ОСОБЕННОСТИ БИОДЕГРАДАЦИИ НЕФТИ В ПОЧВАХ СЕВЕРО-ЗАПАДА РОССИИ. Биодеструкция нефти в почве


1.8 Перспектива применения биопрепаратов для ускорения процессов биодеградации нефтезагрязнений. Реабилитация земель, загрязненных нефтью и нефтепродуктами при помощи микробиологических препаратов

Похожие главы из других работ:

16 временных экологических целей Швеции

2.4 Характеристика 16 экологических целей и перспектива их достижения к 2020 году

1. Уменьшение воздеи?ствия на климат Рамочная конвенция Объединенных Нации? по изменению климата обеспечивает стабилизацию концентрации парниковых газов в атмосфере на уровне, который гарантирует...

Биопрепараты, использование при биоремедиации почв, их получение и назначение

2. Использование биопрепаратов для биоремедиации почв

Рекультивация - комплекс мероприятий, направленных на восстановление плодородия и практической ценности нарушенных земель, почвенного покрова...

Биоэнергетические установки

6. Результат применения удобрения

Удобрение гораздо более активно по свои свойствам, так как в качестве исходного сырья берётся исключительно свежий навоз: не более 1 суток хранения. Так что потери аммонийного азота сводятся к нулю...

Влияние физико-химических факторов на рост нефтеокисляющих актинобактерий

1.1 Применение микроорганизмов для ликвидации нефтезагрязнений

Использование ферментативной активности углеводородокисляющих микроорганизмов для отчистки окружающей среды от нефтяных загрязнений является одной из важных составляющих биоремедиации почв и водоёмов...

Микроядерный тест

Область применения

Микроядерный тест может быть с успехом использован для: 1. Контроля эффективности радиопротекторов, так как радиоактивное излучение индуцирует появление клеток, содержащих микроядра, особенно в экспериментальной практике [29]. 2...

Пластмасса - вред или польза?

2. Пластмассовые изделия в быту, условия их применения

Из пластмасс изготавливают: радиоаппаратуру, предметы домашнего обихода, посуду, игрушки, тару для упаковки товаров, облицовочную плитку, медицинские приборы. Сегодня пластиковая посуда облегчает нам проведение пикников...

Применение пестицидов

4. Масштабы применения пестицидов

О масштабах применения пестицидов можно судить по табл. 1 и рис. 1, на котором показано изменение стоимости потребления пестицидов в мире с 1945 года в ценах 1992 года и дан прогноз на 1997 год. Как видно из приведенных на рис. 1 данных...

Применение пестицидов

7. Экономическая эффективность применения пестицидов

Широкое применение пестицидов связано с их высокой экономической эффективностью, которая может быть охарактеризована следующим примером: прополка одним человеком 1 га сахарной свеклы требует не менее 20 рабочих дней...

Применение пестицидов

10. Формы применения

Пестициды, подобно лекарственным средствам, применяют в виде различных форм, важнейшими из которых являются следующие. Смачивающиеся порошки, которые при разведении водой дают устойчивую суспензию. Они содержат действующее вещество...

Проект нормативов предельно допустимых выбросов в атмосферу хлебопекарного предприятия "Сдоба"

2.3 Перспектива развития предприятия

По данным предприятия нового строительства, реконструкции, изменения технологии и иных мероприятий, существенно влияющих на увеличение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, в ближайшие 5 лет не предусмотрено...

Скруббер Дойля

6. Область применения мокрых пылеуловителей

Наиболее широкое применение мокрые пылеуловители получили на электростанциях. Это обстоятельство было вызвано повышением санитарно-гигиенических требований к защите атмосферного воздуха от загрязнений его окислами серы и летучей золой...

Экологические последствия химизации сельскохозяйственного производства

Экологические последствия применения пестицидов

Достаточно отметить, что только около 1% вносимых в среду ядов имеет непосредственный контакт с теми видами организмов, против которых они применяются. Остальная их масса попадает в различные звенья среды и небезразлична для их обитателей...

Экологические проблемы литосферы

4. ПЕСТИЦИДЫ И ПОСЛЕДСТВИЯ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ

Понятие пестициды (от пестис - зараза, цедерс - убивать) объединяют группу веществ, которые используются для уничтожения или снижения численности нежелательных для человека организмов. Практически все эти вещества относятся к ксенобиотикам, т...

