Исследование влияния нефти на биологическую активность черноземной почвы

Изучено воздействие нефти на микроорганизмы и ферментативную активность черноземной почвы. Исследования проводили на черноземе оподзоленном среднесуглинистом Самарской области, используя высокосернистую нефть средней плотности. На 1 кг почвы вносили 10,00 г (1%), 30,00 г (3%) или 50,00 г (5%) нефти. Результаты исследований показали, что среди аборигенной микробиоты почвы имеется большое разнообразие родов микроорганизмов, способных окислять и отдельные углеводороды, и сырую нефть в целом. Наибольшую активность при деградации как отдельных углеводородов, так и сырой нефти в целом проявили бактерии родов Acinetobacter, Bacillus, Mycobacterium, Pseudomonas, Streptomyces, мицелиальные грибы родов Aspergillus, Penicillium и дрожжи рода Candida. При свежем загрязнении нефтью наблюдалось повышение численности бактерий, использующих органические формы азота, актиномицетов, грибов, углеводородокисляющих микроорганизмов, также отмечена тенденция к увеличению численности автохтонных микроорганизмов, участвующих в минерализации гумусовых веществ. Через 3 месяца исследований было выявлено снижение численности бактерий, использующих органические формы азота, и актиномицетов; численность грибов больше всего снижается при внесении в почву 3 и 5% нефти, а численность автохтонных микроорганизмов, участвующих в минерализации гумусовых веществ, и углеводородокисляющих микроорганизмов возрастает при повышении степени нефтяного загрязнения. Угнетение различных групп микроорганизмов путем физического или токсического воздействия углеводородов сырой нефти может быть причиной снижения активности различных ферментов черноземной почвы. Углеводороды нефти подавляют активность полифенолоксидазы, каталазы, инвертазы, фосфатазы и липазы черноземной почвы, но незначительно стимулируют активность ее пероксидазы. Уменьшение коэффициента гумификации свидетельствует о преобладании процессов окисления гумусовых веществ над превращениями органических соединений ароматического ряда в компоненты почвенного гумуса, а также об уменьшении плодородия почвы в результате ее загрязнения углеводородами сырой нефти.

1. Zamotaev I.V., Nikonova A.N., Ivanov I.V., Mikheev P.V. Chemical contamination and transformation of soils in hydrocarbon production regions // Eurasian Soil Science. 2015. Vol. 48. Issue 12. P. 1370-1382. https://doi.org/10.7868/S0032180X1512014X

2. Гасанова У.О. Воздействие нефтяного загрязнения на ферментативную активность и целлюлозоразлагающие микроорганизмы в серобурой почве // Международный научно-исследовательский журнал. 2019. N 3 (81). С. 52-58. https://doi.org/10.23670/IRJ.2019.81.3.007

3. Киреева Н.А., Маркарова М.Ю.. Щемелинина Т.Н., Рафикова Г.Ф. Ферментативная и микробиологическая активность загрязненных нефтью глееподзолистых почв на разных стадиях из восстановления // Вестник Башкирского университета. 2006. Т. 11. N 4. С. 56-58.

4. Исакова Е.А. Особенности воздействия нефти и нефтепродуктов на почвенную биоту // Colloquium-journal. 2019. N 12 (36). С. 4-6. https://doi.org/10.24411/2520-6990-2019-10325

5. Бондарь П.Н., Леконцева И.В. Экологическая оценка состояния очищенной от нефтеза-грязнений лесной почвы с применением микроорганизмов // Хвойные бореальной зоны. 2018. Т. 36. N 6. С. 568-573.

6. Margesin R. Potential of cold-adapted microorganisms for bioremediation of oil-polluted Alpine soils // International Biodeterioration and Biodegradation. 2000. Vol. 46. Issue 1. P. 3-10. https://doi.org/10.1016/S0964-8305(00)00049-4

7. Holt J.G., Krieg N.R., Sneath P.H.A., Staley J.T., Williams S.T. Bergey’s manual of determinative bacteriology. 9th ed. Baltimore: Williams and Wilkins Co., 1994. 816 p.

8. Хазиев Ф.Х. Методы почвенной энзимологии М.: Наука, 2005. 252 с.

