Содержание к диссертации
Введение
1. Современное состояние проблемы загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами (обзор литературы) 8
1.1 Характеристика источников загрязнения почв - нефти и нефтепродуктов 8
1.2 Факторы, определяющие экологические последствия загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами 14
1.3. Оценка состояния почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, и возможные пути их ремедиации 18
1.4 Роль растительности и почвенной микробиоты в ремедиации почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами 32
2. Объекты и методы исследований 40
3. Условия почвообразования района исследований...: 45
3.1 Географическое положение и геоморфология 45
3.2 Климат 46
3.3 Почвообразующие породы 49
4. Почвенно-растительные ресурсы территории исследований 53
4.1 Лугово-черноземные почвы Кубанской пойменной дельты 53
4.2 Черноземы обыкновенные Азово-Кубанской низменности 55
4.3 Растительность, мезофауна и микробиоценозы почв района исследований 61
5. Экологическая оценка и биоремедиация почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, и продуктивность агрофитоценозов 70
5.1 Экологическая оценка и биоремедиация загрязненных лугово-черноземных почв 70
5.2 Экологическая оценка и биоремедиация загрязненных чернозёмов обыкновенных 84
5.3 Агрономическая продуктивность нефтезагрязненных почв 88
6. Технологические рекомендации по биоремедиации почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами в условиях западного предкавказья 94
Выводы 96
Литература 99
Приложения 117
- Факторы, определяющие экологические последствия загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами
- Роль растительности и почвенной микробиоты в ремедиации почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами
- Черноземы обыкновенные Азово-Кубанской низменности
- Экологическая оценка и биоремедиация загрязненных чернозёмов обыкновенных
Введение к работе
Актуальность темы. В последние годы в связи со значительной интенсификацией добычи нефти и производства нефтепродуктов значительные масштабы приобрел процесс отторжения земель из сельскохозяйственного использования. Нефть и нефтепродукты являются приоритетными загрязнителями всех компонентов биосферы - почвенного покрова, растительности, поверхностных вод и атмосферного воздуха. Экологические последствия загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами зависят от параметров загрязнения, свойств почвы и характеристик внешней среды (Ю.И. Пиковский, 1993; С.Я. Трофимов и др., 2000; СИ. Колесников и др., 2007). Зафязненная почва в результате резкого снижения биологической продуктивности и физико-химических свойств не способна полноценно выполнять свои экологические функции.
В настоящее время всё большее значение приобретают методы биоремедиации нефтезагрязнённых земель. Для биоремедиации используются различные бактериальные препараты, способные разрушать и потреблять загрязнения. Одним из наиболее перспективных направлений совершенствования процессов биоремедиации почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, является использование потенциала не только микробных, но и других природных сообществ разных трофических уровней и, в первую очередь, травянистых растений, которые могли бы не только удалять загрязнители, но и способствовать восстановлению потенциального плодородия почв.
Следовательно, восстановление плодородия почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, и вовлечение их в сельскохозяйственное производство - важная и актуальная проблема для уникального природного региона.
Исследования по теме диссертационной работы проводились в рамках плана научно-исследовательской работы кафедры почвоведения по восстановлению плодородия нефтезагрязнённых почв в регионе и выполнены в ФГОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» и в ООО «Биопотенциал» г. Краснодара в 2006 - 2009 гг.
Цель и задачи исследований. Цель исследований - оценка экологического состояния почв, загрязнённых нефтью и нефтепродуктами, и разработка мероприятий по их биоремедиации при использовании биопрепарата «Биорем» в сочетании с сельскохозяйственными травами и восстановлению продуктивности агрофитоценоза в Западном Предкавказье.
Для достижения цели исследования были поставлены следующие задачи:
Изучить условия почвообразования и состояние почвенно-растительных ресурсов района исследований.
Дать экологическую оценку почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами;
Исследовать влияние биопрепарата «Биорем» в сочетании с различными сельскохозяйственными травами и удобрениями на восстановление плодородия загрязненных почв и продуктивность агрофитоценоза.
