Влияние рекультивации биопрепаратамина микроскопические грибы подзолистого грунта

Существующие технологии разработки нефтяных месторождений и транспортировки нефти и продуктов ее переработки не исключают аварийных ситуаций, при которых в окружающую среду попадает значительное количество углеводородов.

Более полное, экологически безопасное и экономически обоснованное восстановление загрязненных нефтью и нефтепродуктами почв и водоемов может быть достигнуто с использованием эффективных биологических препаратов.

Вносимые с биопрепаратами окисляющие углеводороды микроорганизмы включаются в состав микробного сообщества почв, за счет возникающих трофических связей воздействуя на другие его компоненты [ 1 ] . Их влияние на микробное сообщество может носить также косвенный характер в связи с изменением физико-химических характеристик почв в результате окисления нефтяных углеводородов.

Одной из ведущих групп микроорганизмов в почвах северных территорий являются микроскопические грибы. Они активно участвуют в деструкции органического вещества в условиях невысоких температур и пониженной кислотности среды [ 2 ] . Поэтому изучение изменений в видовом составе и численности этой группы микроорганизмов в процессе восстановления почв после нефтяного загрязнения является актуальной задачей.

Цель работы – исследование влияния биологических препаратов Ленойл и Деойл на численность и видовой состав микроскопических грибов загрязненного нефтью подзолистого грунта.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Исследования проводили в условиях модельного эксперимента на образцах почвогрунта среднеподзолистого легкосуглинистого, отобранного на территории Тюменской области (гумус 4%; pH водный 6,3; N общ. 1900 мг/кг, влажность 60%).

Бакаева Маргарита Дмитриевна, канд. биол. наук;

В качестве загрязнителя использована товарная нефть Угутского месторождения (температура начала кипения 85°С, содержание серы 1,1 мас.%) в концентрации 4%, 8% и 16% от веса грунта.

Через сутки после загрязнения почво-грунт обработан биопрепаратами «Ленойл» (титр 109 КОЕ/г) и «Деойл» (титр 109 КОЕ/г) в количестве 1 г/кг грунта.

Грунт инкубировали в емкостях по 2 кг при температуре воздуха 14-17°С в течение 90 сут.

В состав биопрепарата «Ленойл» входит консорциум микроорганизмов Bacillus brevis и Arthro-bacter species , используемый для очистки воды и почвы от нефти и нефтепродуктов и запатентованный в РФ (Патент № 2232806). Биопрепарат с рабочим названием «Деойл» получен в ИБ УНЦ РАН и представляет собой консорциум бактерий, на основе морфолого-культуральных признаков и анализа последовательностей генов 16S рРНК идентифицированных как Rhodococcus gingshengii и Pseudomonas nitroreducens .

Содержание углеводородов в грунте определяли гравиметрически после экстракции гексаном. Выделение и количественный учет микромицетов проводили по общепринятым методикам на питательной среде Чапека [3] в 10-кратной повторности. Идентификацию видов проводили по определителям [4-6]. Видовые названия микроскопических грибов уточняли по пополняемым спискам опубликованных видов в базе данных «Species fun-gorum» (.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Определение численности микроскопических грибов показало ее увеличение в вариантах опыта с загрязнением нефтью 8% и 16% по сравнению с незагрязненным контролем, где она составила (1,0±0,3)·104 КОЕ/г через 60 сут и (5,3±0,4)·103 КОЕ/г через 90 сут (табл. 1).

Введение биологических препаратов в почву в аналогичных вариантах опыта, напротив, способствовало уменьшению численности микроскопических грибов по сравнению с загрязненным грунтом.

Таблица 1 . Численность микроскопических грибов в загрязненной нефтью и рекультивированной почве, КОЕ/г

Варианты опыта	Концентрация нефти, %
	4                          1		8                              1		16
	Срок инкубации, сут
	60	90	60	90	60	90
Без биопрепаратов	(9,1±0,4)·103	(9,1±0,4)·103	(8,2±0,7)·104	(3,5±0,4)·105	(9,2±0,4)·104	(2,2±0,3)·105
Ленойл	(2,0±0,3)·104	(3,1±0,2)·104	(1,5±0,2)·104	(7,7±0,5)·103	(3,6±0,3)·104	(4,6±0,6)·104
Деойл	(1,3±0,2)·104	(1,4±0,3)·104	(4,9±0,3)·104	(6,3±0,5)·103	(9,0±0,7)·103	(1,2±0,3)·104

Нефть в концентрации 4% не оказывала достоверного влияния на показатель численности мик-ромицетов как в вариантах с биопрепаратами, так и без их применения. Наблюдаемые результаты, возможно, объясняются возникновением конкурентных взаимоотношений между активно размножающимися углеводород окисляющими микроорганизмами и доминирующими в вариантах с 8% и 16% загрязнении микроскопическими грибами.

