Казахстан занимает лидирующие позиции по объемам добычи нефти среди стран СНГ с жарким климатом. Наши крупнейшие нефтяные месторождения – Тенгиз, Карашыганак, Узень, Жанажол и Кумколь – территориально расположены в климатической зоне с преобладанием в летний период высоких температур, доходящих до 45–48 градусов Цельсия в тени. А их почвенный покров представлен солончаками с содержанием соли 3–4%.
Специфические природные условия ограничивают эффективность применения большинства известных ремедиационных методов. В связи с этим проблема разработки и применения технологий, адаптированных к высоким среднесуточным температурам, высокому содержанию соли и низкой влажности грунта, остается по-прежнему актуальной не только для Казахстана, но для многих стран, в том числе для России (южные регионы с резко континентальным климатом) и ряда государств Ближнего и Среднего Востока.
При разработке технологий очистки грунтов и вод в условиях жаркого климата необходимо учитывать не только климатические особенности региона, но также свойства нефти, такие как ее углеводородный состав, наличие серы, вязкость, текучесть. Наиболее перспективным среди таких подходов является биоремедиация – использование углеводородокисляющих микроорганизмов.
Биоремедиация может быть основана на использовании как аборигенных микроорганизмов (биостимуляция), так и на внесении коммерческих препаратов, основой которых являются активные культуры-деструкторы (биоаугментация).
Несмотря на присутствие ряда биопрепаратов на рынке государств Таможенного союза, соответствующие ремедиационные технологии нуждаются в адаптации к высокотемпературным условиям. Решение именно этой актуальной задачи поставили перед собой ученые Кызылординского государственного университета им. Коркыт-ата в рамках научно-исследовательской работы «Разработка и внедрение энерго- и ресурсосберегающих технологий в строительной и нефтяной отраслях».
Проведенные ими изыскания посвящены разработке и применению ремедиационных методов и технологий, адаптированных к высоким среднесуточным температурам, высокому содержанию соли и низкой влажности грунта. В частности, комплекс исследований предполагал изучение уровня и характера загрязнений, а также численность и активность почвенных углеводородокисляющих микроорганизмов месторождений Южно-Тургайского прогиба в Казахстане.
Для оценки уровня загрязнения грунта и для выработки оптимальной стратегии ремедиации загрязненных территорий определялось содержание остаточных нефтепродуктов, а степень опасности грунта в соответствии с санитарно-гигиеническими критериями оценивалась по содержанию бенз(а)пирена.
Эксперименты, проведенные с помощью гравиметрического и хроматографического анализов, оценка микробного потенциала дали представления об экологическом состоянии почв месторождений Кумколь и Ащисай, о характере загрязнения почвы, природе и составе загрязнителя, а также о численности аборигенных почвенных микроорганизмов и наличии штаммов-нефтедеструкторов. На основе этих данных выработана оптимальная стратегия биоремедиации нефтезагрязненных территорий Южно-Тургайского прогиба.
В ходе работы наиболее эффективные штаммы-нефтедеструкторы были идентифицированы как представители рода Rhodococcus. Эти штаммы послужили основой для разработки микробных препаратов, включающих термотолерантные штаммы, для которых 45–50 градусов Цельсия не являются стрессовым фактором.
Определено, что для ускорения процесса восстановления территории целесообразно сочетать биостимуляцию с внесением микробного препарата. Использование термотолерантных культур, способных утилизировать нефть в присутствии соли в среде и при низкой влажности грунта, повысит эффективность деструкции нефти препаратом в аридном жарком климате.
В работе использованы микроорганизмы с широким диапазоном метаболических возможностей, которые позволили разрабатывать препараты с учетом климатических особенностей региона их применения. Этот подход позволит повысить эффективность очистки нефтезагрязненной территории.
Таким образом, научная работа «Разработка и внедрение энерго- и ресурсосберегающих технологий в строительной и нефтяной отраслях», представленная коллективом ученых КГУ им. Коркыта-ата под руководством д. т. н., профессора Кылышбая Бисенова на соискание Государственной премии РК им. аль-Фараби в области науки и техники, весьма актуальна и имеет большое значение для нефтегазовой отрасли.
