Введение 3
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 5
1. Компостирование 5
1.1 Факторы компостирования 7
1.2 Нефтесодержащие отходы и нефтешламы 10
1.3 Ремедиация 12
1.3.1 Биоремедиация 12
1.3.2 Биоаугментация 14
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 17
2.1 Схема эксперимента 17
2.2. Определение массовой концентрации углеводородов 18
2.3.Оценка микробной биомассы методом субстрат-индуцированного
дыхания 18
2.4. Оценка респираторной активности почвы 19
2.5. Биотестирование почвенных образцов с использованием семян овса
(Avena sativa L.) 20
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ 22
3.1 Динамика содержания углеводородов 22
3.2 Динамика микробной активности 24
3.3 Фитотоксичность 27
Вывод 30
Список использованной литературы 31
Нефтехимические и нефтеперерабатывающие предприятия являются источником загрязнения почв, вследствие аварийных ситуаций на объектах хранения и переработки нефтепродуктов. Нефть и нефтепродукты являются загрязнителями всех компонентов биосферы - почвенного покрова, растительности, поверхностных вод и атмосферного воздуха. Экологические последствия загрязнения почв нефтепродуктами зависят от параметров загрязнения, свойств почвы и характеристик внешней среды. Нефтяной шлам представляет большую опасность для окружающей среды и подлежит захоронению или переработке.
В настоящее время для снижения степени опасности нефтешламов все чаще применяют методы биоремедиации. Они включают в себя стимуляцию аборигенной микрофлоры шламов за счет аэрации и увлажнения, добавление питательных и структурирующих агентов, а также внесение микроорганизмов-деструкторов нефтепродуктов. Эффективность того или иного метода ремедиации необходимо оценивать для каждого вида нефтешлама индивидуально, для сокращения сроков и расходов на ликвидацию возможного экологического ущерба. В настоящее время предложен широкий спектр технологий с применением различных средств для очистки нефтезагрязненных водных и почвенных объектов, в том числе с использованием биопрепаратов на основе природных углеводород- окисляющих микроорганизмов (УОМ).
Целью нашей работы стало сравнение эффективности трех методов биоремедиации нефтешлама:
а) с использованием компоста из муниципальных отходов;
б) с использованием этого же компоста и дополнительным внесением биопрепарата на основе 4-х штаммов УОМ;
в) с использованием этого же компоста и дополнительным двукратным внесением биопрепарата на основе 4-х штаммов УОМ
Для достижения данной цели нами были поставлены следующие задачи:
1. Оценка эффективности разложения углеводородов в процессе биоремедиации нефтешлама тремя методами;
2. Оценка микробной активности, включая измерение респираторной активности и микробной биомассы в процессе биоремедиации нефтешлама тремя методами;
3. Оценка изменения фитотоксичности в процессе биоремедиации нефтешлама тремя методами.
1. Установлено, что эффективность снижения содержания углеводородов сопоставима при использовании трех методов биоремедиации. Так, в образце I количество углеводородов снижается с 48,9г/кг до 27,5г/кг на 63 сутки, в образце II - с 42,9г/кг до 27г/кг на 63 сутки, в образце III - с 52,2г/кг до 25,1г/кг на 63 сутки. После 63 суток уровень содержания нефтепродуктов остается неизменным.
2. Наибольшее значения респираторная активности в пробе I было отмечено на 5 сутки (87,3 мг СО2-С/г в час), в пробе II - 7 сутки, а в пробе III - на 28 сутки. После 42 суток значения во всех пробах снижались. Значения микробной биомассы для пробы I колебались до 63 суток, от 1344,2 мг СО2- С/г в час до,1137,7мг СО2-С/г в час для пробы II колебались до 63 суток, от
369,2 мг СО2-С/г в час до 489,8мг СО2-С/г в час , для пробы III колебались до 63 суток, от 3100,6 мг СО2-С/г в час до 1543,9 мг СО2-С/г в час. В целом, значения микробной активности для всех трех образцов не различались существенно.
3. В пробе I значения GI на 0 сутки составляет 30,3%, а на 150 - 104,7%. В пробе II значения GI на 0 сутки составляет 46,7%, а на 150 - 131,4%. В пробе III GI на 60 сутки составляет 7,03%, а на 150 - 79,5%.
1. Ахмадиев М. В., Рудакова Л.В., Разработка исходных данных для проектирования опытно-промышленного биоредактора по биоремедиации нефтезагрязненных почв // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе, 2012-34-37с.
2. Брязгина Е.Ю., Насыров Р.Р., Латыпова З.А., Хазимова Л.Р.,Утилизация нефтесодержащих отходов // Нефтегазовое дело, 2013-206-207с.
3. Гончарук Е.И., Руководство к лабораторным занятиям по коммунальной гигиене // М.: Медицина, 1982-167-182с.
4. Имранова Е.Л., Кириенко О. А., Влияние загрязнения почвы нефтепродуктами на состав микробного сообщества // Изд-во Тихоокеан. гос. ун-та, 2010-4-12с.
