Одни из самых распространенных и опасных техногенных отходов — нефтепродукты. Углеводороды в их составе меняют свойства почвы, что оказывает отравляющий эффект на всю экосистему: теряется плодородие, способность впитывать влагу и т.д. Основной причиной загрязнений могут быть аварии, бурение скважин, добыча нефти и т.д. Эти и множество других факторов способствуют накоплению вредных частиц в земле и оказывают длительное негативное влияние на экологическое состояние окружающей среды. Поэтому необходимо принимать меры для предотвращения или минимизации подобных ситуаций. Ученые Пермского Политеха нашли новые микроорганизмы, которые помогают бороться с остатками токсичных веществ.
Статья опубликована в журнале «Химия. Урбанистика» том 1 за 2024 год. Исследование проведено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Ранее для масштабной переработки углеводородов использовалось множество традиционных способов, которые нельзя считать безопасными и экологичными (например, добавление реагентов, сжигание нефтепродуктов и другие). Сейчас для снижения нагрузки и сохранения почвенных ресурсов используют биотехнологические методы устранения загрязнений нефтью и ее частицами.
Открытие микроорганизмов, способных разрушать соединения, содержащиеся в нефтепродуктах, дало возможность эффективно и безопасно справляться с проблемой загрязнения почвы. Попадая внутрь, они активно взаимодействуют с токсичным веществом и используют его в качестве источника питания. Со временем концентрация нефтяных частиц снижается, а при поддержании благоприятных условий возможно достижение полной очистки почвы. В связи с этим крайне актуален поиск новых культур, обладающих подобными способностями.
Лучше всего эффективность бактерий характеризует скорость их роста. Чем быстрее увеличивается количество клеток в присутствии нефтепродуктов, тем лучше поглощается углеводород.
Ученые Пермского Политеха выделили новые микроорганизмы-нефтедеструкторы из загрязненной бензином почвы, изучили влияние температуры и концентрации гексадекана (углеводорода в нефтяных загрязнениях) на рост монокультуры и способность разрушать отходы нефти.
— Мы отобрали для экспериментов 10 культур из микробиологического музея и 2 новых штамма бактерий, выделенных нами из образцов почвы, загрязненной нефтепродуктами (№ 11 и 12). По предварительной идентификации они относятся к родам Аrthrobacter и Pseudomonas. Их представители играют важную роль в разложении органических веществ, — комментирует Карина Захарова, студент кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ.
— При введении суспензии микроорганизмов в почву с загрязнением 1-2% снижение концентрации нефти наблюдалось при температуре 20°C. Значение ниже этого показателя увеличивало время протекания процессов. Наибольшую эффективность показала культура 11, которая помогла за 2 недели снизить содержание нефтепродуктов в почве на 60%. Это позволяет говорить о перспективности ее использования для уничтожения загрязнений, — комментирует Галина Козлова, доцент кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ, кандидат химических наук.
Исследование ученых Пермского Политеха позволило выявить неизведанные ранее культуры бактерий, способные разрушать остатки нефти и нефтепродуктов. Новые эффективные нефтедеструкторы помещают в микробиологические музеи и разрабатывают на их основе биопрепараты.