Петин А.Н. (отв. редактор) и др. Геоэкология и рациональное природопользование: от науки к практике

Подождите немного. Документ загружается.

161

оказывает значительного воздействия на окружающую среду.

Расчет вредных выбросов при отработке участка.

Выбросы при выемочно-разгрузочных работах определяется по формуле:

3600

10'

754321





BGКККККК

, г/с

где К

= 0,04, весовая доля пылевой фракции в материале;

= 0,06, доля пыли (от всей массы пыли), переходящая в аэрозоль;

= 1,2, коэффициент, учитывающий местные метеоусловия;

= 1, коэффициент, учитывающий местные условия, степень защищенности узла от

внешних воздействий, условия пылеобразования;

= 1, коэффициент, учитывающий влажность материала;

= 0,8, коэффициент, учитывающий крупность материала;

В' = 0,4 – коэффициент, учитывающий высоту падения материала;

G =183 – среднее количество перерабатываемого материала, тн/час

47,0

3600

104,01838,0112,106,004,0



Q г/сек.

Учитывая, что погрузочные работы будут вестись на протяжении 5998 часов.

В течение года в атмосферу выбросы составят:

0,47*3600*5998= 10148616 г или 10,15 тн.

Расчет выбросов пыли, выделяемых автотранспортом в пределах разреза на вскрышных

работах, определяется по формуле:

02654

76321

3600

FqCCC

qLN

ССССС

Q 



, г/см

где С

= 1,0– коэффициент, учитывающий среднюю грузоподъемность единицы транс-

порта (20 тн.);

= 1 – коэффициент, учитывающий среднюю скорость передвижения транспорта в

карьере;

= 1,0 – коэффициент, учитывающий состояние дорог;

= 1,3 – коэффициент, учитывающий профиль материала на платформе;

= 1,2 – коэффициент, учитывающий скорость обдува материала;

= 1,0 – коэффициент, учитывающий влажность поверхностного слоя материала;

= 0,01 – коэффициент, учитывающий долю пыли, уносимой в атмосферу;

N = 27– число ходок автотранспорта в грузовом и порожнем направлении в час;

L = 3– средняя протяженность одной ходки в контурах карьера, км;

= 1450 г/км – пылевыделение в атмосферу на 1 км пробега;

= 0,002 г/м

– пылевыделение с единицы фактической поверхности материала на

платформе;

= 15 м– средняя площадь грузовой платформы, м

44,015002,00,12,13,1

3600

145032701,00,10,10,13,1





Q г/сек

Учитывая, что автотранспорт на вскрыше будет работать 3660 часов в год, вредные вы-

бросы в течение года будут равны:

0,44*3600*3660 = 5797440 г или 5,8 тн.

Расчет выбросов пыли, выделяемых автотранспортом при транспортировке угля из раз-

реза до общегосударственной дороги Сары-Таш - Дараут-Курган определяется по формуле:

02654

76321

3600

FqCCC

qLN

ССССС

Q 



, г/см

где С

= 1,0– коэффициент, учитывающий среднюю грузоподъемность единицы транс-

порта (20 тн.);

= 1 – коэффициент, учитывающий среднюю скорость передвижения транспорта;

= 1,0 – коэффициент, учитывающий состояние дорог;

162

=1,3 – коэффициент, учитывающий профиль материала на платформе;

= 1,2 – коэффициент, учитывающий скорость обдува материала;

= 1,0 – коэффициент, учитывающий влажность поверхностного слоя материала;

= 0,01 – коэффициент, учитывающий долю пыли, уносимой в атмосферу;

N = 3– число ходок автотранспорта в грузовом и порожнем направлении в час;

L = 6,5 – средняя протяженность одной ходки в контурах карьера, км;

= 1450 г/км – пылевыделение в атмосферу на 1 км пробега;

= 0,002 г/м

– пылевыделение с единицы фактической поверхности материала на

платформе;

= 10 м– средняя площадь грузовой платформы, м

013,010002,00,12,13,1

3600

14505,6301,00,10,10,13,1





Q г/сек

Учитывая, что автотранспорт будет работать около 3660 часов в год, вредные выбросы в

течение года будут равны:

0,13*3600*3660 = 17712880 г или 1,77 тн.

