Биологическая активность и микробиологическая рекультивыция почв, загрязненных нефтепродуктами

 Жизнь в почве

Это система обработок почвы, минимально нарушающих почву как среду. Это внесение компостов на таких стадиях разложения, когда они обогащены полезными почвенными беспозвоночными. И наконец, это разумное ограничениеприменения пестицидов, дефолиантов и других химических соединений, губительно действующих на почвенных животных и других полезных обитателей почвы. Широкий экологический подход к системе земледелия, луговодства, лесоводства - предпосылка повышения биологической активности и плодородия почв. Зоологические методы компостирования отходов Использование биологических агентов для получения необходимых человеку продуктов - биотехнология - в центре внимания современной биологии, и, пожалуй, нет сейчас такой области биологической науки, которая не могла бы внести свой вклад в ее развитие. Этим своим положением биотехнология обязана прежде всего той роли, которую она во всевозрастающей степени играет в решении крупных задач народного хозяйства и медицины. В наш век, в условиях урбанизации и интенсификации потребления растительных ресурсов, одной из таких задач становится рациональное использование органических отходов как городского хозяйства (городской мусор, сточные воды), так и сельского (особенно навоз крупных свиноферм), ежегодные количества которых весьма внушительны

 Планета Марс

Во втором эксперименте часть пробы загружалась в резервуар с питательным бульоном, в котором имелись радиоактивные атомы. Анализатор детектировал выделявшиеся газы и обнаружил увеличение двуокиси углерода, почти такое же, как при анализе биологически активных образцов земной почвы. Но вскоре и в этом приборе уровень отчётов упал почти до нуля. В третьем эксперименте регистрировалось поглощение изотопа углерода 14С предполагаемыми органическими соединениями марсианского грунта. Марсианский углекислый газ 12С заменялся на радиоактивный 14С, грунт освещался светом, подобным солнечному. В земных условиях микроорганизмы хорошо усваивают углекислый газ. Затем проба грунта нагревалась, чтобы обнаружить усвоенный радиоактивный углерод 14С. На Марсе этот эксперимент дал неоднозначный результат: то углерод усваивался, то нет. На «Викинге-2» выделение кислорода из образцов проходило гораздо медленнее, чем на «Викинге-1». Однако американские учёные полагают, что эти результаты нельзя объяснить одними химическими реакциями.

 Планета Марс

Анализатор газообмена показал 15-кратное увеличение содержания кислорода по сравнению с нормой после двух часов инкубации. Спустя еще 24 часа концентрация кислорода выросла еще на 30%, а зате^ начала падать и спустя неделю упала до нуля. Во втором эксперименте часть пробы загружалась 6 резервуар с питательным бульоном, в котором имелись радиоактивные (меченые) атомы. Анализатор ровал выделявшиеся газы и обнаружил увеличение количества двуокиси углерода, почти такое же, как при анализе биологически активных образцов земной почвы. Но вскоре и в этом приборе уровень отсчетов упал почти до нуля. Третий эксперимент, в котором регистрировалось поглощение изотопа углерода 014 предполагаемыми органическими соединениями марсианского грунта, 6 августа показал повышенную активность. На "Викинге-2" выделение кислорода из образцов проходило гораздо медленнее, чем на "Викинге-1". Однако американские ученые полагают, что эти результагы нельзя объяснить одними химическими реакциями. Как подчеркивает руководитель эксперимента Г

 Анализ жизнедеятельности микроорганизмов почвы

В зависимости от типа почвы содержание микроорганизмов колеблется. В садовых, огородных, пахотных почвах их насчитывается от одного миллиона до нескольких миллиардов микроорганизмов в 1 г почвы. В почве каждого садового участка присутствуют свои микроорганизмы. Они участвуют своей биомассой в накоплении органического вещества почвы. Они выполняют огромную роль в образовании доступных форм минерального питания растений. Исключительно велико значение микроорганизмов в накоплении биологически активных веществ в почве, таких как ауксины, гиббереллины, витамины, аминокислоты, стимулирующие рост и развитие растений. Микроорганизмы, образуют слизи полисахаридной природы, а также большое количество нитей грибов, принимают активное участие в формировании структуры почвы, склеивании пылеватых почвенных частиц в агрегаты, чем улучшают водно-воздушный режим почвы. Биологическая активность почвы, численность и активность почвенных микроорганизмов тесно связаны с содержанием и составом органического вещества. В тоже время с деятельностью микроорганизмов тесно связаны такие важнейшие процессы формирования плодородия почв, как минерализация растительных остатков, гумификация, динамика элементов минерального питания, реакция почвенного раствора, превращения различных загрязняющих веществ в почве, степень накопления ядохимикатов в растениях, накопление токсических веществ в почве и явление почвоутомления.

