Оценка фитотоксичности почвы, загрязненной нефтешламом

УДК 502.521
А. А. Заурбаев, А. Ж. Хашаев, В. Б. Барахнина
Оценка фитотоксичности почвы, загрязненной нефтешламом
ФГУП «Чеченнефтехимпром»
Уфимский государственный нефтяной технический университет
450062, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1; тел. (347) 2420754
Приводится оценка фитотоксичности почвы,
загрязненной нефтешламом ФГУП «Чеченнеф
техимпром», расположенного на территории За
водского района г. Грозного. Показано, что рас
тения кресссалата и редиса являются
эффективными растительными тестсистемами
для оценки токсичности нефтезагрязненных
почв. Выявлены наиболее оптимальные для ро
ста и развития растений кресссалата и редиса
концентрации препарата «Биотрин» в качестве
стимулятора нефтеокисляющего биопрепарата
«Фузарин».7
Ключевые слова: биотестирование, нефте
шлам, фитотоксичность, растительные тестсис
темы.
Согласно Целевой Республиканской Про
грамме «Экология и природные ресурсы Че
ченской Республики» на 2008–2010 гг. запла
нированы мероприятия по экологическому об
следованию территории г. Грозного, т. к. в
случае несвоевременного получения результа
тов детальных геоэкологических изысканий,
в пределах столицы республики на территори
ях катастрофического загрязнения комплек
сом поллютантов возможно строительство жи
лья, где жители будут обречены на хроничес
кие заболевания. В первую очередь в тщатель
ных исследованиях нуждается Заводской
район, две тысячи гектаров которого занимают
промышленные объекты (завод им. А. Шери
пова, Грозненский нефтеперерабатывающий
комбинат, завод им. Анисимова, Грозненский
химкомбинат, Механические очистные соору
жения Грозненского предприятия водоснабже
ния и биологической очистки промышленных
сточных вод). Потенциально опасными явля
ются амбарынакопители площадью 18000 м2,
расположенные по ул. Индустриальная и при
надлежащие Грозненскому нефтеперерабаты
вающему комбинату (ГНПК) ФГУП «Чечен
нефтехимпром» (рис. 1).
Рис. 1. Амбарынакопители (ул. Индустриальная, г. Грозный) ГНПК ФГУП «Чеченнефтехимпром»
Дата поступления 02.10.08
Башкирский химический журнал. 2008. Том 15. № 4
15
В них содержится более 6000 м3 нефте
эмульсионной смеси. По данным лабораторно
го анализа, произведенного ООО «СамараНИ
ПИнефть», содержание воды в шламе состав
ляет 48%. Исследования компонентного
и фракционного состава нефтешлама не прово
дились. Необходимо определить его токсич
ность в целом и покомпонентно, чтобы преду
смотреть все стадии переработки и выделения
отдельных фракций, а также их утилизации.
Для реализации экологического обследо
вания данного промышленного объекта могут
быть рекомендованы методы биотестирования 1,
позволяющие дать интегральную и адекватную
оценку качества среды обитания. Несмотря
на значительное количество исследований, по
священных биотестированию, вопрос примене
ния конкретных тестсистем к конкретным
случаям требует детального рассмотрения 2–4.
В связи с этим представляет интерес разработ
ка тестсистем, предназначенных для оценки
фитотоксичности почв, загрязненных нефте
шламом.
Целью данной работы явилась оценка фи
тотоксичности почв, загрязненных нефтешла
мом ФГУП «Чеченнефтехимпром», и выработ
ка рекомендаций по их очистке.
Объектами исследования служили расте
ния кресссалата Lepidium sativum (сорт «Де
метра») и редиса Raphanus sativus (сорт
«Заря»).
Почву, содержащую 5% мас. нефтешлама,
подвергали биоочистке путем добавления неф
теокисляющего биопрепарата «Фузарин» в ко
личестве 3% мас. В качестве биостимулятора
использовали известный препарат «Биотрин»
в количестве 0.01, 0.05, 0.1 % мас. Биотестиро
вание проводили на почвенных образцах и на
водных вытяжках почв. О степени фитоток
сичности судили по таким показателям, как
энергия прорастания, всхожесть, средняя дли
на надземной части, средняя длина подземной
части, средний вес надземной части, средний
вес подземной части.