Разработать технологические рекомендации по биоремедиации почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами в регионе.
Научная новизна работы. Для условий Западного Предкавказья разработаны мероприятия по биоремедиации нефтезагрязненных почв при комплексном использовании биопрепарата «Биорем», фитомелиорантов и удобрений, способствующих восстановлению плодородия почв и продуктивности агрофитоценоза.
Практическая значимость работы. Разработаны технологические рекомендации по биоремедиации почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами в условиях Западного Предкавказья. Основные результаты работы будут использованы в производственной деятельности ООО «Биопотенциал» и других природоохранных организаций при проведении биоремедиации нефтезагрязненных почв.
Основные положения, выносимые на защиту:
Почвы, загрязненные нефтью и нефтепродуктами, обладают очень низкой биологической активностью и продуктивностью агрофитоценоза.
Способность к самоочищению от нефтяного загрязнения в исследуемых почвах невысокая, в том числе, при использовании сельскохозяйственных трав и удобрений.
Биоремедиация загрязненных почв с использованием биопрепарат «Биорем» в сочетании с фитомелиорантами и удобрениями приводит к снижению в 5-50 раз нефтепродуктов в течение трех лет и повышению продуктивности агрофитоценоза.
Апробация работы. Материалы исследований были доложены на ежегодных научных конференциях Кубанского государственного аграрного университета, 2006-2009 гг.; 1-ой Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса», г. Краснодар, 2007г.; П-ой Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса», г. Краснодар, 2008г.; Краснодарском краевом конкурсе научных работ молодых ученых, г. Краснодар, 2008 г.; Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 45-летию факультета агрохимии и почвоведения КубГАУ: «Агрохимия и почвоведение: История и современность», г. Краснодар, 2009г.
Публикации результатов исследований. По теме диссертации опубликовано пять научных работ общим объемом более 1,4 печатных листа, в том числе одна статья в журнале, рекомендованном ВАК.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, предложений производству, списка литературы из 174 наименований, в т.ч. 29 иностранных авторов и изложена на 130 страницах
Факторы, определяющие экологические последствия загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами
Экологические последствия загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами зависят от трех групп факторов: параметров загрязнения, свойств почвы и характеристик внешней среды [84, 105, 127].
К первой группе факторов относятся химическая природа загрязняющих веществ, концентрация их в почве, срок от момента загрязнения и др. Ко второй группе факторов принадлежат структура почвы, гранулометрический состав, влажность почвы, активность микробиологических и биохимических процессов и др. Чем крупнее частицы почвы, тем легче нефть и нефтепродукты проходят внутрь ее, в ее нижние слои. От структуры почвы также зависит степень, аэрации почвы, а, следовательно, интенсивность испарения и окисления нефти. Влажная почва отталкивает гидрофобные нефть и нефтепродукты, препятствуя ее впитыванию [84, 146].
К внешним факторам относятся температура воздуха, ветреность, уровень солнечной радиации и особенно доля ультрафиолетового излучения в свете, растительный покров и др.
Чем выше температура воздуха, тем выше скорость окислительных процессов, посредством которых разлагается на воздухе нефть. Соответственно в летнее время нефть быстрее разлагается; легкие фракции испаряются, тяжелые окисляются. Зимой, при отрицательной температуре, большинство тяжелых фракций переходят в твердое состояние и вообще не окисляются, поэтому основная часть (если не все) процессов разложения нефти и нефтепродуктов происходят именно летом. Ветер обдувает верхний слой почвы свежим воздухом, создавая динамически повышенную концентрацию кислорода над ней, способствуя окислению. К тому же ветер создает токи воздуха в воздушной системе почвы, по крайней мере той ее части, что осталась после загрязнения. Выветривание верхнего загрязненного и окисленного слоя также способствует дальнейшему очищению. Ультрафиолетовое излучение способствует окислительным реакциям и поэтому сильно ускоряет разложение нефти на поверхности земли, и особенно на водных гладях. При сильном нефтяном загрязнении растительный покров, обычно, вымирает. Однако, если загрязнение не сильно велико, то он может способствовать очищению почвы. Образующийся от него за несколько лет растительный опад создает над загрязненным слоем чистый гумусовый слой, богатый аэробной микрофлорой, которая может вести окисление лежащих ниже нефтепродуктов. [154].
