CC BY
1
Авдеев Сергей Николаевич, преподаватель, аспирант, Россия, Санкт-Петербург, Военно-космическая академия имени А. Ф.Можайского,
Гарифуллин Денис Римович, студент, Россия, Санкт-Петербург, Военно-космическая академия имени А.ФМожайского
METOD OF JUSTIFICATION-SHAPING OF A SPECIAL COMPLEXAT EDUCATIONAL AND TRAINING FACILITY
S.V. Chashchin, S.N. Avdeev, D.R. Garifyllin
A methodological approach to substantiating the appearance of educational and training facilities is considered, which allows taking into account the requirements both in terms of resource limitations and in terms of the volume of competencies that a specialist must have in accordance with the qualification requirements of the Customer.
Key words: educational and training tool, appearance, competence.
Chashchin Sergey Vasilyevich, candidate of technical science, senior lecturer, [email protected], Russia, St. Petersburg, Mozhaysky Military Space Academy,
Avdeev Sergey Nikolaevich, lecturer, postgraduate, Russia, Mozhaisky Military Space Academy,
Garifyllin Denis Rimovich, student, Russia, St. Petersburg, Mozhaysky Military Space Academy
УДК 504.53.062.4:595.1:579.2
DOI: 10.24412/2071-6168-2024-7-321 -322
КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА СТИМУЛИРУЮЩЕГО ВЛИЯНИЯ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ НА ВЫЖИВАЕМОСТЬ ЧЕРВЕЙ DENDROBAENA VENETA В НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННОЙ
ПОЧВЕ
С.Б. Чачина, Е.П. Денисова
Разработана методика оценки различия показателей выживаемости Dendrobaena veneta в контрольных образцах и образцах загрязненной почвы с добавлением препаратов, в отношении которых установлены статистически значимые различия - наиболее высокая численность червя отмечена в загрязненной почве с добавлением препарата «Навозный», соответствующих показателям численности в контрольном образце;- наименьшая выживаемость червя в пробе загрязненной почвы с добавлением препарата Эйсения. Материалы исследований подвергнуты статистической обработке с использовался пакета прикладных программ STATISTICA 12. Информация обработана с применением методов описательной статистики. Для оценки значимости различий использованы критерии Краскела-Уоллиса (Н) и Манна-Уитни (U) - для независимых групп. Рассмотрены вопросы выбора микробиологических препаратов для рекультивации нефтезагрязненных субстратов. Представленные результаты позволяют выбрать препарат для рекультивации почв, загрязненных нефтью 50 г/кг с использованием червя дендробена.
Ключевые слова нефть, вермикультивирование, навозный червь, микробиологические препараты, статистическая обработка данных.
Введение. В России ежегодно происходит до 10 тысяч разгерметизаций промысловых трубопроводов (системы технологических трубопроводов для транспортирования углеводородов на месторождении)! В 2020 г. было зафиксировано 49 аварий, связанных с разливом нефтепродуктов, в ходе которых около 10 млн т нефти попадает в окружающую среду. [1-2].
В настоящее время существуют различные методы, которые используются для очистки почвы от нефтехимических и нефтяных разливов. Наиболее важным методом, который используется для обработки почвы, загрязненной нефтью, является использование микроорганизмов для утилизации углеводородов [3].
Биоремедиация почвы при концентрации выше этой может быть достигнута с помощью процесса вер-миремедиации, т.е. с использованием дождевых червей. Значительно затруднено удаление углеводородов с высокой молекулярной массой. И почвенные микроорганизмы не способны их разлагать. Исследование, проведенное [4] Мартин-Гил и др., 2008, показало, что асфальтены разлагаются дождевыми червями (Eisenia fetida) с образованием биогумуса.
Erlacher с соавт. изучали влияние различных концентраций нефти на выживаемость Dendrobena hortensis. При концентрации 823 мг/кг смертность Dendrobena hortensis увеличилась до 100%. Но при внесении органического субстрата, смертность не превышала 60% при более высоких концентрациях нефти от 1059 до 2241 мг/кг [5]. Hickman, Z.A., Reid, B.J. изучали влияние компоста и дождевых червей Dendrobena veneta на уровень катаболизма углеводородов в почвах, загрязненных ПАУ. Изучалось выживание дождевого червя D. veneta в почвах, загрязненных 10 г/кг ПАУ в течение 84 дней. Было отмечено, что выживаемость дождевых червей была самой высокой в варианте с компостом (70%) и низкой в загрязненной почве (13.2%) [6].
