Биология и природа вокруг нас ...

Биоремедиация почв в условиях северных регионов России

Н.Н. Волченко и Э.В. Карасёва в Кубанском государственном университете провели скрининг штаммов - продуцентов биоПАВ среди нефтеокисляющих бактерий. Объектом исследования являлись изоляты углеводородокисляющих бактерий, полученных из коллекции культур.

Сущность метода заключается в колориметрической оценке количества клеток, находящихся между гидрофильной и гидрофобной фазами.

Для определения эффективности смеси используется индекс эмульгирования (ИЭ). ИЭ представляет собой показатель, характеризующий эмульгирующую активность микробной культуры. Принцип определения заключается в оценке объема эмульсии, образовавшейся в результате встряхивания образца культуры-эмульгатора с гидрофобной жидкостью. ИЭ вычисляют по формуле

ИЭ = (УЭ/УП) • 100%,

где V3 - объем эмульсии,

Vn - полный объем жидкости, включающий в себя объем водный фазы (культура или супернатант) + объем углеводородной фазы (в нашем случае - дизтопливо) + объем образовавшейся эмульсии.

Первичному скринингу на наличие поверхностно-активных свойств подверглись 39 изолята углеводородокисляющих бактерий, большая часть которых принадлежала к группе нокардиоморфных актиномицетов. Клетки некоторых штаммов, выращенные на питательном агаре, обладали поверхностно-активными свойствами - эмульгировали дизельное топливо, но не снижали уровень поверхностного натяжения среды. Исследуемые изоляты были проверены на способность к деградации нормального гексадекана в жидкой минимальной среде. В результате были отобраны 10 культур, продемонстрировавшие разную интенсивность роста.

Наиболее активными являлись культуры F2, В2, J8, в то время как культуры S6, Z5 и HI не проявили активного роста на среде МС-С16. Кроме того, ПН последних культур слабо изменилось по сравнению с ПН при росте на исходной неинокулированной среде. Гидрофобность клеток бактерий также значительно различалась у разных изолятов: максимальной гидрофобностью (87-96 %) обладали бактерии штаммов J8, F2, В2, а минимальной (4-13 %) - штаммы S6 и Z5.

Важным биотехнологическим свойством культур-продуцентов является локализация синтезируемых клетками биоПАВ вне клетки, в цитоплазме или оболочке. Сравнение величин ПН и ИЭ жидких культур и их супернатантов свидетельствует о том, что у большинства изолятов поверхностно-активные свойства связаны с биомассой бактерий, а не с супернатантом КЖ. Процесс биоремедиации лучше проводить при инокуляции нефтешлама коллекционными культурами - продуцентами биоПАВ и аборигенными углеводородокис-ляющими бактериями, активированными in vitro. Этот метод является самым эффективным и диаграммы рисунка 26 свидетельствуют об этом.[14]

Рисунок 26 - Концентрация нефтепродуктов в нефтешламе при различных вариантах обработки

При внесении аборигенных штаммов процент деградации нефти аборигенными штаммами был несколько выше. В таблице 5 представлены данные деградации нефти гетеротрофными и нефтеокисляющими микроорганизмыми при добавлении различных агентов. [15]

Таблица 5 - Микрофлора нефтезагрязненного чернозема и уровень деградации нефти в модельном эксперименте при обработке различными агентами (время обработки - 30 суток)