Головна
Банківська справа  |  БЖД  |  Біографії  |  Біологія  |  Біохімія  |  Ботаніка та с/г  |  Будівництво  |  Військова кафедра  |  Географія  |  Геологія  |  Екологія  |  Економіка  |  Етика  |  Журналістика  |  Історія техніки  |  Історія  |  Комунікації  |  Кулінарія  |  Культурологія  |  Література  |  Маркетинг  |  Математика  |  Медицина  |  Менеджмент  |  Мистецтво  |  Моделювання  |  Музика  |  Наука і техніка  |  Педагогіка  |  Підприємництво  |  Політекономія  |  Промисловість  |  Психологія, педагогіка  |  Психологія  |  Радіоелектроніка  |  Реклама  |  Релігія  |  Різне  |  Сексологія  |  Соціологія  |  Спорт  |  Технологія  |  Транспорт  |  Фізика  |  Філософія  |  Фінанси  |  Фінансові науки  |  Хімія

Біологічна активність та мікробіологічна рекультівиція грунтів, забруднених нафтопродуктами - Екологія

Альохін В.Г., Ємцев В.Т., Рогозіна Е.А., Фахрутдинов А.І.

Забруднення грунту вуглеводневим сировиною та її біологічна активність

Природне відновлення родючості грунтів при забрудненні нафтою відбувається значно довше, ніж при інших техногенних забрудненнях. Різко змінюється водопроникність внаслідок гідрофобізації, структурні окремо не змочуються, а вода як би "провалюється" в нижні горизонти профілю грунту; вологість зменшується. Як наслідок цього - випадання одного з головних ланок ценозу - рослинності [I].

Нафта і нафтопродукти викликають практично повну депресію функціональної активності флори і фауни. Ингибируется життєдіяльність більшості мікроорганізмів, включаючи їх ферментативну активність. Управління процесами біодеградації нафти повинно бути спрямоване, насамперед, на активізацію мікробних спільнот, створення оптимальних умов їх існування [2]. Відзначається велика неоднорідність розподілу нафтових компонентів у грунтах різних ділянок нафтопромислів, що залежить від фізичних і хімічних властивостей конкретних грунтових різниць, якості і складу надійшла нафти [З]. В результаті цієї умови самоочищення навколишнього середовища від токсичних органічних речовин техногенного походження в ландшафтних зонах і областях Росії різні [4].

Потрапляючи в грунт, нафта збільшує загальну кількість вуглецю. У складі гумусу зростає нерозчинний залишок, що є однією з причин погіршення родючості. Це, в свою чергу, завдає відчутний економічний збиток землеробства [5]. Зростає ставлення C: N. Погіршується азотний режим [б], що у разі рекультивації вимагає внесення підвищених доз азотних добрив [7]. На окислення 1 г нафти потрібно 80 мг азоту і 8 мг фосфору [8, 9]. Рекомендується вносити масовані дози органічних добрив, що підвищує біохімічну і мікробіологічну активність грунтів, швидше знижує кількість залишкової нафти, ніж при внесенні одних мінеральних добрив [10].

Грунт, володіючи властивістю дисперсного гетерогенного тіла, діє як хромотографіческая колонка, в якій відбувається пошарове перерозподіл компонентів нафти. Показано, що пригнічення рослин починається, коли кількість нафтових вуглеводнів (УВ) в грунті стає вище 1 кг / м2.

І.Г.Калачніков [11] виділяє три етапи процесу самоочищення грунту, 1-й етап (1-1,5 року) характеризується фізико-хімічними процесами, що включають ви-миваніе, вивітрювання, розподіл нафтових УВ по грунтовому профілю. Зникають УВ Cig-Cig. Спостерігається активізація мікрофлори. На П-му етапі (3-4 роки) відбувається біологічне перетворення метанонафтено-вих і ароматичних УВ. 111-й етап включає деградацію поліциклічної ароматики. На всіх етапах, а особливо на Ш-м, рекомендується активне розпушування грунту, внесення розпушувачів, наприклад, торфу, а також NPK, які сприяють зниженню вмісту аліфатіче-ських структур в які руйнуються вуглеводнях [II]. За силою токсичної дії на мікроорганізми нафтові фракції розташовуються в наступній спадної послідовності: ароматичні УВ-ціклопарафі-нова фракція-парафінова [12, 13].

