Синтез мікробних поверхнево-активних речовин для очищення довкілля від нафти та нафтових забруднень

        На теперішній час для очищення води і ґрунту від нафтових забруднень перевагу віддають біологічним методам. Використання поверхнево-активних речовин (ПАР, біосурфактанти) або нафтоокиснювальних мікроорганізмів є одним з найперспективніших методів очищення систем від вуглеводнів. Механізм дії поверхнево-активних речовин полягає в десорбції та солюбілізації вуглеводнів, а також у стимуляції активності мікроорганізмів-деструкторів нафти [1,2]. 
       Об’єктом наших досліджень був штам Rhodococcus erythropolis ЕК-1, ізольований із забруднених нафтою зразків ґрунту. Штам депоновано в Депозитарії мікроорганізмів Інституту мікробіології і вірусології НАН України під реєстраційним номером ІМВ Ас-5017. 
       Досліджена здатність до утворення ПАР при рості штаму Rhodococcus erythropolis ЕК-1, на гідрофільних (етанол, глюкоза) та гідрофобних (рідкі парафіни, гексадекан) субстратах. Встановлено, що штам синтезує як вільні, так і асоційовані з клітинами метаболіти з емульгувальними та поверхнево-активними властивостями. За хімічною природою ПАР, синтезовані R. erythropolis ЕК-1, є комплексом гліколіпідів, фосфоліпідів та загальних ліпідів.
       Вирощування R. erythropolis ЕК-1 в оптимальних умовах (концентрація гексадекану 2 %, співвідношення С/N = 49:1, джерело азоту NaNO3, наявність іонів заліза у середовищі, коефіцієнт масообміну 0,14 г О2 / л?год, температура 20 ?С, тривалість культивування 168 год) дало змогу в 3-4 рази підвищити синтез ПАР: умовна концентрація ПАР становила 5,0-5,5, кількість синтезованих ПАР – 8,0-8,5 г/л; індекс емульгування розведеної у 50 разів культуральної рідини – 46-50 %, а величина поверхневого натягу знижувалась до 29,4-29,8 мН/м.
       Подальші дослідження були присвячені вивченню можливості інтенсифікації процесів деструкції нафти накопичувальною культурою нафтоокиснювальних мікроорганізмів у присутності бактерій роду Rhodococcus та мікробних поверхнево-активних речовин, синтезованих Pseudomonas sp. PS-27, а також використанню нафтоокиснювальних бактерій для очищення води від нафти.
       Одержані результати показали, що ПАР Pseudomonas sp. PS-27 інтенсифікували асиміляцію нафти досліджуваною накопичувальною культурою мікроорганізмів. Через 192 год росту цієї культури вміст залишкової нафти становив 15,8 % від її вихідної концентрації, тоді як у присутності штаму R. erythropolis ЕК-1 і ПАР Pseudomonas sp. PS-27 знижувався до 10,0 % і 6,4 % відповідно.
       Відомо, що ефективність очищення води від нафти і нафтопродуктів підвищується при іммобілізації мікроорганізмів. Досліджували здатність іммобілізованих клітин мікроорганізмів асимілювати різні вуглеводневі субстрати та визначали ступінь очищення забрудненою нафтою води іммобілізованими клітинами мікроорганізмів на модельній лабораторній установці.
       Встановлено, що використання керамзиту як носія для іммобілізації R. erythropolis ЕК-1 дало змогу інтенсифікувати процес росту і асиміляції вуглеводневих субстратів. Показана можливість очищення води, забрудненої нафтою (100-250 мг/л), іммобілізованими на керамзиті клітинами R. erythropolis ЕК-1.
       Ефективність очищення води від нафти іммобілізованими клітинами R. erythropolis ЕК-1 при високій швидкості подачі води (до 0,68 л/хв), низькій аерації (до 0,1 л повітря/л води за хв) та періодичній подачі 0,01 % діамонійфосфату становила 99,5 – 99,8 %.
       Одержані результати можуть бути основою для розроблення високоефективних технологій для очищення довкілля від нафтових забруднень.
 
Література
1. Bodour AA, Drees KP, Maier RM. Distribution of biosurfactant-producing bacteria in undisturbed and contaminated arid Southwestern soils // Appl Environ Microbiol. – 2003. – Vol. 69. – № 6 P. 3280-3287.
2. Wei Q.F., Mather R.R., Fotheringham A.F.. Oil removal from used sorbents using a biosurfactant // Bioresource Technology. – 2005. – Vol. 96. – P. 331-334.
 
Синтез мікробних поверхнево-активних речовин для очищення довкілля від нафти та нафтових забруднень / Волошина І.М., Пирог Т.П. // І-й Всеукраїнський з’їзд екологів: міжнар. наук.-техн. конф., 4–7 жовтня 2006 р.: тези допов. – Вінниця, 2006. – С. 118.
МНПК “Перший Всеукраїнський з’їзд екологів”,  4-7 жовтня, 2006 р. 
Вінницький національний технічний університет
Секція 3 “Проблеми загальної екології та захисту біосфери. Агроекологія та радіоекологія”.
Скачати в форматі pdf: 
Оцінка: 
0
No votes yet