CLEANING OF SOILS FROM OIL PRODUCTS BY USING OF DEVELOPED BIOLOGICAL MIXTURE

Full Text

Нефть является многокомпонентной смесью, состоящей из различных углеводородов с различной степенью токсичности. Нефть оказывает отрицательное воздействие на человека и окружающую среду: поражает центральную нервную систему, сердечно-сосудистую систему, снижает содержание гемоглобина в организме человека. Кроме того нефть приводит к гибели биоценозов почв и водоёмов [3]. В результате деятельности российской нефтяной промышленности на землю ежегодно попадает свыше 30 миллионов баррелей нефти [1, 5]. Тем самым наносится серьезный экологический ущерб. Очистка загрязненных участков от нефтяных разливов представляет собой сложную задачу и требует высоких затрат. Стоимость рекультивации сильнозагрязнённых участков достигает 150 000 долл. за гектар. Существующие технологии очистки почв от нефтепродуктов не всегда достаточно эффективны и не приводят к желаемому результату - полному восстановлению почв [1, 2, 3, 4, 6]. Поэтому необходим поиск новых подходов и эффективных мер по очистке и восстановлению окружающей среды от нефтяных загрязнений. Проведенный авторами анализ показал, что одними из самых эффективных методов восстановления почв являются биологические. Для восстановления почв авторами разрабатываются сорбционные комплексные смеси биодобавок разного назначения, которые предлагается вносить в почву, загрязнённую нефтью и нефтепродуктами. Локальное внесение таких смесей приводит к активизации процесса биодеградации токсикантов аборигенными микроорганизмами почвы и стимулирует способность почвы к самоочищению и самовосстановлению. Достоинством новых сорбционных комплексов является их эффективность, экологичность, доступность материалов, комплексность использования и экономичность. Смеси в удобной упаковке можно успешно применять для решения проблем локального загрязнения почв. Главная идея применения комплексных смесей - создать почвенному микросообществу необходимые условия для восстановления и активного самоочищения почвы. В том числе авторами разработана смесь «Биоактиватор» для стимуляции нефтеокисляющих и восстанавливающих функций аборигенной микрофлоры почвы и эффективного её очищения от нефтепродуктов, состоящая из биопрепарата, сорбента, минеральных добавок и смеси семян бобовых. Смесь «Биоактиватор» направлена в первую очередь на активацию аборигенных нефтеокисляющих бактерий почвы. Многокомпонентная смесь вносится в место загрязнения нефтью и нефтепродуктами и способствует стимуляции процесса биодеструкции нефти и быстрому и эффективному очищению почв от токсичных загрязняющих веществ (рисунок 1). Для изучения эффективности очистки почвы от нефтепродуктов на основе применения комплексной биосмеси «Биоактиватор» были проведены экспериментальные исследования. В качестве сравнительных опытных моделей были исследованы различные компоненты и составы смесей для очистки почв от нефти и нефтепродуктов в сравнении с эффективностью разработанной смеси. Для опытов были взяты 6 образцов серой лесной почвы, 5 из которых были загрязнены продуктами переработки нефти (бензин Аи-92) в одинаковом объёме (50 мл). Далее в каждую пробу добавляли отдельные компоненты смеси или их неполное сочетание. Исследовалась сравнительная эффективность очистки почвы при внесении в почвенные пробы доломитовой муки, вермикулита, торфа, сосновых опилок, биопрепарата «Восток ЭМ-1»». Периодически производился полив равными количествами отстоянной водопроводной воды. В течение опыта велись наблюдения за изменением фитотоксичности почвы по следующим показателям тест - объекта кресс-салата: время появления всходов и их число на каждые сутки; общая всхожесть (к концу опыта); измерение длины надземной части (высота растений); измерение длины корневой части проростков тест-объекта кресс-салата. В течение опыта велись наблюдения за изменением фитотоксичности почвы по следующим показателям тест - объекта кресс-салата: - время появления всходов и их число на каждые сутки; - общая всхожесть (к концу опыта); - измерение длины надземной части (высота растений); - измерение длины корневой части проростков тест-объекта кресс-салата. Результаты наблюдений представлены в таблице 1. Через четырнадцать суток растения были извлечены из почвы и проведены измерения надземной и подземной частей. В конце опыта были произведены измерения длины надземной части (высота растений), длины корней, общей длины. Было показано, что в пробе с применением комплекса «Биоактиватор» деструкция нефтепродуктов прошла наиболее эффективно. В данной пробе отмечалась наименьшая токсичность почвы. Длина проростков кресс-салата и всхожесть семян были самые высокие и практически приближались по значениям к показателям длины проростков и их всхожести в фоновой пробе, не загрязненной нефтепродуктами (в соответствии с рисунками 2 и 3). Во втором опыте экспериментально изучалась эффективность комплекса «Биоактиватор» по сравнению с контролем без внесения комплекса. Исследовались изменения токсичности почвы в двух вариантах: без внесения комплекса «Биоактиватор» (проба 2.1.) и с внесением комплекса «Биоактиватор» (проба 2.2.). Результаты наблюдений представлены на диаграмме (рисунок 4). Экспериментальные исследования с использованием тест-объекта кресс-салата позволили выявить изменения токсичности почвы в пробе с внесением комплекса «Биоактиватор» (проба 2.2.). Сравнительные исследования показали, что в результате применения разработанного биокомплекса «Биоактиватор» деструкция нефтепродуктов проходила более эффективно. Исследуемый комплекс «Биоактиватор» оказался наиболее эффективным в уменьшении токсичности почвы и очистки её от нефтепродуктов. В пробах с внесённым комплексом «Биоактиватор» (проба 1 в опыте 1 и проба 2.2. в опыте 2) отмечалась наименьшая токсичность почвы по сравнению с другими пробами. В этих пробах с внесением биокомплекса отмечались также самые высокие показатели длины проростков кресс-салата и всхожести семян. По результатам измерений установлено, что лучший результат наблюдался в пробе с комплексной биосмесью «Биоактиватор», а также в пробах с добавлением опилок и биопрепарата и с биокомплексом. Всхожесть семян тест-растения в них составила соответственно 100%, 100%, 100%, и 94%. В пробе № 2.1 без применения комплекса всхожесть семян составила 88 %, ростки угнетенные и их длина самая наименьшая. Таким образом, разработанная и экспериментально апробированная комплексная биосмесь для рекультивации нефтезагрязненных земель «Биоактиватор» оказалась самой эффективной из применяемых компонентов для очистки почвы в других пробах. Это позволяет рекомендовать её внесение на стадии биологической рекультивации почвы при ликвидации аварийных разливов нефти. Применение комплекса «Биоактиватор» позволит снизить токсичность почвы, ускорить процесс биодеградации нефтезагрязнений, активизировать процессы самоочищения почвы. Смесь состоит из недорогих и легкодоступных природных материалов, экологична и экономична. Рис. 1. Технологические особенности применения комплексной смеси «Биоактиватор» Таблица 1. Результаты наблюдений всхожести семян кресс-салата в различных пробах Рис. 2. Длина надземной и корневой части проростков кресс-салата в пробах № 1- 6 Рис. 3. Общая длина проростков кресс-салата в пробах № 1- 6 Рис. 4. Результаты биотестирвоания почвы на токсичность по длине надземной и корневой части проростков кресс-салата: № 2.1- без применения комплекса; № 2.2 - с применением комплекса

About the authors

Vlada Valentinovna Zabolotskikh

Samara State Technical University

Email: Vlada310308@mail.ru
Candidate of Biology, Associate Professor of the Department «Chemical Technology and Industrial Ecology»

Andrey Vital'evich Vasilyev

Samara Federal Research Center of Russian Academy of Science

Email: avassil62@mail.ru
Doctor of Technical Science, Professor, Head at the Engineering Ecology and of Ecological Monitoring Department of Samara Federal Research center of RAS

Aleksey Fedorovich Kondratyev

Samara State Technical University

Email: ecology@samgtu.ru
Postgraduate Student of the Department «Chemical Technology and Industrial Ecology»

References

Supplementary files