ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГУМАТОВ ДЛЯ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕНИЙ ВОДОСБОРНОГО БАССЕЙНА ОЗЕРА БАЙКАЛ

Дагуров Алексей Владимирович  
(cтарший научный сотрудник НИИ биологии при ИГУ)

ЗАЯВКА (РАЗВЕРНУТЫЙ ВАРИАНТ)
Цели и актуальность исследования
Цель – изучение влияния гуминовых веществ на процессы обезвреживания нефтяных углеводородов.
Загрязнение окружающей среды нефтью и нефтепродуктами является актуальной экологической проблемой, возникающей в регионах добычи и переработки нефти. Особенно существенен вклад органических поллютантов в загрязнение гидросферы в Восточной Сибири, где в процессе поисков, разведки и разработки месторождений нефти и газа резко увеличивается поступление в окружающую среду широкого спектра нефтяных углеводородов. 
В связи с ростом антропогенной нагрузки  на  природные объекты все больший интерес представляют работы по поиску путей обезвреживания нефтяных углеводородов. В настоящее время во всем мире наблюдается повышенный интерес к гуминовым веществам (ГВ), совершенствуются технологии их производства, расширяется сырьевая база, в которую вовлекаются все новые виды углей, торфов, сланцев и других источников. Гуминовые препараты, поступающие на рынок, существенно различаются по своим свойствам и активности, что зависит от вида сырья, способа производства препарата и формы готового продукта. Гуминовые вещества достаточно дешевы в производстве, поэтому их использование для очистки нефтезагрязненных природных экосистем было бы экономически выгодным.
Имеются сообщения о возможности ослабления ГВ токсического действия некоторых загрязнителей на организмы. Показано, что ГВ могут в некоторых случаях снижать токсичность, как тяжелых металлов, так и отдельных органических соединений. В то же время описано и усиление токсического действия некоторых соединений в присутствии ГВ. Таким образом, роль ГВ в изменении биологической активности разнообразных химических веществ, загрязняющих окружающую среду, весьма плохо изучена и до некоторой степени противоречива. До настоящего времени остаются очень слабо разработанными направления по использованию гуматов для обезвреживания  нефтегенного загрязнения окружающей среды.
В настоящее время для повышения биодоступности гидрофобных поллютантов широко используют поверхностно-активные вещества (ПАВ), которые способствуют десорбции и солюбилизации нефтяных углеводородов. Однако применяемые с этой целью синтетические ПАВ представляют собой достаточно токсичные вещества. Накапливается все больше данных, свидетельствующих в пользу интенсификации биотрансформации нефтяного загрязнения под действием препаратов ГВ. Вместе с тем в вопросе о механизмах эффекта ГВ на эти процессы ясности до сих пор нет. Высказывается предположение, что эффект ГВ на интенсификацию элиминирования углеводородов нефти тесно связан со способностью ГВ диспергировать и солюбилизировать углеводороды нефти. Следует отметить, что, несмотря на всё возрастающий интерес к ГВ как агентам ремедиации, до сих пор не изучены механизмы их действия на процессы детоксикации нефтяных углеводородов, что делает эту проблему весьма актуальной для исследования.
Связь между предлагаемым исследованием и темой кандидатской диссертации соискателя 
Данное исследование является продолжением кандидатской диссертации соискателя  «Влияние гуматов на токсичность углеводородов нефти». В диссертационной работе изучалась возможность ослабления гуминовыми веществами токсичности нефтей, нефтепродуктов и их индивидуальных ингредиентов. В результате было установлено, что ГВ способны снижать токсичность эмульсий нефтей и нефтепродуктов, а также индивидуальных углеводородов нефти, как для беспозвоночных животных, так и для растительных организмов. Также было установлено, что ГВ приводят к обратимости токсических эффектов на организмы вызываемых действием эмульсий нефтепродуктов и углеводородов нефти (ГВ по отношению к нефтепродуктам способны выступать в роли поверхностно-активных агентов).
Дальнейшие исследования позволили бы выяснить механизм антидотного действия гуматов по отношению к нефтяным углеводородам и на его основе разработать научные основы практического применения гуминовых веществ для ликвидации нефтяного загрязнения и рекультивации, загрязненных углеводородами нефти сред. Подобные материалы должны будут получены в ходе экспериментов, выполнение которых намечается в предлагаемом проекте. 

