Научная статья на тему 'Разработка биопрепарата на основе ризосферных и азотфиксирующих углеводородокисляющих микроорганизмов для рекультивации и очистки загрязненных и нарушенных земель'

Разработка биопрепарата на основе ризосферных и азотфиксирующих углеводородокисляющих микроорганизмов для рекультивации и очистки загрязненных и нарушенных земель Текст научной статьи по специальности «Экологические биотехнологии»

CC BY
164
46
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
РЕКУЛЬТИВАЦИЯ / RESTORATION / БИОПРЕПАРАТ / BIOLOGICAL PREPARATION / ALCALIGENES FAECALIS / MICROBACTERIUM TESTACEUM / УГЛЕВОДОРОДОКИСЛЯЮЩИЕ МИКРООРГАНИЗМЫ / ОЧИСТКА ЗЕМЕЛЬ / ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА / ENVIRONMENT / КОНСОРЦИУМ ШТАММОВ / STRAINS CONSORTIUM / ЛАБОРАТОРНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ / LABORATORY EXPERIMENT / БИОРЕМЕДИАЦИЯ / BIOREMEDIATION / HYDROCARBON OXIDIZING BACTERIA / SOIL CLEAN-UP

Аннотация научной статьи по экологическим биотехнологиям, автор научной работы — Пыстина Н.Б., Листов Е.Л., Хохлачев Н.С., Лужков В.А., Буторова И.А.

Описан опыт разработки биопрепарата на основе ризосферных и азотфиксирующих микроорганизмов для применения при рекультивации и очистке загрязненных и нарушенных территорий объектов нефтегазового комплекса. Экспериментально доказано преимущество использования консорциума штаммов перед однокомпонентными биопрепаратами. Для оценки воздействия культур микроорганизмов на вегетативные процессы растений, определения их оптимальных соотношений в растворах и зависимости от температурных факторов поставлены эксперименты с двухкомпонентными растворами штаммов. Рассмотрены три соотношения культур: 1:2, 2:1 и 1:1. Эффективность каждого раствора определялась отдельно. В целях моделирования потенциально возможных климатических условий применения биопрепарата на объектах нефтегазового комплекса исследования двухкомпонентных растворов проводились при трех температурных режимах: 10, 25 и 35 °C. Приведены результаты лабораторных испытаний разработанного биопрепарата. В ходе лабораторных экспериментов выделены штаммы, охарактеризованные достаточной деструктивной активностью к углеводородам, что открывает перспективы их применения в ходе биологического этапа рекультивации загрязненных земель на объектах нефтегазового комплекса. Проведенные эксперименты подтвердили способность выделенных штаммов развиваться при температуре от 7 °C и возможность их применения при работах по ликвидации последствий углеводородного загрязнения почвы в регионах с коротким вегетационным периодом. Показано, что использование биопрепарата на основе двухкомпонентного раствора позволяет достичь снижения концентрации углеводородного загрязнения на 36 % за 30 сут. Поставленные эксперименты показали положительную динамику воздействия биопрепарата на почву, что дает основание для апробации разработанного биопрепарата в полевых условиях непосредственно на объектах нефтегазового комплекса в различных климатических зонах Российской Федерации.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по экологическим биотехнологиям , автор научной работы — Пыстина Н.Б., Листов Е.Л., Хохлачев Н.С., Лужков В.А., Буторова И.А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Development of biological preparation on the basis of rhizobacteria and nitrogen fixing hydrocarbon oxidizing bacteria for restoration and clean-up of contaminated and disturbed lands

