БИОЛОГИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОЧИЩЕНИЯ ПОЧВЫ ЗАГРЯЗНЕННОЙ НЕФТЕПРОДУКТАМИ

БИОЛОГИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОЧИЩЕНИЯ ПОЧВЫ ЗАГРЯЗНЕННОЙ
НЕФТЕПРОДУКТАМИ
Абдрасилов А., Байсеитова Б.А., Маханбетова А.Т.
Международный казахско-турецкий университет имени Ходжи Ахмеда Ясави (Туркестан),
Республика Казахстан
BIOLOGICAL METHODS OF SOIL CONTAMINATION CLEANSING OIL
Abdrasilov A., Bayseyitova B.A., Маkhanbetova A.T.
Khoja Ahmet Yassawi International Kazakh-Turkish University (Turkestan), Kazakhstan
Загрязнение почвы нефтью и нефтепродуктами является глобальной экологической
проблемой. Попадая в почву даже в незначительных количествах нефть вызывает депрессию
флоры и фауны. К антропогенным факторам, приводящим к деградации почв, можно отнести
деятельность нефтегазовой отрасли. Особенно наибольший ущерб природе наносят аварии
на магистральных нефте- и газопроводах. Так, при одном порыве нефтепровода
выбрасывается в среднем 2 т нефти, что выводит из строя 1000 м3 земли, а в результате
аварии на газоконденсатопроводе на землю в среднем попадает не менее 2 млн. т/год
нефтепродуктов [1].
В настоящее время решение экологических проблем присущих почвенному покрову
Казахстана в требует принятия безотлагательных мер. Уже сегодня около 60% почвенного
покрова республики относится в разной степени к деградированным, в зависимости от
особенностей природных условий и их народно-хозяйственного использования[2].
Как
известно, на разложение нефти в почве решающим образом влияет функциональная
активность
комплекса
почвенных
микроорганизмов,
обеспечивающих
полную
минерализацию нефти и нефтепродуктов до углекислого газа и воды [3].
Нефтяное загрязнение отличается от многих других антропогенных воздействий тем,
что оно дает не постепенную, а, как правило, «залповую» нагрузку на среду, вызывая
быструю ответную реакцию. При оценке последствий такого загрязнения не всегда можно
сказать, вернется ли экосистема к устойчивому состоянию или будет необратимо
деградировать[4]. .
Самовосстановление и рекультивация представляют собой неразрывный биогеохимический
процесс. Естественное самоочищение происходит за очень длительный период -25 и более
лет, но в реальности оно невозможно, так как поступление нефтепродуктов не прекращается.
Зольная часть нефти представляет представляет собой остаток, образующийся при сжигании
нефти. Существующие механические, термические и физико-химические методы очистки
почв от нефтяных загрязнений дорогостоящие и эффективны только при определенном
уровне загрязнения (как правило, не менее 1% нефти в почве), часто связаны с
дополнительным внесением загрязнения и не обеспечивают полноты очистки. В связи с
этим, разработка способов очистки почвы от загрязнения углеводородами нефти – является
актуальной задачей.
Целью
данной
работы
является
выяснение
возможности
применения
биотехнологического подхода для восстановления деградированных нефтепродуктами почв.
Методы исследования
В лабораторных условиях изучено влияние дождевых червей и биогумуса
на
изменение содержания нефтепродуктов в загрязненных почвах. Для исследования
использован красный калифорнийский гибрид дождевого червя Eisenia foetida.
Эксперименты проводены в ящиках размером 500 мм х 300 мм х 250 мм. В работе
использован
cерозем,
исскуственно
загрязненный
добавками
нефти
Кумколского
месторождения Кызылординской области (из расчета 1 г нефти на 1 кг почвы). Для
экспериментов черви взяты одинакового возраста приблизительно длиной 60-70 мм по 150
особей. Контролем служила нефтезагрязненная почва без добавок биогумуса.
В качестве субстрата в контрольном опыте использована сероземная почва
загрязненная нефтепродуктами, а при проведении остальных опытов в почву добавлены
разные количества биогумуса.
Количественное изменение содержания нефти в процессе опыта определяли
флуориметрическим методом с использованием анализатора жидкости «Флюорат-02».
Результаты исследования и их обсуждение
Введение в почву червей существенно активизировало процесс разложения
нефтепродуктов в исследуемых образцах. На основе полученных экспериментальных данных
выявлено влияние различных факторов (продолжительности эксперимента, концентрации
биогумуса и т.д.) на снижение содержания нефтепродуктов в загрязненной почве. А именно,
в субстратах с красными калифорнийскими червями и биогумусом по мере увеличения
продолжительности экспериментов наблюдалось постепенное
снижение содержания
нефтепродуктов в почве. Результаты экспериментов представлены на рисунке 1.
