Биоремедиация замазученного грунта с помощью микробиологических препаратов

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Сельскохозяйственные науки


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

УДК 579. 64- 631. 46
БИОРЕМЕДИАЦИЯ ЗАМАЗУЧЕННОГО ГРУНТА С ПОМОЩЬЮ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ
© С. П. Четвериков1, Э. Г. Валиуллин1, Э. Р. Гареева2, М. Д. Бакаева1*,
Т. Ю. Коршунова1, О. Н. Логинов1
Институт биологии Уфимского научного центра РАН Россия, Республика Башкортостан, 450 054, г. Уфа, проспект Октября, 69.
Тел/факс +7 (347) 235 62 47.
E-mail: biolab316@yandex. ru 2Уфимский государственный нефтяной технический университет Россия, Республика Башкортостан, 450 062, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.
Тел. /факс: +7 (347) 243 14 19.
Е-mail: info@rusoil. net
В модельных экспериментах изучена возможность использования биопрепаратов «Ле-нойл» и «Деойл» для ремедиации грунтов с территории нефтеместорождений Жетыбай и Каламкас (Республика Казахстан) с содержанием нефтепродуктов 44. 35% и 18. 26%, соответственно. Показано, что степень биодеструкции нефтепродуктов в грунте месторождения Каламкас не зависит от его разбавления песком и составляет 42−46%о для обоих испытуемых биопрепаратов. После перемешивания грунта месторождения Жетыбай с песком в соотношении 1:3 максимальная степень разложения поллютанта достигалась при использовании биопрепарата «Ленойл» (74. 90%). Биопрепарат «Деойл» показал себя более эффективным деструктором при разбавлении грунта с песком 1:1 — 44. 53% и в варианте без добавления песка — 28. 71%о.
Ключевые слова: биопрепараты «Ленойл», «Деойл», биоремедиация, замазученный грунт, степень биодеструкции.
Введение
Загрязнение окружающей среды нефтью и продуктами ее переработки представляет повышенную опасность, что связано с огромными масштабами добычи, транспортировки и переработки этих энергоносителей. В последнее время все больше внимания уделяется микробиологическому методу очистки экосистем, преимуществами которого являются эффективность, экономичность, экологическая чистота и безопасность, технологическая гибкость и возможность многократной обработки «хронических» загрязнений, а также широкий диапазон допустимых уровней загрязнения. При этом отсутствуют вторичные поллютанты, поскольку углеводороды нефти возвращаются в естественный кругооборот углерода в природе в виде веществ, доступных для питания местной микрофлоры и высших растений.
Биотехнологический метод восстановления окружающей среды предполагает не только активизацию аборигенной микрофлоры очищаемых объектов, но и внесение биопрепаратов, содержащих штаммы эффективных микроорганизмов-деструкторов, способных использовать нефть и нефтепродукты в качестве единственного источника углерода и энергии, что позволяет ускорить разрушение нефти [1−7]. Для создания оптимальных условий жизнедеятельности микроорганизмов целесообразным является внесение подкормки в виде минеральных и органических веществ.
Целью работы было изучение в рамках модельного эксперимента процессов биодеградации нефтепродуктов и возможности биологической
рекультивации замазученного грунта с помощью микробиологического препарата «Ленойл» и биопрепарата с рабочим названием «Деойл», содержащих активные штаммы нефтеокисляющих бактерий.
Методика
Объектом исследования служили образцы за-мазученного грунта нефтеместорождений Жетыбай и Каламкас (Республика Казахстан), содержание нефтепродуктов в которых составляло 44. 35% и 18. 26%, соответственно. С учетом высокой концентрации загрязнителя, грунт месторождения Жеты-бай перемешивался с песком в соотношениях 1:1 или 1: 3, а образцы с территории месторождения Каламкас — в соотношении 1:1.
Эксперименты проводили в сосудах объемом
3 л, в которые помещали по 1 кг грунта или грунта, смешанного с песком. Влажность в течение всего срока инкубации поддерживали на уровне 60%, температуру — 20−25 °С. Отбор почвенных проб осуществлялся через каждые 14 суток.