Энергосберегающие и энергоактивные здания

6.4.2 Отечественный опыт применения солнечных систем

Пока что в нашей стране имеется сравнительно ограниченный опыт применения систем солнечного теплоснабжения с использованием солнечных коллекторов, хотя работы по их созданию велись довольно давно на основе государственных программ (рис.3)...

Ядерное оружие: типы, физика, поражающие факторы, экологические последствия

Экологические последствия применения ядерного оружия

В 1945 г. была создана атомная бомба, свидетельствуя о новых невиданных возможностях человека. В 1954 г. была построена первая в мире атомная электростанция в Обнинске, и на "мирный атом" возлагалось много надежд. А в 1986 г...

eco.bobrodobro.ru

особенности биодеградации нефти в почвах северо

Documents войти Загрузить ×
  1. Естественные науки
  2. Наука Об Окружающей Среде
advertisement advertisement
Related documents
УДК 734.75.012 «Нефтяные загрязнения: последствия для
Казахский национальный медицинский университет
Кузмичева А.В.
biouroki.ru
на примере Октябрьского района ХМАО
КОНЦЕНТРАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА И ПУТИ СНИЖЕНИЯ ИЗДЕРЖЕК ПРОИЗВОДСТВА. Матвеева А.О.
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО В КАЧЕСТВЕ ИСТОЧНИКА
Почвенный биоциноз и плодородие почвы
ГОСТ 17.4.3.06-86 Почвы.Общие требования к класификации
Коротаева В.В.
Скачать advertisement StudyDoc © 2018 DMCA / GDPR Пожаловаться

studydoc.ru

БИОДЕГРАДАЦИЯ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ В ПОЧВЕ С

Documents войти Загрузить ×
  1. Естественные науки
  2. Наука Об Окружающей Среде
advertisement advertisement
Related documents
Андреева КарГТУ тезисыx
Биоремедиация нефтезагрязненных почв
УДК 734.75.012 «Нефтяные загрязнения: последствия для
DOCX, 146 КБ
Программа для вступительных испытаний в магистратуру
Tezisy_Gayfutdinov_Kamyshevax
Бородулина Т.С. Влияние нефтезагрязнения окружающей
Термобарические условия образования нефти и газа
Защита окружающей среды от нефтяного
Комментарии и предложения Всемирного фонда дикой природы
Торф и продукты его переработки УДК 631.461:622.323:504
Скачать advertisement StudyDoc © 2018

