ИСТИНА

Целью данной работы являлась разработка новых высокоэффективных иммобилизованных биокатализаторов на основе клеток микроорганизмов и их использование для создания научно-технического задела по новым технологиям биоразложения фосфорорганических пестицидов и утилизации отходов химической нейтрализации ФОВ. Для получения иммобилизованных биокатализаторов в работе било решено использовать клетки только индивидуальных культур, а не консорциумы микроорганизмов, что должно было существенно упростить процесс получения биокатализаторов в больших количествах с хорошо воспроизводимыми свойствами и упростить контроль за их состоянием в процессе эксплуатации, а также легко устанавливать наличие/отсутствие контаминации биокатализаторов посторонней микрофлорой. В качестве индивидуальных культур, составляющих основу иммобилизованных биокаталазаторов, использовали клетки бактерий, обладающие высокой способностью к разрушению фосфорорганических соединений (клетки Pseudomonas species 78Г, клетки Escherichia coli SG13009[pREP4]/pTES-His-OPH) и клетки мицелиального гриба Aspergillus niger F679. Их применение в иммобилизованном виде должно было обеспечить утилизацию продуктов гидролиза пестицидов и ФОВ из реакционных сред, полученных после обработке ФОС иммобилизованным ферментом His6-OPH. Таким образом, при использовании подобных клеток из реакционной среды последовательно должны быть удалены продукты гидролиза ФОС: эфиры ортофосфорной, тиофосфорной и метилфосфоновой кислот – в зависимости от исходного нейротоксичного вещества, подвергнутого ферментативной обработке, а также другие вещества (п-нитрофенол, 3,5,6-трихлоро-2- пиридинол, фосфаты).

Было проведено изучение физико-химических и каталитических характеристик иммобилизованных биокатализаторов на основе фермента и клеток микроорганизмов, которые были разработаны при выполнении работ по 1-ому этапу. Был получен новый иммобилизованный биокатализатор на основе клеток мицелиального гриба Aspergillus niger, способный осуществлять разложение 3,5,6-трихлоро-2- пиридинола, являющегося продуктом гидролиза пестицида хлорпирифоса. Были определены температурные и рН-оптимумы действия всех иммобилизованных биокатализаторов, исследованы их операционная стабильность и стабильность при хранении. Были наработаны образцы четырех иммобилизованных биокатализаторов, которые далее были применены в процессах биоразложения различных фосфорорганических соединений: пестицидов (паратиона, параоксона, хлорпирифоса) и продуктов их разложения (п-нитрофенола и 3,5,6-трихлоро-2- пиридинола), а также отравляющих веществ (Vx, зомана, зарина) и продуктов их разложения (изобутилового эфира метилфосфоновой кислоты и метилфосфоновой кислоты). При этом использовались системы с комбинированной последовательной обработкой ФОС иммобилизованным ферментным биокатализатором с последующей обработкой сред препаратами иммобилизованных микробных биокатализаторов. Показано биоразложение ФОВ и продуктов их гидролиза в образцах реакционных масс Vx и зомана, полученных с объектов по уничтожению химического оружия. Проведено обобщение результатов работы по 1-ому и 2-ому этапам, перечислены основные достижения, подтверждающие полноту решения поставленных в работе задач. Проведена оценка эффективности полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем, выделены результаты, обладающие научной новизной, и имеющие большую практическую значимость. Приведены рекомендации по применению разработанных технологических предложений по биоразложению фосфорорганических соединений, нашедших отражение в двух лабораторных технологических регламентах по разложению фосфорорганических пестицидов (на примере паратиона и хлорпирифоса) и продуктов их гидролиза, а также отравляющих веществ (на примере Vx и зарина) и их продуктов гидролиза.