Дәуренбекұлы Шағын елді мекендерді сумен қамту
МҰНАЙМЕН ЛАСТАНҒАН ТОПЫРАҚТЫ БИОРЕКУЛЬТИВАЦИЯЛАУДЫҢ МӘСЕЛЕЛЕРІ МЕН ЖЕТІСТІКТЕРІ
жүктеу/скачать 0,76 Mb.
|
Какен дипл
| 3 МҰНАЙМЕН ЛАСТАНҒАН ТОПЫРАҚТЫ БИОРЕКУЛЬТИВАЦИЯЛАУДЫҢ МӘСЕЛЕЛЕРІ МЕН ЖЕТІСТІКТЕРІ
Мұнай және мұнай өнімдерімен ластанған экожүйені, яғни топырақты немесе су қоймаларын өз қалпына келтірудің негізгінен 2 жолы қарастырылған. Оның бірі, мұнай құрамындағы көмірсутекті ыдырату үшін, сол ластанған ортаға белсенділігі жоғары мұнайтұтқыш немесе көмірсутектұтқыш микроағзаларды енгізу жолымен [28]. Мұнай және мұнай өнімдерімен ластанған топырақты тазартуда, белсенді микроағзалар культурасын енгізу топырақты техногенді ластаудан тазартуға болады. Белсенді микроағзалар мұнайдың құрамындағы алифатты, ароматты басқа да көміртектеді тотықтыруға және биологиялық ыдырау процесіне қатысып, ластанған топырақты мұнай және мұнай өнімдерінен жедел, яғни жылдам тазартуды қамтамасыз етеді [29]. Бұл әдісті қолданардан бұрын, алғашқы кезекте микроағзаларды сұрыптау қажет және микроағзалар келесі мынадай талаптарға сай болуы керек: - микроағзалардың мұнай және мұнай өнімдерінің құрамындағы түрлі компонентерді ыдырата алу қабілеті; - генетикалық тұрақтылығы; - сақтау кезеңіндегі тіршілік қабілеті - сақтау кезеңінен кейінгі жедел өсу қабілеті; - жоғарғы ферментативті белсенділігі мен қоршаған ортада өсуі; - жергілікті микроағзалармен бәсекелестік қабілеті; - уытты және патогендік қабілетінің болмауы тиіс. Мұнай құрамындағы көмірсутектерді ыдырату үшін, қазіргі кезде кең көлемде, көптеген деструктор – микроағзалары қолданылуда. Бұл микроағзаларға жататын бактерияның түрлеріне Pseudomonas, Flavobacterium, Acinetobacter, Alcalidenes, Bacillus, Arthrobfcter, Rhodococcus, Micobacterium, Nocardia және ашытқы түрі Candida. Деструктор – микроағзаларды ластанған топыраққа енгізуде, ол микроағзалардың тіршілігіне қажетті (температура, рН, аэрация, азотпен фосфордың жеткілікті мөлшері) жағдайларын да қадағалау қажет. Мұнаймен ластанған топырақтағы гетеротрофты микроағзалардың топырақ көкжиегінде жалпы қабылданған заңдылыққа сәйкес орналасады. Микроағзалар негізінен топырақтың беткі қабатында таралған. Ал, топырақтың тереңірек қабатына ауысқан сайын онда қарашірік мөлшері азаяды, сонымен бірге төменгі қабаттардағы су және ауа режимінің нашарлығынан, оның органикалық қосылыстарға кедейлігіне байланысты микроағзалардың да саны кемиді. Стабникова авторлармен бірге, Васіllus туысына жататын бактериялардың бірнеше түрлерін қарастырған. Зерттеу нәтижесінде, мұнай және оның құрамындағы көмірсутектерді ыдыратуға қатысатын, белсенділігі жоғары Васіllus megaterium 1 BД штамы бөлініп алынған. Деструкция деңгейіндегі н – алкан С11 ден С22ге дейін – 40-94% көрсеткішін құраған. Сонымен қатар, Васіllus megaterium 1 BД штамы хош иісті қосылыстарда жақсы өсетіндігі және биоэмульгатор қабілетіне ие екендігін анықтаған. Мұнай, мазут, жанармай, керосинге жоғарғы биодеградациялық белсенділікпен әсер ететін штамдардың бірі Micobacterium flavescens штамы. Micobacterium flavescens штамы 28°С температурада мұнайға қарсы әсері - 74%-ды құраса, мазут - 55%, жанармай - 77%, керосин - 89% құраған. Ал, температура 10°С төмендегенде, штамның мұнайтұтқыш белсенділігі де