Введение к работе
Актуальность проблемы. Важной задачей современной микробиологии, связанной с разработкой комплекса мер по охране окружающей среды от загрязнения, является изучение процессов жизнедеятельности микроорганизмов - деструкторов органических веществ производственных сточных вод.
В технологических процессах добычи и промысловой подготовки газа расходуются в большом объеме токсические вещества - низкомолекулярные али^тические гликоли - этиленгликоль (ЭГ), дизтилент-ликоль (ДЭГ) и метанол. Таким образом гликоли и метанол являются основными компонентами сточных вод предприятий газовой промышленности. В настоящее время высококонцентрированные стоки, содержащие гликоли, метанол или их смесь в значительных объемах закачиваются в поглощающие горизонты или сжигаются. Разработка и внедрение технологий микробиологического обезвреживания высоко- и низкоминерализованных сточных вод на основе специализированных культур микроорганизмов позволит предотвратить загрязнение природной среды токсичными веществами, обеспечит возможность перехода к созданию безотходных технологий в газовой промышленности.
Однако решение ряда технологических проблем биологической очистки производственных сточных вод невозможно без выработки научных основ процессов жизнедеятельности микроорганизмов - деструкторов, изучения фиэиолого-биохимических особенностей их роста и деструкции токсикантов.
Цель и задачи исследования. Цель настоящей работы эашшчалась в установлении фиэиолого-биохимических закономерностей роста микроорганизмов, использующих гликоли и метанол в качестве единственных источников углерода.
Поставленная цель предполагала решение следующих задач:
1. Поиск, выделение и селекцию микроорганизмов - деструкто
ров гликолей и метанола.
-
Идентификацию наиболее активных штаммов - деструкторов гликолей и метанола.
-
Исследование физиологических особенностей роста штаммов -активных деструкторов гликолей и метанола.
-
Конструирование ассоциации микроорганизмов, активно усваивающей смесь гликоль-метанол в качестве источника углерода.
Научная новизна. Селекционирована устойчивая ассоциация бактерий, выделенных из почвы, и использующая диэтиленгликоль в качестве единственного источника углерода. Установлены симбиотичес-кие взаимоотношения ассоциантов.
Выделены активные штаммы культур - деструкторов нивкомолеку-лярных алифатических гликолей и метанола. Изучены морфологические, культуральные и физиолого-биохимические признаки выделенных культур, определена их таксономическая принадлежность.
Установлены физиологические вакономерности роста наиболее активного штамма - деструктора дизтиленгликоля в периодическом режиме культивирования. Впервые определена константа насыщения для роста культуры на среде с диэтиленгликолем. Предложена гипотеза об участии внутриклеточных липаз в процессе деструкции эфирной связи молекулы дизтиленгликоля. Исследовано влияние физико-химических факторов на физиологические показатели роста исследуемого .штамма на среде с диэтиленгликолем.
Показана возможность конструирования ассоциации микроорганизмов, использующей двухкомгюнентный субстрат гликоль-метанол в качестве источника углерода.
Практическая значимость. Селекционированная ассоциация, выделенные чистые культуры микроорганизмов - деструкторов низкомо-лекулярных алифатических гликолей и метанола, а также сконструированная ассоциация, использующая смесь гликоль-метанол в качестве источника углерода могут быть рекомендованы для использования в процессах очистки сточных вод предприятий газовой промышленности.
Результаты по исследованию физиологических и технологических свойств чистых и смешанных культур бактерий - деструкторов гликолей и метанола могут быть использованы при разработке биотехнологий: а) микробиологического обезвреживания сточных вод предприятий газовой промышленности; б) получения сухих форм биопрепаратов на основе живых микроорганизмов, предназначенных для очистки сточных вод, почв, водоемов, загрязненных гликолями и метанолом.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на 1-й Всесоюзной конференции "Экология нефтегазового комплекса" (Надым, 1988), Всесоюзном семинаре "Микробиология охраны биосферы" (Киев, 1988), представлены в работе Всесоюзной школы-конференции молодых ученых "Физиология, биохимия и генетика микроорганизмов - фундаментальная основа биотехнологии микроорганизмов",(Алушта, 1990), на Всесоюзном симпозиуме "Микробиология охраны биосферы в регионах Урала и Северного Прикаспия" (Оренбург, 1991), на конференциях молодых ученых Института микробиологии и вирусологии АН Украины (Киев, 1988, 1989).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 5 научных работ и имеется положительное решение по заявке на патент.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 172 траницах машинописного текста и содержит 15 таблиц и 26 рисун-:ов. Она состоит из введения, обзора литературы, эксперименталь-ой части, заключения, выводов, списка основной использованной :итературы из 277 наименований, э том числе 182 иностранных, и риложения, которое включает положительное решение ВНИИГПЗ по за-вке "Штамм бактерий Pscudomonas putida - деструктор кианоюлеку ярных алифатических гликолей", акт опытно-промышленных испытаний роцесса получения опытной партии биопрепарата на основе микроор-аниэмов деструкторов гликолей.