Биотехнология


анаболитикалық  зат  айналымына  түсетін  қосылыстардың  біріне



Pdf көрінісі
бет5/24
Дата27.03.2017
өлшемі17,33 Mb.
#10529
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   24

анаболитикалық  зат  айналымына  түсетін  қосылыстардың  біріне 
трансформациям  даярлық  (перифериялық)  метаболизм  арқылы 
жүреді. 
Микроорганизмдер  ферменттердің  эсерінен  табиғи 
жэне  синтетикалық  заттарды  энергия  бөлетін  жэне  клетканың 
қажетті  компоненттері  синтезделетін  маңызды  қосылыстарға 
(фосфорланған  көміртектер,  пируват,  глюконат,  үшкарбонды 
кышқыл  циклдың  интермедиаттары,  май  кышкылдары,  амин 
қышкылдары,  пуриндік  және  пиримидиндік  негіздер,  пирока­
техин,  т.б.)  айналдырады.  Даярлық  метаболизмге  жатпайтын 
ферменттердің  көмегімен  синтетикалық  косылыстардың  айналы- 
мы с и рек кездесетін кұбылыс.
4. 
Орталық  метаболизм.
  Егер  де  органикалық  ксенобио­
тик  май  кышкылдары,  дикарбонды  қышқылдар,  пируват  сиякты 
интермедиаттарга  айналса,  онда  олар  негізгі  метаболизмге  өтіп 
қышкылданады. Оптималды жагдайда ксенобиотик орталық мета- 
болизмде толығымен  минералдануы мүмкін.
5. 
Кпеткалыц заттардың тасымалдануы.
  СО,  сиякты  газдар
клеткадан пассивті тасымалдануы диффузия жолымен шығарылады.
Соңгы өнімнін клеткадан белсенді транспортталуы клеткадагы улы
қосылыстардың  төмендеуіне  экелетін  ксенобиотиктің  толық  емес
минералдануында  жүруі  мүмкін.  Клеткадан  ксенобиотиктердің
толык  емес  деградациясының  өнімдерінің  белсенді  транспорты
толык  зерттелмеген.  Кейбір  микроорганизмдерде  болатын,  улы
дэрілік  заттарды  және  ауыр  металдарды  шығаратын,  белсенді
жүйелер клеткаға осы  косылыстарлан  тұрактылық береді.  Аналог-
ты  жүйе  бактерия  клеткаларынан  толуолдың  транспортын  жүзеге 
асырады. 
...?
Ксенобиотиктердің  биомүмкіндігі  манызды  фактор  -   онын 
даярлык  жэне  орталык  метаболизмге  түсу  қабілеті.  ол  өз  кезегін-
де  ксенобиотиктердін  касиетімен  аныкталады  және  организмнің 
ерекшелігіне  байланысты  болады.  Көптегеи  ксенобиотиктердің 
химиялық 
кұрылымына 
байланысты 
биохимиялык 
кол 
жетерліктерінің  бірнеше  заңдылыктары  анықталган.  Осылайша 
тенденция  аныкталады,  ксенобиотик  молекуласынын  кұрылымы 
негүрлым  күрделі  болса,  соғұрлым  аз  молекула  биодеградацияга 
үшырайды,  соғұрлым  онын  утилизациясына  микроорганизмдер 
кабілеті  аз болады.  Мысалы,  каныққан  косылыстардың  биодегра­
дация  жылдамдығы  каныкпагандарға  Караганда  жоғары  болады;

