13.3 Паразитизм микроорганизмов на растениях

Бактерии, паразитирующие на растениях, называют фитопатогенными. Виды фитопатогснных бактерий известны среди аэробных и факультативно анаэробных грамотрицательных па­лочек, в их числе бактерии, относящиеся к Pseudomonas, Erwinia, Agrobacterium и др., а также среди грампо-ложительных коринеформных бактерий и микоплазм. Как и па­тогены животных, патогены растений обладают факторами патогенности, позволяющими им преодолевать защитные барьеры растения. К таким факторам относятся, прежде всего ферменты пектиназы и целлюлазы, а также фитотоксины, фитогормоны и факторы адгезии.

Бактерии заражают растения, проникая через устьица, че­чевички, нектарники, иногда передаются с семенами. Некоторые бактерии могут проникать в растение только через свежие ранки. Например, корине-формная бактерия, возбудитель бактериального рака томатов, заражает растение при поломке волосков на стебле или на пло­дах. Заражению растения бактериями часто способствуют насе­комые. Erwinia atnylovora переносится пчелами и проникает в растение через нектарники, пчелы переносят также фитопатогенные виды спироплазм.

Фитопатогенные бактерии, проникшие в растение, обычно размножаются в межклеточном пространстве и в сосудистых пучках. Они вызывают различные гнили, ожоги, пятнистости, увядания, опухолевые разрастания. Между фитопатогенными бактериями и растениями сложились специфические взаимоотношения, включающие процессы взаимного узнавания и следующих за ним физиологических и регуляторных реакций. Узнавание бактерией растения-хозяина может стимулировать реакции, необходимые для проникновения бактерий в ткани растения и развития в них. Узнавание расте­нием фитопатогенной бактерии стимулирует его защитные реак­ции. Например, авирулентные штаммы Pseudomonas интенсивно аг­глютинируют под действием лектина клеток картофеля, пред­ставляющего собой богатый гидроксипролином гликопротеин. Реакция гиперчувствительности — гибель клеток около места внедрения паразита; клетки теряют воду, выцветают и спадаются. Микроорганизмы оказываются внутри скопления спавшихся клеток хозяина, и соседние здоровые ткани таким образом изолируются от паразита.

Важным фактором устойчивости растений к фитопатогенным бактериям являются фитоалексины. Это — низкомолекулярные, соединения, гетерогенные по химической структуре обладающие бактерицидными свойствами. Фитоалексины не образуются в здоровом растении, но их синтез индуцируется в пораженных бактериями тканях. Индукторами синтеза фитоалексинов мо­гут быть различные соединения, в том числе элементы клеточ­ной стенки бактерии. Защитная реакция растения может инду­цироваться сигнальными молекулами, образующимися в резуль­тате деградации оболочек растительных клеток при инфекции.

14 Биотехнологии в защите окружающей среды от загрязнений

14.1 Характер и источники загрязнения окружающей среды

Одной из важнейших проблем в природоохранной деятельности является защита атмосферы от загрязнений, которые в значительных масштабах выбрасываются промышленностью, энергетическими производствами и транспортом. Стало очевидным, что каждое новое поколение людей живет в условиях все более деградированной окружающей среды с новыми биогеохимическими характеристиками. Прежде всего это связано с выбросом в окружающую среду множества новых химических веществ, никогда прежде не встречавшихся в природе.

Органические вещества по своему происхождению могут быть разделены на две большие группы: биогенные и антропогенные.

Соединения антропогенного происхождения могут быть классифицированы как (10):

• Стойкие ксенобиотики: не подвержены воздействию микроорганизмов

• Упорные ксенобиотики: подвержены частичным превращениям, но не являющиеся источником питания

• Слабые ксенобиотики: подвергающиеся неполным превращениям и частично утилизирующиеся

• Синтетические полностью утилизируемые соединения.

Некоторые из них, как, например, синтетические ткани и пластмассы, почти не поддаются микробному воздействию; в природных условиях они постоянно накапливаются в виде неприглядного мусора. Широкое использование инсектицидов, гербицидов и фунги­цидов неизбежно приводит к их распространению в природе. Среди них также встречаются соединения, весьма устойчивые к микробному разрушению. (В анаэробных условиях, например в таких, которые создают­ся на дне озер, они могут сохраняться в течение еще более длительного времени.)

Многие из этих соединений, предназначенные ограничи­вать развитие одних организмов, токсичны также и для дру­гих форм жизни; поэтому долгосрочные экологические по­следствия распространения этих соединений трудно (а может быть, и невозможно) предсказать, хотя уже сейчас совер­шенно ясно, что их накопление в природе представляет весь­ма реальную угрозу для многих видов.

Теперь считается предпочтительным, чтобы любое синтетиче­ское органическое соединение, широко распространяемое в природной среде, было чувствительным к микробному воз­действию. Например, в 50-е годы нашего века алкилбензолсульфонаты стали основными составными частями используе­мых в быту моющих средст. Боковые цепи (R) этих соединений представляют собой разветвленные алифатические радика­лы, придающие всей молекуле в целом заметную устойчи­вость к микробному воздействию. Благодаря этому они про­ходили через установки для очистки сточных вод в основном неизмененными и в дальнейшем загрязняли хранилища питьевой воды, вызывая ее вспенивание. В начале 60-х го­дов процесс производства детергентов был изменен таким образом, чтобы можно было синтезировать бензолсульфонаты с линейными алифатическими боковыми цепями (линей­ные алкилбензолсульфонаты); поскольку эти соединения вы­сокочувствительны к разрушению под действием микробов, проблема была в значительной мере решена.

14.2 Очистка сточных вод

Вследствие концентрации населения в больших городах, тем­пы которой все более возрастают за последние 150 лет, уничтожение органических отходов, как бытовых, так и промыш­ленных, стало важнейшей экологической проблемой. Сброс необработанных городских отходов в примыкающие реки и озера таит в себе опасность загрязнения питьевой воды мик­робными возбудителями кишечных болезней и опасность ис­тощения запаса растворенного кислорода в результате мик­робного разложения органического вещества. В целях здравоохранения и охраны при­роды человек был вынужден разработать методы очистки сточных вод, обеспечивающие минерализацию органических компонентов перед их сбросом в окружающую природную среду.