studydoc.ru

ОСОБЕННОСТИ БИОДЕГРАДАЦИИ НЕФТИ В ПОЧВАХ СЕВЕРО-ЗАПАДА РОССИИ

110 Биология Вестник Нижегородского М.В. Чугунова, университета Н.В. Маячкина, им. Н.И. Л.Г. Лобачевского, Бакина, Л.П. 2011, Капелькина 5 (1), с. 110 117 УДК 504.05; 504.06 ОСОБЕННОСТИ БИОДЕГРАДАЦИИ НЕФТИ В ПОЧВАХ СЕВЕРО-ЗАПАДА РОССИИ 2011 г. М.В. Чугунова, Н.В. Маячкина, Л.Г. Бакина, Л.П. Капелькина Научно-исследовательский центр экологической безопасности РАН, Санкт-Петербург [email protected] Поступила в редакцию 29.03.2011 В полевом эксперименте изучена многолетняя динамика процессов биодеградации нефти в дерново-подзолистой суглинистой и подзолистой песчаной почвах. Показателями самовосстановления почв служили интенсивность почвенного дыхания, состояние растительного покрова и содержание нефтепродуктов. Изученные почвы существенно отличались как по активности процессов биодеградации нефти, так и по динамике процессов восстановления растительного покрова. Ключевые слова: нефть, почва, почвенный микробоценоз, почвенное дыхание, растительный покров. Введение В настоящее время нефть и нефтепродукты признаны приоритетными загрязнителями окружающей среды. Известно, что основными агентами очистки природных экосистем от нефтезагрязнения являются микроорганизмы. Процесс микробиологического разрушения нефтяных углеводородов в почве сводится к образованию серии кислородсодержащих органических соединений и, в конечном счете, к окислению исходных соединений до воды и углекислого газа. При этом количество выделенного СО 2 характеризует процесс полной минерализации и максимальной утилизации углеводородов почвенными микроорганизмами [1 3]. Таким образом, величина эмиссии СО 2 из нефтезагрязненной почвы является важным показателем интенсивности происходящих в ней процессов самоочищения. Другим важным и, возможно, главным показателем степени очистки почвы от нефтяного загрязнения является урожайность растений, так как основным критерием качества почвы, по мнению многих исследователей, следует считать ее фитотоксичность [4 7]. В условиях нефтезагрязнения растения, являясь чуткими индикаторами экологической обстановки, могут дать объективную информацию о состоянии окружающей среды. Динамика и механизмы самоочищения нефтезагрязненных почв связаны с конкретными почвенно-климатическими условиями [8 10]. Для подзоны южной тайги Северо-Запада России этот процесс, на наш взгляд, до сих пор изучен недостаточно. Хотя очевидно, что игнорирование этих особенностей снижает вероятность выбора оптимальных мероприятий по очистке нефтезагрязненных территорий и не позволяет правильно оценить затраты на их рекультивацию [11]. Цель данной работы изучение многолетней динамики процессов биодеградации нефти в разных типах почв, характерных для Северо- Запада России. Объекты и методы исследования В качестве объекта исследования были выбраны почвы, контрастно различающиеся между собой по величине ассимиляционной емкости и механизмам самоочищения, широко распространенные в подзоне южной тайги Северо- Запада России: дерново-подзолистая суглинистая окультуренная почва на карбонатной морене (под разнотравно-злаковой залежью) и подзолистая песчаная иллювиально-железистая почва (под сосняком лишайниково-зеленомошным). Дерново-подзолистая суглинистая окультуренная почва была выбрана как пример экологически устойчивой почвы, которая в силу своих оптимальных свойств должна весьма успешно справляться с нефтяным загрязнением. Подзолистая песчаная почва, в отличие от дерновоподзолистой суглинистой, характеризуется низким содержанием гумуса, кислой реакцией и малой буферностью. Она бедна доступными для растений и микроорганизмов элементами питания. Все эти негативные свойства обусловливают низкую биогенность песчаного подзола, а также преобладание в его микробном комплексе

Особенности биодеградации нефти в почвах Северо-Запада России 111 Таблица Общее содержание нефтепродуктов в загрязненных почвах через 10 дней после загрязнения Тип почвы Дерново-подзолистая суглинистая Подзолистая песчаная Вариант опыта (доза нефти, л/м 2 ) Общее содержание нефтепродуктов, % на возд.-сух. навеску почвы 0 0.015 0.7 0.55 1.4 0.92 4.0 1.43 10.0 3.02 0 0.064 0.6 0.40 1.2 0.93 3.5 2.33 8.5 3.48 олиготрофных форм [12]. Поэтому песчаный подзол был выбран в качестве наименее устойчивой, самой уязвимой и чувствительной к нефтяному загрязнению почвы. Загрязнение почв сырой нефтью проводили в условиях полевых мелкоделяночных опытов. Опыты были заложены на территории Ленинградской области в 2004 году. Площадь делянок 1 м 2. Повторность опытов 4-кратная. При планировании опытов предполагался одинаковый уровень загрязнения нефтью обеих почв, равный 0.5; 1.0; 3.0; 5.0% от массы почвы. Дозу нефти для загрязнения рассчитывали с учетом объемной массы почв и плотности нефти на глубину промачивания 10 см. Эти дозы составили для дерново-подзолистой 0.7; 1.4; 4.0; 10.0 л/м 2, для песчаной подзолистой почвы 0.6; 1.2; 3.5; 8.5 л/м 2. Контролем в обоих случаях являлась чистая незагрязненная почва. Загрязнение нефтью проводили после вспашки окультуренной дерново-подзолистой почвы и удаления подстилки с поверхности лесной подзолистой почвы. Данные, характеризующие фактический начальный уровень загрязнения почв нефтью, представлены в таблице. Экологическое состояние нефтезагрязненных почв оценивали по интенсивности почвенного дыхания и величине надземной биомассы растений, поскольку состояние растительного покрова в естественных природных условиях является важнейшим критерием, который, наряду с показателями состояния почвенного микробоценоза, диагностирует обратимость деградационных процессов и допустимую степень загрязнения почвы. Данные исследования сопровождались изучением общего содержания нефтепродуктов в почвах. Для исследований биологической активности образцы почв отбирали с глубины 0 10 см. Интенсивность выделения СО 2 определяли в свежеотобранных образцах в лабораторных условиях по методу Э.А. Головко [13]. При низкой полевой влажности почвенные образцы увлажняли дистиллированной водой до 60% от полной влагоемкости и инкубировали при комнатной температуре. Аналитическое определение общего содержания нефтепродуктов в почве было выполнено согласно РД 52.18.575-96 «Определение валового содержания нефтепродуктов в пробах почвы методом инфракрасной спектрометрии». Содержание нефтепродуктов определяли после высушивания образцов до воздушно-сухого состояния в экоаналитической лаборатории Всероссийского нефтяного научно-исследовательского геологоразведочного института (ВНИГРИ). Через 1 месяц после загрязнения на опытных площадках был проведен посев трав. В опыте на дерново-подзолистой суглинистой почве были высажены семена смеси газонных трав, состоящей из полевицы обыкновенной (Agrostis capillaries), овсяницы красной (Festuca rubra), мятлика лугового (Poa pratensis), райграса пастбищного (Lolium perenne) и клевера лугового (Trifolium repens). В течение периода исследований посев данной смеси трав проводили дважды через месяц и через год после загрязнения почвы нефтью. Для оценки фитотоксичности подзолистой песчаной почвы через месяц после загрязнения ее нефтью был проведен посев семян овса полевого (Avena sativa). В последующие годы на опытных делянках происходили процессы естественного восстановления растительного покрова, то есть самозарастание. Уменьшение фитотоксичности почв вследствие процессов самоочищения оценивали по двум параметрам. Для дерново-подзолистой почвы за весь период наблюдений и подзолистой песчаной почвы в 1-й вегетационный сезон измеряли надземную биомассу растений методом дробного или полного укоса. Для песчаной подзолистой почвы, начиная со 2-го вегетационного сезона и до настоящего времени, со-