алифатты  көмірсутектердікі  ароматтыларға  қарағанда  жоғары; 
орамды  тізбекті  косылыстардың  оралмаған  тізбектерден  жоғары 
болады.  Биодеградация жылдамдығы төмендейді:  н- жэне изо-ал- 
кандар >  циклды  алкандар,  сульфирлі  ароматика > ди-, үшциклді 
ароматика  >  тетраароматика,  стерандар,  нафтендер  >  пентааро- 
матика,  асфальтендер,  шайыр,  сонымен  қатар:  алкандар  >  алкил- 
циклогександар,  алкилбензолдар  >  ациклды  изопреноидтыалкан- 
дар > метилнафтолдар > С14 -  С 16 бициклды алкандар > стерандар > 
диастерандар  жэне  де:  қанықкан  көмірсутектер  >  моноциклды  > 
полициклды > S-ПАУ.
Полиароматты  көмірсутектердің  биомүмкіндігін  салысты- 
ру  олардың  молекулаларында  ароматты  сақиналар  неғұрлым 
көп  болса,  соғұрлым  олар  биодеградацияға  қол  жетерлік. 
Молекуланың  соңында  болатын  төрттік  амин  топтары,  алкильсіз 
орынбасушы  немесе  қатты  бұгақтанған  алифатты  топтар  а-  не­
месе  Р-қышқылданушы  алкил  молекуласының  бөлігінен  баста- 
латын  ыдырауда  алкил  туындысы  бензолдың  микробты  ыды- 
рауын  қиындатады.  Галогендер,  метил  топтары  немесе  басқа 
орынбасушылар  да  ароматты  жэне  алифатты  қосылыстардың
тұрақтылығын жоғарылатады.
Маңызды  органикалық  токсиканттардың  аэробты  жэне 
анаэробты 
жағдайда 
микробиологиялық 
трансформацияға 
биологиялық мүмкіндік сипаттамасы 3 кестеде келтірілген.
3-кесте.
Органикалық ластаушылардың кейбір
кластарының биомүмкіндігі
Ластану
биомүмкіндік
Аэробты
жағдай
Анаэ­
робты
жагдай
Өңделмеген мұнай 
Мұнай 
өнімдері
щ
Бензин
+
т
Керосин
+
-
Дизельді жанармай
+/-
Мазут
+/-
-
53
і

Көлік май
Ароматты көмірсутектер (бензол, толуол,
Фенолдар
Фталаттар
көмірсутектер

+
+ /-
+
+
+ /-
+ /-
+ /-
+ /-
■/-
Жеңіл (молекуласы 2-3 ароматты 
сақиналы)
Ауыр (молекуласы 4-5 ароматты 
сақиналы)
Хлорлы көмірсутектер 
Алифатты
Моно-, дихлорбензолдар 
Три-, тетра-, гексахлорбензолдар 
Анилин 
Нитробензол
Пентахлорфенол
Полихлорлы бифенилдер
ДДТ (Дихлордифенилтрихлорметилме-
тан)
Гептахлор 
Ү шхлорэтилен 
Тетрахлорэтилен
Винилхлорид
+ - жақсы, +/- - қалыпты, - - төмен.
Бөгде  заттардың  біріншілік  биохимиялық  әрекетке  жэне 
трансформацияға  қабілеттілігі  тірі  клетканың  генетикалық  ерек- 
шеліктеріне  байланысты  болады.  Табиғатта  үнемі  генетикалық 
материалдардың 
жаңа 
комбинациясы 
пайда 
болатындығы 
анықталынды.  Генетикалық  ағында  кездейсоқ  генетикалық 
материалдардың  алмасуы  мүмкін;  сәтті  өзгеріс  болған  уақытта 
«жаңа»  микроорганизм  селективті  артықшылыққа  ие  болады. 
Гендердің  алмасуына  байланысты  микроорганизмдер  өздеріне 
жаңа заттардың декструкциясына қажетті қасиетті иемденеді.
Клетканың  орталық  метаболизмі  (домен)  барлық  орга- 
низмдерге ортақ.  Олар  бірнеше  миллиард жылдар  бойы дамыған,
сұрыптаумен 
оптимизацияланған, 
регуляцияланып 
табиғи 
54

