Udział mikroorganizmów autochtonicznych w procesie redukcji zasolenia wód złożowych

Zagospodarowanie poeksploatacyjnych wód złożowych, stanowi coraz większe wyzwanie dla przemysłu naftowo-gazowego. Ze względu na znaczną toksyczność tych ścieków, badanie możliwości mikrobiologicznej biotransformacji substancji ropopochodnych oraz związków nieorganicznych, m. in. chlorków, może wskazać nowe perspektywy w oczyszczaniu wód złożowych i innych ścieków przemysłowych. Podczas wykonywania pracy wykorzystano klasyczne i molekularne metody mikrobiologiczne oraz procedury z wykorzystaniem specjalistycznej aparatury pomiarowej. Wyizolowano i zidentyfikowano zespoły mikroorganizmów oraz opisano zależności, które umożliwiają im adaptację i przetrwanie w środowisku zasolonym. Przedstawiono również zmiany zachodzące w środowisku, spowodowane działalnością mikrobiologiczną. Celem badań było uzyskanie aktywnych, autochtonicznych zespołów mikroorganizmów tlenowych wyizolowanych z wód złożowych, zdolnych do biotransformacji jonów chlorkowych w procesach metabolicznych, obserwacja tych procesów w warunkach laboratoryjnych oraz ocena udziału wyizolowanych zespołów mikroorganizmów w procesie obniżania stężenia chlorku sodu. Doświadczenia przeprowadzono w warunkach tlenowej hodowli stacjonarnej oraz tlenowej hodowli półciągłej na zmodyfikowanym podłożu M9 z octanem sodu, fenolem i jednopierścieniowymi węglowodorami aromatycznymi z grupy BTEX, które były wyłącznymi źródłami węgla. W hodowlach zastosowano gradient stężenia chlorku sodu, który tworzył ciąg: 2% Cl-, 5% Cl-, 7% Cl- oraz 10% Cl-. W wyniku przeprowadzonych badań, uzyskano aktywne zespoły autochtonicznych mikroorganizmów tlenowych wyizolowanych z wód złożowych. Zaobserwowano obniżenie stężenia chlorku sodu w hodowlach, szczególnie w warunkach tlenowej hodowli półciągłej, co może mieć znaczenie aplikacyjne.

Exploitation of hydrocarbons deposits beyond the acquisition of oil and natural gas causes extraction of the produced water. These wastes are extremely dangerous to the environment because of their composition, especially high levels of hydrocarbons and sodium chloride. Storage and disposal of petroleum wastes has become a major challenge in recent times. However, various organic pollutants have been shown to be transformed and mineralized by microorganisms able to grow in the presence of salt. Therefore, it is important to test the natural removal potential of microorganisms in petroleum wastes discharge. The main aim of the study was to obtain active, indigenous groups of aerobic microorganisms isolated from the petroleum produced water, capable of utilizing sodium chloride in metabolic processes. Water samples were collected from south-eastern Carpathians hydrocarbon deposits. Salinity of these waters was ranged from 3,5% to 7%. Aerobic microorganisms isolated from producing water were mainly represented by Pseudomonas sp. and Bacillus sp. Aerobic stationary and semi-continous microbial cultures were incubated on liquid, minimal M9 medium with sodium acetate, phenol and BTEX as the sole carbon. All cultures have been treated with sodium chloride at concentrations range from 2% to 10%. Stationary microbial cultures were incubated in aerobic conditions. Microorganisms were multiplied in glass flasks with a capacity of 250 cubic cm filled with M9 medium and suitable amount of sodium chloride. There were five types of sodium chloride concentrations: 0%, 2%, 5%, 7% and 10%. During the experiment there were measured parameters: the concentration of chlorides, optical density (OD) - at a wavelength of 520 nm, protein content, COD (chemical oxygen demand), electrolytic conductivity, pH, the number of bacteria. There were also carried out microscope observations on a scanning electron microscope (SEM) and epifluorescence microscope. Bacteria have been adapted to culture conditions. However, the experiment has shown lack of potential for permanent reducing salinity by microorganisms in aerobic stationary microbial cultures. Semi-continuous cultures were incubated in a bioreactor in aerobic conditions. There were three bioreactors filled with liquid, M9 medium with carbon source (sodium acetate, phenol, BTEX) and bacterial inoculum. There were measured defined parameters the same as in the case of stationary cultures. Measurements were carried out in the fresh medium (supplied to the bioreactor), in bioreactor chamber and in the medium discharged from the bioreactor. The results showed the possibility of using the indigineous microorganisms isolated from petroleum produced water, grown in semi-continuous cultures to reduce the salinity of producing water.