төмендеген, бірақ мұнай және мұнай өнімдерін пайдалану деңгейі сол жоғарғы көрсеткішті көрсеткен. Micobacterium flavescens штамы сақтау кезеңінен кейінде, өзінің жоғарғы мұнайтұтқыш белсенділігін, сұйық препарат түрінде, әрі, лиофильді түрінде де тұрақты сақтайды. Корнелли авторлармен бірге, Rhodococcus туысына жататынбактериятүрлеріне көп көңіл бөлген. Бактерияның бұл түрі жоғары биодеструктивті белсенділікке ие, яғни, Rhodococcus туысына жататын бакериялар қолайсыз факторлар әсеріне қарамастан, өзінің өмір сүру қабілеттілігімен ерекшеленеді. Rhodococcus ruber 1418 u Rhodococcus erythropolis 1715 штамдары негізінде жасалған ассоциация көміртекпен энергия сапасына байланысты, мұнай және оның ауыр фракциялары (шайыр, асфальтен, мазут) үшін қолдану өте тиімді. Сұйық ортадағы 5% мұнайды, бұл штамдар 2 күн ішінде, 26°С температурада 62% дейін ыдырата алады. Модельді тәжірибелерде, мысалы, топырақты тазартуда микроағзалар ассоциациясы 11-тәулікте, ластанған топырақтағы ластаушы агенттердің концентрациясы 5 % - дан 1,25%-ға дейін төмендеген . Қазақстан ғалымдары алғаш рет Солтүстік Каспий теңізінің жағалауындағы топырақтардан және суынан, Прорва және Макат жағалауларынан, Rhodococcus туысына жататын белсенді микроағзаларды түрлерін бөліп алған. Бұл штамды мұнай және мұнай өнімдерін биодеградациялауда шикізат ретінде пайдаланды. Бөлініп алынған штамм, 10 тәулікте мұнайды 46 - 70%-ға дейін ыдыратады, ал мұнай өнімдерін, атап айтқанда жанармай, бензин, керосинді 84 %, 98 %, 92 % -ға дейін ыдыратады. Олиготрофты микроағзаларды төменгі молекулалық және жанама қосылыстарын тотықтыруда жоғарғы молекулалық қосылыстарға қолдануды анықтаған. Мукашева Т.Д. және әріптестерінің, мәліметтері бойынша, Streptomyces туысына жататын факультативті олигатрофты микроағзалардың концентрациясы жоғары емес мұнай шикізат ортасында өсуге қабілеттілігі қарастырылған. Сапрофиттібактериялардың ішінде – мұнай құрамындағы көмірсутектерді ыдыратуға қабілеттілігі бар– микробактериялар және Pseudomonas, Bacillus туысына жататын микроағзалар түрлерін тапты. Тәжірибелер барысында, бақылауға нұсқасымен салыстырғанда, мұнайдың 61,14 – 71,9% болса, ал микроағзалар культурасын қолданғаннан кейін, ол көрсеткіш 3,05 – 6,03%-ға дейін төмендеген. Көмірсутектотықтырғыш микроағзалар тобына жататын бактериялар негізінен, белсендігі жоғары, төменгі молекулалық қосылыстар арқылы мұнай өнімдерін көмірқышқыл газ бен суға дейін ыдырата алатын қабілетке ие. Бұл микроағзалар қатарына: Bacillus, Arthrobаcter, Rhodococcus, Miсrococcus, Pseudomonas. Лабораториялық жағдайда, бұл микроағзалар 1 тәулік ішінде көмірсутектердің 87 – 95% - ы, ал мұнай өнімдерін ыдырату жылдамдығы 0,5 – 1,2г/л көрсеткішті көрсетті. Көмірсутектотықтырғыш микроағзалар (КТМ) және гетеротрофты бактериялар алғашқы күндері топырақтағы мұнай концентрацияның жоғарылауына бейімделе алмайды. Ал, 1 ай өткеннен кейін, мұнаймен ластанған топырақтағы микроағзардың саны өсе бастайды. Мұны микроағзалардың жаңа жағдайға бейімделіп, негізгі қорек көзі ретінде, мұнай құрамындағы көмірсутектерді пайдалануымен түсіндіруге болады. Мұнайдың 2 және 3,5% көмірсутектотықтырғыш микроағзалар ең жоғарғы титрді көрсетеді, ал целлюлоза ыдыратушы және нитрификаторлар мұнаймен ластануға сезімтал