Очистка сточных вод обычно сводится к тому, что с начала они подвергаются отстаиванию. Осадок, или ил, претерпевает медленное анаэробное разложение, в котором важ­ную роль играют метанобразующие бактерии. Растворимые органические соединения в надосадочной жидкости минера­лизуются в аэробных условиях. Иногда это достигается раз­брызгиванием жидкости над рыхлым слоем гальки, через ко­торую жидкость просачивается под действием силы тяжести. При использовании для очистки активного ила через сточ­ные воды продувается воздух; при этом образуются хлопья или осадок, в частицах которого содержатся активные мик­роорганизмы-окислители. После того как органическое веще­ство в основном окислилось, илу дают осесть. Ил, образовав­шийся как при анаэробном распаде, так и в окислительных процессах, состоит главным образом из бактерий, которые выросли за счет питательных веществ сточных вод. Этот остаток высушивают и используют как удобрение либо не­посредственно, либо после сжигания.

Целью всех процессов очистки сточных вод является об­разование такого конечного жидкого стока, в котором био­логически важные, элементы находятся в неорганической форме. Поэтому очистка сточных вод включает в себя ин­тенсивную работу определенных этапов круговорота веществ при более или менее контролируемых условиях. Однако даже тот конечный сток, в котором произошла полная минерали­зация, может оказывать нежелательные экологические воз­действия. Если он сбрасывается в озеро, то возникающее при этом обогащение озерной воды нитратами и фосфатами может вызывать чрезмерное размножение водорослей, в результате чего вода в определенные периоды окрашивается и мутнеет. При достаточно массовом росте водорослей последующее разложение их органического вещества может истощить в озере запас растворенного кислорода, что приведет к ката­строфическим последствиям для его животного мира. Такая постепенная биологическая деградация пресноводных водо­емов, первоначально происходившая в относительно неболь­ших озерах вблизи городов, в настоящее время приобрела широкие масштабы (серьезное положение создалось в неко­торых водоемах Великих озер в Северной Америке, особенно в озере Эри).

Угроза, которую представляет для внутренних вод сброс минерализованных стоков, и опасность для здоровья людей потребления воды, содержащей ионы нитрата, заставили, например, правительство США утвердить новые стандарты качества воды. Питьевая вода не должна содержать более 10 мг нитрата на 1 литр.

14.3 Биоразрушение загрязнений в природе

Биоразрушение (биодеградация) — это преобразование сложных веществ с помощью биологической активности. Это широкое по­нятие включает:

1) трансформацию, или незначительные измене­ния молекулы;

2) фрагментацию, или разложение сложной моле­кулы на более простые соединения и

3) минерализацию, или пре­вращение сложного вещества в самые простые (Н₂О, СО₂, Н₂, NH₃, СН₄ и т.д.). Основными биологическими агентами, осуществляю­щими биоразрушения, являются микроорганизмы, обладающие огромным разнообразием ферментных систем и большой лабиль­ностью метаболизма. Они способны разлагать широкий спектр химически устойчивых соединений, тем самым возвращая в глобальные биогеохимические циклы Земли.

Разрушение накопленных в биосфере устойчивых загрязнителей антропогенного происхожде­ния – это актуальная проблема современного человечества и связано это с тем, что человек создал такие соединения, которые не разрушаются в природе в обычных усло­виях, — различные синтетические полимеры, красители, пести­циды, фармацевтические препараты, моющие средства и т.д. Эти чужеродные (живой природе) вещества — ксенобиотики — имеют уникальную биологическую активность. К ним могут быть отнесены и вещества природного происхождения, но полученные в сверхколичествах и перемещенные в несвойственные им места (например, нефть). Боль­шинство таких соединений обладает значительной стабильностью (разложения при обычных условиях требуются сто­летия). Происходит непрерывный перенос этих веществ по пище­вым цепям. Большое число ксенобиотиков чрезвычайно ток­сично и проявляет мутагенную, канцерогенную, аллергенную и тератогенную активности. Так как человечество не может полностью отказаться от использования таких веществ на первый план выходит использование биоразрушающей способности микроорганизмов для очистки окружа­ющей среды от антропогенных загрязнителей.

Деградация ксенобиотиков может происходить различными путя­ми в зависимости от химической структуры разрушаемого веще­ства, наличия тех или иных биологических активностей, а также в зависимости от условий окружающей среды.

В аэробных условиях первой стадией биодеградации ксенобио­тиков может быть гидроксилирование. Введение в молекулу гидроксильной группы приводит к поляризации и лучшей растворимо­сти вещества в воде, что делает, его более доступным для биологи­ческой атаки. В деградации ксенобиотиков принимают уча­стие и реакции окислительного метаболизма, такие, как декарбоксилирование, ( окислительное расщепление ароматического и гетероциклических колец).

В анаэробных условиях начальные этапы биоразрушения в неокислительных условиях осуществляются через реакции восстановительной трансформа­ции — восстановитель­ное дегалогенирование, насыщение двойных и тройных связей, восстановление альдегидов и кетонов в соответствующие спирты, превращение сульфоксида в сульфид.

И в аэробном, и в анаэробном метаболизме ксенобиотиков важное место занимают реакции ГИДРОЛИЗА, в которых молекула расщепляется при присоединении воды.

Синтетические пути преобразования ксенобиотиков включа­ют их модификацию путем присоединения некоторых химических групп или конденсацию нескольких молекул с образованием димерных или полимерных структур. Микроорганизмы в основ­ном участвуют в присоединении алкильных (метальных) и ацильных (формильных и ацетильных) групп. Продукты синтетических путей трансформации ксенобиотиков часто обладают иной ток­сичностью, чем исходные вещества.

Микроорганизмы могут преобразовы­вать ксенобиотики для получения энергии и углерода или с целью детоксикации. В детоксикации могут участвовать ферменты периферического метаболизма, которые обычно ка­тализируют реакции трансформации и фрагментации молекулы.

Для деградации трудноразлагаемых веществ может быть использо­вано явление, называемое кометаболизмом (в аэробных условиях — соокисление), когда способность к трансформации сложной моле­кулы обусловливается наличием доступного источника энергии для поддержания жизнедеятельности, так как сам ксенобиотик не мо­жет использоваться микроорганизмом в этих целях. Культура, транс­формирующая чужеродное соединение, в это время не размножа­ется, скорость процесса остается постоянно низкой, а продукты трансформации могут накапливаться в окружающей среде.

Свойства, влияющие на устойчивость данного соединения к микробному разрушению:

- наличие в молекуле таких заместителей, как галоген, нитро-, сульфонатная или метальная группы, что уменьшает биодеградабильность данных веществ.

- введение в молекулу двух и более заместителей повышает устойчивость соединения к микробной деструкции.

Факторы влияющие на процесс биоразрушения:

1. Наличие микроорганизмов, способных к преобразованию данного соеди­нения.

2. Подбор условий для проявления соответ­ствующей активности (оптимальные значения температуры, рН, осмолярности, аэрации, доступность питательных веществ и ак­цепторов электронов).