9. Логинова О.О., Данг Т.Т., Белоусова Е.В., Грабович М.Ю. Использование штаммов рода Acinetobacter для биоремедиации нефтезагрязненных почв на территории Воронежской области // Вестник ВГУ, Серия: Химия, биология, фармация. 2011. N 2. С. 127-133.

10. Терещенко Н.Н., Лушников С.В., Митрофанова Н.А., Пилипенко С.В. Особенности биологической рекультивации нефтезагрязненных и техногенно засоленных почв // Экология и промышленность России. 2005. N 6. С. 33-36.

11. Peressutti S.R., Alvarez H.M., Pucci O.H. Dynamics of hydrocarbon-degrading bacteriocenosis of an experimental oil pollution in Patagonian soil // International Biodeterioration and Biodegradation. 2003. Vol. 52. Issue 1. P. 21-30. https://doi.org/10.1016/S0964-8305(02)00102-6

12. Пархоменко А.Н., Стогниева А.А. Использование микробиологических показателей для оценки состояния почв в условиях антропогенного воздействия // Вестник Оренбургского государственного университета. 2017. N 12 (212). С. 90-93.

13. Черных Н.А., Баева Ю.И. Изменение численности и видового состава бактерий в нефтезагрязненных почвах // Экологическая химия. 2018. Т. 27. N 5. С. 246-252.

14. Микроорганизмы и охрана почв / под ред. Д.Г. Звягинцева. М.: Изд-во МГУ, 1989. 206 с.

15. Wolicka D., Suszek A., Borkowski A., Bielecka A. Application of aerobic microorganisms in bioremediation in situ of soil contaminated by petroleum products // Bioresource Technology. 2009. Vol. 100. Issue 13. P. 3221-3227. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2009.02.020

16. Kiss S., Dragan-Bularda M., Pasca D. Enzymology of the recultivation of technogenic soils // Advances in Agronomy. 1989. Vol. 42. P. 229-278. https://doi.org/10.1016/S0065-2113(08)60526-X

17. Margesin R., Zimmerbauer A., Schinner F. Monitoring of bioremediation by soil biological activities // Chemosphere. 2000. Vol. 40. Issue 4. P. 339-346. https://doi.org/10.1016/S0045-6535(99)00218-0

18. Andreoni V., Cavalca L., Rao M.A., Nocerino G., Bernasconi S., Dell’Amico E., et al. Bacterial communities and enzyme activities of PAHs polluted soils // Chemosphere. 2004. Vol. 57. Issue 5. P. 401-412. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2004.06.013

19. Emtiazi G., Abbasi S. Effect of DSO on microbial flora of soil // Isfahan University Research Journal. 2006. Vol. 74. P. 1-10. https://doi.org/10.1016/j.psep.2008.01.005

20. Margesin R., Walder G., Schinner F. The impact of hydrocarbon remediation (diesel oil and polycyclic aromatic hydrocarbons) on enzyme activities and microbial properties of soil // Acta Biotech-nologica. 2000. Vol. 20. Issue 3-4. P. 313-333. https://doi.org/10.1002/abio.370200312

21. Marin J.A., Hernandez T., Garcia C. Bioremediation of oil refinery sludge by landfarming in semiarid conditions: Influence on soil microbial activity // Environmental Research. 2005. Vol. 98. Issue 2. P. 185-195. https://doi.org/10.1016/j.envres.2004.06.005

22. Boopathy R. Factors limiting bioremediation technologies // Bioresource Technology. 2000. Vol. 74. Issue 1. P. 63-67. https://doi.org/10.1016/S0960-8524(99)00144-3

23. Ruberto L., Vazquez S.C., Mac Cormack W.P. Effectiveness of the natural bacterial flora of a hydrocarbon contaminated Antarctic soil // International Biodeterioration and Biodegradation. 2003. Vol. 52. Issue 2. P. 115-125. https://doi.org/10.1016/S0964-8305(03)00048-9

24. Greene E.A., Kay J.G., Jaber K., Stehmeier L.G., Voordouw G. Composition of soil microbial communities enriched on a mixture of aromatic hydrocarbons // Applied and Environmental Microbiology. 2000. Vol. 66. Issue 12. P. 5282-5289. https://doi.org/10.1128%2Faem.66.12.5282-5289.2000