CC BY
202
УДК 502.521
А. А. Заурбаев, А. Ж. Хашаев, В. Б. Барахнина
Оценка фитотоксичности почвы, загрязненной нефтешламом
ФГУП «Чеченнефтехимпром»
Уфимский государственный нефтяной технический университет 450062, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1; тел. (347) 242-07-54
Приводится оценка фитотоксичности почвы, загрязненной нефтешламом ФГУП «Чеченнефтехимпром», расположенного на территории Заводского района г. Грозного. Показано, что растения кресс-салата и редиса являются эффективными растительными тест-системами для оценки токсичности нефтезагрязненных почв. Выявлены наиболее оптимальные для роста и развития растений кресс-салата и редиса концентрации препарата «Биотрин» в качестве стимулятора нефтеокисляющего биопрепарата «Фузарин».7
Ключевые слова: биотестирование, нефте-шлам, фитотоксичность, растительные тест-системы.
Согласно Целевой Республиканской Программе «Экология и природные ресурсы Чеченской Республики» на 2008—2010 гг. запланированы мероприятия по экологическому обследованию территории г. Грозного, т. к. в случае несвоевременного получения результа-
тов детальных геоэкологических изысканий, в пределах столицы республики на территориях катастрофического загрязнения комплексом поллютантов возможно строительство жилья, где жители будут обречены на хронические заболевания. В первую очередь в тщательных исследованиях нуждается Заводской район, две тысячи гектаров которого занимают промышленные объекты (завод им. А. Шери-пова, Грозненский нефтеперерабатывающий комбинат, завод им. Анисимова, Грозненский химкомбинат, Механические очистные сооружения Грозненского предприятия водоснабжения и биологической очистки промышленных сточных вод). Потенциально опасными являются амбары-накопители площадью 18000 м2, расположенные по ул. Индустриальная и принадлежащие Грозненскому нефтеперерабатывающему комбинату (ГНПК) ФГУП «Чеченнефтехимпром» (рис. 1).
* i
Рис. 1. Амбары-накопители (ул. Индустриальная, г. Грозный) ГНПК ФГУП «Чеченнефтехимпром»
Дата поступления 02.10.08
Башкирский химический журнал. 2008. Том 15. Жо 4 15
В них содержится более 6000 м3 нефте-эмульсионной смеси. По данным лабораторного анализа, произведенного ООО «СамараНИ-ПИнефть», содержание воды в шламе составляет 48%. Исследования компонентного и фракционного состава нефтешлама не проводились. Необходимо определить его токсичность в целом и покомпонентно, чтобы предусмотреть все стадии переработки и выделения отдельных фракций, а также их утилизации.
Для реализации экологического обследования данного промышленного объекта могут быть рекомендованы методы биотестирования 1, позволяющие дать интегральную и адекватную оценку качества среды обитания. Несмотря на значительное количество исследований, посвященных биотестированию, вопрос применения конкретных тест-систем к конкретным случаям требует детального рассмотрения 2-4. В связи с этим представляет интерес разработка тест-систем, предназначенных для оценки фитотоксичности почв, загрязненных нефте-шламом.
Целью данной работы явилась оценка фи-тотоксичности почв, загрязненных нефтешла-мом ФГУП «Чеченнефтехимпром», и выработка рекомендаций по их очистке.
Объектами исследования служили растения кресс-салата Lepidium sativum (сорт «Де-метра») и редиса Raphanus sativus (сорт «Заря»).
Почву, содержащую 5% мас. нефтешлама, подвергали биоочистке путем добавления неф-теокисляющего биопрепарата «Фузарин» в количестве 3% мас. В качестве биостимулятора использовали известный препарат «Биотрин» в количестве 0.01, 0.05, 0.1 % мас. Биотестирование проводили на почвенных образцах и на водных вытяжках почв. О степени фитоток-сичности судили по таким показателям, как энергия прорастания, всхожесть, средняя длина надземной части, средняя длина подземной части, средний вес надземной части, средний вес подземной части.
Методы исследования
Энергию прорастания у редиса определяли на 3, а всхожесть на 6 сутки, у кресс-салата на 3 и 5 сутки соответственно. Контролем служили семена, проросшие на почве, загрязненной исследуемым нефтешламом.
Измерения длины надземной части и корней тест-растений проводили с помощью ли-
нейки с точностью до 1 мм, взвешивание исследуемых органов тест-растений проводили на аналитических весах. Контролем служили проростки, выросшие на почве, загрязненной нефтешламом.
Результаты исследования
В варианте опыта с нефтезагрязненной почвой с добавлением биопрепарата «Фузарин» энергия прорастания семян кресс-салата и редиса наблюдалась в 2 раза выше по сравнению с контролем (рис. 2а). В варианте опыта с нефтезагрязненной почвой с добавлением биопрепарата «Фузарин» всхожесть семян кресс-салата отмечалась в 2 раза выше по сравнению с контролем, всхожесть семян редиса — в 1.5 раза выше по сравнению с контролем (рис. 2б). Для семян кресс-салата наиболее высокий процент энергии прорастания и всхожести отмечался в варианте опыта с добавлением 0.5% «Биотрина». Для семян редиса наиболее высокий процент энергии прорастания и всхожести отмечался в варианте опыта с добавлением 0.1% «Биотрина».
