Биодеструкция углеводородов нефти методом непрерывного культивирования
В Институте биохимии и физиологии микроорганизмов им. Т.К. Скрябина РАН А.Н. Шкидченко и Е.С. Иванова изучили возможность восстановления нефтедеструктивной активности микроорганизмов в процессе непрерывного культивирования.
В качестве объектов исследования использовали
психрофильные штаммы Pseudomonas sp. 22 ,Rhodococcus erythropolis 21, Microbacterium tefaciens 6 и Pseudomonas sp. 9.
В качестве источника углерода использовали дизельное топливо.
Культивирование осуществляли в батареи реакторов непрерывного действия. Впервом реакторе осуществяли получение эмульсии и деструкцию легких фракций углеводородов нефти.
Во второй реактор подавали нефть в виде 20%-ной водной эмульсии. Третий реактор служил для дополнительного окисления трудно-разлагаемых фракций углеводородов нефти.
Выделенные из нефтезагрязненных регионов психротрофные штаммы обладали достаточно высокой исходной нефтедеструктивной активностью при культивировании в жидкой питательной среде с нефтью в качестве единственного источника углерода . Влияние длительного хранения микроорганизмов на их нефтедеструктивную активность отображено на рисунке 27.
Рисунок 27 - Влияние длительного хранения микроорганизмов на их нефтедеструктивную активность: / - исходная активность; 2 - активность после 8 лет хранения
Десятидневная инкубация культур при 4-6° сопровождалась биодеструкцией до 50% внесенной нефти. Однако после 8 лет хранения культур на агаризованных средах с периодическими пересевами на среды с нефтью активность штаммов существенно изменилась. Так, для Pseudomonas sp. 9 она снизилась на 67,8%, для Pseudomonas sp. 22 - на 61%, а для Rh. erythropolis 21 - на 50% от исходной величины.
Для проточного культивирования исследуемые штаммы нефтедеструкторов выращивали раздельно и смешивали перед внесением в биореактор. В таблице 7 приведены данные об исходном соотношении интродуцированных в инокуляте штаммов-нефтедеструкторов.
В результате длительного непрерывного культивирования интродуцированных штаммов микроорганизмов не только возросла их нефтедеструктивная активность, но также была селекционирована устойчивая ассоциация микроорганизмов-нефтедеструкторов, конкурентоспособная в открытой системе.
Для проверки устойчивости полученной ассоциации почву, содержавшую 5% нефти инкубировали при 4-6° в течение длительного времени. Через 90 сут инкубации содержание углеводородов нефти в почве снизилось на 29% от исходной. Полученные в модельном эксперименте данные подтверждают устойчивость созданной ассоциации микроорганизмов-нефтедеструкторов в открытых системах. [12]
Таблица 7 - Содержание интродуцированных штаммов-нефтедеструкторов при проточном культивировании
Штаммы |
Соотношение штаммов-нефтедеструкторов | |||
в инокуляте |
после периодического культивирования в течение 48 ч |
в результате проточного культивирования, ч | ||
300 |
800 | |||
Pseudomonas sp. 22 |
36 |
17 |
0,5 |
2 |
Rh. erythropolis 21 |
14 |
2 |
94 |
94 |
M. liquefaciens 6 |
32 |
29 |
0,5 |
3 |
Pseudomonas sp.9 |
18 |
24 |
1 |
0 |
Аборигенная микрофлора |
- |
28 |
4 |
1 |