Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Литературный обзор 13
1.1 Добыча нефти и ее последствия 13
1.2 Общая характеристика почвенного покрова на территории месторождений Западной Сибири 17
1.2.1. Структура почвенного покрова 18
1.2.2 Оценка реакции почв на антропогенное воздействие 20
1.3 Способы борьбы с нефтяным загрязнением почв 21
1.3.1 Механические методы 21
1.3.2 Физико-химические методы 22
1.3.3 Биологические методы 26
1.4 Биопрепараты ремедиации почв и грунтов, загрязненных нефтью и нефтепродуктами 29
1.5 Минеральные, органические и ферментные препараты для ликвидации нефтезагрязнений 37
1.6 Миграция нефтезагрязнений в почвенных средах 44
1.7 Механизм деструкции нефтезагрязнений в почвах 46
1.7.1 Этапы естественной деградации нефтезагрязнений в почве 49
1.7.2 Микробиологическая трансформация нефтезагрязнений 50
1.7.3 Ферменты микроорганизмов, катализирующие разрушение
углеводородов нефти в окружающей среде 54
Глава 2. Объекты и методы исследований 58
2.1 Характеристика исследуемых подзолистых почв 59
2.2 Характеристика исследуемых торфяных почв 59
2.3 Нефть 60
2.3.1 Характеристика исследуемой нефти 61
2.4 Препарат «Fyre-Zyme» 63
2.5 Препарат «Мелафен» 64
2.6 Методики проведения экспериментов 65
2.6.1 Отбор, хранение, подготовка и приготовление модельных почвенных образцов : 65
2.6.2 Выбор методики определения содержания нефтепродуктов в почвах 71
2.6.3 Выбор растворителя для экстракции углеводородов нефти 72
2.6.4 Методика выполнения измерений массовой доли нефтепродуктов в почвах и донных отложениях методом ИК-спектрометрии 75
2.6.5 Определение углеводородокисляющих почвенных микроорганизмов 79
2.6.6 Методика проведения натурного эксперимента 82
Глава 3. Исследование действия препарата «Fyre-Zyme» на процессы биодеструкции нефтезагрязнений в диапазоне концентраций 3-20 г/кг 85
3.1 Исследование деструкции нефтезагрязнений в подзолистых почвах 85
3.2 Исследование деструкции нефтезагрязнений в торфяных почвах 90
3.3 Исследование состава углеводородокисляющих микроорганизмов 96
Глава 4. Исследование действия препарата «Мелафен» на процессы биодеструкции нефтезагрязнений в концентрациях 20 и 40 г/кг 99
4.1 Исследование биодеструкции нефтезагрязнений в подзолистых почвах Западной Сибири 99
4.2 Исследование состава углеводородокисляющих микроорганизмов 103
Глава 5. Исследование действия препаратов «Fyre-Zyme» и «Мелафен» на процессы биодеструкции нефтезагрязнений в диапазоне концентраций 20-100 г/кг 105
5.1 Исследование состава углеводородокисляющих микроорганизмов 114
Глава 6. Натурный эксперимент по исследованию действия препарата «Мелафен» на процесс биодеструкции нефтезагрязнений 123
6.1 Методика применения препарата «Мелафен» и способ рекультивации нефтезагрязненных почв 127
Глава 7. Технико-экономическая эффективность рекультивационных мероприятий 138
7.1 Оценка эколого-экономических последствий нефтяного загрязнения земель 138
7.2 Оценка технико-экономической эффективности предлагаемой биотехнологии рекультивации нефтезагрязненных почв 140
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 142
Библиографический список 145
Список сокращений 166
Приложения 167
- Добыча нефти и ее последствия
- Характеристика исследуемых подзолистых почв
- Исследование деструкции нефтезагрязнений в подзолистых почвах
Введение к работе
Актуальность работы. В результате развития нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих производств повышается риск аварийных нефтеразливов и как следствие этого, негативных экологических эффектов, проявляющихся в изменении физических, химических и биологических свойств окружающей среды. Нефть и нефтепродукты (НП) являются приоритетными загрязнителями природной среды. Уже сейчас отдельные нефтедобывающие территории по состоянию окружающей среды приближаются к районам экологического бедствия. Возникает угроза устойчивой, а часто необратимой трансформации условий функционирования природных систем и изменений качества жизни на значительных площадях в разных природных зонах - от Крайнего Севера до юга страны. Происходят глубокие изменения практически всех компонентов окружающей среды: почв и структуры почвенного покрова, грунтов и недр, поверхностных и подземных вод, биоты и воздуха [1].
