Деградация нефти ассоциацией аэробных углеводородокисляющих микроорганизмов в различных типах почв

• Автор: Павликова, Татьяна Алексеевна
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 132 с. : ил.

Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Проблема нефтяного загрязнения окружающей среды и ее влияние нефти на почвенный микробоценоз.

1.1.1. Модифицирующее действие нефти на основные свойства почвы.Ю

1.1.2. Специфичность действия углеводородов нефти на почвенный микробоценоз.

1.1.3. Способы рекультивации нефтезагрязненных почв

1.2. Экологическая и морфологобиохимическая характеристика углеводородокисляющих микроорганизмов.

1.2.1. Распространение микроорганизмов деструкторов углеводородов нефти

1.2.2. Морфологические и биохимические особенности углеводородокисляющих микроорганизмов
1.3. Химические аспекты деградации нефти аэробными углеводородокисляющими микроорганизмами

1.4. Биоремедиация нефтезагрязненных почв.

1 Проблема выживания интродуцированных микроорганизмов деструкторов нефти.
1.4.2. Роль микробных биопрепаратов в биоремедиации почвенных экосистем, загрязненных нефтью.
Глава 2. Объекты, методы и условия проведения эксперимента
2.1. Объекты и условия проведения эксперимента
2.2. Выделение, идентификация и изучение активных штаммов углеводородокисляющих микроорганизмов
2.3. Методика изучения микробиологического воздействия на химический состав нефти
2.3.1. Методика изучения трансформации углеводородов микроорганизмами
2.3.2. Газохроматографический анализ нефти.
2.4. Методика приготовления комплексного микробного биопрепарата на основе выделенных углеводородокисляющих штаммов микроорганимов
2.5. Изучение приживаемости углеводородокисляющих штаммов микроорганизмов в компосте и почве.
2.6. Изучение микробных ценозов нефтезагрязненных почв.
2.7. Определение остаточного содержания нефти в почве.
2.7.1. Экстракция нефтепродуктов и их очистка
2.7.2. ИКспектрометрический анализ экстрактов.
2.8. Изучение влияния нефти на фитотоксичность нефтезагрязненных почв.
2.9. Использование электронновычислительной техники и методы ста
тистической обработки результатов
Глава 3. Результаты исследований
3.1. Выделение и отбор штаммов микроорганизмов, активно усваивающих углеводороды нефти
3.2. Морфологические и физиологобиохимические особенности выделенных углеводородокисляющих штаммов микроорганизмов.
3.2.1. Диагностика выделенных углеводородокисляющих бактерий рода i и
3.2.2. Диагностика выделенных углеводородокисляющих микромицетов рода i iivii, ii ii и i .
3.3. Исследование роста выделенных углеводородокисляющих микроорганизмов
3.3.1. Влияние температуры на рост углеводородокисляющих микроорганизмов
3.3.2. Влияние аэрации на динамику роста микроорганизмов.
3.3.3. Особенности развития выделенных микроорганизмов на различных источниках углеводородов.
3.4. Химические механизмы трансформации углеводородов нефти выделенными бактериями и микромицетами
3.5. Конструирование микробного консорциума для биопрепарата, разрушающего нефть.
3.5.1. Особенности инокуляции углеводородокисляющих микроорганизмов.
3.6 Изучение влияния нефти на динамику численности почвенных микроорганизмов в условиях лабораторного опыта.
3.6.1. Изменение общей численности гетеротрофных бактерий и почвенных микромицетов в нефтезагрязненной почве.
3.6.2. Динамика численности углеводородокисляющих микроорганизмов в нефтезагрязненной почве
3.7. Особенности микробоценозов нефтезагрязненных почв
3.8. Исследование степени деградации нефти в почве
3.9. Сравнительное изучение микробиологических препаратов на основе углеводородокисляющих штаммов микроорганизмов.
3 Биологический тест на фитотоксичность почвы, загрязненной нефтью.
Список используемой литературы
Приложения
