Роль нефтеокисляющих бактерий при очистке нефтезагрязненных лугово-аллювиальных почв

Нефть и нефтепродукты относятся к наиболее распространенным загрязнителям биосферы. Проблема очистки окружающей среды от нефтяных загрязнений приобретает все большую остроту в связи с ограниченностью возможностей (а иногда и экологического вреда) применения для этих целей механических и физико-химических способов очистки.

В связи с этим в последнее время все больше внимание экологов привлекает биологический метод очистки от нефтяных загрязнений. Метод основан на применении микроорганизмов, способных использовать углеводороды нефти в качестве единственного источника углерода. Это дает возможность удалить нефть до фоновых значений при низких эксплуатационных затратах и простоте решения [1−5].

Среди мер, предпринимаемых с целью очистки окружающей среды от загрязнений, важное место занимает интенсификация микробиологических способов деструкции нефти. При этом предполагается активизация не только аборигенной микрофлоры загрязненных объектов, но и внесение биопрепаратов, содержащих штаммы активных нефтедеструкторов.

Целью исследований является изучение гетеротрофной микрофлоры лугово-аллювиальной почвы вокруг Мингбулакского нефтяного месторождения (Узбекистан), выделение активных углеводородокисляющих бактерий. Для лабораторных анализов пробы почвы отбирали в течение всего сезона года в зоне 200, 1500, 5000, 8000, 12 000, 20 000 метров от нефтяной скважины. Количество бактерий определяли методом предельных разведений с последующим высевом на мясопептонный агар, для углеводородокисляющих бактерий (УОБ) — на жидкую среду Раймонда с 1%-ной нефтью [6−8]. При посеве почвы на МПА выявили, что количество гетеротрофных бактерий по сезонам года изменялось мало. Так, в почве, отдаленной от скважины на 200 м, их численность в течение года не превышала кл/г, в остальных образцах (1500, 5000, 8000, 20 000 м) достигала кл/г. Количество УОБ не превышало кл/г, что значительно ниже экологического уровня.

В процессе работы выделили 25 монокультур бактерий, способных расти на средах, содержащих нефть в качестве единственного источника углерода. Культивирование бактерий проводили в 0,5-литровых колбах с жидкой средой Раймонда с 1%-ной нефтью в началочих условиях (180 об/мин.) при температуре 28−30. Из колб, где наблюдалось активное разрушение нефтяной пленки в течение 3−5 дней, выделили наиболее активные штаммы бактерий, которые были определены до вида, в основном представители родов Pseudomonas и Bacillus. В виде ассоциации бактерии вносили в почву, загрязненную нефтью. Опыты с загрязненной почвой проводили в сосудах, куда вносили по 10 кг земли, навоз из расчета 20 кг/га и минеральные удобрения. Для изучения фитомеридиационных свойств использовали хлопчатник сорта «Наманган-77», пшеницу, кунжут, клевер. Хорошо известно, что ризосферная деградация является одним из механизмов фитомередиации. При этом микроорганизмы участвуют в непосредственной деградации загрязнителя, происходит снижение фитотоксичности загрязнителя, наблюдается стимуляция роста растений [9]. почва бактерия нефтяной Все изученные растения оказались устойчивыми к нефтяному загрязнению. Некоторая задержка роста наблюдалась у хлопчатника.

Таблица — Изменение количества углеводородокисляющих бактерий в ризосфере растений, культивированных в почве, загрязненной нефтью.

Наилучшее развитие наблюдалось у кунжута, как в сильно загрязненной почве (200 м от скважины), так и в слаботоксичной (1500 м). Внесенные в почву углеводородокисляющие бактерии оказались конкурентоспособными по отношению к аборигенной микрофлоре, они интенсивно заселяли зону ризосферы растений, численность бактерий достигала фоновых значений. Определение общего количества микроорганизмов в почве, проведенное в конце вегетации растений, показало их значительное увеличение по сравнению с исходной численностью, а также снижение в почве концентрации углеводородов нефти с 140 г/кг до 120 г/кг за 6 месяцев.

Проведенные исследования положили начало созданию коллекции бактериальных культур — активных деструкторов нефти, перспективных для биомеридиации почв. Цель настоящих исследований заключается в нахождении способа биологической очистки почв, загрязненных углеводородами нефти. В настоящее время выделено несколько штаммов углеводородокисляющих бактерий.

Рисунок — Обще количество микроорганизмов в лугово-аллювиальной почве, загрязненной нефтью Следующий этап наших исследований — выявление растений, обладающих высокими фитомередиационными свойствами, а также соответствующих климатическим условиям почвы данного региона; далее применение обоих этих методов для ускорения биологического возрождения почв и улучшения орошаемых плодородных земель.

• 1. Выбор активного микроорганизма-деструктора углеводородов для очистки нефтезагрязненных почв / Е. В. Сжабменов [и др.] // Прикладная биохимия и микробиология. — Т. 31. — 1995. — № 5. — С. 534−539.
• 2. Абдрахмонов, Т. А. Влияние загрязнений почвы нефтью и нефтепродуктами на ее микрофлору / Т. А. Абдрахмонов, З. А. Жаббаров, Э. М. Хушвактов // Материалы IV съезда почвоведов и агрохимиков Узбекистана. — Ташкент, 2005. — С. 208−209.
• 3. Ботоер, М. Микробные сообщества в мерзлотных почвах Сибири / М. Ботоер // Тез. докл. II межвуз. конф. Сыктывкар, 1997 г. — Сыктывкар, 1997. — С. 54−55.
• 4. Stewart, R. S. Distribution of multipe oil tolerant and oil degrading bacteria around a site of natural erude oil seepage / R. S. Stewart // Tex. J. Sei. — 1997. — 49. — № 4.
• 5. Селибера, Л. Большой практикум по микробиологии / Л. Селибера. — М., 1962. — С. 490.
• 6. Соловлев, В. И. Вода и здоровье: сб. науч. ст. / В. И. Соловлев, В. А. Пушкина, Г. Л. Кожанова, Т. В. Гудзенко. — Одесса: ОЦНТЭИ, 2001. — С. 195−200.
• 7. Коронелли, Т. В. Принципы и методы интенсификации биологического разрушения углеводородов в окружающей среде / Т. В. Коронелли // Прикладная биохимия и микробиология. — 1996. — Вып. 32. — № 6. — С. 579−585.
• 8. Марченко, А. И. Ризосферная ремедиация почв от загрязнения нефтепродуктами / А. И. Марченко [и др.] // II Московский межд. конгресс «Биотехнологии: состояние и перспективы развития». — 2004. — С. 19−20.
• 9. Логинова, О. Н. Эффективные микроорганизмы-нефтедеструкторы для биологической рекультивации почв / О. Н. Логинова // I межд.