AGRIS - 

2021

Natalya V. Fotina | Vladislav P. Emelianenko | Ekaterina E. Vorob’eva | Nadezhda V. Burova | Elena V. Ostapova

Introduction. Coal mining is the main source of anthropogenic impact on the landscapes of the Kemerovo Region – Kuzbass. The current mine reclamation rate lags far behind the annual increase in disturbed lands. A reclamation fund can be a perfect solution to this relevant issue. The present research objective was to analyze and structure the available data on the anthropogenic impact of coal mining in Kuzbass. The article reviews new effic ient methods of reclamation and resoiling. Study objects and methods. The study featured ten years of research publications that were registered in the PubMed database of the National Center for Biotechnology Information (USA), Elsevier (Scopus, ScienceDirect), the Web of Science, and the Russian Electronic Library (eLibrary.ru). Results and discussion. The research revealed the following Kuzbass districts that experience the greatest mining impact: Novokuznetsk, Prokopyevsk, Kemerovo, Belovo, and Leninsk-Kuznetskiy. The authors also identified the most common pollutants associated with coal mining. Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) appeared to be the most dangerous pollutants: as waste coal burns, these substances cover considerable distances with the wind. Biodegradation seems to be the optimal solution because PAHs are known to be carcinogenic, and most mine tips are located near settlements. The article also features mine reclamation laws and introduces a list of plants with a high absorption capacity recommended for biological reclamation, as well as microorganisms and their consortia used for bioremediation. Conclusion. The authors identified the most promising methods of mine reclamation in the Kemerovo region, i.e. bioremediation with pollutant-binding microbial consortia and plants.

Show more [+]

Less [-]

Directory of Open Access Journals - Sweden

2020

Рязанова, Татьяна Васильевна | Федорова, Ольга Семеновна

В статье на примере искусственно загрязненной почвы рассмотрено влияние карбамидного сорбента – биопрепарата «Унисорб-Био», модифицированного макулатурой, на биодеструкцию нефти с последующим фитоконтролем почвы тест-культурой клевера розового – шведского (Trifolium hybridum).Показано, что за 18 недель экспонирования «Унисорб-Био» с иммобилизованными на нем нефтеокисляющими штаммами Pseudomonas sp. и Bacillus subtilis содержание нефти в почве снизилось в 10 раз, что на порядок выше по сравнению с контролем. Высокие посевные качества (энергия прорастания, всхожесть семян – 82%) наблюдаются при использовании «Унисорб-Био», модифицированного макулатурой из газетной бумаги, в условиях 10%-го начального загрязнения почвы, при содержании нитрофоски 0.05%.В почве с «Унисорб-Био», модифицированным макулатурой из бумаги «Снегурочка», показатели ниже на 17–20%, чем в образцах почвы с биопрепаратом, модифицированным макулатурой из газетной бумаги, что, по-видимому, связано с большей деструктируемостью последнего в этих условиях и увеличением в почве подвижных форм азота и фосфора.О сравнительно хорошем уровне восстановления почвы при 15%-ном начальном загрязнении и практически не зависящем от вида биопрепарата свидетельствуют результаты фитоконтроля (энергия прорастания, всхожесть семян – 52%). Наблюдаемые посевные качества и морфофизиологические показатели дают основание сделать вывод о том, что модифицированный макулатурой биопрепарат «Унисорб-Био» способен в течение одного сезона восстановить почву даже с высоким уровнем загрязнения. | The article uses the example of artificially polluted soil to consider the effect of urea sorbent-a biological product "Unisorb-Bio" modified by waste paper on the biodegradation of oil with subsequent phyto-control of the soil by a test culture of pink-Swedish clover (Trifolium hybridum).It is shown that during 18 weeks of exposure "Unisorb-Bio" with immobilized on it the oil-oxidizing strains of Pseudomonas sp. and Bacillus subtilis, the oil content in the soil decreased by 10 times, which is on an order of magnitude higher to comparison with the control. High seeding qualities (germination energy, seed germination – 82%) are observed when using "Unisorb-Bio" modified waste paper from newsprint in conditions of 10% initial soil contamination, with a content of nitrophosca 0.05%.In the soil with" Unisorb-Bio "modified waste paper from the paper "Snegurochka" the indicators are lower by 17–20% than in the soil samples with biologics product modified by waste paper from newsprint, which is probably perhaps is bound up with more the greater destructibility of the latter under these conditions and an increase of mobile forms of nitrogen and phosphorus in the soil.The results of phytocontrol (germination energy, seed germination-52%) indicate a relatively good level of soil recovery with 15% initial contamination and almost independent of the type of biological product. The observed seeding quality and morphophysiological indicators give reason to conclude that the "Unisorb-Bio" biological product modified with waste paper is able to restore the soil even with a high level of contamination within one season.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2020

