Увеличение применения «черного золота» способствует загрязнению окружающей среды нефтепродуктами. Нефть негативно влияет на физико-химические и микробиологические свойства почв. Загрязнители могут привести к снижению плодородия земель и замедлить процессы естественного восстановления. Попадая в почву и воду, нефть подавляет жизненные процессы, что нарушает санитарно-гигиеническое состояние окружающей среды. Исследовательницы из Пермского Политеха выяснили, какое воздействие оказывают загрязнители на основные микроорганизмы почв. Результаты работы позволят более эффективно очищать плодородные земли и сократить негативное влияние на окружающую среду. Исследование выполнено в рамках Программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Итоги исследования экологи представили в сборнике материалов всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Химия. Экология. Урбанистика» (2022).
Ученые Пермского Политеха провели серию экспериментов и определили, как углеводороды нефти влияют на биологическую активность почв. Они изучили воздействие загрязнителей на основные группы микроорганизмов. Экологи определили, как «поведение» микроорганизмов зависит от концентрации нефтепродуктов в среде их обитания.
— Нефть — это смесь, которая состоит из разных компонентов. Мы изучили влияние ее легких фракций на биологическую активность почв, в том числе на различные микроорганизмы. Для исключения влияния аборигенной микрофлоры мы использовали искусственную почву, состоящую из промышленного песка, торфа и каолина. К ней мы добавили смесь алифатических углеводородов – соединений, не содержащих ароматических связей, — в различных концентрациях. Для сравнения использовали торф, «чистую» искусственную и дерново-подзолистую супесчаную почву, — рассказывает руководитель проекта, доцент кафедры «Охрана окружающей среды» Пермского Политеха, кандидат технических наук Эльвира Сакаева.
Далее экологи определили количество микроорганизмов, нанося «почвенную болтушку» на специальные питательные среды.
Результаты экспериментов показали, что увеличение углеводородов нефти в почве снижает количество сапрофитных микроорганизмов, но увеличивает концентрацию углеводородокисляющих микроорганизмов и актиномицетов. При концентрации нефтепродуктов до 5,3 г/кг количество сапрофитов сначала растет, потому что микроорганизмы используют углеводороды как дополнительный источник питания. Но при ее большем росте микроорганизмы начинают погибать. Число углеводородокисляющих микроорганизмов увеличивается из-за повышения концентрации загрязнителей, так как они «питаются» нефтью. При дозе углеводородов до 10,3 г/кг также наблюдается рост актиномицетов, которые развиваются за счет поступающих к ним питательных веществ. Если эта концентрация превышена, то происходит спад численности микроорганизмов.
Результаты исследования ученых Пермского Политеха показали, что углеводороды нефти в количестве до 5,3 г/кг не оказывают токсического действия на основные микроорганизмы. При повышении этой концентрации одни группы микроорганизмов подавляются, но наблюдается рост других, так как они получают новый источник питания.
Работа является одним из этапов экспериментальных исследований по выявлению индикаторного показателя загрязнения почв нефтепродуктами, который поможет установить не только концентрацию веществ, но и длительность загрязнения. Это позволит выбирать оптимальный метод восстановления почв.
Для справки
Пермский Политех стал обладателем гранта «Приоритет 2030» в 2021 году. Его размер составил 100 млн рублей. «Приоритет 2030» является самой масштабной в истории России программой государственной поддержки и развития высших учебных заведений. Ее цель — формирование к 2030 году в России более 100 прогрессивных современных университетов, которые станут центрами научно-технологического и социально-экономического развития страны. Всего комиссия Минобрнауки РФ включила в программу «Приоритет 2030» 106 вузов из 49 городов страны, из них 60 % — региональные университеты.