МИКРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ПОЧВ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ НЕФТЕПРОДУКТАМИ

Научные междисциплинарные исследования

2. Патент на изобретение RU .№ 2101953, Мартынова Т.Н, Долгополов А.А. Средство для предпосевной обработки семян. Приоритет от 14.08.1995, опубликован 20 января 1998

3. Патент RU на изобретение № 2124838, Корзинников Ю.С., Абрамов А.Г., Наумова М.С., Быкова Н.В. Ингибиторы прорастания семян яровой пшеницы. 6AO1N37/00,37/04 приоритет 16.07.1996, опубликован 20.01.1999

УДК 574.2

Лукошкова Анна Анатольевна Lukoshkova Anna Anatol'evna

кандидат биологических наук, доцент candidate of sciences in biology, associate professor, Попова Людмила Федоровна Popova Lyudmila Fedorovna

доктор биологических наук, кандидат химических наук, профессор doctor of biological sciences, candidate of chemical sciences, professor Северный (Арктический) федеральный университет Northern (Arctic) federal university

МИКРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ПОЧВ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ НЕФТЕПРОДУКТАМИ

MICROBIOLOGICAL ACTIVITY OF SOILS CONTAMINATED WITH OIL PRODUCTS

Аннотация. В условиях модельного опыта изучена микробиологическая активность почв при разных сроках инкубации и видах нефтяного загрязнения. Выявлены особенности влияния нефтепродуктов на почвенные микроорганизмы.

Abstract: In the conditions of a model experiment the microbiological activity of soils at different incubaciya's periods and types of oil pollution are studied. The features of the influence of oil products on soil microorganisms are revealed.

VI Международная научно-практическая конференция

Ключевые слова: дерново-подзолистая почва, нефтепродукты, микробиологическая активность, информативный показатель.

Key words: dernovo-podsolic soil, oil products, microbiological activity, informative indicator.

Биология почв располагает показателями, характеризующими состояние почвенной биоты и биологическую активность почв. Они используются для контроля за изменениями в почвах, происходящими при включении в них посторонних веществ антропогенного происхождения [1].

С целью диагностики микробиологической активности почв при загрязнении их нефтепродуктами был проведен модельный эксперимент с применением вегетационного метода [2] и методики, предложенной С.И. Колесниковым с соавторами [3]. Для искусственного загрязнения были отобраны условно чистые дерново-подзолистые почвы различного гранулометрического состава: глина, суглинок и супесь.

В ходе эксперимента в лабораторных условиях были смоделированы три серии равномерного загрязнения почвы нефтепродуктами: первая серия со сроком инкубации в 3 дня, вторая - 1 месяц, третья - 4 месяца. Были исследованы нефтепродукты: бензин АИ 92, дизельное топливо зимнее, моторное масло М8Р. Загрязнение нефтепродуктами с концентрациями: 0,5; 1,0 и 5,0 % от массы почв проводили в трехкратной повторности. Инкубирование почвы осуществляли в вегетационных сосудах при температуре 20 - 22 °С и оптимальной влажности в 60% от полной влагоемкости. В почвенных образцах модельного эксперимента определяли численность бактерий, актиномицетов и грибов методом посева почвенной суспензии на плотные агаровые среды [4; 5], остаточное содержание нефтяных углеводородов - флуориметрическим методом.

Полученные экспериментальные данные были обработаны статистически общепринятыми методами при помощи программы Microsoft Excel.

Для исследования структуры взаимосвязей изучаемых параметров использовали корреляционный анализ.

Научные междисциплинарные исследования

Численность колониеобразующих единиц (КОЕ) основных групп микроорганизмов в условно чистых почвах отличается: в глине, суглинке и супеси составляет 8,4; 9,5; 2,8 млн./г., соответственно.

По шкале Д.Г. Звягинцева [6] глина (5,3 млн./г.) и суглинок (6,0 млн./г.) обогащены КОЕ бактерий, супесь - бедна (1,8 млн./г.).

Численность актиномицетов и грибов меньше чем бактерий: количество КОЕ актиномицетов в глине, суглинке и супеси составляет 3,0; 3,4; 1,0 млн./г.; количество КОЕ грибов - 25; 78; 10 тыс./г., соответственно.

Модельный эксперимент показал, что нефтепродукты оказывают разное воздействие на численность бактерий.

Загрязнения почв бензином (по всему диапазону концентраций) после 3 суток инкубации привели к снижению численности бактерий. Максимальное снижение биологического показателя в 2 раза наблюдалось в супеси при 5,0 % загрязнении. С течением месяца в почвах различного гранулометрического состава подавляющее действие бензина на число бактерий сохраняется, через 4 месяца исчезает.

