Деструкция тяжелых нефтепродуктов в почве иммобилизованными углеводородокисляющими микроорганизмами

• Автор: Лизунов, Александр Борисович
• Шифр специальности: 03.00.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 139 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ .М. .

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. .

1.1. Изменения свойств почвы под воздействием нефти и нефтепродуктов

1.2. Оценка состояния основных почвенных

элементов в загрязненных нефтью почвах

1.2.1. Соотношение форм азота в

загрязненной и незагрязненной нефтью почве.

1.2.2. Влияние нефтяного загрязнения

на содержание в почве фосфора

1.2.3. Формы калия в почве.

1.2.4. Почвенный магний
1.3. Применение минеральных удобрений.
1.4. Токсическое действие нефти на почвенную микробиоту
1.5. Диагностические признаки различных
уровней загрязнения почвы нефтью
1.6. Этапы естественной деградации нефти в почве .
1.7. Рекультивация загрязненных нефтью почв.
1.8. Микробиологические механизмы утилизации нефтяных УГВ .
1.9. Биоремедиация
1.9.1. Принципы технологий биоремедиации
1.9.2. Эффективность различных методов ремедиации
1 Роль биопрепаратовнефтедеструкторов в процессе биоремедиации .
11. О роли ассоциаций микроорганизмовдеструкторов нефтепродуктов в почве.
з
12. Адгезия микроорганизмов на носителях и иммобилизованные формы биопрепаратов в очистке почвы и воды от
нефтезагрязнений.
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ .
2.1. Углеводородокисляющие культуры и услозия их культивирования4
2.2. Характеристика носителей
2.3. Получение иммобилизованных клеток 4
2.4. Условия проведения экспериментов по биодеструкции мазута нативными и иммобилизованными клетками4
2.5. Методы определения содержания нефтепродуктов
2.5.1. Инфракрасная спектроскопия.
2.5.2. Флуоресцентный метод определения НУГВ
2.5.3. ЯМР спектроскопия.
2.6. Методика проведения 1го почвенного эксперимента
2.7. Методика проведения 2го почвенного эксперимента
2.8. Методика проведения промышленного полевого эксперимента
2.9. Определение клеточного титра
2 Определение концентрации ионов аммония, нитратов, фосфатов и магния в почве
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Скрининг микроорганизмов, окисляющих тяжелые нефтепродукты.
3.2. Выбор носителей для иммобилизации алканотрофных культур.
3.3. Выбор и оптимизация питательных сред для микроорганизмовнефтедеструкторов.
3.4. Деструкция мазута з жидких питательных средах.
3.5. 1ый почвенный эксперимент
3.6. 2ой почвенный эксперимент
3.6.1. Динамика снижения концентрации биогенных ионов во 2ом почвенном эксперименте.
3.6.2. Динамика изменения концентрации мазутных углеводородов во 2ом почвенном эксперименте
3.6.3. Значения и влажности во 2ом почвенном эксперименте 8
3.6.4. Состояние алканотрофной микрофлоры при биодеструкции мазутных углеводородов в почве
3.7. Натурная апробация испытания
ВЫВОДЫ а
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Разработаны научные основы биотехнологии очистки торфяноболотной ТБ , дерновоподзолистой ДП почв от тяжелых углеводородов мазута при их высокой начальной концентрации до 0 гкг. i, Д17 и П. На их основе созданы новые искусственные ассоциации бактериальных культур, обладающие способностью к более полной деструкции мазутных углеводородов. Изучена деструкция алканов и ароматических соединений входящих в мазут нативными и иммобилизованными культурами, а так же их ассоциациями в почве. Показана эффективность деградации тяжелых НУГВ иммобилизованными на торфе мазутоокисляющими культурами. Экспериментально обоснованы концентрации и соотношения биогенных элементов ,Р,К в форме промышленных минеральных удобрений азофоска, аммофос, обеспечивающие и оптимальный рост в почве микроорганизмовалканотрофов и биодеструкцию мазута. Практическая ценность. Результаты проведенных лабораторных исследований легли в основу технологии очистки почв от высоких концентраций тяжелых НУГВ. Проведено натурное испытание опытных партий иммобилизованных мазутоокисляющих бактериальных ассоциаций при ликвидации мазутных загрязнений почв. Поддержание клеточного титра выбранных микроорганизмов во время биоокисления НУГВ, нейтральной величины , оптимального соотношения и количества ,, позволили снизить за год испытаний концентрацию НУГВ в почве с 0 до 2гкг. Рекультивационный почвогрунт полученный после очистки используется для озеленения промышленных территорий. Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были представлены на I международной и II Всероссийской конференции Охрана окружающей среды при поисках, разведке, разработке месторождений углеводородного сырья, его переработке и транспортировке, СанктПетербург, г. i i v i i , v,г. Германия,г. Всероссийской конференции Опыт и перспективы развития ресурсосберегающих технологий и утилизации твердых отходов на предприятиях различных форм собственности, СанктПетербург, г. Экобиотехнология Борьба с нефтяным загрязнением окружающей среды, Пущино,г. V международной конференции Освоение Севера и проблемы природовосстановления, Сыктывкар, г. Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 работ. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, обсуждения результатов исследования, выводов, списка литературы и приложений, содержащего 1 литературных источников. Диссертация изложена на 7 страницах машинописного текста, содержит таблицы, 5 рисунков и 6 приложений. ГЛАВА 1. Изменения свойств почвы под воздействием нефти и нефтепродуктов . Известно, что добыча и транспортировка нефти сопровождается загрязнением почв, грунтов, поверхностных и грунтовых вод1. Разлив нефтепродуктов при транспортировке происходит за счет коррозии и механических повреждений трубопроводов, нарушения герметичности резервуаров и аварий на нефтепромыслах. Загрязнения оказывают токсическое действие на растительность, на почвенных беспозвоночных животных и на многие группы почвенных микроорганизмов . Известно, что нефтяные углеводороды могут передаваться по пищевой цепи, т. Опасность этих углеводородов, для человека, заключается прежде всего в том, что в их состав входят моно и полиароматические соединения, являющиеся канцерогенными2. Нефть, попадая в почву, существенным образом меняет ее физические характеристики, она обладает ярко выраженными гидрофобными свойствами, и адсорбируясь на почвенных частицах передает им эти свойства. О резком увеличении гидрофобности почвы, загрязненной нефтью и нефтепродуктами, судят по изменению величины абсолютной влажности верхнего горизонта и по возрастанию влажности нижнего горизонта лежащего ниже см 2. Нарушения водного и воздушного режимов приводят к развитию анаэробных процессов в почве, что нарушает их плодородие 2. Воды, сопутствующие нефти, содержат высокие концентрации солей натрия. Они накапливаются в почве, достигая токсичных для растений концентраций.