3. Присутствие хищников и кон­курентные или кооперативные взаимоотношения с другими мик­роорганизмами.

Наиболее активно участвуют в разрушении ксенобиотиков бак­терии и грибы, основное количество которых выделено из почвы и воды. Представители бактерий относятся к различным родам грамотрицательных и грамположительных аэробных и анаэробных орга­низмов. Из наиболее важных аэробных грамотрицательных бакте­рий следует отметить виды родов Pseudomonas, Alcaligenes, метанокисляющие и нитрифицирующие бактерии, а из грамположительных — пред­ставителей родов Nocardia, Bacillus. Неко­торые виды нитрат- и сулъфатредуцирующих бактерий, а также метаногенные археи активно участвуют в анаэробной деградации ксенобиотиков. Грибы, способные аэробно разрушать такие соеди­нения, относятся к родам Penicillium, Aspergillus, Fusarium.

Преобразование ксенобиотиков, в природных местообитаниях биодеградация осуществляется преиму­щественно активностью гетерогенных микробных сообществ, (по причине прочных трофических связях). Как правило, для нормального функцио­нирования анаэробной пищевой цепи необходим межвидовой перенос водо­рода, иногда ацетата, формиата. В таких усло­виях возникает синтрофия, что позволяет микроорганизмам, ответ­ственным за разные стадии биодеградации сложного вещества, находиться пространственно близко друг к другу для облегчения межвидового переноса.

Так как каждая группа ксенобиотиков имеет в своем соста­ве соединения самой разнообразной химической структуры, про­цесс биодеградации сложного загрязнителя складывается из не­скольких путей, осуществляемых определенными группами мик­роорганизмов и направленных на конкретный класс химических веществ.

Нефть и нефтепродукты содержат линейные и раз­ветвленные алканы и алкены, ароматические соединения с раз­ными заместителями, полициклические ароматические углеводо­роды.

Моющие сред­ства состоят в основном из различных алкилбензолсульфонатов.

Пластмассы, состав­ляют полимерные молекулы разной структуры.

Лакокрасочные и фармацевтические препараты представлены всеми вышеперечис­ленными классами соединений, а также могут включать очень сложные конденсированные молекулы.

Аэробная деградация простых ароматических соединений осуществляяется микроорганиз­мами, являются представители родов Pseudomonas, Alcaligenes, Bacillus и грибы рода Aspergillus, широко распространен­ные в почвенных и водных экосистемах.

В анаэробных условиях при отсутствии такого окислителя, как кислород, разрушение ароматических веществ происходит более сложно, в многоэтапном процессе, при участии различных фер­ментов.

Микроорганизмы способны использовать широкий набор ароматических субстратов это Pseudomonas, Desulfobacterium, Rhodopseudomona.В метаногенных условиях конечные стадии биодеструкции пред­ставлены археями.

Биодеструкция поверхностно-активных веществ, имеющих в алкильной цепи от одного до трех атомов углерода, начинается с сульфонатной группы, а у соеди­нений с большим числом атомов — с боковой цепи. В аэробных условиях такие соединения разлагаются бактериями и грибами, способными к деструкции ароматических соединений. В отсутствие кислорода разрыв C-S-связи сульфоароматических соединений могут проводить бактерии с бродильным типом метаболизма, микроорганизмы родов Clostridium, Methanobacterium.

На способности микроорганизмов к разложению сложных орга­нических веществ основан процесс биоремедиации, т. е. устранения загрязняющих агентов из окружающей среды посредством биоло­гической активности. При этом есть две возможности его осуществления: либо стимулировать развитие активных микроорганизмов, уже имеющихся в окружающей среде, либо вводить в заг­рязненную область микроорганизмы с уже известной деструктив­ной активностью. Однако введение в большинстве случаев не бывает успешной, так как для лабораторно полученных штаммов в природе не всегда удается создать опти­мальные условия проявления их активности и, как правило, такие микроорганизмы менее конкурентоспособны, чем резидентная микрофлора.

Наряду с биоремедиацией, т.е. позитивной, с точки зрения человеческой деятельности, стороной биоразрушающей активности, есть и отрицательное проявление этого процесса, называемое биокоррозией. Под биокоррозией (био­повреждениями) понимают нежелательные изменения свойств про­мышленных и бытовых объектов и материалов.

Перспективные исследования видового состава микробных сообществ, осуществляющих процесс биодеградации, а также изучение ме­ханизмов преобразования чужеродных веществ позволит понять и стимулировать процессы самоочищения в природных местообита­ниях, создать эффективные системы микробной переработки про­мышленных и бытовых отходов и, в конечном счете, позволит сни­зить негативное антропогенное давление на природу.

14.4 Биоремедиация загрязненных почв и грунтов

Интенсивный рост промышленности и городов привели к необратимому загрязнению почв и грун­тов на значительных территориях. Добыча природных ископаемых, нефти и газа сопряжена с разрушением почвенного покрова и загрязнением природных ландшафтов, нефтью, нефтепродуктами и сопутствующими вредными веществами. Интенсивное использование нефтепродуктов в промышленности также вызывает экологические проблемы, связанные с загрязнением почвы и воды. Загрязнения почвы и воды любыми типами нефтепродуктов нарушают соотношения между отдельными группами микроорганизмов, меняют направление метаболизма: подавляются процессы дыхания, азотфиксации, нитрификации, разрушения целлюлозы, накапливаются трудноокисляемые продукты, уменьшается количество корневых выделений и органических остатков растений, являющихся важнейшими факторами питания микроорганизмов. Разложение нефтепродуктов содержащимися в почве бактериями происходит крайне медленно, повышенные концентрации нефтепродуктов подавляют активность микроорганизмов почвы.

Создавшееся положение диктует необходимость принципиально новых подходов к ликвидации аварийных разливов на почве, разработки научно-методических основ, приемов и технологий ее реабилитации.

Загрязненные места должны быть рано или поздно подвергнуты очистке — ремедиации. Это крайне сложная задача, так как почвы и грунты гетерогенны и геологическая структура загрязненных территорий разнообразна.

Почвы и грунты считаются загрязненными, когда концентрация нефтепродуктов в них достигает такой величины, при которой начинаются негативные экологические изменения в окружающей среде: нарушается экологическое равновесие в почвенной экосистеме, гибнет почвенная биота, падает продуктивность или наступает гибель растений, происходит изменение морфологии, водно-физических свойств почв, падает их плодородие, создается опасность загрязнения подземных и поверхностных вод в результате вымывания нефтепродуктов из почвы или грунта и их растворения в воде.

