Изменение капиллярной влагоемкости и фитотоксичности нефтезагрязненных почв под действием нефтеразрушающего биопрепарата «DOP-UNI» в краткосрочном эксперименте

Показано, что загрязнение серых лесных почв нефтью и дизельным топливом в концентрациях 50, 150 и 300 мл/кг приводило к снижению их капиллярной влагоемкости. При внесении 50 мл/кг нефти этот показатель понижался с 62 (соответствует наилучшей капиллярной влагоемкости) до 22.6%, при 150 мл/кг – до 19.1%, при 300 мл/кг – до 12.6%. Действие дизельного топлива на капиллярную влагоемкость почвы было аналогичным. В присутствии 50, 150 и 300 мл/кг этого нефтепродукта капиллярная влагоемкость почвы с 62% снижалась до 28.3, 20.0 и 13.8% соответственно. В результате внесения микробного нефтеразрушающего препарата «DOP-UNI» и последующей экспозиции в течение 3 недель удавалось частично восстановить эту агрофизическую характеристику почвы. Даже за такое короткое время экспозиции капиллярная влагоемкость почвы, загрязненной нефтью (50 – 300 мл/кг), после обработки биопрепаратом повышалась в 1.3 – 1.8 раза по сравнению с необработанным нефтезагрязненным образцом. Однако ее значения все же оставались ниже, чем в незагрязненных образцах почвы. Подобная тенденция отмечена в эксперименте с дизельным топливом. Кроме того, обработка нефтезагрязненной почвы биопрепаратом DOP-UNI уже в течение 3 недель приводила к снижению (примерно на 20%) фитотоксичности при уровне нефтезагрязнения до 150 г/кг. Полученные материалы позволяют судить о перспективах использования биопрепарата DOP-UNI для ремедиации почв при загрязнении нефтепродуктами и восстановления их агрофизических свойств. При этом понижение температуры до 10°С не оказывало значительного влияния на эффективность работы биопрепарата, по крайней мере в описанных 3-недельных экспериментах. Это свидетельствует о возможности его применения в условиях пониженных температур, что характерно для основных мест нефтедобычи РФ.

1. Борзенков И. А., Сердюков Д. В. Биорекультивация жидких нефтешламов и асфальтосмолопарафиновых отложений в засушливых условиях // Экология производства. 2017. № 8. С. 113 – 119.

2. Борзенков И. А., Канапацкий Т. А., Литти Ю. В., Сердюков Д. В., Насонов П. А., Мейлах И. К. Переработка органических отходов с высоким содержанием нефтеуглеводородов // Экология производства. 2018. № 12. С. 44 – 51.

3. Гилязов М. Ю., Гайсин И. А. Агроэкологическая характеристика и приемы рекультивации нефтезагрязненных черноземов Республики Татарстан. Казань: Фэн, 2003. 228 с.

4. Деструкторы нефти // ООО «Лаборатория микробных технологий». М., 2020. URL: https://dop-uni.ru/destructor_of_oil_polution (дата обращения: 02.05.2023).

5. Замотаев И. В., Иванов И. В., Михеев П. В., Никонова А. Н. Химическое загрязнение и трансформация почв в районах добычи углеводородного сырья (обзор литературы) // Почвоведение. 2015. № 12. С. 1505 – 1518. https://doi.org/10.7868/S0032180X1512014X

6. Качинский Н. А. Физика почвы. М.: Высшая школа, 1965. Ч. 1. 324 с.

7. Козлова А. А. Физика почв. Иркутск: Изд-во Иркутского государственного университета, 2012. 147 с.

8. Леднев А. В. Изменение свойств дерново-подзолистых суглинистых почв под действием загрязнения продуктами нефтедобычи и приемы их рекультивации: дис. ... д-ра сельскохозяйственных наук. Ижевск, 2008. 378 с.

9. Лыонг Т. М., Нечаева И. А., Петриков К. В., Пунтус И. Ф., Понаморева О. Н. Бактерии-нефтедеструкторы рода Rhodococcus – потенциальные продуценты биосурфактантов // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2016. № 1. С. 50 – 60.

10. Минникова Т. В., Денисова Т. В., Колесников С. И., Акименко Ю. В. Оценка активности оксидоредуктаз нефтезагрязненного чернозема при мелиорации глауконитом, «DOP-UNI» и гуматом калия // Известия Самарского научного центра РАН. 2017. Т. 19, № 2. С. 307 – 311.

11. Олькова А. С., Березин Г. И., Ашихмина Т. Я. Оценка состояния почв городских территорий химическими и эколого-токсикологическими методами // Поволжский экологический журнал. 2016. № 4. С. 411 – 423.

12. Тавадзе Б. Д. Влияние биодеструкторов в процессе детоксикации поллютантов на загрязненных почвах // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2023. № 4. С. 29 – 35. https://doi.org/10.17513/mjpfi.13527

13. Топчий И. А., Стом Д. И., Донина К. Ю., Алферов С. В., Нечаева И. А., Купчинский А. Б., Огарков Б. Н., Петрова Ю. Ю., Антонова Е. В. Использование поверхностно-активных веществ в биодеградации гидрофобных соединений: обзор // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2022. Т. 12, № 4. С. 521 – 537. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2022-12-4-521-537

14. Туйкина А. В., Мазлова Е. А. Обезвреживание бурового шлама в открытых и герметичных контейнерах окислительным методом // Химия, экология и рациональное природопользование: материалы Международной научно-практической конференции. Махачкала: АЛЕФ, 2021. С. 312 – 317.

