BioScience Blog – Научный Биологический блог

Нормирование нефтепродуктов в почвах зависит от сочетания многих факторов, таких как тип, состав и свойства почв и грунтов, климатические условия, состав нефтепродуктов, тип растительности и др. Устойчивость почв к различным воздействиям определяется их способностью возвращаться к нормальному функционированию и противостоять различным стрессам. Разные почвы обладают разной устойчивостью к нефтяному загрязнению и изменение их свойств будет происходить при различной концентрации нефти. Особую важность приобретают вопросы изучения влияния нефтяного загрязнения на естественный почвенный микробоценоз, самоочищающую способность и биологическую активность почвы для различных типов почв и нефтей, что и явилось целью наших исследований.

Токсическое влияние исследуемых нефтей (Иркутской и Ванкорской) оценивалось на основе сравнения данных, полученных при исследовании дерново-подзолистой почвы и

чернозема типичного. В почвенных образцах изучались показатели, характеризующие состояние почвенной микрофлоры и интенсивность процессов микробной трансформации ряда биофильных элементов – использовались потенциальные показатели биологической активности почв: физиологические (эмиссия СО2), микробиологические (определение количеств на разных питательных средах, мультисубстратное тестирование), химические (денитрификация, азотфиксация, метаногенез) и определение остаточного содержания нефтепродуктов в почвах и водах методом газожидкостной хроматографии (ГЖХ) и инфракрасной спектроскопии (ИК).

При определении количеств микроорганизмов на разных питательных средах рост численности сообществ дерново-подзолистых почв угнетался в пределах концентраций нефти 1-5 %, которые являются в наших исследованиях среднедействующими. Эти же концентрации являются переломными для многих функций, характеризующих самоочищающую способность дерново-подзолистой почвы. Критичным для чернозема по результатам эксперимента оказалось 5% загрязнение. Достаточно четко наблюдались различия в поведении сообщества по типу нефти, особенно для дерново-подзолистой почвы. Результаты мультисубстратного тестирования показали, что внесение нефти увеличивает разнообразие бактериального комплекса для чернозема, но обедняет и без того небогатое сообщество дерново-подзолистой почвы, что свидетельствует о том, что микробный пул чернозема менее легко подвергается перестройке за счет более благоприятных свойств самой почвы, главным образом – содержания органического вещества. Данные по остаточному содержанию нефтепродуктов в почвах, сливных водах, а также количество испаряемых фракций, полученных в результате ГЖХ и ИК-спектроскопии, коррелировали с данными микробиологического анализа.

Кроме того, сравнительная характеристика ответных реакций на загрязнение позволила выделить определенные концентрации нефти для каждого показателя биологической активности, которые характеризуют экстремумы данного процесса. Для мониторинга дерново-подзолистой почвы информативными оказались такие показатели как азотфиксация, денитрификацию, МСT и изменение количества бактерий. Для контроля состояния черноземных почв предлагается использовать денитрификацию, учет количества бактерий, МСТ и эмиссию СО2. Наименее чувствительными показателями оказались метаногенез и изменение количественного состава микромицетов.

Таким образом, проведенный модельный эксперимент доказал, что показатели биологической активности, а, следовательно, и скорость самоочищения нефтезагрязненных почв, количество остаточных нефтепродуктов в экосистеме зависят от свойств исходной почвы, от особенностей загрязнителя (плотность, кинетическая вязкость, температура застывания) и доз внесения загрязнителя.