1. ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ, УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ И ТЕРМИНОВ 5
2. ВВЕДЕНИЕ 6
3. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 8
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 8
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 20
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 27
4. ВЫВОДЫ 39
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Актуальность работы: Высокая техногенная нагрузка стала причиной загрязнения окружающей среды различными поллютантами, в том числе полиароматическими углеводородами. Депонирующим компонентом ландшафта для ПАУ является почва. Основной путь поступления техногенных ПАУ в почву - осаждение из атмосферы. Однако существуют и другие пути увеличения их содержания в почвах, например, внесение некоторых мелиорантов. Биоугли рассматриваются как перспективные мелиоранты, используемые для повышения плодородия почв, связывания различных поллютантов и улучшения климата. Однако технология получения биоуглей обуславливает наличие в них ПАУ, что представляет риск при их использовании. Таким образом, в связи с широкими перспективами использования биоуглей, встает необходимость изучения рисков, возникающих при их применении. Полиарены пироуглей могут быть представлены широким диапазоном углеводородов, в том числе бен(а)пиреном. Бенз(а)пирен - наиболее токсичный представитель ПАУ. Основные антропогенные источники его поступления в окружающую среду – автомобильные и промышленные выбросы. Его содержание в почвах, испытывающих техногенную нагрузку, крайне высоко. Бенз(а)пирен в почве не подвергается процессам миграции и испарения. А увеличение темпов роста населения и техногенной нагрузки провоцируют постоянный привнос бенз(а)пирена в почву, причем количество поступающего бенз(а)пирена увеличивается во времени. Таким образом, изучение способов очистки почв от ПАУ является актуальной задачей.
Цель исследования: оценка интенсивности ремедиации почв, загрязненных ПАУ естественной почвенной микробиотой, а также оценка влияния различных доз на интенсивность почвенного дыхания.
Задачи исследования:
1. определить влияние различных концентраций бензпирена на интенсивность базального и субстрат-индуцированного дыхания почв;
2. оценить интенсивности разложения бензпирена в почве при различных его концентрациях;
3. оценить кумулятивное воздействие ПАУ пироуглей, нормированных по концентрации бензпирена.
Новизна:
Проведена оценка биодеградации ПАУ в серой лесной почве и их влияние на величину БД и СИД при непосредственном загрязнении почвы, а также при возможном загрязнении в случае внесения биоуглей.
1. Бенз(а)пирен в серой лесной почве подвергается биодеструкции, однако одного года недостаточно для полного его разложения. Так, через год после внесения в почву, бензапирен в концентрации 2 ПДК деструктировал на 51,7% от начальной концентрации, 5 ПДК – на 73,2%, 10 ПДК – на 7,1%. Остаточные концентрации составили для введенных 2 ПДК – 0,97 ПДК, для 5 ПДК – 1,34 ПДК, для 10 ПДК – 9,29 ПДК остаточной концентрации. Средняя скорость деструкции за год инкубации для 10 ПДК составила 0,05 %/день, что на порядок ниже скорости разложения 2 и 5 ПДК. Таким образом, концентрация 10 ПДК оказалась критической и почти не поддающейся деструкции естественной почвенной микробиотой. Также были подтверждены данные, согласно которым биодоступность ПАУ в почве с течением времени уменьшается.
2. БД почвы показало значительное снижение интенсивности только при внесении бенз(а)пирена в концентрации 10 ПДК, а 2 и 5 ПДК существенного влияния не оказали. СИД отреагировал на бенз(а)пирен более чутко, показав зависимость от всех концентраций. почвы, загрязненный 2 ПДК бенз(а)пирена показал более высокое значение СИД относительно контрольного образца на всех периодах инкубации. Вероятно, это связано с селективным подавлением микробиоты, в результате которого не чувствительная к загрязнителю часть микробиоты получает преимущество и начинает активно расходовать субстрат. Дальнейшее увеличение концентрации уменьшает значение СИД относительно контроля в периоды инкубации 30 и 60 дней. После 180 дней инкубации наблюдается выравнивание 5 и 10 ПДК с контролем, а после 180 дней – увеличение относительно контроля. Такая динамика вероятно связана с «резервацией» субстрата в результате токсичного действия бенз(а)пирена на микробиоту и последующим его расходом после адаптации к загрязнителю.
3. ПАУ пироугля, содержащие бенз(а)пирен наряду с группой менее токсичных полиаренов, показали кумулятивное воздействие на активность почвенной микробиоты. Так, при фиксированной концентрации бенз(а)пирена, увеличение концентрации сопутствующих полиаренов пироугля приводило к понижению интенсивности БД и СИД относительно образца с меньшей их концентрацией, а также увеличивало период адаптации почвенной микробиоты к загрязнителю.
