Экологические аспекты трансформации ферментного пула почвы при нефтяном загрязнении и рекультивации

38

Размещено на http://www.allbest.ru/

Специальность 03.00.27 - почвоведение

03.00.16 - экология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора биологических наук

Экологические аспекты трансформации ферментного пула почвы при нефтяном загрязнении и рекультивации

Новоселова Евдокия Ивановна

Воронеж 2008

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Башкирский государственный университет»

Научные консультанты доктор биологических наук, профессор Киреева Наиля Ахняфовна

доктор биологических наук, профессор Хазиев Фангат Хаматович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Девятова Татьяна Анатольевна

доктор биологических наук, профессор Селивановская Светлана Юрьевна

доктор биологических наук, профессор Русанов Александр Михайлович

Ведущая организация Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова, факультет почвоведения

Защита состоится « 27 » мая 2008г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 212.038.02 при Воронежском государственном университете по адресу: 394006, г. Воронеж, Университетская пл., 1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного университета

Ученый секретарь диссертационного совета Брехова Л.И.

Общая характеристика работы

агрохимический нефтезагрязненный фермент почва

Актуальность исследования. Почва является неотъемлемой частью любой наземной экосистемы и играет важную роль в поддержании устойчивости биосферы. Ее бесконтрольное использование приводит к разрушению почвенного покрова. Деградация почв носит глобальный характер и является одной из самых главных причин экологического кризиса (Добровольский, 1997, 2003; Никитин, 2003).

Антропогенная деградация почв в районах добычи, транспортировки и переработки нефти часто связана с загрязнением нефтью и нефтепродуктами, относящимися к приоритетным загрязнителям биосферы. На сегодняшний день это загрязнение является экологической проблемой мирового масштаба (Аржанников, Громова, 2001). По экспертным оценкам, загрязнение почвы в результате деятельности нефтедобывающих и транспортных предприятий на территории России достигает сотен тысяч гектаров. В Башкирии ежегодно загрязняется 72 тыс. м2 поверхности в год (Абдрахманов, 1993). Разливы нефти вследствие аварий на нефтепроводах оцениваются миллионами тонн.

Загрязнение почвы нефтью нарушает ее стабильное функционирование: меняются физико-химические свойства, характер биохимических процессов, подавляется активность микробиоты (Kiss, 1985; Исмаилов, 1988; Пиковский, 1993; Гузев и др., 1989; Oberbremer, Mьller-Hurtig, 1989; Киреева и др., 1994; Kiss, 1995; Киреева и др., 1996; Киреева и др., 1997; Гилязов, 1999; Margesin et al., 2000; Хабиров и др., 2001; Kiss, 2001; Габбасова, 2002; Киреева и др., 2004; Рахимова и др., 2005).

Почвы, несмотря на техногенные воздействия, способны поддерживать гомеостаз за счет регуляторных механизмов, основанных на микробном пуле и пуле ферментов, контролирующих синтетико-деструктивные биохимические процессы в почве (Звягинцев, 1978; 2003; Хазиев, 1982). Ферменты участвуют в процессах «самоочищения» почв от экзогенных веществ, трансформируя, нейтрализуя, разрушая не свойственные почвам вещества, которые могут быть токсичными изначально или в результате их накопления выше определенных пределов (Исмаилов, 1982; Пиковский, 1988). Гидролитические и окислительно-восстановительные ферментные системы включают в биогеохимические циклы азот, фосфор, углерод, серу. Тем самым пул ферментов непосредственно участвует в осуществлении почвой ряда экологических функций: трофической, санитарно-восстановительной и др. Ферменты системы микроорганизмы - почва играют важную роль в сохранении биохимического равновесия в почве при ее различных загрязнениях (Хазиев, 1982). Благодаря ферментному пулу метаболизм почвы может сохраняться стабильным, даже если условия окружающей среды неблагоприятны для жизнедеятельности микроорганизмов.

Вторжение потоков углеводородов, имеющих различные физико-химические характеристики, в биосферу происходит в разных природно-климатических условиях, что ведет к обилию ответных реакций природных систем. Процесс «самоочищения» и восстановления почв до исходного уровня длителен, это вызывает необходимость разработки приемов рекультивации с учетом их региональных особенностей, несмотря на значительное число исследований, выполненных по этой проблеме.

Цель работы - комплексная оценка состояния ферментативного пула почв в условиях нефтяного загрязнения и при рекультивации.

Задачи исследований:

1. Изучить трансформацию агрохимических свойств нефтезагрязненных почв и распределение нефти по почвенному профилю.

2. Изучить в почвах, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, состояние пула ферментов, участвующего в обмене азотсодержащих органических веществ, в углеводном обмене, особенности обмена фосфорсодержащих органических веществ, серусодержащих соединений, активность гидролазы эфиров карбоновых кислот - триацилглицерол-липазы.

3. Изучить состояние окислительно-восстановительных процессов в почвах, загрязненных нефтью и нефтепродуктами по активности оксидоредуктаз.

4. Изучить состояние ферментного пула, пула микроорганизмов в нефтезагрязненных почвах при проведении различных рекультивационных мероприятий.

Научная новизна исследований.

Впервые на территории Башкортостана в полевых, микрополевых, лабораторных опытах проведена комплексная оценка состояния ферментов азотного, углеводного, серного, фосфорного обмена серой лесной почвы и выщелоченного чернозема в условиях нефтяного загрязнения. Охвачен большой спектр ферментов различных классов и проанализированы изменения их активности при загрязнении почв сырой и товарной нефтью и различными нефтяными фракциями [ЛГК (легкий газойль коксования), ЭМ II (экстракт второй масляной фракции), Г (гудрон), КО (крекинг остаток), А (асфальтит), ДТ (дизельное топливо), ММ (моторное масло), Б (бензин), ДГФ (дистилят газойлевой фракции)], нефтяными углеводородами (н- парафины, циклопарафины, циклогексан, н-гексадекан, ароматические углеводороды), продуктами окисления углеводородов (гексадециловый спирт, пальмитиновая, бензойная и салициловая кислоты). В результате исследований предложено использовать активность некоторых ферментов в качестве диагностических показателей загрязненности почв нефтью - уреазы, нитрат- , нитритредуктазы, липазы, аскорбатоксидазы. Показано появление «компенсационных механизмов», за счет действия которых предотвращаются потери серы. Приведен материал многолетних исследований по окислительно-восстановительным ферментам, участвующим в трансформации нефтяных углеводородов (пероксидаза, полифенолоксидаза, каталаза, дегидрогеназа). Впервые изучена аскорбатоксидазная, липазная активность в почвах, подвергшихся нефтяному загрязнению в Южном Предуралье. Модифицированы методы определения активности дегидрогеназы и липазы.