Определение уровня загрязнения почвы необходимо для решения вопроса о целесообразности проведения специальных работ по санации почвы. Небезопасным уровнем загрязнения почвы считается уровень, который превышает предел потенциала самоочищения.

В зарубежных странах принято считать верхним безопасным уровнем содержания нефтепродуктов в почве 1 - 3 г/кг; начало серьезного экологического ущерба - при содержании 20 г/кг и выше. В странах ближнего зарубежья предельно допустимые концентрации (ПДК) нефтепродуктов в почве не разработаны. В России, в частности, в Татарстане ПДК нефтепродуктов в почве составляет 1,5 г/кг, что соответствует фито-аккумуляционному показателю вредности. В европейских странах геохимический фон (кларк) содержания углеводородов нефти в почве колеблется в пределах 0,01 - 0,5 г/кг. На территориях, прилегающих к предприятиям переработки, добычи нефти, фон достигает 6 г/кг. Показатели вредности установлены для наиболее токсичной сернистой нефти карбоновых отложений.

Слабое загрязнение может быть ликвидировано в процессе самоочищения почвы в ближайшие 2 - 3 года, среднее - в течение 4 - 5 лет. Загрязне­ния могут накапливаться в разных участках, что требует специ­фических подходов к разработке методов ремедиации загрязнен­ных территорий.

В мировой практике для обезвреживания почв и грунтов, применяются различные методы:

1. обработка на месте (in situ)

2. экскавация, т.е. вывоз и обработка на специальных предприятиях (ex situ).

14.4.1 Биоремедиация загрязненных почв in situ и ex situ

В настоящее время большинство загрязненных территорий об­рабатывается на месте с помощью описанных ниже методов и их комбинаций.

1. Запахивание в почву на неиспользуемых территориях. При этом способе санации почву, загрязненную нефтью и нефтепродуктами, распределяют по поверхности разрыхленного грунта из расчета 10 кг/м². При внесении такого количества загрязненного нефтью грунта после перепашки на глубину 30-35см концентрация нефти в почве не превышает миграционного водного показателя вредности нефти и может быть отнесена к категории среднезагрязненных земель. Вспашку повторяют с интервалом в месяц, сокращая до одной за сезон после двухлетней экспозиции. В случае необходимости кислотность почвы доводят до рН 6,5 путем внесения извести или коррегирующих кислотность среды препаратов или субстратов. При таком способе санации срок детоксикации загрязненного грунта не превышает трех лет, но может быть сокращен до одного года при условии интенсификации процесса биодеградации;

2. Вымывание загрязняющих веществ применяется в случае за­грязнения почвы растворимыми веществами. Почву промывают поливом сверху и с помощью различных ирригационных приемов, часто с использованием циркуляции воды. Промывные воды со­бирают, обрабатывают ex situ биологическими и физико-хими­ческими методами. При такой обработке малорастворимые соеди­нения остаются в почве.

Биоремедиацию - очистка загрязненной почвы и воды с использованием препаратов углеводородоокисляющих микроорганизмов, биогенных добавок для дополнительного их питания или специальных препаратов, содержащих биологически позитивные эмульгаторы, ферменты, сахара, минеральные соли, необходимые для стимуляции аборигенной нефтеокисляющей микрофлоры.

14.4.2 Обработка нефтезагрязненной почвы стимуляторами роста аборигенной нефтеокисляющей микрофлоры

На загрязнение почвы различными органическими вещества­ми природа, как правило, отвечает развитием микроорганизмов, способных использовать эти вещества. Именно из загрязненных мест были выделены многие бактерии, разлагающие различные ксенобиотики, нефтепродукты и т.д. Для активации автохтонной мик­робной популяции в почву вносят окислители (О₂, КО₃), косубстраты (мелассу, этанол и даже навозные стоки), источники минерального удобрения азота и фосфора, эмульгаторы для ускорения транспорта и разрушения структуры липофильных загрязнений. Для внесения растворимых компонентов используют ирригационные методы. Промывные воды очищают методами анаэробной и аэробной очистки. Для улучше­ния аэрации производится вспашка почвы, в более глубокие слои кислород или воздух подаются под давлением через систему пер­форированных труб. Этот метод обработки относительно недорог и дает хорошие результаты, но для достижения положительного эф­фекта иногда требуются годы. Он широко используется для очист­ки мест, загрязненных нефтепродуктами. Для извлечения растворимых нефте­продуктов из почвы ее промывают водой с необходимыми добав­ками. Снабжение кислородом и вытеснение промывной воды мо­жет осуществляться одновременно в циркуляционном процессе. Промывные воды очищают ex situ.

При загрязнении высокоокисленными соединениями, такими, как пентахлорфенол (пропитка деревянных конструкций), нитроароматические соединения (взрывчатые вещества), хлорирован­ные алкены и алканы (растворители), для интенсификации дег­радации необходимо снабжение популяции микроорганизмов до­норами электронов. Для этого используют недорогие субстраты — метанол, этанол, мелассу, которые добавляют в циркулируемую воду. В анаэробных условиях эти субстраты используются с образо­ванием водорода, способствующего восстановительной дегалогенизации и разрыву ароматических колец. Характер загрязнений, химический состав и структура почв и грунтов определяют выбор добавок и методов обработки. Например, в настоящее время разработан и испытан в опытно-промышленных условиях биологически активный препарат для активизации аборигенной микрофлоры нефтезагрязненной почвы. Применение данного препарата позволило в течение 2,0 – 3 месяцев работ по ремедиации нефтезагрязненной почвы шламовых амбаров снизить содержание нефтепродуктов  на 34%.. Основным критерием окончания работ по ремедиации нефтезагрязненной почвы является ее фитотоксичность. Разработанный и внедренный метод ремедиации нефтезагрязненных почв, в отличии от существующих в настоящее время подходов, направленных на очистку нефтезагрязненных земель, т.е. максимальное разложение углеводов нефти, находящихся в почве до углекислого газа и воды, предполагает не полное их окисление, а трансформацию в гумусоподобные вещества, отвечающие за плодородие почвы.

