CC BY
16
Таким образом, в результате проведенных исследований установлено, что новый паштет по ви-таминно-минеральному составу с концентрацией 10% тыквенного порошка взамен муки пшеничной значительно превосходит контрольный образец [2,7].
Список литературы:
1. Антипова, Л. В. Методы исследования мяса и мясных продуктов / Л. В. Антипова, И. А. Глот-кова, И. А. Рогов. - М.: Колос, 2001. - 376 с.
2. Арсеньева, Т. П. Основные вещества для обогащения продуктов питания / Т. П. Арсеньева, И. В. Баранова // Пищевая промышленность. -2007. - № 1. - С. 6-8.
3. Баженова, Б. А. Технология производства обогащенного мясного продукта / Б. А. Баженова // Мясная индустрия. - 2012. - № 2. - С. 21-22.
4. Безуглова, А.В. Технология производства паштетов и фаршей/ А.В. Безуглова, Г.И. Касьянов, И.А. Палагина. - М. : изд. центр МарТ, 2005. - 304с.
5. Гиро, Т.М. Функциональны мясные продукты с добавлением тыквенного порошка / Т.М. Гиро, С.В. Давыдова // Мясная индустрия. - 2007. -№10. - С. 43 - 44.
6. Горлов, И. Ф. Новое в производстве пищевых продуктов повышенной биологической ценности // Хранение и переработка сельхозсырья. -2005. - № 3. - С. 57-58.
7. Коновалов, К. Л. Растительные ингредиенты в производстве мясных продуктов / / Пищевая промышленность. - 2006. - № 4. - С. 68-69.
8. Лаврова, Л.Ю. Натуральные ингредиенты для обогащения мясных изделий / Л.Ю. Лаврова, Е.Л. Борцова, М.В. Лысов, П.М. Сохарев // Мясные технологии. - 2011. - №11. - С. 50-51.
9. Мамаев А.В. К вопросу о совершенствовании переработки мяса. Материалы Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Компас аграрных реформ Орловщины, 1999. № 11-12; 47-52.
10. Мамаев А.В., Келдибекова Д.А. Перспективы применения пектина при разработке функционального кисельного концентрата на молочной основе. В сборнике: Использование современных технологий в сельском хозяйстве и пищевой промышленности материалы международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. 2016. С. 43-46.
ВЛИЯНИЕ СТЕПЕНИ ГИДРОМОРФИЗМА ПОЧВ НА АККУМУЛЯЦИЮ ПОЛЛЮТАНТОВ В УСЛОВИЯХ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ЭКОСИСТЕМЫ
НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИМ ЗАВОДОМ_
Алина Борисовна Суворова1, Надежда Владимировна Верховцева2
1 - аспирант факультета почвоведения МГУ 2 - д. б.н., профессор факультета почвоведения МГУ
АННОТАЦИЯ. В данной работе рассмотрены аспекты промышленного загрязнения и основные факторы, влияющие на накопление загрязняющих веществ (ЗВ), такие как нефтепродукты и тяжелые металлы. Помимо прямой зависимости от расстояния от источника загрязнения (факела нефтеперерабатывающего завода), огромный вклад в трансформацию поллютантов и изменение буферных свойств вносит фактор рельефа. Происходит накопление ЗВ и перестройка микробного пула, ответственного за их трансформацию, в сторону увеличения доли анаэробных видов в условиях гидроморфизма.
ABSTRACT. This paper considers the aspects of industrial pollution and the main factors affecting the accumulation of pollutants such as petroleum products and heavy metals. In addition, to the direct dependence on the distance from the source of pollution (the torch of the refinery) a huge contribution to the transformation of pollutants and changes in buffer properties is made by the relief factor. There are an accumulation of pollutants and restructuring of the microbial pool which is responsible for their transformation in the direction of increasing the share of anaerobic species in the soils with hydromorphism features.
Ключевые слова: нефтяное загрязнение, гидроморфные почвы, микробный пул, тяжелые металлы, биологическое разнообразие.
Key words: oil pollution, hydromorphic soils, microbial pool, heavy metals, biological diversity.