Влияние нефтяных загрязнений на почву проявляется в изменении ее физических, физико-химических и химических свойств, в торможении интенсивности биологических процессов. Хронические разливы нефти приводят к быстрой потере продуктивности земель или полной деградации ландшафтов. Нефтяное загрязнение отличается от других антропогенных воздействий тем, что оно дает не постоянную, а «залповую» нагрузку на среду, вызывая быструю ответную реакцию. Во всех мероприятиях, связанных с ликвидацией последствий загрязнения, с восстановлением нарушенных земель, необходимо исходить из главного принципа: не нанести экосистеме больший вред, чем тот, который уже нанесен при загрязнении [2].
Суть восстановления загрязненных экосистем - максимальная мобилизация внутренних ресурсов экосистемы на восстановление своих первоначальных функций. Рекультивация нефтезагрязненных земель - это ускорение процесса самоочищения, при котором используются все природные резервы экосистемы [3].
Проблемы экологической- безопасности при добыче и транспортировке нефти иНП привлекали и привлекают большое внимание ученых разных, стран ввиду своей актуальности. Значительный вклад в разработку различных направлений, связанных с нефтезагрязнением (НЗ) различных сред, внесли такие ученые, как Пиковский Ю.И., Гл азовская Мл А., Исмаилов Н.М., Хазиев Ф.Х., Калачников И.Г., Миронов О.Г., Бачурин Б.А., Одинцова Т.А., Минигазимов Н.С., Adlard E.R., Hubbard Е.Н, Edwards N.T. В трудах этих ученых нашли отражение вопросы техногенеза в районах нефтедобычи, а также на стадиях транспортировки и хранения энергоносителей [4].
Проблема охраны окружающей среды от загрязнений нефтью и НП, а также их утилизации приобретает все большую остроту в связи с ограниченностью возможностей, а иногда и экологической небезопасностью применения.для этих целей механических, физических и химических способов очистки. В связи с этим актуальной является возможность использования для целей очистки биологических методов рекультивации нефтезагрязненных территорий.
Естественные процессы восстановления природных систем после нефтяного загрязнения весьма продолжительны по времени, а главными агентами их самоочищения являются естественные деструкторы -углеводородокисляющие микроорганизмы (УОМ), способные расти и проявлять активную биохимическую деятельность в среде с высоким содержанием НЗ [5].
Биологические методы очистки почвы от нефтяных загрязнений, основанные на применении активных микробных штаммов, проявляющих способность расти и использовать в качестве источника углерода и энергии углеводороды (УВ) нефти, получили сегодня широкое развитие и применение. При благоприятных условиях среды (оптимальная температура, соленость, рН, достаточная степень аэрации, обеспеченность элементами минерального питания) удачно подобранная культура или смесь штаммов способны* за короткое время практически полностью утилизировать десятки тонн нефтяных
УВ, трансформировавших, в частности, в органическое вещество собственной биомассы, углекислый газ и безвредные для окружающей среды, продукты. Процесс деструкции НЗ протекает в период от нескольких дней или недель до нескольких месяцев, в зависимости от степени загрязнения объекта, химического состава загрязнителя, климатических и физико-химических параметров среды [6].
