Baikalo aliejaus valytojai • Antanas Uliachinas • Mokslinis "Elementų" dienos vaizdas • Mikrobiologija

Baikalo aliejaus valytojai

Nuotraukoje yra genų oksidacinės angliavandenilinės bakterijos. Rhodococcus, suskaidomos naftos ir vienu metu vaidina indikatorių vaidmenį naftos ir dujų. Šios bakterijos žinomos iš naftos bitumo Baikalo ežero, ir tai yra tie, kurie slopina aliejaus plitimą didžiojoje rezervuaro teritorijoje. Faktas yra tas, kad ežero apačioje eina per visą ežero dugną Baikalo riftos zona – didelė 1500 km ilgio daug gilių gedimų sistema, iš kurios naftos skysčio judančioje fazėje patenka į vandenis ir kelia grėsmę ežerų ekosistemoms.

Natūralu, kad šių mikroorganizmų tyrimas prasidėjo tyrinėjant naftos ir dujų potencialą Baikalas. Tuo tikslu 2004-2008 m. Ežerą užmigdė mokslinis laivas G. J. Vereschaginas, o giliavandeniai aparatai "Mir" buvo nuleisti iki apačios. Šių ekspedicijų metu buvo galima rasti naftos apraiškų rytinėje Baikalo dalyje Gopės Uteso ir Tolstojaus kalvų srityje. Šiose vietose 200-900 m gylyje buvo suformuotos dugno bituminės struktūros, iš kurių alyva periodiškai pakyla iki 1 cm skersmens rutulių formos. Apskaičiuota, kad per metus gamtinių naftos išpardavimų kiekis yra 2-4 tonos, o bendras Baikalo šaltinis yra 500 mln. Tonų sąlyginių angliavandenilių.Bet net ir tokiu pastoviu alyvos srautu į vandenį ežeras lieka švarus.

Aukščiau – vaivorykštės taškelės aliejaus, plaukiojančios ant Baikalo ežero. Žemyn žemyn – naftos bitumo konstrukcija apačioje "Gorevoj Utes" viršutinėje dalyje, užfiksuota aparatu "Mir" gylyje apie 900 m. Foto © A. Sagalevich iš scfh.ru

Baikalo aliejaus surinktų pavyzdžių chromatografinė analizė parodė neįprastus rezultatus – normalių alkanų (n-alkanų) charakteristikoms būdingos chromatogramos nebuvo. Faktas yra tas, kad šie parafininiai angliavandeniliai, kurių linijinė struktūra (pentanas ir jo homologai) yra viena iš pagrindinių aliejaus komponentų, jų kiekis gali siekti 70%. N-alkanų nebuvimas Baikalo aliejuje rodo jo biologinį skaidymą: jis yra atsakingas už angliavandenilio oksiduojančius mikroorganizmus (HCOM), kurių aliejus yra vienintelis anglies ir energijos šaltinis. Kas lieka dėl biologinio skilimo, taip pat fizinės ir cheminės naftos degradacijos, vadinamas bikeritu.

Žinoma, ne tik mikroorganizmai, kurie skalda aliejaus gyvena bitumo struktūras. Baikalio vandens ir dugno nuosėdų mikrobiologinių tyrimų metu buvo galima apibūdinti dviejų tipų archeų ir 10 rūšių bakterijų,iš kurių mažiausiai 7 angliavandenilių oksidacinių bakterijų giminaičiai – apie 28 iš jų yra žinomi (bendroji kompozicija nustatyta pagal dirbtinai išaugintų bakterijų kultūrų morfologines savybes).

Kairėje – n-alkanų kiekis alyvoje, surinktoje iš vandens paviršiaus iš aktyvių (alyvos išleidimo) ir neaktyvių (alyvos išvesties sustojo) bituminių konstrukcijų. Minimalaus n-alkanų kiekio diagramoje aktyvaus bitumo konstrukcijoje nurodoma, kad yra angliavandenilio oksiduojančių bakterijų. Dešinėje – aktyviosios bakterijų bendruomenės sudėtis (№3) ir neaktyvus (№8) bitumo konstrukcijos pagal metagenominę analizę (16S rRNR genas), išsiskiriančios angliavandenilių oksiduojančių bakterijų grupes, kurios sudaro didesnį aktyvaus bitumo konstrukcijos procentą, palyginti su tos pačios grupės neaktyvia bendruomene. A. V. Likhoshvai disertacija, 2011. Žuvies bakterijų ekologija Rhodococcus iš giliavandenių bituminių struktūrų Baikalo ežero

Tarp visų Baikalo mikrobų bendruomenės biologinės įvairovės angliavandenilio oksidacinės bakterijos yra rūšys Rhodococcus, Micrococcus ir Pseudomonas. Visos šios bakterijos turi specifinę fermentų sistemą, leidžiančią n-alkanus oksiduoti. Sunaikinti angliavandenius yra atsakingi genai Alkb. Oksidacijos procese angliavandenilio oksidacinės bakterijos tiesiogiai liečiasi su aliejumi. Per hidrofobinę ląstelių sienelę angliavandeniliai absorbuojami per lipidus ir mikolines rūgštis. Pastarosios užtikrina efektyviausią angliavandenilių molekulių transportavimą į ląstelę, kai aliejus sugeria visą ląstelių paviršių be jokių išlaidų. Bakterijos, kurių hidrofilinė siena yra prastos lipidų, išskiria specialų bioemulsigerį, taip sumažinant angliavandenilių hidrofobiškumą geresnei absorbcijai.

Angliavandenilio oksidacinės bakterijos jau naudojamos naftos išsiliejimui pašalinti, o pramoninės medžiagos pradėjo gaminti sorbentus, kurių pagrindą sudaro gyvi mikroorganizmai. Įdomu tai, kad be naftos skilimo bakterijų yra ir bakterijų, kurios skaidosi plastiką.

Nuotraukos iš aem.asm.org.

Antonas Уляхин


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: