Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,618

БИОРЕМЕДИАЦИЯ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОЧВ ВУСЛОВИЯХ СЕВЕРА

Глязнецова Ю.С. 1 Зуева И.Н. 1
1 ФГБУН Институт проблем нефти игаза СО РАН
Приведены результаты эксперимента по изучению биоремедиации нефтезагрязнения впочвах криолитозоны под действием различных нефтедеструкторов.
нефтезагрязнение
биоремедиация
мерзлотная почва
микрофлора
светокорректирующая пленка
природный фон
1.Глязнецова Ю.С., Зуева И.Н., Чалая О.Н., ЛифшицС.Х. Нефтезагрязнение почвогрунтов идонных отложений на территории Якутии (состав, распространение, трансформация).– Якутск: Асхаан.– 2010.– 160 с.
2.Bioremidiation of Petroleum Hydrocarbons in Cold Regions// Edited by Dennis M. Filler, Ian Snape and David L. Barnes. Cambridge University Press.– 2008.– 109-125 pp.

Вклиматических условиях Якутии мерзлотные почвы отличаются слабой устойчивостью кнефтезагрязнению. Низкий потенциал самоочищения при коротком вегетационном периоде инизких температурах обуславливает необходимость поиска технологий очистки нефтезагрязнений, чтобы добиться максимально возможного восстановления нарушенных северных экосистем.

Для изучения особенностей биоремедиации нефтяного загрязнения иоценки эффективности рекультивационных работ необходимы данные по химическому составу нефтезагрязнения до ипосле очистных работ. Только при выявлении направленных изменений вхимическом составе нефтезагрязнения появляются аргументы, позволяющие оценить степень деградации икачество проведенных работ [1].

Цель. Целью данной работы было изучение изменения химического состава нефтезагрязнения впроцессе его биоремедиации под действием различных нефтедеструкторов. Для этого были проведены экспериментальные работы по очистке нефтезагрязненных почв, проведенных вусловиях открытой экосистемы. Вкачестве нефтедеструкторов применялись: биопрепарат на основе аборигенных углеводородокисляющих микроорганизмов, выделенных из загрязненных почв исследуемой территории исветокорректирующая пленка (полимерный материал для повышения температурного режима почвы).

Материалы иметоды исследования

Точность оценки эффективности очистных работ связана справильностью определения остаточного содержания нефти впочвах [2]. Для изучения состава нефтезагрязнения применялись аналитические методы анализа: ИК-Фурье спектроскопия, газожидкостная хроматография ихромато-масс-спектрометрия, атакже использовался геохимический подход, позволяющий учесть различия всоставе нефтезагрязнителей иорганического вещества почв (естественного природного фона) при интерпретации полученных результатов.

На первом этапе эксперимента на опытных участках были отобраны нефтезагрязненные пробы почв ипосле этого проведена обработка почв нефтедеструкторами. На втором этапе через 100 дней на этих участках были повторно отобраны пробы для изучения процессов биоремедиации нефтезагрязнения иоценки эффективности проведенных работ.

Результаты исследования иих обсуждение

До проведения эксперимента на исследуемой территории были выявлены два участка сочень высоким уровнем загрязнения 52809 и62930 мг/кг (С-4 иТ-2) (табл.1). По структурно-групповому составу эти пробы идентичны составу разлитой нефти, что позволило диагностировать их как нефтезагрязненные.

После обработки почв нефтедеструкторами уже через 100 дней уровень загрязнения на этих участках снизился почти до среднего иумеренного (5161 и3363 мг/кг). Степень деструкции на этих участках составила 89,7-94,7 %.

В процессе деградации нефтезагрязнения измененилась химическая структура экстрактов– почти вдвое увеличилось количество кислородсодержащих соединений. Это отражается визменении характера ИК-спектров хлороформенных битумоидов (ХБ) проб иувеличении значений относительных коэффициентов поглощения карбонильных– К1700, К1740 иэфирных групп– К1170 до ипосле обработки (рис. 1).