сұрыпталып  орнықтырылған.  Осындай  консервативті  жолдарға 
мысал  —  үшкарбонды  қышқыл  айналымы,  (3-қышқылдану,  т.б
кіреді. 
і
Перифериялық метаболизм  (домен) -  бұл ксенобиотиктердің 
жэне  басқа  шикізаттардың  метаболизмінің  бастапқы  кезеңі. 
Перифериялық  домен  ферменттері  мен  бөгде  заттарға  алғашқы 
әрекет ферменттеріне кең шикізаттык арнайылық тэн.  Сондықтан 
микроорганизмдер әрекет жасап, түрлі құрылымды қосылыстарға 
айналдыра  алады.  Перифериялық  (даярлық)  метаболизм  фер- 
менттері  индуцибельді  болады,  өз  шикізаты  болмайтын  көптеген 
косылыстармен  индуцирленеді  немесе  олардың  белсенділігі 
мен  синтезі  басқа  да  күрделі  басқарушы  механизмдердің 
қатарында  бақыланады.  Перифериялық  домендегі  метаболизм 
жолы  түрлі  қосылыстарды  тасымалдай  алатындықтан,  үлкен 
маңыздылығымен  ерекшеленеді.  Сондықтан  перифериялық  до- 
мендегі  метаболизм  жолы  микроорганизм  популяциясындағы 
генетикалық  материалдың  жылдам  ауысуымен,  жиынтықты 
зерттелетін  топтасулармен  жэне  ДНҚ-ның  үлкен  аймақтарының 
рекомбинациясымен снпатталады. Салыстырмалы жоғары пласти- 
кті  перифериялы  консервативті  орталық метаболизм комбинация- 
сы  микроорганизмдерге  үнемі  жаңа  шикізаттарға және  қоршаған 
ортаға бейімделуіне мүмкіндік береді.
Гендік  инженерия  әдістерімен  генетикалық  модификация- 
ланған  микроорганизмдерді  және  пернфериялык  метаболизмі 
өзгертілген  құрылымдарды  құрастыруға  болады.  Молекулалық 
генетика  микроорганизмдердің  биодеградациялаушы  қасиеттерін 
ыкшамдап,  түрлі  микроорганизмдердің  катаболитикалық  сег- 
ментгерін  кұрастыру  нэтижесінде  метаболизм  жолының  жаңа 
мүмкіндіктерін жасайды.
Көптеген  синтезделген  ксенобиотиктер  химиялық  қасиеті 
бойынша табиги  аналогты  заттарга сэйкес  келеді.  Мұндай  ксено- 
биотиктердің  биотрансформациясы  табиғи  аналоітарындагыдай 
жүреді.  Осылайша  галогенді  органикалық заттардың  биодеграда- 
циясы галогенсіз аналогтарының  катаболитикалық ыдырау жолы-
мен, бірақ аз жылдамдыкта жүреді.
Егер  ксенобиотик  кол  жетерлік  косылыс  болса  жэне  жалгыз 
шикізат  көзі  болып  табылса,  онда  ферменттер  жүйесіне  қажетті 
энергетикалық  шыгы»  көп  жагдайда  ақталмайды.  Сондықтан
55
I

мұндаи  қосылыстар  микроорганизмдер  үшін  қол  жетерліксіз  бо­
лып  табылады.  Ортадағы  қосымша  органикалық  субстрат  энер­
гия  немесе  кофакторлармен  ксенобиотиктердің  айналымын 
қамтамасыз  етіп,  оның  утилизациясын  жеңілдете  алады.  Мұндай 
процесс  кометаболизм  (қышқылдану  немесе қайта қалпына  келу) 
деп  аталады.  Ол  синтетикалық  жэне  токсикалық  қосылыстардың 
қышқылдануына сипатты болып келеді.
Кометаболизм 
кезінде 
қолданылатын 
органикалык 
қосылыстардың  функциясына  байланысты  субстрат  пен  косубт- 
стратты ажыратады.  Субстрат көміртегі, электрондар, энергия не­
месе кофакторлардың көзі болып табылады. Өрбір нақты жағдайда 
ол  осылардың  ішінде  бір  функцияны  атқара  алады  немесе  бір 
уақытта. Ортада көмірсутектің жалғыз көзі бола тұрып ол утилиза- 
циялана алады немесе микроорганизмдермен биотрансформацияға 
ұшырайды.  Субстрат  бар  болғанда  өзгеріске  ұшырай  алатын 
қосылыс 
косубстрат
 деп аталады.  Кометаболизм процесінде ксе- 
нооиотиктер косубстрат болып келеді,  ал  олардың табиғи аналог- 
тары немесе басқа биомүмкін қосылыстар — субстраттар. Көптеген 
ксенобиотиктер  кометаболизм  тәртібінде  трансформациялана- 
ды.  Бұл  богде  қосылыстардың  перифериялық  метаболизмі  мен 
орталық  метаболизмінің  тығыз  координациясының  болмауымен 
түсіндіріледі. 