Разработаны и проверены на практике приемы рекультивации нефтезагрязненных почв с учетом природно-климатических условий Южного Предуралья и их влияние на ферментативную активность почв. Первый ряд приемов направлен на стимуляцию естественной углеводородокисляющей микробиоты, он включает в себя ежегодное внесение органо-минерального комплекса. Второе направление - внесение активного ила биохимкомбината, содержащего естественную ассоциацию углеводородокисляющих микроорганизмов и питательные вещества - соединения азота, фосфора, калия, микроэлементы в составе ила. Третье направление - очистка почв путем внесения препарата Бациспецин, полученного на основе природного штамма Bacillus sp. 739 в Институте биологии УНЦ РАН (г.Уфа), четвертое - фитомелиорация нефтезагрязненной почвы с использованием люцерны в качестве фитомелиоранта. Все испытанные приемы рекультивации показали свою эффективность в повышении активности ферментного пула загрязненных нефтью почв и в ускорении процессов их восстановления.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Нефтяное загрязнение является фактором, нарушающим систему физических, химических и биологических свойств почвы. Существенные изменения выявляются в активности пула ферментов, участвующих в обмене азот-, фосфор-, серусодержащих органических веществ, в углеводном обмене, в окислительно-восстановительных реакциях. Уменьшается активность изученных ферментов, участвующих в углеводном обмене, обмене соединений органического фосфора почвы, активность большинства изученных ферментов обмена азотсодержащих органических соединений. При загрязнении почв нефтью меняются процессы трансформации соединений серы.

2. Нефтяные углеводороды отличаются по своему действию на активность изученных ферментов.

3. Внесение органо-минеральных удобрений, активного ила, использование биопрепарата Бациспецин, фитомелиорация эффективны в восстановлении активности ферментного пула, пула микроорганизмов загрязненных нефтью почв и ускорении процессов их рекультивации.

Практическая значимость работы. Установленная специфика функционирования пула ферментов, участвующего в азотном, углеводном, серном, фосфорном обменах, позволяет научно обоснованно корректировать направленность биохимических процессов в нефтезагрязненных почвах для наиболее полного обеспечения доступными элементами питания как микроорганизмов, так и растений. Активность ряда ферментов можно использовать в практике биомониторинга почв, подвергшихся нефтяному загрязнению. Предложенный метод рекультивации серой лесной почвы, загрязненной в результате прорыва магистрального нефтепровода, опубликован в информационном листке ЦНТИ и внедрен в колхозе «Рассвет» Калтасинского района. Препарат Бациспецин опробирован в условиях Южного Предуралья на Сергиевском месторождении (Чекмагушевский район), Западной Сибири (территория Быстринскнефть ПО Сургутнефтегаз) и показал свою эффективность в разных климатических зонах (на основе разработанного метода получен патент РФ №2077397, МКИ В 09 с 1/10.).

Апробация работы. Материалы диссертационной работы апробированы на международных симпозиумах и конференциях: «Современные проблемы биоиндикации и биомониторинга» (Сыктывкар, 2001; 2003), «Почва как связующее звено функционирования природных и антропогенно-преобразованных экосистем» (Иркутск, 2001), «Проблемы биодеструкции техногенных загрязнений окружающей среды» (Саратов, 2005), «Вiдновлення порушених природных экосистем» (Донецьк, 2002), «Экология и биология почв» (Ростов - на - Дону, 2004, 2007); «Биологическая рекультивация и мониторинг нарушенных земель» (Екатеринбург, 2007), «Экология биосистем: проблемы изучения, индикации и прогнозирования» (Астрахань, 2007); на Всесоюзных и Всероссийских съездах, конференциях и симпозиумах: микробиологического общества (Алма-Ата, 1985) и общества почвоведов (Ташкент, 1985; Новосибирск, 1989, 2004; Санкт-Петербург, 1996), общества биотехнологов России (Москва, 2005); «Мониторинг нефти и нефтепродуктов в окружающей среде» (Уфа, 1985), «Проблемы рекультивации нарушенных земель» (Свердловск, 1988); «Региональные проблемы экологии» (Казань, 1985), «Микробиологические процессы в почвах и урожайность сельскохозяйственных культур» (Вильнюс, 1986), «Биология почв антропогенных ландшафтов» (Днепропетровск, 1991), «Актуальные вопросы мониторинга экосистем антропогенно-нарушенных территорий» (Ульяновск, 2000); «Проблемы экологии Южного Урала» (Оренбург, 2007); на региональных конференциях (Уфа 1983, 1984, 1985, 1986, 1987, 1989, 1995, 1996).

Личный вклад автора в работу. Диссертационная работа является результатом многолетних (1982-2007 гг.) исследований по изучению влияния нефти и нефтепродуктов на биологическую активность почв Южного Предуралья. Все результаты получены лично автором или при его непосредственном участии. Доля личного участия в совместных публикациях пропорциональна числу соавторов.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 72 работы, в том числе 2 монографии, 2 учебных пособия, 1 внедрение, 1 патент, 14 работ опубликованы в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 10 глав, заключения, выводов, списка литературы. Работа изложена на 340 страницах машинописного текста, в том числе 62 таблицы, 70 рисунков. Список литературы включает 558 источников, из них 132 на иностранном языке.

Выражаю искреннюю благодарность проф., д.б.н. Киреевой Н.А.; заслуженному деятелю науки РФ, ведущему научному сотруднику лаборатории почвоведения Института биологии УНЦ РАН, чл. корр. АН РБ проф., д.б.н. Хазиеву Ф.Х. за поддержку, помощь в проведении экспериментов и консультации; д.б.н. заведующему лабораторией почвоведения Института биологии УНЦ РАН Габбасовой И.М. за консультации при написании работы, сотрудникам лаборатории почвоведения Института биологии УНЦ РАН, а также коллегам по работе, принимавшим участие в проведении экспериментов: к.б.н. Ямалетдиновой Г.Ф., аспирантам Тарасенко Е. М, Валиуллиной (Шамаевой) А.А., Онеговой Т.С. и многим другим за неоценимую помощь в работе.

Содержание работы

В главе 1 «Структурно-функциональная трансформация биогеоценоза при нефтяном загрязнении и пути его восстановления» (Обзор литературы) в п.1.1 «Влияние нефтяного загрязнения на физические и химические свойства почв» приведены данные исследований по распределению нефти в почвенном профиле и ее влиянии на физико-химические свойства почв (Przedwojski et al., 1980; Андресон, Хазиев, 1981; Пиковский, Солнцева, 1981; 1993; Солнцева, 1998; Гилязов, 1999; Хабиров и др., 2001; Габбасова, 2002; Плешакова и др., 2005).

В п. 1.2. «Состояние микробиоты и ферментативной активности почв при нефтяном загрязнении» рассмотрено влияние различных концентраций нефти и углеводородов на состояние микробиоты и ферментативной активности почв в различных климатических условиях (Donnelly, Mikucki, 1987; Oberbremer, Muller-Hurtig, 1989; Гузев и др., 1989; Халимов и др., 1996; Киреева и др., 1996 а, б, 1997, 1998 а, 2004; Гилязов, 1999; Margesin et al., 2000; Kiss, 1985, 1995, 2001; Рахимова и др., 2005).

В п.1.3. «Рост и развитие растений в нефтезагрязненных почвах» подробно проанализированы причины ухудшения роста и развития растений на загрязненных почвах (Mac'kiewicz et al, 1982; Демидиенко и др., 1983; Тупицина и др., 2001; Аниськина и др., 2001; Киреева и др., 2002), использование высших растений как фитоиндикаторов техногенного загрязнения (Кавеленова, 1999, 2006).

