микробиологическая рекультивация нефтезагрязненных почв

УДК 631.461: 622.322
В.К. Бишимбаев, А.У. Исаева, А.А. Успабаева, М.М. Макулбекова,
М.А. Баймаханбетова
Южно-Казахстанский государственный университет им. М. Ауезова,
НИИ «Промышленной экологии и биотехнологии»,
г. Шымкент, Республика Казахстан
МИКРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ РЕКУЛЬТИВАЦИЯ
НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОЧВ ЮЖНОГО КАЗАХСТАНА
В
нефтезагрязненных почвах
численность спонтанной
почвенной
углеводородокисляющей микрофлоры коррелирует как с концентрацией
нефтепродуктов, так и качественным составом нефтяного загрязнения. При
активизации спонтанной микрофлоры степень очистки нефтезагрязненной
почвы достигает до 30,8%, а после аугументации и проведения необходимых
агротехнических мероприятий степень очистки почв достигает 96,5%.
В
индустриальных
районах
Казахстана
сложилась
напряженная
экологическая ситуация в связи с загрязнением почвы нефтью и продуктами ее
переработки
[1]. В
природе
существует
четко
отложенный
механизм
самовосстановления нарушенных экосистем, в котором участвуют все члены
биоценоза: растения, простейшие, водоросли, бактерии.
Загрязнения почвы нефтью является селективным факторам, под
воздействием которого формируется биоценоз с ограниченным составом
доминирующих групп микроорганизмов. Экологические последствия разливов
нефти и нефтепродуктов на почву и в водоемы эффективно устраняются
синергетическим cообществом углеводородокисляющих микроорганизмов [2].
Предварительная оценка состояния нефтяного загрязнения грунтов на
ТОО
«ПетроКазахстан
Ойл
Продактс»
показала,
что
содержание
нефтепродуктов в грунтах на территории промышленной зоны
может
колебаться от 1,0 до 25,0 г/100 г почвы; на производственной территории – до
1,0 г/100 г почвы, где, основными загрязняющими компонентами в грунтах
являются полициклонафтеновые (ПЦНС), бициклоароматические (БЦАС) и
моноциклоароматические соединения (МЦАС),
толуольные смолы (ТС) и
асфальтены (АС).
В результате хронического токсического воздействия состав микрофлоры
достаточно однороден, и представлен такими родами, как Pseudomonas,
Miсrococcus и рядом грамположительных палочковидных бактерий. При
аварийных разливах нефтепродуктов, осбенно в местах под узлами управления
задвижками (УУЗ), наблюдалось резкое снижение численности гетеротрофных
микроорганизмов, однако через месяц после залпового загрязнения титр
естественной микрофлоры повышается, что вероятно, связано с завершением
периода адаптации почвенной микробиоты к изменившимся к физикохимическим условиям среды.
Сравнительный
незагрязненных
и
анализ
состояния
регулярно
спонтанной
загрязняемых
микрофлоры
различными
на
фракциями
нефтепродуктов грунтов показал, что титр почвенной углеводородокисляющей,
азотфиксирующей
микрофлоры
и
микромицетов
коррелирует
как
с
концентрацией нефтепродуктов, так и качественным составом нефтяного
загрязнения.
Острое
токсическое
действие
нефти
и
нефтепродуктов
проявляется в резком снижении дыхания загрязненных почв и активности
почвенных ферментов, что особенно отмечается при увеличении концентрации
нефти и нефтепродуктов.
Спонтанная микрофлора почвы при нефтяном загрязнении подавляется
по двум причинам: из-за закупорки почвенных пор нефтью и резким
возратанием соотношения С:N в почве, вследствие чего наступает азотное
голодание
микроорганизмов.
Эти
лимитирующие
размножения
микроорганизмов устраняются агротехническими приемами: рыхлением почвы
(вспашкой) и внесением удобрений (N,P) [3].
Проведенные полупромышленные испытания показали, что в результате
окислительной деятельности естественной микрофлоры за 2 месяца в
контрольном варианте разложилось 22,1% углеводородов. При создании
необходимых условий, аэрации за счет регулярного (1 раз в 10 суток) рыхления
почвы процент разложения нефти возрастает до 28,9 %, при регулярном
рыхлении и обогащении почвы биогенными элементами (1% раствор
аммофоса) деструкции подвергается 30,8% углеводородов нефти. При этом
изменяются органолептические показатели: почва стала гидрофильной и
рыхлой, исчезает запах нефтепродуктов, цвет почвы от темно-коричневого
изменяется до светлого, а в качественном составе нефтепродуктов остается 4
компонента, компонент бициклоароматических соединений (БЦАС) исчезает.
После внесения биомассы микроорганизмов в нефтезагрязненную почву
и проведения необходимых агротехнических мероприятий, Визуально, при
проведении биорекультивационных работ отмечены следующие изменения:
сразу после внесения биомассы микроорганизмов обработанная почва
становится более темной из-за высокой концентрации нефтепродуктов,
поднятых с нижних горизонтов, однако на 6-8 сутки после дополнительного
рыхления и внесения биогенной подпитки цвет почвы изменяется в сторону
осветления.
Почва
принимает
нефтепродуктов снижается до
количественное
очищенных
содержание
почв
мелкозернистую
структуру,
полного исчезновения. При
компонентов
представлено
в
следующим
биомассы микроорганизмов содержание
запах
этом
пробах загрязненных и
образом:
до внесения
полициклонафтеновых соединений
(ПЦНС) составляло 10%, моноциклоароматических соединений (МЦАС) -20%,
бициклоароматических соединений (БЦАС)-60%, толуольных смол (ТС) -5%,
асфальтены -5%; после биообработки -загрязнение в грунте было представлено
одними полициклонафтеновыми соединениями (ПЦНС). Степень очистки при
этом достигает до 96,5%.
Таким образом, оценивая результаты проведенных исследований можно
отметить, что численность спонтанной почвенной
углеводородокисляющей
микрофлоры коррелирует как с концентрацией нефтепродуктов, так и
качественным составом нефтяного загрязнения. При активизации спонтанной
микрофлоры степень очистки нефтезагрязненной почвы достигает до 30,8%, а
после аугументации и проведения необходимых агротехнических мероприятий
степень очистки почв достигает 96,5%.
Список использованных источников
1.
Палеева В.В. Актуальные проблемы охраны окружающей среды В
Республике Казахстан // Материалы Международной научно-практической
конференции «Валихановские чтения - 9». -Кокшетау, 2004. Том 6. -С. 131134.
2.
Киреева Н.А., Хазиев Ф.Х., Кузяхметов Г.Г. Влияние нефтяных
загрязнений на биологическую активность почв// научные основы и
практические приемы повышения плодородия почв Южного Урала и
Поволжья. Тез. Докл. Уфа, 1982б. – 235С.
3.
Пиковский Ю.И. Природные и техногенные потоки углеводородов
в окружающей среде // М.: Изд-во МГУ, 1993. -С. 208.