ОЦЕНКА ОПОЛЗНЕВОЙ ОПАСНОСТИ СКЛОНА ХАРЬКОВСКОЙ ГОРЫ В РАЙОНЕ

МКР. МАГИСТРАЛЬНЫЙ Г. БЕЛГОРОДА

Подгорная О.Ю.

E-mail: Kipridao@mail.ru

Научный руководитель: Сергеев С.В., д. техн. наук, профессор

ФГАОУ ВПО «Белгородский государственный национальный

исследовательский университет», Россия

Склон в районе мкр. Магистральный в геоморфологическом отношении приурочен к

правому (крутому) долины реки Гостенка. На исследуемом участке склона можно выделить 2-ю

и 3-ю надпойменные террасы.

В представленном разрезе участка склона (рис. 1) можно выделить 6 инженерно-

геологических элементов (ИГЭ):

 насыпной грунт (t

);

 почвенно-растительный слой (Q

);

 суглинок делювиальный твердый, лессовидный, просадочный (d

II-III

);

 суглинок аллювиальный туго-мягкопластичный (аl

II-III

);

 песок аллювиальный влажный до водонасыщенного средней плотности (аl

II-III

);

 мел выветрелый пластичный (mК

Необходимо особо выделить 3 ИГЭ, которые относятся к специфическим структурно не-

устойчивым грунтам: насыпной грунт, почвенно-растительный слой и делювиальный проса-

дочный суглинок. Особое внимание следует уделить просадочному суглинку, так как он слагает

основную оползнеопасную часть склона. Специфические свойства просадочных грунтов обу-

словлены потерей структурных связей при их замачивании, что может привести к потере несу-

щей способности грунта.

Однако в природных условиях замачивание просадочных грунтов на склоне маловероят-

но, так как поверхностный сток в данном случае будет преобладать над инфильтрацией. Зама-

чивание просадочных грунтов возможно лишь при интенсивном хозяйственном освоении тер-

ритории. Когда утечки из водонесущих и водоотводящих коммуникаций, а также изменение

поверхностного стока и увеличение влажности грунта под асфальтовыми покрытиями и соору-

жениями может привести к замачиванию грунта и, даже, формированию горизонта грунтовых

вод типа верховодка, где водоупором будет служить суглинки ИГЭ-4, а водовмещающими по-

родами пески ИГЭ-5 и суглинки ИГЭ-4.

163

Рис. 1. Инженерно-геологический разрез склона Харьковской горы

в районе мкр. Магистральный

Рассмотрим 2 участка изучаемого склона с максимальными уклонами. Выделим участки

1-1

и 2-2

. Участок склона 1-1

имеет уклон i=0,19 и угол 11

, участок 2-2

имеет уклон i=0,06 и

угол 3,4

Участок 2-2

можно признать потенциально не оползнеопасным из-за малого уклона, не

способствующего возникновению склоновых процессов.

Участок 1-1

в природном состоянии также является не оползнеопасным, но при замачи-

вании грунтов, особенно с учетом специфических свойств грунтов его слагающих, существует

вероятность возникновения оползневых процессов, так как структурная прочность и несущая

способность грунтов уменьшается, а вес оползневой массы увеличивается.

Для оценки оползневой опасности изучаемого склона возможно провести расчет устой-

чивости склона по поверхностям скольжения I и II при условии полного водонасыщения сла-

гающих тело оползня грунтов, используя следующие формулы:

- влажность при полном водонасыщении:

;

- плотность при полном водонасыщении:





U

;

164

- консистенция при полном водонасыщении:



9,0



РАЗРАБОТКА КОНЦЕПЦИИ БИОЛОГИЧЕСКОГО БАРЬЕРА

ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ РАСПРОСТРАНЕНИЯ НИТРАТ-ИОНОВ

ВНЕ ХРАНИЛИЩ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ

НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ЯТЦ

Сафонов А.В. Ершов Б. Г.