112 М.В. Чугунова, Н.В. Маячкина, Л.Г. Бакина, Л.П. Капелькина Рис. 1. Степень изменения дыхательной активности нефтезагрязненной дерново-подзолистой суглинистой почвы по сравнению с контролем (N) стояние растительности оценивали по степени зарастания, то есть по проективному покрытию растениями опытных делянок. Полученные результаты обработаны методом вариационной статистики [14], достоверность различий определена по критерию Стьюдента (t st ). Рисунки выполнены с помощью программ Origin Pro 8, MS Excel 2000. Результаты и их обсуждение Изучение почвенного дыхания нефтезагрязненных почв выявило следующее. Исследования, проведенные через 10 дней после загрязнения дерново-подзолистой суглинистой почвы, показали, что в диапазоне концентраций от 0.7 до 4.0 л/м 2 нефть не оказывала существенного влияния на активность почвенного дыхания (рис. 1). Лишь максимальная доза нефти 10 л/м 2 в 1.5 раза снижала интенсивность выделения почвой СО 2. В октябре этого же года реакция микрофлоры меняется. Интенсивность дыхания стала расти по мере увеличения загрязненности почвы нефтью, достигая максимума в варианте с дозой нефти 1.4 л/м 2 (в 3.3 раза выше, чем в контроле). Дальнейшее увеличение загрязнения приводило к некоторому снижению эффекта стимуляции: доза 4 л/м 2 повышала дыхательную активность по сравнению с незагрязненной почвой в 3 раза, доза 10 л/м 2 в 2.9 раза. Полученные результаты показывают, что в течение первых 4-х месяцев после загрязнения дерново-подзолистой почвы нефтью в составе ее микробного ценоза произошли значительные изменения. Повышение дыхательной активности, особенно сильное в диапазоне загрязнения 1.4 10.0 л/м 2, свидетельствует, во-первых, о бурном развитии в почве резистентных к нефти форм микроорганизмов и, во-вторых, об интенсификации процессов ее биоразложения [1, 15, 16]. В дальнейшем эмиссия углекислого газа из загрязненных почв снижалась. Через 3 года после начала опыта в вариантах с невысокими дозами нефти (0.7 и 1.4 л/м 2 ) интенсивность дыхания почвенных образцов практически не отличалась от уровня контроля. Дыхание почв, загрязненных нефтью в дозах 4.0 и 10.0 л/м 2, после прохождения в первый год опыта пика активности также снижалось. Однако его уровень оставался выше контроля на протяжении всех последующих лет наблюдений. Результаты определения биологической активности исследованной дерново-подзолистой почвы коррелируют с данными по динамике содержания в ней нефтепродуктов. Так, было установлено, что наиболее интенсивно снижение концентрации нефтепродуктов в загрязненных образцах, обусловленное процессами самоочищения почвы, происходило в первые 3 года опыта (рис. 2). В дальнейшем скорость разложения нефти падала. В последние годы наблюдений особенно заметно этот процесс замедлялся в почвах с низким уровнем загрязнения (0.7 и 1.4 л/м 2 ). В почвах с более высоким уровнем загрязнения (4.0 и 10.0 л/м 2 ) биодеструкция нефти проходила в 2 2.5 раза эффективнее. Микрофлора лесной песчаной подзолистой почвы, по сравнению с микробоценозом дерново-подзолистой окультуренной почвы, оказалась гораздо более чувствительной к ингибирующему воздействию нефтяных углеводородов. Через 14 дней после начала эксперимента

Особенности биодеградации нефти в почвах Северо-Запада России 113 Рис. 2. Деградация нефтепродуктов в дерново-подзолистой суглинистой почве Рис. 3. Степень изменения дыхательной активности нефтезагрязненной подзолистой песчаной почвы по сравнению с контролем (N) было установлено, что во всех нефтезагрязненных вариантах эмиссия углекислоты была ниже, чем в контроле (рис. 3). Токсичность нефти возрастала с увеличением ее дозы. Так, интенсивность дыхания образцов, загрязненных нефтью в дозе 0.6 л/м 2, снижалась на 10%. Повышение дозы до 1.2 3.5 л/м 2 резко увеличивало токсичность нефтяного загрязнения, в результате чего уровень дыхания в нефтезагрязненных почвенных образцах падал, по сравнению с контролем, в среднем на 40%. В почве с максимальной дозой (8.5 л/м 2 ) биологическая активность в этот период наблюдений была полностью подавлена. Через 4 месяца после начала опыта дыхательная активность в образцах, загрязненных нефтью в диапазоне загрязнения 0.6 1.2 л/м 2, не только достигла уровня контроля, но и значительно превысила его, соответственно в 2.4 и 1.4 раза. Такое резкое увеличение выделения СО 2 свидетельствует о развитии и активной деятельности в данных почвах нефтеокисляющих микроорганизмов. Изменилась и реакция микрофлоры в почвах с высоким уровнем нефтяной нагрузки. Дыхательная активность образцов с дозой нефти 3.5 л/м 2 в этот период наблюдений достигла контрольного уровня. А максимально загрязненная почва начала «дышать». Однако интенсивность ее дыхания была все еще в 2 раза ниже, чем почвы без внесения нефти. Исследования, проведенные через год после начала опыта, показали, что эмиссия углекислоты из почв с невысокими дозами нефти снизилась и в течение последующих 4 лет практически не отличалась от контроля. Дыхание почв с высоким уровнем нефтезагрязнения продолжало интенсифицироваться, достигнув своего

