Студентка-третьекурсница Омского политеха: «Мечтаю создать свою вермиферму»

Почему Вас заинтересовала именно эта тема исследования? В чем ее суть?

Мы начали исследования еще в 2013 году с изучения биологии дождевых червей и влияния различных факторов на их репродуктивный потенциал. Пришла идея внести в почву бензин, нефть и дизельное топливо и посмотреть, выживут ли они. Оказалось, что низкие концентрации нефтепродуктов стимулировали рост и размножение червей, а концентрации 50 г/кг были для них губительными. Мы хотели проверить, что же может помочь червям жить в загрязненной почве. В рамках исследования нами были испытаны три микробиологических препарата. Оказалось, что один из них повышал выживаемость червей в загрязненной почве, а их совместное использование снижало концентрацию нефтепродуктов.

В дальнейшем мы решили разработать собственные препараты на основе микрофлоры дождевых червей. Они были выделены на базе Санкт-Петербургского государственного технологического института под руководством доцента Григория Козлова, а их состав проанализирован в Санкт-Петербургском НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера.

Мы протестировали препараты в лаборатории ИППУ СО РАН, а идеи для исследований нам подсказали ведущие специалисты Ольга Бакланова и Ольга Бельская. Так, совместная работа химиков и биотехнологов привела к созданию препаратов, которые разлагают высокие концентрации нефти, мазута, нефтешламов и других углеводородов в почве и прекрасно перерабатывают отходы сельского хозяйства и животноводства.

Каким образом дождевые черви помогают ускорить процесс удаления загрязняющих веществ из почвы?

Дождевые черви изменяют физические и химические свойства почвы, смешивая ее с органическим веществом и улучшая аэрацию почвы, что делает загрязняющие вещества доступными для микроорганизмов.

Положительное влияние дождевых червей на удаление загрязняющих веществ, таких как нефть, полициклические ароматические углеводороды, полихлорированные бифенилы, было отмечено многими учеными. Они роют норы в почве, а также смешивают ее в своем кишечнике – этот процесс способствует изменению физических и химических свойств грунта. Известно, что дождевые черви способствуют увеличению контактов между загрязняющими веществами и почвенными микроорганизмами и, соответственно, более интенсивному удалению этих веществ.

Какой препарат получен в рамках исследования и как он используется?

На основе микроорганизмов-нефтедеструкторов были получены микробиологические препараты «Калифорнийский» и препарат «Дендробена», показавшие высокую результативность использования. Предложена методика рекультивации нефтезагрязненных почв с содержанием нефти до 50 г/кг с пробиотическими микроорганизмами и дождевыми червями Eiseniafetida, Dendrobaenaveneta, Eiseniaandrei. Способ очистки и восстановления экологических функций субстратов, загрязненных нефтью и другими нефтепродуктами, заключался в том, что его обрабатывали биопрепаратом, проводили отвальную обработку почвы и паровали в течение одного месяца, затем вносили дождевые черви в количестве 1000 шт/м2, в качестве питательной среды использовали навоз крупно рогатого скота в дозе 1 т/га загрязненного полигона.

Как происходит этот процесс?

В загрязненную нефтью почву вносим микробиологический препарат, рыхлим почву, чтобы улучшить аэрацию и активировать углеводоокисляющие микроорганизмы. Выдерживаем 1–2 месяца, в зависимости от концентрации нефти. Затем, когда концентрация снижается на 30 %, вносим червей. Но предварительно необходимо произвести изоляцию участка – вкапываются листы шифера по периметру, чтобы черви не сбежали. Черви рыхлят почву и способствуют распространению препарата примерно на 1,5–2 метра вглубь. Наши препараты созданы на основе микрофлоры червей – они усиливают способность перерабатывать органику и разлагать нефтепродукты. Можно сказать, что мы создали живые биореакторы.

Биотестирование. Как Вы понимаете, что почва очищена?

Для оценки эффективности каждого варианта эксперимента по окончании биоремедиации нами проведено биотестирование почвы на содержание остаточных вредных веществ. В качестве биоиндикатора использовали редис (Raphanussativus). По всхожести семян, длине проростка и его массе можно судить о качественных результатах очистки почвы от нефтезагрязнения. В загрязненном субстрате без препаратов всхожесть семян не отмечалась. А использование нашей методики позволило добиться всхожести семян до 70–80% , длины стебля – 8 см, массы – 0,2 г.

Чем проект поможет экологии города?

После взрыва котельной в 2011 года в поселке Степном города Омска сотни тонн некачественного мазута были слиты в ближайшие котлованы. Вследствие чего, годом позднее Октябрьский районный суд Омска обязал организацию, эксплуатирующую котельную, провести рекультивацию загрязненных земель. Однако проблема с разливом мазута на территории котельной № 127 до сих пор остается актуальной. Так как почти 700 тонн нефтепродуктов образовали настоящее озеро, площадь загрязнения превысила тысячу квадратных метров, а нефтепродукты по сей день загрязняют подземные и поверхностные воды региона.

Рекультивация данного озера не проводится, его только обнесли забором и немного присыпали песком. На расстоянии 300–400 м находится жилой поселок, дачи и озеро. Пары нефтепродуктов токсичны для людей, вызывают онкологические заболевания.

Мы планируем выделить микроорганизмы-нефтедеструкторы из загрязненной почвы и создать препарат «Степной» для рекультивации данного объекта. Кроме того, на территории города и области много АЗС, на которых происходят утечки нефтепродуктов, осуществляет свою деятельность и крупный нефтезавод – на нем тоже образуется большое количество нефтешламмов. Наша технология может быть использована для их рекультивации.

Какие этапы исследования впереди? Как планируете коммерциализировать разработку?

Мы планируем разработать еще несколько препаратов на основе углеводоокисляющих микроорганизмов из различных мест загрязнения, выделить отдельные штаммы микроорганизмов и протестировать их способность разлагать разные углеводороды, разработать технологическую схему производства препаратов и начать их производство.

Конечно, на создание производства денег, полученных от Фонда содействия инновациям, не хватит, но мы не останавливаемся и планируем свое участие в конкурсе «Старт», мечтаем создать вермиферму по переработке нефтешламмов, отходов животноводства и рекультивации нефтезагрязненных почв.

Вы сказали, что мечтаете создать свое предприятие – вермиферму. Есть ли подобные в регионе?

Да мы планируем, но на ее создание нам необходимо 3–4 млн рублей. И она окупится за 2 года. С уверенностью можно сказать, что наша разработка уникальна. Препараты из микрофлоры дождевых червей не были получены ни в одной стране, судя по анализу отечественной и зарубежной литературы. Мы уже опубликовали статьи с данными исследованиями и получили много откликов от иностранных авторов и журналов. Патент в настоящее время находится на стадии оформления.

Кто может заинтересоваться разработкой?