ИЗУЧЕНИЕ УГЛЕВОДОРОДОКИСЛЯЮЩИХ МИКРООРГАНИЗМОВ АКВАТОРИИ ЮГО-ВОСТОЧНОГО КАСПИЯ

Калбаева Алия Моминовна

PhD-докторант, КазНУ им. аль-Фараби, г. Алматы

Цуркан Яна Сергеевна

PhD-докторант, КазНУ им. аль-Фараби, г. Алматы

Карпенюк Татьяна Анатольевна

профессор, д-р биол. наук, КазНУ им. аль-Фараби, г. Алматы

Гончарова Алла Владимировна

доцент, канд. биол. наук, КазНУ им. аль-Фараби, г. Алматы

Email: alipok_akm_88@mail.ru

Чрезвычайную остроту в последние годы приобрела проблема сохранения экологического здоровья Каспийского моря — уникального водоёма, чьи углеводородные ресурсы и биологические богатства не имеют аналогов в мире [3].

Каспий — старейший в мире нефтедобывающий бассейн, это наиболее удобная транспортная магистраль, водная часть древнего шелкового пути, кратчайшая связь между континентами Европы и Азии [1].

В то же время Каспий отличается высоким уровнем техногенной загрязненности, особенно усилившимся в последние десятилетие по мере освоения морских месторождений нефти и газа [1]. Экологические проблемы Каспийского моря связаны не только с загрязнением вод в результате добычи и транспортировки нефти на континентальном шельфе, но и с поступлением загрязняющих веществ из Волги и других рек, впадающих в Каспийское море, жизнедеятельностью прибрежных городов, а также затоплением отдельных объектов в связи с повышением уровня Каспийского моря [6]. Главным загрязнителем моря, безусловно, является нефть. Нефтяные загрязнения подавляют развитие фитобентоса и фитопланктона Каспия, представленных сине-зелеными и диатомовыми водорослями, снижают выработку кислорода. Увеличение загрязнения отрицательно сказывается на тепло-, газо-, влагообмене между водной поверхностью и атмосферой. Из-за распространения на значительных площадях нефтяной пленки скорость испарения снижается в несколько раз [3].

Развитие нефтедобычи, увеличение объемов перевозок, развитие работ по освоению шельфа сопровождается все более интенсивным использованием водных ресурсов, включая воду моря. При этом особую роль приобретает качество воды. Оно во многом определяется количеством веществ не свойственных воде в естественном состоянии, которые могут быть растворены в воде, находиться в ней в виде отдельных твердых, жидких или газообразных объектов сравнительно небольшого объема [1].

Практика показывает, что очистка вод от нефтепродуктов дается с большим трудом, требует больших капиталовложений. Среди всего спектра методов устранения последствий углеводородных загрязнений, биологические методы признаны наиболее безопасными для окружаю­щей среды и экономически целесообразными. Особенно перспективным является метод биоремедиации, основанный на использовании потенциала микроорганизмов, способных утилизировать углеводороды в процессе своей жизнедеятельности. В настоящее время изучению этой проблемы посвящено большое число научных исследований, и интерес к этой тематике растет. Многие исследования связаны с изучением механизмов биотрансформации, биодеградации нефти и нефтепро­дуктов [5], разработкой препаратов, действие которых основано на использовании уникальных возможностей углеводородо­кисляющих микроорганизмов, входящих в их состав. использующие активизацию различными способами аборигенной микрофлоры. Актуальны работы по изучению вклада в процесс биодеградации угле­водородных загрязнений аборигенных сообществ микроорганизмов, поскольку в мировой практике существуют технологии очистки природ­ных объек­тов, использующие активизацию различными способами аборигенной микрофлоры [2, 4].

В преддверии освоения крупных месторождений нефти на шельфе Каспийского моря нами проводятся исследования, направленные на решение проблем разлива нефти в морской воде. Конечная цель — выяснение механизмов адаптации микроорганизмов и микроводорослей Казахстанской акватории Каспия к неблагоприятным условиям, оценка их биотехнологического потенциала с перспективой дальнейшего использования в восстановлении этой уникальной экосистемы.