В настоящее время активно ведутся исследования в области
искусственного стимулирования аборигенных нефтеокисляющих
микроорганизмов (МО). Применение безопасных препаратов-стимуляторов при рекультивации почв, в сравнении с внесением штаммов МО, является более предпочтительным ввиду того, что такие препараты не оказывают токсичного действия на флору и фауну, не содержат генетически синтезированных бактерий и не требуют дополнительных мероприятий по очистке почвы после окончания их действия.
На сегодняшний день промышленное воздействие на природу Севера
достигло таких размеров, что вызывает серьезную обеспокоенность за
і сохранение региональной среды обитания. Короткий период биологически>
> активных температур обуславливает чрезвычайно медленное самоочищение и
I ограничивает или сводит к нулю действие используемых для разрушения
'і
;t нефти стандартных микробиологических препаратов.
Разработка природовосстановительного направления в науке и внедрение его результатов в практику - это комплексная проблема не только
> экологического, но и социально-экономического характера. Возможность
активной хозяйственной деятельности тесно связана со способностью
эффективно восстанавливать посттехногенные территории, формировать на
месте разрушенных вторичные зональные типы экосистем с присущим им
биоразнообразием. Таким образом, достигается сохранение не только
биосферной стабильности территории, но и ресурсной базы жизни и
хозяйственной деятельности коренного населения. На Крайнем Севере работы
по изучению и практическому применению приемов восстановления техногенных территорий в последнее время актуализировались.
Особенности строения северных экосистем таковы, что при техногенном воздействии одновременно разрушается не только растительный покров, но и весь биогеоценоз. Обнажающаяся минеральная толща не содержит специфических органических веществ растительного- происхождения, биологически инертна, самозарастание подобных посттехногенных площадей идет медленно. Все перечисленное благоприятствует быстрому развитию эрозии, других негативных явлений, усиливающих техногенное воздействие. Поэтому следует разрабатывать комплекс биологических приемов, цель которых - в короткий срок преобразовать техногенный субстрат, предотвратить развитие эрозии, обеспечив быстрое задернение субстрата [7].
Из литературы [8, 9; 10, 11] известно, что процессы биорекультивации нефтезагрязненных земель лимитируются неблагоприятными факторами, такими как: недостаточная аэрация и увлажнение, низкие концентрации биогенных элементов. В связи с этим, ряд авторов [12, 13] считает целесообразным для ускорения деградации УВ нефти и создания оптимальных физико-химических условий для жизнедеятельности микрофлоры применение биопрепаратов сочетать с внесением биогенных добавок.
В данной диссертации исследована возможность интенсификации процессов биодеструкции НЗ в подзолистых и торфяных почвах Западной Сибири препаратами ферментного и N-P-органического состава. В качестве ферментного препарата исследовался препарат «Fyre-Zyme» («FZ»), широко применяемый в настоящее время на нефтяных месторождениях ОАО «Сибнефть-Ноябрьскнефтегаз» (г.Ноябрьск) при ликвидации последствий НЗ. В качестве N-P-органического препарата изучался новый синтетический препарат «Мелафен».
Целью работы являлось исследование и сравнение действия ферментного препарата «FZ» и препарата N-P-органического состава «Мелафен» на процессы деструкции НЗ в почвах Западной Сибири и
разработка технологии1 рекультивации нефтезагрязненных почв, обеспечивающей уменьшение нагрузки на окружающую среду на территории нефтедобывающих предприятий Крайнего Севера.
В соответствии с поставленной целью были определены основные задачи:
определение возможности самоочищения почв Западной Сибири при' нефтяном загрязнении;
исследование действия препарата «FZ» на процессы деструкции НЗ в почвах;
исследование действия* препарата «Мелафен» на процессы деструкции НЗ в почвах;
определение оптимальных концентраций препарата «Мелафен», при которых наиболее эффективно проходит процесс очистки нефтезагрязненных почв; разработка методики применения данного препарата;
мониторинг микробных почвенных образцов;
- разработка технологии рекультивации нефтезагрязненных почв для
нефтедобывающих предприятий Крайнего Севера.