В п.1.4. «Биоремедиация нефтезагрязненных почв» проведен анализ различных методов рекультивации нефтезагрязненных почв (Meller et al., 1995; Braddock et al., 1997; Киреева и др., 1998; Емцев и др., 2000; Аржанников, Громова, 2001; Медведева, 2002; Карасева и др., 2005).

В главе 2 «Объекты и методы исследований» описаны особенности природно-климатических условий изучаемого района, дана подробная характеристика исследуемых почв.

В течение более двадцати лет в многолетних полевых, микрополевых и лабораторных опытах изучалось влияние различных концентраций нефти и отдельных углеводородов на ферментативную активность серой лесной тяжелосуглинистой, темно-серой лесной среднесуглинистой, песчаной иллювиально-железисто-гумусовой почвы, чернозема выщелоченного среднесуглинистого. Условия постановки и проведения опытов приведены в диссертации.

Исследовались почвы, загрязненные сырой арланской, тюменской товарной (обессоленной, обезвоженной) нефтью, нефтепродуктами, краткая характеристика которых приведена в диссертации.

Аналитические исследования проводили на свежих образцах почвы. Разрыв во времени с момента отбора и поступления образцов в лабораторию составлял 2-3 дня. О биологической активности почвы и ее способности к самоочищению судили по ферментативной активности почв, численности основных физиологических групп микроорганизмов, интенсивности дыхания, содержанию остаточной нефти в почве, коэффициенту минерализации углеводородов, всхожести семян, урожайности сельскохозяйственных культур. Активность ферментов азотного, углеводного, фосфорного, серного, липидного обмена, окислительно-восстановительных ферментов, участвующих в биодеградации углеводородов, определяли по методам, описанным Ф.Х.Хазиевым (1976, 1990, 2005):

1. азотного обмена: - протеазы: субстрат - 1,5% казеин, время инкубации 24 часа, температура инкубации 30єС, активность выражали в мг тирозина на 1г почвы за 24 часа.

- уреазы: субстрат 10% мочевина, время инкубации 24 часа, температура инкубации 30єС, активность выражали в мг NН3 на 1г почвы за 24 часа.

- аспарагиназы: субстрат 3,3% аспарагин, время инкубации 48 часов, температура инкубации 30єС, активность выражали в мг NН3 на 1г почвы за 48часов.

- глутаминазы: 3% глутамин, время инкубации 24 часа, температура инкубации 30єС, активность выражали в мг NН3 на 1г почвы за 24 часа.

- нитратредуктазы: субстрат 1% азотнокислый калий, время инкубации 24 часа, температура инкубации 30єС, активность выражали в мг восстановленного NO3-на 10г почвы за 24 часа.

- нитритредуктазы: субстрат 0,5% раствор NaNO2, время инкубации 24 часа, температура инкубации 30єС, активность выражали в мг восстановленного NO2-на 10г почвы за 24 часа.

- гидроксиламинредуктазы: субстрат 0,5% солянокислый гидроксиламин, время инкубации 5 часов, температура инкубации 30єС, активность выражали в мг восстановленного NH2OH на 1г почвы за 5 часов.

2. карбогидраз: - инвертазы: субстрат 5% сахароза, время инкубации 24 часа, температура инкубации 30єС, активность выражали в мг глюкозы на 1г почвы за 24 часа.

- целлюлаз: субстрат 50мг целлофана, время инкубации 10 дней, температура инкубации 30є С, активность выражали в мг глюкозы на 20г почвы.

- амилаз: субстрат 2% раствор крахмала, время инкубации 24 часа, температура инкубации 30є С, активность выражали в мг мальтозы на 1г почвы за 24 часа.

- ксиланазы: субстрат 1% ксилан, время инкубации 3 суток, температура инкубации 30є С, активность выражали в мг ксилозы на 1мл реакционной смеси.

3. оксидоредуктаз: - каталазы: субстрат 3% Н2О2, время инкубации 1 мин., температура инкубации 30єС, активность выражали в мл О2 на 1г почвы за 1 мин.

- дегидрогеназ: субстрат 1% тритетразолий хлористый, время инкубации 24 часа, температура инкубации 30єС, активность выражали в мг формазана на 10г почвы за 24 часа. Для определения активности дегидрогеназ нами был дополнительно введен контроль для нефтезагрязненной почвы без субстрата, так как в спиртовой элюат экстрагировались сильно измененные в гипергенных условиях окисленные компоненты нефти, которые значительно завышали данные по дегидрогеназной активности.

- пероксидаз: субстрат 1% гидрохинон, 1 мл 0,05% перекись водорода, время инкубации 1час, температура инкубации 30єС, активность выражали в мг 1,4-п-бензохинона на 1г почвы за 1 час.

- полифенолоксидаз: субстрат 1% гидрохинон, время инкубации 1час, температура инкубации 30є С, активность выражали в мг 1,4-п-бензохинона на 1г почвы за 1 час.

- аскорбатоксидазы: субстрат 1% аскорбиновая кислота, время инкубации 1час, температура инкубации 30єС, активность выражали в мг дигидроаскорбиновой кислоты на 100г почвы за 1час.

4. фосфогидролаз: - фосфатазы: субстрат 1% фенолфталеинфосфат натрия, время инкубации 1час, температура инкубации 30єС, активность выражали в мг фенолфталеина на 1г почвы за 1час.

- фитазы: субстрат 5% пирофосфат натрия, время инкубации 1час, температура инкубации 30є С, активность выражали в мг Р2О5 на 10г почвы за 1час.

- АТФазы: субстрат 0,02М АТФ-Nа, время инкубации 1час, температура инкубации 30є С, активность выражали в мг Р на 100г почвы за 1час.

- нуклеаз (РНК-аза, ДНК-аза): субстрат РНК или ДНК, время инкубации 1час, температура инкубации 30єС, активность выражали в мг деполимеризованной нуклеиновой кислоты за 1 час на 1г почвы.

5. серного обмена: - цистеиндегидрогеназы: субстрат 0,3М раствор цистеина, время инкубации 2 часа, температура инкубации 30єС, активность выражали в мг формазана на 10г почвы за 2часа.

- сульфатредуктазы: субстрат 0,5н Na2SO4, время инкубации неделя, температура инкубации 30єС, активность выражали в мг восстановленного SO2-4 на 1г почвы.

- сульфитредуктазы: субстрат 0,6М сульфит натрия, время инкубации 24 часа, температура инкубации 30єС, активность выражали в мг восстановленного SO2-3 на 1г почвы за 24 часа.

- сульфидоксидазы: субстрат 1% Na2S, время инкубации 48 часов, температура инкубации 30єС, активность выражали в мг SO2-4 на 100г почвы за 24 часа.

- сульфитоксидазы: субстрат 0,5М раствор сернистокислого натрия, время инкубации 1 час, температура инкубации 30єС, активность выражали в мг SO2-3 на 1г почвы за 1 час.

- арилсульфатазы: субстрат 1% раствор п-нитрофенилсульфата калия, время инкубации 1 час, температура инкубации 30єС, активность выражали в мг S на 100г почвы за 1 час.

6. гидролазы эфиров карбоновых кислот - триацилглицерол-липазы. Методика модифицирована. Вместо подсолнечного масла в качестве субстрата использовали 3,3% оливковое масло, эмульгированное на ультразвуковом диспергаторе УЗДН - 1 в поливиниловом спирте, время инкубации 72 часа, температура инкубации 30єС, активность выражали в мл 0,05N KOH на 1г почвы.

Учет численности основных физиологических групп микроорганизмов проводили общепринятыми методами посева почвенной суспензии на агаризованные питательные среды: гетеротрофные микроорганизмы - на МПА, целлюлозоразрушающие аэробы - на среду Гетчинсона, актиномицеты - на КАА, грибы - на среду Чапека, сульфатвосстанавливающие бактерии (СВБ) - на среду Постгейта, тионовые бактерии - на среду Ваксмана и Бейеринка, нитрификаторы I и II фаз - на голодный агар с аммониево-магниевыми солями, углеводородокисляющие микроорганизмы - на среду Ворошиловой - Диановой (Егоров, 1976; Колешко, 1981; Методы..., 1991). Агрохимические и агрофизические анализы почв проводили общепринятыми методами (Аринушкина, 1970; Вадюнина, Корчагина, 1989). Содержание остаточных нефтепродуктов определяли горячей экстракцией метиленхлоридом (McGill, Rowell, 1980), содержание серы - спектральным методом на инфракрасном анализаторе ИК-4250, интенсивность дыхания почв по А.Ш.Галстяну (1974), коэффициент минерализации углеводородов по Н.М.Исмаилову с соавт.(1984).

Статистическая обработка результатов проводилась по Е.А.Дмитриеву (1995) и с использованием пакета прикладных программ Excel, Statistica V.4.5. В таблицах приведены среднестатистические данные.

В главе 3 «Влияние нефтяного загрязнения на агрохимические свойства почв и распределение нефти по профилю» показан характер распределения сырой нефти по профилю серой лесной почвы после загрязнения и через три года. Установлено изменение агрофизических и агрохимических свойств серой лесной и темно-серой лесной почв при загрязнении сырой и товарной нефтью (структурно-агрегатный состав, содержание общего углерода, поглощенных катионов, рН, содержание аммиачного и нитратного азота, подвижного фосфора). Степень их изменчивости зависела от свойств почвы и типа загрязняющей нефти.

В главе 4 «Ферменты обмена азотсодержащих веществ в нефтезагрязненных почвах» приведены результаты изучения влияния различных видов и доз нефти на пул ферментов азотного обмена. Показано, что с ростом дозы нефти активность протеаз снижалась пропорционально концентрации поллютанта (табл.1), параллельно отмечалось уменьшение содержания аммиачного и нитратного азота.

В течение продолжительного времени (7--8 лет) активность протеазы оставалась ниже контрольного значения и только через 10 лет в вариантах опыта с концентрацией нефти 8 л/м2, 16 л/м2 становилась выше, что свидетельствовало о длительности восстановления процесса протеолиза в нефтезагрязненных почвах. В серой лесной почве, загрязненной сырой и товарной нефтью (обессоленной, обезвоженной), гидролиз мочевины, осуществляемый уреазой, возрастал как в полевых, так и в лабораторных опытах (табл.1).

Высокие значения активности уреазы не всегда благоприятны, так как приводили к значительным потерям азота мочевины.

Таблица 1. Активность гидролаз обмена азотсодержащих веществ серой лесной почвы в слое Апах в разные сроки после загрязнения товарной нефтью (микрополевой опыт)

Ферменты	Сроки	Концентрация нефти, л/м2	НСР 0,95
		0	8	16	25
Протеаза, мг тирозина	1 мес.	0.33	0.24	0.12	0.05	0,09
	6 мес	0.32	0.20	0.10	0	0,11
	12 мес	0.33	0.16	0.08	0.02	0,10
Уреаза, мг NH3	1 мес.	0.39	0.48	0.68	1.24	0,10
	6 мес	0.36	0.52	0.74	1.20	0,07
	12 мес	0.37	0.53	0.76	1.20	0,10
Аспарагиназа, мг NH3	1 мес.	0.05	0.04	0.03	0,02	0,02
	6 мес	0.05	0.04	0.03	0.02	0,02
	12 мес	0.05	0.04	0.03	0.02	0,03
Глутаминаза, мг NH3	1 мес.	0,58	0,41	0,24	0,10	0,12
	6 мес	0,62	0,40	0,20	0,08	0,15
	12 мес	0,60	0,40	0,18	0,08	0,15

Характер изменения активности ферментов зависел и от состава углеводородов. Из изученных фракций нефти циклогексан и н-гексадекан повышали активность уреазы, ароматические углеводороды оказывали ингибирующий эффект (рис.1).

Рис.1. Влияние различных концентраций ароматических фракций, циклогексана, н-гексадекана на активность уреазы.

Это, очевидно, связано с наличием в их составе соединений фенольной и хиноидной природы (Долгова, 1975; Douglas, Bremner, 1971; Gonzales, Carcedo et al., 1982), что подтверждалось также исследованиями по влиянию фракций ЛГК (легкий газойль коксования), ЭМ II (экстракт второй масляной фракции) и Г (гудрон) на активность уреазы. Наибольшее ингибирующее действие через сутки после загрязнения даже при минимальной концентрации 0,5% оказывала фракция нефти ЛГК, которая содержала в своем составе ароматические углеводороды.

Из пула ферментов, участвующих в обмене азоторганических соединений, нефть значительно угнетала активность аспарагиназы, глутаминазы в серой лесной почве (табл. 1). Это связано, очевидно, с тем, что при нефтяном загрязнении в почве уменьшалось содержание аминокислот, так как в составе связанных и свободных аминокислот азоторганического комплекса почв аспарагин и аспарагиновая кислота составляют их доминирующую часть (Адерихин, Щербаков, 1974). Между двумя этими величинами нами установлена тесная корреляционная связь (r = 0,90-0,92; р?0,05).

Нитрат-, нитритредуктаза и гидроксиламинредуктаза в анаэробных условиях участвуют в процессах восстановления окисленных форм азота до аммиака. Активность нитрат- и нитритредуктазы под действием нефти в почве снижалась, а гидроксиламинредуктазы повышалась (табл.2). Выявлена тесная связь между активностью этих ферментов (r = 0,99 для нитрат- и r = 0,92 для нитритредуктазы; р?0,05) и нитрификационной активностью почвы.

