Бактерии против нефтепродуктов

Ученые якутского Института проблем нефти и газа СО РАН, участники Большой Норильской экспедиции 2021 года, тестируют препарат для биологической очистки почвы от загрязнения, случившегося из-за разлива дизельного топлива в Норильске в 2020 году. Напомним, 29 мая 2020 года из-за повреждения одного из резервуаров Норильской ТЭЦ-3 в окружающую среду вылилось порядка 21 тыс. тонн дизтоплива, из которых в грунт попало более 6 тыс. тонн (остальные растеклись по местным водоемам – прежде всего, рекам Амбарная, Далдыкан и их притокам).

Как рассказала «Кислород.ЛАЙФ» заведующая лабораторией геохимии каустобиолитов Института проблем нефти и газа СО РАН (Якутск) Юлия Глязнецова, основой для инновационной новинки для биоремедиации стали углеводородоокисляющие микроорганизмы Таймыра, которые ученые выделили из почв и донных осадков, отобранных вблизи места аварии в ходе Большой Норильской экспедиции прошлого года. Как ранее отмечал специалист этого же института Семен Сивцев, «мы выделили штаммы бактерий Bacillus и штаммы грибов – Aspergillus и Penicillium, которые способны почти полностью очистить почвы от загрязнений». Затем эти бактерии и грибы вырастили и размножили в лабораторных условиях в питательном веществе. Ученые уверены, что в привычных для себя климатических условиях и среде они окажутся еще более жизнеспособны и эффективны.

Выделенные аборигенные углеводородокисляющие микроорганизмы в ходе своей жизнедеятельности усваивают углеводороды в качестве единственного источника энергии и питания и разлагают их до безопасных соединений. «Преимущество препаратов, которые разрабатывает наш институт, состоит в том, что они созданы на основе именно аборигенных микроорганизмов, характерных для конкретной местности. Они живут здесь миллионы лет и совершено безопасны для экосистемы. И эти микроорганизмы не только разлагают нефтяные углеводороды, но и ускоряют рост растений, а также защищают среду от воздействия патогенной микрофлоры. Это самый экологичный метод очистки почвы от загрязнения нефтепродуктами», – рассказала «Кислород.ЛАЙФ» Юлия Глязнецова. 

Кроме прочего, арктические бактерии и грибы отличает высокая жизнестойкость: в привычных для себя природно-климатических условиях Крайнего Севера они сохраняют активность с мая по сентябрь, и не гибнут в суровые зимние месяцы.

Препарат для биоремедиации почв в Норильске – далеко не первая разработка Института проблем нефти и газа СО РАН. Технологию очистки нефтезагрязненных почв с помощью углеводородокисляющих микроорганизмов якутские ученые многократно апробировали на объектах таких компаний как «Транснефть», «Саханефтегазсбыт» и «Аэропорты Севера». Каждая из них периодически сталкивается с утечками нефтепродуктов, а значит, и с необходимостью очистки загрязненных земель в условиях Крайнего Севера.

В настоящее время исследователи изучают активность углеводородокисляющих микроорганизмов непосредственно на месте аварии. Этим летом, в ходе БНЭ-2021, они внесли штаммы в загрязненную почву на трех опытных площадках в прибрежной зоне устья реки Амбарной, где было зафиксировано наибольшее загрязнение почвы (сейчас там продолжаются восстановительные мероприятия). Первый этап тестирования биопрепарата для Норильска завершится в начале сентября, после чего в течение двух месяцев ученые изучат эффективность трех экспериментальных вариантов в лабораторных условиях. Первый вариант был создан на основе двух бактериальных штаммов. Второй содержит штаммы двух видов грибов. Наконец, третий представляет собой консорциум штаммов грибов и бактерий.

«Мы изучаем трансформацию углеводородов во времени. Смотрим, как изменился химический состав почв. При этом, конечно, учитываем и динамику испарения углеводородов. Известный факт: от 40% до 70% разлившегося дизтоплива испаряется, растворяется и разлагается под воздействием ультрафиолета», – констатировала Юлия Глязнецова. Какой из вариантов биопрепарата окажется самым эффективным, тот и будет в итоге предложен «Норникелю» для очистки почвы, объяснила заведующая лабораторией. Выводы на основе изучения химического и микробиологического состава проб институт планирует обнародовать уже осенью.

Учитывая глубину проникновения топлива (до 10 см) и особенности арктического климата, очистить загрязненные участки в Норильске с помощью биопрепарата можно будет всего… за два летних сезона, считает Юлия Глязнецова. Причем потребуется всего от 50 до 100 граммов биопрепарата на 1 кубический метр почвы. По словам Семена Сивцева, если соблюдать методику и правильно обрабатывать препаратом почвы в течение года, то эффективность может быть довольно высокая, до 80-90%. «Нет никакой необходимости очищать почву до фонового уровня концентрации химических веществ. Почва обладает большим потенциалом самоочищения. Наша задача облегчить и ускорить этот процесс», – пояснила «Кислород.ЛАЙФ» Глязнецова. 

Если испытания окажутся успешными (в чем особых сомнений нет), новый биопрепарат запатентуют. После чего можно будет принимать решения о его промышленном производстве и применении в условиях Крайнего Севера. С большой вероятностью, новинка якутских ученых поможет ускорить очистку почв и будет способствовать восстановлению наземных экосистем Таймыра в целом.