Особенности воздействия углеводородов нефти на санитарное состояние почвенных экосистем | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: ,

Рубрика: Экология

Опубликовано в Молодой учёный №6 (86) март-2 2015 г.

Дата публикации: 12.03.2015

Статья просмотрена: 118 раз

Библиографическое описание:

Смольникова В. В., Винник Т. И. Особенности воздействия углеводородов нефти на санитарное состояние почвенных экосистем // Молодой ученый. — 2015. — №6. — С. 331-333. — URL https://moluch.ru/archive/86/16186/ (дата обращения: 16.11.2018).

Почва — очень благоприятная среда для развития микроорганизмов. Микробиологический почвенный комплекс участвует в процессах формирования специфических органических соединений, круговорота наиболее значимых биогенных элементов (азота, серы, фосфора, углерода) и в процессах самоочищения. В почве обнаруживаются практически все известные таксонометрические группы микроорганизмов: бактерии, актиномицеты, грибы, вирусы, сине-зеленые водоросли, простейшие и т. д. В зависимости от типа почв общее содержание микроорганизмов в 1 г может достигать 6 млрд. клеток [1].

Особенностью распространения бактерий в почве является их высокая локализация в ризосфере (прикорневой зоне растений) и очаговая локализация по почвенному профилю. Каждый почвенный горизонт содержит специфические группировки микроорганизмов со сходными экологическими потребностями.

На качественный состав почвенного микробиоценоза влияет тип почвы, содержание и концентрация различных органических веществ, влажность, видовой состав растительности, аэрация и антропогенные воздействия. Наиболее опасным видом антропогенного воздействия на почвенную экосистему, вызывающим снижение ее биогенной продуктивности и способность выполнять основные функции — является загрязнение.

Загрязнение почв нефтью и нефтепродуктами является глобальной экологической проблемой. Основными источниками загрязнения почвенной экосистемы сырой нефтью или нефтепродуктами являются такие промышленные объекты как: объекты нефтедобычи и первичной переработки нефти, нефтебазы, парки готовой продукции, трубопроводы, а так же железнодорожный и автотранспорт. Однако, загрязнение окружающей среды углеводородами нефти и наиболее тяжелые последствия чаще всего возникают в результате аварий.

Непосредственно после попадания в почву сырая нефть подавляет развитие большинства групп микроорганизмов, а в процессе биодеградации углеводородов нефти при обогащении почвенной среды продуктами распада формируются анаэробные условия и структура почв, отрицательно влияющие на естественные биохимические процессы, определяющие почвенное плодородие [1, 2].

Мы проводили бактериологический анализ нефтезагрязненных почв с различной начальной концентрацией углеводородов на наличие санитарно-показательных микроорганизмов.

Выбор микроорганизмов для характеристики санитарного состояния почв был сделан на основе известных данных об изменениях в почвенном микробиоценозе в зависимости от различных факторов (присутствие кислорода, наличие загрязняющих веществ). В почвах присутствуют различные группы микроорганизмов, имеющих существенное различие в типе дыхания. Обнаруживаются не только аэробные и анаэробные формы, но и факультативные анаэробы, микроаэрофилы и облигатные анаэробы.

К факультативным анаэробам относятся бактерии, способные развиваться как в присутствии, так и в отсутствии кислорода. Большинство патогенных и сапрофитных почвенных микроорганизмов является факультативными анаэробами (семейство кишечных бактерий Enterobacteriaceae, патогенные стафилококки, палочка протея, клостридии). Микроаэрофилы нуждаются в небольших количествах кислорода и в основном представлены актиномицетами, бруцеллами, лептоспирами. Присутствие кислорода оказывает отрицательное воздействие на облигатных анаэробов, является фактором, резко тормозящим их рост и развитие. Облигатными анаэробами являются клостридии столбняка, анаэробной инфекции, ботулизма.

