viagra super force

+7(495) 123-XXXX  г. Москва

Выпуски журналов

  • Серия
  • Серия
  • Серия
  • Серия
  • Журнал
  • Журнал
  • Журнал
  • Журнал

Л.А. Ерофеевская,  (Научный сотрудник, ФГБУН Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук)

Серия «Естественные и Технические науки» # ЯНВАРЬ  2017

Нефтезагрязнение
Изучено влияние природных факторов на микробоценоз мерзлотных почв Якутии. Проведен анализ биологической активности почвенных экосистем в условиях нефтяного разлива. Установлено, ведушими факторами, оказывающими влияние на биологическую активность почв и процессы её самоочищения от нефти являются температура, реакция почвенной среды, доступ кислорода воздуха, влагообмен. Установлено, что нефть подавляет развитие азотфиксирующих и целлюлозолитических микроорганизмов. Стимулирует рост гнилостных бактерий и патогенных плесневых грибов. Для сокращения сроков реабилитации нарушенных земель предпочтительно внесение биопрепаратов с одновременным посевом районированных сортов пырейника сибирского (Elymus sibiricus) и тимофеевки луговой (Phleum pratense). Показана высокая эффективность аборигенных углеводородокисляющих микроорганизмов к трансформации нефтепродуктов в природно-климатических условиях Крайнего Севера.

Ключевые слова: Нефтезагрязнение, углеводородокисляющие микроорганизмы, деструкция, рекультивация, фитотоксичность, нефть, биопрепараты.

 

На современном этапе развития нефтедобывающей и перерабатывающей промышленностей, разработка эффективных и экологически безопасных методов реабилитации нарушенных земель приобретает актуальное значение. Необходимость такого рода исследований связана с участившимися за последние годы аварийными разливами нефти и нефтепродуктов (НП). Так, только за последние пять лет на территории республики произошло более 130 аварий с попаданием нефтяных загрязнений  в окружающую среду.

Основными факторами отрицательного воздействия нефтяного загрязнения экосистем являются токсическое действие углеводородов нефти на биологические объекты и изменение физико-химических свойств почвы [1, С. 121-150; 2, С. 59-64.]. В результате обволакивания почвенных частиц нефтью происходит нарушение водного и воздушного режимов, нарушается почвенный гомеостаз. Развивается токсикоз и дисбактериоз почв, что приводит к угнетению развития корневой системы растений, нарушению функций репродуктивных органов, фотосинтеза и дыхания. Возрастающий в составе гумуса нерастворимый остаток ухудшает плодородие почв. Что наносит ощутимый экономический ущерб земледелию.

В настоящее время довольно подробно изучаются  процессы регенерации биоценозов на аварийных территориях, в результате деструкции нефтепродуктов (НП) аборигенными углеводородокисляющими микроорганизмами (УОМ). Апробированы биологические способы, в основу которых положены активация метаболической активности естественной микрофлоры и внесение в почву специально разработанных промышленных биопрепаратов [3, С.391-394; 4, С. 1023-1026.].

Установлено, что вследствие длительного периода адаптации активность специально внесенных в мерзлотные почвы популяций микроорганизмов, входящих в состав биопрепаратов, выпускаемых промышленностью, быстро снижается вплоть до их исчезновения. В результате эффективность обработки почв нефтедеструкторами, не адаптированными к суровым природно-климатическим условиям Якутии становится мало эффективной или сводится к нулю.

Эти обстоятельства делают крайне востребованными научные исследования по выделению и изучению штаммов аборигенных УОМ, способных к активной деструкции нефти и НП при положительных низких температурах.

    Целью настоящей работы являлось изучение влияния физических, геохимических и агрохимических факторов на развитие аборигенной нефтеокисляющей микрофлоры и возможности её применения в процессах биологической биоремедиации и реабилитации нарушенных эемель в условиях Якутии.

    Объектами для исследований служили фоновые и нефтезагрязненные образцы почв, отобранные с аварийных территорий нефтегазового комплекса (НГК) Якутии.

Для достижения цели были поставлены задачи:

  1. Изучить биологическую активность фоновых и нефтезагрязненных мерзлотных почв.
  2. Исследовать влияние физических, геохимических и агрохимических факторов на развитие микрофлоры, участвующей в повышении почвенного плодородия.
  3. Из объектов окружающей среды выделить ассоциации УОМ, пригодные для эффективной очистки нефтезагрязнённых почв при низких положительных температурах.
  4. Провести лабораторно-полевые эксперименты по очистке почв от нефти биопрепаратами на основе аборигенных УОМ.
  5. Определить эффективность деградации нефтяных углеводородов до, и после проведения микробиологической обработки загрязненных почв.

