Ученые Биологического института Томского госуниверситета совместно с Группой компаний «Дарвин» разработали препарат «Абориген» для биологической очистки водоёмов от нефти. В основе препарата – углеводородокисляющие микроорганизмы, которые используют нефтепродукты в качестве источника пищи и энергии и окисляют их, разлагая до нетоксичных веществ. Новый препарат будет применён для очистки водного объекта летом 2021 года в Заполярье в рамках совместного комплексного проекта с ООО «ЛУКОЙЛ-Коми».– Углеводородокисляющие бактерии были выделены из природных сред – донных отложений и почвы, загрязненных нефтью, – рассказывает заведующая лабораторией промышленной микробиологии БИ ТГУ Юлия Франк. – Приспособленные микроорганизмы заселяют такие среды, поскольку находят там для себя «питание». Но в природных средах они находятся в количестве, недостаточном для быстрой очистки. Совместно с коллегами из ГК «Дарвин» мы создали препарат с высокой концентрацией колониеобразующих единиц таких бактерий. Все они были выделены в северных районах, благодаря чему эти микроорганизмы устойчивы к сложным климатическим условиям.
В состав биопрепарата в том числе входит один штамм аборигенных бактерий, ранее выделенный из донных отложений ручья Малый Войвож (приток Яреги) в Коми. К очистке этого водного объекта учёные Биологического института приступили в начале 2021 года в рамках соглашения с промышленным партнёром ТГУ – «ЛУКОЙЛ-Коми».
– ООО «ЛУКОЙЛ-Коми» для решения экологических задач, а именно очистки ручья Малый Войвож, привлекло Томский государственный университет – лидера в области комплексной очистки водных объектов от нефти и нефтепродуктов. ТГУ имеет успешный опыт работ в Республике Коми и в Ханты-Мансийском автономном округе (Югре), – говорит ведущий специалист ООО «ЛУКОЙЛ-Коми» Андрей Коптелов. – Очистку толщи донных отложений от нефти без выемки грунта в России никто не выполняет. Эта уникальная технология имеет все шансы для широкого внедрения в экологическую практику Тимано-Печорской нефтяной провинции.
Суть подхода, разработанного биологами, заключается в масштабировании культур бактерий, их концентрировании и размещении на полимерных носителях. Благодаря тому, что микроорганизмы – окислители нефти находятся в прикрепленном состоянии на поверхности и внутри пористого материала, этот инструмент можно использовать не только для озер, но и для водных объектов, где есть течение.
Консорциум бактерий, составляющий активное начало биопрепарата, был протестирован в лабораторных условиях. Биологи оценивали рост клеток, иммобилизованных на разных видах носителей, и эффективность самого препарата. За две недели благодаря использованию «Аборигена» содержание углеводородов в экспериментальных образцах снизилось на 49 процентов, то есть почти в два раза.
Летом 2021 года новый подход будет использован в Республике Коми. Консорциумы бактерий поместят в активные боны – приспособления для очистки воды, представляющие собой плавающие на поверхности водного объекта секции, наполненные полимерным носителем. Внутри пористого носителя и на его поверхности содержатся углеводородокисляющие микроорганизмы.
За счет использования легкого полимера (вспененного полистирола) секции остаются на поверхности. По словам учёных, если просто вылить жидкий биопрепарат в воду, через несколько секунд клетки унесёт течением, поэтому нужна система, которая позволяет закрепленным клеткам УОМ постепенно окислять углеводороды нефти. Полимерный наполнитель дополнительно адсорбирует остатки углеводородов, что также способствует очистке воды. Также в загрузку активных бонов будут внесены полимерные сферы – «депо» клеток углеводородокисляющих микроорганизмов.
– Очистка ручья складывается из нескольких этапов, – объясняет директор Биологического института ТГУ Данил Воробьев. – На первом этапе проводят подготовительные технические работы, например, очищают русло ручья от поваленных деревьев. На втором этапе нефть извлекают из донных отложений и проводят основную механическую очистку воды с использованием сорбирующих материалов. А биологическая очистка – это «тонкий» и более деликатный процесс, который позволяет удалить остаточную нефть, особенно растворенную в воде, с использованием метаболического потенциала бактерий.
Добавим, что биопрепарат, созданный биологами ТГУ, подходит для очистки как воды, так и загрязнённой почвы. Консорциум углеродокисляющих бактерий был протестирован в рамках полевых испытаний, проведённых в ХМАО. Эксперимент проводился на восьми участках, расположенных на территории нефтегазодобычи. Суммарное содержание нефтепродуктов в почве было снижено в 12 раз за три месяца.