Dendrobaena veneta способна потреблять широкий спектр органических отходов. Rorat, A, Kacprzak, M. изучали выживаемость дождевых червей в почве с осадком муниципальных сточных вод. Были заложены варианты 0%, 25% и 50% и 100% осадка сточных вод. В 100% ОСВ - погибли все черви. Максимальная биомасса червей отмечена при концентрации ОСВ 25% - 1,5 г [7].
Таким образом, проведенный анализ литературы показывает, использование дождевых червей D. veneta проводилось для биоремедиации нефтезагрязненных почв при содержании углеводородов в почве не более 10 г/кг, и является эффективным приемом.
Цель работы. Оценить влияние микробиологических препаратов на выживаемость и рост численности червя Dendrobena veneta в нефтезагрязненном субстрате (концентрация нефти 50 г/кг), установить стимулирующее действие отдельных препаратов.
Объекты исследования. На основе микрофлоры копролитов дождевых червей были получены микробиологические препараты: «Навозный», «Калифорнийский», «Дендробена», «Самотлор», «Люмбрикус», «Эйсения» а так же микроорганизмы Pseudomonas putida, Pseudomonas aeruginosa, Bacillus subtilis и Rhodococcus.
Состав микроорганизмов в микробиологических препаратах «Навозный», «Калифорнийский», «Дендробена», «Самотлор», «Люмбрикус», «Эйсения» был определен методом MALDI-TOF (матричной лазерной десорб-ционной масс-спектрометрии) с использованием системы VITEK MS.
Биопрепарат «Байкал ЭМ-1» (изготовлен ООО «НПО ЭМ-Центр», Россия» (Номер государственной регистрации 226-19.156-1) Биологически активный препарат «Тамир» (серии ЭМ) номер государственной регистрации СЭЗ 77 01 929 П0090260208 и препарат «Восток ЭМ-1»:
Dendrobaena veneta - населяют наиболее невысокие горизонты субстрата, Продолжительность жизни D. veneta составляет 10-12 лет. Длинна червя составляет 50-100 мм, толщина 5-6 мм. Количество сегментов 120-155. Пигмент размещен кольцами в средней доли частей с бесцветными межсегментными бороздками. Окраска червяков данного вида наиболее черный, пурпуровый.
Методы исследований. Материалы исследований подвергнуты статистической обработке (Реброва О. Ю., 2002; Петри А., 2019) [12-13]. На начальном этапе статистической обработки материала использовалась программа Microsoft Office Excel 2011 для работы с электронными таблицами. Кроме того, для статистического анализа материала использовался пакет прикладных программ STATISTICA 12. Информация обработана с применением методов описательной статистики. Для оценки значимости различий использованы критерии Краскела-Уоллиса (Н) и Манна-Уитни (U) - для независимых групп. Оценка связей проводилась в ходе корреляционного анализа с расчетом коэффициента ранговой корреляции Спирмена (rs). В целях определения кластеров схожих объектов была проведена многомерная классификация выживаемости дождевых червей методом К-средних.
Критическое значение уровня статистической значимости при проверке нулевых гипотез принималось равным 0,05. В случае превышения достигнутого уровня значимости (р) статистического критерия этой величины, принималась нулевая гипотеза.
Результаты исследований и их обсуждение.
Эксперимент 1. Нами была проведена оценка влияния биопрепаратов «Байкал», «Тамир», «Восток» на выживаемость и пост численности червя дендробена в почве загрязненной нефтью 50 г/кг. Результаты выживаемости Dendrobaena veneta с внесением препаратов представлены на рисунке 1.
40
35
! 30 Ï 25
I 20
£ 15
a Median
□ 25%-7S% Ц Min-Max
вариант
Рис. 1. Диаграмма диапазонов распределения показателей выживаемости Бепс1гоЪаепа гепеГа в почве, загрязненной нефтью (5 месяц эксперимента). Кр. Краскела-Уоллиса H ( 7, Ы= 24) =22,33, p =0,0022
В ходе анализа численности Б. уепе1а в чистой и загрязненной почве, установлено, что распределение численности отличается от нормального (Критерий Шапиро-Уилка: W=0,8326, р=0,0016). При оценке различий показателей выживаемости Бе^гоЪаепа уепе1а в разнообразных условиях на конец эксперимента выявлены статистически значимые различия в образцах почвы, загрязненной нефтью, и в образце почвы с добавлением препарата Байкал (Кр. Краскела-Уоллиса: H ( 7, № 24) =22,33, p =0,0022), а так же контроль с препаратом «Байкал».
Эксперимент 2. Нами были разработаны и протестированы биопрепараты для рекультивации нефтеза-грязненных почв на основе копролитов дождевых червей «Навозный», «Калифорнийский», «Дендробена». Результаты выживаемости Dendrobaena veneta с внесением препаратов представлены на рисунке 2.
В ходе анализа численности Б. уепе1а во всех вариантах опыта, установлено, что распределение численности отличается от нормального (Критерий Шапиро-Уилка: W=0,840, р=0,0021). При оценке различий показателей выживаемости Бе^гоЪаепа уепе1а выявлены статистически значимые различия в образцах почвы, загрязненной нефтью, и в образце чистой почвы с добавлением препарата «Дендробена» (Кр. Краскела-Уоллиса: H (6, № 21) =19,4, p =0,004). В ходе анализа численности Б. уепе1а в вариантах опыта с внесением нефти, установлено, что распределение численности подчиняется нормальному (Критерий Шапиро-Уилка: W=0,927, р=0,085, Лиллиефорса<015 ). При попарном сравнении по критерию Тьюке установлены значимые различия численности дендробена в почве, загрязненной нефтью с почвой с внесением всех препаратов (таблица 1).
При оценке различий показателей выживаемости червей в почве загрязненной нефтью на конец эксперимента выявлены статистически значимые различия лучшей выживаемости червей Е(зета fetida в сравнении с Бе^гоЪаепа veneta (Кр. Краскела-Уоллиса: H ( 2, № 9) =7,0, p =0,030).
а -
¡3 g
о й о щ
S « О
is а ^ о й
о
>
а
« ц
К
л И
ТЗ й
Q
70 50 30 10 -10
« х
м о
ta £
I U I
«
s «
o
X a o
-e
s §
£
l~n~l
ce X
<u Ю
o a
<u tí
á С
u
u o
¡a
-e В
« з
X O
3
ta &
ta
ÍH
o
e
-e В
Me 25
__: mí
Рис. 2. Диаграмма диапазонов распределения показателей выживаемости Dendrobaena veneta в почве, загрязненной нефтью с внесением препаратов (5 месяц эксперимента). Кр. Краскела-Уоллиса-
Н (6, 21) =19,4, р =0,004
Таблица корреляционной зависимости численности Dendrobaena veneta по критерию Тьюке
Таблица 1
Тип нефть 50г/кг нефть 50г/кг+ПрНавозный нефть 50г/кг+ПрКалифорнийский нефть 50г/кг+ПрДендробена
нефть 50г/кг 0,000231 0,000747 0,000231
нефть 50г/кг+ПрНавозный 0,000231 0,000341 0,141850
нефть 50г/кг+ПрКалифорн ийский 0,000747 0,000341 0,001762
нефть 50г/кг+ПрДендробена 0,000231 0,141850 0,001762
Эксперимент 3. Нами были разработаны и протестированы биопрепараты для рекультивации нефтеза-грязненных почв на основе копролитов «Самотлор», «Люмбрикус», «Эйсения» и оценено их влияние на рост численности дождевых червей Бе^гоЪаепа уепе1а в условиях загрязнения почвы нефтью (рисунок 3).
« =
я л
60 50 40 30 20 10 0 -10
г~п—i
л о ч н о
й О
id ta
Media 25%-7 Min-M
—1—в—1—
о s (н Л а
к и О >
И К ч и
s <u о н S
л о о О
ю « ю
О л н й И
2 • О 2
Ч С и К id Ч
id d
ta + и ta
и о
и
1-е
о
Рис. 3. Диаграмма диапазонов распределения показателей выживаемости Dendrobaena veneta в почве, загрязненной нефтью с внесением биопрепаратов (5 месяц эксперимента). Кр. Краскела-Уоллиса:
H (6, N= 21) =19,1, p =0,004
В ходе анализа численности D. veneta в вариантах опыта с внесением нефти, установлено, что распределение численности отличается от нормального (Критерий Шапиро-Уилка: W=0,821, р=0,0015). При оценке различий показателей выживаемости Dendrobaena veneta в разнообразных условиях на конец эксперимента выявлены статистически значимые различия в образцах почвы, загрязненной нефтью, и в образце чистой почвы с добавлением препаратов «Эйсения» и «Люмбрикус» (Кр. Краскела-Уоллиса: H (7, N= 24) =22,27, p =0,0023).
Эксперимент 4. Нами была проведена оценка влияния Pseudomonas putida, Pseudomonas aeruginosa, Bacillus subtilis и Rhodococcus на выживаемость и пост численности червя дендробена в почве загрязненной нефтью 50 г/кг. Результаты выживаемости Dendrobaena veneta с внесением препаратов представлены на рисунке 4.
В ходе анализа численности D. veneta вариантах опыта с внесением нефти установлено, что распределение численности отличается от нормального (Критерий Шапиро-Уилка: W=0,870, р=0,0017). При оценке различий показателей выживаемости Dendrobaena veneta в условиях загрязнения нефтью 50 г/кг и внесением микроорганизмов на конец эксперимента выявлены статистически значимые различия в образцах почвы, загрязненной нефтью, и в образце загрязненной почвы с добавлением Rhodococcus и Pseudomonas aeruginosa (Кр.Краскела-Уоллиса: H ( 4, N= 15) =12,91975 p =,0117). При оценке различий показателей выживаемости Dendrobaena veneta выявлены статистически значимые различия в контрольных (чистых) образцах почвы и в образцах с добавлением Pseudomonas aeruginosa (Кр.Краскела-Уоллиса: H (4, N= 15) =12,56475 p =0,0136). (Рисунок 4).
3 30
ф ОС
:г 25 .а
о 20
0
1 15 I 10
:г
5
ш _ пл. db 0 .
. ш ' ч эП Ш '
Г7П
го (Л (Л
(Л
с S о
'то (Л о
го со + о "О О
GL + □С
LO £
.0
о
LO LO
_0 _0
ф ф
I X
вариант
Median □ 25%-75% I Min-Max
45
40
35
0
5
Рис. 4. Диаграмма диапазонов распределения показателей выживаемости Dendrobaena veneta в почве, загрязненной нефтью при внесении микроорганизмов. (Кр.Краскела-Уоллиса.: H (4, N= 15) =12,56475p =,0136)
Выживаемость Dendrobaena veneta в условиях загрязнения почвы нефтью. В целях выявления различий по показателю выживаемости Dendrobaena veneta в различных условиях на начальном этапе проведен кластерный анализ. В качестве метода группировки выбран К-усреднений (К-means clustering), данные были предварительно стандартизованы. Результаты кластерного анализа приведены в виде графика - линейной диаграммы, на которой представлены средние стандартизованные по каждой из переменных для всех классов (рисунок 5).
Исходя из амплитуды (и уровней значимости) F-статистики, переменные выживаемости Dendrobaena veneta после 5 месяца эксперимента являются главными при решении вопроса о распределении объектов по кластерам.
Относительно близки друг к другу (евклидово расстояние =0,38) кластеры 2 и 3 по отношению к расстоянию до кластера 1.
2 месяц 3 месяц 4 месяц
Период эксперимента
5 месяц
Рис. 5. Результаты классификации численности Dendrobaena veneta ОУ- эвклидово расстояние, ОХ- месяц исследований
При идентификации кластеров установлено, что 1 класс состоит из 36 наблюдений, 2 класс - из 33, 3 класс - из 15 (таблица 2)
Наиболее удовлетворительная ситуация по выживаемости Беп^оЪаепа уепе1а выявлена в классе 1 (рис.5, табл.2). Данная группа представлена показателями выживаемости червей в чистой почве с добавлением препаратов практически всех препаратов (за исключением препарата Восток), что может свидетельствовать о стимулировании роста Беп^оЪаепа уепе1а при внесении данных препаратов в чистую почву.
Класс 3 с наиболее низкой выживаемостью червей составили пробы почвы, загрязненной нефтью, в т.ч. с добавлением различных препаратов («Байкал», «Тамир», «Восток» и Пр. «Люмбрикус»).
