Көмірсутек тотықтыратын микроорганиздер

МАЗМҰНЫ
Кіріспе 4
1. Әдебиетке шолу 5
1.1 Көмірсутек тотықтыратын микроорганиздер 5
1.2 Мұнай және мұнай өнімдері көмірсутектерінің биодеструкциясы 12
2. МАТЕРИАЛДАР ЖӘНЕ ЗЕРТТЕУ ӘДІСТЕРІ 19
2.1 Зерттеу материалдар 19
2.2 Қоректік орталар 19
2.3 Зерттеу әдістері 21
3. НӘТИЖЕЛЕР МЕН ТАЛДАУЛАР 24
ҚОРЫТЫНДЫ 28
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 29
Түйіні 33
РЕФЕРАТ
Бітіру жұмысы 29 беттен, 4 кестеден және 34 аталған
Кілт сөздер: топырақ, микрофлора, мұнай, мұнай өнімдері, бактериялар, көмірсутек
Жұмыстың зерттеу мақсаты мұнаймен ластанған әртүрлі субстраттардан бөлініп алынған
Бұл жұмыста Жетібай кен орынын ластанған топырақтан бөлініп алынған
Осылайша морфологиялық культуралдық және физиологиялық-биохимиялық белгілерді зерттеуде алынған мұнай
Кіріспе
Мұнай мен газ өндірудегі жұмыстардың дамуы экономикалық пайдалылығымен қатар,
Жылына мұнай және мұнай өнімдерін қолдану және тасымалдау кезінде
Мұнаймен ластанған экожүйенің қайта қалпына келу процесі ұзақ уақыт
Топырақты әртүрлі күйдегі, құрамдағы мұнай өнімдерінен тазалаудың перспективті әдісіжердің
Мұнай көмірсутектерінің биодеградация процесін тездету ауаны көбейту арқылы, минералды
Осыған байланысты қазіргі зерттеулердің мақсаты мұнаймен ластанған әртүрлі субстраттардан
1. Әдебиетке шолу
1.1 Көмірсутек тотықтыратын микроорганиздер
Топырақтың тірі организмдеріне мұнайдың әсері оның концентрациясына байланысты. Төмен
Көмірсутектерді асимиляциялау қабілеттілігі тек микроорганизмдермен ғана шектелмейтін табиғи құбылыс.
Мұнайдың барлық көмірсутектері топырақ микроорганизмдерімен сіңірліле алады: тік және
Топырақта сұйық парафиндерді тотықтыруға қабілетті микроорганизмдер кездеседі. Микроорганизмдердің сұйық
Метанды тотықтыратын бактериялар пропанды қолдануға қабілетсіз және керісінше пропанды
Жеңіл парафиндердің биологиялық тотығуы аз зерттелген. Оларды сіңіретін
Көміртек көзі ретінде ароматтық көмірсутектерді қолданатын микроорганизмдердің таралуын көптеген
Циклоалкандардың есебінен микроорганизмдердің өсуін тек кейбір авторлар ғана байқаған.
Қазіргі кезде әртүрлі систематикалық топтағы микроорганизмдердің көмірсутектерді ыдырату есебінен
Мұнай көмірсутектерін тотықтыратын ашытқыларға көп зерттеулер арналған. Бұл жұмыстардың
Кейбір жұмыстарда мұнай өнімдері сіңген субстратта саңырауқұлақтар аз кездесетіндігі
Бактериялық клетка өнеркәсіптің дамуының нәтижесінде жиналатын улы химиялық заттардың
Pseudomonas өкілдері жете зерттелген. Олардың арасында мұнай сіңген топырақта
Родококктар көміртек пен энергияның жалғыз көзі ретінде әртүрлі органикалық
Мұнаймен ластанған топырақтан 45-65 0С температурада өсетін термофильді аэробты
Кейбір микрококктар 12 және одан да көп көміртек атомды
Микробактериялармен аралас дақылда Pseudomonas aerugіnosa жақсы өседі. Бұл былай
Аралас дақылды таза дақылға қарағанда тотығу дәрежесінің жоғарғы болуы,
Бірақ мұнайдың көмірсутектерін бірге қолдану табиғи жағдайда деструкциясын зерттегенде
Мұнай тотықтырушы микроорганизмдердің мұнай өнімдерінің жоғары концентрациясына бейімделуін жаңа
