Pašreizējās tendences biotehnoloģiju attīstībā, lai aizsargātu vidi no naftas piesārņojuma, un to ieviešana Ukrainā

Vides piesārņojums ir ieguvis globālu raksturu, un ir nepieciešams veikt atbilstošus pasākumus, lai novērstu šo procesu un likvidētu jau esošos piesārņojuma avotus. Šajā sakarā fundamentāli jaunu biotehnoloģiju izstrāde un pielietošana, kuru pamatā galvenokārt ir mikrobioloģisko metožu izmantošana, ir īpaši svarīga Ukrainas jūras un naftas un gāzes kompleksu uzņēmumu vides drošības nodrošināšanai.
Perspektīvākais virziens naftas piesārņojuma likvidēšanā ir bioremediācijas metode, kurai nav alternatīvas. lielu platību piesārņojumam. Bioremediācija kā ar naftu piesārņotu augšņu un ūdens ekosistēmu atjaunošanas metode galvenokārt balstās uz degradējošo mikroorganismu bioķīmiskā potenciāla izmantošanu.
Pēdējā desmitgadē šiem nolūkiem ir ierosināti vairāki desmiti narkotiku. Slavenākās no tām ir zāles “Putidoil”, “Oleovorin”, “Naftoks”, “Uni-rem”, “Roder”, “Centrin”, “Pseudomin”, “Destroyle”, “Micromycete”, “Leader”, “Valentis”, “Devoroil” (Krievija), “Rodobel”, “Rodobel-T” (Baltkrievija), “Desna”, “Mikroorganismu konsorcijs”, “Simbinal”, “Rodex” (Ukraina). Šo preparātu sastāvā ietilpst vairāk nekā 20 veidu dažādu eļļu oksidējošu mikroorganismu monokultūras vai asociācijas: baktērijas, sēnītes, raugs. Tos piedāvā koncentrētu suspensiju, pastu, pulveru veidā (liofilizēta baktēriju kultūra). To izmantošanas trūkumi ūdenstilpju naftas piesārņojuma likvidēšanai, īpaši atklātā jūrā, ir grūtības radīt un uzturēt nepieciešamo degradējošo mikroorganismu koncentrāciju, jo tā strauji samazinās ūdens apmaiņas dēļ.
Dabiskos apstākļos mikroorganismi atrodas imobilizētā stāvoklī un ir piesaistīti cietajām daļiņām. Mikroorganismu fiksācija uz mikro- un makroagregātiem ir svarīga, pirmkārt, to vielmaiņas aktivitātes izpausmei. Strādājot pēc biokatalizatora principa, imobilizētām šūnām ir augsta vielmaiņas aktivitāte, būtiski nepalielinot brīvo šūnu biomasu. Tāpēc mūsdienu vides biotehnoloģijās tās ir imobilizētas naftas ogļūdeņražus noārdošās baktērijas ar zināmu paaugstinātu spēju piesaistīties cietai virsmai un ātrāku substrātu kolonizāciju, salīdzinot ar plaši izmantotajām brīvajām baktēriju šūnām. Šīs imobilizēto baktēriju īpašības nodrošina to ātru iekļūšanu dabiskajās ekonomikās un augstu destruktīvo aktivitāti.
Pašlaik imobilizētās mikroorganismu šūnas tiek efektīvi izmantotas rūpnieciskajās biotehnoloģijās kā potenciāli ļoti aktīvi biokatalizatori, kas spēj veikt polienzimātiskus procesus. Šīs tehnoloģijas produkts ir AES Econad izstrādātais Econad biopreparāts, pirmais NVS — sorbents un ogļūdeņražu iznīcināšanas eļļa, kuras pamatā ir imobilizētu baktēriju šūnu izmantošana. Šo zāļu ražošanas tehnoloģija, kuras pamatā ir dabisko komponentu izmantošana kā reaģenti, nodrošina imobilizētu baktēriju šūnu veidošanos biofloku veidā – vienu no šūnu agregācijas veidiem, ko, savukārt, var stingri fiksēt, nesabojājot šūnas. uz nesējiem – t.i., uz jebkādiem substrātiem (augsne, smiltis, augu atliekas, minerāli u.c.), neatkarīgi no to porainības. Econadin ir Pseudomonas fluorescens baktēriju (divu celmu asociācija) biofloks, kas fiksēts uz organiskā substrāta – kūdras. Biofloc satur noteiktu barības vielu daudzumu – minerālu un organisku, kas veicina baktēriju dzīvotspējas ilglaicīgu uzturēšanu, to fizioloģisko un destruktīvo (funkcionālo) aktivitāti un eksopolisaharīdu dabas naftas produktu emulgatora aktīvo sintēzi ar pseidomonādiem. . Tā rezultātā emulģētie naftas produkti ir vieglāk noārdāmi ūdens vidē. Bioflokiem ir paaugstināta izturība pret piesārņotājiem un tie izraisa aktīvu degradējošu baktēriju ieviešanu augsnes un ūdens ekosistēmās. Tajā pašā laikā biofloki nodrošina barotnes buferizāciju pie pH 7, kas veicina eļļas ogļūdeņražu un citu organisko savienojumu dziļu sadalīšanos.
