода нефть и нефтепродукты в количестве 1-5 % масс. Деструкцию гексадекана, дизельного топлива, мазута микроорганизмы способны осуществлять в полной минеральной среде. Подобранный консорциум способен разлагать не только легкие фракции нефти, такие как гексадекан, но и более тяжелые фракции нефти, например мазут, т.е. деструктировать широкий спектр углеводородов. Причем консорциум не теряет свою окислительную активность при содержании гексадекана, дизельного топлива, нефти и мазута при 5% масс. Максимальная биодеструкция наблюдается при содержании исследуемых нефтепродуктов в количестве 1% масс. и составляет через 48 суток для гексадекана- 90%, дизельного топлива- 85%, нефти- 82%, мазута- 52%, эти данные иллюстрирует рисунок 21.

 

Рисунок 21 - Степень биодеструкции нефти и нефтепродуктов ассоциацией микроорганизмов в полной минеральной среде

Причем степень биодеструкции нефти и нефтепродуктов консорциумом на 10-15% выше по сравнению с монокультурой Rhodococcus erythropolis AC-1339 Д.

Вышеуказанный консорциум способен утилизировать углеводороды нефти и в жидкой полной минеральной среде. В зависимости от количества инокулята и условий культивирования степень биодеструкции будет отличаться. Данные отражены в таблице 3.

 

Таблица 3 - Степень биодеструкции нефти

№ опытаНефтешламКоличество инокулятаУсловияСтепень биодеструкции111% масс.3% от общего объёма массыКультивирование - в течение четырех суток на термостатированной качалке при температуре 25-30 0С и 90 об/мин. Экстракция органическим растворителем. 721% масс.После экстракции ксилолом нефтешлама вносили 3% от общего объёма массы.Экстракция нефтешлама ксилолом. Биодеструкция в течение четырех суток на термостатированной качалке при температуре 25-30 0С и 90 об/мин 911% масс.без внесения микроорганизмов после экстракции ксилоломЭкстракция ксилолом 571% масс.без внесения микроорганизмов--

Очистка нефтешлама при применении консорциума на 15% больше, чем при экстракции ксилолом, и составляет 72%. Наибольшая степень очистки, более 91%, наблюдается после предварительной экстракции нефтепродуктов из нефтешлама ксилолом и использовании подобранного консорциума. В процессе культивирования консорциума наблюдается прирост гетеротрофных микроорганизмов.

Такая тенденция отражена на рисунке 22.

 

Рисунок 20 - Рост гетеротрофных микроорганизмов в полной минеральной среде

 

Биоочистку нефтешлама можно осуществлять путем послойного расположения. Для этого между слоями можно закладывать песок, чернозем и перфорированные трубы для аэрации. С целью уменьшения испарения нефтепродуктов дно и поверхность установки герметизируют покрытием.

Для увеличения эффективности биодеструкции углеводородов нефти в нефтешлам добавляют опилки, а в качестве биостимулятора - спиртовую барду, фосфогипс.

Доочистка нефтешлама подобранным консорциумом с внесением биодобавок (спиртовой барды, фосфогипса) и опилок значительно интенсифицирует процесс очистки нефтешлама. Так, уже на 180-240 сутки степень биодеструкции нефти и нефтепродуктов с консорциумом на 10-15% выше, чем с монокультурой Rhodococcus erythropolis AC-1339 Д. Зависимость содержания нефти в почве и времени показана на рисунке 23. Фосфогипс 1-5 % масс. и спиртовая барда 1-5 % масс. являются активными стимуляторами роста нефтеокисляющих микроорганизмов.[1]

Рисунок 23 - Динамика содержания нефти и нефтепродуктов в нефтешламе на протяжении всего процесса биоочистки

 

Доочистка с применением подобранного консорциума, отходов спиртового производства и фосфогипса позволяет снизить содержание нефти и нефтепродуктов в нефтешламе до 0,2 мг/г почвы за 450 сут. В случае с монокультурой