Экологические проблемы, связанные с нефтяным загрязнением, носят геополитический характер. Нефть, попав в окружающую среду - воду, почву, причиняет ей вред. Наряду с токсическим действием регистрируется мутагенный и канцерогенный эффекты. Это является обоснованием к первоочередному использованию в природоохранных мероприятиях экологически чистых биотехнологий. Гуманный подход к проблеме защиты окружающей среды от антропогенного загрязнения означает, прежде всего, не только достижение быстрого очищающего эффекта, но и обеспечение длительного пролонгированного действия по восстановлению природных биоценозов. В этом аспекте особенно перспективны микробные биотехнологии.
Сегодня стало возможным, благодаря направленным биотехнологическим разработкам, использовать препараты нового поколения, обладающие сорбционной и деструктивной активностью. Эти препараты могут применяться на начальном этапе для получения немедленного эффекта. Они же обеспечивают пролонгированное действие по восстановлению пострадавших от нефтяного загрязнения природных объектов. К таким препаратам относится бактериальный препарат "Эконадин" - экологическая надежда, [1, 2, 3].
Чем же отличается "Эконадин" от других препаратов? Что обуславливает его преимущества, по сравнению с другими бактериальными препаратами, применяемыми при ликвидации нефтяного загрязнения?
Прежде всего, он основан на использовании выделенных из природной среды двух штаммов псевдомонад - супердеструкторов углеводородов нефти, которые прошли проверку на отсутствие патогенных и инвазивных свойств, а также потенциальной генетической активности в тест-системах культур клеток человека и животных. Более того, указанные штаммы обладают набором биологически позитивных свойств: проявляют антагонистическую активность к патогенным и фитопатогенным бактериям, холерным вибрионам [4]. Они же стимулируют рост и развитие растений, повышают их устойчивость к низким температурам, к бактериальным и вирусным заболеваниям, что важно при проведении работ по рекультивации почв. Бактерии рода Pseudomonas являются постоянными обитателями вод океана, внутренних вод, почв и грунтов. Высокая углеводородокисляющая активность, эмульгирующие свойства псевдомонад, способность расщеплять углеводороды, как в аэробных условиях, так и в условиях дефицита кислорода, позволяет использовать наиболее активные штаммы для борьбы с нефтяным загрязнением воды и почвы.
Получение "Эконадина" связано с использованием новой биотехнологии, которая позволяет фиксировать (закреплять) на органическом субстрате - торфе, не только клетки бактерий, но и биофлоки бактерий - один из видов агрегации микробных клеток. В биофлоке концентрируется определенный запас питательных веществ - минеральных и органических, что способствует длительному поддержанию жизнеспособности бактерий, их физиологической и деструктивной (функциональной) активности. Биофлоки проявляют повышенную устойчивость к загрязняющим веществам (нефть, соли тяжелых металлов), обуславливают активную интродукцию бактерий-деструкторов в водоемы и другие природные экологические ниши. Биофлоки обеспечивают буферность среды на уровне рН=7, что важно для стабильного глубокого распада углеводородов нефти и других органических соединений.
Отработаны оптимальные технологические параметры получения таких биофлоков бактериями рода Pseudomonas в искусственных системах, подобно природным процессам. Это позволяет выдвинуть концепцию, что образование биофлоков с указанными свойствами в природных водоемах можно рассматривать, как адаптивную реакцию (в ответ на антропогенное загрязнение), направленную на сохранение микробных биоценозов.
Основные области применения препарата "Эконадин" и "эконадиновых" технологий:
При ликвидации нефтяного загрязнения на ряде объектов морехозяйствен-ного комплекса, а также на предприятиях нефтегазового комплекса были отработаны некоторые методические приемы использования "Эконадина". Препарат может быть нанесен на загрязненную водную поверхность тонким слоем вручную, или с помощью специальных приспособлений с береговой линии, причалов. Опыт использования нефтесборщиков и малых плавсредств (катер, буксир, шлюпка, надувная лодка) для нанесения препарата на водную поверхность показал, что расход препарата, в зависимости от степени нефтяного загрязнения водной поверхности, составлял от 10 мг/м2 до 10 г/м2 - при применении в комплексных схемах обработки. При использовании только препарата и высоком уровне загрязнения расход его может возрастать до 50-100 г/м2. Первичный сорбирующий эффект при нанесении препарата на загрязненную водную поверхность проявлялся сразу, по истечении нескольких минут. Последующий очищающий эффект регистрировался на протяжении 24-48 часов. Адсорбция нефтяного загрязнения на препарате обуславливала локализацию его, что предотвращало дальнейшее распространение нефтяного пятна. Десорбция нефтепродуктов, в отличие от других сорбентов, практически отсутствовала. Эконадин" - активный в широком диапазоне температур и может использоваться всесезонно.
В отличие от бактериальных препаратов, полученных посредством закрепления микроорганизмов на сорбентах синтетического происхождения, "Эконадин" полностью утилизируется в природной среде за счет естественного органического носителя.
Основной задачей при ликвидации аварийных разливов на почве является устранение загрязнения в кратчайшие сроки. Биоремедиационные мероприятия проводили непосредственно на участке загрязнения. Интродукция бактерий-деструкторов в загрязненную экосистему осуществлялась посредством внесения препарата "Эконадин" и жидкой культуры бактерий-деструкторов. Для обеспечения жизнедеятельности микроорганизмов вносились азотно-фосфорные удобрения, отходы пищевых производств (дрожжевые, пивоваренные предприятия), соблюдались необходимые режимы аэрации и влажности. Препарат стимулировал аборигенную микрофлору, способствовал ее видовому разнообразию при восстановлении почвенных биоценозов.
Таким образом, особенностью и основным преимуществом использования "эконадиновых" биотехнологий при ликвидации нефтяного загрязнения водной среды и почвы является возможность их применения в качестве средств быстрого реагирования при аварийных ситуациях.
К разработкам, перспективным для будущего развития "эконадиновых" природоохранных биотехнологий, относится способ получения нового биоэмульгатора, продуцируемого бактериями. Он нетоксичен, не содержит синтетических поверхностно-активных веществ. Эмульгированная нефть в виде небольших капель подвергается быстрой деструкции не только специализированными культурами бактерий-деструкторов (интродуцированных в водоем), но и становится доступной для утилизации аборигенной микрофлорой, подключаются природные биоценозы. Использование микробных эмульгаторов в значительной мере повысит эффективность мероприятий по ликвидации аварийных (в том числе крупномасштабных) разливов нефти в природных водоемах, будет способствовать, также предупреждению загрязнения прибрежной полосы, почв.
Список литературы