The experience of development of biological preparation on the basis of rhizobacteria and nitrogen-fixing hydrocarbon oxidizing bacteria for use in restoration and clean-up of contaminated and disturbed lands of the oil and gas complex facilities is described. The advantage of using a consortium of strains over the one-component biological preparations is experimentally proved. The experiments were performed with two-component solutions of strains for assessment of the effect of cultures of microorganisms on the vegetative processes of plants, for determination of optimum ratios of cultures in solutions and dependence on temperature factors. Three ratios of cultures (1: 2, 2:1, and 1:1) are considered. The effectiveness of each solution was determined separately. The studies of two-component solutions were carried out at three temperature regimes (10, 25 and 35 °C) with the object of modeling the potentially possible climatic conditions for the biological preparation use on the oil and gas complex facilities. The results of laboratory tests of the developed biological preparation are presented. The strains characterized by sufficient destructive activity to hydrocarbons were selected in the course of laboratory experiments, that opens prospects for their use during the biological stage of restoration of contaminated lands of the oil and gas complex facilities. The performed experiments confirmed the ability of selected strains to develop at temperature of 7 °C and the possibility of their use in remedial action of hydrocarbon contamination of soil in the regions with a short vegetation period. The use of biological preparation on the basis of a two-component solution is shown to allow achieving the decrease in the hydrocarbon contamination concentration by 36 % in 30 days. The experiments showed the positive dynamics of influence of biological preparation on the soil, that gives grounds for approbation of the developed biological preparation in the field, directly at the the oil and gas complex facilities in various climatic zones of the Russian Federation.

Текст научной работы на тему «Разработка биопрепарата на основе ризосферных и азотфиксирующих углеводородокисляющих микроорганизмов для рекультивации и очистки загрязненных и нарушенных земель»

РАЗРАБОТКА БИОПРЕПАРАТА НА ОСНОВЕ РИЗОСФЕРНЫХ И АЗОТФИКСИРУЮЩИХ УГЛЕВОДОРОДОКИСЛЯЮЩИХ МИКРООРГАНИЗМОВ ДЛЯ РЕКУЛЬТИВАЦИИ И ОЧИСТКИ ЗАГРЯЗНЕННЫХ И НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ

УДК 579.66

Н.Б. Пыстина, К.Э.Н., ООО «Газпром ВНИИГАЗ» (Москва, РФ), N_Pystina@vniigaz.gazprom.ru

Е.Л. Листов, К.Т.Н., ООО «Газпром ВНИИГАЗ», elistov55@gmail.com

Н.С. Хохлачев, К.Т.Н., ООО «Газпром ВНИИГАЗ», N_Khokhlachev@vniigaz.gazprom.ru

В.А. Лужков, ООО «Газпром ВНИИГАЗ», V_Luzhkov@vniigaz.gazprom.ru

И.А. Буторова, к.б.н., Российский химико-технологический универститет

им. Д.И. Менделеева (Москва, РФ)

Описан опыт разработки биопрепарата на основе ризосферных и азотфиксирующих микроорганизмов для применения при рекультивации и очистке загрязненных и нарушенных территорий объектов нефтегазового комплекса. Экспериментально доказано преимущество использования консорциума штаммов перед однокомпонентными биопрепаратами. Для оценки воздействия культур микроорганизмов на вегетативные процессы растений, определения их оптимальных соотношений в растворах и зависимости от температурных факторов поставлены эксперименты с двухкомпонентными растворами штаммов. Рассмотрены три соотношения культур: 1:2, 2:1 и 1:1. Эффективность каждого раствора определялась отдельно. В целях моделирования потенциально возможных климатических условий применения биопрепарата на объектах нефтегазового комплекса исследования двухкомпонентных растворов проводились при трех температурных режимах: 10, 25 и 35 °С.

Приведены результаты лабораторных испытаний разработанного биопрепарата. В ходе лабораторных экспериментов выделены штаммы, охарактеризованные достаточной деструктивной активностью к углеводородам, что открывает перспективы их применения в ходе биологического этапа рекультивации загрязненных земель на объектах нефтегазового комплекса. Проведенные эксперименты подтвердили способность выделенных штаммов развиваться при температуре от 7 °С и возможность их применения при работах по ликвидации последствий углеводородного загрязнения почвы в регионах с коротким вегетационным периодом. Показано, что использование биопрепарата на основе двухкомпонентного раствора позволяет достичь снижения концентрации углеводородного загрязнения на 36 % за 30 сут. Поставленные эксперименты показали положительную динамику воздействия биопрепарата на почву, что дает основание для апробации разработанного биопрепарата в полевых условиях непосредственно на объектах нефтегазового комплекса в различных климатических зонах Российской Федерации.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: РЕКУЛЬТИВАЦИЯ, БИОПРЕПАРАТ, ALCALIGENES FAECALIS, MICROBACTERIUM TESTACEUM, УГЛЕВОДОРОДОКИСЛЯЮЩИЕ МИКРООРГАНИЗМЫ, ОЧИСТКА ЗЕМЕЛЬ, ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА, КОНСОРЦИУМ ШТАММОВ, ЛАБОРАТОРНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ, БИОРЕМЕДИАЦИЯ.

В основе биовосстановления нарушенных и загрязненных углеводородами почв лежит процесс стимуляции природных процессов самоочистки почвы [1]. Интенсифицировать процесс восстановления можно двумя способами: внесением биопрепаратов, содер-

жащих штаммы микроорганиз-мов-деструкторов,и активацией нативной микрофлоры [2].

Известно, что микробиоценоз страдает от токсического шока, вызванного поступлением больших количеств загрязнителя, и численность микроорганизмов (МО)

сокращается [3]. Деградация углеводородов в окружающей среде начинается микроорганизмами-деструкторами, поэтому необходима их высокая концентрация [4]. Таким образом, внесение дополнительного количества углеводородокисляющих микро-

Pystina N.B., Candidate of Sciences (Economics), Gazprom VNIIGAZ LLC (Moscow, Russian Federation),

N_Pystina@vniigaz.gazprom.ru

Listov E.L., Candidate of Sciences (Engineering), Gazprom VNIIGAZ LLC, elistov55@gmail.com

Khokhlachev N.S., Candidate of Sciences (Engineering), Gazprom VNIIGAZ LLC, N_Khokhlachev@vniigaz.gazprom.ru

Luzhkov V.A., Gazprom VNIIGAZ LLC, V_Luzhkov@vniigaz.gazprom.ru

Butorova I.A., Candidate of Sciences (Biology), D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia (Moscow, Russian Federation)

Development of biological preparation on the basis of rhizobacteria and nitrogen-fixing hydrocarbon oxidizing bacteria for restoration and clean-up of contaminated and disturbed lands

The experience of development of biological preparation on the basis of rhizobacteria and nitrogen-fixing hydrocarbon oxidizing bacteria for use in restoration and clean-up of contaminated and disturbed lands of the oil and gas complex facilities is described. The advantage of using a consortium of strains over the one-component biological preparations is experimentally proved.

The experiments were performed with two-component solutions of strains for assessment of the effect of cultures of microorganisms on the vegetative processes of plants, for determination of optimum ratios of cultures in solutions and dependence on temperature factors. Three ratios of cultures (1: 2, 2:1, and 1:1) are considered. The effectiveness of each solution was determined separately. The studies of two-component solutions were carried out at three temperature regimes (10, 25 and 35 °C) with the object of modeling the potentially possible climatic conditions for the biological preparation use on the oil and gas complex facilities.

The results of laboratory tests of the developed biological preparation are presented. The strains characterized by sufficient destructive activity to hydrocarbons were selected in the course of laboratory experiments, that opens prospects for their use during the biological stage of restoration of contaminated lands of the oil and gas complex facilities. The performed experiments confirmed the ability of selected strains to develop at temperature of 7 °C and the possibility of their use in remedial action of hydrocarbon contamination of soil in the regions with a short vegetation period.

The use of biological preparation on the basis of a two-component solution is shown to allow achieving the decrease in the hydrocarbon contamination concentration by 36 % in 30 days. The experiments showed the positive dynamics of influence of biological preparation on the soil, that gives grounds for approbation of the developed biological preparation in the field, directly at the the oil and gas complex facilities in various climatic zones of the Russian Federation.

KEYWORDS: RESTORATION, BIOLOGICAL PREPARATION, ALCALIGENES FAECALIS, MICROBACTERIUM TESTACEUM, HYDROCARBON OXIDIZING BACTERIA, SOIL CLEAN-UP, ENVIRONMENT, STRAINS CONSORTIUM, LABORATORY EXPERIMENT, BIOREMEDIATION.