Рязанова, Татьяна Васильевна | Федорова, Ольга Семеновна

В статье на примере искусственно загрязненной почвы рассмотрено влияние карбамидного сорбента «Унисорб-Био», модифицированного древесной корой, на биодеструкцию мазута.Показано, что за 100 суток экспонирования «Унисорб-Био» и иммобилизованные на нем актиномицеты (штамм Streptomyces exfoliatus) способны эффективно разлагать мазут. Максимального значения степень деструкции мазута составила 82.7% в образцах почвы с сорбентом, модифицированным корой березы. В образцах с корой лиственницы этот показатель ниже на 7.3%. Степень деструкции мазута в контрольном образце почвы (почва с мазутом) за весь период экспонирования составила 27.4%. Если эту цифру принять за фоновую, то только прямой вклад в деградацию мазута биосорбента составляет 45.1%; биосорбента с 0.2% диаммофоски – 55%; сорбента без микроорганизмов – 33.8%.Результаты показали, что используемый карбамидный сорбент с иммобилизованной и аборигенной микрофлорой способны эффективно разлагать мазут до концентраций, позволяющих переходить к агротехническим мероприятиям. Так, посев кресс-салата на почвах после завершения эксперимента показал, что всхожесть семян составляет 50–60%, это позволяет утверждать, что остаточные концентрации мазута относительно безвредны для корневой системы растений и завершение процесса биоремидиации может быть проведено посредством выращивания растений, устойчивых к остаточным концентрациям загрязнителя.В целом результат подтверждает эффективность применяемого метода в ускорении процессов биоремидиации, но требуется доработка в направлении создания смешанных ассоциаций УВОМ. | The article examines the effect of the "Unisorb-Bio" carbamide sorbent modified with wood bark on the biodegradation of fuel oil using the example of artificially contaminated soil.It is shown that for 100 days of exposure "Unisorb-Bio" and actinomycetes immobilized on it (Streptomyces exfoliatus strain) are able to effectively decompose fuel oil. The maximum value of the degree of destruction of fuel oil was 82.7% in soil samples with a sorbent modified with birch bark. In the samples with larch bark, this figure is 7.3% lower. The degree of destruction of fuel oil in the control soil sample (soil with fuel oil) for the entire exposure period was – 27.4%. If this figure is taken as the background, then only the direct contribution to the degradation of fuel oil biosorbent is 45.1%; biosorbent with 0.2% diammofoska – 55%; sorbent without microorganisms – 33.8%.The results showed that the used carbamide sorbent with immobilized and native microflora is capable of effectively decomposing fuel oil to concentrations that allow the transition to agrotechnical measures. Thus, sowing watercress on soils after the end of the experiment showed that seed germination is 50–60%, which suggests that residual concentrations of fuel oil are relatively harmless to the root system of plants and the completion of the bioremidation process can be carried out by growing plants that are resistant to residual concentrations of pollutants.In general, the result confirms the effectiveness of the applied method in accelerating bioremidation processes, but further development is required in the direction of creating mixed associations of UVOM.