Методы исследования
Энергию прорастания у редиса определя
ли на 3, а всхожесть на 6 сутки, у кресссалата
на 3 и 5 сутки соответственно. Контролем слу
жили семена, проросшие на почве, загрязнен
ной исследуемым нефтешламом.
Измерения длины надземной части и кор
ней тестрастений проводили с помощью ли
16
нейки с точностью до 1 мм, взвешивание иссле
дуемых органов тестрастений проводили
на аналитических весах. Контролем служили
проростки, выросшие на почве, загрязненной
нефтешламом.
Результаты исследования
В варианте опыта с нефтезагрязненной
почвой с добавлением биопрепарата «Фуза
рин» энергия прорастания семян кресссалата
и редиса наблюдалась в 2 раза выше по сравне
нию с контролем (рис. 2а). В варианте опыта
с нефтезагрязненной почвой с добавлением
биопрепарата «Фузарин» всхожесть семян
кресссалата отмечалась в 2 раза выше по срав
нению с контролем, всхожесть семян редиса –
в 1.5 раза выше по сравнению с контролем
(рис. 2б). Для семян кресссалата наиболее
высокий процент энергии прорастания и всхо
жести отмечался в варианте опыта с добавле
нием 0.5% «Биотрина». Для семян редиса наи
более высокий процент энергии прорастания
и всхожести отмечался в варианте опыта с до
бавлением 0.1% «Биотрина».
Результаты биотестирования почвенных
образцов по показателям энергии прорастания
и всхожести семян согласуются с результатами
биотестирования водных вытяжек почв.
Рассмотрим такие показатели, как сред
няя длина надземной и подземной частей про
ростков (рис. 3). В варианте опыта с нефтеза
грязненной почвой с добавлением биопрепара
та «Фузарин» средняя длина надземной части
проростков кресссалата наблюдалась в 1.2
раза выше, а средняя длина надземной части
проростков редиса – в 2 раза выше по сравне
нию с контролем (рис. 3а).
Для проростков кресссалата наиболее
высокое значение средней длины проростков
отмечалось в варианте опыта с добавлением
«Биотрина» 0.05%. Для проростков редиса
наиболее высокое значение средней длины
проростков отмечалось в варианте опыта
с добавлением «Биотрина» 0.1%.
Рассмотрим такие показатели как средний
вес надземной и подземной частей проростков
(рис. 4).
В варианте опыта с нефтезагрязненной
почвой с добавлением биопрепарата «Фуза
рин» средний вес подземной части проростков
кресссалата наблюдался более чем в 1.5 раза
выше по сравнению с контролем, средний вес
подземной части проростков редиса – более
Башкирский химический журнал. 2008. Том 15. № 4
100
Энергия прорастания,
прорастания, %
90
90
80
80
70
70
60
60
50
50
40
40
30
30
20
20
10
10
0
А
B
С
D
Кресс-салат
Всхожесть,
Всхожесть, %
100
0
E
А
Редис
B
С
D
Кресс-салат
E
Редис
À – êîíòðîëü (ïî÷âà+5% íåôòåøëàìà)
 – ïî÷âà+5% íåôòåøëàìà+«Ôóçàðèí»
Ñ - ïî÷âà+5% íåôòåøëàìà+«Ôóçàòðèí» + 0,01% «Áèîòðèí»
D – ïî÷âà+5%íåôòåøëàìà+«Ôóçàðèí» + 0,05% «Áèîòðèí»
Å – ïî÷âà+5% íåôòåøëàìà+«Ôóçàðèí»+ 0,1% «Áèîòðèí»
Рис. 2. Оценка фитотоксичности почв на тестобъектах кресссалат и редис: а – по энергии прорастания
семян; б – всхожести семян
а) Средняя длина надземной части,см
7
б) Средняя длина подземной части,см
7
6
6
5
5
4
4
3
