В настоящее время в российской практике очистку земель, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, осуществляют в три этапа: подготовительный, агротехнический и биологический. На подготовительном этапе происходит подготовка загрязненной территории: очищается местность от мертвого и усыхающего древостоя и травостоя, и местность охраняется от повторного загрязнения минерализованными водами. Не разрешается выжигать нефтяные пятна и засыпать их песком. Агротехнический этап включает, по мере необходимости, снос верхнего затопленного горизонта и создание нового микрорельефа. Биологический этап включает агротехнические и фитомелиоративные (высевают многолетние травы) мероприятия [1; 2].

Для рекультивации земель, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, также применяют альгофитомелиорацию. Альгофлора – это водоросли, которые чаще всего имеют местное происхождение. Они не погашают нефтепродукты и не употребляют их в пищу, они ускоряют почвообразовательные процессы. Они связывают атмосферный азот и улучшают свойства почвы, тем самым стимулируют рост растений.

Современный метод для рекультивации земель – биоремедиация, когда при рекультивации применяют микроорганизмы или «биодеструкторы» – организмы, которые разрушают органические вещества и перерабатывают их до конечных продуктов – углекислого газа и воды [3; 4]. До недавнего времени считали, что нефтедеструкторы встречаются именно там, где расположены нефтепромыслы, нефтехранилища или нефтепроводы. Но, как выяснили исследователи, нефтеокисляющие микроорганизмы распространены в природе очень широко и могут быть выделены из любой почвы, осадочных пород, морской и речной воды. Эти гетеротрофные микроорганизмы могут усваивать разнообразные органические соединения: углеводы, белки, жиры и т.д. Применение биодеструкторов при рекультивации земель, загрязненных нефтью, изучено достаточно хорошо, а их влияние на основных загрязнителей, таких как удобрения, пестициды, нефтяной шлам, буровой раствор, требует большего внимания. В связи с этим целью нашего исследования стало изучение влияния биопрепаратов на основные загрязнители земель, выявление наиболее устойчивых и продуктивных штаммов бактерий для их дальнейшей рекомендации в применении при рекультивации.

Научная новизна данной работы заключается в том, что впервые «ГлаукОйл», «DOP-UNI» и «Бак-Верад» были использованы не только для дезоксидации поллютантов нефтяного происхождения, но и для пестицидов и комплексного удобрения.

Цели исследования: определение особенности влияния биодеструкторов, содержащихся в таких препаратах, как «Бак-Верад», «Глаукойл», «DOP-UNI», на основные загрязнители почв и выявление более продуктивных штаммов.

Задачи исследования:

1. Изучить особенности биодеструкторов, содержащихся в таких препаратах, как Бак-Верад, Глаукойл, DOP-UNI.

2. Изучить влияние биодеструкторов на такие загрязнители, как пестициды, удобрения, нефтяной шлам и буровой раствор.

3. Выявить более устойчивые и продуктивные штаммы бактерий для их дальнейшей рекомендации в применении при рекультивации.

Материалы и методы исследования

Для исследования мы использовали следующие биодеструкторы:

1. Бак-Верад. Биопрепарат содержит следующую микрофлору: Bacillus, Atherobacter, Rhodococcus, Pseudomonas. Область химической устойчивости: рH = 5-9 при температурах от +10 до +40 °С. Применяется для нефтешламов.

2. Глаукойл. Биопрепарат содержит штаммы микроорганизмов Bacillus megaterium, Bacillus subtilis, Pseudomonas putida, Pseudomonas putida, Rhodococcus erythropolis. Область химической устойчивости рH = 1-10, при температурах от -40 до +50 °С. Особенность данного препарата в том, что аборигенные микроорганизмы почвы прикрепляются к частицам биопрепарата и тем самым усиливают его действие, обеспечивая себе благоприятные условия существования.

3. DOP-UNI. Биопрепарат содержит штаммы культур родов Rhodococcus, Pseudo-monas, Yarrovia, Pseudomonas stutzeri, Rhodococcus maris, Rhodococcus eritropolis, Yarrovia sp. Эффективен в условиях низких и высоких температур. Возможность применения в соленой воде (NaCl до 150 г/л), работает при рH 4,5 и до 9,5.

Для исследования мы использовали пластиковые емкости, куда мы поместили по 3 кг почвы (стандарт). Исследования проводились в несколько этапов. За время проведения исследований температура окружающей среды варьировалась в пределах 24-25 °С, влажность 40-60%.

Результаты исследования и их обсуждение

На первом этапе, по истечении двух дней, почву искусственно насытили загрязнителями. В качестве загрязнителей мы использовали комплексное удобрение, пестицид против канадского жука, буровой раствор и нефтяной шлам. Через три дня провели качественную оценку почвенной вытяжки [5]. В ходе исследования определяли присутствие растворимых солей, таких как хлориды, сульфаты, фосфаты, кальций, карбонаты. Также определили сухой остаток (гумус), присутствие сероводорода в буровом растворе, в нефтяном шламе и кислотность почвенной вытяжки. Результаты представлены в таблице 1.

Для качественной оценки обнаружения поллютантов мы использовали метод водной вытяжки. Присутствие сероводорода определяли по методу Тюрина. Для определения кислотности почвенной вытяжки мы использовали рH-метр KL-009(1).

На следующем этапе в почву внесли исследуемые биопрепараты, содержащие микроорганизмы: Бак-Верад, Глаукойл и DOP-UNI. После трех недель наблюдения и умеренного полива повторно провели качественную оценку почвенной вытяжки. Результаты представлены в таблице 2.

Таблица 1

Первичные показатели стандарта и загрязненной почвы

Таблица 2

Показатели почвенной вытяжки после трех недель работы микроорганизмов в почве

Как показывают результаты, наблюдается положительная тенденция по всем показателям. Это говорит о том, что микроорганизмы работали не только с нефтесодержащими веществами, но и уменьшили содержание легкорастворимых солей. Результаты представлены в таблице 2. При сравнении результаты оказались даже лучше, чем у незагрязненной почвы, которую мы использовали в качестве стандарта.

На третьем этапе, по истечении шести недель, мы опять провели исследования, результаты еще улучшились, и почва оказалась практически чистой по содержанию легкорастворимых солей. Также улучшились показатели по содержанию сероводорода. Что касается сухого остатка и кислотности, результаты оказались чуть ниже стандарта. Результаты представлены в таблице 3 и на рисунке. При проведении сравнительного анализа самый лучший показатель имеет биопрепарат Бак-Верад. DOP-UNI и Глаукойл показали почти одинаковые результаты.

Таблица 3

Показатели почвенной вытяжки после шести недель работы микроорганизмов в почве

Сравнительный анализ

Сравнительный анализ (продолжение рисунка)

Выводы

1. Биопрепараты Бак-Верад, DOP-UNI и Глаукойл созданы на основе определенных микроорганизмов и обладают разными свойствами, что и выяснилось в ходе исследования.

2. Исследования доказали, что биопрепараты положительно влияют не только на загрязнителей нефтяного происхождения, но и на основных загрязнителей почв.

3. Исходя из исследования, можно сказать, что микроорганизмы можно использовать не только при рекультивации земель, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, но и для улучшения эдафических факторов.

4. Полученные результаты доказали, что Бак-Верад превосходит DOP-UNI и Глаукойл по воздействию, именно его мы и рекомендуем, хотя DOP-UNI и Глаукойл тоже показали неплохие результаты.