Show more [+]

Less [-]

Altai State University - Russian Federation

2020

V. P. Stepanova | A. V. Suslov | I. N. Suslova | E. A. Sukhanova | B. F. Yarovoy | V. N. Verbenko

Ability of natural yeast strains to grow in conditions of high concentrations of heavy metal and radionuclides salts was studied. More than 500 strains were tested for resistance to salts of heavy metals (U, Cs, Sr, Ni, Ar, Cu, Cd, and Co) and to elevated temperature (t) (+37…+52 °C). Most of the strains tested were resistant to one or more selective factors. Combinations of (t, Cd, Cu, Co) and (Cd, Cu, Co) occurred with the highest frequencies: 36 and 26 %, respectively. Ability of isolated strains to grow in the presence of high concentrations of radioactive isotopes Cs and Ni and to bind them with high efficiency was established. The results showed the possibility of potential using of libraries of natural microorganisms for disposal of both radionuclides and heavy metals, which are the main pollutants of natural and anthropogenic objects, as well as the possibility of using of isolated and tested strains of microorganisms for concentrating metals from low-grade ores or mining industry waste. Phenotypes diversity revealed indicates probable existence of several mechanisms of resistance to high heavy metals concentrations.

Show more [+]

Less [-]

Directory of Open Access Journals - Sweden

2019

Il'ina, G.V. | Sashenkova, S.A. | Il'in, D.Yu., Penza State Agriculrural Univ.

The studies were conducted in the Penza region for 3 years. Assessed were the possibility of using mushroom production waste (MPW) - spent xylotrophic fungus mycelium as a bioremedient of anthropogenically disturbed soils within the Penza region. A gradual decrease in the integral toxicity of soil samples was established with the introduction of MPW using the Escherichia coli test object. A decrease in toxicity was noted under the influence of all studied cultures; however, the strain of multi-colored (Trametes versicolor) again showed the greatest activity in terms of remediation. A 0.9-3-fold decrease in the integral soil toxicity indicator under the influence of MPW was shown. The results of three years of field experience show that the humus content in soils without fertilizing, without substantially changing, tends to decrease, while the use of mushroom waste as fertilizers allows you to maintain and slightly increase by 0.08-0.14% humus content in the soil. Fertilizing in the form of MPW contributed to a significant increase in spring wheat productivity. The maximum yield was observed in the variant with a norm of 6 t/ha, where it was 3.03 t/ha, which is higher than in the control by 0.69 t/ha or 29.5%. MPW - when introduced into soils characterized by increased integral toxicity, significantly reduce these indicators. As a bioremedient of soils contaminated with polyphenolic compounds, oyster MPW oyster Pleurotus ostreatus can be recommended. The maximum yield (3.03 t/ha) was observed in the variant with a rate of 6 t/ha, which is higher than in the control by 0.69 t/ha or 29.5%. Wastes from the production of medicinal mushrooms of the T. versicolor and the tinder fungus varnished Ganoderma lucidum can also be promising in terms of bioremediation in the presence of such production and a sufficient amount of generated waste. | Исследования проводили в Пензенской области в течение 3 лет. Оценивали возможность использования отходов грибного производства (ОГП) – отработанного мицелия ксилотрофных грибов - в качестве биоремедианта антропогенно нарушенных почв в пределах Пензенской области. Установлено постепенное снижение интегральной токсичности образцов почв при внесении в них ОГП при помощи тест-объекта Escherichia coli. Отмечено снижение токсичности под действием всех изученных культур, однако наибольшую активность в плане ремедиации вновь проявил штамм траметеса разноцветного (Trametes versicolor). Показано снижение в 0,9-3,0 раза показателя интегральной токсичности почв под действием ОГП. Результаты трехлетнего полевого опыта показывают, что содержание гумуса в почвах без внесения удобрений, существенно не изменяясь, имеет тенденцию к снижению, тогда как использование отходов грибоводства в качестве удобрений позволяет поддерживать и несколько увеличивать на 0,08-0,14% содержание гумуса в почве. Внесение удобрения в виде ОГП способствовало достоверному повышению урожайности яровой пшеницы. Максимальная урожайность (3,03 т/га) наблюдалась в варианте с нормой 6 т/га, что выше, чем на контроле, на 0,69 т/га или 29,5%. Мицелиально-субстратные органические комплексы – ОГП – при внесении их в почвы, характеризующиеся повышенной интегральной токсичностью, достоверно снижают данные показатели. В качестве биоремедианта почв, загрязненных полифенольными соединениями, можно рекомендовать отходы культивирования вешенки устричной Pleurotus ostreatus. Отходы производства лекарственных грибов траметеса разноцветного T. versicolor и трутовика лакированного Ganoderma lucidum также могут быть перспективными в плане биоремедиации при наличии такого производства и достаточного количества образующихся отходов.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2017