-••Пчк-.
Ксенобиотик  метаболизмінің  онімі  — косубстрат  онан  арғы 
биотрансформацияға  тұрақтылық  танытуы  мүмкін.  Түзілетін  ме- 
таболиттер  ингибиторлар  болса, онда косубстраттың метаболизмі 
тоқтайды.  Кометаболизм  механизміне  байланысты  субстраттар 
мен косубстраттардың әсері арнайылық танытуы мүмкін.
Кометаболизм тәртібінде, мысалы, AY Ф синтезін үзетін және 
жалғыз  субстрат  ретінде  утилизацияланбайтьш  2,4-Д  гербициді 
ыдырауы мүмкін. Құмырсқа қышқылы синтездің үзілуін шектейді. 
Негізгі  субстрат —
 2,4-Д  формиат болған жағдайда паралельді  ко­
субстрат ретінде утилизациялана алады.
Ксенобиотиктер  даярлық  метаболизмнің  кең  спектрлі  реак- 
циясында  деградирлене  алады,  олардың  ішінде  галогенсіздену, 
дезаминдеу,  карбоксилсіздену,  метил тобының қышқылдануы,  ги- 
дроксилдену,  кетондардың  түзілуі,  р-қышқылдану,  эпоксидтердің 
түзілуі,  азот  қышқылдануы,  сульфаксидтердің  қалпына  келуі, 
екі  және  үш  көміртегі-көміртекті  байланысы,  екі  көміртегі-
56

көміртекті  байланыстардың  гидротациясы,  нитро-,  оксим-,  ни- 
трил/амидті  метаболизм.  Химиялық  ажырау  реакциясы  мына-
даи  қарапайым  жэне  күрделі  химиялық  байланыстарды  жанап 
өтеді:  көміртек-азот,  пептидтік,  карбаматты,  көмірсутек-күкіртті, 
көміртегі-сынап, 
көміртегі-қалайы, 
көміртегі-оттегі-фосфор, 
фосфор-ісүкірт, сульфаттардың эфирі, күкірт-азот жэне дисульфат. 
Ксенобиотиктердің трансформациясы сонымен  қатар  конъюгация 
реакциясының нэтижесінде болуы мүмкін, оның ішінде метилдеу, 
эфирлердің түзілуі, N-ацилдеу, нитрлеу, N-нитрозирлеу, димериза- 
ция жэне азоттың гетероциклдерінің түзілісі.
Даярлық метаболизмге қатысатын реакцияларды қышқылдану, 
қайта қалпына келу, деградация (сонымен қатар гидролиз), конъю­
гация, дегалогендену деп бөлуге болады.
3.4. 
Органикалық ксенобиотиктердің  микробиологиялық 
трансформациясы
3.4.1. Мұнай және мұнай өнімдерініц ыдырауы
Мұнай 
және 
мүнай 
өнімдерінің 
контаминацияланған 
аймақтардан жойылуы абиотикалық жэне биотикалық үрдістердің 
жиынтыгымен  аныкталады.  Мұнаймен  ластанган  топырактың 
қалпына  келуі  мен  озіндік  тазаруының  табиги  процестері  ұзақ
уақытты алады, әсіресе жоғаргы деңгеидегі ластануда.
Топырақтың  мұнаймен  ластануыныц  бірінші  апталарын- 
да  негізінен  миграцияньщ  физикалық  үрдістері  және  була- 
ну  мен  сілтіден  айыру  нэтижесінде  көмірсутектердің  себілуі 
жүреді.  Булану  жылдамдығы  эртүрлі  жэне  ол  орта  қасиетіне,
метеорологиялық  жагдаиға,  сонымен  қатар  мұнаидың  кұрамыиа 
байланысты.  Алдымен  қайнау  температурасы  370°С  төменгі 
нүктеде  фракциялар  буланады.  Мүнай  майлары  мен  өнделмеген 
мұнайдың  булануының  салдарынан  оңтүстіктегі  мүнай  шығыиы 
40-70  %  күрайды.  Солтүстік  климаттық  белдеуде  мұнай  аз  була­
нады, топыракта ол он жыл бойы сакталып, оның циркуляциялық 
суының  себілу  басымдылыгына  ие  болады.  Мүнайдың  булануы 
нәтижесінде  калган  бөлігінің  жабысқақтыгы  күшейіп,  миграция 
жылдамдыгы тежеледі, негізінен томен молекулалы комірсутектер 
буланатындыктан,  ұзындығы  С20  тізбекті  көмірсутектердің,  аро- 
матты  және  циклды  көмірсутектердің  саны  көбейеді.  Жеңіл,  аса

