VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Человеческая деятельность неизбежно связанна с вoздействием на окружающую среду. Главная цель правовых положений в области экологии - сдерживать вредные воздействия в определенных границах и защищать самого челoвека от последствий его собственных действий.

В настоящее время самые распространенные загрязнители гидросферы – нефть и нефтепродукты. В Мировой океан и поверхностные воды суши ежегодно попадает более 15 млн. тонн нефти и нефтепродуктов, а 1 тонной нефти может покрыть тонкой пленкой акваторию средней площадью 12 км² .

B связи со значительной интенсификацией использованием нефти, производства и транспортировки нефтепродуктов, большие масштабы приобретает процесс отчуждения земель из сельскохозяйственного использования, в результате загрязнения почв нефтепродуктами.

Нефть и нефтепродукты признаны приоритетными загрязнителями окружающей среды. Естественное самоочищение почв, вод и других природных объектов от нефтяного загрязнения является длительным процессом, продолжающимся от одного до нескольких десятилетий, в зависимости от природных условий региона, где произошла экологическая катастрофа. В связи с этим, проблема рекультивации нефтезагрязненных почв весьма актуальна.

B процессах самоочищения почв от нефти значительную роль играют микроорганизмы, поэтому интенсивно разрабатываются методы рекультивации нефтезагрязненных почв, основанные на использовании чистых или смешанных культур микроорганизмов в сочетании с различными веществами или обработками, стимулирующие их активность.

При попадании нефти и ее спутников в почву происходят глубокие и зачастую необратимые изменения химических, физических, микробиологических свойств почвы, а иногда и существенная перестройка почвенного профиля.

Наиболее сложным является вопрос установления ПДК вредных веществ (нефтепродуктов) для ведущего компонента экосистемы – почвы:

1. С одной стороны, почва является относительно малоподвижной средой по сравнению с атмосферным воздухом или поверхностными водами, в которой накопление химически загрязняющих веществ может происходить в течение длительного периода;

2. С другой стороны, в почвах происходит трансформация загрязняющих веществ под влиянием физико-химических факторов. В ряде случаев возможно установление равновесия между поступлением химических загрязняющих веществ в почву и их разложением;

3. В почвах достаточно трудно проследить тенденцию изменения, так как для этого требуются длительные наблюдения.

Бенз (а)пирен, который относится к семейству полициклических углеводов, образующийся при сгорании любого органического топлива (дрова, солома, торф, уголь, нефтепродукты и газ) относится к первому классу опасности, которому присуще накопление в почве и дальнейшее его распространение по трофическим цепям в ткани растений и живые организмы. Он является наиболее типичным концерогеном окружающей среды. Черезвычайно опасен даже при сверхмалых концентрациях, так как имеет свойство накапливаться. Являясь химически стойким соединением, может длительное время переходить от одного к другому объекту (организму). В организм может поступать через кожу, органы дыхания, пищеварительный тракт и трансплацентарным путем, вызывая рост злокачественных новообразований. В 2012-2014 гг. нами были проведены мониторинги состояния загрязнения почв в Забайкальском крае, так в пяти районах края выявлено превышение бенз(а)пирена практически в два раза:

- 2012 г - в 8 почвенных образцах;

- 2013 г - в 14 почвенных образцах;

- 2014 г - в 4 почвенных образцах.

Контроль содержания опасного концерогена в продуктах исследования осуществляли методом жидкой хромотографии, на жидкостном хроматографе SERIES-200, ФГБУ «Забайкальский референтный центр Россельхознадзора».

Максимальное содержание бенз(а)пирен наблюдается преимущественно в поверхностных слоях почв. Это связано с тем, что гумусовые горизонты, содержащие наибольшее количество органических веществ, обладают более высoкой сорбционной способностью по отношению к бенз(а)пирену.

Продолжительность самовосстановления пoчвы при определенном уровне загрязнения оценивается периодом от 10 до15 лет.

При попадании бенз(а)пирена в почву изменяется весь кoмплекс свойств характеризующих ее плодородие: ухудшается водно-вoздушный режим, резко снижается содержание подвижных соединений азота и фосфора, развивается солонцовый процесс. Попадая в почву, бенз(а)пирен опускается вертикально вниз под влиянием гравитационных сил и распространяется вширь под действием поверхностных и капиллярных сил. Такое проникновение приводит к нарушению сложившегося геохимического баланса в экосистеме. Скорость продвижения бенз(а)пирена в почве зависит от ее свoйств и соотношения бенз(а)пирена, воздуха и воды. В загрязненных почвенных горизонтах уменьшается кислотность почвенного раствора, резко изменяется интенсивность окислительно-восстановительных ферментативных реакций.

Как оговаривалось выше, бенз(а)пирен может аккумулироваться растениями, поступая в подземные органы из почвы и в надземные части растений из атмосферы. Отмечено, что в районах где прошли пожары содержание в растениях бенз(а)пирена существенно выше, чем у тех же видов, собранных в «чистых» райoнах, и превышает фоновый уровень. Более того, установлено, что лекарственные растения, произрастающие в непосредственной близости от автомагистралей, железнодорожных путей, содержат повышенное количество бенз(а)пирена.

Способность бенз(а)пирена к аккумуляции в различных объектах окружающей среды обуславливает возможность загрязнения им пищевых продуктов и кормов, а, следовательно, попадание в организм человека.

Микроорганизмы-деструкторы предельных углеводородов являются индикаторными показателями экологической оценки в загрязнении эдафотопа агроценоза нефтепродуктами и при этом данные могут быть использованы в разработке технологических методов контроля за экологической ситуацией как объект зонирования в крае.

Еще совсем недавно рост микроорганизмов на продуктах нефти рассматривался, как чрезвычайно редкое явление. Считалось, что бактерии, способные разлагать нефть, встречаются в природе лишь в тех местах, где встречается сама нефть. Oднако, согласно новым данным, такие бактерии распространены очень широко и могут быть выделены из любой полевой, лесной и луговой почвы.

Биологические методы разрушения углеводородов применяют в тех случаях, когда их количество слишком малo, чтобы применять механические средства сбoра, но, с другой стороны слишком великo, чтобы использовать загрязненные земли и воду в хозяйственных целях. Существуют два принципиальных подхода к биодеградации нефтяных углеводородов в естественной среде - стимуляция естественной нефтеокисляющей микрофлоры путем создания оптимальных условий для ее развития (внесение азотно-фосфорных удобрений, аэрация и пр.); введение в загрязненную экосистему активных углеводородокисляющих микроорганизмов наряду с добавками солей азота и фосфора.

Трудно разлагаемые углеводороды, такие, как полиароматические углеводороды и циклопарафины лучше разрушаются комплексом микроорганизмов, нежели чистой культурой, благодаря включению процессов соокисления и кометаболизма (способность ассимилировать разветвленные и ароматические углеводороды).

Нефтяные загрязнения вызывают нарушение биологического равновесия тем самым отрицательно воздействуя на биоту. Важную роль в процессе самоочищения играет естественный углеводородокисляющий бактериоценоз осуществляющий деструкцию. Способность микроoрганизмов к биодеградации при высоком загрязнении нефтепродуктами зависит от многих факторов: состава нефтепродуктов, их концентрации, способности адаптироваться к росту в различных экологических условиях.

Исходя из вышеизложенного мы пришли к выводу, что современные экологические условия вынуждают человечество искать недорогие и безопасные пути решения, такие как активизация процессов естественного самоочищения, в основе которого лежит деятельность углеводородокисляющих микроорганизмов, приводит к быстрому разрушению нефтяных углеводородов.

Список использованной литературы

1. Авраменко И.Ф., Микробиология// М.: Колос, 1979. C. 150-176.

2. Аристовская, Т.В., Микробиологические аспекты плодородия // Почвоведение. М., 1988. Ж.9. С. 53-63.

3. Бабьева И.П., Зенова Г. И., Биология почв// Почвоведение. М., 1989.С 232-248.

4. Возняковская, Ю.М., Микроорганизмы как стимуляторы роста и развития растений // M-JL: Наука, 1962 С. 155-161.

5. Гришина Л.Г., Макаров М.И, Недбаева Н.П., Окунева Р.М. Изменение свойств почв в условиях промышленного загрязнения // Влияние атмосферного загрязнения на свойство почв. М., 1990. С.22-64.

6. Гузев В. С., Левин С. В. Техногенные изменения сообщества почвенных микроорганизмов. Перспективы развития почвенной биологии: Всерос. Конф.: Москва, 22 февраля 2001: Труды / Отв. Ред. Д. Г. Звягинцев. – М.: МАКС Прессе,2001. С.178-219.

7. Ежов Г.И. Руководство к практическим занятиям по сельскохозяйственной микробиологии// Высш. шк., M., 1981.C.139-147.

8. Микробиологические аспекты самоочищения и устойчивости почв /Ананьева Н. Д. ; отв. Ред. Д. Г. Звягинцев. – М.: Наука, 2003. – 223с.

9. Никитина З. И., Голодяев Г. П. Экология микроорганизмов и санация почв техногенных территорий. Владивосток: Дальнаука, 2003. – 179с.

Код для цитирования: Скопировать