болып келетін микроағзалар қатарына жатқызылады. Микробиологиялық зерттеулердің нәтижелері бойынша, көмірсутектотықтырғыш микроағзалар мен гетеротрофты микроағзалардың жоғары белсенділігі 3,4·105 және 5,7·106 дәрежесі аралықтарында болады. Нитрификаторлардың төменгі көрсеткіші және целлюлоза ыдыратушы микроағзалардың жоқ болуы ластанған орта жағдайына бейімделе алмауымен сипатталады. Мұнай және мұнай өнімдерінің қоршаған ортаға түсуі, өсімдіктерге және микроағзаларға ұзақ уақыт өзінің кері әсерін тигізеді. Бұл биосфераны ластаудың ең негізгі көзі болып табылады. Топырақтың, судың мұнаймен ластануын тазартуда ғалымдардың зеттеуі бойынша, Pseudomonas, Rhodococcus Micrococcus Acinobacter туысына жататын микроағзалардың (бактериялардың) маңызы өте зор. Бұл бактериялар өзінің өміршеңдігін сақтай отырып, негізгі қорек көзі ретінде мұнай және мұнай өнімдерін, сонымен қатар мұнай құрамындағы түрлі көмірсутектерді пайдаланады. Мұнай өнімдерімен ластануды тазартуда көмірсутек деструктор микроағзалары да маңызды роль атқарады. Миронова әріптестерімен бірге, мұнай және мұнай өнімдерімен ластанған сулар мен топырақтарды тазартуда Rhodococcus sp. 56Д қолдануын ұсынды. Бұл штамм кең диапозонды температурада (12 -30°С), салыстырмалы қысқа уақытта (7 – 14 тәулік), мұнай және мұнай өнімдерімен ластанған топырақтармен, тұщы және теңіз суларын тазартуда кеңінен пайдаланды. Тұщы суларды мұнайдан тазарту көрсеткіші – 68,8% құраса, ал теңіз суларын – 69,2% және топырақты – 67,5%-ды құраған. Rhodococcus sp. 56Д штамы мұнай құрамындағы көмірсутекке байланысты, жоғарғы биоэмульгациялық белсенділік қасиетіне ие. Мемлекеттік ғылыми зерттеу орталығының қызметкерлері, қолданбалы микробиологияда, «Дружба» мұнай өндірісіндегі мұнайдың құрамынан Rhodococcus sp. MFN. штамын бөліп алған. Бұл штамм көміртек сапасына байланысты, мұнай, мазут, керосин, тетрадекан, пентадекан, гексадекан, фенилдекан, бензин және керосин, пропан және бутан газдарын ыдырата алады. Rhodococcus sp. MFN штамы 5 тәулік ішінде, мұнай құрамындағы көмірсутегін 75 - 95%-ға дейін ыдыратады. Сонымен қатар, бактерия Rhodococcus sp. MFN штамы көптеген ауыр металдар: Mn6 Ni, Zn, Mo,Cr, Cu, Fe, Pb, Ag ионына өте төзімді. Ал, орыс ғалымдары, Коми республикасы, Усинск аймағындағы мұнай және мұнай өнімдерімен ластанған топырақтан психро белсенділігі жоғары көмірсутектотықтырғыш Cytophaga туысына жатаын бактерия түрін бөліп алды. Бұл бактерия түрі мұнай құрамындағы көміртек шикізатын және оның фракциясын ыдырату қабілеті бар екендігі анықталды. Табиғатта көмірсутектотықтырғыш микроағзалар сұйық және газ тәрізді көмірсутектер бар жерде кездеседі. Ал, топырақтағы көмірсутектотықтырғыш микроағзалардың санының өсуі – бұл микроағзалардың мұнаймен ластануына қарсы жауапты реакциясы. Егер топырақта ыдырамаған көмірсутектер болса, онда сол жерде қашанда көмірсутектотықтырғыш микроағзалар болады. Көмірсутектотықтырғыш микроағзалар топырақта ұзақ уақытқа дейін сақталып, мұнай құрамындағы көмірсутектердің ыдырауына белсенді қатысады. Оборин авторлармен бірге, осы көмірсутектотықтырғыш микроағзалар топырақтың мұнаймен ластануына және органикалық заттардың мөлшеріне ерекше әсер етеді- деп, қарастырған. Ластанған және бақылау аймақтарында көмірсутектотықтырғыш