15. Успанова Д. М., Мурзина Ю. И., Коробейникова А. С., Петерсон А. М., Глинская Е. В., Арефьев К. А., Нечаева О. В. Биоремедиационный потенциал аборигенных микроорганизмов чернозема южного // Поволжский экологический журнал. 2022. № 2. С. 216 – 231. https://doi.org/10.35885/1684-7318-2022-2-216-231

16. Щемелинина Т. Н., Анчугова Е. М. Комплексная биотехнология очистки нефтезагрязненной почвы // Поволжский экологический журнал. 2023. № 2. С. 246 – 256. https://doi.org/10.35885/1684-7318-2023-2-246-256

17. Abdallah A. H., Elhussein A. A., Ibrahim D. A. Biodegradation of crude oil contaminated soil in Sudan using sudanese plant Acacia seyal Del. // International Journal of Plant & Soil Science. 2023. Vol. 35, iss. 8. P. 171 – 180. https://doi.org/10.9734/ijpss/2023/v35i82893

18. Bandyopadhyay K. K., Aggarwal P., Chakraborty D., Pradhan S., Garg R. N., Singh R. Practical Manual on Measurement of Soil Physical Properties. New Delhi: Indian Agricultural Research Institute, 2012. 62 p.

19. Chachina S. B., Voronkova N. A., Gross M. A., Chachina E. P. Vermicultivation of oilcontaminated soils using vermiculture of earthworms and microorganisms Pseudomonas putida, Pseudomonas aeruginosa, Bacillus subtilis, Rhodococcus // AIP Conference Proceedings. 2023. Vol. 2784, iss. 1. Article number 070001. https://doi.org/10.1063/5.0140364

20. Ikiriko M. E., Chukwumati J. A. Phytoremediation potential of Ficus benjamina on soils contaminated with crude oil in Rivers State, South-South Nigeria // World Journal of Agriculture and Soil Science. 2023. Vol. 8, № 4. Article number WJASS.MS.ID.000693. https://doi.org/10.33552/WJASS.2023.08.000693

21. Khoshgoftar A., Khodaparast M., Sedighi M. Effect of residues from a burnt oil refinery on the compaction parameters and strength of clayey sand // Bulletin of Engineering Geology and the Environment. 2021. Vol. 80, iss. 8. P. 6331 – 6341. https://doi.org/10.1007/s10064-021-02320-4

22. Nikolaev Y., Borzenkov I., Demkina E., Loiko N., Kanapatsky T., Grigoreva N., El-Registan G., Perminova I., Volikov A., Khreptugova A., Bliznetc I. Immobilization of cells of hydrocarbon-oxidizing bacteria for petroleum bioremediation using new materials // International Journal of Environmental Research. 2021. Vol. 15, iss. 6. P. 971 – 984. https://doi.org/10.1007/s41742-021-00367-5

23. Nandini R., Amuthavallinayaki M., Sangameswaran R., Arthe R. A review on nano enhanced bioremediation of toxic contaminants in the environment // International Journal of Modern Developments in Engineering and Science. 2023. Vol. 2, № 6. P. 28 – 34.

24. Park J. Evaluation of changes in the permeability characteristics of a geotextile–polynorbornene liner for the prevention of pollutant diffusion in oil-contaminated soils // Sustainability. 2021. Vol. 13, iss. 9. Article number 4797. https://doi.org/10.3390/su13094797

25. Prabhu A. A., Chityala S., Jayachandran D., Naik N., Dasu V. V. Rhizoremediation of environmental contaminants using microbial communities // Plant-Microbe Interactions in AgroEcological Perspectives / eds. D. Singh, H. Singh, R. Prabha. Singapore: Springer, 2017. P. 433 – 453. https://doi.org/10.1007/978-981-10-6593-4_17

26. Sarmadi M. S., Zohrevand P., Rezaee M. Effect of kerosene contamination on the physical and mechanical properties of sandy soil // Innovative Infrastructure Solutions. 2019. Vol. 4. Article number 7. https://doi.org/10.1007/s41062-019-0196-1

27. Stom D. I., Matveeva O. N., Zhdanova G. O., Ponamoreva O. N., Kupchinsky A. B., Tolstoy M. Yu., Vardanyan N. S., Saksonov M. N., Chesnokova A. N., Wang L., Ge Sh. Transformation of oil and hexadecane in soil by microbial preparations and earthworms // Bioremediation Journal. 2021. Vol. 25, iss. 2. P. 159 – 168. https://doi.org/10.1080/10889868.2020.1860894

28. Tang K. H. D., Juan A. Phytoremediation of crude oil-contaminated soil with local plant species // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. Vol. 495. Article number 012054. https://doi.org/10.1088/1757-899X/495/1/012054

29. Uzoije A. P., Agunwamba J. C. Physiochemical properties of soil in relation to varying rates of crude oil pollution // Journal of Environmental Science and Technology. 2011. Vol. 4, iss. 3. P. 313 – 323. https://doi.org/10.3923/jest.2011.313.323