Светло-каштановая почва обладает специфической структурной организацией и химическим составом, позволяющими предполагать особенности её негативного влияния на растения (фитотоксичности) при различных загрязнениях, в частности, сырой нефтью. Рассмотрены и обсуждены результаты модельных экспериментов при искусственном загрязнении образцов светло-каштановой почвы нефтью, а также при использовании для её очистки биопрепаратов на основе ассоциаций углеводородокисляющих бактерий (нефтедеструкторов). Для определения содержания нефти в почве использована инфракрасная спектрометрия, рН почвы – кондуктометрия, для анализа фитотоксичности – тест-система, основанная на проращивании семян Raphanus sativus L. Показано, что биопрепараты Multibac Active и DOP-UNI эффективно удаляют из почвы за 15 суток свыше 50% сырой нефти, тем больше, чем выше её исходная концентрация. Этот процесс сопровождается уменьшением рН почвы с 6,12 до 4,55–4,94. Без использования биопрепаратов содержание нефти в почве уменьшается при её высоких концентрациях в почве в среднем 7,5%, при низких – не более чем на 4%. Биопрепараты обладают умеренной, а нефть – значительной фитотоксической активностью. Показано, что при сравнении двух биопрепаратов Multibac Active обладает сравнительно большей фитотоксичностью: он уменьшает лабораторную всхожесть семян на 12%, DOP-UNI – только на 4%. Сырая нефть снижает всхожесть в концентрации 2,0 г/кг на 56%, а в концентрации 4,0 г/кг полностью подавляет прорастание семян R. sativus. Использование биопрепаратов с целью очистки почвы от нефти усиливает её фитотоксические свойства. Полученные результаты имеют практическое значение для разработки и оптимизации технологий и стратегий биоремедиации почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами.
почва, фитотоксичность, загрязнение нефтепродуктами, углеводородокисляющие микроорганизмы, биоремедиация
1. ГОСТ 17.4.4.02-2017. Охрана природы (ССОП). Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа. М.: Стандартинформ, 2018. 9 с.
2. ГОСТ Р ИСО 11464–2011. Качество почвы. Предварительная подготовка проб для физико-химического анализа. М.: Стандартинформ, 2012. 11 с.
3. Коршунова Т.Ю., Кузина Е.В., Рафикова Г.Ф., Логинов О.Н. Бактерии рода Pseudomonas для очистки окружающей среды от нефтяного загрязнения // Экобиотех. 2020. Т. 3, №1. С. 18–32. https://doi.org/10.31163/2618-964X-2020-3-1-18-32
4. Михедова Е.Е., Абашина Т.Н. Применение биопрепаратов в задачах рекультивации нефтезагрязнений почвенного покрова // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2020. №4(295). С. 10–14. https://doi.org/10.33285/2411-7013-2020-4(295)-10-14
5. Околелова А.А., Капля В.Н., Лапченков А.Г. Оценка содержания нефтепродуктов в почвах // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: Естественные науки. 2019. Т. 43, №1. С. 76–86. https://doi.org/10.18413/2075-4671-2019-43-1-76-86
6. ПНД Ф 16.1:2.2.22-98. Методика выполнения измерений массовой доли нефтепродуктов в минеральных, органогенных, органо-минеральных почвах и донных отложениях методом ИК-спектрометрии. М.: ФГБУ «ФЦАО», 2005. 21 с.
7. Свистова И.Д. Методические подходы к определению фитотоксической активности почвы и почвенных микроорганизмов // Лесотехнический журнал. 2019. №2(34). С. 40–46. https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2019.2/5
8. Созина И.Д., Данилов А.С. Микробиологическая ремедиация нефтезагрязненных почв // Записки Горного института. 2023. Т. 260. С. 297–312. https://doi.org/10.31897/PMI.2023.8
9. Тишин А.С. Фитотестирование почв, загрязненных нефтепродуктами // Международный научно-исследовательский журнал. 2020. №12–2(102). С. 78–83. https://doi.org/10.23670/IRJ.2020.102.12.048.
10. Ali N., Khanafer M., Al-Awadhi H. Indigenous oil-degrading bacteria more efficient in soil bioremediation than microbial consortium and active even in super oil-saturated soils // Front Microbiol. 2022. Vol. 13. e950051. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.950051.
