Разработка комплексных форм биопрепарата для биоремедиации загрязненных нефтяными углеводородами почв и водных сред

• Автор: Шарапова, Ирина Эдмундовна
• Шифр специальности: 03.01.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Сыктывкар
• Количество страниц: 153 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Влияние нефти и нефтепродуктов на экосистемы

1.1.1. Влияние нефти и нефтепродуктов на водную экосистему

1.1.2. Влияние нефти и нефтепродуктов на почвенную экосистему

1.2. Микроорганизмы нефтезагрязненных пресных водоемов и почв

1.2.1. Микроорганизмы нефтезагрязненных пресных водоемов

1.2.2. Микроорганизмы нефтезагрязненных почв

1.3. Методы очистки (ремедиации) почвы и водных сред

1.3.1. Методы очистки почвы

1.3.2. Методы очистки водных сред
1.4. Биосорбенты, методы иммобилизации, адсорбция микроорганизмов
на носителях
1.4.1. Биосорбенты
1.4.2. Методы иммобилизации микроорганизмов на носителях
1.4.3. Адсорбция микроорганизмов на носителях
1.5. Биохимические механизмы метаболизма
углеводородов нефти
1.6. Нефтедеструктивные биопрепараты
Глава 2. МАТЕРИАЛЫ, МЕТОДЫ И СХЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Материалы исследований
2.2. Методы исследований
2.3. Схемы исследований
Глава 3. СКРИНИНГ, НАКОПЛЕНИЕ И ИММОБИЛИЗАЦИЯ
КУЛЬТУР МИКРООРГАНИЗМОВ
3.1. Скрининг культур микроорганизмов для бактериально-грибного нефтеокисляющего комплекса
3.2. Накопление на комбинированных питательных средах бактериальной, дрожжевой и грибной монокультур
3.3. Иммобилизация адсорбционным способом на сорбенте Сорбонафт бактериальной, дрожжевой и грибной монокультур
Глава 4. ИЗУЧЕНИЕ БИОДЕСТРУКЦИИ НУГВ В ВОДЕ КОМПЛЕКСОМ НАКОПИТЕЛЬНЫХ КУЛЬТУР МИКРООРГАНИЗМОВ
И КОМПЛЕКСОМ БИОСОРБЕНТОВ В ЛАБОРАТОРНЫХ ОПЫТАХ
4.1. Очистка загрязненной нефтью и дизтопливом водной среды комплексами накопительных культур микроорганизмов в присутствии сорбента Сорбонафт
4.2. Очистка загрязненной нефтью и дизельным топливом водной среды комплексами биосорбентов в присутствии микроводорослей
4.3. Очистка техногенно загрязненных водных сред из объектов шламонакопителя комплексами биосорбентов в присутствии микроводорослей
4.3.1. Очистка от углеводородов нефти техногенно загрязненных водных сред из объектов №1,2 шламонакопителя
4.3.2. Исследование жизнеспособности микроорганизмов в техногенно загрязненной водной среде из объекта № 3 шламонакопителя
Глава 5. БИОРЕМЕДИАЦИЯ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОЧВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ РАЗЛИЧНЫМИ БИОСОРБЕНТАМИ В ПОЛЕВЫХ И МИКРОПОЛЕВОМ ОПЫТАХ
5.1. Биоремедиация бактериально-дрожжевым и грибным биосорбентами 7,3%-ной нефтезагрязненной подзолистой
почвы в полевом опыте
5.2. Биоремедиация бактериально-дрожжевым и грибным биосорбентами 15%-ной нефтезагрязненной подзолистой
почвы в полевом опыте
5.3. Биоремедиация комплексными биосорбентами различных почвенных субстратов при 15%-ном
нефтезагрязнении в микрополевом опыте
5.4. Использование интегрального коэффициента биологической активности почвы (ИК БАП) для оценки эффективности биоремедиации нефтезагрязненных
почвенных объектов различными биосорбентами
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

УСЛОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
НУГВ - нефтяные углеводороды ДТ - дизельное топливо (дизтопливо)
НП - нефтепродукты УВ - углеводороды
УОМ - углеводородокисляющие микроорганизмы
ПАВ - поверхностно-активные вещества
ПАУ - полициклические углеводороды
НЗП - нефтезагрязненная почва
ОСНП - остаточное содержание нефтепродуктов
КОЕ - колониеобразующая единица
ОМЧ - общее микробное число
м/о - микроорганизмы
MB - микроводоросли, накопительная культура микроводорослей (Chlorella vulgaris Beijer)
Б - бактериальная накопительная монокультура (Rhodococcus eqvi)
Д - дрожжевая накопительная монокультура (Rhodotorula glutinis)
Г - грибная накопительная монокультура (Trichoderma lignorum)
Сб - бактериальный биосорбент, иммобилизированный штаммом R. eqvi Сд - дрожжевой био сорбент, иммобилизированный штаммом R. glutinis Сг - грибной биосорбент, иммобилизированный грибным штаммом Т. lignorum Б/с Б-Д - Бактериально-дрожжевой биосорбент (патент РФ № 2318736)
Б/с Гр - Грибной биосорбент (патент РФ № 2299181)
АД - Дегидрогеназная активность АЛ - Липазная активность в.с.п. - воздушно-сухая почва
а.с.п. - абсолютно сухая почва
ИК БАП - интегральный коэффициент биологической активности почвы

бента в суспензии (суммарная величина поверхности частиц), продолжительность контакта клеток и частиц, интенсивность перемешивания суспензии. Изменение pH меняет заряд поверхности частиц адсорбента, а при снижении потенциала частиц при однозначном заряде адсорбента и клеток способствует адсорбции [21, 308].
Для иммобилизации целесообразно использовать крупнопористые адсорбенты, имеющие адсорбционную поверхность большую, чем 0,01 м2/г [308, 312]. Количество адсорбированных клеток зависит от удельной поверхности адсорбентов и при прочих равных условиях увеличивается пропорционально увеличению поверхности, поэтому для закрепления большого количества клеток используют дисперсные, волокнистые, перфорированные носители. Установлено, что число иммобилизованных клеток существенно зависит от структуры пор сорбента [313], что может приводить к нарушению пропорциональности между удельной поверхностью и количеством адсорбированных клеток [1, 283, 307,].
Рассматривая влияние размеров пор на адсорбцию клеток, целесообразно выделить три группы микроорганизмов, различающихся по поведению и свойствам с точки зрения стерического фактора на делящиеся, почкующиеся и спорообразующие (мицелиальные) [6, 283, 314]. Для микроорганизмов, размножающихся за счет деления, оптимальные условия для адсорбции с точки зрения количества и жизнеспособности адсорбированных клеток создаются, если диаметр пор в два-пять раз больше, чем максимальный размер микроорганизма [6, 312, 314, 283, 2]. Для почкующихся клеток оптимальным для иммобилизации является адсорбент с диаметром пор, в четыре раза превышающим размер клеток. Для спорообразующих микроорганизмов установлено, что оптимальными являются как поры, размеры которых совпадают с величиной спор, так и примерно в четыре раза превосходящие этот размер [6]. Геометрические размеры пористых и непористых частиц влияют на количество адсорбированных на них микроорганизмов, повышая количество клеток на единицу массы адсорбента с уменьшением размера частиц [315].