организмов (УОМ) ускоряет начало процесса очистки загрязненных земель.

Применение технологий биологической очистки оправданно при низких концентрациях загрязнителя, когда прочие методы уже не работают [5]. Среди преимуществ биологических методов очистки в первую очередь стоит отметить их безопасность, экологическую чистоту и минимальное нарушение физического и химического состава очищаемых объектов [6].

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследования показывают преимущество применения для разложения загрязненных субстратов ассоциаций УОМ перед отдельно взятыми штаммами [5]. Этим объясняется объединение нескольких компонентов в одном биопрепарате либо применение их

в комплексе друг с другом. Исходя из этого, в препарате для рекуль -тивации нарушенных и загрязненных земель были подобраны и объединены два эффективных штамма МО.

В период с 2009 по 2016 г. в ходе эколого-технологических экспедиций сотрудниками лаборатории биотехнологических исследований ООО «Газпром ВНИИГАЗ» была собрана уникальная коллекция штаммов УОМ широкого спектра действия, разработана схема по выделению, отбору и их комплексному изучению.Наиболее эффективные штаммы были идентифицированы как МкгоЬа&ег'шт 1ев1асеит и МсаИдепеэ ТаесаИэ и депонированы в коллекции ФГБУ «Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов» с присвоением

индивидуальных номеров Ас-1998 и В-1212416 соответственно.

Специалистами ОАО «ГосНИИ-синтезбелок» определены области применения штаммов: стимуляция роста растений в процессе фиторемедиации почв при очистке углеводородного загрязнения для МсаИдепеэ ТаесаИэ; повышение содержания азота в почве за счет фиксации атмосферного азота при рекультивации для М1сгоЬас1епит 1ев1асеит.

При испытаниях поставлена задача моделирования применения биопрепарата в условиях, максимально приближенных к различным природно-климатическим условиям, и апробация вариантов его использования.

Испытания разделены на два этапа. Во-первых, испытания биопрепарата при различных температурных условиях. Экспе-

Таблица 1. Схема проведения экспериментов в лабораторных условиях; лаборатория ООО «Газпром ВНИИГАЗ» Table 1. Scheme of experiments in the laboratory; Laboratory of Gazprom VNIIGAZ LLC

Состав биопрепарата Composition of the biological preparation Соотношение Обработка раствором Solution treatment

Концентрация, % Concentration, % компонентов раствора Ratio of the solution components Температура, °C Temperature, °C замачивание в растворе soaking в момент посева at seeding повторная, через 10-15 сут repeated, after 10-15 days Углеводородный загрязнитель Hydrocarbon contaminant

Alcaligenes faecalis 1 - 25 - + + -

2 - 25 - - - -

Microbacterium testaceum 1 - 25 - + + -

2 - 25 - - - -

Alcaligenes faecalis/ Microbacterium testaceum 2 1/1 10 - + + +

2 25 - + + +

2 35 - + + +

2 2/1 10 - + + -

2 25 - + + -

2 35 - + + -

2 1/2 10 - + + -

2 25 - + + -

2 35 - + + -

Таблица 2. Схема проведения экспериментов в условиях открытого грунта на опытном участке лаборатории ООО «Газпром ВНИИГАЗ»

Table 2. Scheme of experiments in open ground conditions in the pilot site of the laboratory of Gazprom VNIIGAZ LLC

Состав биопрепарата Composition of the biological preparation Соотношение Обработка раствором Solution treatment

Концентрация, % Concentration, % компонентов раствора Ratio of the solution components Температура, °C Temperature, °C замачивание в растворе soaking в момент посева at seeding повторная, через 10-15 сут repeated, after 10-15 days Углеводородный загрязнитель Hydrocarbon contaminant

Alcaligenes faecalis 2 - Окружающей среды Environment + - + -

Microbacterium testaceum 2 - + - + -

Alcaligenes faecalis/ Microbacterium testaceum 2 1/1 + - + -

2 1/2 + - + -

2 2/1 + - + -

Alcaligenes faecalis/ Microbacterium testaceum 2 1/1 + - + +

Alcaligenes faecalis/ Microbacterium testaceum 2 1/2 + - + +

Alcaligenes faecalis/ Microbacterium testaceum 2 2/1 + - + +

Таблица 3. Состав травосмеси для посева Table 3. Composition of grass mixture for seeding