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Скорость биодеградации нефти зависит от интенсивности солнечного света, температуры, концентрации биогенных элементов, давления, концентрации кислорода, генетических регуляторных механизмов, наличия беспозвоночных животных , , Киреева и др. Нефть оказывает не только токсическое действие на биоценоз почвы, но и существенно изменяет основные ее свойства. Загрязнения в почве могут накапливаться в большом количестве в силу наличия огромной адсорбирующей поверхности Киреева и др. Нефть представляет собой смесь разнообразных химических соединений, состоящих из насыщенных углеводородов с нормальной и разветвленной цепью, олефинов, циклоалканов, ароматические углеводородов, асфальтенов фенолы, жирные кислоты, кетоны, эфиры, порфирины и смол пиридины, хинолины, карбазолы, сульфоксиды, амиды Мурзаков и др. Данные соединения нефти, попадая в почву, нарушают сложившийся биологический и геохимический баланс почвы . Эти нарушения возникают под действием различных механизмов нарушение водновоздушного режима почвы изменение миграционной способности отдельных химических элементов в ней ингибирования микробоценоза Пиковский, . Нефть существенным образом изменяет физические характеристики почвы. Обладая ярко выраженными гидрофобными свойствами, нефть модифицирует основные свойства почвенных частиц. Резкое увеличение гидрофобности почвы изменяет показатели ее воднофизических свойств. Это приводит к тому, что в почвах при дозах нефти 0 млкг и выше резко изменяется водновоздушный баланс. С одной стороны, сокращается впитывание воды, и вследствие чего увеличивается ее поверхностный сток. С другой, гидрофобиость верхнего нефтезагрязненного слоя сокращает транспирацию воды из нижележащих горизонтов и за счет уплотнения ограничивает их газовый обмен Звягинцев и др. Так, в работах Исмаилова Н. М. Исмаилов, , при измерении величины влажности верхнего горизонта нефтезагрязненных почв выявлено снижение этого параметра, тогда как в нижележащем горизонте см отмечено его возрастание. С ростом нефтяного загрязнения влажность почвы закономерно возрастает с каждой последующей дозой в среднем на 1. Причиной этого является снижение скорости транспирации влаги через вышележащий слой загрязненной нефтью почвы. Вследствие этого в нижних горизонтах почва часто избыточно увлажнена и проявляет признаки забола
чиваемости. Гидрофобные свойства изменяются при загрязнении лишь тяжелыми фракциями нефти, тогда как легкие практически не влияют на физические свойства почвы. При этом гудрон оказывает в раз более пагубное негативное воздействие на воздушнофизические свойства почвы, чем компоненты сырой нефти Халимов и др. Загрязнение почв нефтью сопровождается значительными изменениями их химических свойств. Модифицирующее воздействие нефтяного загрязнения на химические свойства почв, как правило, связано с сопутствующими поллютантами, а не собственно с нефтью. Воды, сопутствующие нефти, часто содержат высокие концентрации солей натрия, характеризуются отсутствием кислорода, либо его невысоким содержанием. Соли натрия, попадая в почву могут накапливаться, достигая токсичных для растений концентраций Милехина и др. Плотникова и др. Внедрение натрия в почвенный поглощающий комплекс и вытеснение им катионов, определяющих почвенную кислотность, вызывает заметное подщелачивание кислых дерновоподзолистых почв Солнцева и др. Так, водной суспензии верхних горизонтов этих почв может подниматься от 5,0 до Калачникова и др. Также отмечается, что в почвах, загрязненных нефтью, изменяются окислительновосстановительные условия. В ряде случаев за счет изменения окислительновосстановительных условий происходит возникновение существенных аномалий в содержании ряда микроэлементов Глазовская, . Специфичность действия углеводородов нефти на почвенный микробоценоз Эффект длительного воздействия нефти на почву проявляется в изменении ее микробиологических свойств и комплекса почвенных микроорганизмов в целом. В почвах в большом количестве содержатся микроорганизмы, способные окислять различные углеводороды. Они являются обычными компонентами биоценозов почв Андрусенко, Рунов, Суржко и др.