Актуальность и научная новизна. В настоящий момент государственное нормирование (ГН) нефтепродуктов в почве ограничивается несколькими регионами и определенными видами углеводородов, таких как бенз(а)пирен [4]. Предельно допустимые концентрации для общего содержания нефтепродуктов разработаны только для отдельных областей, например, для городских почв Москвы [7]. В целом, в Российской федерации допустимое содержание нефтепродуктов в почве не превышает 100 мг/кг, однако этот показатель не задокументирован и требует индивидуального рас-
чета в соответствии с «Порядком определения размера ущерба от загрязнения химических веществ, утвержденных Роскомземом и Минприроды от 18.11.93». Основные аспекты проблемы заключаются в том, что фоновое содержание нефтепродуктов в почве колеблется от региона к региону в зависимости от природного содержания нефтепродуктов в почве, (например, в районах добычи этот показатель всегда выше [1], а также от климатических и локальных почвенных условий (гранулометрического состава, содержания гумуса и оригинальной структуры микробного пула [9]. Разные типы растительности и степень гидроморфизма
почв влияют на аккумуляцию загрязняющих веществ и скорость их деструктуризации, поэтому очень важно обратить внимание на эти особенности ландшафта [8].
Целью данной работы было определить влияние нефтеперерабатывающего завода (НПЗ) «Слав-нефть-ЯНОС» (Ярославская область) на почвенное состояние путем проведения химических анализов на содержание нефтепродуктов, тяжелых металлов, а также таксономического и филогенетического состава микробного пула в автоморфных и гидро-морфных условиях.
Методы. Отбор проб проводили весной 2016 года на различной удаленности от НПЗ: в импакт-ной зоне (до 5 км); буферной зоне (до 15 км); контрольной зоне (30 км). Импактная зона (И) находилась в непосредственной близости к заводу, поэтому почва полосы отчуждения представляла собой каменистый грунт, также часть образцов была отобрана в понижении рельефа. Территория буферной зоны (Б) была представлена двумя видами биоценоза: заболоченный и залежный луг. В контрольной зоне (К) образцы были отобраны на участке низинного и залежного луга. Основная гипотеза подразумевала, что отдаленность от источника загрязнения (горящего факела) покажет максимальную зависимость от содержания нефтепродуктов в почве и микробной структуры.
В отобранных образцах определяли суммарное содержание нефтепродуктов (НП) и бенз(а)пирена методом капиллярной газожидкостной хроматографии на газовом хроматографе Agilent 6890N
(Agilent Technologies, США) [4], тяжелых металлов - методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой на масс-спектрометре Agilent ICP-MS 7500 [5], а также исследовали таксономический состав микробного сообщества и суммарное количество микроорганизмов молекулярным методом липидного анализа с помощью газовой хроматографии - масс-спектрометрии (ГХ-МС). Анализ проводили на ГХ-МС системе HP-5973 Agilent Technologies [2].
Расчет комплексного показателя суммарного загрязнения коэффициент Саета Zc производили с учетом среднего геометрического коэффициентов концентрации и коэффициентов токсичности загрязняющего вещества (ЗВ) [3].
Для сравнения загрязненных территорий (И и Б) с контрольными образцами использовали предельно допустимые концентрации (ПДК) тяжелых металлов в почве [4].
Микробиологическое разнообразие рассчитывали с помощью индекса Шеннона, значимость результатов определяли стандартными статистическими методами сравнения коэффициентов Стью-дента [6].
Результаты и обсуждение. При проведении комплексного анализа почв на предмет загрязнения тяжелыми металлами выяснилось, что Zc ни на одном участке не превысило допустимого значения (16), однако, согласно расчетам, на автоморфных участках значения Zc были в 2-3 раза меньше, чем на гидроморфных (рис. 1)
8
II.1.1
И1а И2г БЗа Б4г К5а Кбг
Исследуемые участки
Рисунок 1. Комплексный показатель суммарного загрязнения Zc, где «а» - автоморфный участок, а «г» - гидроморфный
Таким образом, территория импактной зоны (И1а и И1г), на которой не было участков, существенно отличающихся по степени гидроморфизма, не отличались по индексу суммарного загрязнения тяжелыми металлами. Однако средний уровень загрязнения почвы импактной зоны был выше, чем на
автоморфных участках буферной (Б3а и Б4г) и контрольной зоны (К5а и К6г).
Сходные результаты также были выявлены при определении суммарного количества НП (рис. 2).
Рисунок 2. Суммарное содержание нефтепродуктов в почве, мг/кг, где «а» - автоморфный участок, а «г» - гидроморфный
Нефтепродукты (НП) поступают в почву в процессе переноса воздушных масс при горении факела и последующем осаждении, поэтому основной вклад вносят именно летучие углеводороды. Этим обуславливается более высокие концентрации НП на расстоянии от 5 до 15 км, то есть в буферной зоне. Кроме того, существенное влияние оказывает повышенная влажность и понижения рельефа, которые препятствуют деструктуризации сложных органических веществ. Бенз(а)пирен, в свою очередь, находится в составе сажи, и, как правило, осаждается ближе. ПДК в почве составляет 0,01 мг/кг
[4]; единственный участок, в котором данный показатель был превышен, это - Б4г, который находится на заболоченном лугу. Таким образом, нами сделан вывод, что физико-химические условия препятствуют быстрому разложению поллютантов, а также их превращению в неподвижные соединения.
