CC BY
50
БИОТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ВЛИЯНИЯ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕНИЙ НА ПОЧВУ И ВОДОЁМЫ В РЕСПУБЛИКЕ БАШКОРТОСТАН
И.В. Мухаметова, магистрант А.Ф. Зайнутдинова, магистрант
Уфимский государственный авиационный технический университет (Россия, г. Уфа)
DOI:10.24412/2500-1000-2021-5-2-32-35
Аннотация. Статья посвящена анализу источников загрязнения почв и поверхностных вод нефтью и нефтепродуктами в Республике Башкортостан. Рассмотрены основные причины нефтезагрязнений почв и вод и их возможные в будущем последствия. Приведены существующие методы очистки почв и водных объектов от загрязнений нефтепродуктов. Указаны перспективные разработки в сфере биотехнологий для снижения влияния нефтезагрязнений. Проанализирован биологический метод очистки с применением препарата, разработанного в г. Уфа, сделаны соответствующие выводы.
Ключевые слова: нефть, нефтепродукты, вода, мировой океан, почва, нефтезагрязне-ния, биотехнология, биодеградация, генная инженерия, микробные препараты, Ленойл, Башкортостан.
Биотехнология в настоящее время является одним из приоритетных направлений науки. Именно с её достижениями связывают благосостояние всего человечества и природы в обозримом будущем. Для Республики Башкортостан развитие данного направления крайне необходимо и играет важную роль, так как в республике основная отрасль промышленности - нефтедобыча и нефтепереработка, что закономерно связано с большим количеством нефте-загрязнений в регионе.
Попадание нефти и нефтепродуктов в экосистему может быть связано с утечкой из поврежденных трубопроводов, а также с фонтанированием из разбуренных и эксплуатационных скважин. Вследствие высокого уровня загрязнения земельные угодья отчуждаются от сельскохозяйственного оборота, так как они становятся малопригодными для земледелия. Помимо этого, имеет место нарушение экологического равновесия природных ландшафтов, замедление развития, а при высоких концентрациях обнаруживается даже и гибель живых организмов почвы.
Образовавшаяся тонкая пленка нефти на поверхности воды приводит к уменьшению ее испарения с данного участка на 60%. В результате чего происходит больший нагрев водной поверхности. А из-за
быстрого перепада температур возникают более частые циклоны [1].
В Республике Башкортостан превышение нормативов содержания химических веществ выявлены в г. Уфа, Благовещенск, Дуванском и Салаватском районах. Основными загрязняющими веществами являются цинк, свинец, никель, мышьяк [2].
Чтобы восстановить плодородие загрязненных нефтепродуктами земель, потребуются десятки лет. Для их восстановления пользуются 4-мя основными методами очистки загрязненных почв и водных акваторий: механические, физико-химические, биологические и агрохимические [3].
Механический способ является одним из самых тяжелых и дорогих методов очистки. К нему относят обволоку загрязнения, замену и промывку почвы, откачку нефтепродуктов.
К физико-химическим способам относят обработку почв в устройствах с подогретыми водными растворами в присутствии поверхностно-активных веществ и экстракцию нефтепродуктов растворителями.
Агрохимические методы включаются в себя комплекс мероприятий, состоящий из вспашки и рыхления нефтезагрязненной почвы, внесения минеральных удобрений
и мелиоративных работ на загрязненной территории.
Более перспективным способом очистки почв и акваторий признан биологический метод. Главными преимуществами данного метода является применение природных углеводород-утилизирующих микроорганизмов и относительная дешевизна метода.
Главным достоинством биотехнологий очистки нефтезагрязненных почв и вод является применение природных углеводо-родутилизирующих микроорганизмов. Ведь это делает их экологически безопасными, так как предполагает использование микроорганизмов, выделенных из образцов почв и вод, которые загрязнены нефтью и нефтепродуктами. Микроорганизмы, вводимые в экосистемы, не являются для нее чужеродным веществом.
В случае больших территорий загрязненных почв эффективнее осуществлять обработку биодеструкторами, при этом исключается необходимость в транспортировке загрязненных почв. При внесении в загрязненную почву чистых культур, осуществляющих окисление алифатических, ароматических и других углеводородов, происходит ускорение очистки почвы, что обеспечивает стабильность процесса биологического распада при низкой стоимости очистки.
Спектр микроорганизмов, участвующих в деструкции углеводородов нефти, включает в себя бактерии родов Pseudomonas, Flavobacterium, Acinetobacter, Aeromonas, Arthrobacter, Rhodococcus, дрожжи рода Candida, микромицеты Fusarium, Mucor, Trichoderma, Rhizopus, Penicillium [4].
Республика Башкортостан - одна из ведущих нефтеперерабатывающих регионов России. Первые нефтеперерабатывающие и нефтехимические заводы на территории Башкирии были построены в 1950-х годах в городах, расположенных вдоль реки Белая. Одновременно возникла проблема отходов нефтяного производства. На протяжении ряда лет имеет место проблема загрязнения подземных вод и почв левобережья реки Белой нефтью и нефтепродуктами при добыче и переработке нефти за предыдущие годы хозяйствования. Также
одним из возможных источников утечки нефтешламов в Башкортостане являются подземные хранилища нефтяных отходов.
В г. Уфа была разработана серия полифункциональных биопрепаратов-нефтедеструкторов под торговой маркой «Ленойл», предназначенная для очистки различных объектов окружающей среды от нефтяного загрязнения, обезвреживания нефтесодержащих отходов и восстановления почв. Создана и внедрена технология промышленного производства биопрепаратов серии «Ленойл» в виде культураль-ной жидкости и сухого порошка, которое осуществляет ЗАО НПП «Биомедхим». С июня 2012 г. было получено более 384200 л этих биопрепаратов в жидком виде и более 75210 кг - в сухом [5].