14.4.3 Обработка почвы селекционированными нефтеокисляющими штаммами микроорганизмов в сочетании с введением комплексных минеральных удобрений

Чтобы многократно активизировать и ускорить процессы биологического разрушения углеводородов нефти, разработана технология внесения в загрязенный нефтью участок почвы или воды специально выделенных из почвы углеводородокисляющих аборигенных микроорганизмов размноженных в форме биопрепарата, в результате чего интенсифицируется микробиологическая активность окисления углеводородов нефти, что позволяет в достаточно сжатые сроки удалить из почвы или воды загрязнитель, превратив его в продукты жизнедеятельности бактерий - СО₂, Н₂О. Однако, внесение в загрязненные почвы микроорганизмов, способных разлагать соответствующие специфические вещества, применяет­ся не часто и не всегда дает существенный эффект. Как правило, одновременно необходимо применение мер, описанных в преды­дущем разделе. Тем не менее, к настоящему времени выделено и описано большое количество бактерий, способных использовать нефтяные загрязнения, ксенобиотики, токсические соединения. Применение таких культур в качестве посевного материала может быть полезно в свежих загрязнениях, когда ав­тохтонная микробная популяция еще не успела развиться или плотность ее очень низка. В любом случае необходимо обеспечить доступность загрязняющих веществ для использования их микро­организмами. Здесь важную роль играют дисперсия и растворение загрязнителей, а также снабжение микроорганизмов источника­ми азота и фосфора. Их недостаток лимитирует микробный мета­болизм и рост, а это, в свою очередь, ограничивает процесс био­деградации. Например, один из таких препаратов за основу содержит бактерии Pseudomonas fluorescens, чему предшествовало длительное изучение их особенностей как деструкторов биологически резистентных поллютантов - стойких органических азокрасителей, ПАВ, различных углеводородов нефти. Не маловажно для данного штамма это то, что он не патогенен для человека, гидробионтов, высших растений.

Из всех нефтеокисляющих микроорганизмов в природе наиболее широко распространены бактерии рода Pseudomonas. Они являются постоянными обитателями вод Мирового океана, внутренних водоемов, почвы и грунтов. Более 50 видов этого рода способны участвовать в биоразложении нефти в окружающей среде. Наиболее активная нефтеокисляющая способность выявлена у P. аerugenoza, P. putida, P. fluorescens. О широком распространении и пластичности вида P. fluorescens свидетельствуют факты выделения этого вида из почвы, пресноводных и морских водоемов, пластовых вод, донных отложений. Высокая углеводородокисляющая активность, эмульгирующие свойства псевдомонад, способность расщеплять углеводороды, как в аэробных условиях, так и в условиях дефицита кислорода, позволяет использовать наиболее активные штаммы для борьбы с нефтяным загрязнением воды и почвы.

14.4.4. Обработка удаленных почв и грунтов ex situ

Когда по тем или иным причинам очистка загрязненных тер­риторий in situ невозможна, почвенный слой удаляют и в боль­шинстве случаев производят выемку (экскавацию) грунта для последующей обработки или сжигания. Обычно очистку ex situ применяют при особо опасных загрязнениях, если они проникли или захоронены на глубине и существует серьезная опасность по­падания загрязнений в поверхностные и грунтовые воды.

Окисле­ние воздухом производят в снятой почве, уложенной в виде шта­беля, конуса или тонкого слоя, которую аэрируют обычно с по­мощью перфорированных труб. Для такой обработки требуется длительное время, иногда годы.

Промывка водой с последующей ее биологической и физико-химической очисткой используется в случае растворимых загрязнений.

Сжигание загрязненной почвы является быстрым, но дорогостоящим методом. При этом уничтожаются природные биоценозы, происходит загрязнение атмосферного воздуха продуктами горения. Кроме того, по­чва перестает быть таковой, превращаясь в минерализованный продукт — золу.

- Загрязненный нефтью и нефтепродуктами грунт и твердые материалы добавляют к отходам на городских свалках в количестве 1-2% от общего количества сдаваемых на свалку отходов. Срок утилизации - 3-5 лет;

- выемка загрязненного грунта и вывоз на специально подготовленные площадки - полевые грядки. Этот метод предусматривает распределение вынутого грунта на подготовленной площади, проведение аэрации посредством многократного рыхления и принудительной вентиляции, орошение, введение питательных веществ и микроорганизмов. Срок утилизации - 1 год;

- санирование в кагатах, которое предусматривает выемку загрязненной почвы и укладку её в форме кагата высотой 0,4-2 м. После этого производится орошение кагата суспензией биомассы микроорганизмов и питательных веществ. Для предотвращения эрозии производят эвентуальное озеленение кагата. Срок утилизации - 2 года;

Для полной рекультивации территорий, занятых под свалки и полигоны ТБО, с целью использования их под строительство или для иных хозяйственных нужд необходима полная выемка грунта. Обычно его просеивают, отделяя неразложившиеся крупные включения — стекло, пластики, металл и т.п. Эта часть сжигается или перезахоранивается. Просеянная фракция при отсутствии высоко­го содержания тяжелых металлов и других токсичных компонен­тов может использоваться в озеленительном хозяйстве. В против­ном случае она должна быть подвергнута обработке или перезахо­ронена.

Все вышеперечисленные технологии в настоящее время относятся к наиболее широко применяемым биотехнологическим методам ликвидации нефтяного загрязнения почвы.

15 Биогеотехнология металлов

Биотехнология – это область биотехнологии, которая занимается промышленным извлечением металлов из руд, концентратов, горных пород и растворов, экстракцией остаточных порций нефти из иссякающих месторождений с помощью микроорганизмов и их метаболитов.

Биогеотехнология металлов тесно связана с гидрометаллургией, наукой о промышленном извлечении металлов из руд или другого сырья в виде соединений водными растворами химических реагентов с последующим выделением металлов из растворов.

Гидрометаллургия представляет собой альтернативу пирометаллургии (обжиг, плавка, возгонка), более традиционного пути извлечения металлов из руд, путем их термической обработки.

Основные методы пирометаллургии

Метод	Изменение состояния рудного тела	Цель обработки
Обжиг	Рудное тело остается в твердом агрегатном состоянии (огарок), плавятся лишь примеси	Удаление примесей
Плавка	Рудное тело плавится	Фракционирование по плотности, отделение и очистка фракций
Возгонка	Металлы или их соединения переводятся в газообразное состояние	Конденсирование низкокипящих металлов или их соединений из газовой фазы

Биогеотехнология сочетает принципы гидро- и пирометаллургии, однако обходится без применения высоких температур, заменяя их микробным катализом.

Методы биогеотехнологии используются для извлечения из руд широкого круга ценных металлов: меди урана, золота, серебра и др.

