Научный журнал

Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955

ИФ РИНЦ = 0,593

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Тавадзе Б.Д. 1

---

1 Филиал ФГБОУ ВО «Тюменский индустриальный университет» в г. Нижневартовске

Биоремедиация (bio – жизнь, remedio – лечение) – использование биодеструкторов (биопрепаратов) для полной детоксикации поллютантов (загрязняющих веществ) или для снижения их концентрации в окружающей среде. В качестве таких биопрепаратов обычно выступают живые организмы: бактерии, дрожжи, грибы, водоросли, растения. Благодаря биоремедиации нормализуются природные процессы, а экологические показатели приближаются к исходному состоянию, как было до антропогенного воздействия. Биоремедиацию применяют для детоксикации природных (нефть) и синтетических соединений (пестицидов, отравляющих веществ, СПАВ). Объектами биоремедиации являются загрязненные почвы, грунты, водоемы, отходы горнодобывающей промышленности и т.д. В настоящее время имеются неплохие результаты в применении биоремедиации при рекультивации земель, загрязненных нефтью. Хорошие результаты показывают такие биодеструкторы, как Бак-Верад, ГлаукОйл, DOP-UNI. Поэтому данные препараты стали предметом исследования в нашей работе. Применение биодеструкторов при рекультивации земель, загрязненных нефтью, изучено достаточно хорошо, а их влияние на основные загрязнители, такие как удобрения, пестициды, нефтяной шлам, буровой раствор, требует большего внимания. В связи с этим целью нашего исследования является изучение влияния биопрепаратов на основные загрязнители земель, выявление наиболее устойчивых и продуктивных штаммов бактерий для их дальнейшей рекомендации в применении при рекультивации.

Статья в формате PDF

476 KB

биоремедиация

бактерии

загрязнители

биодеструкторы

почва

пестициды

удобрения

нефтяной шлам

буровой раствор

1. Епифанова И.А., Печенов А.И. Е.Е. Левашова Очистка нефтеразлилов биологическим методом // Технология и моделирование процессов подготовки и переработки природных энергоносителей. Томск, 2014. Т. 2. С. 78-79.

2. Моторин А.С., Игловиков А.В. Рост и развитие многолетних трав в условиях Крайнего Севера при применении новых агромелиоративных приемов на биологическом этапе рекультивации // Аграрный вестник Урала. 2012. №7(99). [Электронный ресурс]. URL: http://mavu.narod.ru/PDFkee/AVU_07_2012.pdf (дата обращения: 01.03.2023).

3. Николаева А.В., Трошин М.А., Мещеряков С.В., Остах С.В., Остах О.С. Идентификация и прогнозирование результативности применения наилучших доступных технологий обезвреживания нефтесодержащих отходов // Экологический вестник России. 2017. № 2. С. 14-18.

4. Тоганбай А.Н., Сарсенбаев С.О., Мусина У.Ш., Джамалова Г.А. Обзор способов биоремедиации нефтезагрязняющих почв // Научное обозрение. Реферативный журнал. 2018. № 2. С. 16-27.

5. Tavadze B.D., Valieva A.F. Comparative analysis of biodestructors used inbioremidation at land reclamation contaminated with. IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 2022. Р. 1010012008

В настоящее время в российской практике очистку земель, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, осуществляют в три этапа: подготовительный, агротехнический и биологический. На подготовительном этапе происходит подготовка загрязненной территории: очищается местность от мертвого и усыхающего древостоя и травостоя, и местность охраняется от повторного загрязнения минерализованными водами. Не разрешается выжигать нефтяные пятна и засыпать их песком. Агротехнический этап включает, по мере необходимости, снос верхнего затопленного горизонта и создание нового микрорельефа. Биологический этап включает агротехнические и фитомелиоративные (высевают многолетние травы) мероприятия [1; 2].

Для рекультивации земель, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, также применяют альгофитомелиорацию. Альгофлора – это водоросли, которые чаще всего имеют местное происхождение. Они не погашают нефтепродукты и не употребляют их в пищу, они ускоряют почвообразовательные процессы. Они связывают атмосферный азот и улучшают свойства почвы, тем самым стимулируют рост растений.

Современный метод для рекультивации земель – биоремедиация, когда при рекультивации применяют микроорганизмы или «биодеструкторы» – организмы, которые разрушают органические вещества и перерабатывают их до конечных продуктов – углекислого газа и воды [3; 4]. До недавнего времени считали, что нефтедеструкторы встречаются именно там, где расположены нефтепромыслы, нефтехранилища или нефтепроводы. Но, как выяснили исследователи, нефтеокисляющие микроорганизмы распространены в природе очень широко и могут быть выделены из любой почвы, осадочных пород, морской и речной воды. Эти гетеротрофные микроорганизмы могут усваивать разнообразные органические соединения: углеводы, белки, жиры и т.д. Применение биодеструкторов при рекультивации земель, загрязненных нефтью, изучено достаточно хорошо, а их влияние на основных загрязнителей, таких как удобрения, пестициды, нефтяной шлам, буровой раствор, требует большего внимания. В связи с этим целью нашего исследования стало изучение влияния биопрепаратов на основные загрязнители земель, выявление наиболее устойчивых и продуктивных штаммов бактерий для их дальнейшей рекомендации в применении при рекультивации.

