Разработка способов получения и изготовление опытных образцов полифункциональных биосорбентов нефтеуглеводородов и радионуклидов (тяжелых металлов)

Разработаны способы получения опытных образцов биопрепаратов с оптимальным составом микробной биомассы для сорбции радионуклидов (тяжелых металлов) и нефтедеструкции, включающих биомассу комплекса штаммов бактерий и грибов (БП-№1, БП-№2, БП-№3). Состав бактериально-грибных комплексов различный в зависимости от направленности применения и включает штаммы: БП-№1 Rodococcus erythropolis АС-1226 и Pseudonocardia carboxydivorans АС-2046 и/или Penicillium chrysogenum F-1373; БП-№2: те же БП-№1+ Streptomyces sp. АС-605; БП-№3: те же БП-№1+ Streptomyces sp. АС-605 и/или Arthrobacter globiformis АС-1232 и Schizophyllum fasciatum и/или Panus tigrinus и/или Pleurotus eryngii (вешенка). Рассмотрены условия культивирования на оптимизированной питательной среде на основе отходов молочного и пивного производства. Проведено исследование опытных образцов материалов для использования в качестве сорбентов-носителей в составе биосорбентов, предназначенных для сорбции нефтеуглеводородов и тяжелых металлов из водных сред и для иммобилизации микробной биомассы. Материалы на основе лигноцеллюлозы - техническая целлюлоза с волокнистой структурой и древесные опилки - лигноцеллюлозосодержащий компонент композиционного сорбента-носителя с высоким содержанием трудноразлагаемого лигнина, а также использован материал в качестве минерального компонента композиции - вермикулит. Определены требуемые характеристики для использования в составе сорбентов-носителей (экотоксическая безопасность и сорбционная способность).Проведен отбор биоразлагаемых опытных образцов материалов для сорбентов-носителей. Определены характеристики биоразлагаемых компонентов сорбентов-носителей для иммобилизации микробной биомассы и для направленного применения на их основе полифункциональных биосорбентов нефтеуглеводородов и радионуклидов (тяжелых металлов). Разработаны способы получения опытных образцов полифункциональных биосорбентов нефтеуглеводородов и радионуклидов (тяжелых металлов) на основе гидрофобизированной и гидрофильной целлюлозы, а также на основе композиции из вермикулита и древесных опилок с иммобилизацией на сорбенте-носителе биомассы бактериально-грибных комплексов. Определены условия обработки, соотношение компонентов в составе биопрепаратов (биомассы бактерий и грибов - 1:1), в составе композиции сорбента-носителя (вермикулит : опилки 1-5:3-10), а также подобраны соотношение и условия для иммобилизации биологического компонента на сорбенте-носителе биомассы бактериально-грибного комплекса. Проведено исследование сорбции и нефтедеструкции опытными образцами сорбентов-носителей с иммобилизованной микробной биомассой в смоделированных условиях очистки водных сред и почвы. Проведено исследование применения биомассы бактериально-грибного комплекса различного состава БП-№1, 2, 3, которое обеспечивает деструкцию нефтеуглеводородов, а также сорбцию совместно с сорбентом-носителем тяжелых металлов и радионуклидов. Показано, что биосорбент на основе композиции из вермикулита и древесных опилок с иммобилизованной биомассой бактериально-грибного комплекса обеспечивает нефтедеструкцию в наиболее трудно очищаемой песчаной почве за 20 суток на 27 - 30%, а также сорбцию из водных сред за 1 - 5 суток - тяжелых металлов (свинец, медь, кадмий) на уровне 73 - 50 - 58% и радионуклидов (уран - торий - радий) 83 - 69 - 92% соответственно. Биосорбент на основе целлюлозосодержащего гидрофильного сорбента-носителя с иммобилизованной на нем биомассой комплекса бактерий и грибов проявляет способность к очистке их водных сред от загрязнений тяжелыми металлами (свинец, кадмий) на уровне 57 - 74%, а также радионуклидами (уран - торий - радий) - на уровне 80% - 54% - 92%. Биосорбент на основе целлюлозосодержащего гидрофобного сорбента-носителя с иммобилизованной на нем биомассой проявляет нефтеокисляющую активность в пресноводной и искусственной морской воде за 30 суток: на уровне 25 - 68% при загрязнении нефтью и на уровне 27 - 43% при загрязнении дизельным топливом. Проведено исследование состава и содержания нефтеуглеводородов и радионуклидов (тяжелых металлов) в образцах воды и почвы с применением биомассы биопрепаратов с различным составом бактерий и грибов. Показано, что внесение в нефтезагрязненную почву биомассы (БП-№3) за 20 суток изменило состав и содержание (сумма С13 - С33) н-алканов на 76%. Результаты количественного химического анализа н-алканов в пробах воды показали изменение за 10 суток от контроля состава и содержания (сумма С13 - С33) н-алканов на 98% при внесении биомассы биопрепарата БП-№3 и на 63% - 69% - биомассы биопрепарата БП-№2 с составом бактериально-грибного комплекса из пяти штаммов, а также из четырех - двух штаммов соответственно, тогда как проба воды с внесением биомассы бактериальной монокультуры - на 2,6%.