Токсиколого-микробиологические аспекты биоремедиации нефтешлама-отхода нефтехимического производства

• Автор: Никитина, Елена Владимировна
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 141 с.

СОДЕРЖАНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ Список сокращений ВВЕДЕНИЕ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1. Химикотоксикологический и микробиологический мониторинг

1.1 Особенности химического состава нефтешламов

1.1.1. Фракционный состав нефтяных углеводородов шламов

1.1.2. Компоненты, составляющие неорганическую часть шлама

1.2. Токсические эффекты нефтешламов и их компонентов

1.3. Стратегии выживания бактерий

1.3.1. Приспособленность микроорганизмов к стрессовым условиям

1.3.2. Ответ микробного консорциума на загрязнение

2. Методы биоремедиации нефтезагрязненных объектов

2.1. Компостирование как метод ремедиации загрязненных объектов
2.2. Ландфарминговая технология биоремедиации
3. Метаболизм полициклических ароматических углеводородов труднодоступных компонентов нефтешлама
3.1. Особенности метаболизма ПАУ у бактерий и грибов ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
4. Материалы и методы исследования
1. Отбор проб нефтешлама и компостов
2. Экспериментальное компостирование в полевых условиях
3. Микробиологические методы анализа
4. Определение ферментативных активностей.
4.1 Активность внутриклеточных ферментов
5. Методы химического анализа
5.1 Анализ водной вытяжки
5.2 Анализ органорастворимых компонентов нефтешлама.
6. Токсикологические методы
7. Статистическая обработка результатов РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
5. Характеристика отхода нефтехимического производства
5.1. Химическан характеристика нефтеш лама
5.1.1. Фракционный состав нефтяных компонентов нефтешлама
5.1.2. Анализ полициклических ароматических углеводородов
5.1.3. Водорастворимые компоненты нефтешлама
5.2. Токсикология нефтешлама
5.2.1. Изучение влияния водорастворимых компонентов нефтешлама на бактерии и одноклеточные
5.2.2. Влияние компонентов нефтешлама на растения
5.2.3. Мутагенность компонентов нефтешлама
5.3. Микробиологический статус нефтешлама
5.3.1. Количественная характеристика основных групп микроорганизмов
5.3.2. Физиологическое состояние бактериального консорциума шлама
5.3.3. Стрсссустойчивые группы бактерий нефтешлама
5.3.4. Деструкторы ксенобиотиков в нефтешламе
5.3.5. Характеристика бактериальных изолятов деструкторов индивидуальных ПАУ
5.3.6. Оценка возможности изолятов использовать нефтешлам и ПАУ как источник питания
5.3.7. Активность оксигеназ расщепления ароматического кольца
6. Биоремедиация нефтехимического шлама с использованием компостирования
6.1 Химический мониторинг компостирования
6.1.1 Эффективность обработки шлама в отношении органических загрязнителей
6.1.2 Изменение содержания водорастворимых
компонентов в компостах
6.2 Динамики микробиологических показателей в процессе компостирования
6.2.1. Закономерности изменений общего количества
бактерий и специализированной микрофлоры
6.2.2. Изменение температуры в компостах
6.2.3. Динамические изменения различных физиологобиохимических групп микроорганизмов и показателей биохимической активности
6.3 Экотоксикологическая оценка компостирования
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Результаты диссертационной работы позволили практически реализовать совместно с Нижнекамскнефтехим компостирование для обезвреживания и утилизации твердого отхода нефтехимических отходов Нижнекамскнефтехим в пилотнополевых условиях на территории Биологических очистных сооружений и с привлечением материальной базы Лаборатории очистки сточных вод этого предприятия. Оценка микробиологических параметров исходного нефтешлама выявила высокую потенциальную метаболическую активность микрофлоры нефтешлама. Это позволило осуществить ремедиацию без интродукции бактериальных штаммов. Применение испытанной технологии позволило уменьшить в среднем на содержания нефтяных углеводородов, полициклических ароматических углеводородов, с одновременной элиминацией токсического действия компонентов компостов на одноклеточные и растения. Создана система токсикомикробиологического мониторинга, включающая тестирование различных физиологобиохимических групп микроорганизмов и биологических активностей, и химического мониторинга в процессе детоксикации и минерализации изучаемых комплексов. Дано обобщение результатов исследования в виде концепции биодеградации комплекса экологически опасных ксенобиотиков. Увеличение темпов развития нефтеперерабатывающей, нефтедобывающей и нефтехимической промышленности как в Российской Федерации, так и в других странах мира, ставит остро проблему экологизации этих стратегически важных отраслей. В результате деятельности предприятий нефтяных отраслей образуется большое количество отходов ii а. Якушева, Наумова, , твердых i . Vv, , , газообразных i, . Проблема утилизации твердых отходов нефтехимического комплекса Нижнекамскнефтехим НКНХ, одного из крупнейших предприятий нефтехимического синтеза, ждет своего решения. Жидкие и газообразные отходы подвергаются эффективной биологической очистке Якушева, Наумова, Якушева, , твердые же отходы, называемые нефтешламами, в течение уже более трех десятилетий депонируются в шламонакопителях, которые в настоящее время практически заполнены, а строительство новых невозможно по санитарногигиеническим нормам. В связи с этим возникла проблема утилизации твердых экологически опасных отходов нефтехимического комплекса. В настоящее время основное внимание исследователей сконцентрировано на переработке шламов нефтедобывающей i . . i . С точки зрения планируемой ремедиации нефтесодержащих отходов в первую очередь важен их химический состав. Агентство США по охране окружающей среды ЕРА разделило все виды промышленных отходов на четыре класса , К, Р и , . По этой классификации шламы нефтехимического комплекса принадлежат к категории токсических отходов, которые включают химикаты, отходы коммерческого химических производств, неиспользуемые остатки сырья. Набор основных компонентов нефтешламов широко варьирует и зависит от вида производства и используемых технологий переработки нефти и полупродуктов на ее основе. Нефтесодержащие отходы можно разделить на шламы, в составе которых высока концентрация эмульгированных углеводородов i . i, , Vv, , и относительно высоко содержание неорганических нерастворимых частиц типа песка, глины и на отходы с общим низким содержание углеводородов 5 и минеральных компонентов, а высоким нсуглеводородных органических соединений ii . , , . Несмотря на различия в технологиях, применяемых на предприятиях, можно выделить характерные компоненты этого вида отходов производств нефтяные фракции алкановые алифатические, нафтеновые циклоалкановые, ароматические углеводороды, смолистые вещества, кислород, серо и азотсодержащие соединения, составляющие основу углеводородной части шлама, вода, тяжелые металлы, однако процентное отношение каждого из составляющих может широко варьировать. Большая часть углеводородов нефти в составе шлама, образующегося при нефтедобыче, может быть представлена насыщенными углеводородами алканами, которые могут составлять до i .