Невелика кількість УВ (5 г / 100 г грунту) стимулює діяльність мікрофлори [14]. Однак, процес нітрифікації ингибируется будь концентрацією УВ; нітрифікація є найбільш чутливим процесом на "нафтове" забруднення грунту [15]. Найбільш важливими умовами активної діяльності мікрофлори у присутності нафтових забруднень також є вологість і температура грунту [1б].

Для активної рекультивації грунтів в якості основних і необхідних компонентів потрібні мінеральні добрива, переважніше амонійні форми азоту і фосфор, а також активні культури нефтеокіс-ляющих мікроорганізмів (НОМ) [17].

Внесення добрив (NigoPlsoK-oo) в забруднений грунт (6% УВ) збільшує біологічну активність: зростає інтенсивність дихання, коефіцієнт мінералізації, активність ряду ферментів. Чутливість ж окремих груп мікроорганізмів до окремих фракцій нафти визначається хімічним складом і фізичними властивостями останніх [18-20].

Цікаво відзначити, що УВ, що потрапляють у грунт, збагачують її вуглецем і здатні підвищити активність біологічної азотфіксації [2]. Збільшення інтенсивності нафтового забруднення (до кількох відсотків) призводить до збільшення концентрації азоту, що є наслідком збільшення чисельності вільно живуть азотфиксаторов; одночасно знижується нитрифицирующих активність, і основна частина азоту виступає в аммонийной формі [21]. Здатність до фіксації азоту азотобактером проявляється на середовищах з октаном, толуолом, саліцилатами [22]. Виділено ряд бактерій (ноккар-Дія, артробактер, бревібактерум), здатних засвоювати атмосферний азот; у деяких бактерій фіксація азоту була вище при культивуванні на середовищах з парафіном (Cii-622), ніж з сахарозою. У грунтах, що містять невелику кількість бітумних речовин (0,2%), таких бактерій було більше, ніж у контрольних грунтах [23, 24].

Таким чином, вплив нафти і окремих її продуктів на грунт і грунтоутворювального процес досліджено досить докладно. Окислення нафти починається відразу після її потрапляння в грунт. Спільними рисами цього процесу є швидке руйнування метановонафтено-вих фракцій, зниження вмісту поліциклічних УВ в НАФТА оароматіческой фракції, відносне збільшення частки смолистих речовин в нафти, перехід частини нафтових компонентів у нерозчинні в органічних розчинниках форми. Швидкість зміни окремих УВ і групових фракцій залежить від природно-кліматичних зон і складу вихідної нафти [25, 2б].

Необхідно відзначити важливість аерірованія грунтів, зокрема, шляхом внесення пухких матеріалів, наприклад, туффіти, торфу, соломи, а також штучних структуроутворювачі [27, 28].

Експериментальна частина

Мікрополевой досвід по розробці технології рекультивації аварійного забруднення грунту нелетучими фракціями газового конденсату проводився на ділянці насипної піщаного ґрунту, розташованому біля кранового вузла газоконденсатного трубопроводу. Грунту-підзоли іллювіально-залізисті, розташовані на розмитих останцах в заплаві р.Обі. Почвообразующими породами є алювіальні піски і шаруваті супіски річкових терас р.Обі. Мають сильнокислую реакцію (рН 4,8).

Кліматичні умови району проведення досліджень характеризуються суворою і тривалою зимою, коротким, але часом жарким літом і коротким весняно-осіннім періодом.

Весняний перехід середньої добової температури через О ° С за багаторічними спостереженнями відбувається 21.4- 01.5, восени - 11.10-21.10. Тривалість безморозного періоду - від 53 до 138 днів. Сума ефективних температур - 1300 ° С, коливання температур у липні - від -1 до +34 ° С, середня відносна вологість повітря - 55-60% (в 13 годин). Середня дата першого заморозка на грунті - 1.09. Кількість опадів за теплий період (квітень-жовтень) - 350-400 мм. Сніговий покрив утримується від 200 до 220 днів у році. Тривалість вегетаційного періоду з середньою добовою температурою нижче 15 ° С - 110-120 днів.

У досліді вивчали процеси деструкції вуглеводнів препаратами нефтеокисляющих мікроорганізмів, вплив на ці процеси торфу, тирси хвойних порід і збалансованих за NPK мінеральних добрив на тлі оптимізації рН. Внесенням у грунт крейди рН доводили до 6,8. В якості біотеста, що характеризує ступінь рекультивації, а також як можливого активного агента рекультивації, на досвідчені ділянки в двох серіях досвіду висівався багаття безостий.