Научная новизна. Впервые исследован и апробирован N-P-органический препарат «Мелафен» для деструкции НЗ в почвах. Разработана оригинальная методика применения препарата «Мелафен» для очистки нефтезагрязненных подзолистых почв. В настоящей работе впервые экспериментально показано стимулирующее действие препарата «Мелафен» на почвенные МО. Научная новизна работы- подтверждена заявкой на патент РФ №2007130925 от 13.08.2007 г.
Практическая значимость работы. Разработана и рекомендована к внедрению технология рекультивации нефтезагрязненных почв, основанная на применения препарата «Мелафен». Проведены натурные испытания препарата «Мелафен» на территории действующего нефтяного месторождения ОАО «Сибнефть-Ноябрьскнефтегаз» (г. Ноябрьск). Применение предлагаемой технологии позволит повысить эффективность рекультивационных мероприятий в среднем на 20%. При внедрении разработанной технологии
экономический эффект составит 1245435 руб./год., по сравнению с применяемой в настоящее время технологией очистки почв с использованием препарата «FZ». Полученные экспериментальные данные по изучению деструкции НЗ в почвах в условиях Крайнего Севера представляют интерес для дальнейших исследований, направленных на разработку как способов активизации процессов биологической очистки нефтезагрязненных почв, так и проведения исследовательских работ по выделению и селекции аборигенных МО-деструкторов нефтяных УВ.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на: I Всероссийской конференции «Актуальные проблемы защиты окружающей среды» г. Улан-Удэ, 2004 г. , IV творческой научной конференции молодых специалистов ОАО «Сибнефть-Ноябрьскнефтегаз», г. Ноябрьск, 2004 г., Научной конференции «Постгеномная эра в биологии и проблемы биотехнологии», г. Казань, 2004 г., V и VII Республиканских научных конференциях «Актуальные экологические проблемы Республики Татарстан», г. Казань, 2004 и 2007 гг., III Московском международном конгрессе «Биотехнология: состояние и перспективы развития», г. Москва, 2005 г., Международной конференции «Проблемы биодеструкции загрязнителей окружающей среды», г. Саратов, 2005 г., Девятой Международной конференции «Consoil 2005» г. Бордо, Франция, 2005 г., VII Республиканской научной конференции «Актуальные экологические проблемы Республики Татарстан», г. Казань, 2007 г. Материалы работы отмечены на Всероссийском конкурсе «Инженер года - 2006» медалью Лауреата I степени, г. Москва, 2006 г.
Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в печати в 8 статьях, из них 4 в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки России, 6 тезисах докладов и 1 заявке на патент РФ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, литературного обзора, главы, описывающей объекты и методы исследования, 4 разделов, посвященных изложению результатов исследований
11 и их анализу, главы, обосновывающей технико-экономическую эффективность разработанной методики рекультивации нефтезагрязненных почв, заключения, библиографического списка, включающего 189 источников и 3 приложений. Диссертация изложена на 172 страницах, содержит 22 таблицы и 24 рисунка.
В обзоре литературы приводятся сведения, отражающие состояние изучаемой проблемы, ее актуальность и современный взгляд на рекультивационные мероприятия нефтезагрязненных территорий, рассмотрены методы очистки почв от НЗ, механизмы деструкции НЗ, приведен обзор препаратов, применяемых для ликвидации НЗ.
Во второй главе представлены материалы и методы исследований.
В третьей главе представлены результаты, исследований действия препарата «FZ» на процессы биодеструкции НЗ в подзолистых и торфяных почвах в условиях низких концентраций НЗ - от 3 до 20 г/кг.
В четвертой главе приведены результаты исследований действия препарата «Мелафен» на процессы биодеструкции НЗ в подзолистых почвах в условиях средних концентраций НЗ - 20 и 40 г/кг.
