ИСПЫТАНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ БИОПРЕПАРАТОВ ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ РЕКУЛЬТИВАЦИИ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОЧВ НА ФИТОТОКСИЧНОСТЬ Текст научной статьи по специальности «Экологические биотехнологии»

DOI: 10.24412/cl-37269-2024-1 -354-356

ИСПЫТАНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ БИОПРЕПАРАТОВ ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ РЕКУЛЬТИВАЦИИ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОЧВ

НА ФИТОТОКСИЧНОСТЬ

Салтыкова А.Л.1, Вит А.А.1, Ерофеевская Л.А2

1 Федеральный исследовательский центр «Якутский научный центр Сибирского

отделения Российской академии наук», г. Якутск

2 Федеральный исследовательский центр «Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук», обособленное подразделение Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук, г. Якутск

[email protected]

Проведено испытание промышленных биопрепаратов «Дестройл», «Деворойл», «Ле-нойл», «Байкал ЭМ» на изменение фитотоксичности нефтезагрязненной почвы. В качестве тест-растений исследованы овес посевной сорт «Скакун», пшеница сорт «Приленская 19», редька масличная, вика полевая. Содержание нефти в почве составило 1% и 5%. Исследование показало, что применение промышленных биопрепаратов является эффективным методом для фиторемедиации нефтезагрязненных почв, при условии правильного подбора дозировок и обеспечения контроля за процессом воздействия на почвенную экосистему. Выявлено, что использование биопрепаратов способствует стимуляции микробиоты почвы, что в свою очередь улучшает её плодородие и способность удерживать влагу. Таким образом, полученные данные позволяют сделать вывод о потенциальной эффективности опробованных биопрепаратов для проведения безопасной биоремедиации и фиторемедиации нефтезагрязненных почв.

Введение. Развитие промышленности и нефтедобычи приводят к серьезным экологическим проблемам, среди которых одной из наиболее значительных является загрязнение почв нефтепродуктами (НП). В связи с этим возрастает актуальность поиска эффективных методов биорекультивации нефтезагрязненных территорий. Одним из перспективных подходов является использование биопрепаратов, способных ускорить процессы нейтрализации и разложения нефтяных загрязнений в почвах.

В данном исследовании основной целью являлось изучение и оценка фитотоксично-сти промышленных биопрепаратов при их применении на нефтезагрязненных почвах.

Задачи исследования:

1. Оценить фитотоксичность промышленных биопрепартов при использовании на нефтезагрязненных почвах;

2. Провести тестирование биопрепаратов на различных сортах культурных растений (овес, пшеница, редька масличная, вика полевая);

3. Сравнить результаты фитотоксичности биопрепаратов для разных видов культурных растений и различных уровней нефтезагрязнения в почвах;

4. Разработать научно-обоснованные рекомендации по использованию биопрепаратов для успешной биоремедиации нефтезагрязненных территорий с учетом безопасности для окружающей среды (ОС) и человека.

Материалами для исследования служили:

1. Промышленные биопрепараты «Дестройл», «Деворойл», «Ленойл», «Байкал ЭМ 1», предназначенные для биоремедиации нефтезагрязненных земель;

2. Семена высших растений овес посевной сорт «Скакун» (Avena sativa. Varietas Skakun), пшеница сорт «Приленская 19», (Triticum. Varietas Prilenskaia 19), редька масличная (Raphanus cleagineus), вика полевая (Vicia sativa).

Для загрязнения почвы использовали нефть Талаканского месторождения в концентрации 1% и 5%.

Для достижения поставленной цели и задач исследования применялись следующие методы:

1. Лабораторные испытания, в ходе которых проводилось изучение воздействия промышленных биопрепаратов на различные культурные растения в контролируемых условиях при использовании различных концентраций нефтезагрязнения в почвах;

2. Оценку фитотоксичности проводили в соответствии с утвержденной методикой [1,

7 с.];

3. Для культивирования и выделения почвенных микроорганизмов до и после опытов, использовали метод Коха путем посева почвенных суспензий на питательные среды [2, 394 с.; 3, 464 с.; 4, 175 с.].

4. Культивирование углеводородокисляющих микроорганизмов (УОМ), входящих в состав испытуемых биопрепаратов проводили в условиях постоянного доступа кислорода на термостатируемой установке УМВТ-12250 [5, 131 с.].

5. Для идентификации выделенных УОМ использовали общепринятые в микробиологии определители микроорганизмов [5, 104 с.; 6, 248 с.].