токсикалық көмірсутектерді жою нэтижесінде қалған коспалардың 
микроорганизм-деструкторларына  улы  эсері  төмендейді,  бұл  ке- 
зекті микробиологиялық деградацияны жеңілдетеді, сонымен қатар 
ұшқыш  жэне  ерігіш,  яғни,  ыдырауға  тұрақты,  компоненттердің 
үлесі артады.
Су  және  топырақ  бетіндегі  көмірсутектердің  қабаты 
термиялық  немесе  фотохимнялық  қозудың  нәтижесінде  түзілетін 
бос  радикалдардың  әсеріне  химнялық  эсерге  ұшырауы  мүмкін. 
Бұл үрдіс сулы ортада жэне құрғақ, ыстық клнматта эсерлі болмақ, 
ал  бірынғай  жэне  суық  климатгы  топырақта  төмен.  Бірінші 
жағдайда фотохнмиялық тотығу, булану жэне кезекті механикалық 
бұзылыс  басымдылық  көрсетеді,  оның  нэтижесінде  2-3  жылда 
контаминацияланған ортаның өзіндік тазалануы жүреді.
Мүнайдың  топыраққа  енуі  аймақтың  кеңеюіне  жэне 
ластанудың тереңденуіне әкеледі. Топырақтың жеңіл механикалық 
құрамында,  мысалы,  су топырақта жэне  субалшықта мұнай  жэне 
мұнай  өнімдерінің  жеңіл  фракциялары  топырақтың  биологиялық 
белсендігін  басып,  1,5-2,0  м  тереңдікке  ене  алады.  Ластанудан 
тазарту  деңгейіне  қарай  мнграцияның  негізгі  формаларының 
арасындағы қарым-қатынас өзгереді, сонымен қатар еріген, эмуль- 
гирленген, сорбцияланған мұнай өнімдерінің үлесі артады.
Мүнай  көмірсутектерінің  қоршаған  ортаға  түскен  соң 
1-4  аптадан  кейін  микрофлораның  өсуіне  қолайлы  жағдайда 
ластаушылардың биодеградациясы басталады.
Мүнайдың қүрамына кіретін көмірсутектердің барлығы дерлік 
түрлі айналымдарға түсіп, микробиологиялық әсердің обьектісі бола 
алады. Топырақтағы көмірсутектері көмірсутекті С 0 2 мен суға дейін 
немесе басқа микроорганизмдермен утилизацияланатын қосылысқа
аиналдыратын  көмірсутек  тотықтырушы  микроорганизмдердің 
эсерінен  ыдырайды.  Бүл  үрдіске  саңырауқұлақтар,  бактерия­
лар  да  қатысады,  соның  ішінде  соңғыларының  микроорганизм- 
деструкторларының қоғамындағы ролі аса зор.
Микроорганизмдермен  тотыгудың  төмендеу  деңгейіне  бай-
компоненттері
кезекпен ыдырайды:
Алифатты  >  ароматты  >  шайыр  >  асфальтендер  (толық
тотықпайды)
58

Белсенді  утилизацияланатыны  тік  тізбекті  көмірсутектер, 
тізбек  ұзындығы  С 12-С22  н-парафиндер.  Жағдайға  байланысты 
мұнай  көмірсутеістерінің  біріншілік  жалпы  үлесі  0,5-2%-да  олар 
1-2  айдың  ішінде  10-90%-ға дейін  ыдырайды.  Көптеген  микроор­
ганизмдер  тізбегінде  9  көміртегі  атомынан  төмен  н-алкандарды 
ассимиляцияламайды.  Оларды 
Flavobacterium,  Mycobacterium, 
Nocardia
  туысының  бактериялары  тотықтыра  алады.  Төмен  мо­
лекулалы  н-алкандар  әдетте  микробты  қауымдастығының  өсуін 
тежейді,  бірақ  ұшқырлығының  кесірінен  олардың  әсері  ұзаққа 
бармайды.  Тізбек  ұзындығы  С20  болатын  н-алкандар  қоршаған 
орта  температурасында  жабысқақ  сұйықтық  немесе  қатты  заттар 
түрінде  болады,  сондықтан  олардың  клеткаға  тасымалдануы 
киынға  соғады.  Тізбек  ұзындығы  қысқа  н-алкандар  қоспасында 
олар сұйық күйде болады жэне жеңіл тұтынылады.
Тотығуға  түрақтылары  изоалкандар,  циклоалкандар  мен 
ароматты  көмірсутектер.  Бұлардың  көбісі  моносубстрат  түрінде 
микроорганизмдермен 
қолданылмайды, 
олар  қайта  тотығу 
тэртібінде басқа қол жетерлік көмірсутектермен ыдырайды.
Құрамында  шайыр  мен  асфальтендер  бар  мұнайдың  ауыр 
фракцияларының  деградациясы  ферменттерге  тұрақтылығы  мен 
оларды сұйық ортада диспергирлеу қабілетінің аздығы қиындықтар 
тудырады.  Олардың  кұрамында  конденсирленген  ядролы  поли- 
ароматты  қосылыстар  бар,  олардың  ішінде  биодеградацияла- 
натыны  тек  3  жэне  4  ароматты  сақинасы  бар  қосылыстар.  Бұл 
қосылыстардың ыдырау уақыты 3-тен 2000 аптада варияцияланады. 
Топырақ  ортасы  үшін  мұнайдың  ауыр  фракцияларының,  лай  мен 
шикі  қалдықтардың  минерализациялануының  орта  жылдамдығы 
тэулігіне  1  кг  топырақта  0,02-0,6  г  көмірсутек  аралығында  вари­
яцияланады.  Топырақ асты  горизонтында мұнайдың қол жетерлік 
фракцияларынын  ыдырау  жылдамдығы  тэулігіне  0,01-0,02  г/кг, 
ягни, жоғарыға Караганда төмен болады.  Бір жылда субтропиктер- 
де  фотохимиялық  ыдырау  мен  буланудан  кейін  топырақта  қалған 
мұнайдың 40%  биодеградацияланады.  Суық  климаттық жағдайда 
мұнайдың  биодеградациялануы  қалыпты  үрдістердің  төменгі 
белсенділігінің нэтижесінде он жылга созылуы мүмкін.
Жайлы  жағдайда  биодеструкцияның  негізгі  үрдісі  3-4 
аптаға  созылуы  мүмкіп,  бұл  жагдайда  көмірсутек  тотықтырушы
59
I

микроорганизмдердің  саны  100-1000  есе  артып,  баска  да  гетеро- 
трофты микроорганизмдердің саны өзгереді.
Мұнайдың ыдырауындағы соңғы, эрі ұзақ саты қалған жоғары 
молекулалы  қосылыстардың  трансформациясы  мен  байланысқан 
калдықтардың  түзілуіне  байланысты.  Мұнай  компоненттерінің 
көп  бөлігі  топырақта  болады,  асфальтендер  мен  полиароматты 
көмірсутектердің  түзілуімен  полимеризацияланады.  Бұл  бөлік 
биологиялық  тотығуға  тұрақты.  Ластану  неғұрлым  ескі  бол- 
са,  соғұрлым  оның  үлесі  жоғары  болмақ  (1-20%).  Инерттілігіне 
қарай  жаңа  жоғары  молекулалы  қосылыстар  мен  байланысқан 
қалдықтар қоршаған ортаға қауіпсіз болады. Осылайша физикалық 
және химиялық трансформациялардың жиыңтыгы, биодеградация 
мен  байланысқан  қалдықтардың  түзілісі  қоршаған  ортаға  түскен 
мұнайдың қауіпті әсерін жояды.
Биоремедияцияға кол жетерлік ортада мұнайдың максималды 
болуы 5-10% аспайды (массасы бойынша).
Бнодеградацияның 
жылдамдығына 
тәуелді 
негізгі 
факторлардың  бірі  — температура.  Көмірсутектердің  биодеграда- 
циясына  оптималды  температура  30-40°С,  бірақ  көмірсутектерді 
өте жоғары температурада жэне өте томен  қалыпты температура- 
да да тотықтыруға қабілетті микроорганизмдер бар.  ¥зын тізбекті 
көмірсутектер 25°С-ден томен емес температурада утилизацияла-
НаДЫ. 