Адаптация жайлы айтқанда мыңдаған жылдар жүретін эволюциялық адаптация мен
Микроорганизмдердің әртүрлі химиялық қосылыстарға, өнеркәсіптік және тұрмыстық химияның қалдықтарына
1.2 Мұнай және мұнай өнімдері көмірсутектерінің биодеструкциясы
Мұнай құрамындағы бөліктердің биодеструкциялық механизмдері бірдей емес. Мұнай құрамындағы
Алкандар негізінен мұнайдың 25-35-пайыз құйамыз. Еріген күйдегі көмірсутектерді есепке
Ұзын тізбекті алкандарды көптеген бактериялар пайдалана алады. Көпшілік микроорганиздер
Қазіргі кезде н- алкандардың үш тотығу жолы келтірілдеді: монотерминалды,
Парафин+О2+NAD(H2 монооксигеназа алифатикалық спирт+ +NAD+H2O
Парафиндердің кейінгі тотығуы ұзын тізбекті май қышқылдардың тотығу жолымен
R(CH2 CH2(CH2)n CH2 R((
OOH
R(CH2 CH(CH2)nCHR(( R(CH2
OOH OOH
Осылайша, алифатикалық спирттермен қатар гидропероксидтер, карбон қышқылдары, сонымен бірге
Циклды алкандар (нафтендер) мұнайдың барлық фракцияларында кездеседі. Олардың мөлшері
Циклды көмісутектерде аралас культуралар ғана дамиды /29/. н- гептанды
СН2 СН2
О2
Н2 С СН2
СН2-СООН
СН2
Циклопентан глутар қышқылы
Ароматты көмірсутектер (арендер) тірі организмдер пайдалана алмайды немесе қиын
Пирокатехинге дейін ароматты сақинасында 1 және 2 жағдайдағы бір
Н
О2
Диоксигеназа
ОН Х
ХН2
Бензол
Бензол сақинасы диоксигеназ көмегімен цис – 1,2-дигидро 1,2-дигидроксибензолға дейін
1,3 немесе 1,4 жағдайдағы екі ауыспалы тобы бар немесе
О2 + ХН2
ОН
фенол
Фенолды ароматты қосылыстар монооксигеназа көмегімен гидрилденеді. Бұл кезде оттегінің
Ароматты сақиналардағы ауыспалы топтар, мысалы: хлор, нитротоптар, сульфотоптар әдетте
Пирокатехиндегі ароматикалық сақинаның бұзылуы диоксигеназамен жүзеге асады. Бұл кезде
ОН
пирокатехаза
О
ОН
СООН
О
C=O
Алдымен О2 молекуласы көміртек атомдарының гидроксилді топтарына байланысып, циклді
Пирокатехинның мета-ыдырауы гидроксилді топпен және алмаспайтын көміртегі атомымен байланысқан
Пирокатехин тотығуының соңғы өнімдері сірке қышқылына дейін ыдырайтын пирожүзім
ОН
метапирокатехаза
СНО
ОН
Пирокатехин
Пара - жағдайдағы сутегінің карбоксилмен алмасқан пирокатехинның туындысы –
НООС
ОН
---------- протокатехоат 3,4
ОН диоксигеназа
СООН
Протокатехой қышқылы
Протокатехой қышқылының мета- ыдырау жолы әртүрлі микроорганизмдерде екі түрлі
Көптеген микроорганизмдерде гомопротокатехой қышқылының бензол сақинасының ыдырауы 2,3- немесе
Пирокатехин туындысының пара- жағдайдағы сутегінің гидроксилге ауысқан оксигидрохинонның ыдырау
Гензин қышқылы сақинасының ыдырауын гентизат-1,2-диоксигеназа (К.Ф.1.13.11.4) катализдейді, бұл малеинпирожүзім
СООН
С=О
СООН
ОН
НО
ОН
Гентизин қышқылы
Микроорганизм түріне байланысты малеинпирожүзім қышқылының метаболизм екі бағытта жүруі
Гомогентизин қышқылының ыдырау процесін гомогентизатоксигеназа ферменті жүзеге асырады. Мұнда
2. МАТЕРИАЛДАР ЖӘНЕ ЗЕРТТЕУ ӘДІСТЕРІ
2.1 Зерттеу материалдар
Зерттеу обьектісі. Жұмыста Жетібай мұнай газ мұнай кешенінің аймағынан
2.2 Қоректік орталар
Ет-пептонды агар (ЕПА) ортасы. Оңай сіңірілетін полипептиді бар еттің
Етпептонды сорпа: 250 мл. гидролизаттына 750 мл. су қосып,
Кинг-А ортасы. (г/л дистилденген суға) пептон - 20; агар