Важное практическое природоохранное значение имеет проблема нормирования содержания нефти и нефтепродуктов в почве [84, 105, 112, 127]. В нашей стране официально утвержденных нормативов до сих пор не существует [84]. Вопросы нормирования нефтепродуктов в различных почвенно-климатических зонах слабо изучены. По немногочисленным данным в зависимости от ландшафтной зоны максимально безопасные концентрации нефтепродуктов в почвах России колеблются в пределах 10-60 г/кг, для селитебных зон максимально безопасная концентрация на два порядка меньше. Требования к нормативу содержания нефтепродуктов на территории Западного Предкавказья колеблются в пределах 0,4 - 10 г/кг для использования обезвреженного грунта для технических нужд, до 1 г/кг для земель сельскохозяйственного назначения.
Поэтому необходимо определение допустимого уровня содержания нефти в почве, т.е. такого уровня, при котором обеспечивается выполнение почвой своих экологических функций и не происходит негативного воздействия на сопредельные среды (воздух, воду), растения и человека. Почвы следу ет считать загрязненными нефтью и нефтепродуктами, если концентрация последних достигает уровня, при котором [127]: начинаются угнетение или деградация растительного покрова или существенная перестройка структуры растительного сообщества; нарушается функционирование почвенного биоценоза: происходит резкое упрощение структуры комплекса почвенной биоты, снижается инте гральная биологическая активность и др. падает продуктивность сельскохозяйственных земель; происходит вымывание нефтепродуктов из почв в подземные и поверхностные воды. В почвах различных типов и биоклиматических зон проявляются общие черты внутрипочвенной деградации нефти. Снижение содержания нефти везде происходит в результате физико-химических и микробиологических процессов ее минерализации, перевода в нерастворимые или малоподвижные формы. В то же время скорость естественного самоочищения почв сильно различается в зависимости от конкретного сочетания факторов почвообразования, а также от состава нефти или нефтепродуктов. В связи с этим при разработке нормативов допустимого содержания нефти представляется необходимым учитывать следующие факторы [127]: зонально-климатические особенности, определяющие скорость процессов трансформации компонентов нефти в почве и предельный потенциал самоочищения (ППС); ландшафтно-литолого-геоморфологические условия, которые определяют возможность и скорость миграции нефти и сопутствующих загрязнителей по ландшафту и переход в сопредельные среды, модифицируют особенности физико-химических и биологических свойств почв в пределах данной почвенно-биоклиматической зоны, обусловливая интенсивность трансформации или накопления компонентов нефти в почве и существенно влияя на величину ППС; хозяйственный и экологический статус территории, определяющий возможность перехода токсичных веществ в сельскохозяйственную продукцию и организм человека; возможность очистки почв от нефтяного загрязнения до допустимого уровня без нанесения большего ущерба окружающей среде; совместное негативное воздействие нефтепродуктов и сопутствующих загрязнителей (солей, тяжелых металлов и других ксенобиотиков); состав нефти и характер загрязнения (постепенный или «залповый»). Конкретное значение допустимого уровня содержания нефти в почвах с учетом отмеченных выше факторов, по всей видимости, может быть установлено только опытным путем. В связи с вышесказанным не может быть предложено единого уровня загрязнения почв для всей территории России [84].