Для исследования использовали образцы ставропольского чернозема, загрязненного сырой нефтью ставропольских месторождений. Концентрация углеводородов в почве составляла 1, 3, 5, 7 и 10 г/кг, а в качестве контроля применяли незагрязненный чернозем. Для всех образцов нефтезагрязненных почв определялись количество мезофильных аэробных факультативных и анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ) и наличие санитарно-показательной микрофлоры, в том числе, бактерий группы кишечных палочек (БГКП), а также бактерий рода сальмонелл, протеев и плесневых грибов. Все опыты проводились в трехкратной повторности согласно стандартным методикам [3, 4].

При определении КМАФАнМ можно получить представление об общем содержании микроорганизмов в пробе. Этот показатель не может быть индикатором присутствия или отсутствия в пробе патогенных микроорганизмов. В контроле КМАФАнМ составило 19·103–20·103 КОЕ/г почвы. В образцах свежезагрязненной почвы численность микрофлоры не зависела от концентрации внесенной нефти и соответствовала полученному в контрольном образце количеству, т. е. 19·103–20·103 КОЕ/г почвы. Через двое суток в этих образцах численность микроорганизмов незначительно сокращалась до 18·103–19·103 КОЕ/г, причем снижение общей численности микробной популяции также не зависело от концентрации углеводородов в почве. Через 7 дней для всех свежезагрязненных образцов было отмечено минимальное КМАФАнМ, прослеживалась зависимость численности микрофлоры от начальной концентрации нефти в почве: с ее увеличением общее количество микрофлоры уменьшалось. На 14 и 21 сутки во всех исследованных образцах обнаруживался рост общей численности микрофлоры с различной интенсивностью, одновременно с этим увеличивалось количество анаэробных микроорганизмов.

Бактерии группы кишечной палочки имеют широкое распространение в природе, хотя основная среда обитания — кишечник птиц, животных. Обнаружение этих бактерий в исследуемой пробе — индикатор загрязнения исследуемой среды фекальными массами.

Имеются принципиальные различия при определении санитарно-показательного значения отдельных родов БГКП. Обнаружение в пробах почвы бактерий рода Citrobacter и Enterobacter является свидетельством давнего фекального загрязнения среды, тогда как присутствие пробах Escherichia указывает на свежее загрязнение. Большое значение имеют, в частности, E. coli, присутствие которых указывает на возможное наличие патогенной микрофлоры. Почва является благоприятной средой для развития патогенной микрофлоры, при этом значение коли-титра ≤ 0,9 свидетельствует о бактериальном загрязнении почвы, а 0,09 — показатель ее сильного загрязнения.

Сальмонеллы относятся к грамотрицательным бактериям семейства Enterobacteriaceae, способны сбраживать углеводы и спирты. Большинство сальмонелл подвижны, не образуют капсул, при культивировании на жидких средах дают диффузное помутнение, а при использовании дифференциальных лактозосодержащих сред имеют бесцветные колонии. Они широко распространены в природе, легко адаптируются к самым различным условиям, большинство их патогенны. Это факультативные анаэробы, попадающие во внешнюю среду с отходами жизнедеятельности человека и животных. В незагрязненной среде сальмонеллы погибают в течение нескольких суток, однако в загрязненной почве могут сохраняться длительное время. Присутствие сальмонелл в исследуемых пробах может быть косвенным свидетельством загрязнения почв фекалиями животных, птичьим пометом или плохо обработанными органическими удобрениями.

Бактерии рода протеев относятся к санитарно-показательным микроорганизмам, патогенным для человека. Их относят к грамотрицательным, споронеобразующим, факультативно анаэробным бактериям, а обнаружение P. vulgaris принято рассматривать как показатель загрязнения объекта органическими веществами причем чаще всего эти микроорганизмы обнаруживаются в гниющих остатках. Высокая обсемененность почв неспорообразующими микроорганизмами рассматривается как признак экологического неблагополучия [1, 3].

В контрольном образце коли-титр был равен 1, что соответствует незагрязненной среде, не были обнаружены анаэробные микроорганизмы P. vulgaris и сальмонеллы. Непосредственно после внесения нефти в почву в загрязненных образцах наблюдалось угнетение микроорганизмов всех видов, в том числе и санитарно-показательных. Во всех образцах свежезагрязненной почвы количество БГКП не превышало допустимых значений, не были обнаружены бактерии родов Proteus и Salmonellа.