Рисунок 1. Зависимость содержания нефтепродуктов от продолжительности
опытов.
Субстрат: сероземная почва (5кг) : биогумус (0,25 г/кг), нефть (1 г/кг). Первоначальное
внесенное количество червей – 150 особей.
Визуальным наблюдением установлено повышение структурированности почвы, ее
скважности благодаря внесенных биогумуса и передвижений червей. Это, без сомнения,
должно повышать аэрацию и улучшать водный режим почвы, тем самым, способствуя
физико-химическим и микробиологическим процессам разрушения нефти.
Процесс распада нефтепродуктов наблюдалось в субстратах при внесении биогумуса
без присутствия червей. С увеличением добавленной в почву массы биогумуса до 0,30 г/кг
наблюдалось постепенное снижение содержания нефтепродуктов в загрязненней почве
(Рисунок №2). Эти результаты показывают, что кроме червей вклад в разрушение
нефтепродуктов в определенной степени вносят микроорганизмы, обитающие в биогумусе.
Рисунок 2. Зависимость остаточной концентрации нефтепродуктов в почвах
внесенного количества биогумуса
t (продолжительность эксперимента) = 4 мес.; m (почва) =5 кг; C (нефть) = 1 г/кг
К концу исследовании стало ясно, что добавление в почву червей и биогумуса
существенно активизирует процессы разложения нефти в исследуемых образцах. По
сравнительным данным определено более значительное снижение содержания нефти при
действии красного калифорнийского червя и биогумуса. Если при начале работы 1 кг почва
была загрязнена 1 г нефтью (0,1%), то в конце эксперимента в контрольной загрязненной
нефтью почве оказалось 0,68 г (32%), в обработанной биогумусом почве без червей 0,51 г
(49%) нефти, а в обработанной червями и биогумусом почве содержание нефти снизилась до
0,32 г (68%). То есть загрязненная почва была очищена от нефтепродуктов на 68% в
результате активизации процесса элиминирования при действии красного калифорнийского
червя и биогумуса .
Выводы
Результаты проведенных исследований свидетельствуют о возможности применения
дождевых червей и биогумуса для детоксикации почв от нефтепродуктов. Показано хорошая
выживаемость исследуюмого вида калифорнийского червя и сохранение их продуцирующей
деятельности на загрязненных нефтью почвенных субстратах и может использоваться для
их рекультивации.
Список литературы
1 . Акбасова А.Д., Дуамбеков М.С., Саинова Г.А. Охрана почв: Учебник. – Астана: Фолиант,
2008. – 296 с.
2. Пиковский Ю.И. Проблема диагностики и нормирования загрязнения почв нефтью и
нефтепродуктами
/
Ю.И.Пиковский,
А.Н.Геннадиев,
С.С.Чернянский,
Г.Н.Сахаров//
Почвоведение. -№9. -2003. –С.1132-1140.
3. С.К.Айткельдиева, Ж.А.Байгонусова, А.А.Курманбаев //Нефть и газ. – 2009. - №5. –С. 129135: табл. – Библиогр.: с.95 (6 назв.) .ISSN 1562-2932
4. Практикум по микробиологии и вирусологии [Текст]: учебное пособие / Ж.К.Тулемисова,
Г.Т.Касенова; Казахский Национальный Аграрный университет, - Алматы: Нур-Принт, 2008.
– 166 с. – ISBN 9965-821-89-5
5. Опреление параметров нефтяного загрязнения почв методами оптической спектроскопии
[Текст]: / А.И.Поляков, М.И.Битенбаев // Нефть и газ. – 2011. -№1. –С. 74-80: табл. –
Библиогр.: с.95 (6 назв) . ISSN 1562-2932
6. Восстановление нефтезагрязненных почвенных экосистем / Под ред.М.А.Глазковской. –
М.Наука, 1988. -264 с.
7. Абросимов А.А. Экология переработки углеводородных систем / Под ред. М. Ю.
Доломатова, Э. Г. Теляшева.-М.: Химия, 2002.-608 с.
8. Бочарникова Е.Д. Влияние нефтяного загрязнения на свойства серо-бурых почв Апшерона
и серых лесных почв Башкирии / Е.Д Бочарникова // Автореф. Дис. … канд. биол. наук.- М.:
1990.-16 с.