3
2
2
1
1
0
0
А
B
С
D
E
А
B
С
Кресс-салат
D
E
Редис
À – êîíòðîëü (ïî÷âà+5%íåôòåøëàìà)
 – ïî÷âà+5% íåôòåøëàìà+«Ôóçàðèí»
Ñ – ïî÷âà+5% íåôòåøëàìà+«Ôóçàðèí» + 0,01% «Áèîòðèí»
D – ïî÷âà+5%íåôòåøëàìà+«Ôóçàðèí» + 0,05% «Áèîòðèí»
Å – ïî÷âà+5% íåôòåøëàìà+«Ôóçàðèí»+ 0,1% «Áèîòðèí»
Рис. 3. Оценка фитотоксичности почв на кресссалате и редисе: а – по средней длине надземной части
проростков; б – по средней длине подземной части проростков
Башкирский химический журнал. 2008. Том 15. № 4
17
Ñðåäíèé â åñ ïîäçåìíîé ÷ à ñòè,
Ñ ðåäíèé â åñ íà äçåìíî é ÷ à ñòè, ã
0,1
0,09
0,08
0,07
0,06
0,05
0,04
0,03
0,02
0,01
0
0,013
0,012
0,011
0,01
0,009
0,008
0,007
0,006
0,005
0,004
0,003
0,002
0,001
0
А
B
С
D
E
А
B
С
D
Кресс-салат
À
Â
Ñ
D
Å
E
Редис
– êîíòðîëü (ïî÷âà + 5% íåôòåøëà ìà )
– ïî÷â à +5 % íåôòåøëà ìà + «Ôóçà ðèí»
– ïî÷â à +5 % íåôòåøëà ìà + «Ôóçà ðèí» + 0,01% «Á èîòðèí»
– ïî÷ âà +5% íåôòåøëà ìà + 0,0 5% «Ôóçà ðèí»
– ïî÷âà +5 % íåôòåøëà ìà + «Ôóçà ðèí» + 0,1 % « Á èî òðèí»
Рис. 4. Оценка фитотоксичности почв на кресссалате и редисе: а – по среднему весу надземной части
проростков; б – по среднему весу подземной части проростков
чем в 3.5 раза выше по сравнению с контролем
(рис. 4б), что свидетельствует о значительном
снижении фитотоксичности исследуемого неф
тешлама.
Для проростков кресссалата наиболее
высокое значение среднего веса частей про
ростков отмечалось в варианте опыта с добав
лением 0.05% «Биотрина». А для проростков
редиса – в варианте опыта с добавлением 0.1%
«Биотрина».
Результаты биотестирования почвенных
образцов по средней длине и среднему весу
надземной и подземной частей проростков со
гласуются с результатами биотестирования
водных вытяжек почв.
Таким образом, показано, что растения
кресссалата Lepidium sativum и редиса
Raphanus sativus являются эффективными
растительными тестсистемами для оценки
токсичности почв, загрязненных нефтешламом
ФГУП «Чеченнефтехимпром». Преимущество
этих тестрастений заключается в высокой ско
рости роста и чувствительности к загрязнению
почв нефтесодержащими отходами. Выявлено,
18
что наиболее эффективным для роста и разви
тия растений кресссалата является добавле
ние «Биотрина» в качестве стимулятора био
препарата «Фузарин» в количестве 0.5%, а для
роста и развития растений редиса – в количес
тве 0.1%. Эти рекультивационные мероприя
тия предлагаются для снижения негативного
воздействия нефтешлама при ликвидации шла
монакопителя.
Литература
1.
2.
3.
4.
5.
Методы биотестирования качества водной сре
ды: Сб.ст./Под ред. О. Ф. Филенко.– М.,
1989.– 132 с.
Морозова О. Г., Бабаева Н. Н., Морозов С. В.,
Репях С. М. // Химия растительного сырья.–
2001.– №1.– С. 13.
Патин С. А. Биотестирование как метод изуче
ния и предотвращения загрязнения водоемов //
Биотестирование природных и сточных вод.–
М.: Наука, 1981.– 123 с.
Тарасенко И. Н. // Экология и охрана окружа
ющей среды.– 1999.– № 5.– С. 46.
Морозова О. Г. Оценка токсичности воды мето
дом биотестирования // Химия растительного
сырья.– 2001.– №1.– С. 89.
Башкирский химический журнал. 2008. Том 15. № 4