15.1 Технологии микробного выщелачивания

Еще за 1000 лет до нашей эры римляне, финикийцы извлекали медь из рудничных вод. В 17 веке валлийцы в Англии (графство Уэльс) и в 18 веке испанцы на месторождении Рио-Тинто применяли процесс, «выщелачивания» для получения меди из содержащих ее минералов. Эти древние металлурги не подозревали, что основную роль в извлечении металлов из руды играли бактерии. Лишь в 50-е годы прошлого столетия выяснилось, что в получении металлов из минералов решающую роль играют микроорганизмы. В 1947 г. Колмер и Хинкл выделили из шахтных дренажных вод бактерию Thiobacillus ferroxidans. Эта бактерия окисляла двухвалентное железо и серу. Вскоре оказалось, что она участвует в переводе меди из рудных минералов в раствор. Сейчас известны и многие другие микроорганизмы, участвующие в переводе металлов из сульфидных минералов в растворимое состояние. Существует три основных механизма, используемых в биогеотехнологии:

1. Окисление металлов – перевод их из закисной формы в окисную

( As³⁺ As⁵⁺; C u⁺ Cu²⁺; U⁴⁺ U⁶⁺) или из металлургической формы в ионную (в частности, применительно к золоту), что приводит к образованию растворимых продуктов, содержащих целевой металл. Точно такой же эффект достигается микробным окислением серы – компонента соединений металлов.

Окисление металлов и серы осуществляется сложными ферментативными комплексами, переносчиками электронов (цитохромами), расположенными в цитоплазматической мембране бактерий.

Еще один механизм окисления связан с действием катионов Fe³⁺, которые образуются при окислении Fe²⁺ с участием бактерий, и является мощным окислителем;

2. Образование агрессивных веществ – органических и минеральных кислот, проникающих вглубь частиц руды и растворяющих (выщелачивающих) металлы;

3. Поглощение металлов из растворов биомассой, перевод металлов в осадок, например, в виде сульфидов; или в летучую форму, например, в виде диметилртути;

Бактериальное выщелачивание – растворение металлов путем окисления сульфидных минералов из выщелачивающей жидкости.

Существует три технологии выщелачивания металлов с применением микроорганизмов.

Кучное, подземное и чановое.

Кучное выщелачивание применяют для извлечения мед, урана, серебра и золота. Кучу измельчают, породы помещают на полимерную пленку или иное водонепроницаемое основание. Формируют 2 пруда по разные стороны кучи. В одном пруде находится выщелачивающий раствор, содержащий микроорганизмы, которыми орошают кучу руды, например, с помощью дождевальной установки. Другой пруд служит для сбора прошедшего через кучу раствора, содержащего выщелоченный металл. Площадка, на которой расположена куча, имеет уклон в сторону собирающего пруда. Так же точно извлекают металлы из отвалов «пустой» породы, которая содержит остатки ценных металлов. Процесс этот более длительный, т.к. концентрация металлов низка, частицы породы более крупные и т.д. При извлечении из руды меди и урана кучи могут содержать 10-50∙10⁸ кг руды и в высоту достигать 5-5,5 м. Вершины куч выравнивают и наносят на них раствор серной кислоты. Новые кучи помещают часто поверх уже существующих. Кучное выщелачивание требует небольших капиталовложений и технического обеспечения. Технологические параметры при этом легко контролировать: величину частиц породы, размер куч, аэрация, рН, состав растворов.

Подземное выщелачивание (выщелачивание in situ) используют для извлечения урана из песчаника с бедным содержанием рудного минерала. Выщелачивающие растворы закачивают в рудное тело через инъекционную скважину. Эти растворы, содержащие химический окислитель (например, перекись водорода), взаимодействуют с минералом, окисляя уран и переводя его в растворимую форму. Далее содержащие уран растворы выкачивают из под земли через 4 выходные скважины (по схеме «пять точек»). Объем выщелачивающих вод, выкачиваемых из 4-х рабочих скважин, больше, чем объем вводимого раствора. Это сводит к минимуму возможность загрязнения подпочвенных вод. Исследования в лаборатории показали, что гидростатическое давление в 30,4 МПа, эквивалентное давлению на глубине 3000 м, не сказывается на жизнедеятельности окисляющих металлы бактерий. Недостаточно изучено влияние на бактерии гипербарического кислорода и высокой температуры, существующих на большой глубине.

Чановое выщелачивание применяют для обработки руд, содержащих медь, цинк, никель, уран, золото, серебро, мышьяк и их комбинации. Проводят в специальных биореакторах – чанах, объемом несколько тысяч кубических метров. Обеспечиваются перемешивание, аэрация и нагрев частиц руды, помещенных в раствор с микроорганизмами. Руды сильно измельчают.

Преимуществом чанового метода является возможность контроля за условиями процесса: размерами частиц руды; рН ее качеством и концентрацией питательных веществ. Возможно применение специфических штаммов микроорганизмов, в том числе рекомбинантных. Во многих случаях используют замкнутые технологические линии: растворы после отделения металлов и добавления питательных веществ вновь направляют в чаны выщелачивания новых порций металлов.

Таким образом, биотехнология обеспечивает разработку труднодоступных руд и руд с низким содержанием металлов. Традиционные способы металлургии (пирометаллургия) дают выгоду лишь применительно к богатым месторождениям. Такие месторождения могут быть истощены уже в ближайшее время при сегодняшних темпах и способах добычи металлов (свинец, медь, цинк, золото, уран).

Технологии микробного выщелачивания – малоотходные или безотходные; они, в отличие от традиционных, не наносят ущерба окружающей среде. Еще одно достоинство биогеотехнологии – высокая рентабельность (низкие затраты на горнподготовительные работы, низкие капитальные затраты на сооружения установок).

15.2 Выщелачивающие микроорганизмы

Thiobacillus ferrooxidans. Наиболее изученный из выщелачивающих микроорганизмов; его почти всегда можно выделить из среды, в которой происходит окисление железа или минералов. Окисляют одновременно и Fe²⁺ и S. Грамотрицательные палочки (0,3-0,5∙07-1,5 мкм). С одним жгутиком. Спор не образуют. Строгие аэробы. Оптимальная температура роста 28-33С; оптимум рН 2-2,5. Окисляют Fe²⁺, U⁴⁺, Cu²⁺, S^2-, Se^2-. Образуемые ими Fe³⁺ и Н₂SO₄ служат сильными агентами, переводящими в раствор различные металлы.

Thiobacillus thiooxidans. Напоминает по свойствам Thiobacillus ferrooxidans, но отличается от нее по содержанию ГЦ-пар. Эти ацидофильные организмы способны только к окислению серы - Н₂SO₄ – ведет к снижению рН среды вплоть до 0,65 ед. благодаря этому Thiobacillus thiooxidans способны к прямому кислотозависимому выщелачиванию металлов из сульфидов (PbS, CdS, NiS) в присутствии элементарной серы. Еще два ораганизма: Thiobacillus acidophilus и Thiobacillus organoparus подобны по свойствам с Thiobacillus thiooxidans.

Ряд представителей рода Thiobacillus – Thiobacillus versutus, Thiobacillus tepidarius, Thiobacillus novellus, Thiobacillus denitrificans – окисляют тиосульфат и некоторые другие соединения серы.