Виды трав Grass types Содержание, % Content, % Всхожесть, % Germinating ability, %

Тимофеевка луговая Timothy grass 23

Кострец безостый Awnless brome 23

Овсяница красная Red fescue 23 Не менее 90 Not less than 90

Овсяница луговая Meadow fescue 23

Мятлик Snow grass 8

римент проводился на модельных образцах почвы в лабораторных условиях, в том числе с искусственным загрязнением почвы нефтепродуктами.Во-вто-рых, натурные испытания биопрепарата в условиях открытого грунта, так называемый мелко-деляночный опыт, с искусственным загрязнением некоторых делянок.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ

Для исследования отобрано 13 различных композиций (вариантов) биопрепарата, свойства которых были апробированы экспериментально в условиях лаборатории и на восьми опытных делянках в максимально при -ближенных к полевым условиях открытого грунта (табл. 1, 2).

Количество экспериментов обусловлено поиском оптимальных соотношений культур и концентраций биопрепарата для возможности его применения в различных природных условиях и климатических поясах. Эффективность биоремедиации загрязненных земель зависит как от количества УОМ, так и от концентрации раствора биопрепарата. Малонасыщенная суспензия способна дать только разовый результат, без ожидаемого пролонгированного действия. В свою очередь, перенасыщенная суспензия помимо необоснованных затрат может на начальном

этапе привести к результатам даже лучше прогнозируемых, но впоследствии станет угнетать и истощать растения.

В экспериментах использовали один для всех состав травосмеси, рекомендованный НАО «Сибирский научно-аналитический центр» (табл. 3).

Этап «А»: постановка эксперимента в лабораторных условиях. На этапе «А» для испытаний биопрепарата взяли верхний (1020 см) слой супесчаной почвы, отобранный в естественных условиях средней полосы России.

Перед посевом образцы почвы загрязняли дизельным топливом (ДТ) из расчета 2 % от объема почвы. Полезная площадь почвы засеваемой модели составила 0,0085 м2. Травосмесь засевалась исходя из количества 150 кг/га.

Два контейнера обработали суспензиями А1саПдепеБ ТаесаПэ с концентрацией культуры 1 и 2 % соответственно. На 10-е сутки почва обрабатывалась повторно той же суспензией МсаИдепеэ ТаесаНв, что и в момент залужения травосмеси. Этот вариант наблюдался при температуре окружающей среды (25 °С) в течение всего эксперимента.

Аналогичная схема выполнялась и для суспензии М1сгоЬас1епит 1ев1асеит с концентрациями 1 и 2 %.

Для оценки воздействия культур МО на вегетативные про-

цессы растений, определения их оптимальных соотношений в растворах и зависимости от тем -пературных факторов поставлены эксперименты сдвухкомпонент-ными растворами - консорциумами штаммов. Рассмотрены три соотношения культур МО: 1:2, 2:1 и 1:1. Эффективность каждого раствора определялась отдельно, по принципу эксперимента с однокомпонентыми растворами.

Исследования двухкомпонент-ных растворов проводились при трех температурных режимах: 10, 25 и 35 °С. Моделировались потенциально возможные климатические условия применения биопрепарата - объекты нефтегазового комплекса. С этой целью опытные образцы помещались в сухожаровой шкаф и холодильник, где поддерживалась соответствующая температура (10 и 35 °С) в течение всего эксперимента. Перед высевом травосмеси, как и в варианте с одноком-понентными растворами, в виде загрязнителя использовали ДТ в тех же количествах - 2 % от объема образца почвы. Повторная обработка двухкомпонент-ными растворами биопрепаратов также производилась спустя 10 сут после посева.

Увлажнение всех образцов проводили по мере необходимости водопроводной водой.