 Семейное овощеводство на узких грядах

Обычно медики указывают нам на овощи (и фрукты) как на источник всех этих элементов. Но всегда ли выращенные нами овощи могут снабдить нас достаточным количеством нужных веществ? Допустим, что ваш огород разбит на супесчаной почве, что вы удобряете гряды местным компостом, а подкармливаете растения настоем трав, скошенных неподалеку. Супеси бедны питательными элементами, особенно мало в них калия. Ясно, что и в местных удобрениях и в выращенных на них овощах калия тоже будет мало. Урожай будет невелик, и пищевая ценность овощной продукции низкая. При выращивании овощей по технологии узких гряд на любой почве богатой или бедной растения получают все необходимые элементы питания, а возникающие дефициты выправляются. В результате двойная выгода: высокий урожай и высокая пищевая ценность овощей. Такие овощи не только богаты минеральными веществами, но в них выше содержание Сахаров, белков, витаминов и множества других биологически активных веществ, полезных, можно сказать, целебных для человека. Второй аспект качества уровень загрязнения овощей веществами, вредными для здоровья, такими как тяжелые металлы, пестициды (ядохимикаты, используемые в сельском хозяйстве для борьбы с сорняками, насекомыми и болезнями растений), продукты частичного распада пестицидов, радионуклиды, углеводороды, продукты органического синтеза и др

 Кислотно-основное состояние черноземов выщелоченных при длительном использовании в пашне северной лесостепи южного Зауралья

С ним связаны режимы органического вещества и элементов минерального питания растений, подвижность соединений, в том числе токсичных. Реакция почвенного раствора оказывает и прямое действие на культуры. Негативное влияние повышенной кислотности на растения проявляется через недостаток кальция, повышенную концентрацию токсичных для растений ионов Al3 , M 2 , Н , изменение доступности для растений элементов питания, ухудшение физических свойств почвы, снижение ее биологической активности. В кислых почвах повышается растворимость соединений Fe, M , Al, B, Cu, Z , избыток которых снижает продуктивность растений. Высокая кислотность снижает доступность молибдена. Усвояемость фосфора максимальна при рН 6,5, в более кислой и более щелочной среде она снижается. Кислая среда ухудшает азотный режим почвы, угнетая процессы аммонификации, нитрификации, азотфиксации. Для этих процессов оптимум рН лежит в интервале 6,5-8,0. Особо негативную роль в кислых почвах играет алюминий. При рН 4 его содержание в растворенном виде достигает токсичных концентраций для большинства растений.

 Нефтепродукты

Вступление. С каждым годом все больше внимания уделяется проблемам, связанным с загрязнением окружающей среды. Наиболее остро данный вопрос стоит перед жителями крупных промышленных городов. Например, в России, как и в других развитых странах мира, наблюдается тенденция снижения продаж жилья в экологически неблагополучных районах городов и увеличение - в ближайшем пригороде и экологически чистых районах. Кроме того, Евразия стоит на первом месте в мире по запасам нефти и обладает разветвленной сетью предприятий для ее переработки и транспортировки, в связи с чем возникает проблема очистки почвы от нефтепродуктов. Наиболее экономически выгодным и безопасным методом является микробиологическая деградация. На настоящее время наиболее развитыми являются технологии очистки сточных вод, подразделяющиеся по принципу очистки - аэробные и анаэробные и по способу очистки - экстенсивные (поля орошения, поля фильтрации, биопруды и т.д.) и интенсивные (аэротенки, биофильтры и т.д.). В основе интенсивных способов лежит использование активного ила для удаления примесей из воды, основанного на уникальной способности микроорганизмов утилизировать не только те субстраты, которые для них оптимальны, но и огромное количество других веществ, созданных человеком искусственно и поэтому отсутствовавших ранее в природе.