Бактериологические исследования повторили на 2, 7, 14 и 21 сутки. Уже на 7 сутки коли-титр соответствовал бактериальному загрязнению почвы, а на 21 сутки был равен 0,09. Количество обнаруженных клеток P. vulgaris возрастало с увеличением концентрации нефти в образцах и давностью углеводородного загрязнения. При концентрации нефти 5 г/кг на 14 сутки было обнаружено максимальное количество клеток — 90 КОЕ/г.

Наибольшая величина КМАФАнМ 3,2·104 КОЕ/г почвы наблюдалась при начальной концентрации нефти 1 г/кг и давности загрязнения 21 день. Увеличение начальной концентрации нефти в почве и повышение давности загрязнения способствовало накоплению бактерий рода Salmonellа (Salmonella spp.) — до 1,1·105 КОЕ/г почвы.

Высокое содержание плесневых грибов в почвах ухудшает их санитарное состояние и является неблагоприятным фактором. В исследованных образцах плесени были обнаружены только в пробах почвы с начальной концентрацией нефти 1, 3 и 5 г/кг, причем обнаруживалось от 1 до 2 колоний плесени. При повышении концентрации нефти до 7 г/кг в двух образцах из трех плесени обнаружено не было, а в одном — 1 колония. В посевах почвы с содержанием нефти 10 г/кг колоний плесени обнаружено не было. Таким образом, непосредственно после попадания в почву углеводороды нефти подавляют развитие плесеней. Однако в процессе биодеградации углеводородов при обогащении почвенной среды продуктами распада создаются условия для развития плесневых грибов.

Таким образом, присутствие углеводородов не столько изменяет качественный и количественный состав микрофлоры нефтезагрязненного субстрата, сколько ухудшает санитарные показатели почв. В связи с этим актуален поиск эффективных способов подавления развития санитарно-показательных микроорганизмов биотехнологическими методами.

 

Литература:

 

1.      Звягинцев Д. Г. Почва и микроорганизмы. — М.: МГУ, 1987. — 256 с.

2.      Гузев В. С., Левин С. В. Техногенные изменения сообщества почвенных микроорганизмов // В кн. «Перспективы развития почвенной микробиологии». — М.: МАКС Пресс, 2001. — С. 178–219.

3.      Справочник по микробиологическим и вирусологическим методам исследования / Под ред. М. О. Бюргер. — М.: Медицина, 1973. — 456 с.

4.      Теппер Е. З., Шильникова В. К., Переверзева Г. И. Практикум по микробиологии. — М.: Колос, 1979. — 216 с.

5.      Смольникова В. В. Влияние метода очистки почв на санитарное состояние нефтезагрязненной территории // Современная лаборатория (Украина, Днепропетровск). — № 2. — 2010. — С. 42–45.

Основные термины (генерируются автоматически): почва, начальная концентрация нефти, сырая нефть, микроорганизм, патогенная микрофлора, контрольный образец, почвенная среда, почвенная экосистема, почвенный микробиоценоз, благоприятная среда.


Похожие статьи

Поиск и выделение активных штаммов деструкторов нефти...

В ходе исследований были изучены микрофлора нефтезагрязненных почв и было отражено отрицательное воздействие нефти и нефтепродуктов на численность почвенных микроорганизмов.

Способы очистки почв от загрязнения нефтью...

почвенная среда, почва, окружающая среда, внесение биопрепарата, минеральная подкормка, рабочая суспензия, аммиачная селитра, Загрязнение почв, глубина проникновения загрязнения, хозяйственная деятельность.

Улучшение состояния загрязненных нефтепродуктами...

К сильнозагрязненным землям отнесены земли, содержание нефти в почвенном профиле которых превышает 20 кг/кв. м, слабозагрязненные почвы — менее 8 кг/кв. м, среднезагрязненные земли занимают промежуточное положение между слабо...

Биоэкологические особенности реабилитации почв, загрязненных...

Нефтяное загрязнение почвенной экосистемы может способствовать накоплению в почве микроскопических грибов, вызывающих

В окружающей среде широко распространены микроорганизмы, способные разлагать углеводородные соединения и очищать природные...

