Cтраница 4
Таким образом, указанные структуры, унаследованные для нефтей, нужно рассматривать не как структуры, являющиеся неизменными УВ-фрагментами исходных ( живых) биомолекул, а как структуры, унаследованные в основном от неживого ОВ, сформировавшегося практически на самых ранних этапах биохимического процесса преобразования живого ОВ ( седиментогенез, диагенез) и связанного с существенной перестройкой их УВ-скелета. В течение геохимической истории захороняемое ОВ может подвергаться воздействию различных экосистем ( микрофлоры) ископаемых осадков, например в так называемых процессах биодеградации; это воздействие также будет служить источником пополнения ОВ структурами такого типа. С этих позиций в нефтях должны быть причислены к унаследованным также нафтеновые кислоты вместе с их производными. [46]
Некоторые дополнительные данные о генетическом единстве старогрозненских нефтей будут приведены далее в разделе, посвященном термолизу асфальтенов. Сопоставление изменения углеводородного состава этих нефтей по разрезу ( снизу вверх) с изменением углеводородного состава нефтей в процессе лабораторного моделирования процесса биодеградации дает, все основания отметить единую направленность всех превращений. [47]
При геохимической интерпретации материалов по н-алканам обычно используют их общее содержание в нефти, соотношение гомологов с нечетным и четным числом атомов С в молекуле ( нч / ч), характер кривой молекулярно-массового распределения, соотношение содержания высших и низших гомологов. Для объяснения наблюдаемых различий привлекают разные факторы: влияние степени катагенеза и типа ОВ, неодинаковую термическую устойчивость и температуру плавления соединений в зависимости от длины углеводородной цепи, действие механизма образования алканов ( термический или каталитический крекинг), возможность новообразования в залежи нефти из асфальто-смолистых веществ, процессы биодеградации и конденсатообразования. [48]
Отходы, поддающиеся компостированию, варьируют от городского мусора, представляющего собой смесь органических и неорганических компонентов, до более гомогенных субстратов, таких как навоз, отходы растениеводства, сырой активный ил и нечистоты. В процессе компостирования удовлетворяется в основном потребность в кислороде, органические вещества переходят в более стабильную форму, выделяются диоксид углерода и вода и возрастает температура. В естественных условиях процесс биодеградации протекает медленно, на поверхности земли, при температуре окружающей среды и в основном в анаэробных условиях. Естественный процесс разложения может быть ускорен, если перерабатываемый субстрат собрать в кучи, что позволяет сохранить часть теплоты, выделяющейся при ферментации, и достигнуть более высокой скорости реакции. Этот ускоренный процесс и есть процесс компостирования. [49]
Было показано, что перенос таких веществ, как масляная кислота, фенол, n - хлорфенол и диметилфталат, через насыщенную зону, окружающую место свалки, происходит приблизительно одинаково, хотя конечные концентрации разных веществ различаются, поскольку различны скорости их биодеградации, так, например, масляная кислота и фенол разрушаются с большей скоростью. Реакции такого типа изучают с помощью радиоактивных меток [270] для создания оптимальных условий переработки отходов под землей in situ. Однако, даже после того, как процесс биодеградации завершится, все равно остается вероятность загрязнения источников водоснабжения конечными продуктами метаболизма. [50]
Известно, что анаэробное разложение органического вещества в этих условиях протекает в две стадии. На первой - не-метаногенной - происходит сбраживание субстрата. Во время этой стадии белки, углеводы и липиды превращаются главным образом в жирные кислоты. В процессах биодеградации принимают участие различные физиологические группы микроорганизмов: целлюлозные, протеолитические и другие. [51]
При этом многие исследователи предполагают, что скопления битумов подобного типа образуются с помощью процессов гипергенеза нефтей с асфальтовым основанием, в результате которых в яефтях возрастает асфальтосмолистая часть за счет углеводородной. Это приводит к потере подвижности и увеличению вязкости исходной нефти. В этом процессе большую роль играет сера, которая, по мнению В. А. Успенского, является причиной новообразования смолистых веществ. Большое значение, видимо, имеют и процессы биодеградации исходных нефтей, приводящие к исчезновению алкановых УВ в нефтях и формированию нафтено-ароматического углеводородного состава битумов. [52]