Качмазов, Д.Г.

В статье проведен анализ биоремедиаци загрязненных почв. Выявлено, что загрязнения почвы техногенного характера происходят по причине миграции поллютантов, которые оседают на почве вместе с атмосферными выбросами, созданием полигонов для уничтожения ТБО (твердых бытовых отходов) и выбросом сточных вод в водоемы. В связи с экологической обстановкой в Республика Южная Осетия предлагается провести анализ на количество тяжелых металлов в составе почвы.Целью исследования является анализ биоремедиации загрязненных почв в РЮО. По данным исследований, ТМ (тяжелых металлов) содержатся в атмосфере (в газообразных выбросах) в виде техногенной пыли, которые вместе с осадками попадают в почву. За счет высокой поглотительной способности почвы ионы металлов способны накапливаться в почве. В данной ситуации заключается актуальность выбранной проблематике.Методы исследования – анализ научных публикаций и собственное исследование по заданной проблеме.В результате накопления поллютантов в почве происходит вторичное загрязнение атмосферы, повторно страдают растения и источники воды. В связи с такой обстановкой возникает необходимость в экологизации почв, одним из эффективных методов считается метод фиторемедиации.Получены результаты, что способность растений к поглощению тяжелых металлов зависит от количества и типа тяжелых металлов в почве, от концентрации катионов и ионов в растворе, от типа высаженных культур и температурного режима выращивания.

Show more [+]

Less [-]

Marina Sokolova Publishings - Russian Federation

2016

Берсенева, С.А. | Белоусова, Н.М.

Предметом изучения являются  представители Дальневосточной флоры и фауны в качестве перспективных видов фито-и зооремедиации почв, загрязненных поллютантами различной природы в условиях Приморского края.Систематика, ареал, экологические условия распространения, биологические особенности, возможности применения видов дальневосточной флоры и фауны отражены в работах  «Атлас видов – фиторемедиантов  юга Дальнего Востока» и «Атлас видов – зооремедиантов  юга Дальнего Востока»,  над созданием которых работает коллектив авторов кафедры агрохимии, агроэкологии и охраны труда ФГБОУ ВО Приморская государственная сельскохозяйственная академия.

Show more [+]

Less [-]

Marina Sokolova Publishings - Russian Federation

2016

Sergienko, L.I. | Parinov, S.V., Volgograd State Univ., Volzhcky Humanitarian Inst.

