Технология биоремедиации нефтяного загрязнения

Актуальность
Нефтяные углеводороды в силу своей биологической активности относятся к наиболее опасным загрязняющим веществам, длительное воздействие которых может нарушать сложившееся равновесие экосистем. Скорость накопления нефтепродуктов, в результате техногенного загрязнения, в водных и почвенных экосистемах далеко опережает скорость их биодеградации естественным путем, а существующие технологии не позволяют справляться с такими загрязнениями быстро и эффективно.
Применение биологических технологий, основанных на использовании микробных биопрепаратов, изготовленных из активной биомассы углеводородокисляющих микроорганизмов, являются наиболее перспективным, экологически чистым и часто единственно возможным способом решения данных экологических проблем.
Биодеградация углеводородов микроорганизмами представляет собой один из основных природных механизмов самоочищения окружающей среды. Интенсивность этого процесса значительно зависит от количества и разнообразия микроорганизмов–биодеструкторов загрязняющих веществ.
Таким образом, наиболее эффективный и экономичный путь решения проблемы нефтяного загрязнения связан с применением биотехнологий.
Разработка комплексной химико-биологической технологии биоремедиации почв, загрязненных нефтепродуктами
Цель работы
Разработка новой технологии биоремедиации с применением комплексного химико-биологического метода деградации нефтяных поллютантов посредством стимулирования свободно-радикальных процессов для увеличения скорости и степени деградации соединений нефти.
Описание решаемых проблем, поставленной задачи и предлагаемых подходов к её решению
Окисление углеводородов микроорганизмами – это ведущий фактор процесса биодеградации нефти в природе. Поэтому биоремедиация — наиболее низкозатратный и при этом наиболее безопасный и естественный для природных экосистем способ очистки от нефтяных загрязнений.
В каждом регионе существует свой набор активных видов штаммов нефтеокисляющих микроорганизмов, наиболее подходящих для использования in situ. Метаболизм аборигенных штаммов эволюционно приспособлен к особенностям среды их обитания.
В Керченском проливе Азовского моря нами выделены активные штаммы нефтеокисляющих микроорганизмов, которые принадлежат к родам: Pseudomonas (2 культуры); Achromobacter (4 культуры); Acinetobacter (2 культуры); Exiguobacterium (1 культура), Kocuria (3 культуры), Micrococcus (1 культура), Shewanella (1 культура) (таблица).

Разработка комплексной химико-биологической технологии биоремедиации почв, загрязненных нефтепродуктами
Таблица - Результаты идентификации нефтеокисляющих микроорганизмов, выделенных в Керченском проливе Азовского моря

Разработка комплексной химико-биологической технологии биоремедиации почв, загрязненных нефтепродуктами

Разработка комплексной химико-биологической технологии биоремедиации почв, загрязненных нефтепродуктами
Стимулируя аборигенные микроорганизмы, или внося в биоценоз штаммы, ранее выделенные в данном регионе, мы не привносим в него таких сильных изменений, как в случае внесения чужеродных, не свойственных для региона штаммов-биодеструкторов. Кроме того, иногда бывает сложно прогнозировать эффективность применения чужеродных штаммов для биоремедиации в связи с неподходящими для них природными условиями.
В связи с интенсивным развитием нефтегазового комплекса в Южном регионе выделение штаммов микроорганизмов, участвующих в деструкции нефти в экосистемах Азовского и Черного морей, приобретает особую значимость.
До настоящего времени считалось, что основным, практически единственным путем биологической деградации соединений нефти является ферментативное окисление углеводородов. Но для высокомолекулярных углеводородов, полиароматических углеводородов с пятью и более кольцами, а также смол и асфальтенов, механизмы ферментативной деградации не известны.
Согласно полученным нами результатам, а также данным литературы, значительную роль в разложении микроорганизмами высокомолекулярных углеводородов могут играть процессы свободно-радикального окисления. Известно также, что предварительная обработка загрязненных почв химическими генераторами активных форм кислорода (АФК) улучшает усвоение микробами углеводородов. Повышение уровня АФК в почве при проведении биоремедиации позволит значительно увеличить скорость биодеградации нефти и существенно усилить степень деградации ее высокомолекулярных соединений, практически не утилизируемых ферментативным путем.
Таким образом, развитие технологий биоремедиации с учетом знаний механизмов биодеградации углеводородов позволит свести к безопасному минимуму экологические последствия работы нефтеперерабатыващей отрасли.
В предлагаемой технологии используется ряд принципиально новых технических решений, подлежащих патентованию.

Разработка комплексной химико-биологической технологии биоремедиации почв, загрязненных нефтепродуктами
Характеристика ожидаемого народно-хозяйственного эффекта
Предлагаемая комплексная химико-биологическая технология биоремедиации почв, загрязненных нефтепродуктами, на основе использования аборигенных штаммов-деструкторов нефти и с учетом знаний механизмов биодеградации углеводородов будет представлять собой перспективный, экологически чистый, эффективный и экономичный путь решения проблемы нефтяного загрязнения.
Использование аборигенных штаммов повысит эффективность биоремедиации в связи с их развитием в оптимальных для них природных условиях.
Предварительная обработка загрязненных почв химическими генераторами активных форм кислорода (АФК) будет способствовать усвоению углеводородов нефти микроорганизмами, а также существенно усилит степень деградации ее высокомолекулярных соединений, практически не утилизируемых ферментативным путем.
Таким образом, использование комплексной химико-биологической технологии биоремедиации почв, загрязненных нефтепродуктами, позволит повысить интенсивность этого процесса и добиться наиболее полного удаления токсичных компонентов нефти.