E-mail: alexeysafonof@mail.com

Учреждение Российской академии наук Институт физической химии и электрохимии

имени А. Н. Фрумкина РАН, Москва, Россия

На данный момент на предприятиях ядерно-топливного цикла накоплено большое коли-

чество жидких радиоактивных отходов различных уровней активности. Они находятся в режи-

ме длительного хранения/ захоронения в глубинных водоносных горизонтах-хранилищах, отве-

чающих концепции многобарьерной защиты и поверхностных водоемах- хранилищах, подле-

жащих консервации. В составе полютантов присутствуют не только радионуклиды, но и хими-

ческие вещества, в первую очередь нитратные натриевые соли (в концентрациях от нескольких

до сотни г/дм

При захоронении отходов средней активности ввиду высоких тепловых нагрузок и актив-

ных радиолитических процессов происходит частичный радиолиз нитрат-ионов, при этом их зона

распространения локализована в небольшом радиусе.

Отходы низкого уровня активности по объемам в сотни раз превышают остальные группы

отходов. В виду низкого уровня радиолитических процессов и невысокой фильтрационной спо-

собности пород по отношению к нитрат-ионам, их мобильность высока и возможная зона их

распространения с учетом движения пластовых вод может выходить за границы полигона. Со-

держание нитрат ионов в пластовых водах регламентируется уровнем ПДК в связи с их высо-

кой токсичностью. Попадание нитрат-ионов в воды, используемые в народном хозяйстве, мо-

жет привести экологической катастрофе, если принимать во внимание, что полигоны глубинно-

го захоронения радиоактивных отходов Горно-химического и Сибирского Химического комби-

натов расположены в близости к городам с миллионным населением (Красноярск, Томск) и

крупными водоносными артериями (р. Енисей, р. Томь).

Целью данного исследования является оценка возможности стимулирования естествен-

ной микрофлоры хранилищ радиоактивных отходов для создания биогеологического барьера,

предотвращающего миграцию нитрат-ионов.

Микробиологическая денитрификация (нитратное дыхание) в условиях хранилища явля-

ется наиболее ожидаемым процессом, поскольку протекает при наличии нитрат или нитрит-

ионов – основных макрокомпонентов отходов в присутствии органических веществ или моле-

кулярного водорода в качестве донора электронов.

8NO

+ 5CH

COO

→4N

+ 10 CO

O + 13OH

5Н

+2NO

+2H

 N

+ 6H

В пробах пластовой жидкости, отобранной из полигоне глубинного захоронения жидких

радиоактивных отходов низкого уровня активности «Северный» Горно-химического комбината

было исследовано сообщество денитрифицирующих микроорганизмов и установлено, что при

благоприятных условиях оно способно переводить большую часть нитрат-ионов в экологически

безопасный молекулярный азот. Однако численность микроорганизмов, потребляющих нитрат-

ионы в подземном хранилище была невысока, ввиду отсутствия необходимых легкодоступных

165

органических веществ.. Обогащение пластовой воды ацетат- и нитрат-ионами стимулировало

жизнедеятельность микроорганизмов и образование газов, в том числе молекулярного азота.

Изученные микроорганизмы относились к классу Gammaproteobacteria рода

Pseudomonas,

в частности P. Stutzeri, P. Putida и являлись типичными представителями подзем-

ных экосистем.

В лабораторных экспериментах был исследован процесс восстановления нитрат-иона

данными накопительными культурами, которых культивировали на минеральной среде, содер-

жащей нитрат- и ацетат-ионы при температуре 20

С. На рис. 1 показан процесс убывания кон-

центрации нитрат-иона (исходное содержание 2 г/дм

) до практически нулевых значений в те-

чение 25 суток.

0,5

1,5

0 5 10 15 20 25

Время, сутки

С NaNO

г/дм

Рис. 1. Изменение концентрации нитрат-ионов при температуре 20

С в среде

с сообществом микроорганизмов, выделенным из пластовой жидкости

глубинного хранилища РАО ГХК

Данные микроорганизмы были способны расти при содержании нитрат-ионов в среде до

г/дм

, при температуре 15-35

С и значениях рН от 6 до 9.

Acetate TBF metanole sucrose bensole etanole Н2 toluole propionatepiruvate

, mmole

Рис. 2. Влияние различных доноров электронов на денитрификацию

накопительными культурами

Потребление нитрат-ионов возможно только при условии наличия подходящих доноров

электронов. В этой роли могут выступать органические соединения или молекулярный водород,

при литотрофном росте. В последнем случае источником углерода будут служить карбонат-

166

ионы. Две накопительные культуры, выделенные из хранилища НАО «Северный» культивиро-

вались в течение двух недель в минеральной среде Адкинса с 2 г/дм

нитрата натрия при ком-

натной температуре. В качестве доноров электронов использовались различные соединения.