Научная новизна данной работы заключается в том, что впервые «ГлаукОйл», «DOP-UNI» и «Бак-Верад» были использованы не только для дезоксидации поллютантов нефтяного происхождения, но и для пестицидов и комплексного удобрения.

Цели исследования: определение особенности влияния биодеструкторов, содержащихся в таких препаратах, как «Бак-Верад», «Глаукойл», «DOP-UNI», на основные загрязнители почв и выявление более продуктивных штаммов.

Задачи исследования:

1. Изучить особенности биодеструкторов, содержащихся в таких препаратах, как Бак-Верад, Глаукойл, DOP-UNI.

2. Изучить влияние биодеструкторов на такие загрязнители, как пестициды, удобрения, нефтяной шлам и буровой раствор.

3. Выявить более устойчивые и продуктивные штаммы бактерий для их дальнейшей рекомендации в применении при рекультивации.

Материалы и методы исследования

Для исследования мы использовали следующие биодеструкторы:

1. Бак-Верад. Биопрепарат содержит следующую микрофлору: Bacillus, Atherobacter, Rhodococcus, Pseudomonas. Область химической устойчивости: рH = 5-9 при температурах от +10 до +40 °С. Применяется для нефтешламов.

2. Глаукойл. Биопрепарат содержит штаммы микроорганизмов Bacillus megaterium, Bacillus subtilis, Pseudomonas putida, Pseudomonas putida, Rhodococcus erythropolis. Область химической устойчивости рH = 1-10, при температурах от -40 до +50 °С. Особенность данного препарата в том, что аборигенные микроорганизмы почвы прикрепляются к частицам биопрепарата и тем самым усиливают его действие, обеспечивая себе благоприятные условия существования.

3. DOP-UNI. Биопрепарат содержит штаммы культур родов Rhodococcus, Pseudo-monas, Yarrovia, Pseudomonas stutzeri, Rhodococcus maris, Rhodococcus eritropolis, Yarrovia sp. Эффективен в условиях низких и высоких температур. Возможность применения в соленой воде (NaCl до 150 г/л), работает при рH 4,5 и до 9,5.

Для исследования мы использовали пластиковые емкости, куда мы поместили по 3 кг почвы (стандарт). Исследования проводились в несколько этапов. За время проведения исследований температура окружающей среды варьировалась в пределах 24-25 °С, влажность 40-60%.

Результаты исследования и их обсуждение

На первом этапе, по истечении двух дней, почву искусственно насытили загрязнителями. В качестве загрязнителей мы использовали комплексное удобрение, пестицид против канадского жука, буровой раствор и нефтяной шлам. Через три дня провели качественную оценку почвенной вытяжки [5]. В ходе исследования определяли присутствие растворимых солей, таких как хлориды, сульфаты, фосфаты, кальций, карбонаты. Также определили сухой остаток (гумус), присутствие сероводорода в буровом растворе, в нефтяном шламе и кислотность почвенной вытяжки. Результаты представлены в таблице 1.

Для качественной оценки обнаружения поллютантов мы использовали метод водной вытяжки. Присутствие сероводорода определяли по методу Тюрина. Для определения кислотности почвенной вытяжки мы использовали рH-метр KL-009(1).

На следующем этапе в почву внесли исследуемые биопрепараты, содержащие микроорганизмы: Бак-Верад, Глаукойл и DOP-UNI. После трех недель наблюдения и умеренного полива повторно провели качественную оценку почвенной вытяжки. Результаты представлены в таблице 2.

Таблица 1

Первичные показатели стандарта и загрязненной почвы

Таблица 2

Показатели почвенной вытяжки после трех недель работы микроорганизмов в почве

Как показывают результаты, наблюдается положительная тенденция по всем показателям. Это говорит о том, что микроорганизмы работали не только с нефтесодержащими веществами, но и уменьшили содержание легкорастворимых солей. Результаты представлены в таблице 2. При сравнении результаты оказались даже лучше, чем у незагрязненной почвы, которую мы использовали в качестве стандарта.

На третьем этапе, по истечении шести недель, мы опять провели исследования, результаты еще улучшились, и почва оказалась практически чистой по содержанию легкорастворимых солей. Также улучшились показатели по содержанию сероводорода. Что касается сухого остатка и кислотности, результаты оказались чуть ниже стандарта. Результаты представлены в таблице 3 и на рисунке. При проведении сравнительного анализа самый лучший показатель имеет биопрепарат Бак-Верад. DOP-UNI и Глаукойл показали почти одинаковые результаты.

Таблица 3

Показатели почвенной вытяжки после шести недель работы микроорганизмов в почве

Сравнительный анализ

Сравнительный анализ (продолжение рисунка)

Выводы

1. Биопрепараты Бак-Верад, DOP-UNI и Глаукойл созданы на основе определенных микроорганизмов и обладают разными свойствами, что и выяснилось в ходе исследования.

2. Исследования доказали, что биопрепараты положительно влияют не только на загрязнителей нефтяного происхождения, но и на основных загрязнителей почв.

3. Исходя из исследования, можно сказать, что микроорганизмы можно использовать не только при рекультивации земель, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, но и для улучшения эдафических факторов.

4. Полученные результаты доказали, что Бак-Верад превосходит DOP-UNI и Глаукойл по воздействию, именно его мы и рекомендуем, хотя DOP-UNI и Глаукойл тоже показали неплохие результаты.

Библиографическая ссылка