Исследуемая группа углеводородокисляющих микроорганизмов (УОМ) была выделена из действующих очистных сооружений. В результате проведённых лабораторных и полупромышленных исследований по подбору оптимальных условий и различных добавок, стимулирующих развитие УОМ в образцах нефтезагрязнённой воды, и оценки эффективности полученной биомассы для биодеградации углеводородов нефти и нефтепродуктов было установлено следующее. При хемостатном культивировании десяти видов УОМ в ферментёре максимальное количество микроорганизмов наблюдается на 4 час после начала культивирования, что составляет по оптической плотности 0,45, соответствующий численности бактерий 3,45·108кл/мл. Установлено, что эффективность биоокисления нефтепродуктов зависит от концентрации углеводородов, в нефтезагрязнённой воде. Показано, что максимальное биоокисление нефтепродуктов достигается при начальной концентрации 20 мг/л. При варьировании добавок биогенных элементов было выявлено, что оптимальное соотношение БПКп:N:P равно 100:05:01, а концентрация биокатализирующих соединений (сахароза, валин, аланин. янтарная кислота) 35·10-6М соответственно. Оптимальная температура культивирования - 280С, реакция среды - рН 7 -7,3 (табл.1). Необходимым условием деструкции нефти любой химической структуры является присутствие свободного кислорода в среде. Количество кислорода, расходуемое на окисление 1 мг различных углеводородов, варьирует от 3 до 4 мг. Для полной деструкции 1г нефти требуется около 9г кислорода. При повышении температуры растворимость кислорода в воде снижается, что отрицательно сказывается на росте и развитии группы углеводородокисляющих бактерий.
Исследованиями установлено, что эффективность биодеградации нефти и нефтепродуктов применяемой группой микроорганизмов повышается в присутствии биогенных и биокатализирующих (индуцибельных) соединений до 75% по сравнению с контролем, где процент окисления остается на стабильно низком уровне 40%. Отклонение от установленных параметров в сторону увеличении или уменьшения отрицательно сказывается на эффективности биоокисления углеводородов нефти.
Таблица 1.
Параметры и условия выращивания аборигенных форм углеводородокисляющих микроорганизмов.
|
№ |
|
Условия |
|
|
|
Плотность |
Количество |
O2 |
мг/л |
|
|
Нефтепродукты |
Биогенные |
Индуцирующие |
t0С |
pH |
суспензии |
бактерий, |
ноч. |
кон |
|
элементы |
соединения |
микроор-ов |
кл/мл |
||||||
|
1 |
- |
контроль |
- |
28 |
7,2 |
0,08 |
6,1·107 |
10 |
7 |
|
2 |
20 мг/л |
- |
- |
28 |
7 |
0,1 |
7.6·107 |
8,6 |
8 |
|
3 |
20 мг/л |
100:05:01 |
- |
28 |
7,8 |
0,11 |
8.4·107 |
8,7 |
4,3 |
|
4 |
20 мг/л |
100:05:01 |
35·10-6М |
23 |
7,1 |
0,07 |
5,3·107 |
11 |
9,6 |
|
5 |
20 мг/л |
- |
35·10-6М |
28 |
7,3 |
0,2 |
1,53·108 |
8,9 |
5,6 |
|
6 |
20 мг/л |
100:0.1:0.1 |
35·10-6М |
28 |
7,4 |
0,1 |
7,6·107 |
9,8 |
3,5 |
|
7 |
10 мг/л |
100:2.5:0.5 |
17,5·10-6М |
28 |
7,5 |
0,13 |
9,97·107 |
11 |
4,4 |
|
8 |
20 мг/л |
100:05:01 |
35·10-6М |
28 |
7,4 |
0,45 |
3,45·108 |
11 |
3,1 |
|
9 |
20 мг/л |
100:05:01 |
70·10-6М |
28 |
7,3 |
0,41 |
3,14·108 |
8,3 |
7 |
|
10 |
20 мг/л |
100:05:01 |
150·10-6М |
28 |
7,5 |
0,12 |
9,2·107 |
9,5 |
8,1 |
|
11 |
20 мг/л |
100:10:02 |
35·10-6М |
28 |
7,7 |
0,14 |
1,07·107 |
8,8 |
7,3 |
|
12 |
40 мг/л |
100:05:01 |
35·10-6М |
28 |
7,7 |
0.2 |
1,53·108 |
8 |
7 |
|
13 |
40 мг/л |
100:05:01 |
35·10-6М |
37 |
7 |
0,18 |
1,38·108 |
5,5 |
5 |
Полученные результаты послужили основой для постановки экспериментов по исследованию возможности иммобилизации УОМ и созданию на их основе биопрепараты.