Проблема охраны почв от нефтяного загрязнения в наши дни приобретает особую актуальность. Связано это с тем, что нефтепродукты являются самым используемым энергоносителем, применяемым в транспорте. Большинство земель в той или иной мере загрязнены сейчас нефтепродуктами, особенно сильно это выражено в тех регионах, через которые проходят нефтепроводы, а также богатых предприятиями химической промышленности, использующими в качестве сырья нефть или природный газ. Ежегодно десятки тон нефти загрязняют полезные земли и до сих пор этой проблеме не оказывают должного внимания Вместе с тем загрязнение нефтепродуктами почвы снижает ее плодородие, что является важным экономическим фактором, Таким образом, становится явной потребность в защите почвы от нефтяного загрязнения и нормирование допустимого содержания нефти в почве.
Роль растительности и почвенной микробиоты в ремедиации почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами
При широком разнообразии почв, формирующихся с участием травянистой растительности, все они имеют общие черты и обязаны дерновому процессу, т. е. длительному воздействию корневых систем трав и сопутствующих им организмов. Травянистая растительность вовлекает в биологический круговорот большие количества углерода, азота, фосфора, кремния, кальция, магния, серы и других элементов. При этом образуются гумусовые горизонты различной мощности, вплоть до 2-метровой толщи, как у кубанских черноземов, с высокими потенциальными энергетическими и пищевыми ресурсами, что обеспечивает регулярность и стабильность плодородия.
Корневая система травянистых растений при огромной раз-ветвленности, суммарной длине и поверхности корней и их поглощающих корневых волосков крайне сильно действует на почвенную массу, механически и биохимически создавая особую прикорневую ризосферную зону.- Здесь происходит интенсивное насыщение микрофауной и микрофлорой, создается богатая ферментами среда со спецификой газового, водного, окислительно-восстановительного и кислотно-щелочного режимов [22].
Действие нефти на живые организмы почвы в значительной степени определяется ее концентрацией. Хорошо известно, что в низких концентрациях нефть оказывает стимулирующее действие на почвенную биоту, так как она является энергетическим субстратом для большой группы микроорганизмов и содержит вещества, стимулирующие рост и развитие растений [25]. С другой стороны, массированное нефтяное загрязнение почвы, возникающее при аварийных разливах, сопровождается острым токсическим действием нефти на живые организмы.
Считают, что угнетение растительного покрова начинается, когда коли-чество мазута в почве становится выше 1 кг/м". Загрязнение почв отходами нефти наблюдается в основном в верхних горизонтах. В почвах, загрязненных углеводородами, отмечено усиленное размножение микроорганизмов - бактерий, фиксирующих азот, денитрифицирующих и сульфатовосстанавливаю-щих, которые используют нефть в качестве источника углерода и энергии, приводя к минерализации и частичному окислению нефти [113].
Многочисленными работами установлено, что загрязнение почвы нефтью и нефтепродуктами приводит к замедлению роста и развития растений и почвенных водорослей, снижению урожайности сельскохозяйственных культур [6, 21, 31, 84, 88, 108, 151, 164 и др.]. Главными причинами замедлен ного развития растений или их гибели в результате загрязнения служат нарушения в поступлении воды, питательных веществ и кислородное голодание.
Токсичность нефти определяется главным образом наличием в ней летучих ароматических углеводородов (толуола, ксилола, бензола), нафталинов и некоторых других растворимых в воде фракций нефти [20]. Эти соединения сравнительно легко и быстро улетучиваются из почвы или разрушаются. Поэтому период острого токсического действия нефти на почвенную биоту является относительно коротким.
Таким образом, можно выделить два важных аспекта в загрязняющем действии нефти. В высоких концентрациях этот ксенобиотик выступает как вещество с сильными токсическими свойствами по отношению ко всей почвенной биоте, однако период токсикоза является непродолжительным. В дальнейшем острое токсическое действие нефти заметно падает, а длительное снижение биологической продуктивности нефтезагрязненных почв, по-видимому, связано с изменениями важных свойств почвы.
