Ф. А. Төлегенова, Р. Адырбайқызы, С. К. Капалова
жүктеу/скачать 226,95 Kb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- МҰНАЙМЕН ЛАСТАНҒАН ТОПЫРАҚТЫ БИОТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ЖОЛМЕН ТАЗАРТУ Аңдатпа.
- Негізгі сөздер
- Мұнаймен ластанған топырақты биотехнологиялық жолмен тазарту Түйіндеме.
- Очистка нефтезагрязненной почвы биотехнологическим способом Резюме.
- Ключевые слова
- Cleaning of the petropolluted soil by biotechnological way Summary.
| ӘОЖ 573.6(574) Ф.А. Төлегенова, Р. Адырбайқызы , С.К. Капалова (Қ.И. Сәтбаев атындағы Қазақ ұлттық техникалық университеті, Алматы қ., Қазақстан Республикасы)
мәселелерінің негізгі көзі болып отыр. Мақалада көрсетілгендей топырақтың мұнай және мұнай өнімдерімен ластануы қазіргі кезде Қазақстан үшін ең өзекті мәселенің бірі. Мұнай шикізаттарын барлауда, өндіруде, дайындауда, өңдеуде және тасымалдауда қоршаған ортаның мұнаймен ластануы экономикалық және экологиялық шығындарға алып келеді. Мұнайды ыдыратуда микроорганизмдер үлкен рөл атқарады. Қазіргі кезде әлемде қоршаған ортаны мұнай және мұнай өнімдерінен тазалауда, мұнай көмірсутектерін қолдану белсенделігі жоғары микроорганизм - деструкторларға негізделген биотехнологиялық тазалау әдістері қарастырылған.
микроорганизмдер.
Мұнай және мұнай өнімдерімен қоршаған ортаның кең көлемде ластануы табиғи экожүйенің, биологиялық тепе-теңдіктің және биотүрліліктің бұзылуына әкеліп соғады. Соған байланысты ластану процесі бірден тежеле бастайды, тек микроорганизмдердің жеке топтарының ара-қатынасы ғана бұзылмайды. Мұнай және мұнай өнімдері биологиялық тізбектің барлық бөліктеріне әсерін тигізе отырып, фауна және флораның функционалды активтілігінің толықтай депрессиясын тудырады. Аумақтың мұнаймен ластануының алғашқы сағатында оның ыдырауына физикалық- химиялық процестер басымдылық көрсетеді. Ыдырау қарқындылығы мұнай түріне, оның тығыздығына, тұтқырлығына, жылулық коэффициентіне, судағы коллоидтардың болуына, ауа температурасына және күн сәулесінің түсуіне байланысты. Топырақтағы органикалық заттардың сандық және сапалық құрамының өзгеруі, қоршаған ортаға мұнай мен мұнай өнімдерінің түсуі, сыртқы факторлар мен пайда болған табиғи жағдай, жүйедегі, жануарлар, өсімдіктер, микроағзалар дамуының бұзылуына немесе өзгеруіне әкеледі. Мұндай жағдай топырақтағы табиғи биоценоздағы жеке бір бөлігінің түбегейлі өзгеріске ұшырауына, жаңа биологиялық жағдай түзілуіне тиісті сапалық құрамы бар және топырақтағы тірі ағзалардың жалпы саны, ерекшеліктері, түрлер мен түрлердің шектелуіне әкеліп соғады [1, с. 832]. Топырақтың мұнай және мұнай өнімдерімен ластануы қазіргі кезде Қазақстан үшін ең өзекті мәселе болып отыр. Мұнай шикізаттарын барлауда, өндіруде, дайындауда, өңдеуде және тасымалдауда қоршаған ортаның мұнаймен ластануын экономикалық және экологиялық шығындарға алып келеді. Сондай-ақ, ең бастысы табиғат пен адамзаттың денсаулығына қауіп туғызып отыр. Мұнай басқа ластағыштар сияқты емес, және оның таралу кеңдігі (ендігі) бойынша, ластаушылардың саны жағынан және бір мезгілде түскен ластаушы шамасы қоршаған ортаның барлық компоненттерінің салмағымен салыстыруға болмайды. Қоршаған ортаны мұнай мен мұнай өнімдерімен ластануының қарқынды өсуі, табиғи