Основные этапы, планируемые промежуточные показатели и ожидаемые окончательные результаты
Первый год исследований (2008). Изучить способность гуминовых веществ солюбилизировать и диспергировать нефть и нефтепродукты
Исследовать влияние гуминовых веществ (ГВ) на дисперсное состояние нефтей, нефтепродуктов и их индивидуальных ингредиентов, находящихся в различном состоянии (эмульгированные, пленочные) с помощью методов световой и люминесцентной микроскопии. Изучить степень гетерогенности и диспергированности эмульсий нефтепродуктов под действием различных концентраций ГВ. Установить эмульгирующие свойства ГВ в отношении нефти, нефтепродуктов и индивидуальных углеводородов, входящих в их состав. Изучить поверхностно-активные свойства ГВ.
Второй год исследований (2009). Изучить десорбционную способность гуминовых веществ по отношению к углеводородам нефти
Исследовать нефтеотмывающую способность различных препаратов ГВ в отношении нефти, нефтепродуктов и их индивидуальных ингредиентов с различных нефтезагрязненных субстратов. Изучить десорбционные свойства ГВ в зависимости от используемой концентрации. Исследовать  влияние ГВ на гидрофобность, гидрофильность и смачиваемость модельных поверхностей. Исследовать изменение накопления нефтепродуктов на поверхности организмов и различных субстратов под действием ГВ. Выявить механизм десорбции нефтяных углеводородов гуминовыми веществами.
Третий год исследований (2010). Оценить возможность использования гуминовых веществ для ремедиации нефтезагрязненных субстратов в модельных экспериментах
В модельных экспериментах исследовать возможность применения препаратов ГВ для рекультивации нефтезагрязненных субстратов характерных для прибрежной территории озера Байкал. Оценить перспективы применения препаратов ГВ для обезвреживания нефтяного загрязнения. Разработать рекомендации по использованию ГВ для рекультивации нефтезагрязненных сред. Изучить возможность применения гуминовых препаратов в качестве нефтеэмульгирующих агентов. 

Ожидаемые окончательные результаты
В результате проведенных исследований будет изучено влияние ГВ на дисперсное состояние нефти, различных нефтепродуктов и индивидуальных углеводородов, входящих в их состав. Будет исследована зависимость диспергированности эмульсий нефтепродуктов в зависимости от концентрации ГВ. Будут определены десорбционные свойства ГВ по отношению к углеводородам нефти. Полученные в результате  работы данные позволят установить механизм десорбции нефтяных углеводородов от почвенных частиц гуминовыми веществами. Будет исследована возможность применения препаратов ГВ для рекультивации нефтезагрязненных субстратов характерных для прибрежной территории озера Байкал. Будут разработаны рекомендации по использованию ГВ для рекультивации нефтезагрязненных сред. 

План по использованию оборудования, принадлежащего НОЦ
Для эффективного выполнения поставленных задач планируется использование следующего оборудования, принадлежащего НОЦ: микроцентрифуга Eppendorf 5417R, CN-анализатор Flash EA NC Soil/MAS 200, анализатор воды AutoAnalizer 3 Sistem 2-Chanel, спектрофлюориметр Флюорат-02-Панорама, биотестер-2, люминесцентный микроскоп ЕС ЛЮМАМ РПО-11. 

Обоснование предлагаемых исследований с точки зрения их проведения в НОЦ, состояние исследований в данной области в Российской Федерации и принимающем НОЦ
Проект предлагаемого исследования тесно связан с работами, проводимыми в НОЦ «Байкал», так как он ориентирован на разработку научных основ комплексной охраны природных экосистем. Планируемая работа органично входит в программу по сохранения стабильности функционирования водных и наземных природных комплексов. Совершенствование методов обезвреживания поллютантов чрезвычайно актуальны для предотвращения экологического риска деградации природных экосистем. 

Описание возможного курса по специальности соискателя, который он хотел бы преподавать, включая приблизительный план занятий, список сопутствующих материалов и указание, студенты каких курсов будут посещать эти занятия (младшие, старшие, и т.п.)
Материалы исследования могут быть использованы для прочтения курса «Загрязнители водоемов и пути их действия на гидробионты» на старших курсах в рамках спецдисциплины или дисциплины по выбору. Занятия рассчитаны на проведение лекций и практических занятий в форме групповых бесед и дискуссий, самостоятельного выполнения заданий по подготовке рефератов и практических занятий. Кроме того, курс будет читаться в дистанционном режиме.
Курс рассчитан на 1 семестр по 4 часа в неделю (2 часа лекций и 2 часа семинарских или практических занятий). Полученные теоретические знания и практические навыки будут закрепляться  на летних учебно-полевых практиках проводимых непосредственно на изучаемых водных объектах.
Цель курса. Знакомство с экологической токсикологией, прежде всего, с современными представлениями о влиянии токсических химических веществ на экосистемы различного иерархического уровня и на компоненты этих систем, а также развитие дистанционного образования.
Задачи курса.  Познакомить слушателей с основными токсическими веществами окружающей среды, с их источниками, с механизмами  влияния экотоксикантов на организм и их дальнейшими превращениями.
 Место курса в профессиональной подготовке выпускника. Прослушавшие курс студенты должны представлять процессы и технологии, в ходе которых происходит образование токсических веществ, пути их поступления в экосистемы.
Основные раздела курса.
•	Оценка экологической опасности химического загрязнения.
•	Токсикометрия и актуальные проблемы гигиенического регламентирования химического загрязнения окружающей среды.
•	Комбинированное и комплексное действие химических веществ.
•	Промышленная и сельскохозяйственная токсикология, начало развития экологической токсикологии. 
•	Организм человека и животных как объект воздействия вредных веществ (ксенобиотиков).
•	Поступление ксенобиотиков в организм, их распределение и вы деление.
•	Связь между химической структурой и биологической активностью ксенобиотиков.
•	Вредные вещества в окружающей среде.