СИ. Колесниковым и др., 2007г. [84] были проведены исследования по влиянию загрязнения нефтью на фитотоксические свойства почв юга России на примере изменения показателей прорастания и интенсивности начального роста редиса в зависимости от содержания нефти в почве и генетических свойств почвы. В качестве объектов исследования были использованы черноземы обыкновенные, черноземы выщелоченные, черноземы южные, каштановые почвы, бурые лесные почвы, серопески, дерново-карбонатные почвы (рендзины). Эти почвы занимают основную территорию Юга России и существенно различаются между собой по генезису и свойствам: содержанию гумуса, реакции среды (рН), содержанию карбонатов, гранулометрическому составу, поглотительной способности, биологической активности и другим свойствам, определяющим устойчивость почвы к химическому загрязнению.
В результате проведенных исследований установлено следующее. Нефтяное загрязнение, как правило, оказывает угнетающее воздействие на прорастание и рост редиса. Степень снижения показателей фитотоксичности за висит от содержания в почве загрязняющего вещества и генетических свойств самой почвы, определяющих ее устойчивость к загрязнению. По степени снижения показателей прорастания и интенсивности начального роста, исследованные почвы располагаются следующим образом: черноземы юлсные черноземы обыкновенные каштановые почвы, серопески, черноземы выщелоченные рендзины, бурые лесные.
Почва является естественной средой обитания микроорганизмов. Они находят в почве все условия, необходимые для своего развития, пищу, влагу, защиту от губительного влияния прямых солнечных лучей и высушивания [97].
Почва как среда обитания организмов представляет собой трехфазную систему, включающую почвенный воздух, почвенную влагу, минеральные частицы. В результате деятельности живых организмов в почве добавляется мертвое органическое вещество - гумус - и живая масса корней и микроорганизмов [60].
По мнению некоторых ученых [11, 19], в почве происходят естественные процессы самоочищения от углеводородов. Освобождение почв от нефтепродуктов - процесс биохимический и осуществляется в результате сложных физико-химических и биологических процессов. Разложение нефти и нефтепродуктов обеспечивается системой комплекса почвенных микроорганизмов, являющихся основными потребителями энергии углеводородов.
Самоочищение в природе в прошлом полностью уравновешивало загрязнение ее вредными веществами, но за последние годы резко ухудшились экологические условия. В связи с этим возникла необходимость прогнозирования степени загрязнения окружающей среды с учетом ее самоочищающей способности и в разработке, практических мер по снижению попадания в почву загрязняющих веществ.
Черноземы обыкновенные Азово-Кубанской низменности
По географическому положению и в геоморфологическом отношении территория исследований входит в Кубанскую пойменную дельту и Азово-Кубанскую низменность Западного Предкавказья.
Азово-Кубанская низменность расположена к северу от реки Кубань и представляет собой плоскую поверхность, слабо наклонную с востока на запад и северо-запад к Азовскому морю. Ее абсолютные высоты возрастают с 6-15 м на побережье Азовского моря до 150-200 м у западных склонов Ставропольской возвышенности.
Согласно данным, приведенных в работах ученых [24, 110, 129], равнина формировалась в период плиоцена в условиях умеренного прогибания Кубанской впадины. К концу периода формирования структура равнины полностью оформилась. В четвертичный период началось слабое поднятие территории и развилась самостоятельная, не связанная с Кавказом речная сеть.
Большую северную часть Азово-Кубанской низменности занимает лессовая эрозионно-аккумулятивная равнина, сложенная пестроцветными глинами и песками с прослоями гравия средне- и верхнеплиоценового возраста, перекрытыми четвертичными глинами и суглинками. Речная и балочная сеть расчленяет равнину на систему плоских водоразделов, ориентированных в северо-западном направлении, с относительным превышением 3-4 м на западе и 5-10 м на востоке. Склоны водоразделов пологие, длиной до 2 км и более. Для водоразделов характерно наличие замкнутых депрессий различного размера, особенно многочисленных в западной части равнины.
Основные реки Ея, Челбас, Бейсуг, Сосыка и др. - характеризуются неширокими долинами и отчетливо выраженными поймами, а на отдельных участках двумя террасами верхне- и среднечетвертичного возраста.