экожүйелердің, биологиялық тепе-теңдігі мен биологиялық түрлілігінің бұзылуына қауіп төндіреді. Осыған орай өздігімен тазаланудың үрдістері күрт баяулайды, жеке топтағы микроорганизмдердің қатынасы бұзыла қоймай, сондай-ақ, метаболизмнің бағыты: тыныс алу процестері, азотфиксация, нитрификация тотығуы, целлюлозаның бұзылуы, қиын өнімдер, тамырдан бөлінетін заттардың саны және өсімдіктердің органикалық қалдықтары азаяды. Бұл заттар микроағзаларға маңызды қоректік факторлары болып табылатындығы мәлім . Мұнай өндіруді жеделдетудің тағы бір кері әсері – қоршаған ортаны мұнай және мұнайдың өнімдерінің ластауы. Ауыл шаруашылықтағы мұнаймен едәуір дәрежеде ластанған егіншілік алқаптары жарамсыз болып қалуда. Сонымен қатар табиғи ландшафтардың, агрожүйелердің компоненттері, экологиялық тепе-теңдігі бұзылады. Өңделмеген мұнаймен ластанғаннан кейін экожүйелердің қайта қалпына келуі және табиғи тазалану үрдісінің мерзімі өте баяу жүреді және бірнеше жылдарға созылуы мүмкін [2, с. 55]. Мұнай және мұнай өнімдерін өндіру, өңдеу және тасымалдау жердің топырақ қабатының құнарлығына кері әсерін тигізеді. Құнарлы топырақ мол өнім екені белгілі. Топырақтың антропогендік деградациялануы негізінен мұнай өндіретін, тасымалдайтын және өңдейтін аймақтардың мұнай және мұнай өнімдерімен ластануымен байланысты. Мұнай және мұнай
өнімдері биосфераны ластайтын заттар ішіндегі негізгілерінің бірі болып табылады. Мұнай және мұнай өнімдерімен ластану жаңа экологиялық жағдай тудырады, табиғи биоценоздың терең өзгерісіне және толық трансформациясына әкеледі. Ластанған топырақтың жалпы ерекшелігі: топырақ мезо- және микрофаунасының түрлік және сандық шектелуі. Топырақтық мезофаунаның жаппай жойылуы: апаттан соң үш күн аралығында топырақ жануарларының көп түрлері өліп немесе ластанбаған топырақпен салыстырғанда 1% ғана құрайды. Оларға ең улы әсерлі мұнайдың жеңіл фракциясы тигізеді. Аз
уақыт ингибирленгеннен соң ластану
әсеріне жауап
ретінде топырақтың микроорганизмдер кешенінің тез көбеюі мен белсенділігінің артуы байқалады. Ең алғаш көмірсутекті тотықтырғыш бактериялар саны ластанбаған топыраққа қарағанда тез көбейеді. Көмірсутектерді залалсыздандыру процесіне қатысатын «арнайы» топтар пайда болады [3, с. 57]. Микроорганизмдердің максимум мәні
ферменттер санымен
байланысты. Микроорганизмдердің ең көп мәнге жетуі негізінен мұнайдың табиғи деградациялануының екінші сатысында байқалады. Топырақта мұнай және мұнай өнімдерінің ыдырау барысында микроорганизмдер саны ластанбаған топырақтағы микроорганизмдер санына
жақындайды. Бірақ,
көмірсутек тотықтырғыш бактериялар саны көпке дейін үлкен мән көрсетеді. Экологиялық жағдайдың өзгерісі өсімдік организмдерінің фотосинтездеу белсенділігін тежейді. Ең бірінші топырақ балдырларының өсуіне әсерін тигізеді. Сондай тежегіштердің бірі болып шикі мұнай және минералды сулар болып табылады. Жоғары өсімдіктердің фотосинтездеу функциясының өзгерісі, соның ішінде дәнді-дақылдар. Кейбір жұмыстар ластанған топырақта көп ферменттер белсенділігінің төмендегенін көрсетті. Ластану нәтижесінде каталаза, уреаза, гидролаза, протеаза, нитратредуктаза ферменттерінің белсенділігі төмендейді. Дегидрогеназа белсенділігі артады. Мұнай қоршаған ортаға түскенде оны бүлдіріп, ластап, барлық