Реализация биоремедиационного потенциала злаковых и бобовых трав в многолетнем полевом опыте на нефтезагрязненной дерново-подзолистой почве

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Изучена эффективность разных видов трав, относящихся к семействам Бобовые и Злаковые, для биоремедиации нефтезагрязненной дерново-подзолистой почвы. Исследование проводили в условиях многолетнего полевого опыта, заложенного на территории опытного поля Санкт-Петербургского аграрного университета. Исходный уровень загрязнения почвы нефтепродуктами, который составил в среднем 11.5 тыс. мг/кг (3.0 л/м2), был остро токсичным для растений и вызвал значительное угнетение надземной биомассы трав (до 90–95% по сравнению с контролем). Восстановление травянистой растительности при изученном уровне загрязнения нефтью произошло к концу 3-го вегетационного сезона. Биодеструкция нефти в почве происходила как вследствие процессов самоочищения за счет деятельности аборигенной микробиоты, так и за счет “вклада” используемых при биологической рекультивации травянистых растений (стимуляции ризосферных микроорганизмов). За 5 лет биоремедиации нефтезагрязненной дерново-подзолистой почвы с помощью разных видов трав уровень содержания нефтепродуктов уменьшился до 500–800 мг/кг, т.е. на 93–95%. В почве под всеми травами, относящимися к бобовым (клевером, люпином, козлятником), содержание нефтепродуктов на 5-й год опыта было достоверно меньше, чем под злаковыми (овсяницей, райграсом, травосмесью КАД). Наиболее активным было разложение нефти в почве под люпином.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Л. Г. Бакина

Санкт-Петербургский федеральный исследовательский центр РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: bakinalg@mail.ru
Россия, 197110 Санкт-Петербург, Корпусная ул., 18

