Экологический эффект биогенных наночастиц ферригидрита при ремедиации нефтезагрязненных почвенных субстратов

• Автор: Баранов, Михаил Евгеньевич
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 125 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Проблема локального нефтяного загрязнения

1.2. Современные методы ремедиации нефтезагрязнённых территорий

1.3. Биогенные наночастицы ферригидрита как потенциальный агент

для ремедиации нефтезагрязнений

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2Л Объекты исследования

2.2 Отбор проб

2.3. Методы исследования 36 ГЛАВА 3. СОСТОЯНИЕ ОБЪЕКТА ДО ПРОВЕДЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ РЕКУЛЬТИВАЦИИ И ПОСЛЕ
РЕКУЛЬТИВАЦИИ
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ БИОГЕННЫХ НАНОЧАСТИЦ 11А
ФИТОТОКСИЧ1 ЮСТЬ ПОЧВЕННОГО СУБСТРАТА
4.1. Влияние наночастиц на фитотоксичность в лабораторных
условиях
4.2. Влияние наночастиц на фитотоксичность в полевых условиях 77 ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ БИОГЕННЫХ НАНОЧАСТИЦ ФЕРРИГИДРИТА НА СОСТОЯНИЕ МИКРОБНОГО КОМПЛЕКСА
В УСЛОВИЯХ ОСТАТОЧНОГО МАЗУТНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ
ВЫВОДЫ
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. В настоящее время загрязнение нефтью и нефтепродуктами является самой актуальной проблемой техногенного загрязнения окружающей среды [Салангинас, 2003; Войно, 2006; Рогозина, 2006; ТЬара е1 а1, 2011; Бахонина и др., 2013]. На сегодняшний момент существует множество методов рекультивации нефтезагрязненных земель: термические методы, механические методы, очистка ультразвуком, физикохимические и химические методы, биовентиляция, биологические методы. Все эти методы имеют свои недостатки и ограничения, поэтому в мире идёт постоянный поиск новых методов и подходов к ликвидации пефтезагрязнений.
В последние годы в Российской Федерации остро встала проблема ликвидации локальных загрязнений, возникших в результате проливов нефтепродуктов в районах баз и складов горюче-смазочных материалов и котельных хозяйств. Так, по данным Росприроднадзора, загрязнение территорий только военных объектов (действующих и выведенных из эксплуатации) нефтепродуктами составляет более 100 тыс. га. Характерными особенностями подобных загрязнений являются: близость к населённым пунктам, длительный характер нефтезагрязпения, отсутствие полноценного почвенного покрова в месте проливов. Для ремедиации подобных территорий требуется разработка специальных методов и подходов.
Предварительные исследования, проведённые в Красноярском государственном аграрном университете, показали, что биогенные наночастицы ферригидрита могут представлять потенциальный интерес с точки зрения ремедиации нефтезагрязненных территорий (Хижняк и др., 2011).
Целью настоящего исследования было выявление эффекта воздействия биогенных паночастиц ферригидрита па фитотоксичность и микробное сообщество при ремедиации нефтезагрязнённого почвенного субстрата.

Задачи:
1. Исследование микробного сообщества нефтезагрязненного почвенного субстрата до начала механической рекультивации, непосредственно после рекультивации и в последующих периодах.
2. Определение фитотоксичности почвенного субстрата в исследуемый период и изучение связи между комплексом микробных показателей и фитотоксичностыо почвенного субстрата
3. Изучение влияния различных типов наночастиц ферригидрита на фитотоксичность нефтезагрязненного почвенного субстрата в лабораторных условиях.
4. Изучение влияния наночастиц ферригидрита на фитотоксичность и микробное сообщество почвенного субстрата в условиях натурного эксперемента.
5. Разработка рекомендации по применению биогенных наночастиц ферригидрита для ремедиации нефтезагрязпёпных почвенных субстратов в условиях Южной Тайги.
Научная новизна. Впервые показана возможность использования биогенных наночастиц ферригидрита для ремедиации территорий длительного мазутного загрязнения. Установлено, что внесение наночастиц биогенного ферригидрита не только снимает фитотоксичность загрязнённого почвенного субстрата, но и меняет структуру микробного комплекса в направлении более высокого сходства с естественными сообществами лесов и лесостепей региона. Для разных типов биогенных наночастиц ферригидрита построены кривые "доза-эффект" и определены оптимальные концентрации наночастиц, обеспечивающие полное снятие фитотоксичности нефтезагрязненного почвенного субстрата.
Получены данные о микробиологическом составе загрязнённого нефтепродуктами почвенного субстрата до и после механической рекультивации и после механической рекультивации, а также о направлении дальнейших изменений микробного сообщества. Впервые показано, что при

Точечные пробы отбирали на пробных площадках из слоя 0-20 см методом конверта. Объединенную пробу составляли путем смешивания 5 точечных проб, отобранных на одной пробной площадке.
После завершения механической рекультивации в сентябре 2011 г на объекте было выбрано 9 пробных площадок размером 2x2 м (рис. 2.6).
Рисунок 2.6 - Расположение пробных площадок после проведения работ по механической рекультивации (цифры обозначают номера площадок)
Точечные пробы отбирали на пробных площадках также из слоя 0-20 см методом конверта. Объединенные пробы составляли путем смешивания 5 точечных проб, отобранных на одной пробной площадке.
В связи с тем, что на исследуемом участке отсутствует полноценный почвенный покров, в дальнейшем изложении используется термин "почвенный субстрат".
В объединённых пробах определяли фитотоксичность почвенного субстрата и численность микроорганизмов разных эколого-трофических групп.