Введение к работе
Актуальность темы. Характерные для последних лет локально идущая (в крупных холдингах) интенсификация сельского хозяйства и активное освоение прилегающих к большим городам сельских территорий, с одной стороны, и все еще сохраняющееся преобладание очень старой сельскохозяйственной техники в небольших хозяйствах, с другой стороны, приводят к постепенному увеличению площади загрязненных нефте-продуктами сельскохозяйственных земель Центрального региона России (Колесников и др., 2007; Рахимова и др., 2009; Черногоров и др., 2012).
Это актуализирует задачи разработки экологически безопасных и экономически эффективных технологий очистки нефтезагрязненных земель с использованием современных биопрепаратов, ускоряющих процессы биоре-медиации, разложения углеводородов нефтепродуктов, восстановления плодородия и экологических сервисов агроландшафтов (Логинов, 2000; Mohan et al., 2006; Handi et al., 2007; Карасева и др., 2009; Loick et al., 2009; Керимов, Васенев, 2010).
Цель нашей работы состоит в проведении комплексных экологических исследований состояния загрязненных типичными нефтепродуктами дерново-подзолистых почв и выщелоченных черноземов Центрального региона России, с экологической оценкой эффективности их очистки биопрепаратом Псевдомин в условиях различных режимов увлажнения.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
-
Исследовать влияние трех уровней увлажнения почв (полная влагоемкость (ПВ); 0,6 ПВ; 0,3 ПВ) на скорость разложения двух вариантов нефтепродуктов (дизельное топливо и трансмиссионное масло) в верхних горизонтах лесных дерново-подзолистых почв, характерных для Централь-ного региона России, в процессе их биоремедиации с использованием биопрепарата Псевдомин.
-
Дать сравнительную оценку экологической эффективности действия биопрепарата Псевдомин при очистке загрязненных дизельным топливом, гумусово-аккумулятивных и элювиальных горизонтов дерново-подзолистых почв.
-
Провести анализ влияния разных режимов увлажнения на экологическое состояние и биологическую активность загрязненных дизельным топливом верхних горизонтов дерново-подзолистых почв, характерных для Центрального региона России, в процессе их биоремедиации с использованием биопрепарата Псевдомин.
-
Провести анализ влияния разных режимов увлажнения на экологическое состояние и биологическую активность загрязненных дизельным топливом верхних горизонтов выщелоченных черноземов, характерных для Центрального Черноземного региона России, в процессе их биоремедиации с использованием биопрепарата Псевдомин.
Научная новизна работы. В результате проведенных исследований показано, что биопрепарат Псевдомин способен стимулировать естественную микрофлору гумусово-аккумулятивных и пахотных горизонтов незагрязненных и, особенно, нефтезагрязненных лесных и окультуренных дерново-подзолистых почв. Важным фактором, влияющим на приживаемость интродуцированной популяции бактерий рода Pseudomonas (штамм РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева), являются условия увлажнения почвы. Установлено, что наилучшая приживаемость бактерий, внесенных с биопрепаратом, отмечается при уровне влажности около 60 % ПВ. В оптимальных условиях увлажнения применение биопрепарата увеличивает скорость разложения дизельного топлива и трансмиссионного масла в лесных и окультуренных дерново-подзолистых почвах и выщелоченных черноземах, в среднем, до 2 раз.
Практическая значимость работы. Установленные в рамках проведенного исследования региональные закономерности функционального влияния уровня увлажнения на скорость разложения исследуемых нефтепродуктов (дизельное топливо и трансмиссионное масло) позволили выявить рабочий диапазон изменения оптимальных условии увлажнения в (0,6-0,5)ПВ. Это необходимо учитывать при планировании мероприятий по биоремедиации загрязненных этими нефтепродуктами верхних горизонтов зональных почв, характерных для Центрального региона России (от дерново-подзолистых почв до выщелоченных черноземов). Наряду с этим, полученные навыки и знания в области экологии, биоремедиации и выделения из нефтезагрязненных почв штаммов бактерий-деструкторов углеводородов нефти помогут выделить из нигерийских почв перспективные штаммы микроорганизмов-деструкторов нефти и разработать технологию приготовления нового биопрепарата, адаптированного к условиям региона.
Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены и обсуждались на Экологическом форуме (Москва, 2010), Международной научной конференции молодых ученых и специалистов РГАУ-МСХА (Москва, 2011), Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2012» (МГУ, 2012), заседаниях кафедр экологии, микробиологии и иммунологии РГАУ-МСХА.
Публикации. По теме диссертации опубликованы 4 работ, в том числе 1 - в профильном журнале по списку ВАК.
Структура и объем работы: диссертация изложена на 120 страницах, содержит 25 таблицу и 15 рисунков, состоит из введения, пяти глав (включающих обзор литературы, описания объектов и методов исследований, анализ и обсуждение результатов исследований), выводов, списка использованной литературы (223 источников, из которых 88 – на английском языке) и приложений.
