Гуманный подход к проблеме защиты окружающей среды от антропогенно¬го загрязнений означает, прежде всего, не только достижение быстрого (сиюминутного) очищающего эффекта, но и обеспечение длительного пролонгированного действия по восстановлению. Т. е. наиболее оптимальным вариантом является проведение биотехнологических мероприятий по рекультивации почвы и восста¬новлению природных водных биоценозов. Особенно перспективны микробные биотехнологии.
Удивительный мир бактерий включает самых различных представителей. Одни и те же штаммы бактерий в определенных условиях могут проявлять поли¬функциональную активность. Так, например, псевдомонады (бактерии рода Pseu-domonas) будучи деструкторами природных и синтетических органических соединений, могут стимулировать рост растений и оказывать протекторное действие от неблагоприятных воздействий физических факторов — низких температур и др. Они же повышают устойчивость растений к различным заболеваниям вирусной, грибковой и бактериальной природы.
Только бактерии способны осуществлять глубокий распад органических со¬единений — загрязнений — до СО2 и воды, т.е. приводить к их полной минерализа¬ции. Псевдомонады выводят из активного состояния и связывают соли тяжелых металлов. Указанные бактерии — псевдомонады- встречаются в самых разнооб¬разных экологических нитттах: природные водоемы с пресной, морской и океанской водой; почва, а также такие специфические источники как промышленные сточные воды и активный ил очистных сооружений. Псевдомонады также явля¬ются индикаторными микроорганизмами на загрязнение нефтепродуктами при¬родных вод. Эти микроорганизмы относятся к R-стратегам, способным развивать большие скорости роста и адаптироваться к высоким концентрациям нефтяного загрязнения. Некоторые штаммы псевдомонад продуцируют экзополисахариды глюкоговой природы т.е. биоэмульгаторы, которые, в отличие от химических де¬тергентов, нетоксичны. Бактерии — деструкторы нефтепродуктов обнаружены в настоящее время среди более чем 110 представителей различных родов (родококус, бацелюс, грибы, дрожжеподобные грибы кандида). Выделить в процессе селективного отбора бактерии — резистентные к нефтяному загрязнению, не так уж сложно. Однако, часто устойчивость к загрязняющим веществам сочетается с по¬явлением у микроорганизмов агрессивных свойств. Вместе с тем, первостепен-ным требованием к используемым в промышленности бактериям является отсут¬ствие вирулентных и патогенных свойств.
У бактерий-деструкторов углеводородов нефти, относящихся к различным систематическим группам, имеется различные приспособительские механизмы, определяющие их взаимодействие с углеводородами нефти: у родококков — то-то,
Чтобы использовать эти удивительные способности микроорганизмов в природоохранных мероприятиях наиболее перспективным является разработка биотехнологий по своей сути приближающихся к природным. Одним из основных элементов этих биотехнологий являются микробные препараты на основе от¬дельных штаммов бактерий.
О факторах, способствующих устойчивости водных экосистем, в том чис¬ле микробных сообществ, в условиях антропогенного загрязнения.
Установлена возможность образования микробных биофлоков (один из ви¬дов агрегации бактерий) в водных системах в присутствии определенных естественных компонентов обнаруживаемых в природных водах, таких как перекись водорода (в малых количествах, < 10-6 моля) и ионов кальция. Основным проду¬центом перекиси водорода в природных водоемах являются водоросли.