Таблица 2
Результаты кластерного анализа выживаемости Dendrobaena veneta в ходе эксперимента. _
№ п/п 2 месяц 3 месяц 4 месяц 5 месяц класс Расстоя ние
1 Пр.Байкал 0,222475 0,338548 0,431278 0,849 1 0,42
6 Пр.Тамир 0,222475 0,145092 0,366586 0,581297 1 0,55
7 Р.РиШа 0,222475 0,24182 0,431278 0,581297 1 0,50
12 Р.аег^^^а 0,222475 0,24182 0,431278 0,795459 1 0,46
13 В.8иЫШ8 0,222475 0,24182 0,301895 0,581297 1 0,53
18 Мю<1ососсш 0,222475 0,435277 0,690045 0,795459 1 0,34
19 Пр.Навозный 1,390467 1,499286 1,401653 1,116702 1 0,55
24 Пр.Калифорнийский 0,222475 1,209102 1,466345 1,116702 1 0,40
25 Пр.Дендробена 4,505112 3,240392 2,82487 2,080432 1 2,51
30 Пр.Самотлор 0,222475 0,24182 0,431278 1,116702 1 0,44
31 Пр.Люмбрикус 0,222475 1,015645 1,078195 1,384405 1 0,31
36 Пр.Эйсения 0,222475 1,015645 1,078195 1,384405 1 0,31
37 нефть+Р.РиШа -0,55619 -0,532 -0,66848 -0,81076 2 0,19
42 нефть+Р.aeruginosa -0,36152 -0,43528 -0,5391 -0,70368 2 0,07
43 нефть+В^иЫт^ 0,027809 -0,24182 -0,47441 -0,59659 2 0,21
48 нефть+Rhodococcus -0,36152 -0,24182 -0,47441 -0,59659 2 0,11
49 нефть+Пр.Навозный 0,222475 0,048364 0,107819 -0,16827 2 0,52
54 нефть+Пр.Калифорнийский -0,36152 -0,62873 -0,73317 -0,81076 2 0,19
55 нефть+Пр.Дендробена -0,36152 -0,62873 -0,60379 -0,59659 2 0,11
60 нефть+Пр.Самотлор -0,55619 -0,532 -0,66848 -0,81076 2 0,19
61 нефть+Пр.Эйсения -0,36152 -0,532 -0,66848 -0,70368 2 0,12
66 контроль -0,16686 -0,43528 -0,21564 -0,27535 2 0,22
67 Пр.Восток 0,027809 -0,14509 -0,15095 -0,22181 2 0,34
72 нефть 50г/кг -0,55619 -0,91892 -1,38009 -1,3997 3 0,21
73 нефть+Пр.Байкал -0,94552 -0,91892 -1,05663 -1,132 3 0,09
78 нефть+Пр.Тамир -1,14018 -1,11237 -1,25071 -1,29262 3 0,15
79 нефть+Пр.Восток -1,14018 -1,2091 -1,38009 -1,3997 3 0,22
84 нефть+Пр.Люмбрикус -0,55619 -0,72546 -0,86256 -1,02492 3 0,28
В составе класса 2, где отмечена выживаемость дождевых червей ниже средних (0,0) - контрольные образцы и образцы загрязненной почвы с добавлением препаратов («Навозный», «Калифорнийский», «Дендробена», «Самотлор», «Эйсения» и микроорганизмы) .
По результатам полученных данных можно предположить наличие стимулирующего эффекта на выживаемость Беп^оЪаепа уепе1а препаратов («Навозный», «Калифорнийский», «Эйсения», «Самотлор»).
С учетом полученных предварительных результатов на следующем этапе проведена оценка различий показателей выживаемости червей Беп^оЪаепа уепе1а в различных условиях на конец эксперимента (5 месяц наблюдения). На рисунке 6 приведены диаграммы распределения по выживаемости Беп^оЪаепа уепе1а в образцах почвы, загрязненной нефтью, в т.ч. с добавлением препаратов «Навозный», «Калифорнийский», «Дендробена».
Критерий Краскела-Уоллиса статистически значим (Н (3, № 12) =10,53191 р =,0145), таким образом характеристики различных экспериментальных групп отличаются друг от друга. Отмечается тенденция увеличения выживаемости в образцах почвы, загрязненной нефтью, с добавлением всех препаратов, выживаемость червей в данных образцах выше чем в почве, загрязненной нефтью. Как видно из рисунка наиболее различающимися признаками являются показатели выживаемости Беп^оЪаепа уепе1а в образцах почвы, загрязненной нефтью, и в загрязненной почве с добавлением препаратов «Навозный» и «Дендробена» (р=0,0145) (рисунок 6).