Наиболее продуктивная денитрификация обоими культурами наблюдалась при использовании

молекулярного водорода, ацетата натрия, сахарозы этанола и пирувата в качестве доноров элек-

тронов. ТБФ, бензол и толуол не использовала ни одна культура. Поскольку ацетат-ионы явля-

ются компонентами НАО, то их использование для денитрации отходов представляется наибо-

лее перспективным, тем более, что ацетат-ионы в концентрациях до 5 г/дм

не создадут допол-

нительных проблем, связанных с совместимостью с химическим составом отходов.

Таким образом, денитрифицирующие микроорганизмы, обитающие в глубинном храни-

лище жидких радиоактивных отходов низкого уровня активности, способны существовать в ус-

ловиях солесодержания, температуры и рН, характерных для подземных горизонтов и при на-

личии подходящих доноров электронов (ацетатов, сахарозы, этанола и др.) превращать нитрат

ионы в молекулярный азот. Для создания биологического барьера для предотвращения распро-

странения нитрат ионов вне хранилищ жидких радиоактивных отходов возможно стимулирова-

ние естественной микрофлоры различными органическими веществами, в том числе отходами

пищевой и деревообрабатывающей промышленности.

НАКОПИТЕЛЬ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ С ЕСТЕСТВЕННЫМ

МЕРЗЛОТНЫМ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННЫМ БАРЬЕРОМ

В ОСНОВАНИИ

Симакова М.А., Балацкая Н.В.

E-mail: simakova_marina@mail.ru; nball@mail.ru

Научный руководитель: Кузнецов Г.И., доктор технических наук, профессор

ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет», г. Красноярск, Россия

Вечномерзлые грунты распространены на 65% территории России. На ней располагают-

ся богатейшие месторождения различных полезных ископаемых, разработка которых сопрово-

ждается строительством предприятий, городов, дорог, созданием водохранилищ, золоотвалов,

шламохранилищ и т.д.

Важной проблемой в условиях Крайнего Севера является строительство и эксплуатация

накопителей различных промышленных отходов, в частности горнодобывающей промышлен-

ности (хвостов), отходов металлургических предприятий (шламов) и отходов теплоэнергетики

(

золошлаков ТЭС). В результате теплового воздействия накопителей происходит оттаивание

вечномерзлого основания, разрушение сооружения, вытекание стоков, инфильтрация жидкой

фазы отходов через оттаявшее основание и как следствие загрязнение подмерзлотных подзем-

ных вод. Это приводит к нарушению безопасной эксплуатации накопителей и загрязнению ок-

ружающей среды.

Разработана конструкция накопителя, позволяющая регулировать глубину оттаивания

мерзлого массива под постоянно действующим источником тепла, каким является любой нако-

питель с гидротранспортной системой удаления отходов. Целью разработки, является обеспе-

чение экологической безопасности и устойчивости накопителя при сохранении водонепрони-

цаемого мерзлого основания.

Для этого предлагается разделить одну глубокую чашу оттаивания на несколько локальных

с помощью разделительных дамб, оборудованных системой термосифонов, образующих т.н. «хо-

лодные пояса». Конструктивная схема и результаты расчетов приведены на рисунке 1. За период

эксплуатации глубина локальных чаш оттаивания не выходит за пределы верхнего слоя основания,

в талом состоянии слабопроницаемого, а в мерзлом - водонепроницаемого. Тем самым в основании

накопителя создается естественный мерзлотный противофильтрационный барьер.

167

Рис. 1. Схема формирования чаш оттаивания под накопителем отходов на двухслойном мерз-

лом основании при значительной водопроницаемости нижнего слоя

1 – контур чаши оттаивания под накопителем без учета мерзлотного барьера, рассчитанный по формуле 2; 2, 3 –

контуры чаш оттаивания с учетом мерзлотного барьером, рассчитанные по формулам 3 и 4.

На подготовленное известными способами основание послойно отсыпается разделитель-

ная дамба, в ней устанавливают мерзлотную противофильтрационную завесу, в виде системы

жидкостных термосифонов, образующих «холодный пояс». Максимальная глубина термосифо-

нов определяется расчетами чаши оттаивания и мощностью толщи льдонасыщенных грунтов.

Конструктивные и эксплуатационные параметры определяются расчетом по известным методи-

кам. Шаг установки термосифонов, принимается с учетом радиуса мерзлотного цилиндра грун-

та, образующегося вокруг термосифона. При работе термосифонов диаметром 0,25 м образует-

ся мерзлый цилиндр радиусом 1м. Шаг установки термосифонов, из условия смыкания мерзлых

цилиндров в сплошную мерзлотную завесу, принимается равным 1,8 м.

Ограждающая дамба примыкает к разделительной дамбе. В холодный период года дам-

бы промораживают следующим образом, разделительную дамбу с помощью мерзлотной завесы

при работе термосифонов с 1 ноября по 31 марта, а основание накопителя и ограждающие дам-

бы – за счет постоянной очистки от снежного покрова.

Такое техническое решение позволяет разделить одну глубокую чашу оттаивания на не-

сколько локальных меньшей глубины, предотвращая оттаивание верхнего непроницаемого мерзло-

го слоя основания до трещиноватых горных пород, по трещинам которых происходит возникнове-

ние фильтрации промышленных стоков и, как следствие, загрязнение окружающей среды. Тем са-

мым обеспечивается экологическая безопасность и устойчивость накопителя при сохранении водо-

непроницаемого мерзлого основания в качестве естественного мерзлотного противофильтрацион-

ного барьера. Дополнительное ограничение глубины оттаивания достигается также в процессе на-

мыва слоя складируемых отходов, замедляющих оттаивание мерзлого основания.

Для оценки эффективности данного конструктивно-технологического решения выпол-

нен анализ предельного оттаивания основания хвостохранилища для условий Ирокиндинской

обогатительной фабрики (респ. Бурятия).

Стационарное температурное поле и предельная чаша оттаивания в основании накопителя

без учета мерзлотного барьера построены по зависимости, приведенной в [1]:

Gt)

arctg

)(arctgt-t

(

y)t(x,

ГГО





, (2)

где )y,

(t - температура грунта в любой точке с координатами х и у, °С;

- среднего-

довая температура отходов, °С;

- среднегодовая температура грунта, °С;

G - геотермический

168

градиент, °С/м; B - ширина накопителя, м;

– теплопроводность талого и мерзлого

грунтов, ккал/м·ч·°С.

Для расчета чаши оттаивания в мерзлом массиве, подвергающегося воздействию группы

тепловых штампов (в нашем случае – локальных отстойных прудов хвостохранилища), отде-

ленных друг от друга разделительными дамбами использована формула, приведенная в [2]:

l-x

arctg

lx-

arctg)t-

y)t(x,

ТТ





























, (3)

где

∑

- сумма факторов, определяемых взаимодействующим тепловым штампам (от

первого до n-го);

)y,x(t

- температура грунта в любой точке с координатами х и у, если центр

координат поместить в центр крайнего штампа, °С;

- температура каждого штампа, °С;

термическое сопротивление слоя отходов на дне штампа, м

/° С·ч/ккал;

- ширина каждого

штампа, м;

- расстояние от начала координат до центра каждого штампа, м.

Стационарное температурное поле в основании накопителя, для случая, когда накопи-

тель разделен на две секции с помощью центральной разделительной дамбы с мерзлотной заве-

сой, а по периметру ограничен вертикальным «холодным поясом» (по классификации

Н.Я. Хрусталева), образованным под мерзлой ограждающей дамбой [3]:

y)(x,f-y)(x,f-1ty)(x,fty)(x,fty)t(x,

21Г2К1О

ºº

, (4)

где f

(х,у), f

(х,у)- координатные функции, определяемые по формулам 4 и 5.

























