Разработка микробиологического препарата для биоремедиации почв, загрязненных компонентами ракетных топлив

Ракетное топливо, гептил и авиационный керосин, широко используют в двигательных установках космических кораблей «Протон» и «Союз». При падении отделяющихся первых ступеней ракет и в случае аварийных ситуаций компоненты ракетных топлив (КРТ) попадают в окружающую среду, вызывая сильные токсические эффекты. Целью исследования было выделить штаммы микроорганизмов-деструкторов КРТ и изучить их безопасность для биоремедиации загрязненных почв. Из природных почв выделены микроорганизмы, способные разлагать гептил, формалин и авиационный керосин. Получена ассоциация из двух штаммов бактерий Pseudomonas putida 5Г и Rhodococcus erythropolis 62М/3, отработана методика их применения для рекультивации загрязненной КРТ почвы. Результаты лабораторных и полевых испытаний показали высокую эффективность микробной деструкции загрязнителей, снижение интегральной токсичности и фитотоксичности очищаемой почвы до безопасных уровней, повышение ее биологической активности. Так, было отмечено повышение дегидрогеназной активности в 2,4 раза, гидролазной — в 2,1 раза, целлюлазной — в 5,1 раза. Ассоциацию микроорганизмов можно рекомендовать для рекультивации почв, загрязненных КРТ.

1. Российский регистр потенциально опасных химических и биологических веществ. 1,1-диметилгидразин. Регистрационный номер ВТ-002431. Available from: https://www.rpohv.ru/online/detail.html?id=2431.

2. Петрова З. М., Остапенко Н. С., Бойцова Л. В. Миграция несимметричного диметилгидразина и его производных при рекультивации загрязненных почв. Почвоведение. 1999; 12: 1502–8.

3. Пимкин В. Г., Качин В. Г. Методы и средства локализации и обезвреживания КРТ в окружающей среде. СПб.: Изд-во РНЦ прикладной химии, 1992; 184 с.

4. Емельянова Е. К., Алексеев А. Ю., Мокеева А. В. Биорекультивация загрязненных нефтью объектов в Тюменской области. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Биология, клиническая медицина. 2010; 8 (4): 155–61.

5. Малыхина Л. В., Шайдуллина И. А., Антонов Н. А. Применение биопрепарата «Гумакс» и аборигенных штаммов микроорганизмов-деструкторов нефти в сочетании с нанобентонитом для рекультивации типичных и выщелоченных черноземов со смешанным типом нефтезагрязнения. Сборник научных трудов ТатНИПИнефть ПАО «Татнефть». М., 2016; с. 298–307.

6. Олискевич В. В., Талаловская Н. М., Третьякова С. Э. Оптимизация технологии биоремедиации сельскохозяйственных земель, загрязненных гербицидом «Гезагард». Известия Саратовского университета. Серия: Химия. Биология. Экология. 2013; 13 (2): 101–7.

7. Четвериков С. П. Микробиологические методы рекультивации нефтезагрязненных земель. Уральский экологический вестник. 2012; 4 (33): 34–5.

8. Пимкин В. Г., Сулима Т. А., Софьин А. П. Дезактивация почв после аварийных и технологических проливов НДМГ. В сборнике: Экологические аспекты воздействия компонентов жидких ракетных топлив на окружающую среду. Материалы научно-практической конференции. СПб.: Изд-во РНЦ прикладной химии, 1996; с. 91–104.

9. Технологический регламент на детоксикацию почв, загрязненных несимметричным диметилгидразином и продуктами его химической трансформации комбинированным методом. Национальное космическое агентство республики Казахстан. Алматы, 2012; 18 с.

10. Способ биодеструкции гептила. Патент РФ № 98102248A. 11.02.1998.

11. Забокрицкий А. А., Савиных Д. Ю., Тарабара А. В., Зорин А. Д., Забокрицкий Н. А., Занозина В. Ф. и др. Биологический деструктор несимметричного диметилгидразина. Патент РФ № 2650864. 17.04.2018.

12. Звягинцев Д. Г., редактор. Методы почвенной микробиологии и биохимии. М.: Изд-во МГУ, 1991; 304 с.

13. Жариков Г. А., Крайнова О. А., Капранов В. В., Дядищева В. П., Киселева Н. И. Штамм бактерий Rhodococcus globerulus 19Ф, разлагающий 1,1-диметилгидразин (гептил). Патент РФ № 2236453. 18.09.2002.

14. Методика определения токсичности водных вытяжек из почв, осадков сточных вод и отходов, питьевой, сточной и природной воды по смертности тест-объекта Daphnia magna Straus. ПНД Ф Т 14.1:2:3:4.12-06. Издание 2021 г. 16.1:2:2.2:2.3:3.9-06 ФР.1.39.2021.40207; 15 с.

15. Методика определения токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости дафний ФР.1.39.2001.00283; 34 с.

16. Методика определения интегральной токсичности поверхностных, в том числе морских, грунтовых, питьевых, сточных вод водных экстрактов почв, отходов, осадков сточных вод по изменению интенсивности бактериальной биолюминесценции тест-системой «Эколюм». ПНД Ф Т 14.1:2:3:4.11-04 Т 16.1:2.3:3.8-04. М.: Министерство природных ресурсов Российской Федерации, 2010; 22 с.

17. Методика определения токсичности химических веществ, полимеров, материалов и изделий с помощью биотеста «Эколюм». Методические рекомендации N 01.018-07. М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2014; 14 с.

18. Минеев В. Г., редактор. Практикум по агрохимии. 2 изд., перераб. и доп. М.: Изд-во МГУ, 2001; 689 с.

19. Берестецкий О. А. Методы определения токсичности почвы. Микробиологические и биохимические исследования почв. Киев: Изд-во «Урожай», 1971; 208 с.

20. Методика измерений массовой концентрации нефтепродуктов в питьевых, поверхностных и сточных водах методом ИК-спектрометрии. ПНД Ф 14.1:2:4.5-95. М.: Министерство природных ресурсов Российской Федерации; 2011; 18 с.

21. Методические указания по гигиенической оценке микробиологических средств защиты растений от насекомых и болезней на основе неспорообразующих микроорганизмов (МУ № 2620-82).1982; 24 с.

22. Методические указания по экспериментальному обоснованию ПДК микроорганизмов-продуцентов и содержащих их готовых форм препаратов в объектах производственной и окружающей среды (МУ № 5789/1-91). 1991; 23 с.

23. Шеина Н. И. Критерии оценки патогенных свойств штаммов-продуцентов, предлагаемых для использования в промышленности микробиологического синтеза. Вестник ОГУ. 2012; 6 (142): 165–9.