При сравнении средних рангов выживаемости червя в загрязненной нефтью почве с добавлением препаратов «Байкал», «Тамир», «Восток», статистически значимое различие выживаемости Беп^оЪаепа уепе1а не выявлено. Выживаемость червей в грязной почве с добавлением препаратов «Тамир», «Восток» хуже, чем в образцах почвы, загрязненной нефтью, что подтверждает ранее полученные результаты в ходе кластерного анализа (рисунок 7, таблица 3).
Значимо отличаются друг от друга показатели выживаемости червей (Н ( 3, 12) =9,705882 р =,0212)) в образцах загрязненной почвы с добавлением препаратов «Восток» и «Байкал», что может свидетельствовать об отсутствии стимулирующего действия препарата «Восток» на выживаемость Беп^оЪаепа уепе1а в почвах, загрязненных нефтью (рисунок 7).
При оценке различий показателей выживаемости Беп^оЪаепа уепе1а в загрязненной почве, в т.ч. с добавлением препаратов микроорганизмов, на конец эксперимента выявлены различия (Н (4, № 15) =12,91975 р =,0117) (рисунок 8, таблица 3) по показателям численности червей в почве, загрязненной нефтью, с образцами с добавлением ЕкоЗососсж, в таблице статистически значимые отличия выделены жирным.
Dendrobaena Veneta
24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 -2
□ Медиана □ 25%-75% I Мин.-Макс.
нефть+Пр .Навозный нефть+Пр. Дендр обене
нефть+Пр .Калифорнийский нефть 50г/кг
Состав почвы
Рис. 6. Диаграмма диапазонов распределения показателей выживаемости Dendrobaena veneta в различных условиях загрязнении почвы нефтью на конец эксперимента (H (3, N= 12) =10,53191 p =,0145)
Dendrobaena Veneta
s
нефть+Пр .Байкал нефть+Пр.Восток
нефть+Пр .Тамир нефть 50г/кг
Состав почвы
5
4
3
2
0
Рис. 7. Диаграмма диапазонов распределения показателей выживаемости Dendrobaena veneta в различных условиях загрязнении почвы нефтью на конец эксперимента (H (3, N= 12) =9,705882p =0,0212)
Однако следует отметить отсутствие статистически значимых различий и схожесть показателей по признаку численность червей при добавлении в почву, загрязненную нефтью, практически всех видов микроорганизмов.
При оценке различий показателей выживаемости Dendrobaena veneta в загрязненной почве, в т.ч. с добавлением препаратов «Самотлор», «Люмбрикус», «Эйсения», выявлены статистически значимые различия (рисунок 9, таблица 3) по показателям численности червей в почве, загрязненной нефтью, и образцами с добавлением препарата «Эйсения», на основании чего можно сделать вывод о стимулирующем влиянии «Эйсения» на выживаемость Dendrobaena veneta в условиях загрязнения почвы нефтью.
Таким образом, в ходе эксперимента получены статистически значимые различия по показателю выживаемости червя Dendrobaena veneta в образцах почвы, загрязненной нефтью, и в образцах загрязненной почвы с добавлением препаратов «Эйсения», «Навозный» и Rhodococcus.
При анализе динамики выживаемости червя в различных пробах установлена наибольшая численность Dendrobaena veneta на пятый месяц эксперимента в образцах загрязненной почвы с добавлением препарата «Навозный». Базисный темп роста Dendrobaena veneta в данных образцах составил 217% (увеличение численности червя в 2,2 раза), тогда как в образцах загрязненной почвы с добавлением препаратов «Эйсения» и «Rhodococcus» в пределах 130% и 150% соответственно (рисунок 10, таблица 4).
Dendrobaena Veneta
16 14 12 10
&
w p
SS
s
о S ET
-С ^ И —в-
п М едиана '
-в— □ 25%-75%
I Мин.-Макс.
нефть+P.Putida нефть+B.subtilis нефть 50г/кг
нефть+P.aeruginosa нефть+Rhodococcus
Состав почвы
Рис. 8. Диаграмма диапазонов распределения показателей выживаемости Dendrobaena veneta в различных условиях на конец эксперимента (H (4, N= 15) =12,91975p =0,0117)
Dendrobaena Veneta
16
14
12
10
&
w F
SS
я CT
° Медиана □ 25%-75% X Мин.-Макс.