Zāļu “Econadin” sorbcijas spēja attiecībā pret naftas ogļūdeņražiem pārsniedz zināmos organiskos sorbentus. Eļļas adsorbciju uz preparāta pavada tās biokatalītiskā transformācija, bet desorbcija praktiski nenotiek. Atšķirībā no baktēriju preparātiem, kas iegūti, fiksējot mikroorganismus uz neitrāliem sintētiskas vai minerālas izcelsmes sorbentiem, Econadin dabiskā organiskā nesēja dēļ tiek pilnībā izmantots dabiskajā vidē.
Vairāk nekā divdesmit gadu pieredze “Econadin” sastāvā esošo baktēriju iznīcinātāju mikroorganismu celmu izmantošanā ir pierādījusi to efektivitāti rūpniecisko lietus ūdeņu attīrīšanā no noturīgām organiskām azo krāsvielām, pesticīdiem, virsmaktīvām vielām, fenoliem, policikliskajiem aromātiskajiem ogļūdeņražiem. , formaldehīds utt.
Patlaban Econad Research and Production Enterprise turpina izstrādāt jaunus sorbentu veidus – naftas ogļūdeņražu destruktorus. Tātad, pamatojoties uz sadzīves sorbentu – paplašinātu hidrofobizētu perlītu “Zhemchug”, tika izveidots principiāli jauns sorbents, kuram ir arī izteikta destruktīva darbība. Šis sorbents-destruktors ir alumīnija silikāta granulas ar porainu virsmu, apstrādātas ar ūdeni atgrūdošu līdzekli un kā destruktīvs sākums satur Pseudomonas ģints baktēriju bioflokus.
Daudzsološa attīstība jaunajā “ekonadīna” vides biotehnoloģiju virzienā ietver metodi, kā iegūt bioemulgatoru, ko ražo destruktora baktērijas. Emulgators nav toksisks, nesatur sintētiskas virsmaktīvās vielas un paātrina naftas produktu iznīcināšanas procesus ūdens ekosistēmās ne tikai ar specializētām degradējošo baktēriju kultūrām, ko ievada rezervuārā, bet arī ar vietējās mikrofloras pārstāvjiem.
Turklāt Econad Research and Production Enterprise ir izveidojis īpašas biosorbcijas stieņus, kam ir gan sorbcijas, gan destruktīva darbība saistībā ar plašu naftas produktu klāstu, jo Econadin kā pildviela tiek izmantots. Tajā pašā laikā tiek ražota to vienkāršotā versija – sorbenta stieņi ar sintētisko pildvielu, kas ļauj samazināt to izmaksas. Izlices paredzētas ūdens vides tīrības uzturēšanai vietās, kur iespējama naftas plēvju veidošanās (profilaktiskos nolūkos naftas atradņu, naftas termināļu, ostu un kuģu būvētavu piestātņu zonās u.c.); naftas lokalizācijai un savākšanai nelielu (fokālu) noplūžu gadījumos; naftas lokalizācijai un savākšanai seklos ūdeņos, piekrastes aizsardzībai no naftas piesārņojuma, jūras teritoriju un iekšējo ūdeņu naftas piesārņojuma likvidēšanai. Uz sauszemes tos izmanto, lai ierobežotu noplūdes un novērstu piesārņojuma izplatīšanos.
