Сведения о научной работе

под девизом-шифром «Биодеструкция нефти»

1. Название научной работы: Исследование биодеструкции нефти и нефтепродуктов углеводородокисляющими микроогранизмами хроматографическим и спектральным методами

2. Раздел (направление конкурса, на который представлена работа): Химические науки, химическая технология и химическое машиностроение

3. Государственный рубрикатор научно-технической информации (шесть символов, берется в ОНТИ НТБ ТПУ в соответствии с темой научных исследований): 02.00.02

4. Классификации работы (1- фундаментальная, 2- поисковая, 3- прикладная, 4 – методическая): фундаментальная

5. Вид работы (учебная, внеучебная): учебная

6. Возможность внедрения, или уже внедрена (да, нет): да

7. Дополнительные сведения (указать количество публикаций, участие и награды на конференциях, выставках, конкурсах, патенты и т.д. и т.п.):

Количество публикаций: 4

Сертификат участника: 1

8. Ключевые слова (80 символов): биопрепарат, биодеструкция, углеводородокисляющие микроорганизмы, газовая хроматография, спектроскопия.

Научный руководитель подпись

Автор НИР – студент подпись

Аннотация научной работы под девизом-шифром «Биодеструкция нефти»

1. Название НИР – Исследование биодеструкции нефти и нефтепродуктов углеводородокисляющими микроогранизмами хроматографическим и спектральным методами

2. Государственный рубрикатор научно-технической информации (ГРНТИ) – 02.00.02

3. Девиз-шифр работы – Гепарин

4. Год завершения НИР – 2013

5. Объем работы – 50 стр.

6. Количество приложений – 0

7. Количество иллюстраций – 13

8. Количество таблиц – 4

9. Количество источников литературы – 21

Характеристика научной работы

1. Цель и актуальность НИР – изучение процесса биодеструкции нефти и нефтепродуктов углеводородокисляющими микроорганизмами хроматографическим и спектральным методами. Проблема очистки почв и водных экосистем, загрязненных нефтью, продуктами ее переработки и отдельными ее компонентами, до сих пор остается не решенной. Наиболее перспективным, экологически чистым и часто единственно возможным способом решения данных экологических проблем является применение биологических технологий, основанных на использовании микробных биопрепаратов. В связи с ростом рынка биопрепаратов-нефтедеструкторов возникает необходимость изучения их свойств, скорости и эффективности деструкции, детального анализа остаточных углеводородов и продуктов жизнедеятельности микроорганизмов.

2. Научная новизна, оригинальность идей в НИР - Впервые: 1) применен метод газовой хроматографии для детального анализа остаточного содержания нефти и нефтепродуктов при биодеструкции углеводородокисляющими микроорганизмами, а также для изучения скорости и степени деструкции; 2) проведено исследование по эффективности деструкции нефти штаммами углеводородокисляющих микроорганизмов выделенных из аборигенной микрофлоры; 3) изучен состав метаболитов углеводородокисляющих микроорганизмов методом газовой хроматографии/масс-спектрометрии; 4) детально исследован процесс деструкции нефти и нефтепродуктов биопрепаратом «МД» (ООО «Экойл», г. Томск); 5) определена эффективность окисления нефти углеводородокисляющими микроорганизмами в пробах сапропели при различных условиях с помощью метода ИК-спектроскопии.

3. Методы проведенных исследований – Литературный обзор о загрязнении нефтью и нефтепродуктами природной среды, способах утилизации нефтяных загрязнений, деструкции нефти и нефтепродуктов углеводородокисляющими микроорганизмами, методах химического мониторинга загрязнений окружающей среды; выполнение детального углеводородного анализа методом газовой хроматографии; (ПИД); оценка эффективности деструкции нефти углеводородокисляющими микроорганизмами методом газовой хроматографии; изучение деструкции нефти биопрепаратом «МД» (сухой) в пробах сапропели методом ИК-спектроскопии

4. Основные результаты НИР - (научные и практические) - исследован процесс биодеструкции нефраса углеводородокисляющими микроорганизмами биопрепарата «МД» (ООО «Экойл», г. Томск) методом газовой хроматографии. Исследована скорость и степень деструкции всех классов углеводородов. Установлено, что наибольшей скоростью биодеструкции обладают парафины, нафтены и изопарафины. Через 24 часа биодеструкции концентрация парафинов снизилась на 49%, нафтенов – на 74%, изопарафинов – на 73%. Минимальное содержание парафинов в анализируемом нефтепродукте наблюдалось после 96 часов воздействия микроорганизмов, нафтенов – через 72 часа, изопарафинов – спустя 216 часов. Концентрация ароматических углеводородов также минимальна при 216 часах биодеструкции. Отображена динамика снижения количества индивидуальных углеводородных компонентов в анализируемой системе. Показано, что комплексный состав биопрепарата способствует полной деструкции всех классов углеводородов входящих в состав нефтепродукта. Доказано, что исследуемый биопрепарат «МД» является эффективным деструктором нефти и нефтепродуктов со схожими физико-химическими параметрами загрязнителя. С помощью метода хромато-масс-спектрометрии исследован состав метаболитов на содержание карбоновых кислот. В анализируемой смеси обнаружены фрагменты пентадекановой кислоты, что свидетельствует о полном протекании механизма биотрансформации углеводородов нефти и нефтепродуктов с образованием нетоксичных продуктов.

Методом газовой хроматографии исследована эффективность деструкции отдельных классов углеводородов штаммами углеводородокисляющих микроорганизмов выделенных из аборигенной микрофлоры нефтяных загрязнений. Выдвинуто предположение о том, что 4 штамма углеводородокисляющих микроорганизмов наиболее эффективных при деструкции различных классов углеводородов в комплексе будут способствовать наибольшей скорости и степени деструкции нефти и нефтепродуктов, штаммы будут использованы при разработке нового консорциума микроорганизмов биопрепарата «МД».

С помощью метода ИК-спектроскопии изучена эффективность биоокисления нефти биопрепаратом «МД» в пробах сапропели при различных долях загрязнения в аэробных и анаэробных условиях. Установлено, что деструкция нефти в пробе с 8%-м загрязнением сапропели протекает быстрее и более глубоко, чем в пробе с 5%-м. В связи с высоким содержанием аборигенных микроорганизмов, деструкция нефти в пробе с 5% загрязнением без внесения биопрепарата протекает быстрее, чем в пробе с добавлением «МД» сухого. В пробе с 5% загрязнением и добавлением биопрепарата деструкция нефти проходит в большей степени, чем деструкция аборигенной популяцией донных отложений. В пробах с 5 и 8% загрязнениями и добавлением биопрепарата при анаэробных условиях деструкция нефти протекает в большей степени, чем при аэробных условиях, что объясняется присутствием в аборигенной микрофлоре сапропели анаэробных штаммов углеводородокисляющих микроорганизмов.