Лекции по природоведческой микробиологии - Заварзин Г.А.
ISBN 5-02006454-8
Скачать (прямая ссылка):
фильтр" по отношению к горючим углеводородным газам миграционного потока
из подпочвенных осадочных пород было введено Г.А. Могилевским9, в 1937-
1939 гг. установившим окисление этих газов в почвенном слое. Впоследствии
это явление было использовано им для поиска нефтегазовых месторождений,
над которыми особенно активно развивались бактерии, способные
использовать высшие гомологи метана. Окисление метана метанотрофами
связано с циклом Зёнгена, идущим в местах разложения органического
вещества, при котором высшие гомологи метана не образуются. В этом
отношении окисление метана не является процессом, приуроченным к газовым
аномалиям. Иное дело представляет окисление летучих высших гомологов
метана углеводородоокисляющими микроорганизмами, которое оказалось
приурочено к глубинным источникам этих газов. В газовых месторождениях с
содержанием метана 80-90% углеводороды С>-С5 составляют 1-15%, причем их
концентрация возрастает с глубиной. В попутном нефтяном газе сумма
тяжельрс углеводородов составляет 25-40%. Над газовыми и нефтяными
месторождениями образуются аномалии в содержании углеводородов в газовой
фазе пород и почвы. Аномалии приурочены к потокам газов из глубины.
Массоперенос из глубин на дневную поверхность осуществляется по зонам
трещиноватости пород за счет фильтрационного и диффузионного процессов.
Необходимым условием развития окислительного бактериального фильтра
служит доступ кислорода. В почве и рыхлых породах обеспечивается доступ
атмосферного кислорода из почвенного воздуха или же переносимого
подземными водами. В этой зоне смешения встречных газовых потоков и
формируется микробное сообщество окислительного бактериального фильтра из
микроорганизмов, использующих летучие углеводороды. Наиболее
благоприятными для жизнедеятельности организмов, окисляющих неметановые
летучие углеводороды, служат подпочвенные аэрируемые горизонты до уровня
грунтовых вод и зоны неотектонической трещиноватости. Обычные пластовые
температуры для нефтегазоносных бассейнов не превышают 100 °С, но область
развития окисляющих углеводороды организмов бактериального фильтра
находится у нас в стране в зоне температур менее 10 °С, а в подземных
водах 4 °С.
Метанокисляющие организмы способны соокислять большое число летучих
веществ в неростовом процессе. Продукты неполно-
9 Могилевский Г.А. Микробиологический метод поисков газовых и нефтяных
залежей. М.; JL: Госпромтехиздат, 1953. 56 с.
143
го окисления этих соединений могут быть токсичными для метило-трофов и
обусловливают развитие в сообществе с ними организмов-спутников,
завершающих окисление и устраняющих токсическое действие. Поэтому
сообщество оказывается более устойчивым, чем чистые культуры
метанотрофов, к примесям в природном газе. Ю.Р. Малашенко особое внимание
обратил на соокисление этана с попутным образованием ацетальдегида и
других продуктов неполного окисления, представляющих заведомо токсичные
вещества.
Окисление летучих гомологов метана осуществляет широкий круг
микроорганизмов, для которых нет необходимости в синтезе С-С связи и
которые могут совмещать продукты окисления ростового субстрата с
центральным метаболизмом; они относятся к группе аэробных
органогетеротрофов, характеризуемых возможностью использования
углеводородных субстратов. Организмы, использующие летучие углеводороды,
довольно разнообразны и включают ряд грамположительных аэробов.
Способность к окислению углеводородов у них распределена неравномерно:
часть штаммов довольно специфична по отношению к субстрату, окисляя один-
два н-алкана, часть обладает более широкими возможностями. Ключевой
реакцией служит окисление концевой метальной группы. Наибольшее внимание
было уделено организмам, окисляющим пропан и бутан. Типичными, но не
единственными организмами этой функциональной группы являются родококки.
Организмы, окисляющие углеводороды, способны использовать их крайне
низкие концентрации. Минимальная концентрация пропана оценивается в
0,001%, и для летучих углеводородов минимум находится на уровне ниже
десятых частей на миллион. Растворимость газообразных н-алканов в воде
мала, составляя до 60 мг/л.
Многочисленные бактериальные съемки, проведенные на территории СССР,
показали, что пропан- и бутанокисляющие бактерии практически не
обнаруживаются в местах разложения органического вещества. Вместе с тем
они приурочены к нефтеносным районам как в почве, так и подземных водах
по всей территории страны вне зависимости от климатических поясов.
Развитие организмов, использующих неметановые к-алканы, в природных
биоценозах возможно в основном за счет газов, мигрирующих из
нефтегазоносных залежей. В природоведческом отношении существенно, что
весь миграционный поток углеводородных газов может быть полностью окислен
бактериями, образующими мощный биологический окислительный фильтр в зоне
нефтяных и газовых месторождений. Описание мест распространения пропан- и
бутанокисляющих организмов на территории СССР дано в обзоре10. В качестве