  ■
  ■■
Топырақтағы микроорганизм-деструкторлары үшін оптимал­
ды  ылғалдылық  50-80%.  Төменгі  ылғалдылықта  осмостық  және 
матрицалық  күштер  судың  өтуін  шектеп,  олардың  өсуін  шектей- 
ді.  Бірақ өте  ылғалды топырақтардағы газды  аймактардың  азаюы 
отгегінің  өтуін  қиындатады.  Мұнаймен  ластанған  топырақтарда 
мұнай  қосылыстарының  гидрофобтылығының  эсерінен  су  тепе- 
тендігі бұзылады. 
ГфНМЗд|)|^|
Көмірсутектердің  микроорганизмдермен  тотығуы  аэробты 
жағдайда  журеді.  Көмірсутекті  мұнай  — бұл  толығымен  қалпына 
келген  косылыстар,  жэне  олардың  молекуласына  оттегіні  косуы 
тотығуының  бірінші  сатысы  болып  табылады.  Сондықтан 
көмірсутектердің  тотығуында  оттегі  қоректену  функциясын 
атқаратындай катаболитикалық процестерде электрондар акцепто­
ры функциясын да атқарады.
60

Көмірсутектердің біріншілік тотығуынан кейін ыдырау аэроб­
ты жэне де аноксигенді жағдайларда жалғаса алады. Денитрифика- 
торлар мен сульфатредукторлар әдетте негізгі көмірсутектерді  на- 
шар тотықтьфады, ал табиғи ортада сульфаттар мен нитраттардың 
болуының  мәні  жоқ,  сондыктан  оттегі  үнемі  көмірсутектердің 
деградациясын  шектейді.  Топырак  ремедиациясында  аэробты 
жағдайды  сүйемелдеуде  оларды  үздіксіз  үгіп  отырады.  Дени­
трификация  және  сульфатредукция  көмірсутектердің  аралык 
өнімдерін (май қышкылдары, фенолдар, олардың ажырау өнімдері, 
жэне топырақ агрегаттарының орталык аймақтары) тотықтырудың 
ыдырау деңгейінде маңызды роль аткарады. Мұнда Ғе3+ пен ашыту 
процестерінің қалпына келуі мүмкін.
Көмірсутектердің  ыдырау  жылдамдығы  мен  деңгейіне 
ортадағы  агрегаттық  күйі 
эсер  етеді. 
Сулы  орта  үшін 
көмірсутектердің  суда  еруі  маңызды,  себебі  еріген  молекула- 
лар  микроорганизмдердің  клеткаларына  жақсы  тасымалданады. 
Көмірсутектердің  ерігіштігі  томен  жэне  олардың  молекулалық 
массасының  өсуіне  байланысты  төмендеп  отырады.  Мыса­
лы,  тетрадеканның  (С]4)  қаныққан  ерітіндісі  концентрациясы 
1х  10'6  мг/л  тең.  Тотығу  жылдамдығына,  сонымен  қатар,  судағы 
көмірсутектердің  дисперсттілігінің  деңгейі  эсер  етеді.  Олардың 
клеткаға  транспортталуы  клетканың  бетімен  эмульгирленген 
көмірсутекті фазаның байланысуында жүреді. Дисперстілікті эсер 
ету  механизмімен  немесе  детергенттердің  көмегімен  күшейтуге 
болады.  Көптеген  микроорганизмдер  олардың  тотығуын  жыл- 
дамдататын  жэне  эмульгирлеуші  көмірсутектерді,  ББЗ  өндіруге 
қабілетті.
Мұнай жэне мүнай өнімдерінің топырақ бетінің бөліктерінде 
адсорбциялануы  үлкен  жэне  тығыз  агломераттардың  түзілуімен 
олардың биодеструкциясын киындатады. Өте ылғалды топырактың 
топырақ  бөлшектерінде  үгілмелі  кұрылымды  агрегаттар  түзіледі, 
олардың  саңылаулары  арқылы  оттегінің  енуі  жоғарылап, 
көмірсутектердің деградация жылдамдығын жоғарылатады.
Мүнай  көмірсутектерін  бактериялармен  утилизациялау- 
да  қолайлысы  бейтарап  pH  (6,5-8,0).  Саңырауқұлақтар  мен 
ашытқылардың оптималды дамуы қышқыл ортада жүреді, рН-тың 
кең диапазонында аралас популяциялар дамиды.
61
і