Таблица 1

Изменение остаточного содержания нефтепродуктов впробах почв впроцессе деградации нефтезагрязнения

№ опытного участка

Условия

эксперимента

Содержание НП*, мг/кг

Степень деградации, %

до обработки

через 100 дней

С-4

Нефтезагрязненная почва + светокорректирующая пленка

52809

5161

89,7

С-12

7335

1621

77,9

С-7

Нефтезагрязненная почва + биопрепарат

7348

1860

74,7

С-13

3586

272

92,4

Т.1

4269

298

93,0

Т.2

62930

3363

94,7

фон

Фоново-чистая почва

563-1438

 

* НП– нефтепродукты

 

glaznecova.tif

Рис. 1.Изменение относительного коэффициента поглощения кислородсодержащих групп вИК-спектрах ХБ проб сучастков С-4 иТ-2

Установлено, что вопыте сбиопрепаратом образуется больше кислородсодержащих соединений по сравнению сопытом со светокорректирующей пленкой. Следовательно, при использовании биопрепарата не только уменьшается остаточное содержание НП, но ипроисходит существенное изменение химического состава нефтезагрязнения всторону приближения кфоновому состоянию.

Групповой компонентный состав ХБ впробах сопытного участка, обработанного биопрепаратом (Т.2) ис участка, где применялась светокорректирующая пленка (С-12) изменяется внаправлении уменьшения содержания углеводородных компонентов иувеличения количества неуглеводородных компонентов– смол иасфальтенов (рис. 2). При применении биопрепарата вгрупповом составе установлены более выраженные изменения, чем при использовании светокорректирующей пленки.

glaznecova2.tif

Рис. 2.Изменение группового компонентного состава ХБ проб

По данным хромато-масс-спектро­метрии изменения виндивидуальном составе насыщенных углеводородов (УВ) также свидетельствуют опроцессах биодеградации нефтезагрязнения. Тип хроматограмм изменяется от характерных для типично нефтезагрязненных проб спреобладанием низкомолекулярных насыщенных УВ смаксимумом распределения н-алканов на н-С15,17,19 (рис. 3 А) до фоновых проб смаксимум распределения н-алканов ввысокомолекулярной области на н-С27,29,31 (рис. 3 В). Изменения выражаются также вуменьшении содержания алкановых гомологов нормального строения, увеличении изоалкановых УВ, вувеличении величины коэффициента нечёт/чёт.

glaznecova3.tif

Рис. 3.Хроматограммы масляных фракций экстракта нефтезагрязненной почвы до обработки биопрепаратом (А), экстракта почвы после обработки (В)

Установленные изменения вхимическом составе проб почв после внесения биопрепарата внаправлении уменьшения роли нефтяных УВ, изменении характера их распределения иувеличения доли кислородсодержащих соединений указывают на интенсивно протекающие процессы биодеградации ивосстановления природного фона. Высокий коэффициент деградации (до 95 %) при биологической очистке почв даже для проб свысоким уровнем загрязнения свидетельствует об эффективности нефтедеструкторов.

Таким образом, эксперименты по очистке нефтезагрязненных почв, показали, что наиболее подходящим для условий Якутии является биологический метод, позволяющий за короткие сроки достигнуть высокой степени деградации нефтезагрязнения– до 75-95 %. Применение светокорректирующей пленки не столь эффективно, на что указывают менее выраженные изменения вхимическом составе нефтезагрязнения. Тем не менее, использование данного материала способствует ускорению биодеградации нефтезагрязнения почв за счет более равномерного распределения солнечного света итемпературного режима, улучшения влагообмена для полноценного развития углеводородокисляющей микрофлоры.


Библиографическая ссылка

Глязнецова Ю.С., Зуева И.Н. БИОРЕМЕДИАЦИЯ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОЧВ ВУСЛОВИЯХ СЕВЕРА // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2013. – № 8-2. – С. 214-216;
URL: http://applied-research.ru/ru/article/view?id=3815 (дата обращения: 20.09.2018).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252