3.3 Изучение деструкции нефти биопрепаратом «мд» (сухой) в пробах сапропели методом ик-спектроскопии

Изучение деструкции нефти биопрепаратом «МД» (сухой) в пробах сапропели проводили на модельных пробах. Были приготовлены серии проб с 5 и 8%-ным загрязнениями нефтью сапропели с добавлением биопрепарата и без добавления в аэробных и анаэробных условиях.

В данном исследовании необходимо было определить эффективность окисления нефти биопрепаратом «МД» сухой в пробах сапропели в аэробных и анаэробных условиях. Сапропель содержит множество различных органических соединений и как следствие, обладает богатой микрофлорой – 10⁷ КОЕ.

На рисунке 3.12 показана динамика деструкции нефти биопрепаратом «МД» в пробах сапропели с различной долей загрязнителя.

Рисунок 3.12 – Динамика деструкции нефти биопрепаратом «МД» в пробах сапропели с различной долей загрязнителя

Из рисунка 3.12 видно, что деструкция нефти в пробе с 8%-м загрязнением сапропели протекает быстрее и более глубоко, чем в пробе с 5%-м. Видно резкое снижение количества нефти в пробе с 8% загрязнением и добавлением биопрепарата в первые 2 недели деструкции. За этот период концентрация нефти снизилась в 2 раза. Через 6 недель концентрация нефти снижается на 70%.

Также стоит отметить, что деструкция нефти в пробе с 5% загрязнением без внесения биопрепарата протекает быстрее, чем в пробе с добавлением «МД» сухого. Это объясняется приспособлением микроорганизмов биопрепарата в течение времени при стимуляции естественной микрофлоры сапропели.

После того, как микроорганизмы биопрепарата вступают в стадию экспоненциального роста (по таблице 3.2 виден рост численности микроорганизмов в пробе с 5% загрязнением и добавлением биопрепарата в период 42-56 дней), начинается активная деструкция нефти и в итоге проходит в большей степени, чем деструкция аборигенной популяцией донных отложений. Концентрация нефти в пробе с 5% загрязнением и добавлением биопрепарата через 84 дня биодеструкции снизилась на 51%.

По результатам анализа остаточного содержания нефтепродуктов методом ИК-спектроскопии (таблица 3.2) судили об эффективности деструкции нефти в различных пробах в зависимости от условий и степени загрязненности.

Из таблицы 3.2 также видно, что 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 возможным присутствием в аборигенной микрофлоре сапропели анаэробных штаммов углеводородокисляющих микроорганизмов. Так, в пробе с 8% загрязнением и добавлением биопрепарата в анаэробных условиях концентрация нефти спустя 108 дней биодеструкции снизилась на 77%.

Таким образом, исследуемый биопрепарат «МД» сухой является эффективным деструктором нефти в пробах сапропели, а также отличным биостимулятором аборигенной микрофлоры почв.

Выводы

1. 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.

2. 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».

3. 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.

Таким образом, данные полученные в результате исследования могут быть использованы при разработках новых биопрепаратов целевого назначения.