ººº

ºººº















ººº

ºººº

y)sh(kx)cos(k

y)ch(kx)sin(k-b/2)sin(k

arctg

y)sh(kx)cos(k

y)ch(kx)sin(kb/2)sin(k

arctg

y)(x,





















ººº

ºººº















ººº

ºººº

y)sh(kx)cos(k

y)ch(kx)sin(k-b/2)sin(k

arctg

y)sh(kx)cos(k

y)ch(kx)sin(kb/2)sin(k

arctg

y)(x,



















ººº

ººº













ººº

y)sh(kx)cos(k

y)ch(kx)sin(k1

arctg-

y)sh(kx)cos(k

y)ch(kx)sin(k-1

arctg-

где

; b – ширина секции, м; R

– расстояние от середины секции до охлаждающего

контура, м.

Таблица 1

Среднемесячные значения температуры воздуха, скорости

ветра и относительной влажности воздуха

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

Темпера-

тура воз-

духа, °С

-29,2 -23,9 -14,9 -3,8 2,2 11,4 15,0 11,8 3,5 -4,4 -19,2 -28,8

Скорость

ветра, м/с

2,3 2,4 2,3 3,0 2,9 1,9 1,6 1,7 2,1 2,2 2,6 2,0

Среднемесячные значения температуры воздуха, скорости ветра и относительной влаж-

ности воздуха для Ирокиндинского района приведены в таблице 1. Температура грунтов ниже

12 ÷ 14

м составляет -4,4 ÷ -5,8 °С. Основание хвостохранилища представлено льдистым суг-

169

линком и трещиноватыми скальными породами, трещины которых частично заполнены льдом.

Расчетные теплофизические характеристики грунтов представлены в таблице 2. Среднегодовая

температура хвостов на дне накопителя равна 6,7 °С.

Таблица 2

Расчетные теплофизические характеристики грунтов

Плотность, кг/м

Влажность,

ед

Теплопроводность,

ккал/м·ч·°С

Теплоемкость,

ккал/м

·°С

Наименование

грунта

общая ρ скелета ρ

Суглинок льдона-

сыщенный

1680 1210 0,39 1,65 1,55 505 740

Трещиноватые

скальные породы

1920 1720 0,11 1,40 1,25 430 515

Предлагаемый способ регулирования размеров чаши оттаивания мерзлого основания на-

копителя, путем создания под ним мерзлого барьера, позволяет исключить фильтрацию про-

мышленных стоков из накопителя. Выполненные расчеты для рассмотренных климатических и

мерзлотных условий и параметров сооружения позволяют уменьшить глубину чаши оттаивания

от 16 м до 5÷8 м.

ПРИМЕНЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ

НЕФТЕОКИСЛЯЮЩИХ БАКТЕРИЙ В ПРИРОДООХРАННЫХ

ТЕХНОЛОГИЯХ

Софилканич А.П., Конон А.Д., Гриценко Н.А., Хомяк Д.И., Квятковская И.В.

E-mail: anmo_july@mail.ru

Научный руководитель: Пирог Т.П., доктор биологических наук, профессор

Национальный университет пищевых технологий, г. Киев, Украина

Сегодня все более актуальным становится поиск альтернативных методов утилизации

отходов, которые зачастую в неконтролируемых количествах попадают в окружающую среду.

Причем опасность вызывают не только токсичные соединения (такие как фенол), но и отходы

пищевой промышленности, например, жиросодержащие отходы после производства масла (фу-

зы) или пережаренное масло после использования в учреждениях общественного питания. Так-

же остро стоит проблема утилизации глицерина, который образуется в больших количествах

при получении биодизеля, что тормозит масштабное производство этого вида топлива [6].

Еще одна проблема – это загрязнение экосистем нефтью и продуктами ее переработки,

которые, попадая в окружающую среду, нарушают экологическое равновесие, что проявляется

в ингибировании жизнедеятельности большинства групп микроорганизмов [5]. Процессам био-

деструкции нефти зачастую препятствует наличие в экосистеме ионов тяжелых металлов таких

как, например, Cu

, Cd

и др.

Одним из способов решения поставленных задач может быть утилизация промышлен-

ных отходов при помощи биотехнологии с получением практически ценных продуктов, напри-

мер, микробных поверхностно-активных веществ (ПАВ, биосурфактанты), которые в свою оче-

редь могут быть использованы для очистки окружающей среды от нефтепродуктов [3, 5]. Био-

сурфактанты, в отличие от синтетических аналогов, нетоксичны, не вызывают аллергии и яв-

ляются биодеградабельными, что делает их применение экологически безопасным. Из литера-

туры известно, что микробные ПАВ образуют комплексы с тяжелыми металлами, благодаря

чему переводят их в инертную форму [4].