Южная часть Азово-Кубанской низменности лежит между реками Бей-суг и Кубань представляет собой аллювиально-аккумулятивную равнину с покровом лесов. Мощные толщи лессовидных пород залегает на сплошном горизонте разнозернистых песков, представляющих собой нижнечетвертичную террасу реки Кубань. Равнина расчленена долинами рек Бейсуг, Бейсу-жок, Кирпили и их притоков. Поймы рек неширокие и заболоченные, с выраженной верхнечетвертичной террасой. На плоских междуречьях встречаются небольшие понижения, очень часто наблюдаются депрессии.
В низовьях реки Кубань простирается обширная равнина - Кубанская пойменная дельта. В прошлом это был морской залив, который осушился в середине четвертичного периода [23]. Затем в результате опускания территории опять возник залив, в котором река Кубань сформировала свою дельту. Значительная часть территории характеризуется высотами 1-3 м. Дельта Кубани, как медленно погружающаяся, сложена тонкозернистым аллювием. Крупнозернистые наносы характерны для возвышающихся русел рек Кубани и Протоки. В большей степени освоенные территории сосредоточены на древней и современной дельте на лугово-черноземных пойменных и аллювиальных луговых почвах.
Климатические условия Западного Предкавказья в значительной степени определяются своеобразным географическим положением: близостью Азовского и Черного морей на юго-западе и западе, высокими хребтами Кавказа на юге, открытостью севера и северо-востока территории для холодных потоков воздуха с Восточно-Европейской равнины.
Наиболее характерные черты климата региона определяются умеренной континентальностью: мягкой, малоснежной с частными оттепелями зимой, умеренно жарким летом и значительной продолжительностью безморозного и вегетационного периодов, высокой суммой положительных температур. Здесь также прослеживается довольно резкий переход от континентального сухого климата на северо-востоке до умеренного континентального Азово-Кубанской низменности и теплого влажного климата предгорий [2].
Продолжительность теплого периода на большей части территории составляет 9-10 месяцев. Безморозный период длится 180-200 дней.
Среднегодовое количество осадков увеличивается по территории с севера на юг и составляет от 500 до 610 мм (таблица 7).
Недостаточное количество осадков в сочетании с высокими температурами в равнинных районах определяют сухость воздуха и почвы, это вызывает большую повторяемость засух и суховеев. Осень на равнинной части территории наступает в конце сентября. Во второй половине октября температура воздуха переходит через 10 в сторону понижения - заканчивается активная вегетация культур. В этот же период отмечаются первые заморозки, дожди приобретают обложной характер. В середине ноября происходит устойчивый переход температуры воздуха через 5, - прекращается вегетация культур.
Зима короткая (2,5-3 месяца) и неустойчивая. Самым холодным месяцем зимы является январь, снежный покров неустойчив. Средняя глубина промерзания почвы не превышает за зиму 15-30 см. Осадки холодного периода обеспечивают основное влагонакопление в почве, так как основные осадки теплого сезона расходуются на испарение и сток. Весна наступает в конце февраля - первой декаде марта. Нарастание тепла идет быстро и в течение марта температура воздуха переходит через 5. В апреле в северо-восточных районах уже возможны засушливые явления. Наблюдаются и пыльные бури, пагубно влияющие на посевы культур. Лето наступает в первой половине мая. Самый теплый месяц, года июль. Летние осадки носят преимущественно ливневый характер.
Экологическая оценка и биоремедиация загрязненных чернозёмов обыкновенных
Агрономическая продуктивность почв является одним из основных показателей, характеризующих их потенциальное плодородие. Поэтому резкие изменения в физических и химических свойствах зональных почв, происходящих в результате их загрязнения нефтью и нефтепродуктами, значительно ухудшают условия произрастания сельскохозяйственных культур и снижают их урожайность.
Нами в течение трех лет проводились исследования по изучению влияния нефтяного загрязнения на биологическую продуктивность почв.