Мұнаймен  ластанған  жерлерде  минералды  компоненттер 
аз  болады,  сонымен  қатар  солтүстік  аймақтарда  табиғи  орталар 
азот  пен  фосфор  көздеріне  тапшы  болып  келеді.  Мұнаймен  лас- 
тануда  биогенді  элементтердің  тапшылығы  мұнайдеструкторлы- 
микроорганизмдердің  белсенділігін  лимитирлеуші  фактор  болып 
табылады.  Биологиялық  тазалау  мен  биоремедиация  үшін  мине­
ралды  компоненттерді  минералды  тыңайтқыш  ретінде  (азотты, 
фосфорлы,  т.б.)  енгізеді.  C:N  оптималды  қатынасы  9-200:1  тең. 
Минералды  тыңайтқыштардың  көбісі  суда  жақсы  ериді,  бұл  ми­
нералды  қоректену  компонентгерін  микроорганизмдерге  тасы- 
малдануын  қамтамасыз  етеді.  Азот  көздері  таусылған  жағдайда 
топырақтағы  көмірсутектердің  тотығуын  азотфиксаторлармен 
жеткізілетін азотпен қамтамасыз ете алады.
Ескірген  мұнай  ластаушылары  немесе  олардың  кайта  түсуі 
топырақта  микроорганизм-деструкторларының  болуымен  («жа- 
байы»  немесе  аборигенді)  сипатталады.  Бұл  жағдайда  абори- 
генді  микрофлораның  көмірсутектер  тотықтыру  қабілетін  бел- 
сендендіру  үшін  агротехникалық  шара  қолдану  жеткілікті. 
Балғын  мүнай  қалдықтарын  оқшаулауда  ортаға  микроорганизм- 
деструкторларының препаратын енгізу қажет.  Қазіргі таңда моно- 
және аралас дақылдардың негізінде табиғи жэне техногенді орта- 
ларды тазартуға арналған биопрепараттардың көптеген түрлері жа- 
салынып, белсенді қолданылуда.  Экстремалды жағдайда (қышқыл 
ортада,  ылғалдың  тапшылығы,  қоректік  заттардың  шектеуінде) 
мүнай  деструкторы  ретінде  ашытқылар  мен  саңырауқүлақтар 
эффективті  болып  келеді.  Мицелиальды  өсу  саңырауқүлақтарға 
қоректену  компоненттерінің  локалды  көздерінің  арасында  тара- 
луына,  топырақ-мүнай  агломератгарына  енуіне  мүмкіндік  береді 
жэне  pH  пен  ылғалдың  аз  көрсеткіпггеріне  түрақты  жиынтықта 
олардың белсенділігін қамтамасыз етеді.
Мүнай  ыдырауына  микроорганизмдермен  қатар  өсімдіктер 
мен  жануарлар  қатыса  алады.  Мүнайдың  топыраққа  түсуінде 
өсімдіктердің  өсуі  мен  топырақ  жануарларының  белсенділігі 
шектелуі  мүмкін,  бүл  өз  кезегінде  микробты  белсенділікке  эсер 
етуі  мүмкін.  Үгітілген  топырақтар  өсімдік  тамырымен,  жер 
құрттарымен  жэне  қазушы  артроподалармен  газдың  енуі  мен 
дренажын  камтамасыз  етеді.  Сонымен  қатар  казушы  жануарлар

Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   24




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет