Роль фотогетеротрофных пурпурных бактерий в самоочищении почвы от углеводородов

• Автор: Сморкалов, Иван Александрович
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 142 с. : ил.

1.1. Характеристика почвы при загрязнении нефтепродуктами

1.2. Дефадация нефтепродуктов в разных видах почв

1.3. Воздействие нефти и нефтепродуктов на почвенные микробоценозы

1.4. Представители углеводородокисляющей микрофлоры

Глава 2. ПУТИ МЕТАБОЛИЗМА УГЛЕВОДОРОДОВ

2.1. Аэробное окисление

2.2. Неполное окисление

2.3. Анаэробное окисление

2.4.Дефадация углеводородов смешанными культурами

микроорганизмов

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Глава 3. ОБЪЕКТЫ И М ЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Характеристика объектов исследования
3.2. Закладка опытных площадок
3.3. Взятие почвенных образцов
3.4. Определение содержания углеводородов в почвенных образцах
3.5. Определение численности почвенных микроорганизмов 3.5.1 Определение численности аэробных хемотрофных
нефтеокисляющих микроорганизмов
3.5.2. Определение количества фотогетеротрофных бактерий
3.6. Выделение чистых культур пурпурных бактерий
3.7. Снятие спектров поглощения живых клеток пурпурных бактерий
3.8. Определение вклада разных групп микроорганизмов в деградацию дизельного топлива в почве
3.8.1. Подготовка почвы
3.8.2. Постановка опыта
3.9. Отбор почвенных образцов с естествснпозагрязненных полигонов
3 Выявление пороговой для выживания пурпурных бактерий концентрации дизельного топлива в почве
3 Влияние фототрофных бактерий на скорость деградации дизельного топлива в почве в природных условиях
3 Определение влияния биотического фактора на выживаемость пурпурных бактерий в почве, не загрязненной углеводородами
3 Обработка результатов
Глава 4. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
4.1. Ход самоочищения почвы и грунта от углеводородов
4.1.1. Изменение концентрации углеводородов
4.1.2. Динамика численности нефтеокисляющих микроорганизмов и фотогетеротрофных бактерий
4.1.3. Идентификация пурпурных бактерий.
4.2. Некоторые аспекты распространения пурпурных бактерий в почвах и
грунтах
4.2.1. Условия появления пурпурных бактерий в почвах и фунтах
4.2.2. Влияние биотического фактора на распространение пурпурных бактерий в почве и фунте
4.2.3. Влияние концентрации дизельного топлива на выживаемость пурпурных бактерий в почве
4.3. Вклад разных фупп микроорганизмов в дефадацию дизельного топлива в почве
4.4. Эффективность усвоения углеводородов нефтеокисляющими фибами и фототрофными бактериями при различной величине
исходного зафязнения
4.5. Влияние пурпурных бактерий на самоочищение почвы и фунта от дизельного топлива в природных условиях
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
С1ШСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ


Проведено параллельное наблюдение за динамикой процессов самоочищения от углеводородов почвы и грунта с различными абиотическими и биологическими показателями, начиная с самого момента загрязнения. При анализе имеющихся и вновь полученных данных выявлены условия, влияющие на появление и распространение пурпурных бактерий в почвах, загрязненных углеводородами. Получены данные о вкладе фотогетеротрофных бактерий в деградацию нефтепродуктов в почве. Впервые показано положительное влияние несерных пурпурных бактерий на процессы самоочищения земель от углеводородного загрязнения. Теоретическое и практическое значение работы. Результаты работы расширяют представления об экологии пурпурных бактерий, дают представление о роли этих микроорганизмов в процессах самоочищения почв от нефтепродуктов. Данные о влиянии культур фотогетеротрофных бактерий на эффективность биодеградации углеводородов в почве, позволяют использовать их для стимуляции аборигенной нефтеокисляющей микрофлоры при проведении рекультивации земель, загрязненных нефтью и нефтепродуктами. Скорость самоочищения почвы от нефтепродуктов зависит от ее физикохимических свойств и функционального состояния микробоценоза. Устоявшийся и сбалансированный микробоценоз более устойчив к незначительному 5 углеводородному загрязнению и поэтому эффективней справляется с таким стрессом. На появление и распространение фотогетеротрофных бактерий в почвах и грунтах влияют такие факторы, как количество углеводородов, биотический прессинг, численность нефтеокисляющих грибов. Несерные пурпурные бактерии повышают эффективность биодеградации углеводородов, проводя их аэробное окисление или стимулируя основные фуппы нефтеокисляющих организмов. Между фотогетеротрофными бактериями и нефтеокисляющими грибами возможны мутуалистичсские взаимоотношения. Апробация работы и публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ Глава 1. Почва важнейшая составляющая наземных экосистем, определяющая характер и скорость потоков вещества и энергии, круговорот элементов в биосфере. Она выполняет ключевую роль в обеспечении продуктами питания и подвергается наиболее интенсивному воздействию со стороны человека Кузнецов А. Е., . Главные источники загрязнения почвы углеводородами разливы нефти и нефтепродуктов, сточные воды и выбросы нефтеперегонных заводов и нефтехимических предприятий, а также вредные отходы химических предприятий, скапливающиеся на свалках Другов Ю. С., Родин , . Сама почва имеет сложный химический состав, причем содержание органических веществ в почве колеблется от 2 до в болотистых почвах. Органические вещества подразделяют на негуминовые вещества и гумус. Корте, . Негуминовые вещества включают не полностью разложившиеся остатки растений и животных, жиры и дубильные вещества, пектины и гемицеллюлозу, сахара и соответственно полисахариды, легко разлагаемые и поэтому не попадающие под понятие гумус. Гумус определяется как комплексная и довольно устойчивая смесь коричневых и темнокоричневых аморфных коллоидных материалов, которые образуются из тканей многочисленных отмерших организмов из остатков разложившихся растений, животных и микроорганизмов. Кроме того, гумус повышает катионообменную емкость, воздухопроницаемость, фильтруемость, влагоемкость почвы и препятствует ее эрозии Корте, . Гуминовые вещества на состоят из ароматических соединений, остальное алифатические органические вещества. Среди ароматических составляющих определены фенолы, хиноны, бензойные кислоты и азотсодержащие гетероциклы. Алифатические составляющие это преимущественно полиэфиры. Гумус содержит также относительно устойчивую полисахаридную фракцию. Кроме того, в гумусе в относительно высокой концентрации содержатся стабильные свободные радикалы Корте, Ревелль, . Экологохимическая характеристика качества почвы определяется важнейшими для практического использования химическими данными, такими как общее содержание органических соединений гумуса, азота аммонийного, нитратного и связанного с органикой, связанной угольной кислоты карбонаты кальция и магния, питательных веществ для растений и микроорганизмов кальция, магния, фосфора, микроэлементов, а также способностью к их биологическому усвоению.