2.2.7. Мұнай сорбенттерінде штамм - деструкторлардың иммобилизация әдісі

Зерттеу жүргізіліп жатқан адсорбенттерге АТ-2 Rhodococcus sp., MB-3 Dietzia sp. және KL-1 Rhodococcus erythropolis жасушаларды иммобилизациялау келесі тәсілмен жүргізілді [33]. Алдымен микро-организмдердің суспенциясы дайындалды. АТ-2 Rhodococcus sp., MB-3 Dietzia sp. және KL-1 Rhodococcus erythropolis жасушаларын көміртегі мен энергия көзі ретінде В-Д ортасын 10 мл көлемінде бірінші бес пробиркалардын біріне құйылды. Микроорганизмдердің суспенциясын жинағаннан кейін, сол 10 мл көлемінде бірінші пробирканың мөлшері келесі 5 пробиркаларда қайталап шайылды. Содан соң биомасса 220 рет айналым режимінде центрофугерлеу арқылы бөлініп алынды, алдын ала 5 г қосылған 3 түрлі адсобентпен арастырылады.

2.2.8 Судағы мұнай және мұнай өнімдерінің мөлшерін гравиметриялық әдіспен анықтау

Гравиметриялық әдіс арқылы культуральді сұйықтықта мұнай

мөлшерін анықтауға болады. Культуральді сұйықтықта қалған мұнай мөлшерін анықтау үшін көмірсітектерді бөлу воронкасында хлороформен экстракциялайды. Ол үшін 100 мл ортаға бірнеше рет 10-15 мл хлороформмен түссіз экстракт пайда болғанша экстракциялайды. Бөлу воронкасын мұқиат сілки отыра, фазалардың толық бөлінуіне дейін қалдырдық. Мұнайлы хлороформды алдын ала өлшенген стаканға құйдық, кейін тұрақты массаға дейін сорғыш шкафта кептірдік. Қалған мұнайдың мөлшерін мұнай бар және бос колбалардың салмағының айырмасы мен есептейді [34]. Хлороформ толық ұшқан соң стаканды аналитикалық таразыда өлшеп, мұнай және мұнай өнімдерінің судағы мөлшерін келесі 7-теңдеумен анықтайды:

(7)

мұндағы А – судағы мұнай концентрациясы;

а₁ – мұнайы бар стакан массасы;

а₂ – бос стакан массасы;

Мұнай сапасының өзгерісін инфрақызыл спектроскопия әдісі арқылы өлшедік. ИК-спектрлері инфрақызыл Фурье спектрофотометрде ВХ- II (PerkinElmer) жұмыс жасадық.

III. Нәтижелерді талдау.

3.1. Көмірсутек тотықтыратын микроорганизмдерді бөлу, олардың

Хлорид натрияның әр түрлі концентрациясында, орта

Қышқылдығында және температуралық режимде өсімталдығын

Және олардың эмульгирлеуші белсенділігінің нәтежесі

Мұный айдаушы станциялары Қаражанбас, Ақтау, Бейнеу, Атырау, Кеңқияқ, Үлкен Шаған, Теңіз және Жанаталап территорияларынан сыланған грунттар және мұнай қақтарынан культураны жинақтау әдісімен іріктелген көмірсутегін қышқылдандырушы микроорганизмдердің 86 культурасы оқшауланған.

Көмірсутегі қышқылдандырушы микроорганизмдердің белсенді культураларын скринингі үшін полициклді ароматикалық көмірсутегі (бифенил, нафталин, фенантрен) қосылған орталарда олардың өсу қабілеті біздің тәжрибелерде көрсетілген және олардың сұйық минералды В-Д ортасына 7 тәулік бойында 3%-дық Жанаталап шикі мұнайы қосылған ортада мұнай қышқылдандырушы қабілеті бағаланды.

Жасалған скрининг нәтижесінде бөліп алынған көміртегі қышқылдандырушы микроорганизмдер өзара көміртегін сіңіру спектры бойынша ерекшеленетіні анықталған. Оқшауланған 86 көмірсутегін қышқылдандырушы микроорганизмдердің 35 культурасы зерттелген субстраттарда өсім жүрмейтінің көрсетті. 2-кестеде зерттелген субстраттарда өсу байқалған оқшауланған культуралар берілген. Құрамында фенантрены бар ортада микроорганизмдердің 11 культурасы, бифенил және нафталин құрамды ортада микроорганизмдердің 15 культурасы қарқынды өсім көрсеткен. Фенантрен құрамды ортада жақсы өсім көрсеткен 10 оқшауланған культуралар болса, бифенил мен нафталин микроорганизмдердің 4 культура болды. Орташа алғанда фенантренді ортада микроорганизмдердің 20 культурасы, бифенилді ортада микроорганизмдердің 22 культурасы және нафталин құрамды ортада микроорганизмдердің 11 культурсы болды.

Мұнай қышқылдандырушы микроорганизмдер белсенділігін визуалды , яғни мұнай беткі қабатының өзгерісі бойыншы анықталды. Мұнай қышқылдандырудың жоғарғы белсенділігінде колба қабырғаларында майлылықтың болмауы байқалды, мұнайдың беткі қабатының өлшемдік түрде ұсақ дисперсті эмульсиялар, қауыз, ұсақ гранулалар кезінде мөлдірден ашық- немесе қою қоңыр түске дейін өзгеретіні байқалған. Осы орайда 2 және 3 тәулік бойы культивирлеу барысында мұнай қабатын әлсі өзгерістерге әкелген микроорганизмдердің 19 культурасы біршама белсенділік көрсетті. Микроорганизмдердің 30 культурасында мұнайдың беткі қабатында әлсіз өзгеріс көрсететіні байқалды. Бақылау барысында орталар тәжрибие бойында таза және мөлдір, мұнайдың беткі қабаты өзгеріссіз қалды.

Кесте 2.

ПАК және 3%-дық шикі мұнайда микроорганизмдердің өсу қабілеті.

№	Микроорганизм-дер культурасы	фенантрен	бифенил	нафталин	мұнай
	1	2	3	4	5
1	АТ1	+++	++	++	++
2	АТ2	++++	++++	++++	++++
3	АТ3	+++	++++	++++	++++
4	АТ4	++++	++++	++++	++++
5	АТ5	++	++	+	+
6	АТ6	++	++	+	+
7	АТ7	++	++	+	+
8	АТ8	++	++	+	+
9	KR1	++	++	+	+
10	KR2	+++	++	+	+
11	KR3	++	++	+	+
12	KR4	++	++	+	+
13	KR5	+++	+++	+++	++++
14	KR6	+++	+++	+++	++++
15	KR7	+	++	+	++
16	KN1	++	+	++	+
17	KN2	++++	++++	++++	++++
18	KN3	+++	++++	++++	++++
19	KN4	+	++	++	+
20	KN5	++	++	+	+
21	U2.1	+++	++++	++++	++++
22	U2.2	++	++	+	+
23	U2.3	+	++	++	+
24	U2.4	++++	++++	++++	++++
25	U2.5	++++	++++	++++	++++
26	U2.6	++++	++++	++++	++++
27	MB1	++	++	+	+
28	MB2	+	++	++	+
29	MB3	++++	++++	++++	++++
30	MB4	++	+	++	+
31	MB5	+++	++++	++++	++++
32	AK1	+++	+++	+++	++++
33	AK2	+	++	+	+
34	AK3	+	+	++	+
35	AK4	++	+	+	+
36	AK5	++	+	+	+

2 – кесте жалғасы

№		1		2	3		4		5
37		KU1		++++	++++		++++		++++
38		G8		++++	++++		++++		++++
39		T1		+++	+++		+++		++++
40		T4		+	++		++		+
41		T5		++	+		++		+
42		T6		++	++		+		+
43		T7		+	+		++		+
44		Кл1		++++	++++		++++		++++
45		Кл2		++	++		+		+
46		Кл3		+	++		++		+
47	Кл4		++++			++++		++++	++++
48		Кл5		+	+		++		+
49		Кл6		++	+		+		+
49		Кл6		++	+		+		+
50		Кл7		++	+		+		+
51		Кл8		++	++		+		+
Ескертпе – «-» өсуі жоқ, «+» - аз өседі, «++» - орташа өседі, «+++» - жақсы өседі, «++++» - интенсивті өсуі.

Зерттелген барлық сустраттарда қарқынды және жақсы өсім микроорганизмдердің 19 культурасында байқалды. Осылайша скрининг нәтижесінде микроорганизмдердің 19 культурасы іріктелді - АТ2, АТ3, АТ4, KR5, KR6, KU1, KN2, KN3, U2.1, U2.4, U2.5, U2.6, MB3, MB5, AK, T2, G8, Кл1, Кл4.

Мұнай биодеградациясына жылдамдығына әсер ететін маңызды факторлардың бірі температура мен орта рН болып табылады. Температура мұнайдың бұзылуына әсер етеді, мұнай құрамының химиялық және физикалық табиғатына әсер ету арқылы, көмірсутегі микроорганизмдерінің метаболизм жылдамдығына және микробтық қоғамдастығына әсер етеді [4] [11] Төменгі тмпературада мұнайдың тұтқырлығы артады, токсикалық қосылыстардың булануы тқмндейді, биодеградация қарқындылығы төмендейді. Мұнай қышқылдандырушы бактериялардың дамуы және су тазалау үрдісінің интенсификациясы және топырақты мұнайдан тазартуда оптималды мизофильді шарттары +20-30ºC. +6-15ºC температурасында мұнай трансформациясының қарқындылығы 2,5-4 дейін төмендейді, +40ºC бактериялар өсімі шектеліп, үрдістер нашарлайды [35].

Іріктелген микроорганизмдер культураларынан әр түрлі натрий хлориды концентрацияларында, орта қышқылдарында және температураларда, көміртегінің және энергияның жалғыз көзі ретінде нафталинді орталар қолданылып олардың өсімі зерттелді (қосымша 6).

Натрий хлоридінің жоғарғы концентрациясын 50 г/л қосқанда зерттелген микроорганизмдердің 19 культурасының өсімге әсерінен тек микроорганизмдердің 12 культурасында қарқынды өсім байқалған. Ортаға 70г/лнатрий хлоридін қосқанда қарқынды өсім тек 4 микроорганизмдер культурасынан байқалды, орташа өсім U2.4 және MB3 микроорганизмдер льтурасында және әлсіз өсім U2.1. микроорганизмдер культурасында деп белгіленді. 90г/л натрий хлоридін қосқанда орташа өсім тек MB3 культурасынан көрінсе, сол орайда қарқынды өсім U2.1. микроорганизмдер культурасында байқалды.

Топырақ үлгілері жинақталған мұнаймен ластанған территориялар өздерінің құрғақтығы мен ыстық климатымен сипатталады.

Нафталинді ортада культивирлеуде көпдеген бактерияларда өсім көрсеткіші 20-30°С тіркелген, ал температураның жоғарылауы немесе төмендеуі өсім көрсеткішін төмендетті. +4 тен +10°С-қа дейінгі аралықта микроорганизмдердің өсімі мүлде байқалмады. Тәжрибелік зерттелердің нәтижелерін бағалайтын болсақ АТ3, АТ4, KU1, U2.1, U2.6, U2.4, MB3, MB5, Кл4 микроорганизмдер культурасы культивирлеудің кең темпреатуралық диапазонында ксенобиотиктерді ыдыратуға қабілетті. Іріктелген барлық микроорганизмдердің нафталинді ортада белсенді өсім көрсеткіші рН 5 тен 9-ға дейінгі диапазон аралығында, АТ2, АТ4 жіне KN2 микроорганизмдер культурасын қоспағанда, оларда рН 5 өсімнің болмайтыны көрінді.

Мұнайдың қоршаған ортада жоғарғы тұрақтылығының бір себебі олардың сулы ортада нашар еруі, сондықтан да мұндай қосылыстар микроорганизмдер үшін қол жетімсіз және биодеградацияға қиындықпен ұшырайды. Дегенмен де, минералды ортада мұнайдың көміртегі және энергия көзі ретінде қолдану арқылы культивирлеу барысында кейбір микроорганизмдер биоутилизация нәтижелігін көтеретін биоэмульгаторларды синтездейді. Биосурфактантты өндіретін микроорганизмдер гидрофобты субстраттың жоғарғы бетінде жоғарғы белсенділікте өседі [36].

Сондықтанда микроорганизмдердің биосурфактанттардың өндірісін вазилинді май ортасында микроорганизмдердің культурасында өткізу арқылы тексерген. 2 кестедегі деректерге қарап микроорганизмдер культурасы АТ2, KU1, KN2, U2.1, U2.5, U2.6, MB3, АК1, Т2, Кл1, Кл4 визуалды бағалауда жоғарғы беттік белсенділікке ие, сонымен қатар супернатантының жоғарғы оптикалық тығыздығы да байқалды және олар экзо-типке жатқызылды (биосурфактанттар культуралық сұйықтықта экскретирлененді).

Микроорганизмдер культурасы KN3, G82 визуалды бағалауда беттік белсенділігі төмен көрсеткішке ие болды, алайда супернатантының тығыздығы эндо-типке жатқызылды, яғни, олармен өндірілетін биосурфактанттар клетка қабырғасымен байланысты.

Осылайша, мұнай қышқылдандырушы микроорганизмдерге лабораториялық жағдайда бастапқы белсенділігіне бағалау жүргізу полициклді көмірсутегі мен мұнайға қарағанда алдын іріктеліп алынған микроорганизмдердің 86 культурасынан 19 жоғарғы белсенділік көрсетті.