тіршілік процестерін бұзатын қауіпті зат. Тыныс алу белсенділігін және микроағзалардың өздігінен тазарту қасиетін тежейді, олардың жекеленген топтарының сандық ара-қатынасын өзгертіп, табиғи тепе-теңдікті бұзады, метаболизм бағытын өзгертеді. Мысалы, мұнай химиясы мекемелерінен бөлінетін ақаба сулардың тұндырудан кейін де 6 ай бойына улылығы сақталады, ал мұнай төгілген топырақта көп жылдар бойы өсімдік өспейді. Мұнай және мұнай өнімдерімен ластанған топырақты биологиялық объектілермен, соның ішінде микроорганизмдермен тазарту биоремедиация деп аталады. Аталған әдіс экологиялық таза және тазалауға кететін шығындардың аздығымен ерекшеленеді. Биоремедиациялық әдіске негізделіп жасалған биопрепараттар мұнайды 95%-ға дейін деструкциялайды. Батыс Қазақстандағы мұнаймен ластанған жер көлемі 194 мың гектардан астам, ал жыл сайынғы төгілген мұнай мөлшері 5 млн. тоннадан асады. Бүгінгі күндері біздің елімізде өндірістік күштердің дамуына байланысты биологиялық тазалау әдісін мұнаймен ластанған топырақтар мен су көздерін тазалауда кең қолданыс табуда. Бұл әдісте өзге агротехникалық шаралардан бұрын шешуші рөлді мұнай тотықтырғыш микроағзалар атқарады, олар мұнай және мұнай өнімдерін ыдыратады да соңғы өнім ретінде көміртегі мен суға ажыратады. Көмірсутегі тотықтырғыш микроағзалар топырақтың ажырамас бөлігі болған соң, олардың арнайы топырақтарды тазалайтын түрлерін тауып, бөліп алып, оларды белсендендіру арқылы биоремедиация процесі жүреді [4, с. 31]. Биоремедиация – бұл биологиялық объектілердің (өсімдіктер, саңырауқұлақтар, жәндіктер, құрттар және т.б. организмдер) метаболитикалық потенциалын пайдалана отырып, атмосфераны, ақаба суларды, топырақты тазартудың комплексті саласы. Биоремедиациялық жолмен топырақтың құнарлылығын қалпына келтіруге болады. Соның ішінде диоксиндермен ластанған топырақты. Диоксиндер топыраққа ауа және ағын сулар арқылы түседі. Олар адам денесіне ауыл шаруашылық өнімдері арқылы жинақталады. Химиялық әдістер биотехнологиялық әдістерге қарағанда жоғары дәрежедегі технологиялық стандарттылығымен, нәтижелердің бірдей болуымен ерекшеленеді, бірақ топыраққа әсер етуі бойынша және шығыны бойынша 10-40%-ға кем. Тәжірибе жүзінде көбіне механикалық әдістер қолданады, яғни ластанған топырақтың бетін алып, басқа жерге апарып консервациялау. Физикалы-химиялық әдіспен орташа есеппен 1 тонна топырақты тазарту үшін 12,5 мың доллар жұмсалса, биологиялық әдіспен 50-200 доллар жұмсалады. Биоремедиацияда микроорганизмдерді пайдалану Аляскадағы катастрофадан басталды (танкердің апатқа ұшырауы), 1,5 мың км жағалау мұнаймен ластанды, 11 млн. тонна галлон мұнай теңізге төгілді. 11 мың жұмысшы мен әр түрлі техника жұмылдырылды. Күніне 1 млн. доллар жұмсалды. Жағалауды тазартудың биоремедиация процесіне азотты тыңайтқыш қосқан. Соның нәтижесінде, мұнай өнімдерін деградациялаушы микроорганизмдердің метаболитикалық қасиеті 3-5 есеге дейін артқан. 10 жыл әсер ететін мұнайдың әсері 2 жылда қысқарған. Жалпы шығын 1 млн. долларды құраған . Биологиялық тотықтырудың негізінде табиғатта кең таралған мұнай тотықтырғыш микроорганизмдердің биохимиялық қызметі жатыр. Тазарту процесі нәтижелі болу үшін мұнай тотықтырғыш микроорганизмдердің жылдам көбейетін штамдарын пайдаланады [4, с. 33]. Топырақ қабатының ластануы оның тұрақты функцияларын бұзады: физикалы-химиялық қасиетін өзгертеді, биохимиялық процестердің сипаттамасын, микробиотаның белсенділігін төмендетеді. Осыған байланысты топырақтың мұнай және мұнай өнімдерімен ластану өзекті мәселесі қарастырылып, топырақ қабатының жағдайына экологиялық баға беріліп, оны шешу жолы келтіріледі. Топырақтың ластанудан өздігінен тазарудың табиғи