Биопрепарат основан на природном консорциуме микроорганизмов-
нефтедеструкторов Bacillus brevis и Arthrobacter species. Принцип его действия заключается в методе биодеградации. Данный консорциум выделен из серой лесной почвы, искусственно загрязненной дизельным топливом. Он обладает высокой углеводородокисляющей активностью, адаптируется к высокому содержанию углеводородов и эффективно утилизирует субстрат в почвах.
Как и во многих регионах, в Башкирии перспективным направлением является разработка микробных препаратов углево-дородокисляющих микроорганизмов, иммобилизованных на твердых субстратах, которые способны сорбировать нефть. Главными компонентами биопрепаратов служат экологически безопасные бактериальные биомассы природных сапрофитных штаммов Acinetobacter bicoccum, Acinetobactervalentis, Arthrobacter sp., Rhodococcus sp. Штаммы бактерий выделены из активного ила нефтеперерабатывающего завода и загрязненных образцов почвы. Используемые штаммы непатогенны, нетоксичны и не оказывают влияния на ход естественных природных процессов [6].
Одним из перспективных решений является использование рекультивационных технологий, основанных на применении нетрадиционных мелиорантов. Это повы-
шает производительность рекультиваци- Таким образом, главная роль в превра-
онных работ и снижает затраты на созда- щении углеводородов нефти и нефтепро-ние питательного слоя [7]. дуктов в почве и в воде принадлежит мик-
Также в 2021 году ученые Уфимского роорганизмам, и чем больше их числен-государственного авиационного техниче- ность и разнообразие, тем значительнее их ского университета Республики Башкорто- вклад в поддержание динамического рав-стан разработали новый экологически без- новесия в биосфере.
опасный сорбент для очистки воды, за- К сожалению, в настоящее время био-
грязненной нефтью и нефтепродуктами. технологические методы применяются в Его основу составляет свекловичный жом. меньших масштабах, чем они того заслу-У данной разработки есть ряд преиму- живают. Используя их, необходимо исхо-ществ, ведь жом - дешевое и максимально дить из природных микробных штаммов, доступное сырье: только в Башкортостане модифицированных методами генной ин-работают два сахарных завода, каждый из женерии. В этом направлении Республика которых ежегодно производит до 400 тыс. Башкортостан имеет богатый опыт и про-тонн жома. А сам сорбент - экологически изводит эффективный биопрепарат для чистый продукт, не наносящий вреда при- очистки. роде.
Библиографический список
1. Демина Л.А. Как отмыть "Черное золото": О ликвидации нефтяных загрязнений // Энергия. - 2000. - №10. - С. 51-54.
2. Материалы к государственному докладу «О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2019 году» по Республике Башкортостан. - Уфа: Управление Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Республике Башкортостан, Федеральное бюджетное учреждение здравоохранения «Центр гигиены и эпидемиологии в Республике Башкортостан», 2020. - С. 262.
3. Бикинина А.Г., Бакаева М.Д., Логинов О.Н., Силищев Н.Н. Фиторемедиация отработанной отбеливающей земли, загрязненной нефтепродуктами, с помощью суданской травы // Нефтяное хозяйство. - 2007. - №3. - С. 115-117.
4. Терещенко Н.Н., Лушников С.В. Способ стимулирования активности углеводородо-кисляющих микроорганизмов в почве, загрязненной нефтью и нефтепродуктами // Материалы 1-го Международного конгресса «Биотехнология - состояние и перспективы развития». - М., 2002. - С. 476.
5. Патент № 2553540 Российская Федерация. Консорциум штаммов микроорганизмов Acinetobacter sp. и Ochrobactrum sp., используемый для очистки воды и почвы от нефти и нефтепродуктов / О.Н. Логинов, И.М. Султанов, С.П. Четвериков, Т.К. Давлетшин, Т.Ю. Коршунова, Е.А. Столярова, С.Р. Мухаматдьярова, Н.В. Кобызева. - Заявитель и патентообладатель ЗАО НПП «Биомедхим» и ФГБУН ИБ УНЦ РАН. Заявл. 29.11.2012; опубл. 20.06.2015. Бюл. № 17.
6. Yu C., Yao J., Cai M., Yuan H., Chen H. et al., Polycyclic aromatic hydrocarbons degrading microflora in a tropical oil-production well. Bull. Environ. Contam.Toxicol. - 2014. -Vol. 93. - P. 632-636.
7. Biosurfactants: Production and utilization - processes, technologies and economics / Eds. Kosaric N., Sukan F.V. CRC Press, 2015. - 389 p.
BIOTECHNOLOGIES TO REDUCE THE INFLUENCE OF OIL CONTAMINATION ON SOIL AND WATER IN THE REPUBLIC OF BASHKORTOSTAN
I.V. Mukhametova, Graduate Student A.F. Zainutdinova, Graduate Student Ufa State Aviation Technical University (Russia, Ufa)
Abstract. The article is devoted to the analysis of sources of soil and surface water pollution by oil and petroleum products in the Republic of Bashkortostan. The main causes of oil pollution of soils and waters and their possible future consequences are considered. The existing methods of cleaning soils and water bodies from oil pollution are presented. Promising developments in the field of biotechnology to reduce the impact of oil pollution are indicated. The biological method of purification with the use of the preparation developed in Ufa is analyzed, and the corresponding conclusions are made.
Keywords: oil, petroleum products, water, world ocean, soil, oil pollution, biotechnology, biodegradation, genetic engineering, microbial preparations, Lenoil, Bashkortostan.