микроағзалар санының бір – бірінен айырмашылығы жоқ. Бірақ, көмірсутектотықтырғыш микроағзалардың саны ластанғаннан кейін, бірінші жарты жылдықта максимальді болады және ол жоғарғы көрсеткіш 2 жылға дейін қалады. Көптеген көмірсутектотықтырғыш бактериялар парафинді, мұнай құрамындағы басқада заттарды – изопарафиндерді, циклопарафиндерді, хош иісті қосылыстарды жеңіл ыдырата алады. Қалыпты парафиндердің ішінде, бірінші кезекте жеңіл қосылыстар тотығады. Мұнайтотықтырғыш микроағзалар липидті фракцияның бұзылуына белсенді қатысады. Бактериялардың мұнайды және оның құрамындағы фракцияларды ыдыратуы әр түрлі факторларға, биогенді қосылыстарға, температураға, оттегіне, мұнайдың дисперция дәрежесіне, қышқылды – сілтілік шамасына байланысты болып келеді. Бірақ уақытқа қарай түрлі факторлардың арасында да өзара күрделі әрекеттесулер болады. Экологиялық факторлар: температура, биогенді тұздардың концентрациясы, оттегінің әсерінен басқа да факторларда туады. Мысалы, тотығатын заттардың химиялық құрамының өзгеруі, микробиологиялық структурасының өзгеруі. Бұл бактериялардың өміршеңдігіне кері әсерін тигізеді[30]. Бактериялардың мұнайды жақсы ыдыратуы оттегінің жеткілікті мөлшерде болуымен сипатталады. Бұл бір жағынан, С7Н11О3 биомассасының жалпы құрамына, екінші жағынан СО2 және Н2О байланысты. Судағы 1л мұнайдың тотығуына – 3300г.оттегі жұмсалады. Судың беткі қабатын жабатын мұнай қабықшасы, ондағы оттегіні сіңіру жылдамдығын азайтады. Сонымен қатар мұнай қабықшасының үлкеюі газ айналымын төмендетеді. Дүниежүзілік тәжірбие мұнаймен ластанған топырақтарды микробтармен тазартудың тиімділігін дәлелдейді. «Оксидентал химикл» (АҚШ), «Бейстритент» (Англия), «Биадетакс» (Германия), және т.б. әйгілі фирмалар мұнаймен ластанған жер бетін микробпен тазарту әдістерін кеңінен қолдануда. Мұнайды тазартуға арналған «Путидоил», «Биоструктор», «Гидробак» және т.б. жаңа препараттар жасалынды. Алайда микроорганизмдердің жаңа түрлерін өндіріске енгізу үшін микроб флорасының тіршілік әрекеттеріне әсер етуші топырақ үрдістерінің табиғи жағдайлары мен топырақ типтерін еске алу керек. Мұнай және мұнай өнімдерімен ластанған территорияларды тазартуда «Экойл» препаратын қолдануды ұсынады. Ол Micobacterium flavescens ЕХ-91, Pseudomonas putida-9, Acinetobacter sp. НБ-1 бактериялар штаммдарының негізінде құрылған. Бұл препарат ПО «Нижневолжскнефть» табиғи жағдайында нәтижелі сынақтан өткен, онда авариялық жағдайда мұнай құбырларының бұзылуынан мұнаймен ластанған су қоймаларын тазартқан. Су қоймасы «Экойл» препаратымен 6Ч 106 кл/см2 концентрациясында пайдаланған. Екі айдан соң су қоймаларының ластану дәрежесі 0,06% құрады. Препаратты Запорожск АЭС майланған ағынды суларын тазартуда 1,210 кл/г концентрациясында керамзит биофильтрін енгізді. «Биодеструктор» препараты мұнай және мұнай өнімдерімен ластанған су және топырақты тазартуда қолданады. Нәтижелерін қарастырғанда мұнай, парафин, мазут, дизель отынын биодеструкциялауда препарат әртүрлі н-алкан фракцияларын қолдануға қабілетті. Биодеструкцияланудың жоғарғы қарқындылығы 2-3 тәулікте бақыланды: оның нәтижесі парафинге 96%, дизель отынын – 99%, мұнайды - 99%, мазутты – 98,2% құрады. АС – 1339 Д Rhodococcus erythropolis мұнайды қышқылдататын штамм-деструкторлардан және биоқосымшаларынан жасалынған «Родотрин» биопрепараты, Татарстан елінде Балахчино ауылында мұнайдың апатты төгілуінен кейін «Солтүстік-Батыс магистралды мұнай жолдары» ААҚ Альметьев аудандық мұнай өткізу басқармасының аумағында кәсіпшілік сынақтардан өтті. Бұл аудандарда мұнай және мұнай өнімдерінің нақтылығының бастапқы көрсеткіші 3,9-5,3% құрайды. Сынақ учаскелерінде өңдеу шараларынан кейін ластанған аудандарды биопрепаратпен өңдеуде (жұмыс титрі - 104 - 105 кл/мл) 30 тәуліктен соң топырақтағы мұнай саны 3,935 г/100-ден 1,274 г/100-ге дейін төмендетілді. Осының нәтижесінде мұнайдың биодеструкциясының деңгейі 67,6% құрады, ал 40 тәуліктен соң сынақтық аудандардағы өңдеу шараларынан кейін деструкция деңгейі тым жоғары болып, 79,7% құрады. Борзенков өз әріптестерімен бірге (1994 ж) Татарстанның мұнай өндірісінде «Деверойл» препаратын табиғи жағдайында нәтижелі сынақтан өткізді. Биопрепарат Rhodococcus sp., Rhodococcus maris, Rhodococcus erythropolis, Pseudomonas stutzeri, Candida sp. негізінде құрылған ассосация. Нәтижелерін қарастырғанда, мұнайдың деструкциясының деңгейі 3 айдан соң 74% құраса, ал бір жылдан соң деструкция деңгейі тым жоғары болып, 94% құрады. Мұнаймен ластанған топырақтарды тазартуда Horrepat фирмасы «Noggies» биопрепаратын қолдануды ұсынады. Ол адамдар мен жануарлардың денсаулығына зиянды әсері жоқ, микроағзалардың арнайы штаммдарынан біріккен культураларынан тұрады. Олар мұнай, мазут, дизельді отын, бензин, керосин, фенолдар мен формальдегидтерді ыдырата алады. Қазіргі таңда Қазақстан микробиологтары бірқатар штамдарды зерттеп, оларды бөліп алып практикада қолдануға нұсқау берді. Көмірсутекті шикізаттарды деструкторлаушы микроорганизмдер шикі мұнайды 84-98% дейін пайдаланады [68]. «Мұнайбак» атты жаңа микробиологиялық препарат жасалынды. Ол топырақ пен судағы мұнай өнімдерін 31-36% дейін пайдаланады. Зерттеу нәтижесіне қарағанда топырақ бетіне жайылған мұнай спонтанды микрофлораның әсерінен шайырланып, құрамының ауырлану бағытымен айтарлықтай өзгеріске түседі. Су мен ластанған топырақтың беткі қабатындағы мұнай және мұнай өнімдерін пайдалануға қабілетті. Препарат құрамында мұнайлы көмірсуларды қышқылдандыратын қабілетті флора мен фаунаға зиянды әсерін тигізбейтін көмірсуды қышқылдандыратын микроағзалардан тұрады. «Перойл» препараты сонымен қатар мұнай өнімдерімен жергілікті ластанған орындарды тазалауда қолайлы (мұнай базасы, авто базасы және т.б.). Ол зиянсыз және оған қымбат құрал-жабдықтар қажет етілмейді. Препараттың тиімділігі ұзақ уақыттық зертханалық зерттеулерде дәлелденді, сонымен қатар ААҚ «Петро Қазақстан Ойл Продактс» аймағында қолданылуда. Сонымен, техногенді ластанған аймақтардағы микроағзалардың таралуы мұнай және мұнай өнімдерінің сандық және сапалық қасиеттеріне байланысты. Олардың мұнай құрамындағы көмірсутектерді ыдырату қабілеті қоршаған орта жағдайларына байланысты. Бұл бөлімде мұнаймен ластанған топырақты микроағзалардың және олардың негізінде жасалған биопрепараттардың көмегімен қайта қалпына келтірудің жолдары қарастырылған. Алайда, бұл әйгілі штаммдар мен биопрепараттарды тазарту мақсатында қолдану биорекультивация мәселелерін толық шеше алмайды. жүктеу/скачать 0,76 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|