Использование многоуровневой системы индикации биологической активности почв для оценки эффективности методов биорекультивации нефтезагрязненных территорий

• Автор: Кабиров, Тагир Рустэмович
• Шифр специальности: 03.00.16, 03.00.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 176 с. : ил.

Введение

ГЛАВА 1. Влияние нефтяного загрязнения на биологическую

активность почвы обзор литературы

1.1. Нефтяное загрязнение почв

1.2. Мониторинг природных объектов загрязненных нефтяными углеводородами

1.3. Абиотическая деградация нефти в почве

1.4. Биотическая деградация нефти в почве

1.5. Биотестированис и биоиндикация. Тестобъекты, используемые для оценки нефтяного загрязнения почв

1.6. Диагностика и биорекультивация нефтезагрязненных почв

1.6.1. Углеводородокисляющие микроорганизмы

1.6.2. Цианобактериальноводорослевые ценозы альготестированис, альгоиндикация и фикоремедиация
1.6.3. Растения фитотестирование, фитоиндикация и фитомелиорация
1.6.4. Зоотоксичность нефтезагрязненных почв
1.6.5. Ферментативная активность нефтезагрязненных почв
1.7. Биоремедиация нефтезагрязненных почв с использованием микробных препаратов
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследований
2.1. Материалы исследовании
2.1.1. Экспериментальные участки микрополевые опыты
2.1.2. Модельные опыты лабораторные эксперименты
2.1.3. Характеристика использованной нефти
2.1.4. Характеристика биопрепарата Белвитамил Пат. РФ 8
2.1.5. Характеристика биопрепарата Ленойл Пат. РФ 6
2.1.6. Характеристика биопрепарата Азолен Пат. РФ 1
2.2. Методы исследований
2.2.1. Определение содержания остаточных нефтепродуктов в почве i, ,
2.2.2. Определение уровня фитотоксичности ГОСТ 9 ГОСТ
9 ГОСТ 9 Фомин, Фомин,
2.2.3. Определение уровня зоотоксичности Ханисламова,
2.2.4. Методы изучения почвенных водорослей Штина, Голлербах, Кузяхметов, Дубовик,
2.2.5. Определение ферментативной активности почвы Хазиев, ,
2.2.6. Методы посева, выращивания, учета и определения микроорганизмов Методы., Егоров, .
2.2.7. Описание структуры комплекса почвенных микроскопических грибов Зенова, Кураков,
2.2.8. Определение длины гиф мицелия Методы .,
2.2.9. Статистическая обработка данных ГЛАВА 3. Изменение параметров биологической активности почв под влиянием нефтяного загрязнения
3.1. Реакция почвенных ферментов на нефтяное загрязнение почв
3.1.1. Каталаза
3.1.2. Липаза
3.1.3. Хнтиназа
3.1.4. Целлюлаза
3.2. Динамика изменения численности микроорганизмов под действием нефтяного загрязнения почвы
3.2.1 Влияние нефтяного загрязнения почв на численность
гетеротрофных микроорганизмов
3.2.2. Влияние нефтяного загрязнения почв на углеводородокисл я ющие микроорганизмы
3.3. Влияние нефтяного загрязнения почвы на комплекс
микроскопических грибов
3.3.1. Влияние нефтяного загрязнения на длину гиф и биомассу мицелия
3.4. Влияние нефтяного загрязнения на высшие растения
3.5. Использование микроартропод СоетЬо1а для определения зоотоксичности нефтезагрязненных почв
3.6. Влияние нефтяного загрязнения на цианобактериально водорослевые ценозы
ГЛАВА 4. Оценка эффективности рекультивации
нефтезагрязненных почв с использованием микробных препаратов
4.1. Содержание остаточных нефтепродуктов
4.2. Изменение активности почвенной каталазы при рекультивации
4.3. Влияние рекультивации на численность гетеротрофных и углеводородокисляющих микроорганизмов
4.4. Влияние рекультивации на численность и видовой состав микроскопических грибов
4.5. Влияние рекультивации на фитотоксичность
4.6. Влияние рекультивации на зоотоксичность
4.7. Влияние рекультивации на цианобактериальноводорослевые 5 ценозы
ГЛАВА 5. Коэффициент биологической активности почв
Заключение
Выводы
Литература


Максимальное их содержание приходится на первые полгода после загрязнения и остается выше фоновых значений почти 2 года. В состав пионерного нсфтсокисляющего биоценоза наряду с углеводородокпсляющими бактериями входят некоторые группы грибов и цианобактерии. Второй этап процесса самоочищения длится года. К этому времени количество остаточной нефти в почве снижается до 8 от исходного уровня. Этот этап деградации нефти в почве характеризуется, главным образом, микробиологическими процессами трансформации углеводородов. Доминирующее положение в комплексе почвенных микроорганизмов на этом этапе занимают актиномицеты и микроскопические грибы. Происходит увеличение общей численности различных групп микроорганизмов, в особенности грибов, актиномицетов, споровых и неспоровых бактерий. Начало третьего этапа определяется по исчезновению в остаточной нефти исходных и вторичных парафиновых углеводородов. В это время в почве продолжают оставаться полициклические ароматические углеводороды ПАУ, характеризующиеся стойкостью к микробиологическому расщеплению. Самоочищение экосистем, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, это стадийный биогеохимический процесс трансформации загрязняющих веществ, сопряженный с процессом восстановления биоценоза. Для различных природных зон длительность отдельных стадий этих процессов различна, что связано в основном с воднопочвенноклимагическими условиями. Важную роль играют и состав нефти, наличие сопутствующих солей, начальная концентрация загрязняющих веществ Исмаилов, Пиковский, . Сегодня становится очевидно, что адекватное понимание функционирования почвы возможно лишь при всестороннем учете жизнедеятельности почвенной биоты. К тому же, наличие в почве избыточных микробной биомассы и избыточного видового разнообразия микроорганизмов, является, повидимому, одной из главных причин устойчивости почвы к неблагоприятным воздействиям. В состав биомоииторинга входит три вида деятельности разработка систем раннего оповещения, диагностика и прогнозирование. Короленко, Капелькина и др. Также различают диагностический и прогностический, активный и пассивный мониторинг. При организации мониторинга в качестве обязательных объектов необходимо выделять фоновые территории, максимально схожие с исследуемыми участками, или те территории биогеоценоза, которые избежали загрязнения Капелькина и др. Исследование аналогов почв и ландшафтов, не испытывающих на себе антропогенный пресс, позволит определить направленность почвенных процессов, уровень воздействия техногенеза и позволит оценить экологическое состояние экосистем. При попадании в почву нефть в первую очередь подвергается абиотическим механизмам деградации. По этому показателю выделяется легкокипящая фракция нефти налканы и изоалканы с длиной углеводородной цепи до атомов и моноциклические соединения бензол, толуол и др. Углеводороды керосиновой Си С, газойлевой С Сп, легких масел или соляровой С фракции мало выветриваются, а фракции смазочных или машинных масел С С и гудроновой Сзб Сбо и более практически не подвержены выветриванию i, . Большую часть легкой фракции составляют неразветвленные метановые углеводороды с числом углеродных атомов С5Сц. На этом этапе особую актуальность приобретают методы агрохимической рекультивации, такие как рыхление, известкование, внесение азотных, фосфорных удобрений, перегноя, опилок , , которые активизируют биодеградацию нефти за счет улучшения аэрации и питательного режима почвы. Большое значение для абиотического выветривания нефти имеют климатические условия. В почвах южных районов этот процесс протекает быстрее, чем в северных регионах. За первые сутки в летнее время из верхнего слоя нефтяного пятна может испариться до нефти, что включает до технического бензина, керосина, и только 0,3 компонентов мазута Квасников, Клюшникова, . На поверхности почвы нефть подвергается химическому окислению, частично фотоокисляется под действием ультрафиолета и удаляется поверхностными водами Оборин и др. Пиковский, , аккумулируется в растениях и других организмах.