Кинг-В ортасы. (г/л дистилденген суға) пептон - 20; агар
Ет-пептонды желатин (ЕПЖ) ортасы. Ет-пептонды сорпаға 10-15-пайыз желатинді қосамыз.
Көмірсулар ортасы. (г/л дистилденген суға) К2НРО4 - 1; (NH4)2НРО4
Е8 синтетикалық ортасы. (г/л дистилденген суға) КН2РО4 - 0,7;
Хью Лейвсон ортасы. (г/л дистилденген суға) пептон - 0,2;
Денитрификация процесін түзуге арналған ортасы. Ет-пептон сорпасы – 6-8
Лецитиназды белсенділігін бақылауға арналған ортасы. Ет-пептон агарды “жұмыртқаның ертіндісіне”
Сүтке әсері сүтті сепарацияалау арқылы майсыздандырады немесе 15 мин.
Эшби ортасы (г/л) манит 20 КНPО - 0,2; MgSO
Картопта өсуі. Картоптың 4-5 см-лк кесектерін NaHCO3 1 пайыздық
2.3 Зерттеу әдістері
Желатинді ыдыратуын анықтау.
25-пайыздық ет-пептонды желатинге бактерияларды 30 тәулік дақылдандырылады. Қарастырғанға жеңіл
Крахмалды (амилаза) ыдыратуын қарастыру.
Ет-пептонды қоректік ортасы бар табақшаларға, 0,2 пайыз крахмал ерітіндісін
Пигмент түзу жағдайларын анықтау.
А) Бактериялардың әртүрлі пигменттерді синтездеуін агары бар Кинг-А қоректік
Б) Сары-жасыл флюоресценсиялаушы пигментінің түзілуін бақылау. Егер көптеген орталарда
Көмірсуларға қарап: қышқыл, сілті, газ түзу деңгейін бақылау.
Егілген культураларды 3 аптадан соң қарастырады, шөптесін түстен сарғыш
Хью және Левсон орталарында глюкозадан қышқылдың түзілуі.
Культуралар екі пробиркадан (5мл. ортадан құйылған) егілді. Екі пробирканың
Сүтке әсері. Қышқыл түзіп, лактозаның қолданылуын индикатор түсінің өзгеруімен
Азотсыз Эшби ортасында микроорганизмдердің өсімі. Егу штрих бойынша жүргізіліп,
Оттегіге қатынасы. ЕПА ортасы әрбір зерттелінетін микроорганизм түріне 4
Температураға қатынасы. Қиғаш агарға егілген культуралар 50С, 290С, 370С,
Натрий хлор концентрацияларына қатынасы. Бактериялардың тұз қышқылына сезімталдығы 2,5-пайыз
Нитраттың түзілуі. Нитраттарды түзу қабілеттіліктері ЕПС ортасына 0,2-пайыз KNO3
Нитриттың N2 дейін тотықсыздануын қантқыларда түзілген газдармен бақылады.
Аммиактың түзілуі.
ЕПС ортасын пробиркаларға 8-10 мл-ден қүйып, 1 атм. 30
3. НӘТИЖЕЛЕР МЕН ТАЛДАУЛАР
Мұнай көмірсутектерін пайдалану микроорганизмдердің әртүрлі систематикалық топтарына тән. Оларға
Біздің жұмыста белсенді микроорганизмдер мұнай диструкторларын бөліп алуға жинақтық
Жинақтық культураларда П-6 және П-16 штамдары бөлініп алынды. Олар
Бөлініп алынған штамдарың әртүрлі мұнай өнімдерінде өсу қабілеттіліктері зерттелінеді
1 Кесте. Әр түрлі мұнай өнімдері қосылған орталарда культуралардың
Мунай Диз.топл Керосин Бензин Мазут
П-6 ++ +++ ++ +++ +
П-16 ++ +++ +++ ++ ++
Ескертпе: + - әлсіз өсім, ++ - орташа өсім,+++
Осылайша, зерттеу жұмыстары нәтежесінде көміртек пен энергияның жалғыз көзі
Культуралардың систематикалық орнын анықтау мақсатында олардың морфологиялық - культуралдық
Морфологиялық-культуралды белгілері
ЕПА ортасында культуралар дөңгелек, шеттері тегіс немесе толқынды шеттері
Клеткалар таяқша пішінді, грам теріс және қозғалмалы болып келген.
ЕПС ортасында біріңғайлай түзіп, кейде шайқағанда спиралды көтерілетін әлсіз
2 Кесте. Морфологиялық-культуралды белгілері және қасиеттері
П-6 П-16
Пішіні мен мөлшері Таяқша, 4,9*1,9 Таяқша, 4,7*1,6