В пятой главе представлены результаты исследований действия препаратов «FZ» и «Мелафен» на процессы биодеструкции НЗ в подзолистых почвах в условиях высоких концентраций НЗ - от 20 до 100 г/кг.
Предварительные серии лабораторных экспериментов послужили основой для проведения натурного эксперимента по изучению стимулирующего действия препарата «Мелафен» на процесс деструкции НЗ. Результаты натурного эксперимента и предлагаемые методика применения препарата «Мелафен» и способ рекультивации нефтезагрязненных подзолистых почв представлены в шестой главе.
Оценка эколого-экономических последствий нефтяного загрязнения земель и технико-экономическая эффективность рекультивационных мероприятий представлены в седьмой главе.
Автор выражает благодарность родителям и супругу; коллективу физико-химической лаборатории №1 Цеха химического анализа ТПДН
«Холмогорнефть» ОАО «Сибнефть-Ноябрьскнефтегаз», отдельно Богдановой С.Г., Меньшиковой И.Л., Новиковой Л.И.; руководителю группы по предупреждению и борьбе с осложнениями в наземном оборудовании ОАО «Сибнефть-Ноябрьскнефтегаз» к.т.н. Бикчурину И.И.; руководителю центра аналитических исследований ТатНИИСХ РАСХН к.б.н. Шурхно Р.А., к.т.н., доценту кафедры инженерной экологии КГТУ Ярошевскому А.Б., коллективу кафедры химической кибернетики КГТУ, отдельно д.т.н., профессору Емельянову В.М., к.т.н., доценту Шулаеву М.В., к.т.н. Валеевой Р.Т.
Добыча нефти и ее последствия
Добыча нефти сопровождается активизацией подземного и поверхностного механогенеза, что приводит к следующим основным группам экологических нарушений: 1) изменение рельефа и рельефообразующих процессов; 2) трансформация растительного покрова вплоть до его полного уничтожения; 3) физическое и морфологическое преобразование почв; 4) изменение термического, гидрологического и гидрохимического режимов и других процессов в ландшафтах [14].
Освоение месторождений углеводородного сырья сопровождается комплексом геологоразведочных, буровых и строительных работ, прокладкой магистральных трубопроводов, дорог, ростом городов и поселков, развитием местной промышленности. В общем случае в пределах нефтегазодобывающих территорий существует значительное количество разнообразных по способу и характеру проявления источников и видов техногенного воздействия на окружающую природную среду.
Нефтяная промышленность по опасности воздействия на окружающую вреду занимает третье место среди 130 отраслей современного производства [14]. Сфера влияния данного производства не ограничивается только территорией месторождения, но значительно расширяется при транспорте продуктов добычи, что связано с небольшими по массе, но постоянными технологическими утечками УВ через неподвижные и подвижные соединения транспортных систем. Нефтедобыча сопряжена с поступлением в окружающую среду огромных масс разнообразных химических веществ, в конечном счете, загрязняющих атмосферу, водные объекты и почвы (таблица 1).
Обычно понятие «нефтепродукты» условно ограничивается только углеводородной фракцией нефти, составляющей 70 - 90% суммы всех веществ, входящих в состав нефти и продуктов ее переработки [14, 15]. С практической точки зрения удобно различать техногенное загрязнение, обусловленное собственно нефтью, основными НП (бензин, керосин, мазут, масла) и различными «нефтяными» УВ и их производными. Термин, «жидкие нефтепродукты» «объединяет алифатические соединения с длинной или разветвленной цепью, алициклические, ароматические или алкилзамещенные ароматические УВ.
