Оценка опасности и способы ремедиации нефтешламов, содержащих природные радионуклиды

• Автор: Гумерова, Раушания Ханифовна
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 130 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1.1. Характеристика отходов, образующихся при добыче и производстве нефти
1.1.1. Содержание и фракционный состав нефтепродуктов в отходах
1.1.2. Содержание в отходах радиоактивных элементов
1.2. Токсичность нефтесодержащих отходов
1.2.1. Биологические тесты для определения токсичности
1.2.2. Токсичность нефтесодержащих отходов и почв, загрязненных нефтью
1.3. Влияние нефтяного загрязнения на почвенные микробные сообщества
1.4. Воздействие ионизирующего излучения на биологические объекты
1.5. Структура микробного сообщества нефтезагрязненных почв
1.6. Биодеградация нефтяных углеводородов и методы рекультивации нефтезагрязненных

1.6.1. Биодеградация нефтяных углеводородов
1.6.2. Биоремедиация нефтезагрязненных почв и отходов
1.6.3. Биоремедиация нефтесодержащих отходов
ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Объекты исследования
2.2. Схемы экспериментов
2.3. Аналитические методы
2.3.1. Определение фракционного состава отходов
2.4. Методы оценки состояния почвенного микробного сообщества
2.4.1. Определение респираторной активности почвенного микробного сообщества
2.4.2. Определение суммарной микробной биомассы
2.4.3. Целлюлазная активность почвенного микробного сообщества
2.4.5. Уреазная активность почвенного микробного сообщества
2.4.6. Определение численности гетеротрофных микроорганизмов
2.4.7. Определение численности углеводородокисляющих микроорганизмов
2.5. Определение фитотоксичности почв (контактный тест)
2.6. Методы элюатного биотестирования
2.6.1. Биотестирование с использованием дафний Daphnia magna
2.6.2. Биотестирование с использованием ракообразных Tamnocephalus platyurus
2.6.3. Биотестирование с использованием коловраток Brachionus calyciflorus
2.6.4. Биотестирование с использованием инфузорий Paramecium caudatum
2.6.5. Биотестирование с использованием водорослей Scenedesmus quadricauda
2.6.6. Биотестирование с использованием люминисцентных бактерии
2.6.7. Биотесгирование объектов с использованием семян редиса Raphanus sativus L..
2.6.8. Определение токсичности отходов с использованием дегидрогеназной активности
интродуцированной культуры Bacillus pumilus
2.7. Методы молекулярной биологии
2.7.1. Идентификация штаммов деструкторов
2.7.1.1. Экстрагирование ДНК
2.7.1.2. Проведение полимеразной цепной реакции (ПЦР)
2.7.1.3. Секвенирование продукта ПЦР
2.8. Экспериментальный метод отнесения отходов к классам опасности
2.9. Статистическая обработка результатов
ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ
3.1. Компонентный состав и некоторые характеристики отходов нефтедобывающего
комплекса
3.2. Токсичность отходов нефтедобывающего комплекса, установленная методами элюатного и контактного биотестирования
3.2.1. Определение токсичности отходов элюатными методами биотестирования
3.2.2. Определение токсичности отходов контактными методами биотестирования
3.3. Миграция компонентов отходов по почвенному профилю и их воздействие на качество
почвы и состояние почвенного биоценоза
3.3.1. Характеристика почвенных профилей
3.3.2. Характеристика микробного сообщества образцов почвенных колонок
3.3.3. Статистический анализ данных
3.3.3.1. Дисперсионный анализ
3.3.3.2. Кластерный анализ
3.4. Биоремедиация нефтесодержащих отходов
3.4.1. Анализ биоремедиации отхода с низким содержанием нефти
3.4.1.1. Получение микроорганизмов для биоремедиации отходов
3.4.1.2. Изменение содержания нефтепродуктов при биоремедиации
3.4.1.3. Изменение биологической активности в процессе биоремедиации
3.4.1.4. Изменение фитотоксичности в процессе биоремедиации
3.4.2. Анализ биоремедиации отхода с высоким содержанием нефти
3.4.2.1. Изменение содержания нефти и фракционного состава в процессе
биоремедиации
3.4.2.2. Изменение содержания радиоактивных элементов в процессе ремедиации
3.4.2.3. Изменение биологической активности в процессе биоремедиации
3.4.2.4. Изменение фитотоксичности в процессе биоремедиации
3.4.2.5. Изменение структуры микробного сообщества в процессе биоремедиации
ВЫВОДЫ
СПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ
ЛИТЕРАТУРА

составляло 20:1:0,1- После 88 дней инкубирования наблюдали снижение нефти во всех образцах до 609-1328 мг/кг.
Не менее важным фактором является наличия кислорода. Действительно разложение углеводородов бактериями и грибами проходит с помощью ферментов оксигеназ, для которых кислород крайне необходим (Atlas et al., 1995; Yang et al., 2009). Установлено, что вентиляция почвы посредством продувания кислородом может использоваться в качестве эффективного средства очистки почвы от бензина, дизельного топлива и тяжелых нефтяных фракций (Киреева с соавт., 2001). Добавление наполнителя и периодическое перемешивание может увеличить пористость почвы и таким образом улучшить скорость потребления кислорода микроорганизмами.
В литературе представлены данные о различных сроках, необходимых для эффективной ремедиации почв. Так, по данным ряда авторов интенсивное снижение нефтяных компонентов нефти происходит в первые 30-50 суток после загрязнения, затем скорость биодеградации падает, что связано со снижением биодоступности углеводородов (Jorgensen ct al., 2000; Al-Mutairi ct al., 2008; Lee et al., 2008).
В работе кувейтских авторов 3 вида загрязненных нефтью почв (13000-19000мг/кг) инкубировали в сосудах при постоянной аэрации, влажности и температуре в течение 200 суток (Al-Mutairi et al„ 2008). Выявлено, что за этот период происходит снижение нефтяных компонентов на 75-95%, причем снижение до 85% нефти зафиксировано в течение первых 50 суток. Следует отметить, что внесение биогенных элементов (азота, фосфора и калия) не повлияло на интенсивность снижения нефти в почве.
Биодоступность углеводородов и последующее их разложение может быть улучшено путем добавления микробных биосурфактантов (гликолипидов, липопептидов, протеинов, липополнсахаридов, липопротеинов, фосфолипидов) (Gogoi et al., 2003; Van Ilamme et al., 2003; Sabate et al., 2004; Wang et al., 2004; Bharali et al., 2011).
Согласно анализу представленной литературы, существует 2 подхода к ремедиации загрязненных почв и отходов: 1) биостимуляция аборигенных микроорганизмов с помощью добавления удобрений и питательных веществ 2) биоагументация с помощью добавления углеводородокисляющих микроорганизмов (Baiba et al., 1998; El Fantroussi et al., 2005; Xu et al., 2010).
Разложение нефтяных компонентов с применением биоаугментации происходит за счет интродукции специально культивируемых микроорганизмов. В качестве таких культур могут быть использованы микроорганизмы, выделенные непосредственно из загрязненных почв, или же микробиологические препараты, известные своими нефтеразлагающими