Углеводородокисляющие микроорганизмы – перспективные объекты экологической биотехнологии

Скачать

Особенности использования углеводородокисляющих микроорганизмов для решения экологических проблем. Современные методы борьбы с нефтяными загрязнениями воды и почвы. Трансформации, осуществляемые спорами грибов и актиномицетов. Соокисление и кометаболизм.

Размер: 2,7 M
Тип: курсовая работа
Категория: Биология
Скачать

Другие файлы:

Биотехнология, ее объекты и основные направления
Основные задачи, разделы и направления современной биотехнологии. Производство необходимых человеку продуктов и биологически активных соединений с пом...

Экологическая сертификация - органы и объекты
Понятие и функции экологической сертификации. Нормативные акты в области экологической сертификации. Информационное обеспечение системы экосертификаци...

Основы биотехнологии
В учебном пособии рассмотрены основные вопросы, раскрывающие содержание биотехнологии, как науки и отрасли производства. Приведены сведения об этапах...

Основы биотехнологии переработки сельскохозяйственной продукции
Предмет, история развития, цели и задачи биотехнологии как научной дисциплины. Конструирование и введение ДНК в клетку. Технология производства водоро...

Основы биотехнологии
Книга включает общую и специальную биотехнологии. В ней рассмотрены объекты и методы, фундаментальные и прикладные аспекты микро-, фито-, и зообиотехн...


Краткое сожержание материала:

НАЗАРОВ и др.

Размещено на

36

Биотехнология, 2005, >

«Углеводородокисляющие микроорганизмы - перспективные объекты экологической биотехнологии»

Содержание

  • Введение
  • 1. Методы микробиологической химии
    • 1.1 Трансформация растущей культурой
    • 1.2 Трансформация суспензиями неразмножающихся клеток
    • 1.3 Трансформации, осуществляемые спорами грибов и актиномицетов
    • 1.4 Непрерывные методы микробиологической трансформации органических соединений
    • 1.5 Соокисление и кометаболизм
    • 1.6 Политрансформации
  • 2. Роль микробиологической трансформации
    • 2.1 Роль микробиологической трансформации в процессах деградации чужеродных соединений
    • 2.2 Трансформация феноксиуксусных кислот17
    • 2.3 Трансформация феноксиалкилкарбоновых кислот
    • 2.4 Трансформация галогенпроизводных циклических углеводородов
    • 2.5 Трансформация карбаматов
    • 2.6 Трансформация замещенных мочевины
    • 2.7 Трансформация триазинов
    • 2.8 Биодеградация поверхностно-активных углеводородов
  • 3. Характеристика основных углеводородокисляющих микроорганизмов
    • 3.1 Краткая характеристика микроорганизмов рода Acinetobacter
      • 3.2 Краткая характеристика микроорганизмов рода Candida
      • 3.3 Краткая характеристика микроорганизмов рода Pseudomonas
      • 3.4 Краткая характеристика микроорганизмов рода Arthrobacter
    • 3.5 Краткая характеристика микроорганизмов рода Bacillus
      • 3.6 Краткая характеристика микроорганизмов рода Actinomyces
      • 3.7 Краткая характеристика микроорганизмов рода Nocardia
      • 3.8 Краткая характеристика микроорганизмов рода Rhodococcus
  • 4. Биодеструкция нефтешламов
    • 4.1 Деструкция нефтешламов ассоциациями микроорганизмов
      • 4.1.1 Раздельное и совместное культивирование микроорганизмов-деструкторов нефти родов Pseudomonas и Rhodococcus
      • 4.1.2 Культивирование Pseudomonas sp. 142NF(pNF142)и Rhodococcus sp. S67 в виде монокультур или в смешанной культуре
      • 4.1.3 Обезвреживание нефтешламов ассоциацией микроорганизмов родов Bacillus, Rhodococcus и Fusarium
    • 4.2 Биоремедиация нефтешламов компостированием
    • 4.3 Биоремедиации почв и водной среды
      • 4.3.1 Использование психротолерантных штаммов-нефтедеструкторов для биоремедиации почв и водной среды
      • 4.3.2 Биоремедиация почв в условиях северных регионов России
    • 4.4 Биодеструкция углеводородов нефти методом непрерывного культивирования
    • 4.5 Биоремедиация черноземной почвы, загрязненной нефтью
  • Список использованных источников

Введение

Предприятия нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности являются одним из основных источников загрязнения окружающей среды. Неблагоприятное воздействие нефтешламов на окружающую природную среду и невозобновляемость углеводородного сырья делают вопрос переработки отходов весьма актуальным.

Существуют различные способы переработки и утилизации отходов нефтеперерабатывающей промышленности с помощью механических, физико-химических, химических и биологических методов. При выборе способа утилизации приоритет в основном отдается способам, направленным на извлечение из нефтешламов углеводородного сырья. Однако не решена проблема доочистки образовавшихся в результате переработки твердых отходов и водной фазы. Наиболее перспективным способом очистки нефтешламов представляется комплекс мер, сочетающих различные методы очистки.

В настоящее время все большее применение находят биологические методы очистки почвы и воды от нефтяных загрязнений, основанные на применении активных микробных штаммов, проявляющих способность использовать в качестве источника углерода и энергии углеводороды нефти и нефтепродуктов.

Соединения, которые подвергаются полной деградации, могут использоваться микроорганизмами в качестве источника углерода, а также источника энергии или в процессах метаболизма. Разрушение стойких органических соединений в природе происходит, как правило, в результате совместного действия микроорганизмов и абиотических факторов. Микробиологическая минерализация является наиболее эффективным и экологически приемлемым способом удаления органических ксенобиотиков из окружающей среды.[1]

Целью бакалаврской работы является анализ и систематика современных литературных данных по использованию углеводородокисляющих микроорганизмов для решению экологических проблем. Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи:

- получить представление о современных методах борьбы с нефтяными загрязнениями воды и почвы;

- рассмотреть свойства известных на сегодняшний момент микроорганизмов, способных утилизировать углеводороды нефти;

- ознакомиться с культуральными, морфологическими и биохимическими свойствами углеводородокисляющих микроорганизмов

1. Методы микробиологической химии

Современная методология микробиологической трансформации позволяет использовать для осуществления того или иного химического превращения любой микроорганизм. В исследовательской и производственной практике набор микробных культур, используемых для трансформационных реакций, намного меньше, чем полный список всех известных микроорганизмов. В первую очередь находят применение в качестве культур-трансформаторов сапрофитные организмы, способные развиваться на сравнительно простых средах, гетеротрофы, отличающиеся интенсивным обменом веществ.

Существуют, наконец, «звезды» микробиологической трансформации - отдельные виды или даже штаммы, известные своей способностью проводить разнообразные превращения. В настоящее время такими «звёздами» являются следующие штаммы микроорганизмов-нефтедеструкторов: Pseudomonas sp. 22, Rhodococcus erythropolis 21, Microbacterium tefaciens 6, Pseudomonas sp. 9, Bacillus sp. 282, Arthrobacter sp. 283, штаммы дрожжей NF 4-2 и NF 5-1, Y. lipolytica NF5-1, Pseudomonas sp. KL-1, Rhodococcus erythropolis BKM AC-1339Д, Pseudomonas sp. 142NF (pNF142), Rhodococcus sp. S67, Rhodococcus erythropolis AC-1339 Д, Bacillus subtilis ВКМ 1742 Д, Fusarium species №56, Pseudomonas aureofaciens 1393, Rhodococcus erythropolis Sh5, Microbacterium liquefaciens AshlO, Pseudomonas putida Sh-1, Pseudomonas sp. Ash-10, Rhodococcus sp. Sh-5 и Pseudomonas sp. KL-1.

В настоящее время существуют следующие методы использования энзиматической активности отдельных участков метаболической системы микробной клетки для осуществления химических превращений экзогенных веществ:

1. Использование ферментативных свойств нормально развивающихся культур:

а) Трансформация растущей культурой в периодических условиях.

б) Использование ферментативной активности определенных фаз развития:

- трансформация суспензиями неразмножающихся клеток;

- трансформация спорами;

- непрерывные методы.

2. Методы, основанные на дезорганизации обменных процессов клетки:

а) применение в различной степени поврежденных и дезинтегрированных клеток;

б) ингибирование определенных участков метаболических путей;

в) применение мутантов с блокированным синтезом определенных ферментов.

3. Использование ферментных препаратов, иммобилизованных ферритов и клеток.

4. Политрансформация.

5. Соокисление и кометаболизм

Практически реализуемые методы обычно представляют собой результат комплексного применения нескольких подходов. [2]

1.1 Трансформация растущей культурой

Наиболее прост метод проведения трансформационных реакций, когда трансформируемый субстрат вносится в культуру, растущую на какой-либо полноценной питательной среде. Большая часть микробиологических превращений стероидов осуществляется этим методом. Обычно трансформирующая культура выращивается на оптимальной питательной среде, трансформируемое вещество вводится или в начале процесса, или по ходу развития культуры. Продукт реакции экстрагируется в момент, когда его концентрация в культуральной жидкости достигает наибольшего значения.

В преобладающем большинстве случаев трансформационная активность микроорганизмов существенно меняется в процессе роста культуры, а максимальная скорость образования продукта проявляется клетками лишь в определенном физиологическом возрасте, в определенной фазе развития. Известно, что важнейшей характеристикой ферментационного процесса является соотношение между ростом клеточного вещества и образованием продуктов. Разные ферментации заметно различаются по этому признаку. Наиболее естественной классификацией ферментационных процессов является схема, разработанная Гейденом. Основные принципы этой схемы могут быть положены и в основу классификации физиологических типов трансформационных процессов.

Трансформации I типа характеризуются тесной связью между- ростом и накоплением продукта, так что второй тип процессов является непосредственным результатом превращения источника углерода в энергетическом обмене. К процессам этого...