В ходе эксперимента контролировали концентрацию углеводо-

Таблица 4. Схема натурных испытаний (этап «Б») Table 4. Scheme of field tests (stage B)

№ эксперимента No. of Биопрепарат Biological preparation Концентрация, % Concentration, % ДТ 2 % Diesel fuel 2 % Обработка рабочей суспензией биопрепарата Treatment by the biological preparation suspension Температура, °C Temperature, °C

experiment первичная primary повторная repeated

1 Alcaligenes faecalis/ Microbacterium testaceum 1:2 2 - + +

2 Alcaligenes faecalis/ Microbacterium testaceum 1:1 2 - + +

3 Alcaligenes faecalis/ Microbacterium testaceum 2:1 2 - + +

4 Microbacterium testaceum 2 - + +

5 Alcaligenes faecalis 2 - + + Окружающей среды Environment

6 Alcaligenes faecalis/ Microbacterium testaceum 1:2 2 + + +

7 Alcaligenes faecalis/ Microbacterium testaceum 1:1 2 + + +

8 Alcaligenes faecalis/ Microbacterium testaceum 2:1 2 + + +

9 Контроль Control - - - -

2,0

ос о 1,8

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

га 1— £ 1,6

ш =г 1П о ш о с о с_> 1,4

1,2

0 10 20 30 Продолжительность эксперимента, сут Experiment duration, days

0 10 20 30 0 10 20 30

Продолжительность эксперимента, сут Продолжительность эксперимента, сут

Experiment duration, days Experiment duration, days

-*- 1-1 % Alcaligenes faecalis;

— 2-1% Alcaligenes faecalis;

-*- 3 -1 % Microbacterium testaceum;

-*- 4 - 2 % Microbacterium testaceum;

-*- 6 - 2 % Alcaligenes faecalis/Microbacterium testaceum 1:1

а) a) б) b) в) c)

Рис. 1. График зависимости изменения концентрации углеводородов в почве в процессе очистки при температуре: а) 35 °C; б) 25 °C; в) 10 °C

Fig. 1. Diagram of the dependence of change in hydrocarbon concentration in the soil during the purification process at temperature: а) 35 °C; b) 25 °C; c) 10 °C

родов в опытных образцах почвы и динамику ее очистки (рис. 1).

Лучшие результаты по очистке почвы от углеводородных загрязнений получены в эксперименте № 6 - при 35 °С. За 30 сут

в этом образце степень очистки достигла 36 % (см. рис. 1а). Та же тенденция просматривается и в экспериментах с моделями при других температурных режимах (см. рис. 1б, в).

Очистка образцов № 1-2 в среднем составила от 12-15 до 2730 % за 30 сут.

Низкий результат очистки почвы в образцах № 3 и 4 говорит о неэф -фективности применения в раство-

Таблица 5. Показатели растительного покрова опытных делянок Table 5. Indicators of the vegetation cover of the experimental plots

№ эксперимента No. of experiment

Параметры Indicators 4 5 1 2 3 7 6 8

Контроль Control Microbacterium testaceum 2 % Alcaligenes faecalis 2 % Alcaligenes faecalis/ Microbacterium testaceum 1:2 Alcaligenes faecalis/ Microbacterium testaceum 2:1 Alcaligenes faecalis/ Microbacterium testaceum 1:1 Alcaligenes faecalis/ Microbacterium testaceum 1:2 Alcaligenes faecalis/ Microbacterium testaceum 2:1 Alcaligenes faecalis/ Microbacterium testaceum 1:1

Проективное покрытие, % Projective cover, % 62 70 70 90 92 87 80 80 75

Жизненное состояние Viable state Незначительно ослабленные растения с несколько угнетенными надземными побегами и в меру развитой корневой системой Slightly weakened plants with a few suppressed above-ground sprouts and moderately developed root system Жизнеспособные растения с хорошо развитыми надземными побегами и корневой системой Viable plants with well-developed above-ground sprouts and root system Ослабленные растения со слабо развитой надземной системой, глубина корней менее 10 см, имеются признаки усыхания листовых пластинок Weakened plants with a poorly developed above-ground system, root depths is less than 10 cm, there are signs of drying of leaf blades

Фенологическая фаза Phenological phase Вегетация (кущение и развитие розетки) Vegetation (tillering and development of the rosette)