Қозғалғыштығы + +
Капсула түзуі + +
Спор түзуі - -
Граммен боялуы - -
Колонияға сипаттама (ЕПА) Шеттері тегіс, толқынды беттік, көрнісі тегіс
Картопта өсуі Жайылып өскен Жайылып өскен
Сұйық ортада өсуі (ЕПС) Бірқалыпты лайланған ортаі, шайқағанда
Ескертпе: + - белгілі қасиеттің орындалуы
-- - белгілі қасиеттің орындалмауы
Физиологиялық-биохимиялық белгілері
Бөлініп алынған штамдар желатинді ыдыратады, бірақ крахмалды гидролиздемейді. Культуралар
3 Кесте. Бөлініп алынған культуралардын физиологиялық-биохимиялық қасиеттері
П-6 П-16
Крахмалдың гидролизі - -
Желатинді суйылтуы + +
Аммияктың түзілуі + -
Лецитиназды активтілігі + +
Нитратты тотықсыздандыруы - -
Азотсыз Эшби ортасында өсуі - -
Дентрификация + -
Сүтке әсері Лактозаны ыдыратады Лактозаны ыдыратпайды
Оттегі қатынасы Аэробы Аэробы
Каталазды активтілігі + +
Хью және Лейвсон ортасында глюкозадан қышқылдың түзілуі қышқыл газ
2,5% NaCl
6,5% NaCl +++
++ +++
++
29oС
5oС
37oС
42oС өсуі +++
+++
+++
+++ +++
+++
+++
+++
Ескертпе: -- белгілі қасиеттің орындалмалуы
+ - белгілі қасиеттің орындалуы
++ - қасиет жақсы көрінген
+++ - қасиет анық көрінген
Екі культурада бірқатар қанттарды ассиммиляциялайды (4 кесте). Зерттелінген штамдар
4 Кесте. Бактериялардың әртурлі көмірсу көздерін пайдалануы
Көмірсулар П-6 штамм П-16 штамм Көмірсулар П-6 штамм П-16
Мальтоза - - Аланин - С
Маннит - - (+) сорбит - Қ
Арабиноза - - Инозит - Қ
Дульцит - - (+) рамноза - Қ
Лактоза - - Аспарагин - С
Глюкоза Қ Қ Сахароза Қ Қ
Ескертпе: Қ - қышқылдын түзілуі; С – сілтінің түзілуі;
Берги анықтаушысы бойынша Pseudomanas туысына спора түзбейтін, микроскопиялық препараттарда
Мұнай тотықтырғыш бактериялардың бөлініп алынған ортасына байланысты бір қатар
Осылайша морфологиялық және культуралдық, физиологиялық және биохимиялық белгілерді зерттеуде
Алынған натижелер бойынша көмірсутектерді белсенді тотықтыратын бактериялардың көпшілігі Pseudomonas
ҚОРЫТЫНДЫ
Қазақстан Республикасында жыл сайын мұнай кен орындары және тұрмыстық
Микробиологиялық әдістемелерді пайдаланудың алғы қадамдарының бірі көмірсутек тотықтыратын белсенді
Жұмыс барысында Жетібай кен орынын мұнай және мұнай өнімдерімен
Көмірсутек тотықтыратын микроорганизмдердің әртүрлі көмірсутек көздерінде және әртүрлі көмірсу
Көмірсутек тотықтыратын 2 штамның морфологиялық-культуралдық, физиологиялық-биохимиялық қасиеттерің зерттеп, алынған
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
Патент РФ№ 2019527. Способ очистки от нефтяных загрязнений. Опубл.
Ахмедов А.Г., Ильин Н.П., Исмаилов Н.М., Пиковский Ю.И., Особенности
Ajіthknmar P.V., Kunhі A.A., M. Pathwas for 3-chloro and
Сорокин Т.А., Мишустин Е.Н., Писарчук Е.Н. Закономерности распространения неспорообразующих
Киреева Н.А. Почвенные микроорганизмы как индикаторы загрязнений углеводородами //
Рrak Dіanne J. Lunіng, Prіtchard Parmely H. Degradatіon of
Квасников Е.И., Клюшникова Т.М. Микроорганизмы – деструкторы нефти в
Балашова Н.В., Кошелева И.А., Филонов А.Е., Гаязов Р.Р., Боронин
Solanas A.M., Pares R., Bayona J.M. Degradatіon of aromatіc
Пунтус И.Ф., Филонов А.Е., Кошелева И.А., Гаязов Р.Р., Карпов,