Получены данные о том, что биофлоки бактерий во много раз более устой¬чивы к тяжелым металлам, нефтяным загрязнениям, по сравнению со свободны¬ми клетками в микробных суспензиях. Кроме того, установлена возможность бло¬кирования — связывания, (т.е. выведения из активного состояния) металлов (кад¬мия, меди, серебра и др.) биофлоками бактерий. Показана возможность быстрой трансформации и обезвреживания углеводородов нефти по типу биокаталитических процессов. Биофлоки устойчивы к воздействию температурных факторов и длительное время сохраняют жизнеспособность и физиологическую активность. ( Полученные данные позволяют рассматривать установленные явления, как один из адаптивных механизмов, действующих в водных экосистемах в условиях ан¬тропогенного загрязнения и обеспечивающих их резистентность к неблагоприят¬ным воздействиям. Разработаны оптимальные технологические режимы получе¬ния таких биофлоков в искусственных системах двумя штаммами бактерий-деструкторов Pseudomonas fluorescens, что легло в основу создания некоторых природоохранных биотехнологий ( по своей сути приближающихся к природным процессам) и биопрепарата “Эконадин” – сорбента и деструктора углеводородов нефти.
Разработан метод извлечения металлов биофлоками бактерий из водных растворов. Степень извлечения в оптимальном режиме достигает 100 %, по сравнению с 1 — 7 % при использовании свободных клеток, при этом жизнеспо¬собность бактерий сохраняется.
Разработаны методы, позволяющие подвергать микробному разрушению нефтепродукты в широком диапазоне концентраций, включая граммовые количе¬ства (патент по СОЖ).
Перспективно использование биофлоков для создания простых методов длительного хранения коллекционных культур бактерий без потери их физиоло¬гической активности.
Возникает возможность закрепления, в частности бактерий-деструкторов в виде биофлоков на самых различных субстратах, таких как песок, активирован¬ный уголь, перлит, используемых для очистки воды и почвы в качестве сорбен¬тов, а также используемых в качестве компонентов загрузки фильтров при очист¬ке промышленных сточных вод от углеводородов нефти (а также солей тяжелых металлов, биорезистентных органических загрязнений), загрузка сорбирующих бонов. Один из путей интенсификации процессов очистки; Создается возмож¬ность регенерации фильтрующих загрузок без их замены, что экономически целе¬сообразно.
Агрегация бактерий в биофлоки (предлагаемым способом) обеспечивает протекторное действие в отношении загрязнения сапрофитной микрофлорой в том числе бациллярными формами, плесневыми грибами. См. рис…
При попадании биофлоков в природные экониши обеспечивается доми¬нантное развитие исходных культур, что позволяет осуществлять целенаправлен¬ную интродукцию бактепий-деструкторов в природную среду (водоём, почва) при
проведении мероприятий по рекультивации почвы и восстановлению природных биоценозов (микробных сообществ) пострадавших от нефтяного загрязнения. Вместе с тем, использование в указанных целях препарата «Эконадин» способст¬вует восстановлению природных сообществ, разнообразию микробных видов, повышает самоочищающую способность и действует синергидно с аборигенной
микрофлорой.
К преимуществам биофлоков микроорганизмов следует отнести их буфер¬ные свойства (поддержание Рн среды на уровне 7), что является одним из важных моментов для прохождения глубоких деструктивных процессов биорезистентных органических соединений.
«Эконадин» в отличие от других бактериальных препаратов, представляет собой биофлоки микроорганизмов закрепленные на торфяном носителе (высоко¬сортный верховой сфагновый торф). Другие бактериальные препараты, в частности “Десна”, представляет собой смесь лиофилизированной микробной биомассы (Пуидойл), минеральных компонентов и носителя –перлита..
Не смотря на то, что препарат был создан и запатентован еще в 1995 году, он не потерял своей актуальности и конкурентоспособности. В 2000 — 2003 г.г. «эконадиновые» технологии применялись более чем на 150 объектах мооехозяйственного, нефтегазового комплексов, предприятиях химической, пищевой про¬мышленности, энергетики Украины. ((ОТМЕТИТЬ творческое сотрудничество с университетом))
1 июня 2002 г. исполнилось 10 лет со дня основания НПП «Эконад». В основу деятельности НПП “ЭКОНАД” была положена разработка и внедрение природоохранных технологий, направленных на ликвидацию нефтяного загрязне¬ния объектов окружающей среды.
