ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ БИОСУРФАКТАНТОВ НА ДЕГРАДАЦИЮ НЕФТЕПРОДУКТОВ НА ПОВЕРХНОСТИ ВОДЫ Ягофарова А.Я.,Шарипов Р.С.,Бердимуратова К.Т.,Молдагулова Н.Б.

Республиканское государственное предприятие "Национальный Центр Биотехнологии


Номер: 10-
Год: 2014
Страницы: 32-35
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

биосурфактанты, вода, ИК спектроскопия, деструкция нефтепродуктов, метрологические характеристики, biosurfactants, water, IR spectroscopy, oil degradation, the metrological characteristics

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

Статья посвящена исследованию влияния бисурфактантов штаммов УОМ Pseudomonas aeruginosa КИБ, Rhodoccus ruber КЛ4, Rhodococcus erythropolis КЛ4, Bacilus роlymyxa ДН на деструкцию нефтепродуктов на поверхности воды. Проведена статистическая обработка данных, полученные метрологические харакетристики свидетельствуют о воспроизводимости и достоверности полученных результатов.

Текст научной статьи

На сегодняшний день использование биосурфактантов в процессе очистки от углеводородов объектов окружающей среды является самым многообещающим методом. Благоприятные влияния биосурфактантов в процессах биоремедиациисводятся к снижению поверхностного и межфазового натяжения, а также солюбилизации и эмульгированию углеводородов. Возможность биосурфактантов совместно с бактериями продуцентами биоПАВ влиять на степень деструкции углеводородов изучалось многими авторами. В работе [1] исследовали способность биосурфактанты продуцируемы штаммом Pseudomonas sp. LP1 окислять нефть и дизельное топливо. В результате степень деструкции двух компонентов была выше 90%. Исследование штамма продуцента биосурфактантов Brevibacter sp. PDM-3 показало, что данный штамм способен разрушать фенантрен и другие полиароматические углеводороды такие как антрацен и флуорен [2]. В работе [3] изучали влияние фосфолипидов на биодеградацию алифатической и ароматической фракции легкой нефти в лабораторных условиях. Установлено, что деструкция углеводородов после добавления биосурфактантов увеличивается на 13%. Следовательно, добавленные фосфолипиды увеличивают биодоступность микробных консорциумов для биодеградации. Поэтому в данной работе представлены результаты исследования влияние биосурфактантов отобранных культур на деструкцию нефти на поверхности воды. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ В качестве исходного материала использовали штаммы нефтеокисляющих микроорганизмов Pseudomonas aeruginosa КИБ, Rhodoccus ruber КЛ4, Rhodococcus erythropolis КЛ4, Bacilus роlymyxa ДН. Для получения экзогенных метаболитов микроорганизмы культивировали на минеральной среде Ворошиловой-Диановой (В-Д) при температуре 37 ºС в течение пяти суток на перемешивающим устройстве Stuart 150. Культуральную жидкость осаждали центрифугированием на центрифуге BeckmanJ2-21 (Германия) при 10 тыс об/мин в течение 30 минут, при комнатной температуре. Разрушение нефтяной пленки на среде В-Д оценивали методом ИК Фурье - спектроскопии на спектрофотометре Perkin Elmer Spectrum BX по следующей методике: 100мл нефтезагрязненной воды переносили в делительную воронку на 250мл и устанавливали pH воды pH≤2. Для установления pH к раствору воды добавляли примерно 5мл разбавленного раствора H2SO4(1:9). После установления кислой среды в делительную воронку добавляли 10мл CCl4 и непрерывно встряхивали 10мин, периодически открывая кран делительной воронки, выпуская воздух. После экстракции делительную воронку оставляли на 10мин до полного расслоения. Сливали 25мл эмульсии в стакан, убрали верхний водный слой микропипеткой и высушивали, добавляя 3г. безводного сульфата натрия в стакан, оставляя на 10-15 мин, далее раствор фильтровали. Проводили