Якутские ученые создали биопрепарат, очищающий почву от нефтяных загрязнений
Микробиологи Института проблем нефти и газа СО РАН разработали многофункциональный биопрепарат для очистки почв от нефтезагрязнений, сообщается на сайте научного центра.
За 10 лет коллективом лаборатории геохимии каустобиолитов ИПНГ СО РАН было получено 29 патентов РФ на изобретения. Большая часть патентов была получена на микроорганизмы — деструкторы нефти и нефтепродуктов, а также на способы их применения. В коллекции института 30 видов психрофильных и мезофильных углеводородокисляющих микроорганизмов, выделенных из нефтезагрязненных мерзлотных почв Якутии и ледовых отложений. На основе имеющихся коллекционных штаммов и были разработаны биопрепарат и технология очистки почв от нефтезагрязнений.
О биологическом средстве для рекультивации загрязненных нефтью почв рассказала научный сотрудник ИПНГ СО РАН, кандидат биологических наук Лариса Ерофеевская.
— Каков механизм действия биопрепарата? Микроорганизмы «съедают» нефть, проникая в глубокие слои почвы?
— Микроорганизмы, входящие в состав биопрепарата, эффективно используют нефтяные углеводороды в качестве источника углерода и энергии. В процессе метаболизма эти микроорганизмы синтезируют ферменты и биологические поверхностно-активные вещества, которые участвуют в процессе биологического окисления нефтепродуктов до воды, углекислого газа и нетоксичных биоразлагаемых веществ, которые в дальнейшем перерабатываются аборигенной почвенной микрофлорой.
Группу углеводородокисляющих микроорганизмов представляют аэробные формы, поэтому действие биопрепарата ограничивается глубиной проникновения нефтепродуктов до 20-30 см. При более глубоком проникновении нефти рекомендуется выполнение технической рекультивации и только потом проводят доочистку почвы биопрепаратом.
— В чем преимущество якутского биопрепарата?
— Преимущество использования полученного биопрепарата состоит в том, что он служит одновременно сорбентом, мелиорантом, почвоструктурообразователем и деструктором нефтяных углеводородов, что экономически и экологически эффективно для реабилитации нарушенных экосистем.
Для иммобилизации микроорганизмов в данном биопрепарате мы используем некондиционное цеолитовое сырье (камни, пыль, крошку) месторождения Хонгуруу (Сунтарский район), которое предварительно гидрофобизируем и доводим до необходимой фракции. Использование цеолита в качестве носителя углеводородокисляющих микроорганизмов делает полученный биопрепарат многофункциональным: цеолит служит источником макро- и микроэлементов, а также является сорбентом для нефти.
Очистка почвы от нефтезагрязнений биопрепаратом, в состав которого входит цеолит, позволяет предотвратить распространение нефтезагрязнения на сопряженные ландшафты, добиться устранения пятен нефтезагрязненного грунта, снизить токсичность почв, что стимулирует появление естественного растительного покрова на загрязненных участках и значительно улучшает санитарное и экологическое состояние нарушенной территории.
— Через какой промежуток времени после обработки биопрепаратом почва полностью очищается от нефтяных загрязнений?
— В Якутии биопрепарат за 2 северных лета очищает до 84-99% нефтезагрязнений. За тот же период естественная деградация загрязнений, без применения нашего биопрепарата, составляет всего 17-23%.
Тем не менее говорить о полном очищении почв от нефтезагрязнения при использовании только биопрепарата не совсем верно. В лабораторных условиях при соблюдении определенных условий деструкцию нефтепродуктов можно наблюдать уже через 1-12 часов культивирования микроорганизмов. Именно такие штаммы мы отбираем для дальнейшей работы. Однако в условиях открытой экосистемы ожидать такого результата невозможно. Процессы деградации нефтезагрязнения в природных условиях зависят от степени и глубины проникновения нефти; от сроков давности разлива нефти; от содержания в почве органических и минеральных компонентов, необходимых для жизнедеятельности нефтедеструкторов; от типа почвы и степени ее аэрации; от кислотности и влажности субстрата; от степени миграционной активности водорастворимых углеводородных фракций.
— А если ничем не обрабатывать загрязненную почву, то через сколько лет загрязнение исчезает в естественных условиях?
— Если не проводить мероприятий по ликвидации разливов нефти, то процесс самоочищения почв от нефтепродуктов может занять десятки лет. Более опытные ученые считают, что для полного восстановления нарушенного биологического равновесия экосистемы потребуются столетия. Связано это с битуминизацией и деградацией почв и грунтов вследствие ингибирования процессов окисления нефти и образования трудноокисляемых органических соединений.
— Расскажите, пожалуйста, про используемые вами микроорганизмы.
— Микроорганизмы, использующие нефтяные углеводороды для своей жизнедеятельности, широко распространены в природе. Никакого секрета по их выделению и культивированию нет. Любой рядовой микробиолог это может сделать. Важно уметь их сохранить. Микроорганизмы, составляющие основу нашего биопрепарата, выделены из мерзлотных почв Якутии. Для их хранения мы используем метод субкультивирования. Это традиционный метод поддержания и сохранения бактериальных культур как в лабораторных, так и в промышленных условиях. Интервал между пересевами зависит от микроорганизма, используемой среды, температурных условий хранения. Для размножения микроорганизмов используем метод периодической системы культивирования.
Якутский биопрепарат можно применять в любой точке земного шара, так как его основу составляют несколько штаммов углеводородокисляющих микроорганизмов с различной таксономической принадлежностью, фазами роста и различным температурным оптимумом.
— В какое время года можно применять биопрепарат?
— Лучше всего препарат работает при температуре выше +4°С. Если внести биопрепарат в почву при более низкой температуре, то бактерии не погибнут, просто будут ждать более комфортного времени года. Используемые нами углеводородокисляющие микроорганизмы сохраняют жизнеустойчивость при экстремально низких температурах, даже при -50°С, и могут возобновлять свою метаболическую активность при оттаивании почвы, что позволяет применять биопрепарат и в зимнее время, рассыпая его на месте разлива на поверхность снега или льда. Весной, с наступлением благоприятных условий, микроорганизмы просачиваются в грунт и начинают «работать».
— Где вы тестируете свои препараты?
— Технология очистки загрязненных нефтью земель с применением полученного нами биопрепарата была испытана при поддержке ОАО «Саханефтегазсбыт», ГУП «ЖКХ РС(Я)», ООО «Ленанефтегаз», ООО «Востокнефтепровод» и НИИ ТНН «Транснефть».
Апробация биопрепарата проводилась не только на территории Республики Саха (Якутия), но также и в Нижнем Новгороде, Самаре, Томске, Тюмени, Ноябрьске, Ухте, Нефтеюганске, Омске.
Автор: Мария Ефремова
Источник: