А. Т. Сағынаев МҰнай мен газдың физикасы және химиясы
Микроорганизмдердің әсерінен көмірсутектердің тотығуы
жүктеу/скачать 6,98 Mb. Pdf көрінісі
|
S4
| 15.5. Микроорганизмдердің әсерінен көмірсутектердің тотығуы
Микроорганизмдердің әсерінен көмірсутектердің тотығуы туралы сұрақтың маңыздылығы күн сайын артуда. Осыдан бірнеше жыл бұрын микроорганизмдермен негізінен мұнай өндірісінің мамандары айналысып келді. Арнайы бактериялардың көмегімен мұнайдың генезисі және мұнай кенорындарының геологиялық барлау мәселелері зерттелінді. Соңғы жылдары алдыңғы орынға суға немесе топыраққа түскен мұнай және оның өнімдерін тотықтыру мәселелері қойыла бастады. Көптеген кеме жүретін өзендер мұнай өнімдерімен ластанған. Мұнайдың ауыр фракциялары өзендердің түбіне шөгіп, уақыт өте судың бетіне қалқып шығып, өзендердің қалыпты өмір сүруіне кедергі келтіреді. Теңіздің және оның жағасының мұнаймен ластануы кейбір елдердің ұлттық қасіретіне айналды. Осыған байланысты көмірсутектердің микроорганизмдермен тотығуы үлкен қызығушылық тудыруда. Табиғи органикалық заттарға микроорганизмдердің әсер ететіндігі белгілі. Көмірсутектер бактериалардың, өсімдіктер мен жануарлардың клеткаларының химиялық құрамына кіреді. Олар бактериаларда және өсімдіктерде үнемі синтезделеді. Алифатикалық көмірсутектер қатарының бірінші өкілі метан Methylomonas methanica деп аталатын бактерианың әсерінен тотығады. Бұл микроорганизм басқа көмірсутектерге және органикалық қосылыстарға әсер етпейді. Сонымен қатар метанның термофильді тотықтырғышы Methylococcus сарsulatus белгілі. Метанның тотығу механизмі мына нұсқа бойынша жүреді деген қорытынды жасауға болады: Процесс тек қана оттегінің қатысында жүреді және оксигеназамен катализденеді. Этан, пропан және бутан метаннан жеңіл тотығады. Оларды Pseudomonas, Mycobacterium, Nocardia тобының бактериалары тотықтырады. Микроорганизмдер алкандар тізбегіндегі көміртек атомдарының санына қарай әсер етеді. С 5 –С 10 -алкандар бәрінен қиын тотығады. Ұзын тізбекті алкандар (>С 10 ) көптеген бактериалармен тотығады және тізбектің ұзаруына қарай әсер ететін бактериалардың саны көбееді. Микроорганизмдер көбіне алифатты көмірсутектердің тармақталған туындыларына әсер етпейді. Микроорганизмдердің әсері тізбектегі метил топтарының санына және орнына байланысты болады. Мысалы, бүйір тізбегіндегі топтардың саны жұп болатын алкандар қиынырақ тотығады. Сол сияқты, бүйір тізбек пен шеткі метил тобының арасындағы көміртек атомдарының саны 4 кем болса да нашар тотығады. Тармақталған алкандар 204 Mycobacterium және Nocardia бактериаларымен тотығады. Candida ашытқысы мүлдем әсер етпейді. Барлық алифатты көмірсутектердің тотығуы оттегінің қатысында ғана (аэробты жағдайда) жүреді. Микроорганизмдердің оксигеназа ферменттері көмірсутекке оттегіні жеткізіп, оны спиртке айналдырады, одан әрі альдегид, май қышқылдары түзіледі. Май қышқылдары А коферментінің қатысында тотығады: Көміртек атомдары жұп санды алкандардан сірке қышқылы, ал тақ санды алкандардан пропион қышқылы түзіледі. Аралық өнімдерден реакциялық ортада эфирлер және майлар болады. Микроорганизмдер ароматты көмірсутектерге де әсер етеді. Бензол мен толуолда Bacterium benzolicum және Bacterium toluolicum бактериялары дамиды. Полициклді арендер – нафталин, фенантрен, антрацен және т.б. микроорганизмдердің әсерінен оңай тотығады. Оларды Pseudomonas, Мусоbacterium, Bacillus, Flavobacterium, Nocardia, Aspergillus, Penicillium бактериялары пайдаланады. Барлық көмірсутектердің арасында бактериалардың әсеріне төзімдісі нафтендер болып келеді. Нафтендерге қарағанда нафтен қышқылдары микроорганизмдердің әсеріне жеңіл беріледі. Олар Pseudomonas және Micrococcus бектериаларымен тотығады. Нафтенді көмірсутектердің тотығуын циклопропан мысалында мына механизм бойынша көрсетуге болады: Көмірсутектердің микроорганизмдермен тотығуының соңғы өнімі – көмірқышқыл газы және су, алайда аралық өнімдер – спирттер, органикалық қышқылдар, эфирлер және басқа қосылыстар да кездеседі. |