Дождевые черви могут выжить при высоких концентрациях загрязняющих веществ, например E. andrei выжил в почве, загрязненной 100 мг карбендацим кг-1 [8], поэтому они могут быть использованы для ремедиации загрязненных почв, хотя выживание зависит от продолжительности экспозиции и метаболомика предполагает, что их метаболическая активность может измениться [1, 10] или их ДНК может быть повреждена [4].
Natal-Da-Luz и др. использовали колонки грунта с добавлением осадков, загрязненных ПАУ (общей концентрации 18,2 мг кг-1) и применили E.andrei при высокой (1000 особей м-2) и низкой (250 особей м-2) плотностях на 126 дней [6]. Они наблюдали высокую выживаемость (87,5 %) и 17,3 % потерянного веса по сравнению с первоначальным весом дождевых червей после 126 дней.
Виды E. andrei, E. fetida и L. rubellus устойчивы к высоким концентрациям различных ПАУ (т.е. 60, 300, 773, 1000 мг кг-1) с высокой (> 80 %) выживаемостью без пищи и временем выдержки в диапазоне от 19 до 112 дней [2, 5] или с пищей и временем экспозиции в диапазоне от 29 до 70 дней [9, 3, 7].
Учитывая вышеизложенное, задачей настоящего исследования было изучение выживаемости дождевых червей E. andrei в присутствии биопрепаратов «Байкал ЭМ 1», «Тамир», «Восток» в почве, загрязненной различными концентрациями нефти (от 50 г/кг до 150 кг).
Материалы и методы исследования
Определение содержания нефти, нефтепродуктов и органических веществ в загрязненных инкубированных почвах.
Отбор проб из образцов почвы, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, для анализа содержания нефтепродуктов и органических веществ в образцахпроводили по ГОСТ Р 54039-2010. Качество почв.
Экспресс-метод спектроскопии в ближней инфракрасной области для определения содержания нефтепродуктов.
Почву размалывали в ступке. Из размолотой почвы отбирали пробу массой 3 – 5 г и дополнительно измельчали до размера частиц менее 0,3 мм и просеивали через сито с размерами ячеек 0,25 мм.
Для определения содержания нефти или нефтепродуктов в почве была использована методика, предложенная институтом экспериментальной метрологии. Данная методика основана на определении количества углеводородов, экстрагированных четыреххлористым углеродом из нефтезагрязненной почвы. Полученный элюат заливали в кювету ИК-спектрофотометра ИКН-025 и определяли количество нефтепродуктов в элюате при длине волны 3,42 мкм.
Результаты исследования и их обсуждение
Исследование выживаемости
В контрольных образцах почвы, содержащих нефтьконцентрации 50-150 г/кг почвы, была отмечена 100 % гибель особей в течение 3 дней, что, очевидно, обусловлено химическими ожогами червей, находящимися на поверхности загрязненного субстрата. Для того чтобы повысить выживаемость червей в почвах, содержащих нефть в количестве 50, 100, 125 и 150 г/кг, к образцам почвыбыло добавлено по 10 мл биопрепарата «Байкал ЭМ 1», «Тамир» и «Восток» и нефтезагрязненные образцы почв были выдержаны в течение 4 недель. Затем в образцы почвы вносили по 10 половозрелых червей.
Общая численность E. andrei и микробиологический препарат «Байкал ЭМ 1».
В контрольном варианте общая численность E. andrei увеличилась в 1,5 раза, а при внесении биопрепарата «Байкал ЭМ 1» в 2,5 раза. В варианте с концентрацией нефти 50 г/кг без и с биопрепаратом выживаемость червей составила 50 % на 4 неделе исследования, затем отмечена гибель всех червей. При внесении в почву 100 г/кг нефти и биопрепарата «Байкал ЭМ1» выживаемость червей составила 10 % на 6 неделе исследования, затем все черви погибали. При внесении в почву 125 г/кг и 150 г/кг нефти и биопрепарата «Байкал ЭМ 1» выживаемость червей составила 50 % на 4 неделе исследования, затем отмечена гибель червей.
Общая численность E. andrei и микробиологический препарат «Тамир».
В контрольном варианте общая численность E. andrei увеличилась в 1,5 раза, а при внесении биопрепарата «Тамир» в 3,2 раза. В варианте с концентрацией нефти 50 г/кг и биопрепаратом выживаемость червей была 10 % до 20 недели исследования. При внесении в почву 100 г/кг нефти и биопрепарата «Тамир» выживаемость червей составила 25 % до 8 недели исследования. В вариантах с внесением нефти 125 и 150 г/кг выживаемость червей составила 60 % на 3 неделе исследования, затем все черви погибли.
Рис. 1. Общая численность E. andrei и микробиологический препарат «Байкал ЭМ 1»
Рис. 2. Общая численность E. andrei и микробиологический препарат «Тамир»
Рис. 3. Общая численность E. andrei и микробиологический препарат «Восток»
Общая численность E. andrei и микробиологический препарат «Восток».
В контрольном варианте общая численность E. andrei увеличилась в 1,5 раза, а при внесении биопрепарата «Восток» в 2,3 раза. В варианте с концентрацией нефти 50 г/кг и 100 г/кг с микробиологическим препаратом «Восток» выживаемость червей составила 30 % на 6 неделе исследования. В варианте с концентрацией нефти 125 и 150 г/кг с микробиологическим препаратом «Восток» выживаемость червей составила 20-30 % до 4 недели исследования, затем отмечена гибель червей.
Заключение
E. andrei показал низкую устойчивость к загрязнению почвы нефтью Сеноманского месторождения 50-150 г/кг. Выживаемость червей при концентрации 50 г/кг составила 10 %, а при концентрации 100 г/кг и выше отмечалась 100 % гибель червей.
Положительное влияние на увеличение выживаемости червей в нефтезагрязненном субстрате отмечено при внесении биопрепаратов «Байкал ЭМ-1» и «Тамир». Внесение данных биопрепаратов увеличило выживаемость червей в 2,5-3,2 раза. При внесении биопрепарата «Восток» отмечалась гибель всех червей на 10 неделе исследования.