Результаты биотестирования почвенных образцов по показателям энергии прорастания и всхожести семян согласуются с результатами биотестирования водных вытяжек почв.
Рассмотрим такие показатели, как средняя длина надземной и подземной частей проростков (рис. 3). В варианте опыта с нефтеза-грязненной почвой с добавлением биопрепарата «Фузарин» средняя длина надземной части проростков кресс-салата наблюдалась в 1.2 раза выше, а средняя длина надземной части проростков редиса — в 2 раза выше по сравнению с контролем (рис. 3а).
Для проростков кресс-салата наиболее высокое значение средней длины проростков отмечалось в варианте опыта с добавлением «Биотрина» 0.05%. Для проростков редиса наиболее высокое значение средней длины проростков отмечалось в варианте опыта с добавлением «Биотрина» 0.1%.
Рассмотрим такие показатели как средний вес надземной и подземной частей проростков (рис. 4).
В варианте опыта с нефтезагрязненной почвой с добавлением биопрепарата «Фуза-рин» средний вес подземной части проростков кресс-салата наблюдался более чем в 1.5 раза выше по сравнению с контролем, средний вес подземной части проростков редиса — более
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
i
А B С
D E
] Кресс-салат □ Редис
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
А B С DE □ Кресс-салат □ Редис
А — контроль (почва+5% нефтешлама) В — почва+5% нефтешлама+«Фузарин»
С - почва+5% нефтешлама+«Фузатрин» + 0,01% «Биотрин» D — почва+5%нефтешлама+«Фузарин» + 0,05% «Биотрин» Е — почва+5% нефтешлама+«Фузарин»+ 0,1% «Биотрин»
Рис. 2. Оценка фитотоксичности почв на тест-объектах кресс-салат и редис: а — по энергии прорастания семян; б — всхожести семян
а) Средняя длина надземной части,см б) Средняя длина подземной части,см
В
4---— -
ДМ
А B С
] Кресс-салат □ Редис
А — контроль (почва+5%нефтешлама) В — почва+5% нефтешлама+«Фузарин»
С — почва+5% нефтешлама+«Фузарин» + 0,01% «Биотрин» D — почва+5%нефтешлама+«Фузарин» + 0,05% «Биотрин» Е — почва+5% нефтешлама+«Фузарин»+ 0,1% «Биотрин»
7
7
6
6
5
А
B
С
Рис. 3. Оценка фитотоксичности почв на кресс-салате и редисе: а — по средней длине надземной части проростков; б — по средней длине подземной части проростков
Средний вес надземной части, г
Средний вес подземной части,
0,1 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0
А B С
0,013 0,012 0,011 0,01 0,009 0,008 0,007 0,006 0,005 0,004 0,003 0,002 0,001
■
А B С
□ Кресс-салат □ Редис
А - кэнтроль (почва + 5% нефтешлама) В - почва+5% нефтешлама + «Фузарин»
С - почва+5% нефтешлама + «Фузарин» + 0,01% «Биэтрин» D — почва+5% нефтешлама + 0,05% «Фузарин» Е - почва+5% нефтешлама + «Фузарин» + 0,1% «Биотрин»
Рис. 4. Оценка фитотоксичности почв на кресс-салате и редисе: а — по среднему весу надземной части проростков; б — по среднему весу подземной части проростков
чем в 3.5 раза выше по сравнению с контролем (рис. 4б), что свидетельствует о значительном снижении фитотоксичности исследуемого неф-тешлама.
Для проростков кресс-салата наиболее высокое значение среднего веса частей проростков отмечалось в варианте опыта с добавлением 0.05% «Биотрина». А для проростков редиса — в варианте опыта с добавлением 0.1% «Биотрина».
Результаты биотестирования почвенных образцов по средней длине и среднему весу надземной и подземной частей проростков согласуются с результатами биотестирования водных вытяжек почв.
Таким образом, показано, что растения кресс-салата Lepidium sativum и редиса Raphanus sativus являются эффективными растительными тест-системами для оценки токсичности почв, загрязненных нефтешламом ФГУП «Чеченнефтехимпром». Преимущество этих тест-растений заключается в высокой скорости роста и чувствительности к загрязнению почв нефтесодержащими отходами. Выявлено,
что наиболее эффективным для роста и развития растений кресс-салата является добавление «Биотрина» в качестве стимулятора биопрепарата «Фузарин» в количестве 0.5%, а для роста и развития растений редиса — в количестве 0.1%. Эти рекультивационные мероприятия предлагаются для снижения негативного воздействия нефтешлама при ликвидации шла-монакопителя.
Литература
1. Методы биотестирования качества водной среды: Сб.ст./Под ред. О. Ф. Филенко.— М., 1989.- 132 с.
2. Морозова О. Г., Бабаева Н. Н., Морозов С. В., Репях С. М. // Химия растительного сырья.-2001.- №1.- С. 13.
3. Патин С. А. Биотестирование как метод изучения и предотвращения загрязнения водоемов // Биотестирование природных и сточных вод.-М.: Наука, 1981.- 123 с.
4. Тарасенко И. Н. // Экология и охрана окружающей среды.- 1999.- № 5.- С. 46.
5. Морозова О. Г. Оценка токсичности воды методом биотестирования // Химия растительного сырья.- 2001.- №1.- С. 89.
