Разработка основы биопрепарата для деградации нефти при загрязнении природных сред

• Автор: Клюянова, Мария Александровна
• Шифр специальности: 03.00.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 236 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Основные пути интенсификации биодеградации нефти в окружающей среде

1.1.1 Стимуляция естественной нефтеокисляющей микрофлоры

1.1.2 Интродукция углеводородокисляющих микроорганизмов

1.2 Использование аборигенных микроорганизмов

1.3 Биопрепараты, используемые при очистке нефтезагрязненных экосистем

1.4 Приемы дополнительной стимуляции микроорганизмов для биодеградации нефтезагрязненных экосистем

1.4.1 Технологии ускорения биодеструкции нефти

1.4.2 Применение иммобилизованных нефтеокисляющих микроорганизмов при очистке почвы и воды
1.4.3 Образование биосурфактантов углеводородокисляющими микроорганизмами
1.4.4 Явление диссоциации, как перспективный подход увеличения эффективности процесса биодеградации
2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Объекты исследований
2.2 Выделение чистых культур микроорганизмов
2.3 Определение физиологобиохимических признаков чистых культур
2.4 Определение дсструкционной способности исследуемых штаммов
2.5 Определение фитотоксичности исследуемых культур микроорганизмов
3. СКРИНИНГ И ИДЕНТИФИКАЦИЯ НОВЫХ ШТАММОВ
БАКТЕРИЙ, ОБЛАДАЮЩИХ УГЛЕВОДОРОДОКИСЛЯЮЩЕЙ АКТИВНОСТЬЮ
3.1 Получение чистых культур углеводородокисляющих микроорганизмов, выделенных из нефтезагрязненных экосистем
3.1.1 Получение чистой культуры углеводородокисляющих микроорганизмов из почвенных образцов
3.1.2 Получение чистой культуры углеводородокисляющих микроорганизмов ассоциантов цианобактерий
3.1.3 Изучение культуральных, морфологических и физиологобиохимических свойств выделенных культур микроорганизмов
3.1.4 Окислительные и эмульгирующие свойства выделенных культур
3.2 Идентификация наиболее активных углеводородокисляющих штаммов
3.3 Изучение потребностей исследуемых штаммов микроорганизмов в источниках углерода и азота
3.3.1 Использование соединений углерода
3.3.2 Использование молекулярного азота
4. ВЫДЕЛЕНИЕ И ИЗУЧЕНИЕ ДИССОЦИАНТОВ УI ЛЕВОДОРОДОКИСЛЯЮЩИХ БАКТЕРИЙ
4.1 Выделение диссоциантов штаммов углеводородокисляющих бактерий
4.2 Изучение литических свойств диссоциантов
4.3 Изучение способности диссоциантов расти на твердой среде с сырой нефтью и нефтепродуктами
4.4 Определение эмульгирующей активности
5. ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА БИОДЕСТРУКЦИИ НЕФТИ ИССЛЕДУЕМЫМИ БАКТЕРИАЛЬНЫМИ ШТАММАМИ
5.1 Изучение особенности влияния исследуемых
микроорганизмов на процесс деградации нефтяных
углеводородов
5.2 Изучение фитотоксичности штаммов микроорганизмовдеструкторов нефтяных углеводородов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Гидрофобный характер молекулы углеводородов является причиной того, что процессы окисления осуществляются оксигеназами в отличие от окисления более гидрофильных веществ, происходящего под действием дегидрогеназ. Гидрофобность углеводородных субстратов и их ничтожная растворимость в воде требует специфического способа транспорта таких веществ в клетку Скрябин и др. Ягафорова, . К неблагоприятным физикохимическим условиям, лимитирующим деградацию микроорганизмами ксенобиотиков в окружающей среде, можно отнести низкую или чрезмерную влажность почвы, недостаточное содержание кислорода, неблагоприятную температуру и , низкую концентрацию или доступность ксенобиотиков, их плохую растворимость в воде, наличие альтернативных, более предпочтительных субстратов, ингибирование ксенобиотиками метаболизма микробных клеток. Наибольший экономический коэффициент и максимально достигаемая концентрация углеподородокисляющих бактерий наблюдаются при влажности. При избытке воды в почве уровень влажности более доступ кислорода может быть затруднен, что приводит к снижению численности аэробных микроорганизмов при недостатке воды уровень влажности менее снижение численности микроорганизмов может быть связано с ограничением транспорта питательных веществ к клеткам бактерий Пунтус и др. Среди биологических факторов отмечены поедание интродуцирусмых микроорганизмов простейшими, обмен генетической информацией в популяции, физиологическое состояние и плотность интродуцируемой микробной популяции Логинов, vii . Очевидно, что серьезную опасность представляет использование для биоремедиации микроорганизмов, которые могут оказаться патогенными для человека и окружающей среды или которые смогут обуславливать образование токсических соединений, в результате, например, неполного окисления загрязнителей. Большую опасность может представлять образование при биоремедиации мутагенов и генотоксических соединений. Весьма нежелательно, чтобы биоремедиация оказывала отрицательное влияние на биоразнообразие иили приводила бы к распространению чужеродных генов. Бельков, . Способность использовать нефть в качестве источника питания и энергии присуща не единичным специализированным формам, а многом группам углеводородокисляющих микроорганизмов. В их числе бактерии родов Квасников, Емцев и др. Пат. РФ 8, Квасников, Ягафарова и др. Коронелли и др. Киреева, Пат. РФ 9, i, i, i, Пат. РФ 6 Пат. Р 7 Ivv . i, vi, vii, i, , i, i, i, ii Пат. РФ 0, i, Гусев и др. ii, i, Vii Коронелли и др. Ильинский, Назарько и др , в гом числе актиномицеты и родственные им организмы Мельников, Худокормов, , а также мицелиальные грибы i, iii, i, , i Бакаева, и дрожжи i, , , , i Градова и др. Ягафарова, , а также цианобактерии Сафонова, Сопрупова, Дзержинская и др. К настоящему времени накоплен обширный материал о способности микроортнизмов утилизировать широкий круг углеводородов нефти. В то же время углеводороды обладают различной устойчивостью к микробной деструкции. По степени подверженности микробной деградации сырая нефть и продукты ее переработки располагаются в следующем порядке сырая нефть, затем керосин, горючие масла, мазут. Это связано с тем, что содержание в мазуте тяжелых фракций нефти, в частности смолистоасфальтеновых соединений, в несколько раз выше, чем в сырой нефти Логинов, . Наиболее часто активные деструкторы нефтепродуктов встречаются среди бактерий. Они характеризуются способностью к усвоению широкого спектра углеводородов, включая и ароматические, обладают высокой скоростью роста и, следовательно, представляют практический интерес как возможный микробный компонент препаратов для очистки окружающей среды от нефтяных загрязнений Логинов Кураков и др.