В зарубежных странах принято считать верхним безопасным уровнем содержания НП в почве 1-3 г/кг; началом серьезного экологического ущерба -при содержании 20 г/кг и выше. В России предельно допустимая концентрация (ПДК) НП в почве составляет 1,5 г/кг, что соответствует транслокационному (фитоаккумуляционному) показателю вредности. Началом серьезного экологического ущерба является загрязнение почвы нефтью в концентрациях, превышающих 13 г/кг, т.к. при этих концентрациях начинается миграция НП в подпочвенные воды, существенно нарушается экологическое равновесие в почвенном биоценозе [16]. Некоторые авторы [17] при оценке степени загрязнения почвы НП используют фоновое содержание нефтяных УВ, разработанные сетевыми подразделениями Росгидрометра: 100 мг/кг для нефтедобывающих районов, 60 мг/кг для районов, в которых добыча нефти не ведется. Концентрации от 100 мг/кг считаются повышенным фоном. Почвы, содержащие более 500 мг/кг НП, относятся к загрязненным, от 500 до 1000 мг/кг -к умеренно загрязненным, от 1000 до 2000 мг/кг - умеренно опасно загрязненным, более 5000 мг/кг - к очень сильно загрязненным, подлежащим санации.
Очень часто основное загрязнение при промышленной добыче нефти связано с ее аварийными разливами. В результате аварийных выбросов при прорыве трубопровода растекающаяся по водной поверхности или почвенно-растительному покрову нефть влияет на интенсивность обменных процессов. Размер и характер загрязнения зависят от количества и свойств пролитой нефти, а также от конкретных условий, в которых происходит распространение нефти: места утечки, почвенно-ландшафтного рельефа, скорости-и направления-течения рек, наличия в их руслах притоков-и рукавов, ветра. Приэтом около 75% углеводородного загрязнения приходится на атмосферу, около 20% попадает в воднуюсреду, а примерно 5% концентрируется в почвах [14, 15, 18].
При нефтяном загрязнении почвы изменяются ее физико-химические свойства, некоторые морфологические признаки, усиливаются процессы оглеения, увеличивается содержание органического углерода, происходит подщелачивание почвы. При контакте с нефтью наблюдается угнетение или гибель, (в зависимости от степени загрязнения) травяно-мохового покрова, древесно-кустарничковой растительности. В общем случае характер распределения нефтяных компонентов в почвах зависит от способа поступления нефти в почвы (на поверхность или внутрипочвенно), ландшафтных условий, от морфологических, структурных, вещественных и генетических особенностей конкретного почвенного профиля, его положениям системе ландшафтно-геохимического сопряжения, а также времени, прошедшего с момента загрязнения. НЗ оказывает глубокое влияние на биологическую активность почвы. Установлено [19, 20], что при наличии свежего НЗ в почве повышается валовая численность МО, но их биохимическая активность подавлена. Нарушение структуры микробных компонентов почвы, проявляется не только в увеличении численности МО, но и в развитии их специализированных эколого-трофических групп. В частности, обнаружено-[21], что наиболее существенно происходит увеличение популяций У ОМ; После соприкосновения нефти с почвой и почвенной микрофлорой происходят значительные изменения в ее химическом составе, что, прежде всего, проявляется в исчезновении части парафиновых УВ нормального строения, наблюдаются также изменения в содержании смол и асфальтенов, порфиринов, вязкости и плотности нефти [14, 22, 23].
Характеристика исследуемых подзолистых почв
Подзолистые почвы подразделяются на: глееподзолистые, собственно подзолистые, подзолы.
На видовом уровне дифференцируются иллювиально-железистые глубо-коглееватые и иллювиально-гумусовые глубокоглееватые почвы с сизовато-ржавыми пятнами. Иллювиально-железистые почвы развиваются на песчаных породах с накоплением в иллювиальном горизонте несиликатных форм железа, иллювиально-гумусовые также образуются на песчаных породах, однако, верхняя часть их иллювиального горизонта имеет коричневый, темно-коричневый, а иногда и черный цвет от органо-минеральных соединений.
