Биотехнологии для снижения влияния нефтезагрязнений на почву и водоёмы в Республике Башкортостан

Биотехнология в настоящее время является одним из приоритетных направлений науки. Именно с её достижениями связывают благосостояние всего человечества и природы в обозримом будущем. Для Республики Башкортостан развитие данного направления крайне необходимо и играет важную роль, так как в республике основная отрасль промышленности - нефтедобыча и нефтепереработка, что закономерно связано с большим количеством нефте-загрязнений в регионе.

Попадание нефти и нефтепродуктов в экосистему может быть связано с утечкой из поврежденных трубопроводов, а также с фонтанированием из разбуренных и эксплуатационных скважин. Вследствие высокого уровня загрязнения земельные угодья отчуждаются от сельскохозяйственного оборота, так как они становятся малопригодными для земледелия. Помимо этого, имеет место нарушение экологического равновесия природных ландшафтов, замедление развития, а при высоких концентрациях обнаруживается даже и гибель живых организмов почвы.

Образовавшаяся тонкая пленка нефти на поверхности воды приводит к уменьшению ее испарения с данного участка на 60%. В результате чего происходит больший нагрев водной поверхности. А из-за быстрого перепада температур возникают более частые циклоны [1].

В Республике Башкортостан превышение нормативов содержания химических веществ выявлены в г. Уфа, Благовещенск, Дуванском и Салаватском районах. Основными загрязняющими веществами являются цинк, свинец, никель, мышьяк [2].

Чтобы восстановить плодородие загрязненных нефтепродуктами земель, потребуются десятки лет. Для их восстановления пользуются 4-мя основными методами очистки загрязненных почв и водных акваторий: механические, физико-химические, биологические и агрохимические [3].

Механический способ является одним из самых тяжелых и дорогих методов очистки. К нему относят обволоку загрязнения, замену и промывку почвы, откачку нефтепродуктов.

К физико-химическим способам относят обработку почв в устройствах с подогретыми водными растворами в присутствии поверхностно-активных веществ и экстракцию нефтепродуктов растворителями.

Агрохимические методы включаются в себя комплекс мероприятий, состоящий из вспашки и рыхления нефтезагрязненной почвы, внесения минеральных удобрений и мелиоративных работ на загрязненной территории.

Более перспективным способом очистки почв и акваторий признан биологический метод. Главными преимуществами данного метода является применение природных углеводород-утилизирующих микроорганизмов и относительная дешевизна метода.

Главным достоинством биотехнологий очистки нефтезагрязненных почв и вод является применение природных углеводо-родутилизирующих микроорганизмов. Ведь это делает их экологически безопасными, так как предполагает использование микроорганизмов, выделенных из образцов почв и вод, которые загрязнены нефтью и нефтепродуктами. Микроорганизмы, вводимые в экосистемы, не являются для нее чужеродным веществом.

В случае больших территорий загрязненных почв эффективнее осуществлять обработку биодеструкторами, при этом исключается необходимость в транспортировке загрязненных почв. При внесении в загрязненную почву чистых культур, осуществляющих окисление алифатических, ароматических и других углеводородов, происходит ускорение очистки почвы, что обеспечивает стабильность процесса биологического распада при низкой стоимости очистки.

Спектр микроорганизмов, участвующих в деструкции углеводородов нефти, включает в себя бактерии родов Pseudomonas, Flavobacterium, Acinetobacter, Aeromonas, Arthrobacter, Rhodococcus , дрожжи рода Candida, микромицеты Fusarium, Mucor, Trichoderma, Rhizopus, Penicillium [4].

Республика Башкортостан – одна из ведущих нефтеперерабатывающих регионов России. Первые нефтеперерабатывающие и нефтехимические заводы на территории Башкирии были построены в 1950-х годах в городах, расположенных вдоль реки Белая. Одновременно возникла проблема отходов нефтяного производства. На протяжении ряда лет имеет место проблема загрязнения подземных вод и почв левобережья реки Белой нефтью и нефтепродуктами при добыче и переработке нефти за предыдущие годы хозяйствования. Также одним из возможных источников утечки нефтешламов в Башкортостане являются подземные хранилища нефтяных отходов.

В г. Уфа была разработана серия поли-функциональных биопрепаратов-нефтедеструкторов под торговой маркой «Ленойл», предназначенная для очистки различных объектов окружающей среды от нефтяного загрязнения, обезвреживания нефтесодержащих отходов и восстановления почв. Создана и внедрена технология промышленного производства биопрепаратов серии «Ленойл» в виде культуральной жидкости и сухого порошка, которое осуществляет ЗАО НПП «Биомедхим». С июня 2012 г. было получено более 384200 л этих биопрепаратов в жидком виде и более 75210 кг – в сухом [5].

Биопрепарат основан на природном консорциуме микроорганизмов-нефтедеструкторов Bacillus brevis и Arthrobacter species. Принцип его действия заключается в методе биодеградации. Данный консорциум выделен из серой лесной почвы, искусственно загрязненной дизельным топливом. Он обладает высокой углеводородокисляющей активностью, адаптируется к высокому содержанию углеводородов и эффективно утилизирует субстрат в почвах.

Как и во многих регионах, в Башкирии перспективным направлением является разработка микробных препаратов углево-дородокисляющих микроорганизмов, иммобилизованных на твердых субстратах, которые способны сорбировать нефть. Главными компонентами биопрепаратов служат экологически безопасные бактериальные биомассы природных сапрофитных штаммов Acinetobacter bicoccum, Acinetobactervalentis, Arthrobacter sp., Rhodococcus sp . Штаммы бактерий выделены из активного ила нефтеперерабатывающего завода и загрязненных образцов почвы. Используемые штаммы непатогенны, нетоксичны и не оказывают влияния на ход естественных природных процессов [6].

Одним из перспективных решений является использование рекультивационных технологий, основанных на применении нетрадиционных мелиорантов. Это повы- шает производительность рекультивационных работ и снижает затраты на создание питательного слоя [7].

Также в 2021 году ученые Уфимского государственного авиационного технического университета Республики Башкортостан разработали новый экологически безопасный сорбент для очистки воды, загрязненной нефтью и нефтепродуктами. Его основу составляет свекловичный жом. У данной разработки есть ряд преимуществ, ведь жом – дешевое и максимально доступное сырье: только в Башкортостане работают два сахарных завода, каждый из которых ежегодно производит до 400 тыс. тонн жома. А сам сорбент – экологически чистый продукт, не наносящий вреда при-

Таким образом, главная роль в превращении углеводородов нефти и нефтепродуктов в почве и в воде принадлежит микроорганизмам, и чем больше их численность и разнообразие, тем значительнее их вклад в поддержание динамического равновесия в биосфере.

К сожалению, в настоящее время биотехнологические методы применяются в меньших масштабах, чем они того заслуживают. Используя их, необходимо исходить из природных микробных штаммов, модифицированных методами генной инженерии. В этом направлении Республика Башкортостан имеет богатый опыт и производит эффективный биопрепарат для очистки.

роде.