Селифонов С.А., Слепенькин А.В., Аданин М.В., Гречкина Г.М., Старовойтов
Thomas J.V., Yore І.R., Amodor J.A., Alexander M. Rates
Ивановский В.И. Химия гетероциклических соединений. М., 1978. С.110-111.
Суровцева Э.Г., Ивойлова В.С., Беляев С.С. Физолого-биохимические свойства штамма
Микробная деградация нафталина и фенантрена в модельных почвенных системах:
Звягинцев Д.Г., Кожевин Л.Д. Проблемы риска при интродукции микробных
Куличевская И.С., Гузев В.С., Паников Н.С. Популяционная динамика углеводородокисляющих
Исмаилов Н.М. Деградация ароматических углеводородов дрожжами // Материалы 6
Киреева Н.А. Микроскопические грибы – биодеструкторы нефтяных углеводородов в
Horіnouchі Masae, Nіshіo Youshі, Shіmpo Erіko, Rugsfsttl Sugіma. Removal
Квасников Е.И., Кривицкий И.П., Тиньянова Н.З. Нафталинокисляющие бактерии Западно-украинских
Бобков Т.С., Злочевская И.В., Рудокова А.К., Чекунов Л.Н. Повреждение
Милехина Е.И., Борзенков И.А., Звягинцева И.С., Кострикина Н.А., Беляев
Станиер Р. Адаптация у микроорганизмов. М.,1956, 102с.
Комарова Т.И. Окисление углеводородов бактерий рода Pseudomonas в чистой
Порошенко Г.Г., Абилев С.К. Антропотогенные мутагены и природные антимутагены
Богомолов А.И., Гайле А.А., Громова В.В. Химия нефти и
Соколов В.А., Харламкович Г.Д., Производство и использование ароматических углеводородов,
Crawford R.L., Frіck T.D. Rapіd spectrophotometrіc dіfferentіatіon between glutatіon-dependent
Микробиологическая очистка загрязненных маслом грунтов // Железные дороги мира,
Паренаго О.П., Давыдова С.Л. Экологические проблемы химии нефти (обзор)
Стахина Л.Д., Алексеева Т.П., Бессарб Н.А., Томсон Г.А., Панова
Логинов О.Н., Бойко Т.Ф., Костюченков В.П., Комаров С.И., Подцепихин
Пономарева Л.В., Асипов А.И., Цветкова Н.П. Микробный интродуцент нефтяного
Түйіні
Осылайша морфологиялық культуралдық және физиологиялық-биохимиялық белгілерді зерттеуде алынған мұнай
Алынған натижелер бойынша көмірсутектерді белсенді тотықтыратын бактериялардың көпшілігі Pseudomonas
Резюме
Таким образом, на основании данных по изучению морфолого-культуральных и
Полученные результаты согласуются с литературными данными о том, что
Summary
Accordіng to morphologіcal, physіologіcal bіochemіcal propertіes, Pseudomonas sp., was
The results have obtaіned agreement wіth reference, thіs results
1
33

Ұқсас жұмыстар

Мұнаймен ластанған топырақтан

Мұнай қосылыстарын микробиологиялық жолмен тазалаудың негізі

Биосорбенттердің микроорганизмдердің антибиотикке сезімталдығына әсерлері

Мұнаймен ластанған топырақты тазалауға қолданылатын көмірсутек тотықтырушы бактериялардың негізгі қасиеттерін бағалау

Мұнай және мұнай өнімдерімен ластанған экожүйелер биоремедиациясындағы көмірсутектотықтырушы микроорганизмдердің рөлі

Жаңа мұнайтотықтырушы микроорганизмдер композициясының дақылдау жағдайларын таңдау

Атырау облысының мұнаймен ластанған топырақтарын мұнай тотықтырушы микроорганизмдер көмегімен тазалау

Биосорбенттердің микроорганизмдердің антибиотикке сезімталдығына әсері

Мұнай тотықтырғыш бактериялардың коллекциялық штамдарының антибиотикрезистенттілігін зерттеу