The study was done in Volzhsky city in the Volgograd region on unauthorized dumps situated within the city boundaries. The purpose of research was identification of hazardous, polluting components of consumption wastes and choosing method of biological remediation of soils on wastes disposal site. A method of determining the hazard classes was used to identify the most hazardous components for the environment. Taking into account the data obtained during the field visit, data from the Federal Classification Waste Catalogue, and the calculation of hazard classes of wastes by component composition, the table was created, defining the danger of chemical waste component for environment. It was found that the most dangerous contaminants from studied objects are heavy metals. The bioremediation method should be used to remove them from the geochemical cycle. The most successful technology of bioremediation is usage of the complex preparations of microorganisms-destructors of xenobiotics and of preparations from microorganisms capable to supply missing nutrients to the microbial community. It was also recommended to construct the waste-processing enterprise in the city and to introduce the system of selective waste collection. | Исследование проведено в г. Волжский Волгоградской области на несанкционированных свалках, находящихся в пределах города. Цель исследования – определение опасных, загрязняющих компонентов отходов потребления и выбор методики биологической рекультивации почв в местах их захоронения. Для выявления наиболее опасных для окружающей среды компонентов была применена методика определения класса опасности. Исходя из данных, полученных в ходе полевых выездов, данных из Федерального классификационного каталога отходов, а также расчета классов опасности отходов по компонентному составу, была составлена таблица, определяющая опасность химического компонента отхода для окружающей среды. Установлено, что наиболее опасные загрязняющие вещества изученных объектов – тяжелые металлы. Для выведения их из геохимического цикла необходимо применить метод биоремедиации. Наиболее успешной технологией биоремедиации является использование комплексных препаратов из микроорганизмов-деструкторов ксенобиотиков и препаратов из микроорганизмов, способных поставлять недостающие питательные вещества для микробного сообщества. Рекомендовано также построить в городе мусороперерабатывающее предприятие и ввести систему селективного сбора отходов.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2016

Stetsenko, S.K., Russian Academy of Sciences. Ural Branch, Ekaterinburg (Russian Federation). Botanical Garden

The pesticide contaminated soils of forest nurseries need for special bioremediation measures that accelerate the decomposition processes of residual pesticide quantities. Experiments and observations were carried out in the Sverdlovsk region in one of forestries in 2006-2014. 3 microplot trials (2-year cycles) were performed. The experimental plot areas were treated with herbicide Roundup (3 l/ha). In spring before sowing pine trees the forest litter (20 kg/m2) of birch, pine and mixed stands was dug in the soil of trial plots to the depth of 10-15 cm. In the control variant the litter was not added. Scots pine (Pinus sylvestris) seeds were sown. The cleaning efficiency from pesticides was estimated by the number of seedling of normal appearance. Twice a year soil samples were taken to determine the population of microorganisms. A capability of fungi of natural microbial communities of adapting to pesticide contaminated soil was evaluated. The portion of fungi in the communities ranged from 9 to 31%. The number of fungi in itself did not influence the normal pine seedling yield. However, it was supposed that the conditions of seedling growth will be improved by successful adaptation of fungi capable of forming mycorrhiza. It has been shown that the fungous complexes of the forest litter taken from birch and mixed species composition plantations have a higher capability of surviving in the soil of the forest nursery when seedlings of Scotch pine are grown. | Почвы лесных питомников, загрязненные пестицидами, нуждаются в проведении специальных биоремедиационных мероприятий, ускоряющих процессы разложения остаточных количеств пестицидов. Опыты и наблюдения проводили в Свердловской обл. в одном из лесничеств в 2006-2014 гг. Проведено 3 мелкоделяночных опыта (2-летними циклами). Площадь опытных участков обрабатывали гербицидом Раундап (3 л/га). Весной перед посевом сосны в почву опытных площадок на глубину 10-15 см вкапывали лесную подстилку (20 кг/м2) из березового, соснового и смешанного насаждений. В контрольном варианте подстилку не добавляли. Высевали семена сосны обыкновенной (Pinus sylvestris). По количеству сеянцев нормального (не тератоморфного) внешнего вида судили об эффективности очистки от пестицидов. Дважды в год отбирали образцы почвы для определения численности микроорганизмов. Оценивали способность грибов естественных микробных сообществ адаптироваться к загрязненной пестицидами почве. Доля грибов в сообществах колебалась от 9 до 31%. Количество грибов само по себе не влияло на выход нормальных сеянцев сосны. Однако предполагалось, что условия роста сеянцев будут улучшены при успешной адаптации грибов, способных образовывать микоризу. Было показано, что более высокой способностью приживаться в почве лесного питомника при выращивании сеянцев сосны обыкновенной обладают грибные комплексы лесной подстилки, взятые из березового и березово-соснового насаждений.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2015

Tarasenko, P. V. | Gan'kin, A. V. | Tarbaev, V. A., The N.I. Vavilov Saratov State Agrarian Univ.