Биопрепараты вносили ежемесячно в дозе 2−108 КОЕ/г субстрата. В качестве источников биогенного азота, фосфора и калия использовали комплексное минеральное удобрение «Нитроаммофоска» (ОАО «Невинномысский Азот», Россия, ТУ 113−08−10 253 378−02−96) в дозе 0. 25 г/г
нефтепродукта.
Для оценки эффективности применения биопрепаратов контролировали степень разложения углеводородов в соответствии с ПНД Ф 16.1. 41-
04 [8], а также динамику численности основных групп почвенных микроорганизмов. Для этого 1 г
* автор, ответственный за переписку
724
БИОЛОГИЯ
грунта помещали в колбу со 100 мл стерильной воды и в течение 1 ч перемешивали на лабораторном встряхивателе П-5. 10-Э5960 (180 об/мин). Из полученных суспензий делали микробиологические посевы на мясопептонный агар для учета гетеро-трофов и среду Раймонда [9] с 0. 1% нефти в качестве единственного источника углерода и энергии для учета углеводородокисляющих бактерий.
Результаты и их обсуждение
Микробиологические анализы исходных проб показали, что численность гетеротрофных микроорганизмов в образцах нефтезагрязненных грунтов, находилась в интервале (3−5)-107 КОЕ/г, углеводо-родокисляющих бактерий — (5−7)-106 КОЕ/г.
Внесение минеральных удобрений, разбавление песком, а также хорошая приживаемость ин-тродуцированных микроорганизмов способствовали повышению численности гетеротрофных микроорганизмов на 3 порядка — до (3−4)-1010
КОЕ/г, и увеличению количества бактерий-нефте-деструкторов. Их титр вырос в 100 раз и составил (5−8)-108 КОЕ/г.
Проведение комплекса рекультивационных мероприятий, предусмотренных технологией биологической очистки, позволило снизить остаточное содержание нефтепродуктов в замазученном грунте (табл.).
Скорость деградации углеводородов во всех вариантах опыта находится на высоком уровне, что, по-видимому, объясняется быстрой адапатаци-ей микробных деструкторов к данным видам субстратов и правильностью выбранной технологии рекультивации (механическая обработка, биогенные добавки).
Степень биодеструкции нефтепродуктов в грунте месторождения Каламкас не зависела от его разбавления песком и используемого биопрепарата и по прошествии 6 недель эксперимента составила 42−46%.
Таблица
Изменение концентрации нефтепродуктов (%) и степень биодеструкции загрязнения (%) в замазученном грунте месторождений Жетыбай и Каламкас в ходе модельного эксперимента
Концентрация нефтепродуктов Степень деструкции на 42 сутки
Месторождение Вариант опыта (добавки к грунту) Исход- ное 14 сутки 28 сутки 42 сутки
Каламкас
Контроль (только грунт) 18. 26±1. 80 18. 04± 1. 62 18. 00± 1. 92 17. 95± 1. 61 1. 64
+ песок (1: 1) + «Ленойл» 9. 90± 0. 77 7. 45± 0. 68 6. 52± 0. 62 5. 30± 0. 49 46. 46
+ песок (1: 1) + «Деойл» 9. 75± 0. 97 7. 62± 0. 74 6. 96± 0. 70 5. 55± 0. 53 43. 08
+ «Ленойл» 17. 55± 1. 79 14. 48± 1. 13 12. 62± 1. 18 10. 14± 0. 99 42. 22
+ «Деойл» 17. 20± 1. 68 14. 29± 1. 61 12. 58± 1. 26 9. 88± 1. 01 42. 56
Контроль (только грунт) 44. 35± 4. 46 44. 31± 4. 60 44. 28± 4. 02 44. 11± 4. 33 0. 54
+ песок (1: 3) + «Ленойл» 20. 00± 1. 99 11. 39± 0. 99 6. 40± 0. 58 5. 02± 0. 50 74. 90
+ песок (1: 3) + «Деойл» 11. 11± 1. 01 5. 48± 0. 52 4. 39± 0. 41 3. 42± 0. 29 69. 22
+ песок (1: 1) + «Ленойл» 22. 18± 2. 19 20. 20± 2. 03 18. 39± 1. 90 15. 48± 1. 46 30. 21
+ песок (1: 1) + «Деойл» 25. 06± 2. 22 17. 90± 1. 65 16. 58± 1. 67 13. 90± 1. 41 44. 53
+ «Ленойл» 44. 48± 4. 46 41. 62± 4. 22 40. 55± 3. 96 37. 15± 3. 72 16. 48
+ «Деойл» 46. 56± 4. 56 43. 61± 4. 44 38. 70± 4. 01 33. 19± 3. 31 28. 72
Жетыбай
Тогда как на биодеградацию загрязнителя в грунте месторождения Жетыбай влияло разбавление его песком и применяемый биопрепарат. При перемешивании с песком в соотношении 1:3 максимальная степень разложения поллютанта достигалась при использовании биопрепарата «Ленойл» (74. 90%).