Использование микроорганизмов при биологической очистке...

В различных источниках имеется описание 22 родов бактерий, 31 рода микроскопических грибов и в том числе 19 родов дрожжей выделенных из почвенных экосистем.

При этом главным источником загрязнения воздушной среды является почва.

Опыт использования хозяйственно-бытовых сточных вод на...

...среды, развитие экологической науки, широкой пропаганды экологических знаний, а

почвы до глубины 50 см санитарно-показательными микроорганизмами и патогенными

микрофлоры возрастало с нескольких сотен тысяч до нескольких миллионов в 1 г почвы.

Особенности биологической активности мерзлотных почв...

Почва, как особая биокосная среда, требует к себе и особого внимания, т. к. оказывает большое влияние на сопряженные природные среды и живые объекты.

Задачи: 1. Определить доминирующий состав и численность почвенных микроорганизмов различных биотопов; 2...

Микробиоценоз засоленных почв при использовании сухой...

Однако засоление почв оказывает отрицательное влияние на развитие полезной почвенной микрофлоры [1]. Роль почвенных микроорганизмов в повышении плодородия почв и урожайности сельскохозяйственных культур, очень высока.

К вопросу использования методов биоремедиации при...

Гакаев Р. А. Экологические биотехнологии в восстановлении нефтезагрязненных почвенных экосистем.

Основные термины (генерируются автоматически): почва, местный биоценоз, очистка почв, окружающая среда, нефтепродукт.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Поиск и выделение активных штаммов деструкторов нефти...

В ходе исследований были изучены микрофлора нефтезагрязненных почв и было отражено отрицательное воздействие нефти и нефтепродуктов на численность почвенных микроорганизмов.

Способы очистки почв от загрязнения нефтью...

почвенная среда, почва, окружающая среда, внесение биопрепарата, минеральная подкормка, рабочая суспензия, аммиачная селитра, Загрязнение почв, глубина проникновения загрязнения, хозяйственная деятельность.

Улучшение состояния загрязненных нефтепродуктами...

К сильнозагрязненным землям отнесены земли, содержание нефти в почвенном профиле которых превышает 20 кг/кв. м, слабозагрязненные почвы — менее 8 кг/кв. м, среднезагрязненные земли занимают промежуточное положение между слабо...

Биоэкологические особенности реабилитации почв, загрязненных...

Нефтяное загрязнение почвенной экосистемы может способствовать накоплению в почве микроскопических грибов, вызывающих

В окружающей среде широко распространены микроорганизмы, способные разлагать углеводородные соединения и очищать природные...

Использование микроорганизмов при биологической очистке...

В различных источниках имеется описание 22 родов бактерий, 31 рода микроскопических грибов и в том числе 19 родов дрожжей выделенных из почвенных экосистем.

При этом главным источником загрязнения воздушной среды является почва.

Опыт использования хозяйственно-бытовых сточных вод на...

...среды, развитие экологической науки, широкой пропаганды экологических знаний, а

почвы до глубины 50 см санитарно-показательными микроорганизмами и патогенными

микрофлоры возрастало с нескольких сотен тысяч до нескольких миллионов в 1 г почвы.

Особенности биологической активности мерзлотных почв...

Почва, как особая биокосная среда, требует к себе и особого внимания, т. к. оказывает большое влияние на сопряженные природные среды и живые объекты.

Задачи: 1. Определить доминирующий состав и численность почвенных микроорганизмов различных биотопов; 2...

Микробиоценоз засоленных почв при использовании сухой...

Однако засоление почв оказывает отрицательное влияние на развитие полезной почвенной микрофлоры [1]. Роль почвенных микроорганизмов в повышении плодородия почв и урожайности сельскохозяйственных культур, очень высока.

К вопросу использования методов биоремедиации при...

Гакаев Р. А. Экологические биотехнологии в восстановлении нефтезагрязненных почвенных экосистем.

Основные термины (генерируются автоматически): почва, местный биоценоз, очистка почв, окружающая среда, нефтепродукт.

Задать вопрос