подготовку колонки для хроматографии полярной части экстрактов воды. Стеклянную колонку забивали ватный пыж и насыпали ~ 2г оксида алюминия (для воды 2,5 - 3г). Колонку подвешивали на лапке в штативе, снизу поставили приемник, наливали в колонку 4 мл СС14. Для очистки пробы в подготовленную колонку осторожно наливали 1мл экстракта пробы (для воды 3мл), затем заливали в колонку 8мл СС14. После того как жидкость полностью пройдет через слой сорбента, убрали приемник и доводили объем пробы до 10мл. Полученные после разбавления растворы измеряли на приборе ИК-Фурье спектрометр Spectrum BX-II в порядке возрастания их концентрации. Исследуемые образцы также замеряли на приборе, проводя через все этапы пробоподготовки вычитывая из сигнала самого образца значения сигналов пустой кюветы и растворителя. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЯ Для определения влияния полученных биосурфактантов на деструкцию нефтяной пленки на поверхности воды проводили эксперимент по следующей схеме (рисунок1): Рис. 1 - Схема эксперимента по изучению влияния биоПАВ на степень деструкции нефтепродуктов В качестве культуры углеводородокисляющего микроорганизма(УОМ) использовали штамм Bacillus polymyxa ДH с титром 108 КОЕ/мл, который вносили в морскую воду с соленостью 4‰ и с 1% загрязнением нефтью (плотность - 0,8 г/см3). В следующем варианте использовали биоПАВ с концентрацией 0,1 и 0,5 мг/л. В третьем варианте использовали ассоциацию: штамм УОМ Bacillus polymyxa ДH(108 КОЕ/мл)и биосурфактанты (0,1 и 0,5 мг/л). Контроль - морская вода с соленостью 4‰ и 1% загрязнением нефтибез внесения микроорганизмов и биосурфактантов. Степень деструкции нефтепродуктов определяли методом ИК-спектроскопии на 7 и 14 сутки.Спектры приведены на рисунках 1,2. Рис. 1 - ИК спектры нефтепродуктов на седьмые сутки после внесения УОМ и биоПАВ Рис. 2 - ИК спектры нефтепродуктов на четырнадцатые сутки после внесения УОМ и биоПАВ Из рисунков видно, что на 7 и 14 сутки в вариантах с биосурфактантами различного содержания количество нефтепродуктов незначительно снижается по сравнению с контролем, более того, в случае внесения культуры УОМ и ассоциации концентрация нефтепродуктов понижается в 2,5 раза. Для наработки статистических данных и проверки воспроизводимости полученных результатов данный эксперимент воспроизводился три раза. Результаты представлены в таблице 1 и 2. Таблица 1 Результаты деструкции нефтепродуктов на седьмые сутки в различных вариантах и их метрологические характеристики, (n=6, p=0,95) название А,% S Sr Контроль 1,24 0,13 10,27 1,24±0,09 биоПАВ + УОМ 67,95 1,78 2,62 67,95 ± 1,87 УОМ 62,41 1,13 1,81 62,407 ± 1,19 биоПАВ 0,1мг 2,44 0,42 17,33 2,44 ± 0,44 биоПАВ 0,5мг 1,89 0,13 6,74 1,89 ± 0,13 Таблица 2 Результаты деструкции нефтепродуктов на седьмые сутки в различных вариантах и их метрологические характеристики, (n=6, p=0,95) название А,% S Sr Контроль 1,24 0,13 10,27 1,24±0,09 биоПАВ + УОМ 75,03 7,03 9,37 75,02 ± 7,38 УОМ 65,48 4,89 7,47 65,48 ± 5,13 биоПАВ 0,1мг 4,23 0,51 12,10 4,225 ± 0,54 биоПАВ 0,5мг 3,89 0,41 10,48 3,89 ± 0,43 Из таблиц видно, что значения стандартного и относительно стандартного отклонения показывают воспроизводимость и правильность полученных результатов, доверительный интервал показывает наиболее вероятное соответствие среднего значения истинной величине. На основании полученных данных можно сделать вывод, что использование культуры УОМ совместно с биоПАВ улучшает степень деструкции нефтепродуктов на 10%, по сравнению с использованием культуры УОМ без биоПАВ, что согласуется с литературными данными. Метрологические характеристики указывают на правильность и воспроизводимость полученных результатов.

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.