Результаты исследования. В ходе исследований установлено, что промышленные биопрепараты «Дестройл», «Деворойл», «Ленойл», «Байкал ЭМ 1», предназначенные для биологической рекультивации нефтезагрязненных почв проявили различную степень фитотоксичности в зависимости от концентрации и вида растений. Наиболее эффективными биопрепаратами для фиторемедиации оказались «Деворойл» и «Байкал ЭМ 1», которые способствуют интенсификации роста растений, как при 1%, так и при 2% концентрации нефтезагрязнений.

Наибольшую устойчивость к нефтезагрязнению показала пшеница сорт «Прилен-ская 19» и овес посевной сорт «Скакун» в то время, как редька масличная и вика полевая при концентрации нефтезагрязнения 5% испытывают токсичность, в результате чего, уже через 10-14 суток, наблюдается пожелтение и высыхание всходов. При этом степень обработки почвы биопрепаратами не оказала ожидаемого влияния на снижение токсичности при повышенном содержании нефтезагрязнения (5%) на данные виды тест-растений.

Было выявлено, что удвоенная доза биопрепаратов может оказывать негативное воздействие на рост и развитие растений, что связано с токсическими веществами, выделяемыми микроорганизмами, входящими в состав биопрепаратов, в процессе жизнедеятельности.

Установлено, что использование биопрепаратов способствует стимуляции микробиоты почвы. Через 14 суток после обработки почв биопрепаратами общая численность почвенных микроорганизмов при посеве на мясопептонный агар (МПА) увеличилась с 1-9 тысяч до 91 миллиона на 1 грамм почвы в опыте с биопрепаратом «Байкал ЭМ 1»; до 14 миллионов - в опыте с биопрепаратом «Деворойл»; до 3 миллионов - в опыте с биопрепаратом «Дестройл»; до 26 тысяч - в опыте с биопрепаратом «Ленойл». Увеличение численности почвенных микроорганизмов в процессе их обработки испытуемыми биопрепаратами играет важную роль в улучшении биологической активности почв и поддержании биоразнообразия почвенных экосистем.

Результаты исследования позволили сделать следующие выводы:

1. Наиболее эффективными биопрепаратами, из испытанных в рамках данных исследований, являются «Байкал ЭМ 1» и «Деворойл», которые способствуют бысрому накоплению в почве полезных микроорганизмов и стимулируют рост растений в нефтезагрязненных почвах.

2. Выявлена возможность использования промышленных биопрепаратов для снижения негативного воздействия нефтяных загрязнений на высшие растения, что является важным для решения проблем экологического загрязнения и восстановления природной среды.

3. Результаты исследований подтвердили потенциал промышленных биопрепаратов в области биорекультивации и охраны окружающей среды.

На основе проведенных исследований можно рекомендовать следующие мероприятия для более эффективной биорекультивации нефтезагрязненных почв:

1. При планировании биорекультивации необходимо предварительно тестировать и подбирать биопрепараты в зависимости от типа и степени загрязнения почвы, а также видов растений, которые планируется использовать для фиторемедиации. Это позволит достичь оптимального эффекта восстановления почвенной экосистемы.

2. Провести дополнительные исследования для оценки долгосрочного воздействия биопрепаратов на почвенные микроорганизмы и растительный мир. Это позволит убедиться в безопасности и стабильности использования данных биопрепаратов для ОС.

3. Осуществлять мониторинг за процессом рекультивации и ростом растений на загрязненных участках. Это поможет оценить эффективность применяемых методов и внести коррективы при необходимости.

Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (рег. № 122011200369-1) с использованием научного оборудования ЦКП ФИЦ ЯНЦ СО РАН.

Литература

1. ГОСТ 33777-2016 Вещества поверхностно-активные. Метод определения фитоток-сичности на семенах высших растений. - М.: Стандартинформ, 2019. - 7 с.

2. Лабинская А.С. Микробиология с техникой микробиологических исследований. Издание 4-е, переработ. и дополн. М.: Медицина, 1978. 394 с.

3. Справочник по микробиологическим и вирусологическим методам исследования / под ред. М.О. Биргера. 3-е издание перераб. и дополненное. М.: Медицина, 1982. 464 с.

4. Теппер Е.З., Шильникова В.К., Переверзева Г.И. Практикум по микробиологии. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Колос, 1993. 175 с.

5. Лабораторный практикум по общей микробиологии / Градова Н.Б. [и др.]. М.: ДеЛи принт, 2001. 131 с.

6. Плесневые грибы. Методы выделения, идентификации, хранения. Справочное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям и специальностям экологического, биологического и биотехнологического профиля. / АГТУ; Сост.: С.В. Еремеева. - Астрахань, 2009. 104 с.

6. Гаузе Г.Ф. и др. Определитель актиномицетов: Роды Streptomyces, Streptoverticillium, Chainia / Г.Ф. Гаузе - М.: Книга по Требованию, 2014. 248 с.