Токсичное действие бензина на численность бактерий обусловлено его химическим составом: низкомолекулярные предельные углеводороды с короткой цепью, легко проникающие через клеточные мембраны организмов и дезорганизующие их [3; 7; 8]; примеси, присадки, содержащие тяжелые металлы, которые являются ингибиторами микроорганизмов и ферментов [9]; продукты коррозии металлов и осадков резервуаров.

Дизельное топливо на начальном сроке инкубации (после 3 суток) проявило как стимулирующее, так и ингибирующее воздействие на бактерии почв. Рост численности бактерий зафиксирован в глине при 0,5 % загрязнении, в суглинке и супеси - при 0,5 % и 1,0 % загрязнениях. Установлено первоначальное ингибирование роста в глине при 1,0 % загрязнении и во всех исследуемых почвах - при 5,0 % загрязнении. С течением времени (после 4 месяцев инкубации) характер воздействия дизельного топлива на число бактерий не изменился.

VI Международная научно-практическая конференция

Моторное масло оказывает только стимулирующее воздействие на численность бактерий.

Стимулирующее действие нефтепродуктов на показатели микробиологической активности при концентрации в почве меньше 50 г/кг возможно связано с появлением питательного субстрата и подтверждается исследованиями С.И. Колесникова, Т.П. Славниной, В.Г. Алехина с соавторами

[3; 10; 11].

На численность актиномицетов каждый нефтепродукт оказывает аналогичное воздействие.

На численность грибов нефтепродукты оказывают токсичное воздействие, которое уменьшается в ряду: бензин ^ дизельное топливо ^ моторное масло. С течением времени (4 месяца инкубации) токсичность 0,5 % и 1,0 % загрязнений исчезает.

Исследованные показатели: численность КОЕ бактерий и численность КОЕ актиномицетов в глинистой почве, являются информативными, так как коррелируют с остаточным содержанием нефтепродуктов (коэффициент корреляции г > +0,5) после 1 месяца инкубации. Поэтому данные показатели целесообразно использовать как для интегральной оценки биологического состояния почв, загрязненных нефтепродуктами, так и для комплексной их оценки.

Библиографический список:

1. Звягинцев, Д.Г. Биология почв / Д.Г. Звягинцев, И.П. Бабьева, Г.М. Зенова. - М.: Изд-во МГУ, 2005. - 445 с.

2. Агрохимические методы исследования почв. - М.: Наука, 1975. - 656 с.

3. Колесников, С.И. Биодиагностика экологического состояния почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами / С.И. Колесников, К.Ш. Казеев, В.Ф. Вальков, Д.К. Азнаурьян, М.Г. Жаркова. - Ростовн/Д: Изд-во ЗАО Ростиздат, 2007. - 192 с.

Научные междисциплинарные исследования

4. Аникеев, В.В. Руководство к практическим занятиям по микробиологии:

учебное пособие для студентов биол. Специальностей пед. ин-тов. / В.В. Аникеев, К.А. Лукомская. - М.: Просвещение, 1977. - 128 с.

5. Васильева, З.В. Лабораторные работы по микробиологии. Для студентов заочников V курса биолого-химических факультетов педагогических институтов / З.В. Васильева, Г.А. Кириллова, А.С. Ласкина. - М.: Изд-во Просвещение, 1979. - 78 с.

6. Звягинцев, Д.Г. Биологическая активность почв и шкалы для оценки некоторых ее показателей / Д.Г. Звягинцев // Почвоведение. - 1978. - № 6. - С. 48.

7. Халимов, Э.М. Экологические и микробиологические аспекты повреждающего действия нефти на свойства почвы / Э.М. Халимов, С.В. Левин, В.С. Гузев // Вестник МГУ. - Сер. 17. Почвоведение. - 1996. - № 2. - С. 59.

8. Чижов, Б.Е. Рекультивация земель лесного фонда, подвергшихся нефтяному загрязнению / Б.Е. Чижов. - М.: ВНИИЛМ, 2004. - 80 с.

9. Вальков, В.Ф. Почвоведение: учебник для вузов / В.Ф. Вальков, К.Ш. Казеев, С.И. Колесников. - Москва: ИКЦ «МарТ», Ростов н/Д: Издательский центр «МарТ». - 496 с.

10. Славнина, Т.П. Влияние загрязнения нефтью и нефтепродуктами на свойства почв / Т.П. Славнина, М.И. Кахаткина, В.П. Середина, Р.Б. Иванова, Л.А. Изерская // Мелиорация земель Сибири. Научные основы использования и охраны земельных ресурсов Сибири. - Красноярск, 1984. - С. 85.

11. Алехин, В.Г. Биологическая активность и микробиологическая рекультивация почв, загрязненных нефтепродуктами / В.Г. Алехин, В.Т. Емцев, Е.А. Рогозина, А.И. Фахрутдинов // Биологические ресурсы и природопользование. Сборник научных трудов. - Нижневартовск: Изд-во Нижневарт. Пед. Ин-та, 1998, Вып. 2. - С. 95.