Сотрудники учебно-научной лаборатории «Центр агро-и-экобиотехнологий» Института экологии, биотехнологии и природопользования Казанского федерального университета совместно с учеными Института физики КФУ на основе разработанных ими ранее методов создают инновационные технологии очистки почв, загрязненных нефтепродуктами.

«Основой технологий биоремедиации нефтезагрязненных почв являются бактерии-биодеструкторы, способные разлагать углеводороды, а также производимые ими биосурфактанты – поверхностно-активные вещества микробиологического происхождения. Эти вещества играют ключевую роль в процессе очистки, так как обладают уникальными свойствами, позволяющими эффективно бороться с загрязнениями», – сообщила старший преподаватель кафедры биотехнологии Института экологии, биотехнологии и природопользования КФУ Лилия Бикташева.

Бактерий, которые могут разрушать нефть, в почве очень мало, и надеяться на то, что она может очиститься сама, не стоит. Поэтому ученые ищут способы им помочь.

Можно, как рассказывает Л. Бикташева, выделить из загрязненного грунта бактерии, потом в лаборатории их очистить, размножить и внести в почву.  

«Но есть еще один способ очищения почвы с помощью таких бактерий: вносить не их, а поверхностно-активные вещества (биосурфактанты), которые они выделяют. Благодаря эмульгирующим свойствам и способности снижать поверхностное натяжение воды, биосурфактанты значительно повышают доступность углеводородов для микроорганизмов-деструкторов, которые содержатся в почве в небольшом количестве. Иными словами, когда мы вносим в почву ПАВы, нефть эмульгирует, распадаясь на шарики. В таком состоянии бактериям легче ее перерабатывать. Это позволяет ускорить процесс разложения нефтепродуктов в почве».

В благоприятных для жизни условиях бактерии быстро размножаются, что тоже положительно сказывается на скорости очистки почвы.

«Исследования показали, что внесение биосурфактантов стимулирует активность аборигенного (природного) микробного сообщества почвы, что способствует более полному восстановлению экосистемы», – уточнила она.

Лабораторные эксперименты, проведенные в КФУ, подтвердили эффективность инновационного метода: содержание углеводородов в почве снизилось на 35 процентов после применения однопроцентного раствора биосурфактантов, вырабатываемых бактериями рода Nocardiopsis. Результаты представлены в статье, опубликованной в журнале Microbiology Research.

«Поверхностно-активное вещество более устойчиво, чем бактерии. Во время перевозки к месту загрязнения почвы бактерии могут погибнуть, например из-за низкой температуры. А на ПАВ температура не влияет. Он представляет собой порошок, который нужно развести в воде и потом обработать полученной жидкостью загрязненную почву», – рассказала эколог.

Важным аспектом разработки является экономическая составляющая.

«Для удешевления производства биосурфактантов нами была предложена технология использования органических отходов сельского хозяйства и пищевой промышленности в качестве питательных субстратов для микроорганизмов. Это не только снижает затраты на производство, но и способствует утилизации отходов, что делает технологию более экологичной и устойчивой. Мы решаем сразу две проблемы: очистки почв и переработки органических отходов», – проинформировала Лилия Бикташева.

Она сообщила, что сотрудниками лаборатории были также проведены работы по биоремедиации нефтешламов с использованием методов биостимуляции и биоаугментации. Эти методы направлены на активацию естественных процессов разложения нефтепродуктов за счет стимуляции автохтонных микроорганизмов или внесения специализированных штаммов бактерий-деструкторов. Кроме того, экологи провели масштабные исследования влияния нефтяного загрязнения на микробное сообщество почв, которые позволили глубже понять механизмы адаптации микроорганизмов к экстремальным условиям и разработать более эффективные стратегии восстановления загрязненных территорий.