Для створення вирівняного фону нефтезагрязнения, а також для імітації аварійного забруднення, перед закладкою досвіду на грунт був нанесений газоконденсат, що складається на 60% з важких і 40% летких вуглеводнів (аліфатичних, ароматичних і аліциклічних), до проникнення його на глибину 20 см. До нанесення нафтопродукту в грунт і після нанесення визначали вміст органічної речовини і окремо нафтопродукту: кількість органічної речовини в грунті до внесення нафтопродукту було рівним 1569 мг / кг, а нафтопродуктів - 1408 мг / кг, а після нанесення нафтопродукту кількість органічної речовини було 5907 мг / кг , нафтопродуктів - 4259 мг / кг.

Зразки для аналізів відбиралися в 10-кратної по-вторності до заливки грунту газовим конденсатом, через 3 дні після заливки грунту, під час закладки досвіду і в період збирання врожаю багаття безостий. Всього рекульті-ваціонний період тривав протягом 60 діб.

На рис. 1 наведена схема досвіду, що складається з трьох серій. У першій серії в якості біодеструкторів нафтопродукту застосовувався препарат ВНІГРІ "Нафтокс". У другій серії - "Нафтокс" і підсівши багаття безостий в варіанти з внесенням тих чи інших біогенних речовин (NPK, торф і тирсу). У третій серії з такими ж варіантами, як і в другій серії, як Біодеструктори випробовувався препарат "Псевдомін", розроблений кафедрою мікробіології ТСХА.

Площа ділянок у варіантах досвіду 2,25 м2. Повторність досвіду триразова.

Бактеріальні препарати і біогенні речовини, згідно зі схемою досвіду, вносилися в відповідні варіанти і повторності досвіду і лопатою перемішувалися з шаром грунту на глибину проникнення газового конденсату.

I

 Контроль

1

 N 120 P 180 K 90

2

 N 120 P 180 K 90 + торф

3

 N 120 P 180 K 90 + торф + тирсу

4

 II

 N 120 P 180 K 90 + торф + тирсу

4

 Контроль

1

 N 120 P 180 K 90

2

 N 120 P 180 K 90 + торф

3

 III

 N 120 P 180 K 90 + торф

3

 N 120 P 180 K 90 + торф + тирсу

4

 Контроль

1

 N 120 P 180 K 90

2

Рис. 1. Схема досвіду з рекультивації грунту, забрудненого нафтопродуктами, з використанням мікробіологічних препаратів "Нафтокс", "Псевдомін" і рослин Примітка: Серії досвіду: I - Нафтокс, II - Нафтокс + багаття безостий, III - Псевдомін + багаття безостий; Варіанти досвіду: 1 - Контроль + мікробіологічний препарат, 2 - NigoPisoKgo + мікробіологічний препарат, 3 - NigoPisoKoo + торф + мікробіологічний препарат, 4 - NigoPisoKso + тирса + торф + мікробіологічний препарат.

Результати досвіду, наведені на рис. 2, вказують на активну деструкцію нафтопродукту нафтоокислюючих-ські мікроорганізмами. Найбільш інтенсивно розкладання вуглеводнів зазначено у варіанті, де вносився препарат "Нафтокс" на тлі вапнування. Вміст нафтопродуктів було знижено до рівня ГДК (100 мг / кг) або нижче, а в порівнянні з вихідним вмістом їх кількість зменшилася на 98,3-99,4%. При внесенні в піщаний грунт NizoPisoKoo та вапна інтенсивність окислення нафтопродуктів кілька знизилася і склала від вихідного вмісту 96,8- 94,9%. При етомвнесеніе тирси, спільно з торфом і мінеральними добривами, знизило зміст нафтопродуктів нижче рівня ГДК (67 мг / кг ґрунту або 98,4% від початкового вмісту в грунті).

Препарат "Псевдомін" також інтенсивно здійснював деструкцію нафтопродуктів. На тлі вапнування він знизив вміст нафтопродуктів до 82 мг / кг ґрунту або на 98,1% порівняно з вихідним рівнем.

Посів багаття безостий як тест-культури на тлі дії випробовуваних препаратів показав, що в міру зростання кількості нафтопродуктів у грунті врожай закономірно знижується. Слід відзначити зниження активності окислення нафтопродуктів під покровом рослин багаття безостий в порівнянні з варіантом без рослин.