Через один и два месяца инкубации в образцах почвогрунта был определен и проанализирован видовой состав микроскопических грибов как индикатор экологического состояния почв. Всего было выделено и идентифицировано 56 изолятов микроскопических грибов, относящихся к 9 родам. Для незагрязненного грунта были характерны представители родов Chrysosporium, Cladosporium, Hypho-derma, Penicillium, Paecilomyces (табл. 2) .

Таблица 2. Видовой состав микроскопических грибов подзолистого грунта после загрязнения нефтью и рекультивации биопрепаратами

Виды грибов Без биопрепаратов Ленойл Деойл Контроль Концентрация нефти, % 4 8 16 4 8 16 4 8 16 Acremonium sp. 1,2 2,0 2,9 Chrysosporium sp. 2,4 5,0 6,2 Cladosporium herbarum (Pers.) Link 2,1 Hyphoderma sp. 76,2 78,8 29,4 1,3 70,4 13,0 8,6 66,6 Mortierella sp. 4,8 1,8 Mucor sp. 2,4 1,3 1,2 0,6 Mucor racemosus Fresen. 4,8 2,3 M. ramanniana ( W.I. Moller) Lin-nem. 1,0 1,0 1,9 1,0 Paecilomyces variotii Bainier 1,2 6,2 Penicillium chrysogenum Thom 9,5 67,6 64,7 7,1 60,8 75,6 11,1 60,5 68,5 2,1 Penicillium decumbens Thom 30,2 32,7 3,9 20,5 2,5 11,4 2,1 P. lanosum Westling 3,5 2,0 P. thomii Maire 5,6 2,5 8,3 Trichoderma harzianum Rifai 2,4 0,3 5,9 5,9 11,1 11,5 8,6 Индекс Шеннона-Винера 0,43 0,32 0,33 0,37 0,42 0,31 0,42 0,59 0,45 0,46 ции нефти 4% существенных изменений в видовом составе микромицетов не наблюдалось. При концентрации загрязнителя 8% и 16% в составе комплекса микромицетов под влиянием биопрепаратов снижалась доля вида Penicillium decumbens и обнаруживались отдельные колонии Hyphoderma sp. Описанные изменения ярче проявлялись в пробах грунта, загрязненного нефтью в концентрации 8%, чем 16%.

Загрязнение грунта нефтью приводило к уменьшению видового разнообразия в комплексе почвенных микромицетов (по индексу Шеннона-Винера). После рекультивации биологическими препаратами разнообразие видов микроскопических грибов вновь увеличивалось за счет появления нескольких малочисленных видов. Биологический препарат Деойл оказывал большее воздействие на показатель видового разнообразия, чем биопрепарат Ленойл.

Для установления взаимосвязи между деструкцией нефти в грунте и видовым составом микроскопических грибов была проанализирована динамика остаточного содержания углеводородов в загрязненном грунте. Уменьшение содержания углеводородов зафиксировано как в вариантах опыта с внесением биологических препаратов, так и без их использования, по-видимому, за счет деятельности аборигенных углеводородокисляющих микроорганизмов (рис.).

8% нефти

контроль

ленойл

деойл

Рис. Остаточное содержание нефти в почве после применения биопрепаратов Ленойл и Деойл.

Определение численности окисляющих углеводороды микроорганизмов подтвердило данное предположение. В незагрязненном грунте она колебалась от 2,2·106 КОЕ/г до 8·106 КОЕ/г, в загрязненном грунте от 7,8·107 КОЕ/г до 3·109 КОЕ/г и в рекультивированном от 3,2·108 КОЕ/г до 6·109 КОЕ/г. Однако средняя скорость разложения нефти в почве с участием биопрепаратов была выше. Это указывает на более высокий потенциал биологических препаратов по сравнению с аборигенными микроорганизмами. Полученные данные указывают на то, что снижение содержания остаточных углеводородов в грунте в процессе рекультивации не является единственным фактором, влияющим на состав микроскопических грибов, поскольку в грунте с тем же уровнем загрязнения без биопрепаратов чувствительные к загрязнению виды не выделяются.

Таким образом, нефть в концентрации 8% и 16% от веса грунта оказывала существенное влияние на численность и видовой состав микроскопических грибов. Рекультивация биопрепаратами обеспечивала более высокую скорость разложения углеводородов в грунте по сравнению с активностью аборигенных микроорганизмов. Под действием биологических препаратов в грунте формировался более разнообразный и близкий к контрольному комплекс микроскопических грибов .