А. О. Герасимов

Санкт-Петербургский федеральный исследовательский центр РАН

Email: bakinalg@mail.ru
Россия, 197110 Санкт-Петербург, Корпусная ул., 18

А. А. Галдиянц

Санкт-Петербургский федеральный исследовательский центр РАН

Email: bakinalg@mail.ru
Россия, 197110 Санкт-Петербург, Корпусная ул., 18

М. В. Чугунова

Санкт-Петербургский федеральный исследовательский центр РАН

Email: bakinalg@mail.ru
Россия, 197110 Санкт-Петербург, Корпусная ул., 18

Н. В. Маячкина

Санкт-Петербургский федеральный исследовательский центр РАН

Email: bakinalg@mail.ru
Россия, 197110 Санкт-Петербург, Корпусная ул., 18

Список литературы

  1. García-Villacís K., Ramos-Guerrero L., Canga J.L., Hidalgo-Lasso D., Vargas-Jentzsch P. Environmental impact assessment of remediation strategy in an oil spill in the Ecuadorian Amazon region // Pollutants. 2021. V. 1(4). P. 234–252. doi: 10.3390/pollutants1040019
  2. Uloaku M.-I., Abbey S.J., Ifelebuegu A.O. A systematic review on the effectiveness of remediation methods for oil contaminated soils // Environ. Adv. 2022. V. 9. 100319. doi: 10.1016/j.envadv.2022.100319
  3. Abdallah A.H., Elhussein A.A., Ibrahim D.A. Phytoremediation of crude oil contaminated soil using Sudanese plant species Acacia sieberiana Tausch. // Inter. J. Phytoremed. 2023. V. 25(3). P. 314–321. doi: 10.1080/15226514.2022.2083575
  4. Киреева Н.А., Новоселова Е.И., Шамаева А.А., Григориади А.С. Биологическая активность чернозема выщелоченного, загрязненного продуктами сгорания попутного нефтяного газа, и возможности ее восстановления при фиторемедиации // Почвоведение. 2009. № 4. С. 498‒503.
  5. Evdokimova G.A., Gershenkop A.Sh., Mozgova N.P. Soils and waste water purification from oil products using combined methods under the North conditions // J. Environ. Sci. Health. P. A. 2012. V. 47(12). 1733–1738. doi: 10.1080/10934529.2012.689188
  6. Stepanova A.Y., Gladkov E.A., Osipova E.S., Gladkova O.V., Tereshonok D.V. Bioremediation of soil from petroleum contamination // Processes. 2022. V. 10(6). 1224. doi: 10.3390/pr10061224
  7. Leewis M.-C., Kasanke C., Uhlik, O., Leigh M.B. Long-term legacy of phytoremediation on plant succession and soil microbial communities in petroleum-contaminated sub-Arctic soils // EGUsphere. 2023. doi: 10.5194/egusphere-2023-2097
  8. Panchenko L., Muratova A., Dubrovskaya E., Golubev S., Turkovskaya O. Natural and technical phytoremediation of oil-contaminated soil // Life. 2023. V. 13(1). 177. doi: 10.3390/life13010177
  9. Nemati B., Baneshi M.M., Akbari H. Phytoremediation of pollutants in oil-contaminated soils by Alhagi camelorum: evaluation and modeling // Sci. Rep. 2024. V. 14. 5502. doi: 10.1038/s41598-024-56214-y
  10. Farrell R.E., Germida J.J. Phytotechnologies: Plant-based systems for the remediation of oil impacted soils // Rem Tech 2002: Remediation Technologies Symposium; October 16–18, 2002; Banff, AB.
  11. Демченко М.М. Ризосферные микроорганизмы в системе почва–растение // Агроном. и лесн. хоз-во. 2008. № 4(12).
  12. Турковская О.В., Муратова А.Ю., Дубровская Е.В., Бондаренкова А.Д., Любунь Е.В. Фиторемедиационный потенциал сорго веничного для очистки земель от углеводородов нефти и тяжелых металлов // Аграрн. научн. журн. 2020. № 12. С. 50–54.
  13. Gunther T., Dornberger U., Fritsche W. Effects of ryegrass on biodegradation of hydrocarbons in soil // Chemosphere. 1996. V. 33(2). P. 203–215. doi: 10.1016/0045-6535(96)00164-6
  14. Kuo H.-C., Juang D.-F., Yang L., Kuo W.-C., Wu Y.-M. Phytoremediation of soil contaminated by heavy oil with plants colonized by mycorrhizal fungi // Inter. J. Environ. Sci. Technol. 2014. V. 11. P. 1661–1668. doi: 10.1007/s13762-013-0353-6
  15. Kuzyakov Y., Blagodatskaya E. Microbial hotspots and hot moments in soil: Concept & review // Soil Biol. Biochem. 2015. V. 83. P. 184–199. doi: 10.1016/j.soilbio.2015.01.025
  16. Breidenbach B., Pump J., Dumont M.G. Microbial community structure in the rhizosphere of rice plants // Front Microbiol. 2016. V. 6. 1537. doi: 10.3389/fmicb.2015.01537
  17. Nakayama M., Tateno R. Rhizosphere effects on soil extracellular enzymatic activity and microbial abundance during the low-temperature dormant season in a northern hardwood forest // Rhizosphere. 2022. V. 21. doi: 10.1016/j.rhisph.2021.100465
  18. Germida J.J., Frick C.M., Farrel R.E. Phytoremediation of oil-contaminated soils // Develop. Soil Sci. 2002. V. 28(2). P. 169–186. doi: 10.1016/S0166-2481(02)80015-0
  19. Евдокимова Г.А., Мозгова Н.П., Михайлова И.В. Способы биоремедиации почв Кольского Севера при загрязнении дизельным топливом // Агрохимия. 2009. № 2. С. 61–66.
  20. Mezzari M.P., Zimermann D.M.H., Corseuil H.X., Nogueira A.V. Potential of grasses and rhizosphere bacteria for bioremediation of diesel-contaminated soils // Rev. Bras. Ciênc. Solo. 2011. V. 35(6). P. 2227–2236. doi: 10.1590/S0100-06832011000600038
  21. Cook R.L., Hesterberg D. Comparison of trees and grasses for rhizoremediation of petroleum hydrocarbons // Inter. J. Phytoremed. 2013. V. 15. P. 844–860. doi: 10.1080/15226514.2012.760518
