Разложение н-Тридекана в выщелоченном черноземе

• Автор: Софинская, Оксана Александровна
• Шифр специальности: 06.01.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 113 с. : ил.

Содержание

Общая характеристика работы

Глава 1. Нефтяные углеводороды как загрязнители почв и современные подходы к их ликвидации (обзор литературы)

1. Нефтяные углеводороды как загрязнители природной среды

1.1.Влияние нефтяных углеводородов на физические и химические свойства почвы

1.2. Влияние нефтяных углеводородов на биологические свойства почвы

2. Удаление малоподвижных углеводородов из почвы

2.1. Физико-химическое выветривание УВ

2.2. Стимуляция естественной метаболической активности углево-дородокисляющих микроорганизмов (УОМ)

3. Биодеградация нефтяных углеводородов

3.1. Углеводородокисляющие микроорганизмы

3.2. Влияние химического строения УВ на биодоступность
3.3. Физическо-химические условия биодеградации УВ в почве
3.4. Зависимость темпов биодеградации УВ от структуры и гранулометрического состава почвы
3.5. Водно-воздушный режим почвы как фактор биодеградации УВ
3.6. Механизм окисления УВ в почве
4. Математическое моделирование процесса биодеградации нефтяных УВ в пористой среде
4.1. Величины, моделируемые при описании деградации УВ в почве
4.2. Оценка качества моделей
4.3. Структура моделей роста биомассы
4.4. Структура моделей транспорта

4.5. Колебания на графиках биодеградации
4.6. Проблемы чувствительности моделей

Глава 2. Объекты и методы исследований
1. Характеристика объектов
2. Подготовка эксперимента
3. Ход эксперимента
4. Отбор и анализ проб
5. Методы обработки количественных данных
5.1. Калибровочные опыты по изменению полноты экстракции три-декана из почвы в зависимости от ее влажности
5.2. Статистическая обработка результатов эксперимента
5.3. Моделирование
Глава 3. Разложение н-тридекана в почве
1. Результат кластерного анализа
2. О влиянии влажности и землевания на деградацию тридекана
3. Предположение о природе влияния верхнего незагрязненного слоя на деградацию УВ
4. Динамика разложения тридекана в почве
5. Скорость разложения тридекана в почве
6. Сравнение результатов эксперимента с литературными данными
Глава 4. Математическое моделирование самоочищения почвы от н-тридекана
1. Концепция модели
2. Структура модели
3. Граничные условия
4. Анализ размерности

5. Верификация модели
6. Исследование устойчивости решений системы
7. Валидация модели
8. Анализ результатов численного эксперимента
9. Обсуждение конечного вида модели
Выводы
Литература

4.3. Структура моделей роста биомассы
Модель Моно. К моделированию деградации УВ шире всего применяются кинетики Моно и Михаэлиса-Ментен. Были встречены модели биодеградации, представляющие собой кинетику нулевого и первого порядков [56, 115], однако они давали худшую сходимость с экспериментальными данными, чем модель Моно [101]. Уравнение Михаэлиса-Ментен было составлено для описания кинетики ферментативных процессов [7, 74, 117]. При моделировании биодеградации его используют в случае низкой доступности субстрата, когда УВ не стимулируют рост микробного сообщества, или когда концентрация субстрата пренебрежимо мала по сравнению с концентрацией микроорганизмов [63, 101, 119, 122, 125]:
dC _ ^max ' С /1
dt Кт+С
где Vmax - максимальная скорость утилизации углеводородного субстрата микроорганизмами, Кт — концентрация субстрата, при которой скорость его утилизации равна /г Vmax-
Уравнение Моно описывает процесс, родственный ферментативной реакции, однако здесь концентрация субстрата влияет на численность микроорганизмов - потребителей:
dM Jjr jU-C ■ = М ■-
dt Кс + С dC 1 dM
(1-2),
dt У dt
где М - концентрация биомассы углеводородокислителей, С - концентрация углеводородного субстрата, 1 - время, р - максимальная удельная скорость роста биомассы, Кс — константа полунасыщения, У — экономический коэффициент. Кинетика Моно используется при высокой биологической доступности субстрата [37, 63, 65, 66, 106, 119, 122, 149, 152, 155, 156, 160, 183]. При этом замедление роста биомассы обусловлено только исчерпанием пита-