CC BY
29
ОЦЕНКА КАЧЕСТВА РЕКУЛЬТИВАЦИИ ТЕХНОГЕННО НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ ПО ПОКАЗАТЕЛЯМ ФЕРМЕНТАТИВНОЙ АКТИВНОСТИ ПОЧВ
© Ерофеевская Л.А.*, Томский И.С.
Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук, г. Якутск
В настоящее время техногенное загрязнение природной среды является одной из актуальных экологических проблем во всем мире. Не редки случаи, когда на объектах нефтегазового комплекса вследствие отсутствия эффективных профилактических средств, для предотвращения аварийных разливов нефти, время от времени допускаются выбросы нефтепродуктов в окружающую среду, в результате чего земли на неопределенное время выводятся из сельскохозяйственного оборота. Экосистеме наносится значительный ущерб.
Перспективным способом очистки почв от нефтяных загрязнений является обработка их активными штаммами нефтеокисляющих микроорганизмов. Под воздействием микроорганизмов нефть и нефтепродукты подвергаются деструкции в результате использования углерода нефти клетками бактерий или грибов в качестве источников питания. В процессе метаболизма клеток углеводороды превращаются в органические вещества, которые далее, использует для своего роста и развития другая почвенная микрофлора.
Применение биопрепаратов на основе полезных микроорганизмов, способных утилизировать загрязняющие вещества и оберегающие их от воздействия патогенной микрофлоры, особенно актуально для Якутии, поскольку, криогенные почвы обладают особой ранимостью, обусловленной природно-климатическими условиями.
Такой подход к решению проблемы позволяет в короткие сроки в суровых климатических условиях Якутии предотвратить распространение веществ-загрязнителей на сопряженные ландшафты, повысить плодородие почв, а также значительно улучшить санитарное состояние как на загрязненном участке, так и на непосредственно прилегающей к нему территории и окружающей среды в целом - воздуха и воды.
Однако, активная жизнедеятельность почвенных микроорганизмов возможна лишь при оптимальных условиях. Это предполагает разработку технологий применения бактериальных препаратов нефтеокисляющих микроорганизмов для каждой почвенно-климатической зоны с целью адаптации микроорганизмов к условиям среды обитания. Такого рода исследования и работы особо значимы в суровых условиях Северных регионов России, в частности Якутии с коротким, жарким и сухим летом и длинной, суровой зимой.
* Научный сотрудник.
Общее земледелие, мелиорация, рекультивация и охрана земель
71
Почва и ее сложное микробиологическое сообщество до некоторой степени способны воспринимать и разлагать разнообразные загрязнители на основе нефти, превращая их в нетоксические формы. Микробы обладают способностью производить внеклеточные ферменты, приводящие к расщеплению сложных нефтяных соединений, что ведет к трансформации их в источники питания. Этот процесс продолжается до тех пор, пока все источники питания не будут разложены на двуокись углерода, воду и биомассу, которые служат в качестве источников питания других микроорганизмов и высших сообществ живой природы. Поэтому необходимо более детальное изучение почвенных внеклеточных ферментов, как инициализаторов и катализаторов расщепления широкого спектра разнообразных нефтяных соединений.
Одним из таких ярких представителей ферментов является уреаза. Но из-за сложности инструментального анализа механизма действия часто прибегают только определению ее активности.
Эффективность обработки нефтезагрязненных территорий микробиологическими препаратами можно проследить по изменению активности уреа-зы в почвах, что и являлось целью настоящей работы.
Исследования проводились в лабораторно-полевых условиях на различных участках, загрязнённых сырой нефтью, по пути следования трассы трубопроводной системы «Восточная Сибирь - Тихий Океан» (ТС ВСТО). Объектами исследований служили фоновые и нефтезагрязненные почвы. Пробы отобраны после проведения первого этапа биологической рекультивации. Активность уреазы определяли колориметрическим методом на спекрофо-тометре CECIL Aquarius.
В результате проделанной работы были получены следующие данные по трем разным участкам, которые представлены в табл. 1.
Таблица 1
Характеристика почв контрольных площадок
Тип почвы Опыт Активность уреазы, %
Дерново-подзолистая суглинистая Т-4 100
У-3 8,5
У-6 6,2
У-8 16,4
У-7 0,3
Мерзлотная подзолистая Ф-1 100
Д1-2 3,8
А-4 125,8
Ф-04 100
С-4 71,2
С-14 50,3
СУ-5Б 262,1
Первичная микробиологическая обработка загрязненных дерново-подзолистых суглинистых почв приводит к уменьшению общего содержания
72
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ И АГРОПРОМЫШЛЕННЫЙ КОМПЛЕКС
нефтепродуктов, но активность уреазы не достигает фонового значения. Тогда как, обработка мерзлотных подзолистых типов почв аборигенными микроорганизмами дает более эффективные результаты. Следует отметить, что добавление препарата «Дестройл» (Д1-2) к вытяжке аборигенных микроорганизмов для обработки почв на опытном участке приводит к угнетению активности уреазы, что свидетельствует о неэффективном применении данного препарата в данных условиях. А использование микробного биопрепарата «Байкал ЭМ-1» (СУ-5Б) наоборот приводит к увеличению уреазной активности более чем в 2,5 раза.
Таким образом, результаты исследования уреазной активности нефте-загрязненных почв показывают, о неэффективности единичной обработки рекультивируемых почв. Поэтому необходимо проведения рекультивацион-ных работ в несколько этапов для достижения желаемых результатов.
Для ускорения процесса восстановления плодородия нарушенных земель после биологической очистки в опытных участках была проведена фитомелиорация. В процессе проведения работ использовали методику рекультивации, согласно РД 39-00147105-006-97 [1].
Перед высевом трав было проведено биотестирование нескольких сортов растений, способных расти на разных типах почв, загрязненных нефтью. По результатам тестирования для фиторекультивации нарушенных территорий были отобраны растения с наиболее высоким показателем всхожести и способностью дернообразования в нефтезагрязненном субстрате, а именно: тимофеевка луговая (Phleum pratense); вика посевная (Vicia sativa); овес посевной (Avena sativa); ежа сборная (Dactylis glomerata); овсяница луговая (Festuca pratensis). Все семена имели сертификаты сортовой идентификации и карантинной экспертизы.
Через 100 дней на рекультивируемых участках был отмечен травостой, высота которого варьировала от сорта растений.
Таким образом, задача доочистки нефтезагрязнённых площадок была решена тем, что в почвы нарушенной территории были внесены биопрепараты, содержащие полезные микроорганизмы, культивированные в среде, содержащей именно ту нефть, которая была разлита на конкретных участках. Тем самым, были созданы условия для обеспечения симбиотического роста почвенных бактерий и грибов нефтезагрязнённого участка.
К окончанию проведения экспериментов, почвы опытных участков были переведены в состояние, соответствующее безопасному уровню, который характеризует способность почв к естественному самоочищению.
Список литературы:
1. РД 39-00147105-006-97 «Инструкция по рекультивации земель, нарушенных и загрязненных при аварийном и капитальном ремонте магистральных нефтепроводов». - Уфа, 1997.