Negadījumi uz naftas vadiem joprojām ir būtiska vides problēma degvielas un enerģētikas kompleksa uzņēmumos to nolietojuma, novecošanas, kā arī naftas un naftas produktu transportēšanas laikā ar dažādiem transporta veidiem. Cauruļvadu bojājumi, kas saistīti ar neatļautu savienošanu, arī rada ievērojamu kaitējumu videi. Pasākumiem šādu ārkārtas situāciju novēršanai, pirmkārt, jābūt vērstiem uz naftas piesārņojuma lokalizāciju, novēršot tā iekļūšanu gruntsūdeņos un rezervuāros. AES Econad izstrādātajā piesārņotās augsnes segas un lauksaimniecības zemes atjaunošanas pasākumu kompleksā ietilpst: naftas piesārņojuma lokalizācija, komerciālo naftas produktu, kā arī piesārņoto augu atlieku savākšana pārstrādei vai apglabāšanai; ķīmiskā rekultivācija (minerālu – bentonīta mālu, karkasa silikātu, sarkano dūņu, boksīta rūdas izmantošana) un bioremediācija. Pielietotās tehnoloģijas pamatā ir agrotehnisko pasākumu kompleksa (aršana, minerālmēslu uzklāšana, apūdeņošana) un speciālo biotehnoloģisko pasākumu izmantošana, izmantojot Econadin preparātu un naftas produktu iznīcināšanas baktēriju šķidro kultūru. Lauksaimniecības zemēm papildus tiek veikta bioloģiskā meliorācija (fitomeliorācija).
Liela nozīme vides piesārņojuma līmeņa samazināšanā ar naftas produktiem un citiem bioloģiski izturīgiem piesārņotājiem ir lokālu attīrīšanas iekārtu un slēgtu ūdensapgādes sistēmu izveidei, kas balstīta uz mikrobioloģiskām attīrīšanas metodēm, tostarp izmantojot ekonadina tehnoloģijas. Tie ir Econad filtri, bioplato, biosorbentu stieņu izmantošana nostādināšanas dīķu kaskāžu sistēmās. To izmantošana uzņēmumu Karpatnaftohim (Kalush), AK Cargill (Doņecka), VOLVO degvielas uzpildes stacijā, Pobedy parkā, tramvaju un trolejbusu depo (Kijeva), 5 kūrorta Zatoka atpūtas centros un citos attīrīšanas iekārtās parādīja augstu efektivitāti. tādi risinājumi.
Ekodinamiskās tehnoloģijas tiek plaši izmantotas Odesas, Izmailas, Kerčas, Reni ostu ūdeņu tīrīšanai. Plašu pieredzi ir uzkrājuši Južnijas komerciālās jūras ostas ekologi, kuri atkārtoti un veiksmīgi lietojuši šo narkotiku pat atklātā jūrā.
Ar vienlīdz veiksmīgi mūsu tehnoloģijas avāriju seku likvidēšanai un ar naftu piesārņoto zemju un iekšējo ūdeņu atjaunošanai izmanto arī uzņēmumi Ukrnafta, Uktransnafta, Ukrgasdobycha uc, taču arī to darbības joma neaprobežojas ar to. Tādējādi Ukrainas un Amerikas uzņēmums Raytheon Technical Services, kas veica stratēģisko bumbvedēju un cita militārā aprīkojuma demontāžu Kopīgās draudu samazināšanas programmas ietvaros, ir uzkrājis pozitīvu pieredzi Econadin narkotikas izmantošanā, lai likvidētu tehnomobili. pirmās palīdzības aptieciņas, kas ir neizbēgamas šādu darbību laikā, Econad Research and Production Enterprise ir izstrādājis un ražojis Econad ekoloģisko pirmo palīdzību. komplekti ir sācies. Šīs mobilās aptieciņas ir aprīkotas ar instrumentu komplektu, lai ātri savāktu izlijušos naftas produktus no augsnes, asfalta un betona virsmām, kā arī novērstu to nokļūšanu lietus kanalizācijā.
Neskatoties uz acīmredzamajām priekšrocībām un daudzu gadu pozitīvo pieredzi biotehnoloģiju pielietošanā naftas, gāzes un jūras rūpniecības uzņēmumos, to rūpnieciskās ieviešanas mērogs mūsdienās ir acīmredzami nepietiekams. Pirmkārt, tas ir saistīts ar vietējo normatīvo dokumentu trūkumu biotehnoloģiju izmantošanā, nepietiekamo vides speciālistu sagatavotības līmeni šajā jautājumā, absolūti niecīgo finansējumu pētnieciskajam darbam šajā jautājumā, gan no ministrijas zinātnisko institūciju puses. Ukrainas Izglītības un Ukrainas Nacionālās Zinātņu akadēmijas un departamentu pētniecības iestādēm.