CC BY
25Перспективы внедрения биотехнологий для поддержания экологического статуса пунктов постоянной дислокации
Вооруженных Сил Российской Федерации
Полковник запаса А.А. ЛЕЩЕНКО, доктор технических наук
Полковник медицинской службы в отставке И.П. ПОГОРЕЛЬСКИЙ, доктор медицинских наук
Полковник А.С. КУЧЕРЕНКО, доктор технических наук
АННОТАЦИЯ
ABSTRACT
Раскрывается вопрос потенциальной экологической опасности военных объектов. На примере биопрепарата — деструктора нефти и нефтепродуктов показана возможность реализации нового экобиотехнологического направления по защите пунктов постоянной дислокации войск и сил флота от химических загрязнений.
The paper highlights the issue of potential environmental hazards posed by military facilities. It shows on the example of a bio-preparation, oil and petroleum products destructor, that it is possible to implement the new ecobiotechnological trend to protect permanent disposition points of troops and naval forces from chemical contamination.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
KEYWORDS
Экологический статус, биотехнология, биопрепарат, деструктор.
Environmental status, biotechnology, bio-preparation, destructor.
ВОЗРАСТАЮЩИЕ темпы изменения среды обитания приводят к нарушению взаимосвязи между нею и человеком, а также снижению адаптивных возможностей организма. В современных условиях среда обитания зачастую содержит такие вещества, с которыми организм в ходе эволюции не сталкивался и поэтому не имеет соответствующих аналитических систем, сигнализирующих об их наличии. В этой связи чрезвычайно актуальным является сбор данных о загрязнениях окружающей среды и источниках их поступления с целью регламентации допустимых уровней загрязнения и принятия адекватных мер по ликвидации загрязнений и минимизации последствийдля окружающей среды.
Доля Вооруженных Сил в выбросах загрязняющих веществ в атмосферный воздух и в загрязнении территорий в различных регионах России не столь велика по сравнению с промышленным комплексом страны. Тем не менее военные объекты представляют собой потенциальную опасность для благополучия регионально-локальных и даже глобальных систем жизнеобеспечения на обширных территориях нашей страны.
Нарушение экологического статуса территорий в пунктах дислокации военных объектов и районах действий подразделений армии происходит как в ходе их повседневной деятельности (при превышении установленных норм сбросов и выбросов загрязняющих веществ, образовании и размещении отходов), так и при возникновении аварийных и чрезвычайных ситуаций1.
В целом проблема обращения с отходами производства и потребления считается одной из наиболее актуальных и трудно решаемых экологических проблем не только в России, но и во всём мире. Решение этой проблемы является одной из существенных задач, стоящих перед Вооруженными Силами России2.
Подавляющее большинство военных объектов функционирует на фоне резкого ухудшения динамических качеств природных систем, надежность которых доведена до самого низкого предела в предыдущие годы. Данные объекты продолжают являться источниками загрязнения природной среды как специфическими (присущими только определенному виду деятельности конкретного военного объекта), так и типовыми (присущими практически всем видам войск и силам флота, как, например, нефтепродукты) загрязняющими ве-ществами3.
В процессе функционирования объектов постоянной дислокации
войск и сил флота в штатном режиме может происходить постепенное накопление горюче-смазочных материалов в окружающей среде вследствие:
• превышения предельно допустимых сбросов и выбросов нефтепродуктов при отсутствии или несовершенстве очистного оборудования;
• превышения лимитов на размещение отходов при нерешенной проблеме их утилизации;
• утечки топлива при физическом износе или неисправности оборудования.
Нефтезагрязнения окружающей природной среды возникают на территориях баз и складов горючего, аэродромов, парков автомобилей и иной техники, площадках ремонтного фонда, котельных, работающих на мазутном топливе, на полигонах, где происходит массовое сосредоточение вооружения и военной техники, работающей с использованием горюче-смазочных материалов, а также в местах базирования сил флота и флотилий4. На рисунке приведены потенциальные источники загрязнения окружающей природной среды нефтепродуктами в пунктах постоянной дислокации войск и сил флота.
Типовыми загрязняющими веществами, образующимися в ходе повседневной деятельности войск и флота, являются нефтепродукты. Их перечень и классификация опасности для окружающей природной среды представлены в таблице.
Из таблицы следует, что такой вид загрязняющих веществ, как нефтепродукты, включает перечень из 6 наиболее часто встречающихся наименований, причем порядка 70 % из них так или иначе нарушают состояние почвенной биоты, принимающей самое непосредственное участие в биодеструкции экотоксикантов.