  22. Merkl N., Schultze-Kraft R., Infante C. Phytoremediation in the tropics – the effect of crude oil on the growth of tropical plants // Biorem. J. 2004. V. 8(3–4). Р. 177–184. doi: 10.1080/10889860490887527
  23. Wenzel W.W. Rhizosphere processes and management in plant-assisted bioremediation (phytoremediation) of soils // Plant Soil. 2009. V. 321. P. 385–408. doi: 10.1007/s11104-008-9686-1
  24. Brown S.P., Jumpponen A. Contrasting primary successional trajectories of fungi and bacteria in retreating glacier soils // Mol. Ecol. 2014. V. 23(2). P. 481–497. doi: 10.1111/mec.12487
  25. Robichaud K., Girard C., Dagher D., Stewart K., Labrecque M., Hijri M., Amyot M. Local fungi, willow and municipal compost effectively remediate petroleum-contaminated soil in the Canadian North // Chemosphere. 2019. V. 220. P. 47–55. doi: 10.1016/j.chemosphere.2018.12.108
  26. Рогозина Е.А., Калимуллина Г.М. Балансовая сторона утилизации нефтяного загрязнения почвы биопрепаратами серии “Нафтокс” // Нефтегаз. геол. Теор. и практ. 2017. № 2. С. 1.
  27. Buzmakov S., Egorova D., Gatina E. Effects of crude oil contamination on soils of the Ural region // Soils Sediments. 2019. V. 19(1). P. 38–48. doi: 10.1007/s11368-018-2025-0
  28. Муратова А.Ю., Бондаренкова А.Д., Панченко Л.В., Турковская О.В. Использование комплексной фиторемедиации для очистки почвы, загрязненной нефтешламом // Биотехнология. 2010. № 1. С. 77–84.
  29. Moubasher H.A., Hegazy A.K., Mohamed N.H. Phytoremediation of soils polluted with crude petroleum oil using Bassia scoparia and its associated rhizosphere microorganisms // Inter. Biodeteriorat. Biodegradat. 2015. V. 98. P. 113–120. doi: 10.1016/j.ibiod.2014.11.019
  30. Богданов В.Л., Шмелева И.В., Мухина Л.Б., Дмитриева Е.Ю. Ускоренное восстановление растительности на загрязненных нефтепродуктами дерново-подзолистых почвах (на примере Ленинградской области) // Регион. экол. 2004. № 3–4. С. 136–144.
  31. Бакина Л.Г., Капелькина Л.П., Чугунова М.В., Бардина Т.В., Герасимов А.О. О разработке региональных нормативов допустимого остаточного содержания нефти и продуктов ее трансформации в почвах Ленинградской области // Регион. экол. 2010. № 1–2(28). С. 33–40.
  32. Богданов В.Л., Горбовская А.Д., Николаев Р.В., Орлова О.Н., Шмелева И.В. Естественное восстановление почвенно-растительного покрова на территории, загрязненной нефтепродуктами, в условиях подзоны Южной тайги // Изв. СПбГАУ. 2008. № 8. С. 10–13.
  33. Егорова Д.О., Бузмаков С.А. Биоремедиация нефтезагрязненных темно-серых почв с использованием бактериальных и растительных агентов // Экол. и пром-ть России. 2022. № 26(3). С. 17–21. doi: 10.18412/1816-0395-2022-3-17-21
  34. Manga S., Nwosu C.O., Bazata Y.A. Comparative study of the phytoremediation activity of the rhizobacterial flora of Vigna unguiculata and Arachis hypogaea on hydrocarbon contaminated soil // J. Pharmacy Biol. Sci. 2020. V. 15(1). P. 36–43. doi: 10.9790/3008-1501013643
  35. Sorkhoh N.A., Ali N., Salamah S., Eliyas M., Khanafer M., Radwan S.S. Enrichment of rhizospheres of crop plants raised in oily sand with hydrocarbon-utilizing bacteria capable of hydrocarbon consumption in nitrogen free media // Inter. Biodeteriorat. Biodegradat. 2010. V. 64(7). P. 659–664. doi: 10.1016/j.ibiod.2010.08.002
  36. Бакина Л.Г. Роль фракций гумусовых веществ в почвенно-экологических процессах: Дис. … д-ра биол. наук. СПб.: АФИ РАСХН, 2012. 340 с.
  37. Околелова А.А., Егорова Г.С. Факторы, повышающие объективность оценки содержания нефтепродуктов в почвах // Деградация земель и опустынивание: проблемы устойчивого природопользования и адаптации. Мат-лы международ. научн.-практ. конф. М., 2020. С. 235–240. doi: 10.29003/m1716.978-5-317-06490-7/235-240
  38. Куницына И.А., Околелова А.А., Карасева А.С. Особенности различных методов определения органического углерода в почвах // Изв. Нижневолж. агроунивер. комплекса: Наука и высш. проф. образ-е. 2012. № 3(27). С. 71–74.
  39. Околелова А.А., Рахимова Н.А., Мерзлякова А.С. Определение содержания нефтепродуктов в почвах инструментальными и ИК-спектральными методами // Фундамент. исслед-я. 2014. № 5. С. 89–92.
  40. Качинский В.Л. Поведение битуминозных веществ в почвах южнотундровых и среднетаежных ландшафтов: барьеры-экраны и барьеры-концентраторы // Вестн. МГУ. География. 2013. № 5(1). С. 68–75.
  41. Геннадиев А.Н., Жидкин А.П., Кошовский Т.С., Лобанов А.А. Полиарены и битумоиды в почвах при различных параметрах однотипных техногенных источников углеводородов // Почвоведение. 2018. № 11. С. 1398–1410. doi: 10.1134/S0032180X18110023
  42. Околелова А.А., Капля В.Н., Лапченков А.Г. Оценка содержания нефтепродуктов в почвах // Научн. вед-ти БелгородГУ. Сер. Естеств. науки. 2019. № 43(1). С. 76–86. doi: 10.18413/2075-4671-2019-43-1-76-86
  43. Li X., Du Y., Wu G. Solvent extraction for heavy crude oil removal from contaminated soils // Chemosphere. 2012. V. 88(2). P. 245–249. doi: 10.1016/j.chemosphere.2012.03.021

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».