Масс-спектрометрия для оценки оксигеназной активности микроорганизмов в процессах деструкции нефти

Тезисы VII конференции "Аналитика Сибири и Дальнего Востока - 2004" »
Стендовые доклады » Секция I. Химические и физико-химические методы » ...

Масс-спектрометрия для оценки оксигеназной активности микроорганизмов в процессах деструкции нефти

Сваровская Л.И., Овсянникова В.С., Гузняева М.Ю.

Институт химии нефти СО РАН, 634 021 г. Томск, пр. Академический, 3. E.-mail: lkhnipc.tsc.ru

Микроорганизмы, благодаря оксигеназной ферментативной системе, единственные живые существа, способные к деструкции нефти и нефтепродуктов. Степень деструкции углеводородов в основном зависит от скорости размножения бактериальных клеток и их специфичности к окислению углеводородов.

На основе оксигеназной активности микроорганизмов разработаны десятки биотехнологий по очистке нефтезагрязненных почв и водных акваторий. Для контроля процессов деструкции углеводородов, последовательности и глубины их окисления широко применяются хроматографические и масс-спектральные аналитические методы.

В данной работе методом хроматомасс-спектрометрии (ГХ-МС) оценивалась степень биодеструкции насыщенных ациклических углеводородов нефти, их молекулярно-массовое распределение и изменения в концентрациях ароматических соединений. Модельный эксперимент по биодеградации нефти осуществляли на минеральной среде в течение 10 суток при 35 ⁰С с использованием культур бактерий рода Arthrobacter, дрожжевых клеток рода Sacharomyces и их ассоциацию.

По данным ГХ-МС анализа, определено изменение насыщенных ациклических углеводородов гомологического ряда от С₁₀до С_40. Отношение (Pr+Ph)/(nС₁₇+nС₁₈), характеризующее глубину деструкции, для исходной нефти - 0,84; для биодеградированной дрожжевыми клетками – 12,06; для Arthrobacter – 6,88; для их ассоциации – 0,57. Биодеградация насыщенных ациклических углеводородов нефти ассоциативными культурами прошла незначительно. Максимальная оксигеназная активность по отношению к данному гомологическому ряду углеводородов проявлена дрожжевой культурой.

Биодерадация ароматических соединений дрожжевых и бактериальных культур рода Arthrobacter составила 80–95 %. В ассоциации эти культуры проявили меньшую оксигеназную активность при деструкции ряда фенантренов (М.в.: 178, 192 и 206) и дибензтиофенов (М.в.: 184 и 198). Глубокие деструктивные изменения (95-99 %) отмечены для ароматических углеводородов ряда нафталина (м.в.: 128, 142 и 156).