Подготовку территории к рекультивации проводят путем частичной или сплошной планировки поверхности и оставляют на самоочищение и естественную трансформацию нефти на 1 - 1.5 года. Там, где имеются эрозионные процессы, рыхление производится выборочно на глубину до 10 см. На первом этапе производится аэрация и увлажнение почв в целях интенсификации микробиологических процессов, процессов разложения ( выветривания) нефти, и снижения ее концентрации в почве, частичного восстановления сообщества почвенных животных. Это касается в первую очередь степной, сухостеп-ной природных зон, а также сухих субтропиков, где испарение преобладает над количеством осадков. На втором этапе рекультивации производят пробный посев трав, с целью интенсификации процессов биодеградации нефти и улучшения агрофизических свойств почвы и последующей фитомелиорацией с внесением рекомендуемых минеральных удобрений, боронованием и посевом многолетних трав через 1.5 - 2.5 года после загрязнения. [53]
В соответствии с такой моделью пласт-коллектор вначале не был деформирован и погружался моноклинально к центральной части бассейна. В результате процессов биодеградации в поверхностных или приповерхностных условиях образовался экран из асфальтоподобного материала, в результате чего была сформирована стратиграфически экранированная залежь нефти. [54]
Харпер и Линч [505] впоследствии использовали опыты с соломой в сетках для того, чтобы проследить за ее биодеградацией в полевых условиях. Исследуя биодеградацию овсяной соломы в течение года, они обнаружили, что все образцы наиболее быстро теряли массу осенью, а зимой скорость биодеградации резко снижалась. Весной скорость уменьшения массы вновь значительно возрастала, а летом опять снижалась. Это уменьшение массы связано в первую очередь с биодеградацией целлюлозы и геми-целлюлозы. Способность закопанной соломы образовывать уксусную кислоту устойчиво снижалась во время процесса биодеградации соответственно уменьшению сухой массы и содержания целлюлозы и гемицеллюлозы. Обнаружено, что после того как около 50 % этих соединений разрушается в закопанной соломе примерно за 50 сут, дальнейшее накопление фитотоксинов прекращается. [55]
Было сформировано шесть различных смешанных культур, содержащих грибы родов Trichoderma, Penicillium, Chaeto-mium. Их добавляли к нарезанной ячменной соломе в общей концентрации 10б спор / г соломы. Линч и Харпер [511] показали ранее, что использование азотфиксирующие микроорганизмов совместно с целлюлолитическими грибами увеличивает скорость биодеградации соломы. Это происходит благодаря тому, что избыточная потребность в азоте в процессе биодеградации соломы целлюлолитическими микроорганизмами может быть восполнена азотфиксирующими микроорганизмами. Поэтому было решено включить такие микроорганизмы в состав пяти из шести грибных культур. Эти контейнеры были оставлены в нетронутом состоянии при температуре окружающей среды с сентября по апрель. [56]
Процесс биодеградации заключается в воздействии бактерий, содержащихся в метеорных водах, на нефть в зоне ВНК. Бактерии избирательно утилизируют легкие фракции нефти, которые в результате конвекции, обусловленной температурным фактором, оказываются в зоне ВНК, где бактерии наиболее активны. Конечным результатом, как и в остальных процессах, является образование асфальтоподобного слоя, формирующегося в подошве продуктивной части коллектора. Для того, чтобы аэробные бактерии могли существовать и развиваться в этих условиях, метеорные воды, в которых они находятся, должны содержать достаточное количество необходимых питательных веществ ( азота и фосфатов), а токсичные продукты, которые образуются в зоне ВНК, должны из этих вод удаляться. Важно подчеркнуть, что вымывающее действие воды, приводящее к образованию асфальтоподобного слоя, может проявляться и без процессов биодеградации. Это происходит в том случае, когда воды седимента-ционного происхождения, омывающие залежь углеводородов, движутся от центра бассейна к его бортам, или если метеорные воды, движущиеся к центру бассейна, не содержат аэробных бактерий. [57]