Результатом научно-исследовательских работ явилось создание в 1991 г. препара¬та «Эконадин» — сорбента и деструктора углеводородов нефти, а затем отработка технологий его применения. В результате проведения последующих НИР и опыт¬но-промышленных испытаний более чем на 100 объектах Украины и России были определены области применения препарата «Эконадин», основными из которых являются:
• Ликвидация нефтяного загрязнения морских акваторий, озер, рек, водохранилищ и других водных объектов.
• Биоремедиация нефтезагрязненных грунтов и почв.
• Восстановление песчаных пляжей после нефтяных разливов. Очистка прибрежной полосы
• Использование в качестве фильтрующих загрузок при очистке промливневых
стоков, загрязненных нефтепродуктами, органическими красителями и други¬
ми биорезистентными поллютантами.
• Очистка металлических конструкций, бетонных и асфальтовых покрытий, загрязнённых нефтепродуктами, растительными и животными жирами.
• Использование в качестве компонента при создании биоплато — финишной
ступени очистки хозбытовых и промышленных стоков.
• Использование в качестве компонента наполнителя сорбционных бонов «Эко-
нал».
• В сельском хозяйстве и цветоводстве в качестве удобрения, стимулятора роста
и средства защиты растений.
В 2000 — 2002 г.г. «эконадиновые» технологии применялись более чем на 15 объектах морехозяйственного, нефтегазового комплексов, предприятиях химической, пищевой промышленности, энергетики Украины.
В 2002 г. НПП «ЭКОНАД» принимало участие в совместных двухсто¬ронних международных командно-штабных учениях украинско-польской рабочей группы по вопросам ликвидации чрезвычайных загрязнений нефтепродуктами приграничных вод «Мостиска-Стражава 2002», где были продемонстрированы эконадиновые технологии локализации и ликвидации загрязнения нефтепродук¬тами водных объектов и почвы.
Разработанные НПП «ЭКОНАД» биотехнологии отмечены медалями, дипломами, грамотами ряда региональных, национальных и международных выставок (“Экология России”, 1993г., гюМосква; выставка, посвящённая 5-летию независимости Украины, 1996 г., г. Киев; 2-я региональная научно-техническая выставка «Перспективы XXI века», 2000 г., г. Одесса; всемирная выставка «ЭКСПО — 2000», г. Ганновер, Германия; научно-техническая выставка «Эко¬логическая регата», 2001 г., г. Одесса; международная выставка «Hannover Messe», г. Ганновер, Германия; «Наука — производству», 2002 г., г. Одесса; ме¬ждународная выставка-симпозиум идей и инвестиций «Миллениум», 2002 г., i Одесса; национальные выставки-ярмарки с международным участием «Экология 2000, 2001, 2002», г. Киев).
По материалам НИР, выполненных НПП “ЭКОНАД”, опубликовано более 50 научных работ в научных журналах, материалах международных симпозиумов и конференций.
Ассортимент продукции выпускаемой НПП «Эконад»…
Не смотря на возможность иммобилизации биофлоков бактерий на различ¬ных носителях, тонкодисперсный волокнистый торф является идеальной основой для фиксации биофлоков («Эконадин»), обеспечивающих адсорбцию тонкой неф¬тяной радужной пленки. Только «Эконадин» может осуществлять последнее…
Отличительной особенностью препарата является то, что он может исполь¬зоваться в условиях Черного моря круглый год. Ликвидируя нефтяную радужную пленку он дает возможность малькам рыб заглотнуть воздух для раскрытия пла¬вательного пузыря, что косвенным образом влияет на рыбо…
«Эконадин» относится к биопрепаратам нового поколения. Обеспечивает не только очищающий эффект от загрязнения нефтепродуктами воды и почвы в режиме немедленного реагирования, но и обуславливает пролонгированное дей¬ствие. Препарат может использоваться в комплексных мероприятиях при рекультивации (биоремедиации) почвы, пострадавшей от нефтяного загрязнения.
