Биодеградация углеводородов нефти психротрофными микроорганизмами-деструкторами

• Автор: Нечаева, Ирина Александровна
• Шифр специальности: 03.00.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 175 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Глава 1. НЕФТЬ КАК ИСТОЧНИК ЗАГРЯЗНЕНИЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Глава 2. ДЕГРАДАЦИЯ НЕФТИ

2.1. АБИОТИЧЕСКАЯ ДЕСТРУКЦИЯ НЕФТИ

2.2. МИКРОБНАЯ УТИЛИЗАЦИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ НЕФТИ

2.2.1. МЕТАБОЛИЗМ АЛИФАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ

2.2.1.1. Окисление линейных углеводородов

2.2.1.2. Окисление циклических углеводородов

2.2.2. МЕТАБОЛИЗМ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ
2.2.2.1 .Окисление моноароматических углеводородов
2.2.2.2. Окисление полиароматичсских углеводородов
2.2.3. МЕТАБОЛИЗМ АСФАЛЬТЕНОВ
2.2.4.БИОДЕГРАДАЦИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ НЕФТИ В ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЯХ
2.2.4.1 .При пониженных температурах
2.2.4.2.При повышенных температурах
2.2.4.3.В кислой и щелочной среде
2.2.4.4.В условиях повышенного содержания соли Глава 3. МЕТОДЫ БИОРЕМЕДИАЦИИ ТЕРРИТОРИЙ, ЗАГРЯЗНННЫХ НЕФТЬЮ И НЕФТЕПРОДУКТАМИ
3.1. СТИМУЛЯЦИЯ АБОРИГЕННОЙ МИКРОФЛОРЫ
3.2. ИНТРОДУКЦИЯ МИКРООРГАНИЗМОВДЕСТРУКТОРОВ
3.3. БИОПРЕПАРАТЫ ПРИНЦИПЫ ИХ РАЗРАБОТКИ И ПРИМЕНЕНИЯ
3.3.1. РАЗРАБОТКА БИОПРЕПАРАТОВ
3.3.2. ПРИМЕНЕНИЕ БИОПРЕПАРАТОВ
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1. Бактериальные штаммы
2.2. Питательные среды, источники углерода и энергии, антибиотики
2.3. Сорбент
2.4. Условия культивирования
2.5. Определение эмульгирующей активности
2.6. Измерение индекса эмульгирования
2.7. Определение поверхностного натяжения
2.8. Определение степени деструкции нефти
2.9. Флуориметрическнй метод измерения массовой доли нефтепродуктов в почве
2 Определение фракционного состава остаточной нефти в пробах
2 Определение степени адсорбции нефти
2 Выделение тотальной ДНК микроорганизмов
2 Полимеразная цепная реакция
2 Рестрикционный анализ амплифицированной рибосомальной ДНК метод
2 ii i анализ
2 Разделение амплифицированных фрагментов ДНК
2 Определение влагомкости почвы
2 Определение почвы
2 Приготовление модельных почвенных систем
2 Внесение инокулята в почву
2 Отбор проб
2 Мониторинг штаммовдеструкторов в процессе деградации нефти в почве
2 Условия нолевого эксперимента
2 Условия проведения ферментаций
2 Световая микроскопия
2 Электронномикроскопические методы
2 Статистическая обработка результатов
3.РЕЗУЛЬТАТЫ
3.1. ВЫБОР И ХАРАКТЕРИСТИКА АКТИВНЫХ ПСИХРОТРОФНЫХ МИКРООРГАНИЗМОВДЕСТРУКТОРОВ УГЛЕВОДОРОДОВ НЕФТИ
3.1.1. Характеристика штаммовдеструкторов углеводородов нефти
3.1.2. Изучение взаимодействия микроорганизмовдеструкторов с нефтью с помощью световой и электронной микроскопии
3.1.3. Идентификация и гснотипированис штаммовдеструкторов нефти
3.1.4. Биодеструкция нефти исследованными микроорганизмами
3.1.5. Изменение фракционного состава нефти после биодеградации
3.2. СОСТАВЛЕНИЕ И ОТБОР АССОЦИАЦИЙ МИКРООРГАНИЗМОВ,
СПОСОБНЫХ К ДЕГРАДАЦИИ УГЛЕВОДОРОДОВ НЕФТИ ПРИ ПОНИЖЕННОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ
3.2.1. Подбор ассоциации штаммовдеструкторов эмпирическим путм
3.2.2. Селекция ассоциации штаммовдеструкторов в жидкой минеральной среде и адсорбция нефти биодеградабельным сорбентом
3.2.3. Эффективность деградации нефти отселектнрованной и эмпирически составленной ассоциацией и е адсорбции сорбентом
3.3. СТИМУЛЯЦИЯ МИКРОБНОЙ ДЕСТРУКЦИИ НЕФТИ В ПОЧВЕ ПУТМ 0 ВНЕСЕНИЯ БАКТЕРИАЛЬНОЙ АССОЦИАЦИИ И МИНЕРАЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ
3.3.1. Динамика общей численности микроорганизмов и бактерийдеструкторов 1 нефти в модельной почве
3.3.2. Мониторинг интродуцнрованных штаммовдеструкторов углеводородов 4 нефти
3.3.3. Динамика убыли нефти в почве
3.4. БИОРЕМЕДИАЦИЯ ПОЧВЫ, ЗАГРЯЗНННОЙ НЕФТЬЮ, В УСЛОВИЯХ 5 ПОЛЕВОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
3.4.1. Изменение динамики численности микробной популяции в почве 5
3.4.2. Мониторинг интродуцированной микробной ассоциации
3.4.3. Убыль нефти
3.5. ПОЛЕВЫЕ ИСПЫТАНИЯ ОПЫТНОГО ОБРАЗЦА БИОПРЕПАРАТА ДЛЯ 0 ОЧИСТКИ ПОЧВ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЙ НЕФТЬЮ И НЕФТЕПРОДУКТАМИ
3.6. ДЕПОНИРОВАНИЕ ШТАММОВ, ИЗУЧЕНИЕ ИХ ПАТОГЕННОСТИ, 2 ПАТЕНТОВАНИЕ АССОЦИАЦИИ И БИОПРЕПАРАТА ДЛЯ ОЧИСТКИ ПОЧВ
ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЙ НЕФТЬЮ И НЕФТЕПРОДУКТАМИ
3.6.1. Депонирование штаммов
3.6.2. Изучение патогенности микроорганизмов
3.6.3. Патентование ассоциации и биопрепарата для очистки почв от загрязнений 3 нефтью и нефтепродуктами
4. ОБСУЖДЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Более высокая плотность указывает на большее содержание ароматических углеводородов, а более низкая на большее содержание парафиновых углеводородов. Углеводороды нафтеновой группы занимают промежуточное положение. Таким образом, величина плотности до известной степени характеризует не только химический состав и происхождение продукта, но и его качество Петров, . По композиционному составу можно выделить легколетучую фракцию, состоящую из газообразных и летучих жидких углеводородов , слабополимеризованную фракцию жидких углеводородов , остальное приходится на высокополимеризованную и конденсированную фракцию углеводородов Петров, . Остротоксическими свойствами по отношению к биологическим объектам обладает легколетучая фракция нефти, тогда как действие жидких углеводородов в большей степени связывается с нарушением водновоздушного режима среды. Особое место занимает группа высокополимеризованных углеводородов. Содержащиеся в этой фракции сернистые, азотистые и кислородные гетсроатомные и металлоорганические соединения представляют особую опасность, как источники хронической токсичности. К источникам нефтяного загрязнения относится не только сырая нефть, но и нефтепродукты различной температуры кипения и состава, а также продукты углеводородного состава, отработавшие в технологическом цикле, с ухудшенными вследствие этого физикохимическими свойствами. В их число входят горючие материалы авиационный и автомобильный бензин, осветительный керосин, дизельные топлива, котельные топлива, моторные топлива, смазочные материалы консистентные смазки, индустриальные масла, моторные масла промывочные жидкости технический керосин, бензинкалоша, уайтспирит нефтесодержащие осадки из сточных сооружений шламы из прудовшламонакопитслсй нефтеперерабатывающих заводов эмульсии. Пиковская,. Таким образом, токсический эффект нефти и нефтепродуктов по отношению ко всем формам жизни известен давно и обычно объясняется разжижшшем липидного слоя цитоплазматической мембраны в присутствии нефти Калюжный. На основе предешиленных выше данных нефть должна рассматриваться как одно из наиболее опасных загрязнений для окружающей среды изза с высокой токсичности и огромных масштабов попадания в биосферу. Глава 2. АБИОТИЧЕСКАЯ ДЕСТРУКЦИЯ НЕФТИ Уже в первые часы после попадания нефтепродуктов в окружающую среду начинается процесс их деградации, в котором доминируют абиотические физикохимические процессы. Часть нефтепродуктов бензин, керосин может частично удаляться из среды путм выветривания. За первые суток с верхнего слоя в летнее время может испариться около нефтепродуктов, в основном, за счт лгких фракций Другов и Родин, . Компоненты нефти и нефтепродуктов на поверхности почв частично могут подвергаться фотоокислению. Абиотические факторы деструкции нефти существенно зависят от климатических особенностей различных географических зон. Дизельное топливо и легкие масла мало выветриваются, но способны легко проникать в нижние слои почвы, в осадочные породы и грунтовые воды. Тяжлые нефтепродукты, асфальтены практически не выветриваются и относительно медленно проникают вглубь почвы. Разлившаяся нефть и нефтепродукты адсорбируются почвой и в основной массе локализуются в е верхнем горизонте. Лишь небольшая часть углеводородов может проникать в подпочвенные слои, грунтовые воды. Это касается, главным образом, наиболее простых по строению низкомолскулярных парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов нефти. Большую часть легкой фракции составляют алканы с числом углеродных атомов С5С. Именно эта фракция нефти проявляет максимальную токсичность, но сравнительно легко удаляется за счет вымывания или испарения Сгабникова и др. В ряду таких абиотических механизмов деградации углеводородов нефти, как вымывание и фотоокислсние, наиболее значимым механизмом является испарение. Показано, что за первые сутки в летний период из нефтяного пятна на поверхности почвы испаряется до технического бензина, керосина, 2 сырой нефти и около 0,3 летучих компонентов мазута Изыорова, .