нефть+Пр .Самотлор нефть+Пр .Эйсения
нефть+Пр .Люмбрикус нефть 50г/кг
Состав почвы
Рис. 9. Диаграмма диапазонов распределения показателей выживаемости Dendrobaena veneta в различных условиях на конец эксперимента (H (3, N= 12) =10,38452p =0,0156)
Таблица 3
Результаты множественного сравнения выживаемости Dendrobaena veneta в образцах почвы, загрязненной
Препараты Значения для множественных сравнений Критерий Краскела-Уоллиса
Z знач. р (2-сторонние) Н р
нефть+Пр.Навозный 3,057148 0,013407 10,53191 0,015
нефть+Пр.Калифорнийский 1,019049 1,000000
нефть+Пр.Дендробена 2,038099 0,249240
нефть+Пр.Байкал 2,207940 0,163491 9,705882 0,021
нефть+Пр.Тамир 1,019049 1,000000
нефть+Пр.Восток 0,509525 1,000000
нефть+P.Putida 0,821584 1,000000 2,91975 0,012
нефть+P.aeruginosa 1,871385 0,612917
нефть+B .subtilis 2,373464 0,176221
нефть+Rhodococcus 3,149405 0,016360
нефть+Пр. Самотлор 2,094713 0,217179 10,38452 0,016
нефть+Пр. Люмбрикус 1,019049 1,000000
нефть+Пр.Эйсения 3,000534 0,016170
8
6
4
2
0
8
6
4
2
0
Динамика выживаемости Dendrobaena veneta в образцах почвы, загрязненной нефтью,
Таблица 4
Период наблюдения ИЪоёососсш Пр.Навозный Пр.Эйсения
Количество червей (абс.) Темп роста в % Количество червей (абс.) Темп роста в% Количество червей (абс.) Темп роста в%
цепной базисный цепной базисный цепной базисный
1 месяц 10 10 10
2 месяц 10 100 100 11 110 110 9 93 93
3 месяц 14 140 140 14 124 137 9 100 93
4 месяц 14 100 140 20 149 203 12 125 117
5 месяц 15 107 150 22 107 217 13 111 130
При прогнозировании выживаемости червя по средним показателям лучшие результаты получены для образца с добавлением препарата «Навозный», однако коэффициент аппроксимации составил 0,6).
1 месяц
2 месяц
3 месяц
4 месяц
5 месяц
-♦— нефть+^осЬсоссш -О— нефть+Пр.Навозный нефть+Пр.Эйсения -Линейный (нефть+Пр.Навозный)-Линейный (нефть+Пр.Эйсения) -Линейный (нефть+ИюсЬсоссш)
Рис. 10. Динамика выживаемости Dendrobaena Veneta в образцах почвы, загрязненной нефтью,
с добавлением препаратов
При оценке различия показателей выживаемости Беп^оЪаепа уепе1а в контрольных образцах и образцах загрязненной почвы с добавлением препаратов, в отношении которых установлены статистически значимые различия, либо высокий рост численности червя, выявлены следующие результаты (рисунок 11):
- характеристики различных экспериментальных групп отличаются друг от друга (р=0,0210);
- наиболее высокая численность червя отмечена в загрязненной почве с добавлением препарата «Навозный», соответствующих показателям численности в контрольном образце;
- наименьшая выживаемость червя в пробе загрязненной почвы с добавлением препарата Эйсения.
БепдгоЪаепа Уепе1а
нефть+КЬодососсш нефть+Пр.Эйсения контроль
нефть+Пр.Навозный нефть 50г/кг
Состав почвы
Рис. 11. Диаграмма диапазонов распределения показателей выживаемости Dendrobaena veneta в различных условиях на конец эксперимента(Н ( 3, ^ 12) =9,733813 р =, 0210).
328
С целью улучшения выживаемости Dendrobaena veneta в почве, загрязненной нефтью 50г/кг, обоснованно применение препарата «Навозный», т.к. наблюдается наилучший результат выживаемости червя.
Заключение. Рассмотрены вопросы выбора оптимального препарата для рекультивации нефтезагрязнен-ных почв. Обосновано применение данных препаратов с целью улучшения выживаемости калифорнийского червя в почве, загрязненной нефтью 50г/кг. Наилучший результат выживаемости червя наблюдается при применении препарата «Навозный» и «Rhodococcus». Обоснованно применения данных препаратов для выживаемости червей дендробена косвенно подтверждаются данными общей численности червей в чистой почве с добавлением этих же препаратов.
Список литературы
1. Чачина С.Б., Воронкова Н.А., Гросс М.А., Чачина Е.П. Вермирекультивация почв, загрязненных нефтью, с использованием вермикультуры дождевых червей и микроорганизмов Pseudomonas putida, Pseudomonas aeruginosa, Bacillus subtilis, Rhodococcus // Техника и технология нефтехимического и нефтегазового производства. Материалы 12-й Международной научно-технической конференции. Омск, 2022. С. 203-204.
2. Jacobo Rodriguez-Campos, Luc Dendooven, Dioselina Alvarez-Bernal, Silvia Maribel Contreras-Ramos // Potential of earthworms to accelerate removal of organic contaminants from soil: A review Applied Soil Ecology 79 (2014). P. 10-25. doi.org/10.1016/j.apsoil.2014.02.010doi.org/10.1016/j.apsoil.2014.02.010/
3. Chachina S.B., Voronkova N.A., Baklanova O.N. Biological remediation of the petrolum and diesel contaminated soil with earthworms Eisenia Fetida. Procedia Eng. 2016. P. 152:122-33. DOI: 10.1016/j.proeng.2016.07.642.
4. Martín-Gil J., Navas-Gracia L.M., Gómez-Sobrino E., Correa-Guimaraes A., Hernández-Navarro S., Sánchez-Báscones M., Del M. Carmen Ramos-Sánchez. // Composting and vermicomposting experiences in the treatment and bioconversion of asphaltens from the Prestige oil spill. Bioresour. Technol. 2008. 99. P. 1821-29. DOI: 10.1016/j.biortech.2007.03.031.
5. Johnsen A.R., Wick L.Y., Harms H. Principles of microbial PAH degradationin soil. Environ. Pollut. 2005. 133. P. 71-84.
6. Hickman Z.A. The co-application of earthworms (Dendrobaena veneta) and compost to increase hydrocarbon losses from diesel contaminated soils / Z.A. Hickman, B.J. Reid // Environ. Int. 2008. V. 34. P. 1016-1022.
7. Rorat A., Kacprzak M., Vandenbulcke F., Plytycz B. Soil amendment with municipal sewage sludge affects the immune system of earthworms Dendrobaena veneta (2013) Applied Soil Ecology, 64. P. 237-244.
Чачина Светлана Борисовна, канд. техн. наук, доцент, ksb3@yandex. ru, Россия, Омск, Омский государственный технический университет,
Денисова Елизавета Павловна, магистрантка, liza. chachina@yandex. ru, Россия, Омск, Омский государственный технический университет
COMPREHENSIVE ASSESSMENT OF THE STIMULATING EFFECT OF MICROBIOLOGICAL PREPARATIONS ON THE SURVIVAL OF DENDROBAENA VENETA WORMS IN OIL-POLLUTINATED SOIL
S.B. Chachina, E.P. Denisova
A methodology has been developed to assess the differences in the survival rates of Dendrobaena veneta in control samples and samples of contaminated soil with the addition of drugs. Statistically significant differences were established, with the highest number of worms being noted in contaminated soil with the addition of the drug "Manure" and the lowest survival rate in a sample of contaminated soil with Eisenia. The research materials were subjected to statistical processing using STATISTICA 12 software. Descriptive statistics methods were used to process the data, and the Kraskel-Wallis and Mann-Whitney criteria were used to assess the significance of the differences between independent groups. Issues related to the choice of microbiological preparations for the remediation of oil-contaminated soil are also considered. The presented results allow us to choose a method for the remediation of soils contaminated with 50 grams per kilogram of oil using the Dendrobene worm.
Key words: oil, vermiculture, dungworm, microbiological preparations, statistical data analysis.
Chachina Svetlana Borisovna, candidate of technical sciences, docent, [email protected], Russia, Omsk, Omsk State Technical University,
Denisova Elizaveta Pavlovna, master's, liza.chachina@yandex. ru, Russia, Omsk, Omsk State Technical
University