Как известно, основной причиной снижения плодородия черноземов является длительное применение вспашки и недостаточное количество в почве растительных остатков. С целью совершенствования приемов биологизации земледелия и улучшения эколого-мелиоративного состояния черноземов лесостепной зоны в 2003 г. заложен опыт, позволивший в 2006–2008 гг. исследовать эффективность биомелиорации (солома), фитомелиорации (клевер красный), азотных удобрений (N30; N30+30), биопрепарата ("БисолбиСан") на фоне вспашки и мульчирующей обработки почвы. Оценивалось влияние звеньев севооборота с чистым и сидеральным паром (клевер красный) на поступление органического вещества в почву и баланс гумуса; рассматривались агрофизические свойства, водный режим почвы и мелиоративное состояние чернозема; выявлялась динамика почвенной биоты; сравнивалось влияние агроприемов на изменение продуктивности яровой пшеницы. Все исследования и анализы почвенных, растительных образцов проводились с использованием общепринятых методик. Выявлено, что био-, фитомелиоранты на фоне азотных удобрений улучшают плодородие черноземных почв. В звене севооборота с сидеральным паром положительный баланс гумусообразования увеличился на 0,91 т/га в год, содержание в почве щелочногидролизуемого азота – на 21–28%, подвижного фосфора – на 8–12%, обменного калия – на 6–11%. Улучшилась биологическая активность почвы. На фоне био-, фитомелиорантов и азотных удобрений урожайность яровой пшеницы возросла на 22–24%. Сделан вывод, что для сохранения плодородия и повышения эффективности использования черноземов необходимо применять комплексно биомелиорацию (внесение соломы с азотными удобрениями), фитомелиорацию (многолетние фитоценозы с азотонакопителями), зоомелиорацию (инокуляция семян бактериями азотофиксаторами) и минимализацию обработки почвы (на выпаханных полях). | As known, the main reason for the decline of fertility of black soil is the prolonged practice of tillage and insufficient amount of plant residues in the soil. To enhance agriculture biologization methods and improve the ecological and ameliorative condition of the black soils in the forest-steppe zone, an experiment was grounded in 2003, that made it possible in 2006–2008 to examine the efficacy of biomelioration (straw), phytomelioration (red clover), nitrogen fertilizers (N30; N30+30), and a biological preparation ("BisolbiSan") with the background of tillage and mulch tillage. The studies involved the evaluation of the influence of crop rotation links with clean fallow and with green fallow (red clover) on the accumulation of organic matter in the soil and humus balance; of the agrophysical properties, soil moisture regime, and amelioration condition of the black soil; the soil biota dynamic was identified; the influence on changes in the crop yield of spring wheat was compared between different agricultural practices application. All studies and analyses of soil and plant samples were carried out using conventional methods. It is established that bio- and phytomeliorants with nitrogen fertilizer backgrounds improve soil fertility of black soil. The crop rotation link with green fallow the positive balance of humus formation increased by 0.91 t/ha per year, the content of alkalai-hydrolized nitrogen in the soil – by 21–28%, labile phosphorus – by 8–12%, exchange potassium – by 6–11%. Biological activity of the soil improved. With the background of and phytomeliorants and nitrogen fertilizers, crop yields of spring wheat increased by 22–24%. It is concluded that preservation of fertility and improvement of efficiency of chernozems requires a comprehensive use of biomelioration (application of straw with nitrogen fertilizers), phytomelioration (perennial phytocoenoses with nitrogen fixers), zoomelioration (inoculation of seeds with nitrogen-fixing bacteria), and minimization of tillage (on exhausted fields).

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation