Искаков К.А., Берниязов С., Каримова С.С., Исаева А.У.
ВЛИЯНИЕ НЕФТЯНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ НА МИКРОФЛОРУ СУГЛИНИТЫХ СЕРОЗЕМОВ ЮГА КАЗАХСТАНА *
Аннотация:
нефтяное загрязнение почвы влияет на изменение структуры почвенного микробоценоза, при этом установлена зависимость между количественно-качественными харктеристиками нефтепродуктов и закономерностями распространения гетеротрофных, углеводородокисляющих микроорганизмов и микромицетов по горизонтам почв. В условиях юга Казахстана высокая температура и интенсивная инсоляция в летнее время являются лимитирующими факторами для развития микрофлоры в верхних слоях почвы.
Ключевые слова:
нефтяное загрязнение, микрофлора почвы, титр микроорганизмов, инсоляция
Проблема нефтяного загрязнения окружающей среды в местах нефтедобычи, транспортировки и переработки, до сих пор остается одним из серьезных экологических вопросов современности. Даже незначительное загрязнение почвы нефтепродуктами приводит к изменению структуры почвенного биоценоза, снижает биологические показатели почвы и влияет на окислительно-восстановительные процессы почвы [1, 2]. С другой стороны, известно, что при биорекультивационных работах наиболее эффективно оптимизировать как подавленные естественные микробиологические процессы в почве путем искусственного восстановления оптимальных параметров жизнедеятельности углеводородокисляющих микроорганизмов, так и регулировать состав микробоценоза за счет аугментации активных штаммов микроорганизмов-окислителей высокомолекулярных соединений нефти[3,4]. Известен широкий ряд микроорганизмов различных таксономических групп, способных прямо или косвенно деградировать соединения нефти в почве [5]. В этой связи изучение реакции почвенной микрофлоры на нефтяное загрязнение почвы для последующего выделения микроорганизмов-деструкторов остается одним из важных этапов биоремедиационных мероприятий.Объектом исследования послужили нефтезагрязненные почвы одного из нефтеперерабатывающих предприятий юга Казахстана, представленные светлыми и типичными суглинистыми сероземами. Для данного типа почв характерно низкое содержание гумуса и высокая карбонатность[5], при этом содержание гумуса в верхних горизонтах варьирует в пределах 1-4% в зависимости от типа серозема. Гумус представлен фульватными и гуматно-фульватными соединениями в соотношении 0,7-0,9. Реакция сероземов слабо-щелочная 8,1-8,5, с невысокой емкостью поглощения 10-20 мг-экв на 100 г почвы. Сумма поглощенных кальция и магния 92-98% от общей емкости поглощения. Сухой остаток водной вытяжки в верхних горизонтах достигает 0,1%, до глубины 1,5-2,0 солей еще меньше. Содержание карбонатов в горизонте их максимального содержания находится в пределе 5-11%. В минералогическом составе преобладают первичные минералы как кварц, полевые шпаты, кальцит. Вторичные минералы представлены гидрослюдами, монмориллитами, хлоритами и врмикулитом[6]. Почвы производственной зоны предприятии загрязнены нефтью, бензинами различных марок и мазутом.Анализ нефтяного загрязнения почв на предприятии показал, что содержание нефтепродуктов в них может колеблется от 1,0 до 25,0 г/100 г почвы.Изучение самоочищающей активности нативной почвы проводили по численности гетеротрофных и углеводородокисляющих микроорганизмов. Было установлено, что в контрольных образцах грунта в составе автохтонной микрофлоры преобладают бактерии, численность которых достигает 4,1?106 кл/г. При определении доли углеводородокисляющих микроорганизмов в общем составе микрофлоры почвы установлено, что порядка 30% микроорганизмов, выросших на мясо-пептонном агаре, способно использовать углеводороды нефти в качестве единственного источника углерода и энергии. Анализ состояния спонтанной микрофлоры на незагрязненных и загрязненных нефтепродуктами грунтов показал, что численность основных групп гетеротрофных бактерий в нефтезагрязненных грунтах снижена на 63,2±5,0 %, численность актиномицетов на 70,9±6,5%, спорообразующих микроорганизмов на 68,0±6,0%, что объясняется токсичным действием нефтепродуктов на жизнедеятельность микроорганизмов. Интересно отметить, что количество азотфиксирующих микроорганизмов в нефтезагрязненных почвах увеличивается, в среднем, на 25,2±2,1%. С другой стороны, качественный состав микрофлоры достаточно однороден и представлен такими родами, как Pseudomonas, Rhodococcus, Micrococcus и рядом грамположительных палочковидных бактерий. При аварийных локальных разливах нефтепродуктов, например в местах под стыками нефтепроводов или узлам управления задвижками, наблюдалось резкое снижение численности гетеротрофных микроорганизмов, однако на 4-5 сутки титр естественной микрофлоры повышается, что вероятно, связано с завершением периода адаптации почвенной микробиоты к изменившимся физико-химическим условиям среды. Результаты микробиологических исследований показали, что основное количество гетеротрофной микрофлоры сосредоточено в горизонте почвы 0-10 см, что можно объяснить оптимальными условиями для жизнедеятельности данной группы микроорганизмов: доступ кислорода, достаточная влажность, газо-воздушный режим. По мере увеличения глубины отбора пробы титр гетеротрофных микроорганизмов снижается на 1-2 порядка. Кроме того, было выявлено, что распространение углеводородокисляющих микроорганизмов по почвенным горизонтам коррелирует с молекулярной массой загрязняющих нефтепродуктов. Установлено, что на участках, загрязненных тяжелыми фракциями нефтепродуктов как мазут в количестве 107100мг/кг почвы или нефть в количестве 44860мг/кг почвы, наибольшее количество данной группы микроорганизмов сосредоточено в горизонте 10-20см и 20-30см. На участках, загрязненных дизельным топливом, как содержание нефтепродукта, так и титр микроорганизмов 107 кл/г самое высокое в горизонте 0-10 см. Кроме того, высокий титр микроорганизмов 108 кл/г отмечен в пробах почв горизонта 0-10 см, загрязненных бензином марки АИ 92 в количестве 47650мг/кг почвы. Наибольшее количество микромицетов 105-106 кл/г выявлено на глубинах 10-20 и 20-30 см, где отмечается длительный период загрязнения почвы нефтепродуктами («историческое» загрязнение), на участках со «свежими» загрязнениями количество микромицетов не превышает 10-102 кл/г. Таксономический анализ определяет их принадлежность к рр. Penicillium, Aspergillus, Candida, Rhodotorula.С другой стороны, юг Казахстана характеризуется высоким уровнем инсоляции и иногда экстремальными температурными характеристиками в летнее время (до +45+550С), что ограничивает распространение микроорганизмов в горизонте А (0-10 см) до 102-103 кл/г. Таким образом, в результате проведенных исследований было установлено, что распространение гетеротрофных, углеводородокисляющих микроорганизмов и микромицетов по горизонтам суглинистых сероземных почв юга Казахстана неоднородно и зависит как от качественных характеристик загрязняющих нефтепродуктов, так и погодно-климатических условий.
Номер журнала Вестник науки №12 (69) том 3
Ссылка для цитирования:
Искаков К.А., Берниязов С., Каримова С.С., Исаева А.У. ВЛИЯНИЕ НЕФТЯНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ НА МИКРОФЛОРУ СУГЛИНИТЫХ СЕРОЗЕМОВ ЮГА КАЗАХСТАНА // Вестник науки №12 (69) том 3. С. 1257 - 1262. 2023 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/11790 (дата обращения: 19.05.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2023. 16+