114 М.В. Чугунова, Н.В. Маячкина, Л.Г. Бакина, Л.П. Капелькина Рис. 4. Деградация нефтепродуктов в подзолистой песчаной почве Рис. 5. Надземная биомасса растений на нефтезагрязненной дерново-подзолистой суглинистой почве максимума через 2.5 года после начала опыта. Эмиссия СО 2 из почвы с дозой нефти 3.5 л/м 2 превысила контрольный уровень в 1.6 раза, максимально загрязненной почвы (8.5 л/м 2 ) в 2.1 раза. В последующие несколько лет интенсивность продуцирования углекислоты этими почвам снизилась. Через 5.5 лет после заложения опыта она превышала контроль соответственно в 1.2 и 1.4 раза. Результаты изучения динамики уменьшения общего содержания нефтепродуктов в почве коррелировали с данными по ее биологическому состоянию. Было установлено, что при низком уровне загрязнения (0.6 1.2 л/м 2 ) наиболее интенсивно нефть окислялась в первые 1.5 года эксперимента (рис. 4), т.е. в период ее максимальной дыхательной активности. Снижение содержания нефтепродуктов в почвах, загрязненных высокими дозами нефти (3.5 8.5 л/м 2 ), началось значительно позднее через 2 года, что по времени также совпало с ростом эмиссии СО 2 из этих почв. Исследование фитопродуктивности нефтезагрязненной дерново-подзолистой окультуренной почвы проводили методом регулярного учета надземной растительной биомассы. Установлено, что через 2 месяца после загрязнения биомасса трав, выросших на делянках с дозами нефти до 1.4 л/м 2, достоверно не отличалась от контроля, хотя и была несколько ниже (на 10 20%). Таким образом, загрязнение дерново-подзолистой почвы нефтью в дозах до 1.4 л/м 2 не оказывало существенного влияния на ее фитопродуктивность (рис. 5). Более высокие дозы загрязнения 4.0 и 10.0 л/м 2 вызвали очень резкое и достоверное угнетение растений. Статистически достоверная разница с контрольным вариантом составила 80 и 90% соответственно. По окончании первого вегетационного сезона, через 4 месяца после загрязнения почвы, существенных изменений в развитии растений на опытных площадках не произошло. Результаты определения надземной биомассы трав показали, что значения фитопродуктивности почв вариантов с малыми дозами нефти (до 1.4 л/м 2 ) и контрольного не имеют достоверных различий, варианты с большей нефтяной нагрузкой (4.0 и 10.0 л/м 2 ) достоверно отличимы от контроля. В процентном выражении эта разница составила 50 и 95% от контроля соответственно.

Особенности биодеградации нефти в почвах Северо-Запада России 115 Рис. 6. Надземная биомасса растений на нефтезагрязненной подзолистой песчаной почве в 1-й вегетационный сезон К концу второго вегетационного сезона достоверные отличия значений надземной биомассы трав от контроля были выявлены только в максимально загрязненном варианте (10 л/м 2 ). В остальных вариантах с меньшими дозами загрязнения отличия были не существенны. Более того, в слабозагрязненных вариантах в этот период наблюдения результаты взвешивания биомассы трав показали тенденцию к стимуляции, которая составляла до 30% от контрольных значений. Тенденция стимуляции прослеживается и в функциональной активности почвенной микрофлоры в этих вариантах опыта в указанный период наблюдений, что было указано выше (рис. 1). В варианте с дозой внесения нефти 4 л/м 2 процессы биодеградации произошли в такой степени, что почва перестала быть токсичной для растений. По-видимому, остаточное количество более инертных и физиологически малоопасных нефтепродуктов не угнетает процессы накопления биомассы, несмотря на то, что содержание нефтепродуктов, определяемое в почвах этого варианта опыта (4 л/м 2 ), к осени 2005 г. снизилось от исходного всего лишь на 25% и достигло значения 1.0% от массы почвы. Дальнейшие исследования показали, что фитопродуктивность дерново-подзолистой почвы, загрязненной максимальной в данном опыте дозой нефти 10 л/м 2, полностью восстановилась и сравнялась с контрольным вариантом только к концу третьего вегетационного сезона, т.е. через два с половиной года после внесения нефти. Результаты дальнейших наблюдений достоверных отличий по показателю наземной биомассы растений нефтезагрязненных вариантов опыта по сравнению с контрольным не выявили. Таким образом, по показателю фитопродуктивности дерново-подзолистая суглинистая почва, загрязненная дозой нефти 10 л/м 2, что, согласно аналитическим данным, составляет 3% на воздушно-сухую навеску почвы, в условиях южной тайги Северо-Запада России восстанавливается в течение трех вегетационных сезонов или за два с половиной года; почва с дозой нефти 4.0 л/м 2, или 1.5% нефтепродуктов, восстанавливается 2 вегетационных сезона, или полтора года; а дозы нефти до 1.4 л/м 2, или 1%, не вызывают достоверных изменений показателя фитопродуктивности даже при свежем разливе. Фитотоксичность подзолистой песчаной почвы в 1-й год после загрязнения оценивали по биомассе овса полевого (Avena sativa), который был высеян с целью определения экологического состояния почвы. Установлено, что внесение небольшой дозы нефти оказало определенное стимулирующее действие на рост растений. При загрязнении почвы нефтью в дозе 0.6 л/м 2, или 0.4% нефтепродуктов, наблюдалось достоверное увеличение биомассы выросших в первый вегетационный сезон растений почти в 3 раза по сравнению с контролем (рис. 6). При следующей дозе загрязнения (1.2 л/м 2, или исходно 0.9% нефтепродуктов) биомасса трав практически не отличалась от контроля. Последующее увеличение дозы нефтяного загрязнения (3.5 и 8.5 л/м 2 ) привело к резкому достоверному угнетению растений на 70 и 85% соответственно. В дальнейшем динамика самозарастания нефтезагрязненных делянок подзолистой песчаной почвы оценивалась по восстановлению проективного покрытия делянок (рис. 7). За 5 вегетационных сезонов после нефтяного загрязнения практически полностью восстановился растительный покров в контрольном варианте и на делянках с относительно низким уровнем загрязнения 0.6 и 1.2 л/м 2. Повышенные дозы нефти, равные 3.5 и 8.5 л/м 2, за весь период наблюдений оказались настолько токсичны, что самозарастания этих делянок практически не наблюдалось даже к концу пятого года. Выводы 1. Установлено, что микробоценозы дерново-подзолистой суглинистой и подзолистой песчаной почв существенно различаются по активности процессов биодеградации нефти.