 Результаты рекультивации нефтезагрязненных территорий с применением бактериального препарата

Реакция микрофлоры почвы, загрязненной нефтью, сводится к резкому снижению ее численности и подавлению биологической активности. В процессе адаптации численность микроорганизмов постепенно увеличивается, максимального значения достигают углево-дородоокисляющие бактерии, источником питания которых становятся метано-нафтеновые и ароматические углеводороды. Процесс естественного восстановления загрязненных нефтью почв длителен и ставит вопрос о создании и внедрении современных технологий рекультивации нарушенных территорий. Главным критерием эффективности подобных мероприятий принято считать скорость разложения компонентов загрязнения с наименьшими экономическими затратами. Основные разработки сводятся к применению физических, механических и биохимических методов удаления нефтяного загрязнения. Наиболее перспективным способом очистки почвы от нефтепродуктов различного характера, состава и состояния является рекультивация земель, в основе которых лежит способность самоочищения грунтов. Ускорение процесса биодеградации углеводородов нефти происходит за счет увеличения доступа воздуха внесением минеральных и органических удобрений, посева специально подобранных смесей злаковых и бобовых культур в сочетании с необходимыми агротехническими приемами обработки почв.

 Региональные проблемы экологической безопасности на полуострове Ямал

Возвращение системы в исходное состояние происходит через восстановительные сукцессии. 3. Сильные, заведомо превышающие порог устойчивости, разрушающие исходные структурно-функциональные параметры либо в подсистемах, либо во всём ландшафте. Возвращение в исходное состояние требует длительных сукцессий либо вообще невозможно. Шкала возможных результатов антропогенного прессинга. 1. Изменения состава биогеоценоза, исчезновение коренных и появление новых видов. Изменение структуры и продуктивности сообществ. 2. Механическое настроение растительных сообществ и органогенных горизонтов почв. 3. Изменение структуры почвенного покрова, например формирование в термопросадочных западинах болотных почв. 4. Загрязнение почв и ландшафтов. Изменение геохимических параметров почв и в этой связи – смещение ионного равновесия растворов, изменение миграционной способности химических элементов. 5. Ускорение или замедление геохимического потока элементов в ландшафтах, образование антропогенных геохимических аномалий. 6. Перемешивание, уничтожение биологически активных горизонтов почв. 7. Изменения гидротермического баланса почв, возрастание глубины сезонно-талого слоя, иссушения или обводнение биогеоценозов. 8. Активизация сопутствующих экзогенных и прочих процессов – вытаиваниея льдогрунтов и ископаемых льдов, перехода грунтов в плывунное состояние, солифлюкции, катастрофических сплывов, термопросадок, линейно и площадной эрозии, выноса грунтов в водоёмы, дефляции.

 Экологические проблемы ,связаные с добычей, переработкой и транспортировкой нефти

Исследования показали, что в загрязненный почвах снижается активность большинства почвенных ферментов. При любом уровне загрязнения ингибируются гидролазы, протеазы, нитратредуктазы, дегидрогеназы почв, несколько повышается уреазная и каталазная активности почв. Дыхание почв также чутко реагирует на загрязнение нефтепродуктами. В первый период, когда микрофлора подавлена большим количеством УВ, интенсивность дыхания снижается, с увеличением численности микроорганизмов интенсивность дыхания возрастает. Итак, процессы естественной регенерации биогеоценозов на загрязненных территориях идут медленно, причем темпы становления различных ярусов экосистем различны. Сапрофитный комплекс животных формируется значительно медленнее, чем микрофлора и растительный покров. Пионерами зарастания нарушенных почв часто являются водоросли.Глава 5 .Способы ограждения от загрязнений связанных с добычей, транспортировкой и переработкой нефти. Одним из наиболее перспективных путей ограждения среды от загрязнения является создание комплексной автоматизации процессов добычи, транспорта и хранения нефти.