Таблица 2. Активность редуктаз азотного обмена в нефтезагрязненной серой лесной почве

Концентрация нефти, л/м2	Нитритредуктаза, мг NO2-	Нитратредуктаза, мг NO3-	Гидроксиламинредуктаза, мг NH2 OH
	1 мес.	6 мес.	12 мес.	1 мес.	6 мес.	12 мес.	1 мес.	6 мес.	12 мес.
0	0,87	0,86	0,86	1,25	1,32	1,27	1,85	1,80	1,72
8	0,76	0,75	0,74	1,01	1,00	0,94	2,16	2,44	2,08
16	0,36	0,32	0,28	0,65	0,52	0,57	2,59	2,62	2,81
25	0,12	0,10	0,07	0,28	0,12	0,08	3,18	3,57	3,44
НСР 0,95	0,09	0,07	0,09	0,05	0,07	0,05	0,41	0,63	0,58

Низкая нитрификационная активность нефтезагрязненной почвы и низкое содержание нитратов (Хазиев и др., 1988) свидетельствовало о незначительном содержании специфического субстрата для образования и функционирования этих ферментов в почве. Повышение гидроксиламинредуктазной активности, вероятно, связано с тем, что восстановление нитратов в загрязненных почвах шло по пути ассимиляционной (неспецифической) денитрификации. Косвенным свидетельством этого являлось повышение содержания аммиачного азота в почве. Между активностью гидроксиламинредуктазы и содержанием аммиачных форм азота в загрязненной почве выявлена положительная корреляционная связь (r = 0,76; р?0,05).

Таким образом, при загрязнении почв нефтью подавлялась активность большинства изученных ферментов, участвующих в обмене азотсодержащих веществ. Характер влияния зависел от типа нефти, загрязнившей почву. Нефтяные углеводороды неоднозначно влияли на их активность.

В главе 5 «Активность карбогидраз в нефтезагрязненных почвах» показан характер изменений активности большой группы ферментов - карбогидраз, участвующих в круговороте углерода и расщепляющих углеводы различной природы и происхождения. В почвах, подвергшихся загрязнению сырой нефтью, ингибировалась активность инвертазы, что обусловлено снижением численности и активности целлюлозоразрушающих микроорганизмов (r = 0,5 в первый год после загрязнения; на второй - 0,79; на третий - 0,76; р?0,05), соответственно это сопровождалось уменьшением содержания в почве дисахаридов - субстрата инвертазы; структурных фракций 0,25мм, в которых сосредоточена максимальная активность инвертазы (в первый год исследований коэффициент корреляции составил 0,46; на второй год r = 0,60; р?0,05).

Характер влияния нефтяного загрязнения определялся свойствами загрязняемой почвы, главным образом, ее естественной буферностью. Активность инвертазы темно- серой лесной почвы, загрязненной товарной нефтью, в основном была на уровне контроля или выше на протяжении трех лет наблюдений, а в серой лесной почве - ниже контрольного уровня в течение трех лет (табл.3), и степень ее ингибирования пропорциональна концентрации загрязнителя.

Таблица 3. Изменения инвертазной активности (мг глюкозы) темно-серой среднесуглинистой и серой лесной тяжелосуглинистой почв при загрязнении различными дозами товарной нефти (Апах 0-20см)

Концентрация нефти, л/м2	Темно-серая почва	Серая лесная почва
	1	2	3	4	2	3	4	5
0	42,6	44,7	36,5	34,0	15,7	13,9	17,2	17,2
8	43,3	48,4	34,8	31,9	9,9	12,4	12,2	23,3
16	41,3	48,1	35,5	33,5	9,1	11,1	13,2	26,1
25	39,6	40,7	31,7	35,2	9,0	10,6	9,2	28,6
НСР 0,95	2,3	3,5	1,5	2,7	0,9	1,3	2,4	1,7

Примечание: 1 - через 3 суток после загрязнения, 2 - через год, 3 - через 2 года, 4 - через 3 года, 5 - через 10 лет.

По истечении времени нивелировались различия в активности инвертазы между вариантами с различными дозами загрязнения. Через 10 лет ее активность в загрязненной серой лесной почве была выше, чем в контроле (табл.3) и она увеличивалась пропорционально степени загрязнения. Стимуляторами ее активности могли быть продукты метаболизма нефти или остаточные компоненты растений.

Нефтяные углеводороды оказывали как ингибирующее, так и стимулирующее действие на активность этого фермента. Н-парафиновые и циклопарафиновые углеводороды повышали, ароматические фракции ингибировали процессы гидролиза сахаров (рис.2). Снижение активности инвертазы ароматическими углеводородами, вероятно, связано с низкой численностью целлюлозоразрушающих микроорганизмов (r = 0,97; р?0,05). Наличие полициклических ароматических углеводородов в легкой фракции нефти (ЛГК) делало ее токсичной для инвертазы даже при минимальном уровне загрязнения - 0,5%. Данный эффект сохранялся и через три месяца инкубации.

Снижение активности ферментов целлюлазы, амилазы, ксиланазы при загрязнении серой лесной почвы нефтью наблюдалось в полевых (табл.4) и лабораторных опытах. В качестве иллюстрации приведены данные по активность целлюлазы, так как характер влияния нефти на активность этих ферментов одинаков.

Таблица 4. Влияние товарной нефти на целлюлазную активность серой лесной почвы (Апах, 0-20см)

Концентрация нефти, л/м2	Целлюлаза, мг глюкозы
	3 сут	1 мес.	6 мес.	12 мес.
0	0,53	0,52	0,53	0,52
8	0,48	0,41	0,38	0,30
16	0,37	0,23	0,21	0,12
25	0,26	0,12	0,10	0,07
НСР 0,95	0,09	0,1	0,1	0,07

Ингибирующее действие нефти на активность ферментов прямо пропорционально концентрации внесенного в почву полютанта. Снижение активности ксиланазы с увеличением концентрации нефти связано в первую очередь с уменьшением поступления в почву ксиланов вместе с растительным опадом. В темно-серой лесной почве наблюдалась аналогичная закономерность. Снижение целлюлазной, амилазной активности при загрязнении коррелировало с численностью в них целлюлозоразрушающих микроорганизмов (r = 0,78-0,85; р?0,05), являющихся специфическими продуцентами целлюлаз.

Н-парафины и циклопарафины стимулировали активность инвертазы, целлюлазы, амилазы, ксиланазы прямо пропорционально их концентрации (0,5-2%) в течение всего лабораторного опыта. Ароматические фракции ингибировали активность этих ферментов, причем их ингибирующее действие с увеличением концентрации возрастало (рис.2).

Рис. 2. Влияние нефтяных углеводородов (2%) на активность инвертазы, целлюлазы, амилазы, ксиланазы в серой лесной почве через 3 мес.: 1 - контроль; 2 - н-парафины; 3 - циклопарафины; 4 - ароматические углеводороды.

Одними из конечных продуктов метаболизма нефти в почве являются кислородсодержащие соединения: спирты, кислоты, альдегиды и др. (Пиковский, 1993). В наибольшей степени инактивирующей способностью на пул ферментов, участвующих в углеводном обмене, обладала салициловая кислота (табл.5). Очевидно, при длительном загрязнении может происходить инактивация ферментного комплекса продуктами окисления или сополимеризации нефти в почве.

Таблица 5. Влияние некоторых продуктов окисления углеводородов (2%) на активность гидролаз, участвующих в круговороте углерода серой лесной почвы

Вариант	Инвертаза, мг глюкозы	Амилаза, мг мальтозы	Целлюлаза, мг глюкозы	Ксиланаза, мг ксилозы
Гексадециловый спирт Пальмитиновая кислота Бензойная кислота Салициловая кислота	16,6 ± 0,9 12,4 ± 0,06 8,3 ± 0,04 1,4 ± 0,07	0,38 ± 0,02 0,24 ± 0,01 0,18 ± 0,01 0,12 ± 0,01	0,41 ± 0,02 0,28 ± 0,01 0,10 ± 0,01 0,06 ± 0,01	0,31± 0,02 0,22 ± 0,01 0,12 ± 0,01 0,08 ± 0,01

Таким образом, загрязнение почвы нефтью снижало активность карбогидраз. Характер этих изменений зависел от состава нефти, ее химических и физических свойств, от естественной буферности почв.

В главе 6 «Фосфогидролазная активность нефтезагрязненных почв» рассмотрены материалы, полученные в полевых и лабораторных экспериментах по влиянию нефтяного загрязнения на особенности обмена фосфорсодержащих веществ. Загрязнение серой лесной почвы товарной нефтью вело к снижению активности фосфатазы с ростом дозы загрязнителя на протяжении всего периода наблюдений (табл.6). Повышение активности фосфатазы сопровождалось ростом содержания в почве подвижного фосфора (r = 0,83; p?0,05).

Таблица 6. Влияние товарной нефти на рН, содержание подвижного фосфора, фосфатазную активность серой лесной почвы (Апах 0-20 см)

Концентрация нефти, л/м2	рНводн	Подвижный фосфор, мг Р2О5	Фосфатаза, мг фенолфталеина
	1	1	2	1	2	3	4
0	6.2	4,0	3,5	4,23	3,15	5,29	6,4
8	6.0	2,9	1,8	2,12	2,02	1,56	9,0
16	5.9	0,8	0,6	1,76	1,26	1,34	4,0
25	5.8	0,02	0,12	0,18	0,27	0,95	3,4
НСР 0,95		0,5	0,5	1,1	1,0	0,7	0,5

Примечание: 1 - через 1 мес., 2 - через 6 мес., 3 - через 12 мес., 4 - через 10 лет.

Высокие значения фосфатазы через 10 лет в варианте опыта с концентрацией нефти 8 л/м2, вероятно, связаны как с почти полной биодеградацией нефти, так, возможно, и со стимулирующим эффектом продуктов ее разложения. Однако более высокие концентрации оставались токсичными и через 10 лет после внесения. Н-парафиновые и циклопарафиновые

углеводороды стимулировали активность фосфатазы на протяжении всего срока наблюдения, ароматические же фракции, наоборот ингибировали. Рост концентрации ароматических углеводородов и длительность срока их воздействия усиливал ингибирующий эффект.

Гидролиз фитина - одной из основных форм почвенных фосфатов (Маркова, 1971) - осуществляется фитазами, уровень которых при нефтяном загрязнении серой лесной почвы значительно снижался (табл.7): при низких дозах нефти по сравнению с незагрязненной почвой на 16,7-22,2%, средних - на 50,0-55,6% и высоких - на 83,3-100%, что связано с токсичностью компонентов нефти.

Загрязнение нефтью замедляло процессы разложения РНК и ДНК в серой лесной почве (табл.7). Одной из причин снижения их активности является высокая чувствительность нуклеаз к микроэлементам, которые поступают в почву с нефтью и могут быть ингибиторами этих ферментов (Юсупова и др, 1973).

Активность АТФазы в серой лесной почве низкая и редуцировалась пропорционально росту дозы загрязнителя (табл.7) вследствие токсичности нефти, влияющей на растения и животные, что вело к уменьшению поступления АТФ в почву и индукции АТФаз. Снижение активности фосфогидролаз вело к уменьшению содержания подвижного фосфора в нефтезагрязненной почве (табл.6).

Таблица 7. Влияние нефтяного загрязнения на активность фосфогидролаз в серой лесной почве

Концентрация нефти, л/м2	Фитаза, мг Р2О5	РНКаза, мг РНК	ДНКаза, мг ДНК	АТФаза, мг Р
	1	2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3
0	0,24	0,22	0,18	0,78	0,79	0,82	0,40	0,39	0,41	0,09	0,10	0,09
8	0,20	0,18	0,14	0,51	0,44	0,40	0,20	0,18	0,12	0,05	0,04	0,04
16	0,12	0,10	0,08	0,25	0,22	0,18	0,05	0,02	0,01	0,03	0,02	0,02
25	0,04	0,01	следы	0,11	0,08	0,04	0,01	0,01	следы	0,01	0,01	следы
НСР0,95	0,04	0,06	0,06	0,11	0,12	0,10	0,09	0,10	0,09	0,04	0,05	0,05

Примечание: 1- через месяц, 2- через 6 месяцев, 3 - через 12 месяцев.

Из вышеизложенного следует, что загрязнение нефтью серой лесной тяжелосуглинистой почвы вело к инактивации фосфогидролаз, уменьшению содержания подвижных фосфатов, ухудшению фосфорного режима в почве.

В главе 7 «Ферменты обмена серусодержащих соединений в нефтезагрязненных почвах» рассмотрены особенности серного обмена в нефтезагрязненных почвах. Сульфаты образуются в результате действия арилсульфатазы - фермента группы сульфогидролаз. Загрязнение почвы низкими дозами товарной нефти повышало активность этого фермента, что связано с внесением в почву органических соединений серы с нефтью, токсический эффект которых в низких концентрациях может не проявляться (рис.3).

При моделировании через 3 дня после загрязнения низкие дозы поллютанта увеличивали активность цистеиндегидрогеназы (ЦДГ) на 66% по сравнению с контрольным вариантом. Дальнейшее повышение дозы нефти приводило к снижению активности до фонового уровня и ниже. Вероятно, при невысоких концентрациях нефтяного загрязнения дополнительным субстратом могут выступать меркаптаны, содержащие SН-группы. Через месяц токсичность нефти в отношении ЦДГ снижалась, и активность ее в загрязненных вариантах увеличивалась, достигая наибольшего значения при 4% загрязнении. В микрополевых опытах через 3 дня и через 6 месяцев наблюдалась аналогичная картина (табл.8). В промежуточные сроки активность ЦДГ была снижена.

Рис.3. Активность арилсульфатазы серой лесной почвы, загрязненной различными дозами нефти через трое суток после загрязнения (лабораторный опыт).

Таблица 8. Влияние товарной нефти на активность ферментов обмена серусодержащих веществ и содержание серы в серой лесной почве

Фермент	Время*	Концентрация нефти, л/м2	НСР 0,95
		0	8	16	25
Цистеиндегидрогеназа, мг формазана	1 2	0,43 0,45	0,60 0,37	0,29 0,20	0,31 0,19	0,07 0,08
	3	0,59	0,52	0,29	0,32	0,06
	4	0,35	0,51	0,21	0,20	0,07
Сульфитоксидаза, мг SО3	1 2	5,3 6,1	5,0 4,2	5,1 4,1	4,8 3,6	1,1 1,0
	3	14,8	14,0	13,7	13,2	1,2
	4	1,7	1,7	1,7	2,0	0,5
Сульфидоксидаза, мг SО4	1	4,2	4,2	4,0	3,9	0,9
	2	2,9	3,3	2,8	2,8	0,8
	3	0,5	1,0	0,8	1,3	0,4
	4	2,0	2,2	2,6	2,5	0,6
Сульфитредуктаза, мг мг SО3	1 2	2,3 8,0	2,1 7,5	1,6 7,4	1,7 7,2	0,6 1,0
	3	7,1	6,6	5,7	5,4	0,9
	4	1,0	1,0	1,2	1,0	0,5
Сульфатредуктаза, мг SO4	1 2	4,0 10,3	4,2 11,5	4,3 11,1	5,4 10,9	1,1 1,5
	3	5,2	4,0	4,0	5,3	1,0
	4	4,7	4,7	5,8	4,4	1,2
Сера, мг/кг	1	4,0	14,8	16,2	18,2	0,5
	2	4,8	13,5	15,9	23,6	0,5
	3	3,7	7,0	9,5	8,4	0,4
	4	5,0	5,1	4,6	4,9	1,0
рНводн.	2	6,2	6,0	5,9	5,8	0,5

*1 - через 3 суток после загрязнения, 2 - через 1 мес., 3- через 3 мес., 4 - через 6 мес.

Первоначальное загрязнение выщелоченного чернозема и серой лесной почвы нефтью приводило к увеличению содержания SO32- вследствие роста активности почвенной сульфитоксидазы. Причем этот показатель при повышении дозы нефти уменьшался, но тем не менее оставался выше контрольного варианта. Появление токсичных для данного фермента продуктов, образовавшихся в результате разложения нефти, через полгода снижало активность сульфитоксидазы при всех концентрациях нефти. В серой лесной почве, в отличие от выщелоченного чернозема, уменьшение активности сульфитоксидазы носило нелинейный характер, и интенсивность окисления сульфитов была снижена вследствие ее меньшей устойчивости к действию загрязнителя. В полевых опытах с увеличением концентрации поллютанта активность этого фермента снижалась по сравнению с контрольным вариантом (табл.8) в течение первых 3 месяцев после загрязнения нефтью. Через 6 месяцев достоверные изменения активности фермента в различных вариантах опытов не наблюдались (за исключением варианта с дозой 25 л/м2 нефти, в котором интенсивность окисления сульфитов нарастала).

Изучение активности сульфидоксидазы показало, что в лабораторных опытах через 3 дня низкие концентрации нефти вызывали незначительное повышение ее активности, а увеличение дозы загрязнителя приводило к снижению. Прямо пропорционального снижения интенсивности окисления сульфидов с увеличением концентрации нефти не наблюдалось и в полевом опыте (табл.8). Через 3 месяца после внесения загрязнителя затормаживающее действие нефти, отмечаемое в первые периоды наблюдения, нивелировалось, и отмечалось усиление интенсивности окисления сульфидов. Таким образом, низкие дозы нефти стимулировали активность ферментов серного обмена или не влияли на нее, а высокие -ингибировали.

В первые дни после загрязнения чернозема выщелоченного и серой лесной почвы низкими и средними дозами нефти наблюдалось увеличение активности сульфитредуктазы на 16-26%, а высокими дозами - ее уменьшение. Через 6 мес. при 6% загрязнении активность этого фермента в черноземе выщелоченном ингибировалась. Критическая доза поллютанта в серой лесной почве составляла для этого фермента 15%. Далее с увеличением срока инкубации критическая доза нефти в ней сдвигалась в сторону более низких концентраций: через 1 мес. - это 10%, через 3 мес. - 4%, через полгода -1%, что может быть обусловлено появлением токсичных продуктов деградации нефти.

В полевых условиях нефтяное загрязнение приводило к снижению активности сульфитредуктазы в течение трех месяцев наблюдений (табл. 8), и к концу вегетации ее активность выравнивалась. Через 3 дня после загрязнения активность сульфатредуктазы повышалась прямо пропорционально дозам нефти. Через месяц активность фермента на фоне нефтяного загрязнения оставалась выше контрольного варианта, но наибольший стимулирующий эффект проявлялся при низкой (8 л/м2) концентрации поллютанта. В последующие сроки инкубации ее активность повышалась при дозе 25 л/м2 - через 3 мес. и при 16 л/м2 - через 6 мес., что, очевидно, связано с изменением окислительно-восстановительного режима почвы (табл. 8).

Ингибирование активности сульфитоксидазы и сульфитредуктазы в нефтезагрязненной почве компенсировалось увеличением численности СВБ (рис.4), которые продуцировали в среду сульфиты - субстрат для проявления активности рассмотренных оксидоредуктаз серного обмена, что способствовало сохранению процессов биологической трансформации серы.

Рис. 4. Численность сульфатвосстанавливающих бактерий в загрязненных товарной нефтью черноземе выщелоченном (А) и серой лесной почве (Б).

Таким образом, нефтяное загрязнение неоднозначно влияло на активность ферментов серного обмена: низкие концентрации повышали их активность, а высокие - ингибировали.

В главе 8 «Влияние нефтяного загрязнения на активность оксидоредуктаз» рассмотрена активность ферментного пула оксидоредуктаз: пероксидаз, полифенолоксидаз, каталазы, дегидрогеназ, аскорбатоксидазы в нефтезагрязненных почвах.

Пул полифенолоксидаз (ПФО) и пероксидаз (ПО) играет важную роль в процессах гумификации, разрушения органических соединений ароматического ряда (Раськова, 1995). В серой лесной почве активность ПО и ПФО была ниже, чем в выщелоченном черноземе, в котором биохимические реакции с участием данных ферментов протекали энергичнее в начальный период после загрязнения, затем затухали. Ингибирование активности этих ферментов средними и высокими дозами нефти наблюдалось в полевых условиях (табл. 9) на серой лесной почве и в лабораторных на серой лесной и темно-серой лесной почвах. По прошествии длительного времени после загрязнения почвы (через10 лет) активность ПО и ПФО стимулировалась, что связано со значительным восстановлением агроэкологических свойств почв. Чем выше концентрация нефти и длительность воздействия загрязнителя, тем интенсивнее шла биодеградация. При этом возрастали интенсивность дыхания и коэффициент минерализации углеводородов (табл.9).

Таблица 9. Влияние нефтяного загрязнения на активность ферментов, коэффициент гумификации и интенсивность дыхания серой лесной почвы (полевой опыт)

Подобные документы

• Оценка экологического состояния почв промплощадок

  Техногенные примеси почв. Экологическое состояние почв Беларуси. Содержание органических загрязняющих веществ, тяжелых металлов и минеральных загрязняющих веществ в пробах почв промплощадок и динамика их изменений. Оценка экологического состояния почв.
  
  курсовая работа [1,1 M], добавлен 14.02.2023
  

• Способы рекультивации нефтезагрязненных почв и грунтов с упором на подходы биоремедиации

  Характеристика методов и способов обезвреживания нефтезагрязненных субстратов. Анализ методов оценки нефтяного загрязнения почв и подходов к их восстановлению. Биоремедиация и трансформация нефти в почве микробиологическим препаратом и дождевыми червями.
  