В предыдущих исследованиях из загрязненных нефтью образцов почвы и воды нами бы-

ли выделены нефтеокисляющие бактерии, идентифицированные как Rhodococcus erythropolis

ЕК-1, Acinetobacter calcoaceticus K-4 и Nocardia vaccinii K-8 [1], и установлена способность

170

этих штаммов синтезировать метаболиты с поверхностно-активными и эмульгирующими свой-

ствами при культивировании на различных гидрофобных (гексадекан, жидкие парафины) и

гидрофильных (глюкоза, этанол) субстратах [2].

Цель настоящей работы – исследование возможности синтеза ПАВ R. erythropolis ЕК-1, A.

calcoaceticus

K-4, N. vaccinii K-8 на промышленных отходах, а также определение возможности ис-

пользования эти препаратов для биоремедиации загрязненных нефтепродуктами почвы и воды.

На первом этапе работы была исследована способность штаммов синтезировать ПАВ при

росте на среде с глицерином. Максимальные показатели синтеза наблюдали у N. vaccinii K-8 (ус-

ловная концентрация ПАВ 4,2), а индекс эмульгирования составлял почти 100 %. Количество ПАВ,

синтезируемых штаммами ЕК-1 и K-4 было несколько ниже (условная концентрация 3,3).

Последующие эксперименты показали возможность культивирования R. erythropolis EK-

на среде с пережаренным маслом, фузом, мелассой, жидкими парафинами, причем показатели

синтеза ПАВ были в 2–4 раза выше, чем на среде, содержащей гексадекан (традиционный суб-

страт). Установлено, что добавление глюкозы (2 г/л) или мелассы (2 г/л по углеводам) в начале

процесса культивирования на масле (2 %) приводило к 3-кратному увеличению количества син-

тезированных ПАВ (до 6 г/л).

На следующем этапе исследовали возможность применения ПАВ в процессах нефтеочи-

стки. Эксперименты показали, что препараты ПАВ R. erythropolis EK-1, A. calcoaceticus K-4 и

N. vaccinii K-8 в виде постферментационной культуральной жидкости интенсифицируют про-

цессы деструкции нефти в загрязненной воде и почве. На 30 сутки степень очистки воды (2,6 г

нефти/л воды) после обработки препаратами ПАВ (в концентрации 5% от объема воды) состав-

ляла 83–92 %, а почвы (21,4 г нефти/кг почвы) – 51–86 %.

На следующем этапе моделировали комплексное загрязнение водоема и исследовали

возможность его очистки в присутствии ПАВ. Для этого в воду (2 л) вносили нефть (2 г/л) и

(0,01 и 0,05 мМ), после чего проводили обработку препаратами ПАВ поверхностно-

активных веществ R. erythropolis ЕК-1 в виде постферментационной культуральной жидкости

(5 %).

Так, в присутствии Cu

степень деструкции нефти повышалась. Контроль микрофлоры

воды, проводимый в течение эксперимента, показал увеличение на 1-2 порядка общего количе-

ства микроорганизмов во всех образцах, обработанных ПАВ. Мы предполагаем, что поверхно-

стно-активные вещества, попадая в загрязненную воду, образуют комплексы с медью, а также

эмульгируют нефть, в результате чего происходит детоксикация Cu

и повышается биодоступ-

ность нефти как для природной нефтеокисляющей микрофлоры, так и R. erythropolis ЕК-1.

При исследовании роли ПАВ A. calcoaceticus K-4 в биоремедиации комплексных загряз-

нений концентрацию нефти в воде увеличили до 3,6 г/л, а Cu

– 0,1 и 0,5 мМ. После обработки

Пищевая

промышленность:

- фузы,

- шрот,

- меласса,

- сыворотка

Производство

биодизеля:

- глицерин

Предприятия по производству препаратов

поверхностно-активных веществ

Препараты для очистки от ксенобиотиков:

- нефтепродукты,

- тяжелые металлы,

- гидрофобные органические соединения