Высота надземной части, см Herb height, cm 27,5 28,0 27,5 29,5 30,0 30,0 27,0 28,0 26,5

Масса вегетативных надземных побегов на 1 м2 (сырая масса), г/м2 Weight of vegetative above-ground sprouts per 1 m2 (wet weight), g/m2 400 600 500 670 680 650 400 520 300

Масса корневой системы на 1 м2 (сырая масса), г/м2 Weight of the root system per 1 m2 (wet weight), g/m2 370 520 450 560 540 550 230 400 90

ре одних лишь азотфиксирующих МкгоЬаЛвпит ЬвзЬасвит в работах по рекультивации загрязненных земель на объектах нефтегазового комплекса. Уровень очистки в пределах 5-6 %, по мнению авторов, достигнут за счет испарения легких фракций углеводородов и вряд ли может быть следствием работы МсгоЬаЛвпит ЬвзЬасвит.

Этап «Б»: постановка эксперимента в условиях открытого грунта. Исследовалась возможность применения биопрепарата на открытых участках почвы на территории опытного участка лаборатории в целях имитации использования биопрепарата при работах по рекультивации загрязненных и нарушенных земель.

Было разбито девять одинаковых опытных делянок площадью по 1 м2 каждая.

В ходе исследований апробированы восемь композиций растворов биопрепарата. Испытания проводились по схеме, идентичной этапу «А», за исключением вариантов с изменением температурного режима. Наблюдения

ГАЗОВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ ЭКОЛОГИЯ

№ 5 | 768 | 2018 г.

за делянками, открытыми воздействию естественных внешних факторов, позволили более детально подобрать и определить методы рекультивации в условиях, максимально приближенных к полевым.

Для моделирования загрязнения, так же как и на этапе «А», использовали ДТ в объеме 2 %. Травосмесь высевалась в тех же количествах, что и на лабораторных испытаниях: из расчета 15 кг/га, т. е. по 15 г/м2. Залужение семян травосмеси производилось на глубину 1,5-2,0 см. После этого засеянные делянки обработали рабочими суспензиями биопрепарата в соответствии со схемой, представленной в табл. 4.

Таким образом, две делянки были обработаны 2%-ными одно-компонентными растворами биопрепарата на основе МсаИдепеэ ТаесаИэ и М1сгоЬас1егшт 1ев1асеит соответственно, а шесть делянок - двухкомпонентными растворами МсаИдепеэ ТаесаИэ и М1сгоЬасЬег1ит 1ев1асеит с разными соотношениями культур (2%-ные концентрации) - 1:2, 2:1 и 1:1 соответственно, в три из которых был внесен загрязнитель в виде ДТ. Контрольная делянка биопрепаратом не обрабатывалась. Увлажнение производили по мере необходимости водопро-

водной водой, соответствующей температуре окружающей среды, поддерживая влажность делянок на уровне 55-60 %.

Лучшая динамика наблюдалась в течение первых 30 сут - периода активного роста растений в мае - июне. Результаты подтверждают эффективность и необходимость применения растворов биопрепарата именно в работах по восстановлению нарушенных и загрязненных земель.

Результаты эксперимента на опытных делянках приведены в табл. 5, отражено преимущество двухкомпонентных растворов. Это свидетельствует о симбиозе Alcali genes faecalis и Microbacterium testaceum и правильно подобранных соотношениях культур.

Таким образом, в ходе лабораторных экспериментов выделенные штаммы охарактеризованы достаточной деструктивной активностью к углеводородам, что открывает перспективы их применения в ходе биологического этапа рекультивации загрязненных земель на объектах нефтегазового комплекса. Проведенные эксперименты подтвердили способность выделенных штаммов развиваться при температуре от 7 °С и возможность их применения при работах по ликвидации

последствий углеводородных загрязнений в регионах с коротким вегетационным периодом.

ВЫВОДЫ

В результате проведенных исследований установлено, что наилучший эффект может быть достигнут при применении двух-компонентной суспензии микроорганизмов МсаИдепеэ ТаесаИэ и М1сгоЬасЬег1ит 1ев1асеит в соотношении 1:1. Худший результат получен при использовании однокомпонентных растворов биопрепарата. Показано, что использование биопрепарата на основе двухкомпонентного раствора позволяет достичь снижения концентрации углеводородного загрязнения на 36 % за 30 сут.

Проведенные испытания подтвердили преимущество двухкомпонентных растворов биопрепарата при их использовании в работах по рекультивации и очистке нарушенных и загрязненных земель. Поставленные эксперименты показали положительную динамику воздействия биопрепарата на почву, что дает основание для апробации разработанного биопрепарата в полевых условиях непосредственно на объектах нефтегазового комплекса в различных климатических зонах РФ. ■

ЛИТЕРАТУРА

1. Коршунова Т.Ю., Сабиров А.А., Четвериков С.П. и др. Микроорганизмы, разлагающие нефтяные углеводороды при пониженной температуре // Изв. Уфимского научного центра РАН. 2012. № 3. С. 76-82.

2. Ившина И.Б., Криворучко А.В., Куюкина М.С. и др. Биоремедиация нарушенных углеводородами и тяжелыми металлами почв

с использованием Rhodococcus-биосурфактантов и иммобилизованных родококков // Аграрный вестник Урала. 2012. № 8. С. 65-68.

3. Чайкина Г.М., Антонинова Н.Ю. Экологические аспекты восстановления земель при освоении георесурсов в сложных природных условиях // Горный инф.-аналит. бюллетень. 2009. Т. 5. № 12. C. 330-336.

4. Eriksson M., Dalhammar G., Borg-Karlson A.K. Biological Degradation of Selected Hydrocarbons in an Old РАН/Creosote Contaminated Soil from a Gas Work Site // Applied Microbiology and Biotechnology. 2000. Vol. 53. Iss. 5. P. 619-626.

5. Киреева Н.А., Григориади А.С., Хайбуллина Е.Ф. Ассоциации углеводородокисляющих микроорганизмов для биоремедиации нефтезагрязненных почв // Вестник Башкирского ун-та. 2009. Т. 14. № 2. С. 391-394.

6. Заварзин Г.А., Колотилова Н.Н. Введение в природоведческую микробиологию. М.: Книжный дом «Университет», 2001. 256 с.

REFERENCES

1. Korshunova T.Yu., Sabirov A.A., Chetverikov S.P., et al. Microorganisms Decomposing Oil Hydrocarbons at Low Temperature. Izvestiya Ufimskogo nauchnogo tsentra RAN = Proceedings of the RAS Ufa Scientific Centre, 2012, No. 3, P. 76-82. (In Russian)

2. Ivshina I.B., Krivoruchko A.V., Kuyukina M.S., et al. Bioremediation of Hydrocarbon and Heavy Metal Contaminated Soil Using Rhodococcus Biosurfactants and Immobilized Rhodococcal Cells. Agrarnyy vestnik Urala = Agrarian Bulletin of the Urals, 2012, No. 8, P. 65-68. (In Russian)

3. Chaykina G.M., Antoninova N.Yu. Ecological Aspects of Land Restoration in the Development of Georesources in Difficult Natural Conditions. Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten = Mining Informational and Analytical Bulletin, 2009, Vol. 5, No. 12, P. 330-336. (In Russian)

4. Eriksson M., Dalhammar G., Borg-Karlson A.K. Biological Degradation of Selected Hydrocarbons in an Old PAH/Creosote Contaminated Soil from a Gas Work Site. Applied Microbiology and Biotechnology, 2000, Vol. 53, Iss. 5., P. 619-626.

5. Kireeva N.A., Grigoriadi A.S., Khaybullina E.F. Association of Hydrocarbon Oxidizing Microorganisms for Bioremediation of Oil Contaminated Soils. Vestnik Bashkirskogo universiteta = Bulletin of Bashkir University, 2009, Vol. 14, No. 2, P. 391-394. (In Russian)

6. Zavarzin G.A., Kolotilova N.N. Introduction to Natural History of Microbiology. Moscow, Book House "Universitet", 2001, 256 p. (In Russian)

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.