Влияние цеолитов и фитомелиоранта на агроэкологические показатели нефтезагрязненных почв в криоаридных условиях Забайкалья - Автореферат

В связи со значительной интенсификацией добычи нефти, потерями при транспортировке и применении нефтепродуктов активно происходит процесс отчуждения земель из хозяйственного использования.Загрязнение нефтью влияет на весь комплекс физических, физико-химических, биологических свойств почв, определяющих их плодородие. Процессы самоочищения почвы во многом определяются функциональной активностью углеводородокисляющих микроорганизмов, способных усваивать нефть в качестве единственного источника углерода (Самосова, Филипчикова, 1979;Doff, Stelof, 1989). Поэтому при решении проблемы рекультивации нефтезагрязненных почв более целесообразным представляется разработка способов стимулирования активности аборигенной нефтеусваивающей микрофлоры загрязненного грунта, не требующих трудоемких, дорогостоящих операций, связанных с выделением, культивированием и внесением углеводородокисляющей культуры микроорганизмов. Больший эффект при этом может быть достигнут за счет применения мелиорантов, например цеолитов, которые обеспечивают одновременно сорбцию углеводородов нефти и адгезию клеток нефтеусваивающих микроорганизмов из почвы. Фитомелиоранты также ускоряют процессы очистки почвы и позволяют обеспечить стабильность процесса биологического распада при относительно невысокой стоимости затрат (Wein, Bliss, 1978; Meagher, 1995; Leyval, Binet, 1998; Brizili et al., 2000; Kramer, Chardonnes, 2000; Шамаева, Кабиров, 2004; Федотов и др., 2004; Киреева и др., 2004; Pillon-Smits et al., 2005; Турковская, Муратова, 2005; Корягина, 2006; Якушева, 2006; Шагиев, 2007).Дана общая характеристика нефтяных углеводородов, как опасных загрязнителей природной среды.Экспериментальная работа состояла из полевых опытов, проведенных в Баргузинском районе Республики Бурятия в течение 2004 - 2006 гг и лабораторных исследований. Объект исследований - каштановая легкосуглинистая мучнисто-карбонатная почва, искусственно загрязненная нефтепродуктами различных фракций. Нефтезагрязнение создавалось внесением бензина (легкая фракция нефти) в дозах 2 л/м2 и 4 л/м2 и дизельного топлива (конденсированная фракция) в дозе 2 л/м2. В качестве мелиоранта вносился цеолит(морденитовый туф) как почвоулучшитель комплексного действия и фитомелиорант картофель. Выбор культуры обусловлен особенностями технологии его возделывания, предполагающей рыхление и аэрацию почвы, активизирующей деятельность УОМ.Более значительные изменения агрофизических свойств при загрязнении нефтепродуктами происходят в структурном состоянии почвы: отмечается значительное возрастание водопрочности структурных агрегатов, причем наиболее существенно это выражено в варианте с дизельным топливом (таблица 1). Так, коэффициент водопрочности контрольной почвы составляет 0,4, при загрязнении бензиновой фракцией нефти в дозе 2 л/м2 он возрастает до 0,88, а при дозе 4 л/м2 бензина достигает 0,93 и оценивается как высокий. Внесение цеолита в качестве мелиоранта способствует снижению аномально высокой агрегированности и водопрочности агрегатов, и коэффициент водопрочности к концу 3-го года достигает средних величин даже в вариантах с внесением дизельного топлива. >10 10-7 7-5 5-3 3-2 2-1 1-0,5 0,5 0,25 <0,25 Коэффициент водопрочности S1/S2 каштановая легкосуглинистая почва (контроль) 1,3 - 3,2 - 13,1 - 15,6 18,7 13,2 13,8 24,8 24,3 16,3 15,3 9,6 5,1 2,9 22,8 0,4 низкий контроль бензин 2 л\м2 1,2 - 2,1 - 12,7 4,4 14,3 28,7 18,4 41,8 26,8 8,3 17,3 6,3 5,4 5,1 1,9 5,4 0,88 высокий контроль бензин 2 л\м2 цеолиты 1,2 - 2,6 - 12,6 2,3 14,7 25,4 17,2 35.6 25,3 11,5 17,7 13,8 6,6 5,3 2,1 6,1 0,84 высокий контроль бензин 4 л\м2 1,1 - 1,9 - 10,1 5,3 13,6 27,6 19,2 43,4 29,0 11,3 19,3 4,1 4,6 3,5 1,2 4,8 0,93 высокий контроль бензин 4 л\м2 цеолиты 1,2 - 2,0 - 11,3 3,4 13,9 26,4 17,2 39,8 28,9 11,1 18,7 10,3 5,2 4,1 1,6 4,9 0,83 высокий контроль дизельное топливо 2 л\м2 0,9 - 1.4 - 9,3 4,9 12,4 28,7 22,2 44,5 30,8 11,9 18,3 3,3 3,4 2,4 1,3 4,3 0,99 чрезмерно высокий контроль дизельное топливо 2 л\м2 цеолиты 1,1 - 1,9 - 10,1 3,8 14,6 27,2 19,5 42,8 29,6 10,9 16,5 7,4 4,6 3,3 2,1 4,8 0,94 высокий Наибольшее снижение показателя влажности (рисунок 1) почвы за вегетационный период отмечалось в вариантах с внесением дизельного топлива в качестве загрязнителя и составило в июне 2004 г 8,2%, по сравнению с 9,8% в контроле.Количественный состав микроорганизмов отражает интенсивность, дозу и характер нефтезагрязнения, а также выявляет мелиорирующую роль цеолита. При нефтезагрязнении отмечено снижение видового разнообразия микроорганизмов, встречаются однотипные по морфологии, мелкие пигментированные колонии микроорганизмов. ОМЧ спорообразующие бактерии углеводород-окисляющие актиномицеты мицелиальные грибы каштановая легкосуглинистая почва (контроль) 3,8 х 105±0,19 1,80х104±0,15 1,03х104±0,37 4,2х104±0,75 0,20х103±0,16 контроль бензин 2 л\м2 7,6 х 103±0,13 1,55х102±0,14 1,33х102±0,66 1-2 1-2 контроль бензин 2 л\м2 цеолиты 1кг\м2 6,8 х 104±0,25 3,94х104 ± 0,23 5,10х102± 3,16 2,73х102±0,60 8,3±0,33 конт