В настоящее время в мировой практике находят широкое применение традиционные и нетрадицион-
Источники нарушения экологического статуса окружающей природной среды нефтепродуктами в пунктах постоянной дислокации
Военная техника О&ьскты службы горюче-смазочных материалов Котельные, работающие на мазуте
Автомобильная, авиационная техника, бронетехника, специальная техника, корабли и суда (¡и юга и флотилий Резервуары баз и складов горючего, насосные станции, елнвно-налнвные зегакады, пункты выдачи горючего, справочные станции, пункты технического обслуживания, пункты сбора отработанных нефтепродуктов Мазутное хозяйство котельных: прием] ю-елнвные устройства, резервуары для хранения мазута, мазупга-насосные станции, соединительные грубое сроводы
Рис. Загрязнение окружающей природной среды нефтепродуктами в пунктах постоянной дислокации войск и сил флота
Таблица
Перечень загрязняющих веществ (нефтепродуктов), образующихся в ходе повседневной деятельности войск и сил флота
Порядковый номер Классификация по классу опасности Наименование отходов
1 2 Масла отработанные (моторное, трансмиссионное, компрессорное, индустриальное, гидравлическое, трансформаторное и др.)
2 2 Смазки отработанные (литол, солидол, графитная, пушечная, технический вазелин и другие пластичные смазки)
3 3 Нефтешлам после зачистки резервуаров
4 2 Всплывающие нефтепродукты нефтеловушек
5 3 Нефтесодержащие воды, собираемые с судов
6 3 Промасленная ветошь, бумага, отработанные масляные фильтры
7 3 Сорбирующие материалы, загрязненные нефтепродуктами: опилки, песок, грунт
Примечание. Федеральный классификационный каталог отходов (с изменениями на 16 августа 2016 года)
ные технологии обезвреживания и переработки отходов. Среди традиционных — складирование (захоронение) отходов на специально под-
готовленных полигонах; сжигание отходов; полевое компостирование; комплексная переработка, сочетающая элементы их сортировки с по-
левым компостированием части отходов и термической переработкой неутилизируемой части отходов. При этом разработка новых технологий, создание производств по переработке отходов является экономически выгодным и перспективным видом деятельности. Во всем мире прогнозируется «экопромышленный бум» на фоне все более ужесточающегося законодательства во всех странах в области охраны окружающей среды и внедрения новых прогрессивных экологически безопасных технологий переработки отходов производства и жизнедеятельности людей.
В целом проблема обращения с отходами производства и потребления считается одной из наиболее актуальных и трудно решаемых экологических проблем не только в России, но и во всем мире. Решение этой проблемы является одной из существенных задач, стоящих перед Вооруженными Силами РФ.
К числу наиболее перспективных технологий обезвреживания отходов мировая практика относит биотехнологию — науку, которая, применяя знания в области микробиологии, биохимии, генной инженерии, при-боро- и машиностроения, использует биологические объекты (микроорганизмы разных биологических видов) для производства биопрепаратов. Они конструируются на основе штаммов микроорганизмов-деструкторов, способных разлагать обширный спектр экотоксикантов, в том числе углеводородные соединения, и очищать природные объекты (почвы, воды) от нефтепродуктов. Микроор-
ганизмы позволяют доводить процесс трансформации органического вещества до полной минерализации. В результате биохимических процессов природные и синтетические загрязнители превращаются в двуокись углерода, воду и другие экологически нейтральные соединения. Микроорганизмы-деструкторы являются основой различных биоконверсий токсичных веществ и очистки от них загрязненных почв и водоемов. Это новое направление по защите окружающей среды от химических загрязнений получило название «экологической биотехнологии».
Ее эффективность напрямую связана с увеличением микробной активности в зоне загрязнения. Ускорение роста и активизация метаболизма клеток достигается при создании определенных оптимальных условий. В частности, микроорганизмы-деструкторы должны находиться в почве в достаточном количестве. В свою очередь, разложение нефтепродуктов в почве является биогеохимическим процессом, в котором решающее значение имеет функциональная активность комплекса почвенных микроорганизмов, обеспечивающих полную биодеградацию углеводородов до двуокиси углерода и воды.
Существуют два способа ускорения очистки почв от нефтезагрязне-ний с помощью микроорганизмов:
• путем активации метаболической активности естественной микрофлоры почв (аборигенной микрофлоры) с помощью агротехнических приёмов и изменения физико-химических условий среды;
• интродукцией (внесением) специально подобранных активных микроорганизмов-деструкторов загрязнений.
Последний способ имеет наибольшее практическое значение как наиболее перспективный в силу эффек-
тивности, относительно невысокой стоимости, экологической чистоты и естественности для природы. При этом выработаны достаточно высокие критерии отбора штаммов микроорганизмов по деструктивной активности: способность разрушать широкий спектр углеводородов, стабильность генетического аппарата микроорганизмов, высокая жизнеспособность в процессе хранения, быстрое восстановление жизнеспособности после лиофилизации, высокая ферментативная активность, способность к росту в почве и на поверхности объектов окружающей среды, способность выдерживать конкуренцию с аборигенной микрофлорой.
К числу наиболее перспективных технологий
обезвреживания отходов мировая практика относит биотехнологию — науку, которая, применяя знания в области микробиологии, биохимии, генной инженерии, приборо- и машиностроения, использует биологические объекты (микроорганизмы разных биологических видов) для производства биопрепаратов.
Одновременно со строгими критериями отбора к штаммам микроорганизмов-биодеструкторов предъявляются следующие основные требования:
• они не должны быть патогенными и инвазивными (способными проникать и распространяться), что важно для соответствия санитарно-гигиеническим требованиям в ходе производства биопрепаратов;
• не должны содействовать накоплению в окружающей среде в ка-
честве конечных и промежуточных продуктов токсичных и других вредных для человека, животных и растений соединений;
• глубина трансформации углеводородов должна быть максимально возможной, гарантирующей исчерпание субстрата для биодеструкции и прекращения размножения интроду-цированных микроорганизмов;
• они должны относиться к группе прототрофов, т. е. расти и функционировать в неприхотливых реальных условиях окружающей среды;
• производство биомассы деструкторов целесообразно осуществлять на нефтяных субстратах, что облегчает их адаптацию к реальным условиям окружающей среды;
• биотехнологический процесс должен быть экологически чистым и экономически выгодным.
В отличие от других известных способов утилизации экотоксикан-тов биотехнология, основанная на использовании биопрепаратов, состоящих из ассоциаций микроорганизмов-деструкторов, выгодно отличается отсутствием вторичных отходов, высокой степенью деградации экотоксикантов, возможностью полной ассимиляции и утилизации перерабатываемых продуктов. Реализация предлагаемого пути решения проблемы возможна с привлечением сил и средств войск РХБ защиты с входящими в их состав научными организациями, имеющими опыт разработки и производства биологических препаратов, подготовленный личный состав и специальную технику для борьбы с загрязнениями окружающей среды.
Усилиями исследователей филиала ФГБУ «48 ЦНИИ» Минобороны России (г. Киров) на основании изучения биологических свойств сотен штаммов микроорганизмов, выделенных из объектов окружающей среды, был выбран штамм бактерий
Pseudomonasputida ЕК-8-14 и создан на его основе биопрепарат — деструктор нефти и нефтепродуктов. Биопрепарат предназначен для рекультивации почвы на военных объектах и пунктах постоянной дислокации войск и сил флота. Бактерии штамма непатогенны, экологически безопасны, стабильны по признаку биодеструкции экотоксикантов, неприхотливы по питательным потребностям, технологичны, не пер-систируют в объектах окружающей среды при отсутствии субстрата для деструкции. В ходе последующих исследований сотрудниками филиала была разработана технология производства данного биопрепарата.
Использование биопрепарата возможно как штатными носимыми средствами специальной обработки, так и специальной техникой войск радиационной химической и биологической защиты в случае масштабных нарушений экологической обстановки мест расквартирования войсковых частей и соединений.
С учетом вышеизложенного, перспективность внедрения биотехнологий в целях поддержания экологического статуса пунктов постоянной дислокации войск очевидна. На примере биопрепарата — деструктора нефти и нефтепродуктов показана возможность реализации нового, экобиотехнологического направления по защите окружающей среды от химических загрязнений.
Усилиями исследователей филиала ФГБУ «48 ЦНИИ» Минобороны России (г. Киров)
на основании изучения биологических свойств сотен штаммов микроорганизмов, выделенных из объектов окружающей среды, был выбран штамм бактерий Pseudomonas-putida ЕК-8-14 и создан на его основе биопрепарат — деструктор нефти и нефтепродуктов. Биопрепарат предназначен для рекультивации почвы на военных объектах и пунктах постоянной дислокации войск и сил флота.
Следует отметить, что биотехнологический подход, основанный на создании биопрепаратов — деструкторов экотоксикантов, перспективен и в отношении целого ряда других загрязнителей (отравляющие вещества и продукты их детоксикации, отработанные ядовитые технические жидкости, отработанные эмульсии и смазочно-охлаждающие жидкости, отходы канализационных систем, отработанные химические поглотители агрессивных газов и т. д.), о чем свидетельствуют данные, полученные в филиале ФГБУ «48 ЦНИИ» Минобороны России (г. Киров) и других организациях биологического профиля войск РХБ зашиты Вооруженных Сил Российской Федерации.
ПРИМЕЧАНИЯ
1 Положение об органах экологической безопасности Вооруженных Сил Российской Федерации. Введено: приказом Министра обороны Российской Федерации от 14 сентября 2015 г. № 530.
2 Григоров С.И., Родионов А.С. Военная экология и экологическое обеспечение Вооруженных Сил Российской
Федерации // Военная Мысль. 1994. № 2. С. 44—50.
3 Чуратов В.Т. О мерах по обеспечению экологической безопасности деятельности Вооруженных Сил Российской Федерации. // Жизнь и безопасность. 1997. № 2—3. С. 121 — 140.
4 Булатов В.И. Россия: Экология и армия. Новосибирск: ЦЭРИС, 1999.