механизмдерінің ішінде
микроорганиздердің орасан зор маңызы бар, олар үшін көмірсутектері жалғыз ғана энергия көзі болып табылады. Қазіргі уақытта мұнайды тотықтырғыш микроорганизмдердің 67 штамдары айқындалған. Талдау қорытындысында бір ғана көміртегіне ассимиляцияланған топырақ үлгілерінен алынған бактериялардың қасиеті анықталған: октан-16%, нафтендер-75,1%, парафиндер-64,2%, толуол-58,3%, гексан-50,8%, бензол-41,2%, асфальтен-67,7%. Көмірсутекті қайта қалпына келтіретін бактериялар әсерінен топырақтағы мұнайдың бұзылу шамасы 31,3-73,9% болды. Қазіргі кезде мұнаймен ластануға қарсы күресте микробиологиялық әдістерді ойлап табу барысында биоценатты кешендер шығару үшін мұнай тотықтырушы микроорганизмдердің аборигенді штамдарын сұрыптап алу мүмкіндігі бар. Микробиологиялық тазалау екі бағытта жүреді:
- аборигенді бактерия штамдарының қызметін жандандырып, белсенділігін жоғарылату. Ол үшін
олардың табиғи
өмір сүру
ортасына мұнайдың биодеградациялану қасиетін ынталандыратын, қосымшалар жіберу. - ластанған жерлерге сырттан микроорганизмдер әкеліп қосу. Мұнай және мұнай өнімдерімен ластанған топырақтың өзіндік тазару және қайта қалпына келу процестері өте ұзақ, көптеген ғалымдардың айтуы бойынша шамамен 20-25 жыл уақыт аралылығында жүзеге асады екен. Мұнай өнімдерін топырақтан тазартудың әлемдік тәжірибеде қолданылатын әдістері - экстракция, физикалық адсорбция, пиролиз, өртеу және т.б. экономикалық және экологиялық жағынан тиімсіз болып келеді. Сондықтан бұл мәселеге байланысты жүргізілген бірнеше зерттеулерге қарамастан, аймақтың табиғи жағдайларының ерекшеліктерін есепке ала отырып, тазарту әдістерінің тиімді түрін қажет етеді. Қазіргі уақытта тазартудың тиімді тәсілінің бірі – көмірсутектерді тотықтырушы микроағзалар көмегімен тазарту болып болып табылады. Қазақстанның микробиологтары бүгінгі күнде қолданысқа енгізуге бірнеше мұнай тотықтырғыш микроағзалар штамдарын бөліп алып, олардан биопрепараттар жасауда. Аталған микроағзалар шикі мұнайды 84-98 % тазалау қарқындылығын көрсеткен. Жаңа препараттар «Мунайбак», «Бакойл», «Экобак», «Перойл», «Микотрих» т.б. бөлініп алып, мұнай өнімдерін тазалап қана қоймай, табиғи қалпына келтіруге септігін тигізеді [4, с. 35]. Көмірсутегі тотықтырғыш микроорганизмдер экологиялы-трофикалық микроорганизмдер топтарының ішіндегі ең маңыздыларының бірі, себебі әртүрлі биотоптарда толық тотықсызданған көмірсутегі молекулаларын зат алмасу процесіне қатыстырады. Дәлірек, олардың мұнай және мұнай өнімдерін ыдыратуда маңызды рөл атқарады. Сондықтан, көмірсутектерді тотықтырғыш микроағзалар функционалды белсенділігінің интенсивтілігі биотоптарда маңызды практикалық мәнге ие және мұнай және мұнай өнімдерімен ластанған топырақтың қайта қалпына келуіне тікелей байланысты. Кейбір микробиологиялық зерттеулердегі мәліметтер бойынша, көмірсутектерді тотықтырғыш бактериялар ластанған топырақта бірінші жарты жылдық ішінде максималды мәнге дейін жетеді. Зерттеу кезінде ластанған сынамада 1 г топыраққа 1,89? 