Однако весомый вклад вносят не только почвенные условия, но также и состав микробного пула и суммарное содержание микроорганизмов (рис. 3).
Рисунок 3. Суммарное содержание микроорганизмов в почве, клеток / г почвы х 106, где «а» - автоморфный участок, а «г» - гидроморфный
Из диаграммы видно, что общее количество бактерий в гидроморфных почвах каждой зоны существенно выше, чем в автоморфных почвах, поскольку условия переувлажнения способствуют развитию анаэробных видов бактерий. Действительно, при расчете индекса разнообразия Шеннона, показано, что рост численности вызван
только определенными видами микроорганизмов. Так, например, индекс автоморфного участка буферной зоны (Б3а) равен 2,8, а гидроморфного этой территории (Б4г) - 2,5. При дальнейших расчетах дисперсий и коэффициента Стьюдента было показано, что эта разница значима ^<0,001), причем ав-
томорфные участки разнообразнее по составу микробного пула. Основной вклад в структуру микробного сообщества гидроморфных почв вносят анаэробные виды Butyrivibrio Бр., Propiopnibacterium Бр., Ruminococcus sp., и аэробные Methylococcus Бр. Rhodococcus Бр. Только аэробный руминококк в этом консорциуме способен к гидролизу сложных органических веществ, в том числе углеводородов, так как обладает миколовыми кислотами на своей поверхности и способен сорбироваться на гидрофобных субстратах. Как показано, почва может приобретать гидрофобные и водоотталкивающие свойства при загрязнении отходами нефтепромышленности [10]. Следовательно, доминирующий консорциум бактерий, который складывается в гидро-морфных участках, ослаблен в отношении способности к деструкции углеводородов.
Заключение. Полученные результаты показывают, что помимо непосредственного влияния расстояния от источника загрязнения на исследуемые объекты особое внимание стоит обращать на такие почвенные свойства, как степень автоморфности или гидроморфности почв. Условия переувлажнения способствуют аккумуляции поллютан-тов и препятствуют их трансформации в более безопасные формы, меняют структуру микробного сообщества в сторону уменьшения биологического разнообразия, увеличивая долю анаэробных видов, которые не способны осуществлять деструкцию углеводородов до минеральных соединений.
Таким образом, в ходе исследования была подтверждена наша гипотеза, что степень гидромор-физма почвы оказывает сильное воздействие на аккумуляцию углеводородных поллютантов в почве независимо от расстояния до источника загрязнения.
Список литературы:
1. Бумаков С. А., Кулакова С. А. Оценка состояния почвенного покрова на территории нефтяных месторождений // Географический вестник. -2010. - №4.
2. Верховцева Н.В., Осипов Г.А. Метод газовой хроматографии-масс-спектрометрии в изучении микробных сообществ почв агроценоза // Проблемы агрохимии и экологии. - 2008. - № 1. - С. 51-54.
3. Водяницкий Ю. Н. Об опасных тяжелых металлах/металлоидах в почвах // Бюл. Почв. инт-та. - 2010. - №68
4. ГН 2.1.7.2041-06 Предельно допустимые концентрации (ПДК) и ориентировочно-допустимые концентрации (ОДК) химических веществ в почве // М. - 2006. - 16с.
5. Ладонин Д. В., Пляскина О. В., Кучкин А. В., Коваль Е. В. Методика выполнения измерений массовой доли элементов в твёрдых минеральных объектах методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой на масс-спектрометре Agilent ICP-MS 7500. (ФР 1.31.2009.06787) М., МГУ, 2009, 56 стр.
6. Мэгарран, Э. Экологическое разнообразие и его измерение. / Э. Мэгарран. - М.: Мир, 1992. -181 с.
7. Распоряжение мэра Москвы № 801-РМ Год
8. Середина В. П., Садыков М. Е., Блохина С. Л. Физическое состояние фоновых почв нефтяных месторождений средней тайги западной Сибири // Вестник Томского госудаственного университета. Биология. - 2011. - №4 (16) - с. 17-29
9. Шеин Е. В. Теории и методы физики почв / Е. В. Шеин, Л. О. Карпачевский. - М.: Гриф и К, 2007. - 616 с.
10. Adams R. H., Osorio F. J. G., Cruz J. Z. Water repellency in oil contaminated sandy and clayey soils //International Journal of Environmental Science & Technology. - 2008. - Т. 5. - №. 4. - С. 445-454.
