BioScience Blog – Научный Биологический блог

В результате деятельности нефтехимических предприятий неизбежно образуются газообразные, твердые и жидкие побочные продукты. Наиболее остро стоит проблема с обезвреживанием и утилизацией твердых отходов – нефтешламов, складирование которых продолжается и в настоящее время. В некоторых регионах объемы нефтехимических отходов, накопленных в местах временного размещения, исчисляются десятками тысяч тонн. Проблема переработки нефтешламов также остро стоит и в Республике Татарстан и связана с деятельностью таких предприятий как «Нижнекамскнефтехим» и «Казаньоргсинтез».

Опыт по переработке твердых отходов демонстрирует наибольшую экономическую эффективность и экологическую безопасность применения биотехнологий. Как наиболее молодая  и  перспективная  технология  развивается  подход  с  участием растений -

фиторемедиация. В процессе фиторемедиации реализуется ряд механизмов взаимодействия растений и микроорганизмов, позволяющих ускорять темпы биоразложения загрязнений.

Цель данной работы: оценить чувствительность растений к различным отходам и рекомендовать наиболее пригодные виды для разрабатываемой технологии. В задачи исследования входило: 1. дать сравнительную характеристику корневой системы растений при росте на химических отходах и в почве; 2. оценить токсичность шламов предприятий «Казаньоргсинтез» и «Нижнекамскнефтехим» по отношению к исследуемым растениям; 3. разработать подход для интегральной оценки устойчивости растений к токсикантам и выявить виды наиболее резистентные к шламу; 4. выявить растения, наиболее чувствительные к негативному воздействию шламов, пригодных для оценки степени обезвреживания подобных химических отходов.

В ходе работы оценивали токсические эффекты шламов химического («Казаньоргсинтез») и нефтехимического («Нижнекамскнефтехим») предприятий по отношению к растениям. В работе использовали растения семейства гречишных (гречиха Fagopyrumsagittatum), злаковых (кукуруза Zeamays, овес Avenasativa, овсяница Feslucapratenfis, просо Panicummiliaceum, пшеница Triticumaestivum, ячмень Hordeumvulgare), бобовых (горох Pisumsativum, клевер Trifoliumpretense, козлятник Galegaorientalis, люцерна Medicagosativa, лядвенец Lotuscorniculatus, эспарцет Onobrychisarenaria), маревых (свекла Betavulgaris) и крестоцветных (рапс Brassicanapus). Токсические эффекты шламов выявляли относительно параметров растений в незагрязненной почве путем сравния морфологии и длины корней, длины надземной части растений и величины их общей биомассы. Устойчивость растений к шламам оценивали на основании рейтинговой системы, учитывающей совокупность параметров роста растений.

На основании результатов исследования были сделаны следующие выводы: 1. Токсические эффекты химического и нефтехимического шламов проявляются как в угнетении роста корней растений, так и в изменении их морфологии. Наряду с негативными изменениями (утоньшение, загнивание, уменьшение числа боковых корней в отношении гречихи Fagopyrumsagittatum, пшеницы Triticumaestivum, ячменя Hordeumvulgareи гороха Pisumsativum) отмечены и положительные эффекты (увеличение боковых корней у овса
Avenasativa); 2. Компоненты шламов предприятий «Казаньоргсинтез» и «Нижнекамскнефтехим» оказывают токсический эффект на все исследованные виды растений. Шлам предприятия «Казаньоргсинтез» оказался более токсичным по отношению к растениям (фитотоксичность 40-90%) по сравнению с отходом предприятия «Нижнекамскнефтехим» (10-80%); 3. Для выбора толерантных растений нами предложена рейтинговая система, заключающаяся в ранжировании растений по величине сумм средних: длины корня, высоты побега и общей биомассы. На основании результатов рейтинга выявлены наиболее устойчивые виды растений к обоим типам шламов: эспарцет Onobrychisarenaria, ячмень Hordeumvulgareи овес Avenasativa, которые можно рекомендовать в качестве универсальных растений-мелиорантов для фиторемедиации химических шламов; 4. На основании рейтинговой системы удалось выявить ряд наиболее чувствительных растений к компонентам шламов: свекла Betavulgaris(0,6-0,9 РЕ) и рапс Brassicanapus(0,3-0,8 РЕ) проявили высокую чувствительность; Эти виды растений целесообразно использовать в качестве тест-объектов для оценки степени обезвреживания подобных химических отходов.

Настоящая работа позволила приступить к дальнейшим этапам разработки технологии обезвреживания и переработки опасных отходов химии и нефтехимии.