 Экологические проблемы на пищевых производствах

Основная тенденция развития системы упаковки продуктов питания за рубежом – это разработка экологически чистых упаковок с целью максимального снижения загрязнений окружающей среды, замена традиционных упаковок новыми видами, менее опасными упаковочными материалами, способными подвергаться повторной переработки или использованию в качестве многооборотных, создания биологически разлагаемых упаковок на основе зерна и крахмала для сигарет и пищевых продуктов, съедобные упаковки для продуктов питания. В США разрабатываются контейнеры для жидкости (биоразлагаемые из парафинового состава), оболочки типа «раковина моллюска» с модифицированной атмосферой (пищевой продукт и инертный газ), съедобные контейнеры (из теста), съедобная посуда (для еды и питья). Во многих странах ведется поиск наиболее экономичных и высокоэффективных способов очистки сточных вод и других загрязнителей окружающей среды (воды, почвы, воздуха). В принципе это сочетание классических методов очистки с новыми методами, с использованием микроорганизмов. Проводятся многочисленные исследования по охране окружающей среды: исправление среды, загрязненной кетонами (бактериями); очистка почвы от загрязнений нефтяными продуктами (химическое, ферментативное и микробиологическое разрушение загрязняющих частиц); микробное разложение ароматических загрязнителей азотсодержащих фенольных соединений (генная инженерия); удаление ионов металлов из почвы (посев растений на металлсодержащих почвах и их последующее удаление); биологический способ извлечения плутония из загрязненных почв (культивирование штамма, восстанавливающего железо); переработка городских отходов и получение этанола (ферментация дрожжами); получение рекомбинантных микробных удобрений (дрожжи, штаммы стрептомицеты).

 Шпаргалка по экологическому праву

Госсанэпиднадзор Минздрава России совместно с Минсельхозпродом России периодически утверждает список химических препаратов, разрешенных для применения в сельском хозяйстве, и предельно допустимые нормы содержания остаточных химических веществ в продуктах питания. Применение новых химических веществ, способных оказать прямое или косвенное влияние на здоровье человека, допускается только с разрешения Госсан-эпиднадзора Минздрава России. Запрещается применение токсичных химических препаратов, не подвергающихся распаду, активно воздействующих на организм человека и окружающую природную среду. Правила охраны окружающей природной среды в интересах охраны здоровья человека от экологически вредного воздействия химических веществ, применяемых в народном хозяйстве, утверждаются специально уполномоченными на то государственными органами Российской Федерации в области охраны окружающей природной среды, санэпидемнадзора. Федеральным законом от 30 марта 1999 г. «О санитарно-эпидемиологи-ческом благополучии населения» предусмотрено, что в почвах городских и сельских поселений, сельскохозяйственных угодий содержание опасных для человека химических и биологических веществ, биологических и микробиологических организмов, а также уровень радиационного фона не должен превышать предельно допустимые концентрации (уровни), установленные санитарными правилами.

 Изменение численности физиологических групп почвенных микроорганизмов и биологической активности почв

Эффективность биологической рекультивации на северных почвах тормозится суровыми климатическими условиями: длительный период низких температур, большая толщина снежного покрова, малый бесснежный период, кислая рН почвы. Целью данного исследования являлось изучение изменения численности и активности физиологических групп почвенных микроорганизмов под влиянием приемов рекультивации почв, загрязненных углеводородами нефти. Были поставлены задачи: 1. Изучение изменения численности и активности жизнедеятельности физиологических групп почвенных микроорганизмов под влиянием различных условий рекультивации почв, загрязненных углеводородами нефти. 2. Рассмотрение влияние приемов рекультивации на интенсивность трансформации азота. Исследования проводились в микрополевом опыте, заложенном 17.07. 99 г. на территории школы № 30 в районе п. Взлетный. Почвы, на которых проводился микрополевой опыт, - подзолы иллювиально-железистые, расположенные на размытых останцах в пойме реки Оби. Почвообразующими породами являются аллювиальные пески и слоистые супеси речных террас реки Оби. Имеют сильнокислую реакцию (рН 4,8). Изучение биологической активности почвы осуществлялось путем исследования изменения численности микроорганизмов на элективных питательных средах.

 Комплексная гигиеническая оценка накопления поллютантов атмосферного воздуха в депонирующих средах

С гигиенических позиций опасность загрязнения почвы определяется ее возможным отрицательным влияния на контактирующие среды (вода), пищевые продукты и опосредовано на человека, а также на биологическую активность почвы и процессы ее самоочищения. Поэтому на следующем этапе проведена оценка неканцерогенного токсического воздействия химического загрязнения почвы была проведена с использованием моделирования межсредового переноса веществ с использованием компьютерной программы RISK ASSIS A . В расчет включены 5 химических веществ на которые имеются методики расчета (марганец, барий, хром, бериллий, молибден). Приоритетным фактором токсического воздействия почвы являлся марганец и на 55.8% превышал допустимый уровень, при уровне содержания в почве 0.45 ПДК. Коэффициент опасности составил 1.56. Следует отметить, что вопросам воздействия марганца на здоровье населения в последнее время уделялось достаточно внимания (Авцын А.П. и соавт., 1991; