К вопросу об использовании биомассы почвенных водорослей для биоремедиации грунтов, загрязненных нефтепродуктами Текст научной статьи по специальности «Экологические биотехнологии»

Таблица 1

Энергия прорастания тест-культуры в образцах грунта, взятых с контрольных и опытных площадок, %

№ п/п Контроль Опыт Отношение опыт : контроль Значимость различий между контролем и опытом, Р

1 68 88 1,29 < 0,05

2 72 90 1,25 < 0,05

3 70 86 1,23 < 0,05

4 68 84 1,24 < 0,05

5 74 88 1,19 0,05

6 72 90 1,25 < 0,05

7 66 86 1,30 < 0,05

8 68 84 1,24 < 0,05

9 64 86 1,34 < 0,01

Таблица 2

Всхожесть тест-культуры в образцах грунта, взятых с контрольных и опытных площадок, %

№ п/п Контроль Опыт Отношение опыт : контроль Значимость различий между контролем и опытом, Р

1 80 98 1,23 < 0,01

2 78 96 1,23 < 0,01

3 78 98 1,26 < 0,01

4 78 96 1,23 < 0,01

5 80 100 1,25 < 0,001

6 82 98 1,20 < 0,01

7 78 98 1,26 < 0,01

8 78 96 1,23 < 0,01

9 76 96 1,26 < 0,01

Статистическую значимость различий по всхожести и энергии прорастания между опытными и контрольными площадками проверяли точным критерием Фишера для таблиц 2*2.

Под действием препарата наночастиц на всех площадках выявлено статистически значимое снижение фитотоксичности грунта, что выразилось в увеличении энергии прорастания тест-культуры на 16-22 процентных пункта, а всхожести - на 16-20 процентных пунктов (табл. 1, 2).

Сравнение всхожестей и энергий прорастания по всему набору контрольных и опытных точек подтвер-

дило статистическую значимость снижения фитоток-сичности грунта при внесении наночастиц (р < 0,001 по парному /-критерию, р < 0,01 по критерию Уил-коксона и критерию знаков для зависимых выборок).

Таким образом, биогенные наночастицы ферри-гидрита могут быть использованы для ремедиации грунта после длительного мазутного загрязнения, хотя механизм их действия требует дополнительного изучения.

© Хижняк С. В., Кучкин А. Г., Баранов М. Е., 2014

УДК 504.064.36

К ВОПРОСУ ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ БИОМАССЫ ПОЧВЕННЫХ ВОДОРОСЛЕЙ ДЛЯ БИОРЕМЕДИАЦИИ ГРУНТОВ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ НЕФТЕПРОДУКТАМИ

М. В. Чижевская, В. А. Миронова

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

Е-шаП: chizhevskay_mv@list.ru

Приведены результаты лабораторных исследований эффективности применения биомассы почвенных водорослей в качестве агентов биоремедиации нефтезагрязненных субстратов. Показана целесообразность использования смешанных альгокультур для снижения суммарной концентрации нефтепродуктов в грунтах.

Ключевые слова: биоремедиация, почвенные водоросли, альгокультура.

Техносферная безопасность

THE PROBLEM OF THE USE OF BIOMASS SOIL ALGAE AS BIOREMEDIATION AGENT FOR OIL-CONTAMINATED SOIL

M. V. Chizhevskaya, V. A. Mironova

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russian Federation Е-mail: chizhevskay_mv@list.ru

The results of laboratory studies on the effectiveness of soil algae biomass as agents for bioremediation of oil-contaminated soil are presented. The expediency of the use of mixed algae cultures to reduce the total concentration of oil in the substrates is proved.

Keywords: bioremediation, soil algae, algae culture.

Почва подвергается интенсивному антропогенному влиянию и служит одним из опасных звеньев циркуляции промышленных и сельскохозяйственных токсических веществ. Загрязнение окружающей среды создает угрозу стойкого и необратимого изменения химического состава, физических, биохимических и микробиологических свойств почвы, определяющих ее плодородие. Для оценки состояния почвы основное значение приобретают не количественные характеристики загрязнений, а их последствия.

Одним из современных методов очистки почв от загрязнений горючесмазочными материалами является биоремедиация - комплекс методов очистки вод, грунтов и атмосферы с использованием метаболического потенциала биологических объектов - растений, грибов, насекомых, червей и других организмов. Биологическая очистка является оптимальным способом очистки и восстановления жизнеспособности почвы, так как сочетает в себе экономичность при высокой эффективности очистки и полной экологической безопасности.

Целью наших исследований стало определение эффективности использования накопительной культуры почвенных водорослей в качестве агента биоре-медиации нефтезагрязненных субстратов. Культура почвенных водорослей включала в себя гетероцист-ные цианобактерии, а также хлорококковые и клеб-сормидиевые зеленые водоросли.

Для определения концентрации нефтепродуктов в почвах используется флуориметрический метод измерения массовой доли нефтепродуктов в почве с помощью «Флюората - 02м» [1].

Объектом нашего исследования стали модельные субстраты (песок : торф - 1:1), загрязненные авиационным керосином. В субстраты (масса - 250 г), вносили различное количество керосина, тщательно перемешивали, определяли начальную концентрацию нефтепродуктов в почве. Субстраты обрабатывались биомассой почвенных водорослей. Контрольный субстрат биомассой не обрабатывали. Контроль суммарного содержания нефтепродуктов проводили через 30 дней после постановки эксперимента.

Исходная концентрация нефтепродуктов в почвах, загрязненных авиационным керосином, составила 10 мг/г почвы в контрольном и первом образцах,

во 2 образце мы взяли 15 мг/г почвы. Через 30 дней после добавления биопрепаратов в почвах зафиксировано снижение количества нефтепродуктов (табл. 1). Так, в почвенном субстрате контрольного образца концентрация НП снизилась до 8,9 мг/г почвы, 1-го образца - до 3,7 мг/г, 2-го - до 6,2 мг/г почвы соответственно.

Таблица 1

Суммарная концентрация НП в модельных субстратах при загрязнении авиационным керосином, мг/г почвы

Образец Исходная концентрация НП, мг/г Концентрация НП через 30 дней, мг/г

Контроль 10,0 8,9

1-й 10,0 3,7

2-й 15,0 6,2

Снижение эффективности биоремедиационных свойств циановодорослевой биомассы при увеличении количества керосина в субстрате (образец 2) может свидетельствовать о нарастающем негативном влиянии загрязнителя (табл. 2). Исследование показало, что при дальнейших опытах разумнее провести корреляцию между количеством загрязнителя и видовым составом циано-водорослевых сообществ, используемых для очистки почвы.

Таблица 2

Сравнительная эффективность биомассы в почвах загрязненных керосином, %

Образец Остаточное содержание НП через 30 дней, % Эффективность биопрепарата, %

Контроль 89 11

1-й 37 63

2-й 62 38

В ходе нашей работы были получены результаты, свидетельствующие о целесообразности применения исследуемых биопрепаратов, а именно циано-водорослевой биомассы, в качестве агентов биореме-диации почв загрязненных горючесмазочными материалами, конкретно - авиационным керосином. Эффективность этих биомасс варьируется от 11 до 63 %.

Метод биоремедиации не загрязняет экосистему побочными продуктами, не нарушает экологическое равновесие. При относительно невысокой себестоимости использование исследуемых биопрепаратов является экономически целесообразным.

Библиографическая ссылка

1. ПНД Ф 16.1:2.21-98. Методика выполнения измерения массовой доли нефтепродуктов в пробах почв и грунтов флуориметрическим методом на ана-

лизаторе жидкости «Флюорат 02» с диапазоном от 0,005 до 20,00 вкл. мг/г. М., 2007.

Reference

1. PND F 16.1:2.21-98: Metodika vypolnenija izmerenija massovoj doli nefteproduktov v probah pochv i gruntov fluorimetricheskim metodom na analizatore zhidkosti "Fljuorat 02" s diapazonom ot 0,005 do 20,00 vkl. mg/g. M., 2007.

© Чижевская М. В., Миронова В. А., 2014