Выщелачивание металлов при участии Thiobacillus ускоряет при культивировании в сочетании с бактериями, которые сами по себе не способны к выщелачиванию металлов, например, с Beijerinckia lacticogenes. Это связано с тем, что B. lacticogenes поставляет тиобацилам соединения азота.

МИНЕРАЛЫ:

ПИРИТ- FeS₂

ХАЛЬКОПИРИТ –CuFeS₂

БОРНИТ –Cu₅FeS₄

КОВЕЛЛИН – CuS

ХАЛЬКОЗИН – Cu₂S

МОЛИБДЕНИТ – MoS

ТЕТРАЭДРИТ – Cu₈Sb₂S₇

АРСЕНОПИРИТ – FeAsS

КОБАЛЬТИН – CoAsS

ВИОЛАРИТ – Ni₂FeS₄

СЕРАЛЕРИЙ – ZnS

ГАЛЕНИЙ –PbS

Leptospirillum ferrooxidans. Впервые была выделена в Армении, хотя встречается везде, где осуществляется выщелачивание. Вариабельны по форме: вибрионы, спириллы, псевдококки. Подвижная грамотрицательная аэробная бактерия. Может расти при температуре 40С и рН – 1,2 ед. окисляет только Fe²⁺, но не окисляет серу и сульфиды. Ассоциация Leptospirillum ferrooxidans с Thiobacillus thiooxidans с высокой эффективностью выщелачивает металлы из руд за счет комбинированного окисления железа и серы.

Род Sulfolobus. Крайние термофилы и ацидофилы. Сферические клетки с лопастями, неподвижные, аэробы. Растут при температуре до 85С, оптимально при 70-75Си при рН 2-3 ед. Выделены из горячих источников. Этот род относится к архебактериям, группе микроорганизмов, которую рассматривают как отдельное царство. Все виды окисляют серу, а некоторые Sulfolobus brierley, способны к окислению железа.

Род Acidiarus. Сферические клетки, иногда дольчатой формы, выглядят как тетраэдры, пирамиды, диски, тарелки. Факультативные анаэробы. Близки по свойствам Sulfolobus.

Род Sulfolobus. Неподвижные грамположительные аэробы спорообразующие палочки. Окисляют элементарую серу, сульфиды и Fe²⁺ при рН 1,7-3,5 и температуре 28-60С. Умеренные термофилы; играют важную роль в выщелачивании саморозогревающихся минералов и угольных пластов.

15.3 Особенности биотехнологического получения меди

В настоящее время биогеотехнологическое извлечение меди из бедных пород (содержащих менее 0,4 % меди по весу) и отвалов, образующихся при крупномасштабной открытой разработке руды, получило широкое распространение в России, Казахстане, США, Испании, Австралии, Канаде. Отвалы имеют высоту 300 м и более. Самый большой в мире отвал Бингхем-Каньон (США), он вмещает 3,6∙10¹² кг породы. Используют также подземное и чановое выщелачивание. Сырьем служит медьсодержащие сульфтдные минералы; халькопирит, ковеллин и др. Процесс основан на непосредственном окислении сульфидной серы до сульфата с образованием соли CuSO₄.

CuS+2O₂= CuSO₄

Если в руде, кроме сульфидов меди содержится и пирит (FeS₂) или другие соединения двухвалентного железа, то тиобациллы окисляют также их:

4 FeS₂+15O₂+2H₂O T. ferrooxidans 2Fe₂(SO₄)₃+2H₂O

с образованием трехвалентного железа Fe³⁺, которое служит сильным окислительным агентом и переводит в раствор химически (без участия бактерий) многие минералы

C u₂S+2Fe₂(SO₄)₃ 2CuSO₄+4FeSO₄+S⁰

Если же в медной руде содержится недостаточное количество железа, то в выщелачивающий раствор добавляют соли трех- или двухвалентоного железа. В последнем случае бактерии содержащие в породе, окисляют Fe²⁺;

4 FeS₂+O₂+2H₂SO₄ T. ferrooxidans 2Fe₂(SO₄)₃+2H₂O

Образующаяся элементарная (коллойдная) сера экранирует непрореагировавшие частицы CuS или Cu₂S, ограничивая воздействие на них со стороны Fe³⁺. Однако второй компонент ассоциации - T. ferrooxidans – осуществляет окисление колодной серы:

S ₈+12O₂+8H₂O T. ferrooxidans 8H₂SO₄

Тем самым обеспечивается непрерывный доступ реагентов и клеток T. ferrooxidans к сульфиду меди и повышение концентрации H₂SO₄ которая создает благоприятную среду для деятельности бактерий и удерживает ионы Cu²⁺ в растворе.

Обычно засева микроорганизмами не производят; они широко распространенны в сульфидных рудах и хорошо размножаются при благоприятных условиях аэрации кислорода и углекислоты, введение солей аммония и фосфатов, добавление к раствору поверхностно активных веществ; смачивание породы в начале процесса выщелачивания водой, подкисленной серной кислотой до рН 1,5-3,0. Концентрация бактерий при этом достигает 10⁶ мк/см³ выщелачивающего раствора.

Иногда внутри отвалов помещают вертикальные трубы и продувают через них воздух для увеличения скорости реакций.

Из выщелачивающих отвалов вытекают растворы, содержащие приблизительно 2 г меди в 1дм³. Их направляют в отстойники, медь из них получают путем электролиза или "цементацией" восстановления Cu²⁺ цинковой или железной пылью:

C uSO₄+Fe⁰ Cu+FeSO₄

Отработанные выщелачивающие растворы FeSO₄ вновь поступают в отвал. Влажный осадок меди гранулируют и отправляют на плавку

Себестоимость 1 т меди, полученной биогеотехнологическим путем, в 2-3 раза ниже; подготовка минерального сырья к выщелачиванию меди в 3 раза, а само выщелачивание в 4 раза быстрее, чем при использовании традиционных технологий.

Например, на Конрадском руднике в Казахстане медь добывали из отвала 10⁵м³, разделенного на 4 блока по 90 тыс т. руды в каждом. Руда была измельчена на куски диаметром 20-30 см, содержала гидроокись трехвалентного железа. Куски имели поры и трещины. Отвалы орошали выщелачивающим раствором, который содержал бактерии рода Thiobacillus и просачивался сквозь руду со скоростью 0,4-0,6 м/час. Далее раствор собирали в прудах глубиной 6 м. выщелачивание продолжалось несколько лет, причем за первые 3 года в раствор переходило 70% меди из отвала.