Эконадин» (ТУ У 301/1/32-001-2000 Препарат бактериальный «Эконадин», регистрация в Госстандарте 11.09.2000, № 095/004466 ) представляет собой поро¬шок коричневого цвета, дисперсный, либо с волокнистыми включениями, плаву¬чий, гидрофобный. В основе препарата — бактерии супердеструкторы углеводоро¬дов нефти, иммобилизованные по специальной технологии на органическом субстрате торфе. Экологически чистый, не токсичный, без запаха. Сорбционная ёмкость от 1:5 до 1:10 в зависимости от вида нефтепродукта и модификации препа¬рата. Явление десорбции нефтепродуктов, в отличие от других сорбентов, прак¬тически отсутствует.
Препарат «Эконадин» защищен патентами: № 2031 860, Роспатент приори¬тет от 20 июня 1991г., зарегистрирован 27 марта 1995 г.; № 2033975, Роспатент приоритет от 28 июня 1991 г., зарегистрирован 30 апреля 1995 г.; №43394, па¬тент Украины приоритет от 17.09.1997 г., зарегистрирован 17.12.2001 г.; Заявка в Укргоспатент № 97094658 приоритет от 17 сентября 1997 г. «Эконадин» разрешён Минздравом Украины (Гигиеническое заключение Государственной санитарно-гигиенической экспертизы на отечественную продукцию «Препарат бакте¬риальный «Эконадин», №5.04.03/2317 от 13.07.2000г.), рекомендован Министер¬ством Украины по чрезвычайным ситуациям и защите населения от последствий Чернобыльской катастрофы. Министерством экологии и природных ресурсов Ук¬раины.
Первичная сорбция углеводородов нефти препаратом сопровождается био-каталитической трансформацией с последующей деструкцией нефтяного загряз¬нения в природных естественных условиях. Естественная нефтеокисляющая микрофлора природной среды не подавляется, а активизируется. Механизм действия препарата при очистке почвы заключается не только в биохимической деструкции нефти и нефтепродуктов высокоактивными бактериями, но и в активизации при-‘ родных микробных биоценозов продуктами метаболизма. Наличие в составе пре¬парата органического носителя на первых этапах очистки почвы восполняет орга¬ногенный слой, что возобновляет и усиливает нарушенные нефтяным загрязнени¬ем биохимические процессы в цикле основных биогенных элементов (углерод, азот и др.). Наличие в препарате кальция позволяет сбалансировать кислотно-щелочное равновесие, что улучшает физико-химическое состояние почвы и повышает деструктивную активность микроорганизмов в отношении остаточных концентраций нефти. Бактериальный препарат, приготовленный на основе бакте¬рий-деструкторов, многоцелевого назначения — способствует очищению окру¬жающей среды от экологически вредных загрязнений (нефтепродуктов, ПАВ, пестицидов и др.) оказывает биологически позитивное влияние на растения (бактерии-деструкторы — стимуляторы роста растений) и, кроме того, улучшает санитарно-гигиенические показатели воды и почвы, за счет проявления антагони¬стического действия на патогенные и фитопатогенные микроорганизмы.
Биотехнологический метод с использованием биопрепарата «Эконадин» применяется в едином комплексном решении ликвидации нефтяного разлива по¬сле сбора основного загрязнения механическими средствами. Использование био¬технологии с применением препарата «Эконадин» в арсенале средств для быстро¬го реагирования при ликвидации нефтяного загрязнения воды и почвы позволяет:
- блокировать загрязнение в кратчайшие сроки и предупредить его распространение;
- ликвидировать загрязнение с минимальным экологическим ущербом;
- обеспечить дальнейшее пролонгированное действие по восстановлению
природных биоценозов с привлечением и стимуляцией самоочищающих механизмов.
Эффективность препарата обеспечивается следующим: бактерии, биофлоки, технология получения, которая препятствует загрязнению сапрофитными микроорганизмами. Препарат не является антагонистом сапрофитной микрофлоры. Об¬наруживается синергидное действие субстратов не является антагонистом абори¬генной микрофлоры, в тоже время технология обеспечивает развитие.
