Põlevkivi mikrobioloogiline töötlemine

Abstract

Eesti põlevkivi ehk kukersiit on põhiline Eestis kasutatav energiaallikas, mida on kaevandatud juba üle 100 aasta. Lisaks põlevale osale ehk kerogeenile sisaldab põlevkivi ka metalle ning mikroorganisme. Ulatuslike katsete tulemusena on leitud, et nii aeroobsed kui ka anaeroobsed mikroorganismid on võimelised põlevkivi kerogeeni kasutama energiaallikana ning põlevkivis olevaid metalle bioleostama. Antud töö eesmärgiks oli uurida põlevkivi mikrobioloogilise töötlemise võimalusi Eesti ja Jordaania põlevkivi näitel, rikastada vastavad mikroobikooslused ja töötada välja kohane analüüsimetoodika. Mikrobioloogiliseks töötlemiseks kasutatati nii põlevkivi enda mikroorganismide kultuuri kui ka lisatud kultuuri. Töö käigus uuriti mikroorganismide arvukust, metallide leostamist ning anaeroobsetes katsetes metaani ja süsihappegaasi tootmise võimekust. Põlevkivi töötlemiseks kasutati eelnevalt graptoliitagriliidiga adapeeritud kooslust inokulum 98. Inokulum adapteeriti Eesti põlevkiviga kaheksa edasikülviga 339 päeva jooksul ning välja kujunenud kooslust kasutati Jordaania põlevkivi aeroobseks mikrobioloogiliseks töötlemiseks. Eesti põlevkivi töödeldi ka anaeroobselt kooslusega 5A. 5A kooslus on graptoliitargilliidiga anaeroobsetes tingimustes adapteeritud kooslus, mis sisaldab metanogeenseid arhesid ning leostab metalle. Metanogeenide sisalduse tõttu on 5A sobilik kooslus metaani tootmise uurimiseks. Aeroobsete katsete tulemusena saavutati nii Eesti kui ka Jordaania põlevkiviga kõrgeid mikroorganismide arvukusi (kuni 108) R2A söötmega. Tänu kõrgele mikroorganismide arvukusele sobib R2A sööde põlevkivi mikrobioloogiliseks töötlemiseks hästi. Eesti põlevkivi katsetest oli suurim arseeni saagis (39%) ja Jordaania põlevkivil seleeni (7,1%) ja nikli (7%) saagis. Anaeroobsete katsete tulemusena eraldus tänu 5A koosluse lisamisele 59. katsepäevaks biogeenset gaasi 5,77 mmol/g. Intensiivne biogaasi eraldumine algas 15 katsepäeval. Sellele eelnes lag-faas, mille jooksul ei lagundanud metanogeensed arhed põlevkivi orgaanilist ainet intensiivselt. Lag faas võib olla seotud ka põlevkivis sisalduva kaltsiumiga. Kaltsiumi inhibeerivat toimet on oluline tulevaste katsete planeerimisel arvestada.