Effects of crude oil on the biological activity of chernozem soils

封面

如何引用文章

全文:

详细

The article investigates the effect of crude oil on soil microorganisms and the enzymatic activity of chernozem soils. Experiments were carried out on podzolized medium loamy chernozem in the Samara region using high-sulphur crude oil of medium density. Per 1 kg of soil, 10.00 g (1%), 30.00 g (3%) and 50.00 g (5%) of oil were applied. According to the obtained results, the native soil microbiota contains a wide variety of microorganisms capable of oxidizing both individual hydrocarbons and crude oil in general. Bacteria of the Acinetobacter, Bacillus, Mycobacterium, Pseudomonas and Streptomyces genera, filamentous fungi of the Aspergillus and Penicillium genera, as well as Candida yeast showed the greatest activity in the degradation of both individual hydrocarbons and crude oil in general. The soils freshly polluted with oil demonstrated an increase in the number of bacteria that consume organic forms of nitrogen, actinomycetes, fungi and hydro-carbon-oxidizing microorganisms. In addition, a growing trend in the number of autochthonous microorganisms participating in the mineralization of humic substances was observed. Following 3 months of experiments, a decrease in the number of bacteria consuming organic forms of nitrogen and actinomycetes was revealed. The number of fungi showed the most pronounced decrease upon addition of 3 and 5% of oil, while the number of autochthonous microorganisms participating in the mineralization of humic substances and hydrocarbon-oxidizing microorganisms grew with an increase in the degree of oil pollution. Inhibition of various microorganisms by means of physical or toxic action of hydrocarbons contained in crude oil can cause a decrease in the activity of enzymes present in chernozem soils. Oil hydrocarbons inhibit the activity of polyphenol oxidase, catalase, invertase, phosphatase and lipase present in chernozem soils, although slightly stimulating the peroxidase activity. A decrease in the soil humification coefficient indicates that the oxidation of humic substances prevail over the decomposition of organic aromatic compounds into soil humus components, as well as a decrease in soil fertility as a result of its contamination with crude oil hydrocarbons.

作者简介

E. Rudenko

Samara State Technical University

Email: e_rudenko@rambler.ru

参考

  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

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

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».