105 түзілген колония бірлік мәні, яғни басқа сынамаларға қарағанда бір дәрежеге жоғары мән көрсетуі, ластану дәрежесінің жоғары екендігін және табиғи жағдайда көмірсутегі тотықтырғыш микроорганизмдерінің өзіндік тазарту процесін белсенді түрде бастап кеткенін көрсетеді. Сонымен, мұнайдың табиғи ыдырауында көмірсутегі тотықтырғыш бактериялардың алатын орны өте зор. Соған байланысты топырақты тазарту шараларында метаболиттік белсенділігі жоғары, мұнай және мұнай өнімдерін жақсы ыдырата алатын сол топырақтың құрамындағы микроорганизмдер штамын бөліп алу шараларының тәжірибелік маңызы зор.
ӘДЕБИЕТТЕР 1.
Гилажов Е.Г., Диаров М.А., Муликов Р.Р. Экология и нефтегазовый комплекс.– Алматы: Гылым, 2003. Т.4.– 832 с. 2.
3. Орлов Д.С., Амосова Я.М. Методы оценки нефтезагрязненных почв// Биотехнологические методы охраны окружающей среды. Тезисы докладов.– Самарканд, 1988.– 57 с. 4. Поляков С.Н., Лушников С.В., Волков В.М., Негодяев С.В. Устранение последствий масштабного разлива
нефтепродуктов на
территории нефтехранилища угольного разреза. // Экология и промышленность.– 2005.–№3.– С. 31-35.
1. Gilazhov E.G., Diarov M.A., Mulikov R.R. Ecology and oil and gas complex.– Almaty: Gylym, 2003. T.4.– 832 s.
2. Directory of an oil field and gas of Kazakhstan.- Altamу, 2005- 55 s. 3. Orlov D.S., Amosov Ya.M. Methods of an assessment of the petropolluted soils//Biotechnological methods of environmental protection. Theses of reports.– Samarkand, 1988.– 57 s. 4. Polyakov S.N., Lushnikov S. V., Volkov V. M., Negodyaev S.V. Ustraneniye of consequences of large-scale oil spill in the territory of oil storage of coal mine. // Ecology and industry.– 2005.– №3.– s. 31-35.
Төлегенова Ф.А, Адырбайқызы Р, Қапалова С.К. Мұнаймен ластанған топырақты биотехнологиялық жолмен тазарту Түйіндеме. Мақалада микроорганизмдердің жиынтығына негізделген биопрепараттардың көмегімен мұнай және мұнай өнімдерімен ластанған қоршаған ортаны тазалаудың биотехнологиялық әдістері қарастырылған. Бұл препараттарды қолдану қауіпсіз, әсерлі және экономикалық жағынан тиімді болып келеді.
Негізгі сөздер: биотехнология, биотехнологиялық әдістер, биоремедиация, мұнай тотықтырғыш микроорганизмдер. Толегенова Ф.А, Адырбайкызы Р, Капалова С.К. Очистка нефтезагрязненной почвы биотехнологическим способом Резюме. В статье рассмотрены биотехнологические методы очистки природной среды, загрязненной нефтью и нефтепродуктами, с помощью биопрепаратов, основанных на комплексе микроорганизмов. Применение этих препаратов является безопасным, эффективным и экономически более выгодным.
микроорганизмы. Tolegenova F.A, Adyrbaіkyzy R, Kapalova S.K. Cleaning of the petropolluted soil by biotechnological way Summary. In article biotechnological methods of cleaning of the environment polluted by oil and oil products by means of biological products, the microorganisms based on a complex are considered. Application of these preparations is safe, effective and economically more favorable.
жүктеу/скачать 226,95 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|