При смешивании в равных количествах и при отсутствии разбавления песком замазученно-го грунта месторождения Жетыбай биопрепарат «Деойл» показал себя более эффективным нефте-деструктором, чем биопрепарат «Ленойл» (в 1. 51.7 раза).
В дальнейшем планируется проведение полевых экспериментов по очистке нефтезагрязненных грунтов месторождений Жетыбай и Каламкас с использованием биопрепаратов «Ленойл» и «Деойл».
ЛИТЕРАТУРА
1. Логинов О. Н., Нуртдинова Л. А., Бойко Т. Ф. Четвериков С. П., Силищев Н. Н. Оценка эффективности нового биопрепарата «Ленойл» для биоремедиации нефтезагрязнен-ных почв // Биотехнология. 2004. №°1. С. 77−82.
2. Киреева Н. А., Григориади А. С., Хайбулина Е. Ф. Ассоциации углеводородокисляющих микроорганизмов для
биоремедиации нефтезагрязнённых почв // Вестник Башкирского университета. 2009. Т. 14. № 2. С. 391−394.
3. Нечаева И. А., Филонов А. Е., Ахметов Л. И., Пунтус И. Ф., Боронин А. М. Стимуляция микробной деструкции нефти в почве путем внесения бактериальной ассоциации и минерального удобрения в лабораторных и полевых условиях // Биотехнология. 2009. № 1. С. 64−70.
4. Mishra S., Jyot J., Kuhad R. C., Lal B. Evalution of inoculum addition to stimulate in situ bioremediation of oily-sludge-contaminated soil // Applied and Environmental Microbiology. 2001. V. 67. № 4. P. 1675−1681.
5. Murygina V., Markarova M., Kalyuzhnyi S. Application preparation «Rhoder» for remediation of oil polluted polar marshy wetlands in Komi Republic // Environment International. 2005. V. 31. № 2. P. 163−166.
6. Ouyang W., Liu H., Murygina V., Yu Y., Xiu Z., Kalyuzhnyi S. Comparison of bio-augmentation and composting for remediation of oily sludge: A field-scale study in China // Process Biochemistry. 2005. V. 40. № 12. P. 3763−3768.
7. Stroud J. L., Paton G. I., Semple K. T. Microbe-aliphatic hydrocarbon interactions in soil: implications for biodegradation and bioremediation // Journal of Applied Microbiology. 2007. V. 102. № 5. P. 1239−1253.
8. ПНД Ф 16.1. 41−04 «Методика выполнения измерений массовой концентрации нефтепродуктов в пробах почв гравиметрическим методом». 2004. // Портал нормативных документов. URL: http: // www. opengost. ru.
9. Raymond R. L. Microbial oxidation of n-paraffinic hydrocarbons // Developments in Industrial Microbiology. 1961. V. 2. № 1. P. 23−32.
Поступила в редакцию 03. 08. 20I3 г.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой