1.4 Микроорганизмдердің мұнай және мұнай өнімдерін деградациялаудағы ролі

Шикі мұнайдың және мұнай өнімдерінің микробиологиялық деградациялануы ластанған теңіздер мен топырақты тазарту проблемасы пайда болғаннан соң қазіргі кезде үлкен мәнге ие. Мұнайдың биодеградациясы өте көп микроорганизмдер қатысында жүреді.

Мұнайдың ыдырауына қатысты микроорганизмдер популяциясына химиялық және физикалық факторларының әсерін зерттеген жұмыстар жүргізілген. Ыдырау процесі оттегі қатысында, температураны 25°С дейін көтергенде және азот пен фосфор көзі бар қосылыстарды қосқанда өседі.

Топырақтан бөлініп алынған бактериялар әртүрлі қасиетке ие мұнайда өсуге қабілетті. Шикі мұнай құрамына жүргізілген анализдер бактериялар өсуі үшін шикі мұнайдың қаныққан көмірсутектерін пайдаланатыны дәлелденді.

Жоғары белсенділікпен Mycobacterium lacticolum var. Alphaticum, Mycobacterium ceroformas және кейбір Mycobacterium sp. Түрлер культуралары ерекшеленеді.

Кейбір микробактериялар мұнайда өсіп, оның құрамын өзгерту қабілетіне ие екені бекітілген. (Бисько,1974). Көмірсутекті тотықтырғыш микроорганизмдер Bacillus, Bacterium, Pseudomonas, Micrococcus, Sarcina, Planosarcina тұқымына жатады. Олар сыртқы көріністерімен ғана ерекшеленбей, сонымен қатар қорек көзі ретінде тек көміртекті пайдалануымен де ерекше.

Көптеген ластанған су қоймаларда мұнай және мұнай өнімдерін қорек ретінде пайдаланатын микроорганизмдер табылды. Бұл судың бактерия арқылы өзіндік тазару мүмкіндігін көрсетеді.

Қазіргі таңда мұнай және мұнай өнімдерін белсенді ыдырататын микроорганизмдерді анықтау жұмыстары жан-жақты зерттелуде.

Шикі мұнай мен жанар май түрлерін әртүрлі жағдайда балдырлармен биодеградациясын және осы процестің бактериялық культуралар қолданып салыстырылған. Зертеуге құрамында аз мөлшерде алкандар (9%) және көп мөлшерде ароматикалық көмірсутектер (35%) мен 39% циклоалкандар бар жанар май алынған. Шикі мұнай құрамында 17% алкандар, 28% ароматикалық көмірсутектер мен циклоалкандар бар.

Балдырлар мен бактериялардың мұнайды деградациялау сипаты әртүрлі. Мысалы, жанар майды деградациялаған кезде бактериялар қаныққан көмірсутектерге қарағанда ароматикалық көмірсутектерді көбірек ыдыратқан. Ал шикі мұнайдың құрамындағы қаныққан көмірсутектер көбірек деградацияланған. Шикі мұнайды қолданған кезде шайырлар мен асфальтендер биодеградацияға ұшырайды, ал жанар май құрамындағы бұл заттар жиналады. Бактерияларға қарағанда балдырлар циклоалкандардың төменгі гомологтарын және ароматикалық көмірсутектерді аз пайдаланған [17].

Көптеген ғылыми жұмыстарда микробактериялар мен тектес микроорганизмдер тұзды су қоймалары мен топырақтағы мұнай және мұнай өнімдерін ыдыратуда маңызды роль атқаратыны көрсетілген. (Фомиченков, 2000). Сонымен бірге теңіз суларына түскен мұнайдың ыдырауына микроорганизмдердің белсенді қатысуына қатысты жұмыстар бар.

Мұнайды деградациялайтын микроорганизмдер популяциясының құрамы мұнайдың құрамы мен температураға байланысты. 30⁰С температурада микроорганизмдерге жетімді изопреноидтар, фитан мен пристан 4⁰С температурада жетімді, сондықтан бактериялық өсу ароматикалық көмірсутектер есебінен жүреді.

Келесі мұнай фракциялары мұнайдың микроорганизмдерге жетімділігін анықтайды: Н-алкандар, асфальтендер, күкірт, азот және оттегісі бар фракциялар.

Әртүрлі микроорганизмдердің мұнай компоненттерін энергиялық және иілімді алмасуда қолдану мүмкіндігі генетикалық ыңғайымен шартталған ферменттік алмасу ерекшеліктеріне негізделген.

Ең бірінші тасымалдағыш микроорганизмдер – салыстырмалы жай ортада өсуге қабілетті сапрофиттер мен зат алмасу қарқындылығымен ерекшеленетін гетеретрофтар туралы айту керек.

Бірақ микробиологиялық трансформация реакциясына қабілетті микробтар саны өте көп. Олардың қатарына саңырауқұлақтар (аскомицетттер, фикомицеттер, базидиомицеттер), актиномицеттер және сол тектес организмдер – көптеген микробалдырлар тұқымдастары жатады.

Гетероциклды негіздерді және олардың туындыларына өзгертетін микроорганизмдер өте көп. Мысалы, трансферазды реакцияны (рибозидтер мен нуклеотидтерді фосфорлау) таксономикалық қатынаста бір-бірінен алшақ тұрған, әртүрлі физиологиялық типті микроорганизмдер жүргізе алады: Achromobacter, Aerobacter, Aeromonas, Alcaligenes, Arthrobacter, Bacillus, Brevibacterium, Corynebacterium, Echerichia, Flavobacterium, Microbacterium, Micrococcus, Proteu, Pseudomonas, Saccharomyces, Salmonella, Sarcina, Serratia, Staphylococcus.

Н-парафиндердің ассимиляциясы Arthrobacter и Corynebacterium түлерінен микробактериялардың туындыларын алуға себебін тигізеді. (Звягинцев, 1976).

Мұнайдың әртүрлі компоненттерінің трансформациясына қатысатын Arthrobacter, Brevibacterium и Corynebacterium микроорганизмдер топтары әдебиеттерде көп кездеседі. Олардың негізгі ерекшелігі полифункционалдығында. Олар көп қосылыстарды қорек ретінде ассимиляциялайды. Оның ішінде басқа организмдерге қиын жетімді заттарды, мысалы, әртүрлі циклдық қосылыстарды да ассимиляциялауға қабілетті.

Бұл микроорганизмдер үшін әртүрлі метоболиттерді – көмірсулар, амин қышқылдары, дәрумендер, нуклеотидтер және т.б. ассимиляциялау тән.

Соңында, бұл микроорганизмдердің маңызды физиологиялық келбетінің ерекшелгі – олардың экологиялық иілімділігі, ферменттік жүйеге үндестігі және қоршаған орта жағдайына тұрақсыз реакциясы.

Сірке қышқылдық бактериялардың, коринеформ, псевдомоналдың тасымалдау белсенділігі ферменттік жүйені тұрақтандыру ерекшелігімен түсіндіріледі.

Мысалы, көптеген микроорганизмдер көміртек көзі ретінде нафталинді пайдаланады. Бірақ тек Pseudomonas тұқымдас микроорганизмдер оның ыдырау өнімі салицил қышқылын ортада жинау қасиетіне ие [18].

Сонымен бірге, микробиологиялық трансформацияның «жұлдыздары» әртүрлі айналуларға себепші ерекше түрлер мен штамдар бар. Бұл жерде көмірсутектер ондаған айналуларға дейін жасайтын Pseudomonas aeruginosa, және Acetobacter suboxydans микроорганизмдері [19].