Основным и наглядным показателем степени загрязнённости почвы является возделывание на них сельскохозяйственных растений. В наших исследованиях в качестве фитомелиорантов загрязнённых почв были исгюль-зованы люцерна, травосмесь и суданская трава. Выбор фитомелиорантов производился исходя из ценовой доступности и возможности возделывания видов в данных климатических условиях. Результаты влияния степени загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами и их биологического обезвреживания на урожайность фитомелиорантов представлены в таблице 27 и рисунке 3.
Из данных следует, что наибольшая урожайность сена люцерны, травосмеси и суданской травы получена на незагрязнённой почве. При биологическом обезвреживании нефтезагрязненной лугово-черноземной выщелоченной почвы урожайность сена этих трав приближается к урожайности сена на незагрязнённой почве. Таким образом, результаты проведённых исследований показывают, что биологическая ремедиация, загрязненных нефтью и нефтепродуктами лугово-черноземных выщелоченных почв, проведенная с использованием биопрепарата «Биорем» в сочетании с минеральными и органическими удобрениями, способствует значительному снижению в них нефтепродуктов, улучшению агрохимических показателей, увеличению биологической активности и повышению их продуктивности.
Такая же закономерность отмечена и в вегетационном опыте с черноземом обыкновенным при возделывании на нем люцерны (табл. 28). Наибольшая урожайность сена люцерны получена на незагрязнённой почве. После проведения биоремедиации загрязненного чернозема обыкновенного урожай сена люцерны на нем приближается к урожаю на зональной почве.
Для контроля за качеством сена сельскохозяйственных трав, выращенной на исследуемых загрязненных нефтепродуктами и затем биореме-дированных почвах, нами проведены мониторинговые исследования и выданы результаты экспертизы об их качестве (табл. 29).
С этой целью нами были отобраны в конце третьего года исследований пробы сена сельскохозяйственных трав, так как после биоремедиации нефтезагрязненных почв, они могут использоваться для корма сельскохозяйственных животных. В аккредитованных лабораториях специалистами Краснодарской межобластной ветеринарной лаборатории выполнены анализы на содержание в них солей тяжелых металлов (свинец, ртуть, мышьяк, кадмий), бенз(а)пирена и радионуклидов и выданы заключения (результаты экспертизы).
Результаты экспертизы показывают, что содержание во всех пробах сена трав вышеуказанных показателей не превышает предельной допустимой концентрации. Биологическая рекультивация почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами начинается с определения загрязнения почвы нефтепродуктами методом ИК-спектрометрии. Также определяется фоновая концентрация нефтепродуктов в почве. В начале работ осуществляется комплекс работ технического этапа очистки (выемка наиболее загрязненного слоя почвы, рыхление). Но в зависимости от масштабов и степени загрязнения возможны меры по ликвидации нефтепродуктов без изъятия верхнего слоя почвы. С этой целью в зависимости от существующего уклона выкапываются приямки, глубиной около 0,5 м и шириной 0,3-0,4 м. Через несколько часов скопившаяся нефть или нефтепродукты изымаются с небольшой частью почвы из приямков, далее процедура повторяется еще несколько раз, до максимально возможного удаления нефтепродуктов из почвы. На техническом этапе происходит выветривание нефти, испарение и частичное разрушение легких фракций, фотоокисление нефтяных компонентов на поверхности почвы, восстановление микробиологических сообществ, развитие нефтеокисляющих микроорганизмов, частичное восстановление сообщества почвенных животных. Часть компонентов превращается в твердые продукты, что улучшает водно-воздушный режим почвы. Рекультивацию почв, загрязнённых нефтепродуктами необходимо проводить микробиологическим способом в две стадии: 1 стадия - Осуществляется путем внесения препарата «Биорем» (ТУ 9291-001-47463954-2004) по обезвреживанию отходов и ремедиации почв в соотношении объемов почвы к препарату как 1:0,005. В ходе обезвреживания производится постоянное рыхление, перемешивание и поддержание определенной влажности почв путем орошения водой, внесение питательных элементов.