11. da Silva Correa H., Blum C.T., Galvão F., Maranho L.T. Effects of oil contamination on plant growth and development: a review // Environ. Sci. Pollut. Res. 2022. Vol. 29, No 29. P. 43501–43515. https://doi.org/10.1007/s11356-022-19939-9.
12. Funtikova T.V., Akhmetov L.I., Puntus I.F., Mikhailov P.A., Appazov N.O., Narmanova R.A., Filonov A.E., Solyanikova I.P. Bioremediation of oil-contaminated soil of the Republic of Kazakhstan using a new biopreparation // Microorganisms. 2023. Vol. 11, No 2. e522. https://doi.org/10.3390/microorganisms11020522.
13. Hunt L.J., Duca D., Dan T., Knopper L.D. Petroleum hydrocarbon (PHC) uptake in plants: A literature review // Environ. Pollut. 2019. Vol. 245. P. 472–484. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2018.11.012.
14. Igun O.T., Russell P.M., Davenport J., Werner D. Impacts of activated carbon amendments, added from the start or after five months, on the microbiology and outcomes of crude oil bioremediation in soil // Int. Biodeter. Biodegr. 2019. Vol. 142. P. 1–10. https://doi.org/10.1016/j.ibiod.2019.04.008.
15. Kulikova P.A., Mazlova E.A., Terekhova V.A., Agadzhanyan M.V., Uchanov P.V. Evaluation of the acute and chronic toxicity of reagents for the treatment of oil-contaminated soils and sludge // Chem. Sustain. Dev. 2019. Vol. 27. P. 336–342. https://doi.org/10.15372/CSD2019148.
16. Kuzina E., Rafikova G., Vysotskaya L., Arkhipova T., Bakaeva M., Chetverikova D., Kudoyarova G., Korshunova T., Chetverikov S. Influence of hydrocarbon-oxidizing bacteria on the growth, biochemical characteristics, and hormonal status of barley plants and the content of petroleum hydrocarbons in the soil // Plants (Basel). 2021. Vol. 10, No 8. e1745. https://doi.org/10.3390/plants10081745.
17. Ławniczak Ł., Woźniak-Karczewska M., Loibner A.P., Heipieper H.J., Chrzanowski Ł. Microbial degradation of hydrocarbons-basic principles for bioremediation: a review // Molecules. 2020. Vol. 25, No 4. e856. https://doi.org/10.3390/molecules25040856.
18. Myazin V.A., Korneykova M.V., Chaporgina A.A., Fokina N.V., Vasilyeva G.K. The effectiveness of biostimulation, bioaugmentation and sorption-biological treatment of soil contaminated with petroleum products in the Russian Subarctic // Microorganisms. 2021. Vol. 9, No 8. e1722. https://doi.org/10.3390/microorganisms9081722.
19. Ravi A., Ravuri M., Krishnan R., Narenkumar J., Anu K., Alsalhi M.S., Devanesan S., Kamala-Kannan S., Rajasekar A. Characterization of petroleum degrading bacteria and its optimization conditions on effective utilization of petroleum hydrocarbons // Microbiol. Res. 2022. Vol. 265. e127184. https://doi.org/10.1016/j.micres.2022.127184.
20. Sui X., Wang X., Li Y., Ji H. Remediation of petroleum-contaminated soils with microbial and microbial combined methods: Advances, mechanisms, and challenges // Sustainability. 2021. Vol. 13, No 16. e9267. https://doi.org/10.3390/su13169267.
21. Xia M., Fu D., Chakraborty R., Singh R.P., Terry N. Enhanced crude oil depletion by constructed bacterial consortium comprising bioemulsifier producer and petroleum hydrocarbon degraders // Bioresour. Technol. 2019. Vol. 282. P. 456–463. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2019.01.131.
22. Xu X., Liu W., Tian S., Wang W., Qi Q., Jiang P., Gao X., Li F., Li H., Yu H. Petroleum hydrocarbon-degrading bacteria for the remediation of oil pollution under aerobic conditions: A perspective analysis // Front. Microbiol. 2018. Vol. 9. e2885. https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.02885.
23. Универсальный биопрепарат «DOP-UNI» // Лаборатория микробных технологий https://dop-uni.ru/destructor_of_oil_polution (дата обращения: 15.02.2024).
24. Биопрепарат Multibac Active // Терра Экология. URL: https://clck.ru/3HPag4 (дата обращения: 15.02.2024).
