Ученые установили, что для очистки северных почв, загрязненных нефтепродуктами, наиболее эффективно использовать сорбционно-биологическую обработку. Для этого в почву вносят активированный уголь и торф, которые связывают токсичные углеводороды нефти и делают их доступными для разложения микроорганизмами. Предложенный метод биоремедиации поможет улучшить экологическое состояние почв в районах нефтедобычи и аварийных разливов. Результаты опубликованы в журнале Microorganisms.
Нефть и нефтепродукты попадают в почву и водоемы не только в местах их добычи и переработки, но и при хранении и транспортировке. Нефтебазы, крупные промышленные предприятия и даже АЗС становятся потенциальными источниками загрязнения. Почва, загрязненная нефтепродуктами, быстро деградирует: гибнут обитающие в ней микроорганизмы, ухудшаются ее физико-химические свойства, она теряет способность к самовосстановлению. Наиболее экологически чистым способом восстановления загрязненных почв считается биоремедиация, при которой нефтепродукты разлагаются микроорганизмами. Биологи из Российского университета дружбы народов совместно с коллегами из Кольского и Пущинского научных центров сравнили эффективность различных методов биоремедиации для очистки почв Мурманской области.
«Наиболее часто из методов биоремедиации используют биостимуляцию, которая основана на добавлении в почву питательных веществ, чтобы повысить собственную микробную активность. Также используют биоаугментацию — искусственное внесение культур нефтеокисляющих микроорганизмов. Но применение этих методов не всегда дает хорошие результаты, особенно в арктических и субарктических условиях. Это связано с низкой биологической активностью почв северных регионов и высокой уязвимостью природных экосистем. Решением проблемы может стать технология сорбционно-биологической очистки, когда в почву вносят сорбенты - например, активированный уголь или торф, которые повышают влагоемкость и аэрацию почв, служат источником азота и фосфора, а также привносят дополнительные микроорганизмы», — рассказала кандидат биологических наук Мария Корнейкова, заместитель директора по научной работе аграрно-технологического института РУДН, с.н.с. Центра Смарт технологии устойчивого развития городской среды в условиях глобальных изменений АТИ РУДН.
Почвоведы выбрали три экспериментальные площадки на территории Мурманской области (Россия) в Печенгском районе, почвы которого были загрязнены нефтепродуктами. Для очистки каждой из них применяли разные методы — биостимуляцию, биоаугментацию и сорбционно-биологическую очистку. В первом случае в почву вносили минеральные удобрения, которые повышают активность микроорганизмов, уже обитающих в почве. Во втором —добавляли аборигенные штаммы почвенных грибов и бактерий, наиболее эффективно разлагающих нефть. В предыдущих исследованиях биологи РУДН совместно с коллегами из Кольского научного центра определили, что это пять штаммов грибов из рода Penicillium и четыре штамма бактерий из родов Microbacterium и Pseudomonas. На третьей экспериментальной площадке почву очищали с использованием сорбционно-биологического способа. Для этого в нее вносили органические (торф) и минеральные (гранулированнный активированный уголь) сорбенты.
Оказалось, что за 15 месяцев эксперимента биостимуляция снизила количество нефтепродуктов в почве на 47%, внесение нефтеразлагающих микроорганизмов — на 45%. Наиболее эффективной оказалась сорбционно-биологическая очистка с использованием торфа и активированного угля — она позволила снизить содержание нефтепродуктов в почве на 65%. Кроме того, внесение торфа увеличило численность и разнообразие почвенных микроорганизмов благодаря микробному пулу самого торфа. Этот метод оказался более эффективным, чем биоаугментация.
«Если рассчитать время полного разложения углеводородов в почве, очищаемой разными методами, окажется, что при биоремедиации этот процесс ускоряется в 1,7–2,9 раза. Для северных экосистем это существенно. Самая быстрая очистка произойдет при использовании торфа — за 5,4 года, тогда как без биоремедиации на это потребуется около 16 лет. Таким образом, сорбционно-биологическая очистка поможет восстановить почвы субарктической зоны несмотря на сложные климатические условия и высокую степень деградации почв», — прокомментировала Мария Корнейкова.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