Болотно-подзолистые почвы распространены среди почв подзолистого типа на слабодренированных элементах рельефа. Относительно устойчивое сезонное переувлажнение почвенного профиля вызывает развитие в нем процессов оглеения, что обусловливает наличие ржаво-охристых примазок, сизых ог-лееных прожилок, пятен и обособленных глеевых горизонтов в сочетании с отчетливой оподзоленностью почв. Эти почвы отличаются от подзолистых наличием устойчивых признаков оглеения, торфянистых или перегнойных горизонтов, а от болотных - присутствием подзолистого горизонта и меньшей оглеено-стью минеральной части профиля. Наиболее характерными особенностями бо-лотно-подзолистых почв являются кислая реакция среды, постепенный спад количества гумуса с глубиной, что обусловлено его высокой подвижностью.
Оглееные горизонты характеризуются повышенным содержанием подвижного железа [24, 111].
Характеристика исследуемых торфяных почв
Торфяные болотные верховые почвы формируются в специфических условиях при избыточном увлажнении атмосферными, застойными грунтовыми минерализованными водами под влаголюбивой растительностью. Они образуются главным образом на водоразделах в условиях увлажнения пресными атмосферными водами. Они характеризуются низким содержанием как валовых, так и подвижных форм азота, фосфора, калия. По степени развития процесса почвообразования, на территории Западной Сибири различают два типа болотных верховых почв: болотные верховые торфяные и болотные верховые торфяно-глеевые.
На видовом уровне, по степени разложения торфа в верхней толще (20 -50 см) выделены болотные верховые торфяные и болотные верховые перегной-но-торфяные. У болотных верховых торфяных почв степень разложения торфа менее 25%, а у болотных верховых перегнойно-торфяных — 25 — 45%.
Торфяные болотные низинные почвы формируются в условиях притока минерализованных грунтовых вод, слабозастойных или проточных. Они, в отличие от верховых болотных почв, имеют слабокислую или нейтральную реакцию среды, высокую зольность. При высоком содержании валового азота бедны его подвижными формами, а также бедны подвижными формами калия и фосфора. Почвы слабо насыщены основаниями при довольно высокой емкости обмена [24, 112, 113].
Исследование деструкции нефтезагрязнений в подзолистых почвах
В данной части лабораторных экспериментов проводилось исследование процессов биодеструкции НЗ в подзолистых и торфяных образцах почв при низких концентрациях поллютанта. Оценивалась способность различных типов почв к биодеструкции НЗ в условиях самоочищения и под воздействием ферментного препарата «FZ». Определялась эффективность исследуемого ферментного препарата. Динамика изменения содержания НЗ определялась по содержанию НП в почвах.
Исследование деструкции нефтезагрязнений в подзолистых почвах
Кривые кинетики биодеструкции НЗ в подзолистых почвах в условиях самоочищения и в присутствии препарата «FZ» представленные на рис. 4-9 имеют схожий характер. Значительное уменьшение содержания НЗ наблюдается в первые 10 - 15 сут после загрязнения. Это объясняется мобилизацией естественной нефтеокисляющей почвенной микрофлоры. Внесение в почву нефти рассматривается как поступление субстрата для УОМ, происходит рост МО и как следствие этого уменьшение НЗ.
Далее в течение 20-35 сут кривые выходят на линейный участок, а с 34 по 50 сут для почвенных образцов при Снач. = 3, 5, 7 г/кг наблюдается незначительное увеличение концентрации НЗ — это объясняется уменьшением субстрата и гибелью части МО из-за нехватки питательной среды. Можно предположить, что в первые 20 сут эксперимента происходит утилизация легкоокисляемых фракций, т. е. предельных и непредельных линейных углеводородных структур. Циклические соединения, входящие в состав нефти, относятся к микробиологически трудноокисляемым продуктам. Поэтому остаточные концентрации трудноокисляемых фракций отрицательно влияют на жизнедеятельность МО.