5. Кларенс Г., Голуэк., Под редакцией Видсона Д., Утилизация твердых отходов // М.: Стройиздат, 1985-336с.
6. Ковалёв Н.Г., Барановский И.Н., Органические удобрения в XXI веке // Биокныерсия органического сырья // Тверь: ЧуДо, 2006-304с.
7. Кузнецов А.Е., Гррадова Н.Б., Лушников С.В., Энгельхарт М., Вайссер Т., Чеботаева М.В., Прикладная экобиотехнология // Москва: Бином, 2012¬472-620с.
8. Логинова О.О., Данг Т.Т., Белоусова Е.В., Шевченко М.Ю., Грабович М.Ю., Шалимова С.С., Биодеградация нефтепродуктов в почве штаммами микроорганизмов // Организация и регуляция физиолого - биохимических процессов: межрегиональный сборник научных работ // Воронеж, 2010-129¬136с.
9. Марченко М.Ю., Шуктуева М.И., Биоремедиация нефтезагрязненных почв // Башкирский химический журнал №4, Том 18, 2011-191-195с.
10. Мифтахова А.М., Некоторые аспекты взаимоотношений высших растений и микроскопических грибов в почвах, загрязненных нефтью // Вестник башкирского университета №3, 2005-41-47с.
11. Плешакова Е. В., Разработка нового метода определения токсичности нефтезагрязненной почвы, Саратовский гос. ун-т., 2010-1-7с.
12. Селивановская С.Ю., Отходы производства и потребления: правовое регелирование, утилизация, размещение, Казан. гос. ун-т., 2009-222с.
13. Трубецкой О.А., Чиаватта К., Трубецкая О.Е., Электрофоретический мониторинг созревания гуминоподобных веществ в процессе компостирования органических отходов // Материалы 2-й Международно - практической конференции «Дождевые черви и плодородие почв», Владимир, 2004-175-184с.
14. Шихова Л.Н., Лисицын Е.М., Экологические проблемы и природопользование //Вестник Удмуртского университета, №2, 2014-7-13с.
15. Шпис Т.Э., Ананьева Ю.С., Влияние почвенных факторов на формирование фитотоксичности черозёмов // Вестник Алтайского государственного аграрного университета, №11(73), 2010-27-30с.
16. Ягафарова Г.Г., Леонтьева С.В., Сафаров А.Х., Ягафаров И.Р. //Современные методы переработки нефтешламов, М.: Химия, 2010-190с.
17. Bastida F., Kandeler E., Moreno J.L., Hernandez T., Garcia C., Application of fresh and composted organic wastes modifies structure, size and activity of soil microbial community under semiarid climate // Appl. Soil Ecol. V. 40, No 2, 2008- P.318-329.
18. Gibson D. T. and Sayler G. S., Scientific foundations of bioremediation: current status and future needs // Washington, D.C.: American Academy of Microbiology // Mol. Ecol. 11, 1992-P.17-24.
19. Gibson D. I., and Subrahamanian V., Microbial degradation of aromatic hydrocarbons // Microbial degradation of organic compounds. Mercel Dekker, Inc., New York, 1984-P.181-252.
20. Harmsen M. C., Schuren F. H. J., Moukha S. M., Carin M. Z., Punt P. J. & Wessels J. G. H., Sequence analysis of the glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase genes from the basidiomycetes Schizophyllum commune, Phanerochaete chrysosporium and Agaricus bisporus. Curr Genet 22, 1997-P.447- 454.
21. Shelton D.R., and Tiedje J. M., General method for determining anaerobic biodegradation potential // Appl. Environ. Microbiol, 1984-P.850-857.
22. ISO 11269-1, 2012, Качество почвы. Определение воздействия загрязняющих веществ на флору почвы - Часть 1. Метод измерения замедления роста корней, 2012-16с.
23. Jenkinson D S., Powison D S., The effects of biocidal treatments on metabolism in soil—V. The decomposition of fumigated organisms in soil // Soil Biol. Biochem. , 1976-P.203-208.
24. Jiang Y., Kirsty J. Brassington, Prpich G., Graeme I. Paton, Kirk T. Semple, Simon J.T. Pollard, Frederic Coulon., Insights into the biodegradation of weathered hydrocarbons in contaminated soils by bioaugmentation and nutrient stimulation // Chemosphere 161, 2016-P.300-307.
25. Kaupp S., Sinkkonen A., Romantschuk M., Enhancing bioremediation of diesel-fuel-contaminated // International Biodeterioration & Biodegradation 65, 2011-P.359-368.
26. Wang X.P., Bartha R., Effects of bioremediation on residues, activity and toxicity in soil contaminated by fuel spills // Soil Biol. Biochem., 1990-P.501-505.
27. Zucconi, F. A. Pera; M. Forte and M. de Bertoldi., Evaluating toxicity of immature compost // BioCycle, 22 (4), 1981-P.54-57.