15.4 Особенности выщелачивания урана

Микробное выщелачивание урана из руды основано на окислении кислородом четырехвалентного урана до растворимого шестивалентного при участии T. ferroxidans или что более эффективно посредством Fe³⁺, образующегося из Fe²⁺ при участии этой же бактерии:

U O₂+2Fe³⁺ UO₂²⁺+2F²⁺

Процессы протекают оптимально при рН 1,5-1,6. За 5 суток можно извлечь до 100% урана из руды.

Биогеотехнология урана используется в России, США, Канаде, Австралии, Испании в виде кучного или подземного способа. Например, в Канаде подземное выщелачивание применяют на рудниках Элиот Лейк для извлечения остаточного урана на уже выработанных площадях, а также из отвалов.

Стенки или крыши забоев промывали обычной или подкисленной серной кислотой водой. За 3-4 месяца в забоях накапливались бактерии T. ferroxidans в концентрации, достаточной для эффективного извлечения урана из рудного тела. По прошествии этого периода забой снова промывают. Их промывных вод уран извлекают с помощью ионного обмена либо экстракции растворителями.

Бактериальное выщелачивание применяли в Канаде и в качестве первичного способа добычи урана. Рудное тело разрушали взрывом и осуществляли выщелачивание под землей.

Применяют также чановое выщелачивание для получения урана из пиритсодержащих руд.

Приложение А

Вопросы для сдачи зачета по дисциплине «Экология микроорганизмов»

1. Предмет и методы экологии микроорганизмов

2. Аутэкология

3. Демэкология

4. Синэкология

5. Экосистемы

6. Экофизиология микроорганизмов

7. Факторы окружающей среды, влияющие на рост и развитие микробов

8. Дифференцировка и переживание неблагоприятных условий

9. Экологические ниши микроорганизмов

10. Микробное сообщество как целостная и устойчивая система

11. Синморфология сообществ

12. Кооперативные взаимоотношения в микробном сообществе

13. Первичная продукция в микробном сообществе

14. Межвидовой перенос водорода и синтрофия

15. Метаногенное сообщество

16. Сульфидогенное сообщество

17. Аноксигенное фототрофное сообщество

18. Бактериальный окислительный фильтр

19. Аэробное сообщество

20. Сообщество и филогения

21. Роль микробных сообществ в глобальных изменениях

22. Характеристика водоемов

23. Эволюция микробных сообществ

24. Физико-химические свойства водной массы как среды обитания микроорганизмов

25. Донные отложения

26. Экологические типы микроорганизмов

27. Микроорганизмы аэробной зоны

28. Микрорганизмы микроаэрофильной зоны

29. Микроорганизмы анаэробной зоны

30. Почва – как продукт метаболизма биосферы

31. Почва – гетерогенная среда обитания микроорганизмов

32. Функциональная роль почвенных микроорганизмов

33. Почва – гетерохронная среда обитания микроорганизмов

34. Биогеохимические круговороты

35. Методы оценки геохимической деятельности микроорганизмов

36. Круговорот серы

37. Круговорот углерода

38. Парниковые газы

39. Экологические стратегии и биотические связи у микроорганизмов

40. Биотические связи с участием микроорганизмов

41. Эволюционная роль симбиотических взаимоотношений с участием микроорганизмов

42. Значение коэволюции в симбиозах микроорганизмов с макроораганизмами

43. Симбиозы прокариот и протист

44. Симбиозы микроорганизмов и растительноядных животных

45. Симбиозы микроорганизмов и морских животных

46. Паразитизм как стратегия жизни микробов

47. факторы патогенности

48. Роль токсинов в экологии бактерий

49. Концепции и стратегии паразитизма

50. Фундаментальные свойства живых систем

51. Методы обнаружения внеземной жизни

52. Планетарный карантин

53. Влияние факторов космического полета на выживаемость микроорганизмов

54. Планеты «кандидаты», на которых вероятно обнаружение жизни

55. Распространение синтетических органических веществ

56. Очистка сточных вод

57. Биоразрушение загрязнений в природе

58. Биоремедиация загрязненных почв in situ

59. Обработка удаленных почв и грунтов ex situ

60. Биогеотехнология металлов

16 Библиографический список

1. Нетрусов Экология микроорганизмов. – М.: «Академия», 2004.

2. Теппер Е.З., Шильникова В.К., Переверзева Г.И. Практикум по микробиологии. – М.: Дрофа, 2004.

3. Rhizobiaceae молекулярная биология бактерий взаимодействующих с растениями. – Под ред. Спайк Г., Кондороши А., Хукас П. – СПб, 2002.

4. Градова Н.Б. Лабораторный практикум. – М.: ДеЛи принт, 2002(2004).

5. Заварзин Г.А. Введение в природоведческую микробиологию. – М.: «Университет», 2001.

6. Мармузова Л.В. Основы микробиологии, санитарии и гигиены в пищевой промышленности. – М.: ПрофОбрИздат, 2001.

7. Мармузова Л.В. Основы микробиологии, санитарии и гигиены в пищевой промышленности. – М.: ПрофОбрИздат, 2003.

8. Определитель бактерий Берджи. – Под ред. Дж. Хоулта, в 2-х томах. - М.: Мир, 1997.

9. Определитель нетривиальных патогенных грамотрицательных бактерий. Вейант Р., Мосс У., Уивер Р.– М.: Мир, 1999.

10. Основы медицинской бактериологии, вирусологии и иммунологии. – Под ред. Шуба Г.М. – М.: Логос, 2003.

11. Равилов А.З. Микробиологические среды. – Казань.: ФЭН, 1999.

12. Райкис Б.Н. Пожарский В.О. Общая микробиология с вирусологией и иммунологией (в графическом изображении). – М.: Триада-Х, 2002.

13. Саттон Д., Определитель патогенных и условно патогенных грибов. – М.: Мир, 2001.

14. Шлегель Г. Г. История микробиологии. – М.: Едиториал УРСС, 2002.

15. Гусев М.В., Минеева Л.А. Микробиология. – М.: Академия, 2003.

16. Андреева В.М. Почвеннные и аэрофильные зеленые водоросли. – СПБ.: Наука, 1998.

17. Бондарцева М.А. Семейства альбатрелловые, апорпиевые, болетопсиевые. – СПБ.: Наука, 1998.

18. Дьяков Ю.Т. Популяционная биология фитопатогенных грибов. – М.: «Муровей», 1998.

19. Кусакин О.Г. Филема органического мира. Ч.2: Прокариоты и низшие евкариоты. – СПБ.: Наука, 1998.

20. Практикум по общей вирусологии. – Под ред. И.Т. Атабекова. – М.: Изд-во МГУ, 2002.

124