116 М.В. Чугунова, Н.В. Маячкина, Л.Г. Бакина, Л.П. Капелькина Рис. 7. Динамика процессов самозарастания нефтезагрязненной подзолистой песчаной почвы 2. Микрофлора дерново-подзолистой почвы оказалась достаточно устойчивой к ингибирующему воздействию нефти. Угнетение микроорганизмов, выразившееся в снижении интенсивности почвенного дыхания, наблюдалось лишь в течение первых месяцев полевого опыта при максимальном уровне загрязнения. Однако уже к концу первого вегетационного сезона наблюдался резкий, по сравнению с контролем, рост дыхания почвы при всех концентрациях нефти, что свидетельствовало о бурном развитии резистентных к данным количествам нефти форм микроорганизмов и об интенсификации процессов ее биодеградации. 3. Микроорганизмы подзолистой песчаной почвы оказались гораздо более чувствительными к ингибирующему воздействию нефтяного загрязнения. Эмиссия углекислоты после загрязнения снижалась по сравнению с контролем при всех дозах нефти, а при повышенных дозах была практически полностью подавлена. Со временем микробные сообщества песчаного подзола смогли адаптироваться к нефтяному загрязнению, однако скорость их адаптации снижалась по мере роста загрязненности. Так, при невысоких дозах нефти микрофлора достигала пика своей активности, значительно превышающего уровень контроля, уже через 4 месяца после начала эксперимента, а при повышенном уровне загрязнения только через 2.5 года. 4. После периода активного разложения нефти и достижения своего максимума дыхательная активность почв снижалась при всех уровнях загрязнения. В настоящее время в вариантах с невысокими дозами нефти она практически не отличается от контроля, с высокими дозами остается выше контроля и через 5 лет после начала опыта в обеих почвах. 5. Установлено, что динамика уменьшения содержания нефтепродуктов в обеих почвах взаимосвязана с дыхательной активностью микробоценозов. Наиболее интенсивно снижение концентрации нефтепродуктов в загрязненных образцах происходило в первые 3 года опыта. В дальнейшем скорость разложения нефти падала при всех уровнях загрязнения. Однако в обеих почвах при высоких дозах нефти ее биодеструкция проходила в несколько раз эффективнее, чем в вариантах с более низкими концентрациями. 6. Изученные почвы существенно отличались по динамике снижения фитотоксичности, вызванной нефтяным загрязнением, и процессам восстановления растительного покрова. Дерново-подзолистая суглинистая почва отличалась меньшей фитотоксичностью при примерно равном уровне загрязнения и полностью восстановила свою продуктивность, оцененную по надземной биомассе растений, при низких дозах (до 1.4 л/м 2 ) к концу первого, а при высоких (до 10 л/м 2 ) к концу третьего вегетационного сезона. Подзолистая песчаная почва за 5 лет наблюдений восстановила продуктивность, оцененную по проективному покрытию, при низких дозах (до 1.2 л/м 2 ) к концу пятого вегетационного сезона, а при повышенных уровнях загрязнения (3.5 8.5 л/м 2 ) восстановления растительного покрова не происходит и по настоящее время. Список литературы 1. Киреева Н.А., Водопьянов В.В., Новоселова Е.И. и др. Микробиологическая рекультивация нефтезагрязненных почв. М.: ОАО «ВНИИОЭНГ», 2001. 40 с. 2. Зильберман М.В., Порошина Е.А., Огнева Е.В. О моделировании конкуренции микроорганизмов в нефтезагрязненных почвах // Матер. IV съезда Докучаевского общества почвоведов «Почвы национальное достояние России», Новосибирск, 9 13 августа 2004 г. Новосибирск: Наука-Центр, 2004. Кн. 1. С. 40.