  дипломная работа [115,1 K], добавлен 01.04.2011
  

• Боремедиации акваторий и почв, загрязненных нефтью, с помощью бактерий-биодеструкторов

  Влияние нефти и нефтепродуктов на окружающую природную среду. Компоненты нефти и их действие. Нефтяное загрязнение почв. Способы рекультивации нефтезагрязненных почв и грунтов с применением методов биоремедиации. Характеристика улучшенных методов.
  
  курсовая работа [56,5 K], добавлен 21.05.2016
  

• Биоремедиация нефтезагрязненных почв

  Компоненты нефти и их негативное влияние на окружающую природную среду. Виды микроорганизмов-деструкторов нефти и нефтепродуктов. Понятие и подходы биоремедиации, способы рекультивации нефтезагрязнённых почв и грунтов с применением методов биоремедиации.
  
  реферат [72,0 K], добавлен 18.05.2015
  

• Тяжелые металлы

  Понятие экотоксикантов - долгоживущих в окружающей среде биологических веществ, включающихся в биологические циклы обмена и трансформации веществ в экосистемах и негативно влияющих на отдельные их виды. Классификация тяжелых металлов по их токсичности.
  
  презентация [1,0 M], добавлен 05.10.2010
  

• Деградация почвенных ресурсов

  Понятие почвы и земельные ресурсы мира. Почвенный покров и его использование. Промышленное загрязнение почвы, кислотные дожди, тяжелые металлы. Водная и ветреная эрозия почв и методы борьбы с нею. Роль почвы в обмене веществ. Решение проблем деградации.
  
  курсовая работа [44,0 K], добавлен 16.02.2012
  

• Значение процессов минерализации для сохранения плодородия почвы, охраны окружающей среды, здоровья людей и животных

  Роль и значение процессов минерализации органических веществ, протекающих при активном участии аэробных бактерий. Определение влияния загрязнения почв на здоровье людей. Нормирование загрязнения. Последствия недостатка или избытка микроэлементов в почве.
  
  реферат [49,7 K], добавлен 10.06.2014
  

• Почвы как ионообменные сорбенты, особенности сорбции ионов свинца дерново-подзолистой супесчаной почвы

  Органическая и неорганическая структура почвы. Перечень гуминовых веществ почвы. Химический состав и кислотность почвы. Механизм катионного обмена, особенность адсорбции. Пути поступления тяжелых металлов в почву, их сорбция и фракционный состав.
  
  курсовая работа [3,3 M], добавлен 23.11.2010
  

• Экологическое состояние почв в Санкт-Петербурге

  Почвенный покров как тонкая, самая поверхностная часть континентов земного шара, которая обеспечивает круговорот веществ и энергии на поверхности Земли. Виды и основные факторы загрязнения почвы. Анализ экологического состояния почв в Санкт-Петербурге.
  
  контрольная работа [28,0 K], добавлен 28.07.2013
  

• Влияние г. Ижевска на почвенный покров пригородной зоны и способы восстановления его агроэкологического состояния

  Типы и виды деградации пригородных почв, оценка степени деградации. Способы рекультивации загрязненных почв. Характеристика г. Ижевска как источника химического загрязнения почв. Технологические приёмы рекультивации почв, загрязнённых тяжёлыми металлами.
  
  курсовая работа [57,5 K], добавлен 11.06.2015
  

• Влияние объектов топливно-энергетического комплекса на окружающую среду

  Классификация загрязняющих веществ по степени опасности для здоровья человека и экологические нормативы. Характеристика наиболее опасных загрязняющих веществ. Вклад ведущих отраслей промышленности и транспорта в загрязнение атмосферы, воды и почв в РБ.
  
  контрольная работа [30,8 K], добавлен 18.07.2010
  

• Техногенное загрязнение земель

  Обзор источников техногенного загрязнения земель. Показатели и классы опасных веществ. Загрязнение почв радионуклидами и тяжелыми металлами. Уровни загрязнения территории Беларуси в результате катастрофы на Чернобыльской АЭС. Экологические проблемы почвы.
  
  курсовая работа [78,5 K], добавлен 08.12.2016
  

• Оценка сорбционной способности почвы по отношению к люизиту и продуктам его природной трансформации

  Физико-химические и токсические свойства технического люизита. Поведение люизита и продуктов его трансформации в объектах окружающей среды. Методика определения мышьяка методом атомно-абсорбционной спектроскопии. Построение градуировочного графика.
  
  дипломная работа [1,4 M], добавлен 10.09.2011
  

• Загрязнение почвы нефтью

  Проблема локальных загрязнений почвы, связанных с разливами нефти и нефтепродуктов. Снижение количества микроорганизмов в почве как следствие загрязнения почвы нефтепродуктами. Пагубное влияние загрязнений на пищевые цепи. Способы рекультивации земель.
  
  презентация [795,2 K], добавлен 16.05.2016
  

• Основные методы анализа содержания загрязняющих веществ в почве

  Химическая характеристика почвы. Показатели для определения санитарного состояния почв. Предельно допустимые концентрации химических веществ в почве, степень их опасности. Методы отбора и подготовки проб, определения содержания микроэлементов в почве.
  
  курсовая работа [53,9 K], добавлен 24.09.2012
  

• Биотехнологическая очистка углеводородов нефти

  Понятие и сущность биотехнологий; их использование для очистки углеводородов нефти. Биопрепараты-нефтедеструкторы: "Родер", "Суперкрмпост пикса", "Охромин", бактерии Pseudomonas - экологически безопасные методы восстановления нефтезагрязненных почв.
  
  курсовая работа [921,5 K], добавлен 23.02.2011
  

• Анализ методов оценки загрязнения почв

  Методы оценки загрязнения почв в объективном представлении о состояние почвы. Оценка опасности загрязнения почв. Биотестирование как наиболее целесообразный метод определения интегральной токсичности почвы. Биодиагностика техногенного загрязнения почв.
  
  реферат [54,0 K], добавлен 13.04.2008
  

• Экология почв

  История развития экологии почв. Минералы, органическое вещество и микроорганизмы как составляющие части грунта. Понятие застойных вод и корневых выделений. Проницаемость и структурность почвы. Закисление грунтов и нарушение баланса питательных веществ.
  
  реферат [19,7 K], добавлен 01.04.2011
  

• Экология Владимирской области

  Экологические проблемы региона. Динамика валовых выбросов загрязняющих веществ. Поверхностные и подземные воды. Водопотребление и водоотведение. Структура земельного фонда. Состояние плодородия почв пашни. Особо охраняемые природные территории области.
  
  презентация [3,3 M], добавлен 12.01.2015
  

• Экологические аспекты строительства дорожного полотна с добавлением резины

  Статистика образования шинных отходов. Экологические аспекты утильных автошин, в которых содержится больше канцерогенных веществ, чем в выхлопных газах двигателей. Опыт применения резины в дорожном строительстве. Способы изготовления резиноасфальта.
  
  реферат [21,2 K], добавлен 09.12.2011
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам

Время	Концентрациянефти, л/м2	Аскорбато-ксидаза, мг ДГАК	Пероксидаза	Полифе-нолоксидаза	Коэффициент минерализации	СО2, мг/г почвы
			мг парабензохинона
3 сут	0	34,5	0,13	0,18	1,36	2,98
	8	56,2	0,13	0,19	1,39	3,28