Inventory number IRN Number of state registration
0325РК01116 AP25796069-KC-25 0125РК00492
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 1
International publications: 2 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 2
Patents Amount of funding Code of the program
0 9983860 AP25796069
Name of work
Совершенствование процесса биоремедиации нефтезагрязненных почв с использованием иммобилизованных углеводородокисляющих микроорганизмов
Type of work Source of funding Report authors
Applied Хожанепесова Фариза Мусабековна
0
0
0
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
"Каспийский университет технологий и инжиниринга имени Ш.Есенова"
Abbreviated name of the service recipient Университет Есенова
Abstract

Микроорганизмы штаммов Dietzia maris 22K және Rhodococcus erythreus AT7, нефтезагрязненная почва, шелуха гречихи, рисовая лузга.

Dietzia maris 22K және Rhodococcus erythreus AT7 микроағзалар штамдары, мұнаймен ластанған топырақ, күріш және қарақұмық қауыздары

С целью совершенствования процессов очистки почвы, загрязнённой нефтяными углеводородами, провести исследование и оптимизацию эффективности отобранных микроорганизмов-деструкторов методом адсорбционной иммобилизации на минеральных и органических субстратах.

Мұнай көмірсутектерімен ластанған топырақты тазарту процестерін жетілдіру мақсатында, минералды және органикалық субстраттарда адсорбциялық иммобилизация әдісі арқылы іріктелген микроорганизм-деструкторлардың тиімділігін зерттеу және оңтайландыру.

Экспериментальные исследования проводятся на микрокосмах, искусственно подготовленных с непосредственным объектом исследования, а также при необходимости с моделированием абиотических факторов по исследуемому процессу. Для выполнения поставленных задач применяются известные научные методы: методы культивирования микроорганизмов на селективных питательных средах, сканирующая электронная микроскопия, методы иммобилизации, метод газовой хроматографии для определения нефтепродуктов в образцах почвы, определение нефтеокисляющей активности свободных и иммобилизованных штаммов-деструкторов, высеянных на плотную питательную среду, определение морфологических и культуральных свойств микроорганизмов. Некоторые из вышеперечисленных испытаний выполняются в независимых аккредитованных лабораториях.

Эксперименттік зерттеулер тікелей зерттеу объектісімен, сондай-ақ қажет болған жағдайда зерттелетін процесс бойынша абиотикалық факторларды модельдеу арқылы жасанды түрде дайындалған микрокосмостарда жүргізіледі. Қойылған тапсырмаларды орындау үшін белгілі ғылыми әдістер қолданылады: микроорганизмдерді селективті қоректік ортада өсіру әдістері, сканерлік электронды микроскопия, иммобилизация әдістері, топырақ үлгісіндегі мұнай өнімдерін анықтаудың газ хроматография әдісі, тығыз қоректік ортаға себілген деструктор штаммдарының бос және иммобилизацияланған штаммдардың май тотықтырғыш белсенділігін анықтау, микроорганизмдердің морфологиялық және культуралдық қасиеттерін анықтау. Жоғарыда аталған сынақтардың кейбірі тәуелсіз аккредиттелген зертханаларда орындалады.

Новизна исследования заключается в разработке комплексного метода биоремедиации нефтезагрязненных почв в аридных условиях Мангистауской области с использованием деструкторных микроорганизмов (R. erythreus AT7 и D. maris 22K), иммобилизованных на минеральных (керамзит, цеолит) и растительных носителях (шелуха риса, гречихи). В исследовании проводится сравнительный анализ эффективности свободных и иммобилизованных форм, изучается влияние абиотических факторов (температура, влажность, засоленность), оценивается экотоксичность и фитотоксичность почвы после биоремедиации. На основе результатов разрабатываются конкретные рекомендации по промышленному применению технологии для очистки нефтезагрязненных территорий Казахстана и предлагается практический метод, имеющий международное значение для применения в других нефтедобывающих странах.

Зерттеу жұмысының жаңалығы Маңғыстау облысының аридті жағдайларында мұнай ластанған топырақты тазартудың кешенді биоремедиация әдісін әзірлеуге негізделген, онда минералды (керамзит, цеолит) және өсімдік тектес қалдықтарға (күріш қауызы, қарақұмық қабығы) иммобилизацияланған деструкторлық микроорганизмдер (R. erythreus AT7 және D. maris 22K) қолданылады. Зерттеуде бос және иммобилизацияланған формалардың салыстырмалы тиімділігі талданып, абиотикалық факторлардың (температура, ылғалдылық, тұздылық) әсері зерттеліп, биоремедиациядан кейін топырақтың экоуыттылығы мен фитотоксикалығы бағаланады. Нәтижелер негізінде Қазақстанның мұнай ластанған аумақтарын тазарту үшін технологияны өнеркәсіптік ауқымда қолдану бойынша нақты ұсыныстар әзірленіп, басқа мұнай өндіруші елдерде де қолдануға мүмкіндік беретін халықаралық маңызға ие практикалық әдіс ұсынылады.

Установлены оптимальные параметры биоремедиации: соотношение биомасса:носитель 1:5, норма внесения 10-15 кг/м², температура 25-30°C, pH 7.0-7.5, влажность 60-70%, концентрация микроорганизмов 10⁸-10⁹ КОЕ/г. Определены эффективные носители: шелуха гречихи для стандартных условий (92.3% иммобилизация, 58.4% деградация ОНП за 45 дней, k=0.0187 сут⁻¹, 37 дней t₁/₂) благодаря рутину 28.8 мг/100г, и шелуха риса для аридных условий (87.6% иммобилизация, 52.1% базовая деградация за 45 дней, 55-62% в экстремальных условиях) благодаря SiO₂ 15-20%. Иммобилизованные системы показали на 68-80% выше ферментативную активность, поддержание влажности 55% против 38%, снижение pH до 7.2-7.4, максимум микробной активности на 30 день эксперимента (76.5×10⁷ КОЕ/г), преимущественную деградацию легких фракций (BTEX 90%, короткие алканы 85%), обеспечивая прогнозируемую полную очистку за 3-4 месяца при 1% загрязнении на основе кинетических расчетов.