Особенности биодеградации нефти в почвах Северо-Запада России 117 3. SylvaTraci Y., Kinosyita Charles M., Romano Rowena T. et al. Bioremediation of petroleum-impacted soils from investigation-derived wastes // Remediation. 2003. V. 13. 4. P. 79 90. 4. Гашева М.Н., Гашев С.Н., Сороматин А.В. Состояние растительности как критерий нарушенности лесных биоценозов при нефтяном загрязнении // Экология. 1990. 2. С. 77 78. 5. Фомченков В.М., Холоденко В.П., Ирхина И.А., Петухов В.Н., Байдусь О.А. Биотестирование интегральной токсичности загрязненных почв и вод // Химико-фармацевтическое производство. Обзорная информация. М.: НИИЭМП, 1996. Вып. 3. 31 с. 6. Капелькина Л.П. Экосистемный подход к установлению региональных нормативов допустимого остаточного уровня содержания нефтепродуктов в почвах болотных ландшафтов // Тез. докл. конф. «Экобиотехнология. Борьба с нефтяным загрязнением окружающей среды», Пущино, 29 30 января 2001 г. С. 9 10. 7. Назаров А.В., Иларионов С.А. Изучение причин фитотоксичности нефтезагрязненных почв // Письма в Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология». 2005. 1. С. 60 65. 8. Пиковский Ю.И. Трансформация техногенных потоков нефти в почвенных экосистемах // Сб. научн. тр. «Восстановление нефтезагрязненных почвенных экосистем». М.: Изд. Наука, 1988. С. 7 22. 9. Зильберман М.В., Порошина Е.А., Зырянова Е.В. Биотестирование почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами. Пермь: Изд-во Пермского ГТУ. 2005. 110 с. 10. Другов Ю.С., Родин А.А. Экологические анализы при разливах нефти и нефтерподуктов. М.: Издво Бином, 2007. 272 с. 11. Бакина Л.Г., Чугунова М.В., Маячкина Н.В., Капелькина Л.П. Особенности процессов естественной биодеградации нефти в разных типах почв Ленинградской области // Матер. Всерос. научной конф., посвященной 40-летнему юбилею Ин-та физикохимических и биологических проблем почвоведения РАН, Пущино, 2010. С. 27 29. 12. Богородская А.В. Микробные комплексы и трансформация органического вещества в почвах сосновых лесов Средней Сибири после пожаров разной интенсивности // Матер. III Междун. молодежной школы-конференции «Актуальные аспекты современной микробиологии», Москва, 22 23 ноября 2007 г. С. 10 11. 13. Головко Э.А. О методах изучения биологической активности торфяных почв // Матер. научной конф. «Микробиологические и биохимические исследования почв». Киев: Урожай, 1971. С. 68 71. 14. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. Л.: Колос, 1986. 336 с. 15. Калачникова И.Г., Масливец Т.А, Базенкова Е.И., Колесникова Н.М. Влияние нефтяного загрязнения на экологию почв и почвенных микроорганизмов // Экология и популяционная генетика микроорганизмов. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1987. С. 23 26. 16. Звягинцев Д.Г., Гузев В.С., Левин С.В., Селецкий Г.И., Оборин А.А. Диагностические признаки различных уровней загрязнения почвы нефтью // Почвоведение. 1989. 1. С. 72 78. SOME FEATURES OF OIL BIODEGRADATION IN SOILS OF NORTH-WEST RUSSIA M.V. Chugunova, N.V. Mayachkina, L.G. Bakina, L.P. Kapel kina Long-term dynamics of oil biodegradation processes in sod-podzolic loamy and podzolic sandy soils was studied in a field experiment. Soil respiration intensity, plant cover state and oil content served as indicators of soil selfremediation. The soils studied were essentially different in both the oil biodegradation activity and in the dynamics of revegetation processes. Keywords: oil, soil, soil microbial cenosis, soil respiration, plant cover.

docplayer.ru