Більш активна деструкція нафтопродуктів у варіанті без рослин може бути пояснена відсутністю конкуренції внесених в грунт нафтоокислюючих мікроорганізмам з боку грунтової мікрофлори, знищеної в результаті вуглеводневого забруднення, тоді як під рослинами багаття безостий зростала можливість конкуренції з боку епіфітна мікрофлори.

Висновок

1. Препарати нефтеокисляющих мікроорганізмів "Нафтокс" і "Псевдомін" за короткий північне літо здатні окисляти високі концентрації газового конденсату (аварійні розливи) до рівня ГДК.

2. Основною умовою активної життєдіяльності мікроорганізмів в іллювіально-залізистих підзоли є оптимізація окисно-відновного потенціалу грунту та внесення органічних і мінеральних добрив

3. Показана різко негативна реакція багаття безостий як биоиндикатора на рівень забруднення грунту НП. При збільшенні вмісту НП в грунті вище рівня ГДК урожай зеленої маси різко знижувався.

4. Встановлено, що посів багаття безостий спільно з внесенням препаратів "Нафтокс" і "Псевдомін" знижував активність деструкції вуглеводнів у грунті цими препаратами.

Список літератури

1. Мінебаев В.Г. До питання охорони грунтового покриву в нафтовидобувних районах. Казань, 1986.

2. Ісмаїлов Н.М. Мікробіологічна і ферментативна активність нафтозабруднених грунтів // Відновлення нафтозабруднених грунтових екосистем. М., 1988.

3. Піковський Ю.І., Солнцева Н.П. Геохімічна трансформація дерново-підзолистих грунтів під впливом потоку нафти // Техногенний потік речовин в ландшафтах і стан екосистем. М., 1981.

4. Глазовская М.А. Здатність навколишнього середовища до самоочищення // Природа. 1979.№ 3.

5. King D.H., Perry J.J. The origin of fatty acids in hydro-cardon-utlizing microorganisms Mycrobacterium vaccae. Canad. J.MicrobioL, 1975. V. 21. № 1.

6. Кахаткіна М.І. Склад гумусу заплавних грунтів, забруднених нафтою // Раціональне використання грунтів і грунтового покриву Західного Сибіру. Томськ, 1986.

7. Абзалов р.3. Вплив мінеральних добрив на властивості нафтозабруднених сірих лісових грунтів лісостепової зони Башкирії // Відновлення нафтозабруднених грунтових екосистем. М., 1988.

8. Іллінський В.В., Семяняко М.Н., Юферова С.Г., трошь-на М.М., Коронеллі Т.В. Азотно-фосфорні добрива для стимуляції біодеградації нафтових УВ в морському середовищі // Вісник МДУ. Сер. біол. 1991. № 2.

9. Ісмаїлов Н.М., паковских Ю.Ш. Біодинаміка забруднених нафтою грунтів // Міграція забруднюючих речовин в грунтах і суміжних середовищах. Л., 1985.

10. Тишкіна Є.І., Кірєєва Н.А. Зміна біохімічних і мікробіологічних параметрів нафтозабруднених грунтів: Тези доповідей 7 делегатському з'їзду ВО грунтознавців. Ташкент, 1985. Ч. 2.

11. Калачников І.Г. Вплив нафтового забруднення на екологію грунтів і грунтових мікроорганізмів // Екологія і популяційна генетика мікроорганізмів. Свердловськ, 1987.

12. Тишкіна Є.І., Кірєєва Н.А. Зміна біохімічних і мікробіологічних параметрів нафтозабруднених грунтів: Тези доповідей 7 делегатському з'їзду ВО грунтознавців. Ташкент, 1985. Ч. 2.

13. Никифорова Е.М. Поліциклічні ароматичні УВ в вилужених чорноземах і сірих лісових ґрунтах // Почвоведеніе.1989. № 2.

14. Славніна Т.П. Вплив забруднення нафтою і нафтопродуктами на властивості грунтів // Меліорація земель Сибіру. Красноярськ, 1984.

15.Dzienia Y.S., Westlake D.W.S. Crude oil utilization by fungi. Canad. J.MicrobioL, 1979. V. 24.

16. Harper Y.J. The effect of natural gas the growth of micro-flora. Soil Sci., 1939. V. 48.

17-Голодяев Г.П. Віодеградація нафтопродуктів у ґрунтах і ґрунтах: Тези доповідей 7 делегатському з'їзду ВО грунтознавців. Ташкент, 1985. Ч. 2.

18. Ліштвін Л.М., Зименка Т.Г. Вплив високих доз нафтового забруднення на біологічну активність дерново-підзолистих грунтів // Изв. АН ВССР. 1987. № 2.

19. Хазиев Ф.Х. та ін. Вплив нафтопродуктів на біологічну активність грунту: Наук. доп. вищ. школи. Від. біолог, наук. 1988. № 10.

20. Бочарнікова Е.Д. Вплив нафтового забруднення на властивості сіро-бурих грунтів Апшерону і сірих лісових грунтів Башкирії: Автореф. дис. ... Канд. біол. наук. М., 1990.

21-Керімов Ф.І. Чисельність азотфіксуючих мікроорганізмів і азотфиксаторов-біодеструкторів нафти в східній частині середнього та південного Каспію // Изв. АН Азерб. РСР. Сер. біол. 1985. № 4.

22. Ісмаїлов Н.М. Вплив нафтового забруднення на кругообіг азоту в ґрунті // Мікробіологія. 1983. Т. 52. № 6.

23. Перебитюк А.Н. та ін. Метаболізм ароматичних сполук в культурах різних штамів Azotobacter // Бюл. ВНІІСХМ. 1983. № 39.

24. Квасникова Є.І. та ін. Фіксація атмосферного азоту мікроорганізмами, окислюючими вуглеводні // ДФН СРСР. 1973. № 3.

25. Піковський Ю.І. Експериментальні дослідження трансформації нафти в грунтах // Міграція забруднюючих речовин в грунтах і суміжних середовищах. Л., 1985.

26. Никифорова Е.М., Теплицька Т.А. Поліциклічні ароматичні УВ в грунтах Валдайській височині // Грунтознавство. 1979. № 9.

27. Хантургаев Ф.А. та ін. Фільтруючий матеріал для очищення стічних вод від нафтопродуктів // Бюл. винаходів. 1979. № 27.

28. Кульман А. Штучне структуроутворення грунту. М., 1982.
Форми лікарських препаратів з каллисии запашної
Ткаченко Кирило Гаврилович Спиртова настойка Для спиртової настойки використовують бічні горизонтальні втечі, точніше - окремі вузли або "коліна", розділені коричнево-фіолетовими міжвузловинами, які частіше для простоти називають "суставчиками". По деяких рекомендаціях "травников"

Прийоми вирішення наукових задач в русловеденіі
Кондратьєв А.Н . Русловеденіе (або теорія руслових процесів) - одне з вузьких наукових напрямків географії. Кожна з вузьких наукових дисциплін розробляє і застосовує свої прийоми і методи вирішення наукових задач. У той же час наукові методи дрейфують з одних розділів науки в суміжні, а часто

Інноваційна політика в Томській області
Г. А. Баришева, кандидат економічних наук, Н. А. Скрильникова, кандидат економічних наук, Томський державний університет Як всяка політика, регіональна інноваційна політика є «мистецтво можливого». Вона визначається як регіональними, так і загальноекономічними умовами, політичними та законодавчими

Управління, інтуїція і неорационализм
В. С. ДИЕВ, доктор філософських наук, декан філософського факультету Новосибірського державного університету - На питання, чи умієте Ви приймати рішення, майже кожний із здивуванням відповість: «Звісно, адже я роблю це кожний день». - Дійсно, життя будь-якої людини виткане з ситуацій, що

Індекс цитування вченого: чи найважливіший це критерій якості його наукової діяльності?
О.В. Міхайлов Проблема оцінки якості діяльності окремого вченого і наукових колективів бере свої джерела з моменту зародження самої науки як такої і у всі часи так чи інакше була однією з найактуальніших і в той же час найважчих проблем, що стосуються взаємовідносин як всередині самої науки,

Єпіфаній Славинецький
Перевезенцев С. В. Місце, точна дата народження, національність і мирське ім'я Єпіфанія Славинецького (поч. XVII в. - 1675) невідомі. Відомо лише, що своє чернече ім'я він прийняв при постригу в Києво-Печерській Лаврі. Не пізніше 1639/1640 р викладав латинь, грецьку та церковнослов'янську

Авраамій Паліцин
Перевезенцев С. В. Авраамій Паліцин (в миру - Аверкій Іванович син Паліцин) (ок. 1550 -1626) - один з найвідоміших церковно-політичних діячів і письменників XVII століть. Родом він був з дітей боярських Московського повіту, із старовинної служилой дворянській сім'ї. Її родоначальником вважався

© 2014-2022  8ref.com - українські реферати