Дыхательная активность и фитопродуктивность загрязненной нефтью серой лесной почвы в зависимости от подхода к рекультивации

Исследовано влияние полученного при термомеханической обработке осадка сточных вод (ОСВ) гранулированного продукта на дыхательную активность и фитопродуктивность загрязненной нефтью серой лесной почвы. На биологических очистных сооружениях г. Казани ОСВ подвергаются термомеханической обработке, в результате которой образуются достаточно устойчивые к влаге и механическому воздействию гранулы размером 3–9 мм с влажностью 5–10 % (далее «гранулят»). Гранулят сертифицирован и фактически является комплексным, органоминеральным удобрением, с потенциальной возможностью стимуляции микробиологических процессов, интенсификации роста растений на деградированных и загрязненных почвах. Внесение гранулята (органическое вещество – 60,4 %, N_общ. – 3,0 %, Р_общ. – 1,5 %, класс опасности IV) стимулирует дыхательную активность, повышает эффективность деструкции нефтепродуктов, увеличивает фитопродуктивность растений, что указывает на возможность его применения при биологической рекультивации нефтезагрязненной почвы. Наблюдаемое снижение коэффициента микробного дыхания в присутствии гранулята отражает повышение устойчивости почвенных микроорганизмов к нефтяному загрязнению. Сравнение исследованных подходов продемонстрировало более высокую эффективность деструкции высоких концентраций нефтепродуктов в серой лесной почве при биологической рекультивации относительно технической. Предусматривающая увлажнение и перемешивание техническая рекультивация почвы в диапазоне содержания нефтепродуктов 2,7–19,7 г/кг мало влияла на дыхательную активность и продуктивность растений, при этом в варианте, содержавшем 2,7 г/кг, эффективность деструкции поллютанта была выше, чем в опытах с гранулятом. При проведении рекультивационных мероприятий на почвенных образцах с высоким содержанием нефтепродуктов внесение гранулята ОСВ из расчета 10 т/га повышает эффективность их деструкции.

1. Денежкина А. А. Теоретико-методическое обоснование выбора способа биоремедиации нефтезагрязненных почв // Современная наука: актуальные проблемы теории и практики. Серия: естественные и технические науки. 2022. № 6/2. С. 9–13. DOI: 10.37882/2223–2966.2022.06–2.09.

2. Иларионов С. А. Экологические аспекты восстановления нефтезагрязненных почв: монография. Екатеринбург: Изд-во УрО РАН, 2004. 194 с.

3. Технология биологической рекультивации загрязненных земель в результате аварийного разлива нефти / А. Х. Яппаров, И. А. Дегтярева, Н. Н. Хабипов, А. Я. Хидиятуллина: Казань, 2010. 59 с.

4. Гузев В. С., Левин С. В. Техногенные изменения сообщества почвенных микроорганизмов // Перспективы развития почвенной биологии / Под ред. Д. Г. Звягинцева. Москва: Изд-во МАКС Пресс, 2001. С. 178–219.

5. Киреева Н. А., Водопьянов В. В., Мифтахов А. М. Биологическая активность нефтезагрязненных почв: монография. Уфа: Гилем, 2001. 376 с.

6. Маслов М. Н., Маслова О. А., Ежелев З. С. Микробиологическая трансформация органического вещества в нефтезагрязненных тундровых почвах после рекультивации // Почвоведение. 2019. № 1. С. 70‒78. DOI: 10.1134/S0032180X19010106.

7. Anderson T.-H., Domsch K. H. The metabolic quotient for CO2 (q CO2) as a specific activity parameter to assess the effect of environmental conditions, such as pH, on the microbial biomass of forest soils // Soil Biol. Biochem. 1993. V. 25. No 3. Р. 393–395.

8. Гузев В. С., Левин С. В. Перспективы эколого-микробиологической экспертизы состояния почв при антропогенных воздействиях // Почвоведение. 1991. № 9. С. 50–62.

9. Полянская Л. М., Звягинцев Д. Г. Содержание и структура микробной массы как показатель экологического состояния почв // Почвоведение. 2005. № 6. С. 706–714.

10. Состав микробных сообществ при разном содержании нефтепродуктов в серых лесных почвах / Т. В. Кузнецова, А. М. Петров, И. В. Князев, Р. Э. Хабибуллин // Вестник технологического университета. 2016. Т. 19. № 14. С. 165–68.

11. Физиологическая активность почв при разных уровнях нефтяного загрязнения / Л. К. Каримуллин, А. М. Петров, А. А. Вершинин, Н. В. Шурмина // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2015. Т. 17. № 4. С. 797–803.

12. Экологический сертификат соответствия № RA.RU.11НА15.П.00114 «Удобрение органическое гранулированное на основе осадков сточных вод, изготавливаемое серийно по ТУ 37.00.20-001-03317648-2022 на очистных сооружениях канализации г. Казани». Выдано ООО «БИФАР-Экология», срок действия 16.08.2022–15.08.2025 г.

13. Характеристики и направления утилизации термомеханически обработанного осадка городских сточных вод / Р. Р. Шагидуллин, Д. В. Иванов, А. М. Петров, Т. В. Кузнецова, И. В. Князев // Материалы XVIII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Экология родного края: проблемы и пути их решения» (г. Киров, 23–24 апреля 2023 г.). Киров: ВятГУ, 2023. Книга 1. С. 411–415.

14. Влияние гранулята осадка сточных вод на характеристики серой лесной почвы и продуктивность растений / А. А. Утомбаева, А. М. Петров, Э. Р. Зайнулгабидинов, Т. В. Кузнецова, А. А. Вершинин, Д. В. Иванов, Р. Р. Шагидуллин // Российский журнал прикладной экологии. 2023. № 1. С. 52–60. DOI: 10.24852/2411-7374.2023.1.52.60.

15. ПНД Ф 16.1.2.2.22-98. Методика выполнения измерений массовой доли нефтепродуктов в минеральных, органогенных, органо-минеральных почвах и донных отложениях методом ИК-спектрометрии. Москва, 1998 (издание 2005). 13 с.

16. Изучение возможности применения осадков сточных вод для биологической рекультивации нефтезагрязненной серой лесной почвы / А. А. Утомбаева, А. А. Вершинин, Э. Р. Зайнулгабидинов, И. В. Князев, А. М. Петров // Российский журнал прикладной экологии. 2023. № 2. С. 63–68. DOI: 10.24852/2411-7374.2023.2.63.69.

17. Динамика эколого-биологических характеристик дерново- подзолистых почв в условиях длительного нефтяного загрязнения / А. М. Петров, А. А. Вершинин, Л. К. Каримуллин, Д. В. Акайкин, О. Ю. Тарасов // Почвоведение. 2016. № 7. С. 848‒856. DOI: 107868/S0032180x16050130.

18. ГОСТ Р ИСО 22030-2009. Качество почвы. Биологические методы. Хроническая фитотоксичность в отношении высших растений. Введ. 2011-01-01. Москва. 2010. 15 с.

19. Благодатская Е. В., Ананьева Н. Д., Мякшина Т. Н. Характеристика состояния микробного сообщества почвы по величине метаболического коэффициента // Почвоведение. 1995. № 2. С. 205–210.