Биоремедиацияның оңтайлы параметрлері анықталды: биомасса:тасымалдаушы 1:5, енгізу нормасы 10-15 кг/м², температура 25-30°C, pH 7.0-7.5, ылғалдылық 60-70%, микроорганизмдер концентрациясы 10⁸-10⁹ КҰБ/г. Тиімді тасымалдаушылар: қарақұмық қабығы стандартты жағдайларға (92.3% иммобилизация, 45 күнде 58.4% ЖМӨ деградациясы, k=0.0187 тәулік⁻¹, 37 күн t₁/₂) 28.8 мг/100г рутин арқасында, және күріш қауызы аридті жағдайларға (87.6% иммобилизация, 45 күнде 52.1% базалық деградация, экстремалды жағдайда 55-62%) 15-20% SiO₂ арқасында. Иммобилизацияланған жүйелер 68-80% жоғары ферменттік белсенділік, 55% ылғалдылық (бақылауда 38%), pH төмендеу 7.2-7.4-ке, эксперименттің 30-күнінде максимум микробтық белсенділік (76.5×10⁷ КҰБ/г), жеңіл фракциялардың басым деградациясын (BTEX 90%, қысқа алкандар 85%) көрсетіп, кинетикалық есептеулер негізінде 1% ластануда 3-4 айда толық тазартуды болжауға мүмкіндік берді.

Исследование находится на начальной стадии внедрения. Получены лабораторные результаты по эффективности биодеструкции нефти свободными и иммобилизованными на различных носителях (керамзит, цеолит, шелуха риса, шелуха подсолнечника) штаммами R. erythreus AT7 и D. maris 22K. Определен наиболее эффективный носитель-сорбент для дальнейших полевых испытаний. Планируется проведение полевых экспериментов в аридных условиях Мангистауской области в 2026 году с последующей разработкой практических рекомендаций для нефтедобывающих предприятий Казахстана.

Зерттеу жұмысы енгізудің бастапқы сатысында. R. erythreus AT7 және D. maris 22K штаммдарының бос және әр түрлі тасымалдаушыларға (керамзит, цеолит, күріш қауызы, қарақұмық қабығы) иммобилизацияланған формаларының мұнайды биодеструкциялау тиімділігі бойынша зертханалық нәтижелер алынды. Одан әрі дала тәжірибелері үшін ең тиімді тасымалдаушы-сорбент анықталды. 2026 жылы Маңғыстау облысының аридті жағдайларында дала экспериментін жүргізу және одан кейін Қазақстанның мұнай өндіруші кәсіпорындары үшін практикалық ұсынымдарды әзірлеу жоспарлануда.

Установлена сравнительная эффективность биодеструкции нефти свободными и иммобилизованными на минеральных (керамзит, цеолит) и органических (шелуха риса, шелуха гречихи) носителях формами штаммов R. erythreus AT7 и D. maris 22K. Определен оптимальный носитель-сорбент, показавший наилучшие результаты в лабораторных условиях. Разработан адаптированный метод биоремедиации для экстремальных аридных условий нефтезагрязненных территорий Казахстана с использованием доступных агропромышленных отходов, что обеспечивает экономическую целесообразность технологии.

R. erythreus AT7 және D. maris 22K штаммдарының бос және минералды (керамзит, цеолит) және органикалық (күріш қауызы, қарақұмық қабығы) тасымалдаушыларға иммобилизацияланған формаларының мұнайды биодеструкциялаудағы салыстырмалы тиімділігі анықталды. Зертханалық жағдайларда ең жақсы нәтижелер көрсеткен оңтайлы тасымалдаушы-сорбент айқындалды. Қазақстанның мұнай ластанған аумақтарының экстремалды аридті жағдайлары үшін қолжетімді агроөнеркәсіптік қалдықтарды пайдалана отырып, технологияның экономикалық орындылығын қамтамасыз ететін бейімделген биоремедиация әдісі әзірленді.

Технология предназначена для очистки нефтезагрязненных почв в нефтедобывающих регионах Казахстана: нефтяные месторождения, территории вдоль нефтепроводов, нефтеперерабатывающие заводы, участки нефтеразливов. Адаптирована к аридному климату (температура -30...+50°C, осадки 100-200 мм/год, засоленность 3-15%). Может применяться в других странах с аналогичными аридными условиями.

Технология Қазақстанның мұнай өндіруші аймақтарындағы мұнай ластанған топырақтарды тазартуға арналған: мұнай кен орындары, мұнай құбырлары маңы, мұнай өңдеу зауыттары, мұнай төгілген аймақтар. Аридті климатқа (температура -30...+50°C, жауын-шашын 100-200 мм/жыл, тұздылық 3-15%) бейімделген. Басқа елдердегі ұқсас аридті жағдайларда да қолданылуы мүмкін.

UDC indices
87.21.03
International classifier codes
87.21.03;
Key words in Russian
Биологические методы очистки почвы; Биоремедиация; Биотехнология; Загрязнение почвы нефтепродуктами; Иммобилизация;
Key words in Kazakh
Топырақ тазартудың биологиялық әдістері; Биоремедиация; Биотехнология; Топырақтың мұнай өнімдерімен ластануы; Иммобилизация;
Head of the organization Ахметов Берик Бахытжанович Кандидат технических наук / профессор
Head of work Хожанепесова Фариза Мусабековна / Докторант