Нами были отобраны пробы воды в прибрежной зоне Каспийского моря, прилегающей к месторождениям нефти в районе г. Актау. Проведена работа по анализу их микробиологической доминанты. Для выявления микроорганизмов основных таксономических групп посев проб осуществляли на различные среды (МПА, среда Сабуро, синтетическая среда), используя метод предельных разведений. Общее микробное число в отобранных пробах варьировало в широких пределах: от 131х10³ до 481х10³ клеток/мл в пробах воды, отобранныхв черте города Актау, от 12,9х10³ до 34,5х10³ — в пробах воды, отобранных в районе месторождения «Каражамбас» и застойного водоема, в котором находится старая законсервированная скважина.

При посеве на универсальную и селективные среды из морской воды была выделена 71 культура. Углеводородокисляющую способ­ность (рост на твердых и жидких синтетических средах с добавлением в качестве единственного источника углерода различных нефтепро­дуктов) продемонстрировали 19 культур. В эксперименте была оценена динамика их роста на различных источниках углерода, которую оценивали нефелометрически по изменению оптической плотности суспензии мироорганизмов (фотоколориметрирование при длине волны 590 нм) в процессе культивирования нажидкой синтетической среде Е-8, рН 6,5—7,0(на качалке при 220 об/мин), с добавлением в качестве источника углерода различных углеводородов (таблица).

Рост на среде с бензолом продемонстрировали только 2 из 19 культур, на среде с бензином - 9 культур, с дизельным топливом — 12 культур. На среде с нефтью росли все выделенные культуры. 6 культур (Д7, Д9, Д10, Д11, Д16, Д18) характеризовались способностью расти на средах с добавлением в качестве источника углерода 3 различных углеводородов (бензин, дизельное топливо и нефть).

Таблица 1

Показатели роста некоторых углеводородокисляющих культур на среде с различными источниками углерода

Для определения родовой принадлежности выделенных изолятов углеводородокисляющих микроорганизмов провели изучение морфолого-культуральных и физиолого-биохимических признаков (окраска по Грамму, спорообразование, подвижность, форма клеток, тесты на каталазную, оксидазную, амилазную, протеолитическую активности, кислотообразование и т. д.).

Проведенный анализ показал, что в отобранных пробах морской воды преобладают бактерии, которые относятся к родам Pseudomonas, Micrococcus, Bacillus, Rhodococcusи дрожжи, родовая принадлежность которых уточняется. Выделенные культуры нами взяты для дальнейшей работы.

Список литературы:

1. Абдурахманов Г.М., Курапов А.А., Попова Н.В. Экологический мониторинг перспективных районов добычи углеводородного сырья Северного Каспия Астрахань: Изд-во АГТУ, 2006 — 248 с.
2. Кобзев E.H., Пстрикевич С.Б., Шкидченко А.Н. Исследование устойчивости ассоциации микроорганизмов-нефтедеструкторов в открытой системе // Прикл. биохим. и микробиол. 2001. — Т. 37. — № 4. — С. 413—418.
3. Костров Б.П., Магомедов Г.А., Магомедов А.К., Панарин А.П., Самудов Ш.М. Современное состояние загрязнения Среднего и Южного Каспия // Проблемы экологической безопасности Каспийского моря Махачкала, 1997 — С. 99—100.
4. Шкидченко А.Н., Аринбасаров М.У. Изучение нефтедеструктивной активности микрофлоры прибрежной зоны Каспийского моря // Прикл. биохим. и микробиол. 2001. — Т. 38. — № 5. — С. 509—512.
5. Ягафарова Г.Г. Экологическая биотехнология в нефтегазодобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности. Учеб.пособие. — Уфа, 2001. — 213 с.
6. Das N., Chandran P., Microbial degradation of petroleum hydrocarbon contaminants // Environmental Biotechnology Division. — 2010 , — Vol. 2011 (2011), — p. 1—13;