Материалы и методы исследований

Образцы нефтезагрязненных почв отбирали на глубине 0 – 10 см, 10 - 20 см, в некоторых точках - 40, 60, 100 см, исходя из того, чтобы каждый образец представлял собой часть почвы, типичной для генетических горизонтов.

Для характеристики природного регионального фона были изучены контрольные пробы почв, не испытывающие на себе нефтяного воздействия, отобранные в удалении от загрязненных объектов  на 500 и 1000 м.

Культивирование и определение нефтеокисляющей активности УОМ осуществляли методом жидких накопительных культур в мезофильном и психрофильном режимах на минеральной среде Мюнца [5, С.1024-1030]. В качестве источника углеводорода использовали нефть Талаканского месторождения, с содержанием 0,82% парафиновых и 12,4% смолистых веществ [6, С.221-229].

Посевы инкубировали в термостатированных качалочных установках «УВМТ-12-250». Рост УОМ оценивали методом предельных разведений с последующим подсчётом выросших колоний.

Натурные эксперименты по самоочищению мерзлотных почв от нефти и НП проводили в условиях открытой экосистемы в опытных участках, разбитых на аварийных площадках НГК Якутии.

Контроль за процессами очистки почв от нефтезагрязнений в процессе биологической деструкции проводили, руководствуясь РД 39-0147098-90 Инструкция по контролю за состоянием почв на объектах предприятий Миннефтегазпрома.

Экспериментальная часть

В качестве примера в настоящей работе приведены результаты экспериментальных исследований, проведенных на мерзлотной лугово-суглинистой почве в условиях Центральной Якутии.

На контрольной площадке отбора проб сделана четыре прикопки глубиной 80 см. Верхний слой почвы уплотнён, имеет обилие корней травянистых растений. На горизонте 0–10 см  профиль темно-серый, легкосуглинистый, сухой, при растирании пылит. От HCl не вскипает. Горизонт 10–20 см буровато-серый, плотный, легкосуглинистый с обилием корневых волосков. От HCl не вскипает. На глубине 20–80 см светлосерый, уплотнённый, слегка влажный, среднесуглинистый, корневые волоски в незначительном количестве. Для горизонта 0–10 см характерны низкое и среднее содержание гумуса (4-8%), не высокая влажность (20-30%), средняя и слабая засоленность (0,3-2,25), тип засоленности хлоридно-сульфатный, щелочная реакция среды (7,74-8,53).

По данным геохимических исследований, выход НП перед проведением экспериментальных работ составил от 64207 до 186079 мг/кг, что соответствует очень высокому уровню загрязнения. На дату постановки эксперимента (17 июня) уровень мерзлого грунта отмечен на глубине 30-38 см от поверхности.

Близкое залегание мерзлоты к органогенному горизонту, отрицательно повлияло на развитии полезной почвенной микрофлоры и задерживало начало вегетации, которая и без того в течение всего периода проведения экспериментальных работ проходила вяло.

По средним показателям температура почвенного горизонта на данной территории, в течение 3-х вегетационных сезонов, на глубине 20 см, составляла в среднем +8˚С; на глубине 10 см  +11 + 16˚С.

Продолжительность благоприятных дней с оптимальной температурой, для развития наиболее распространённых в природе групп мезофильных УОМ, в районе исследований зафиксирована в течение 78 дней в 1 год проведения полевых работ (май – 6; июнь – 24; июль – 25; август – 23; сентябрь – 0 дней); на 2 год - также 78 дней (май – 3; июнь – 24; июль – 27; август – 18; сентябрь – 6 дней); на 3 год – 71 день (май – 5; июнь – 17; июль – 26; август – 21; сентябрь – 2 дня), что характеризует короткий вегетационный период данной местности (на юге он равен 120-130 суток), оказывающий значительное влияние на скорость микробиологических процессов и биологической активности почв.

На способность почвы поглощать солнечное тепло оказало влияние и уровень содержания влаги, который на протяжении всего периода исследований был недостаточно высоким и составлял 14 - 58%  (на глубине 20 см), в разных точках отбора проб. Тогда, как для успешного развития большинства известных групп УОМ, оптимальная влажность почвы должна составлять не менее 60%.

Наиболее засушливым был 2-ой год экспериментальных работ, когда уровень влажности на глубине 10 см был минимально 10,6% и максимально – 21,3%.

Немаловажную роль в развитии аборигенной нефтеокисляющей микрофлоры сыграл рН почвенного раствора. В то время, как оптимальным для развития УОМ и других полезных сапрофитных микроорганизмов считается pH 6,5-7,2, в почвах экспериментальных участков рН составил 7,7-8,5. Сильно щелочная среда, недостаток подвижного фосфора и других микроэлементов оказали негативное влияние на развитие многих бактерий и микроскопических грибов, участвующих в очистке почв от НП.

Учитывая влияние физических факторов, можно сделать вывод о том, что внесение в нефтезагрязнённые почвы на данной территории, промышленных биопрепаратов, содержащих мезофильные группы УОМ, будет малоэффективным. Для сокращения сроков нефтеокисления и достижения фоновых показателей концентрации углеводородов в почвах на загрязнённой площади требуются биопрепараты, содержащие предпочтительно психрофильную или психротолерантную микрофлору, способную к метаболизму и деструкции НП при температурах +4+20оС.

Изучение изменения структуры микробного ценоза мерзлотных почв под влиянием разных агротехнических приемов (минеральные удобрения, фитомелиорация, применение сорбентов и биопрепаратов, окисляющих углеводороды нефти) устанавливали поэтапно:

  • в исходной почве до проведения биоремедиации;
  • в период наибольшей метаболической активности внесённых в нефтезагрязнённые почвы УОМ;
  • в конце вегетационного периода.

По результатам лабораторного исследования установлено, что нефтяной разлив оказал влияние на снижение биологической активности почв и грунтов аварийной территории. Было отмечено, что нефть подавляет развитие азотфиксаторов и целлюлозолитиков. Стимулирует рост гнилостных бактерий, черной и дымчатой плесеней; неферментирующих бактерий родов  Pseudomonas и Acinetobacter и микрофлоры, ассимилирующей в субстрат сероводород. Микрококки и споровые бактерии хорошо размножались как в нефтезагрязненных почвах, так и в субстратах, не испытывающих на себе нефтяного воздействия (табл. 1).

Читать полный текст статьи …


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Гузев В.С. Роль почвенной микробиоты в рекультивации нефтезагрязненных почв / В.С. Гузев, С.В. Левин, Г.И. Селецкий и др. // Микроорганизмы и охрана почв. М.: Изд-во МГУ, 1989. – С. 121-150.
2. Халимов Э.М. Экологические и микробиологические аспекты повреждающего действия нефти на свойства почвы / Э.М. Халимов, С.В. Левин, В.С. Гузев // Вестн. МГУ. Сер. 17. 1996. №2. – С. 59-64.
3. Киреева Н.А., Григориади А.С., Хайбулина Е.Ф. Ассоциации углеводородокисляющих микроорганизмов для биоремедиации нефтезагрязненных почв // Вестник Башкирского университета, 2009. – т.14. - №2. – С.391-394.
4. Киреева Н.А., Водопьянов В.В., Григориади А.С., Новоселова Е.И., Багаутдинова Г.Г., Гареева А.Р., Лобастова Е.Ю. Эффективность применения биопрепаратов для восстановления плодородия техногенно-загрязненных почв // Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 2010. – Т.12. - №1(4). – С. 1023-1026.
5. Керстен Д.К. Морфологические и культуральные свойства индикаторных микроорганизмов нефтегазовой съемки //Микробиология,1963, №5. – С.1024-1030.
6. Зуева И.Н., Чалая О.Н., Лифшиц С.Х., Глязнецова Ю.С. Особенности загрязнения почв нефтепродуктами на объектах их хранения. Мат. Междунар. научно-практич. конф. «Прикладная экология Севера. Опыт проведенных исследований, современное состояние и перспективы». 20-21 марта 2003 г. Якутск. – 2003. – С. 221-229.
7. Ерофеевская Л.А. Санитарно-экологическая оценка почв экосистемы г.Якутска // Якутский медицинский журнал. ЯНЦ СО РАМН, 2007.- Вып.2(18). – с. 48.
8. Ерофеевская Л.А., Чернявский В.Ф., Антонов Н.А., Литвинова Л.Н. Методологический и методический подходы при микробиологических исследования снежных покровов в северных широтах // Якутский медицинский журнал. ЯНЦ СО РАМН, 2007.- Вып.2(18). – с. 39.
 



© 
Л.А. Ерофеевская, Журнал "Современная наука: актуальные проблемы теории и практики".
 

 

 

 
SCROLL TO TOP

 Rambler's Top100 @Mail.ru