Защита окружающей среды от загрязнения — важная международная проблема.
В СССР состоянию среды в связи с охраной здоровья населения придается большое значение. Охрана природы, улучшение использования природных ресурсов обеспечены постановлениями ЦК КПСС и СМ СССР, Конституцией СССР.
Главные загрязнители природных вод, почв и приземной атмосферы — органические вещества: нефть и нефтепродукты, хозяйственно-бытовые сточные воды, сточные воды и твердые отходы животноводческих комплексов, промышленные сточные воды целлюлозно-бумажной, пищевой отраслей, органического синтеза и многие другие. Особую группу органических загрязняющих веществ представляют устойчивые пестициды и их метаболиты.
Промышленные стоки нефтеперерабатывающих предприятий, нефтепромыслов и судовые сточные воды — один из главных источников загрязнения водоемов. В современной практике охраны водоемов от загрязнения сточными водами, содержащими органические вещества как природного происхождения (например, нефть), так и искусственные техногенные, биологические методы очистки занимают одно из ведущих мест. Известно более 200 форм микроорганизмов, разлагающих фенолы и их производные: ацетон, бензин, асфальт, дизельные топлива, смазки и другие нефтепродукты.
Изучение микрофлоры водной толщи и донных отложений Каспийского моря показало приуроченность углеводородокисляющих бактерий к районам максимального загрязнения водоема нефтепродуктами (Новожилова, Попова, 1979). Здесь выявлено 36 видов гетеротрофных микроорганизмов, активно окисляющих нефть и нефтепродукты, среди них бактерии, микроскопические мицелиальные грибы и дрожжи (Гусев, Коронелли, 1979). Подтвердилось участие микобактерий и артробактера в окислении парафиновых углеводородов в загрязненных морских экосистемах (Ильинский, Линькова, 1979). Среди микроорганизмов, окисляющих дизельное топливо, самыми активными оказались Mycobacterium mucosum, Mycob. brevicale. В Восточно-Сибирском и Чукотском морях обнаружены углеводородокисляющие грибы. Было выделено 150 штаммов несовершенных грибов, относящихся в основном к Penicilliun и Cladosporium, их скорость роста резко замедляется с понижением температуры (Кузнецов, 1979). Подобное же явление отмечено для микрофлоры Баренцева моря (Трупова, 1979) Кроме названных родов к биодеградации нефти способны грибы Aspergillus, Cunningamella и дрожжи Candida, Rhodotc rula, Torulopsis.
На ряде экспериментальных биологических очистных установок (Киевский, Астраханский речные порты, промышленные и бытовые сточные воды городов Ферганы и Маргелана) был получены удовлетворительные результаты по очистке вод от нефтепродуктов.
Расширяются работы по отысканию и селекции активны штаммов, окисляющих сырую нефть и тяжелые углеводороды ароматического и нафтенового ряда, которые можно было б использовать для очистки сточных и поверхностных вод.
Исследования в этом направлении ведутся в ряде микробиологических лабораторий союзных и республиканских институтов.
Промышленные сточные воды содержат токсичные органические, металлорганические и минеральные соединения, губительно действующие на многие микроорганизмы, поэтому для их биологической очистки нужна предварительная селекцн микроорганизмов, приспособленных к жизнедеятельности столь неблагоприятной среде. В ряде институтов ведутся работы по выделению мутагенных штаммов известных микроорганизмов (род Pseudomonas и др.) с помощью сильнодействующих химических мутагенов: нитрозометилмочевины, димети. сульфата и других, а также ультрафиолетового облучения разработан и внедрен в практику метод микробиологической очистки фенольных сточных вод, образующихся при термической переработке твердого топлива, с помощью специальных селекционированных культур. Изучены процессы микробиологической очистки от токсичных соединений неорганической природы — роданистых, цианистых и аммонийных солей; разработаны условия микробиологической очистки от азот — и серосодержащих неорганических соединений с помощью селекцинированных культур автотрофных бактерий.
Из сточных вод обогатительных фабрик выделены гетеротрофные микроорганизмы (Bacterium liquefaciens, В. album, pseudomonas fluorescens, Bacillus brevis), разлагающие в чистой культуре и в смеси цианиды (Илялетдинов и др., 1979). Наличие в среде источника органического углерода (бедные азотом растительные остатки) и хорошая аэрация способствуют быстрому разложению цианидов и ассимиляции азота развивающейся микрофлорой. Присутствующие в среде обитания смеси цианидов различных металлов разрушаются в определенной последовательности: сначала комплексы цианидов со свинцом, затем с цинком и в последнюю очередь с медью. Выделена чистая культура бактерий Bacterium dechromaticans Romanenko, использующих хроматы и бихроматы для окисления органических веществ среды и противостоящих токсическому действию шестивалентного хрома (Романенко, Кореньков, Воробьева, 1975).
По микробиологической очистке от органических загрязнителей почв (нефти, пестицидов, твердых и жидких стоков) сделано значительно меньше.
Выявлено значение почвенных водорослей в биологической рекультивации загрязненных нефтью почв (Штина, Шилова, 1979). Изучается микробное разложение пестицидов (прометрина, пропанида); выделены штаммы родов Pseudomonas,. Nocardia, Arthrobacter, Achromobacter, а также грибов родов Penicillium, Fusarium, Stachybotrys, произрастающих при высокой концентрации пестицидов в среде обитания; установлены явления «связывания» пропанида глинистыми минералами и перехода его в недоступную для использования псевдомонадами форму.
Много внимания уделяется микробиологической очистке сточных вод и твердых отходов свинокомплексов и влияния их на микрофлору исходных почв. Выявлена возможность очистки сточных вод животноводческих комплексов альгобактериальным активным илом. Экспериментально установлены условия максимальной активности микробных ценозов очистных сооружений, которая зависит от аэрации, определенной плотности микробных популяций, количества органического вещества в сточных водах. Полученные результаты по микробиологической оптимизации очистки стоков животноводческих комплексов прошли производственные испытания и уже применяются.
Приведенные немногие примеры работ в области санитарной микробиологии показывают перспективность применения биологических методов охраны среды от промышленного и сельскохозяйственного загрязнения. В природных ландшафтах гетеротрофные организмы утилизируют и перерабатывают мертвое органическое вещество; они действуют в качестве «ассенизаторов» и в условиях среды, измененной техногенезом.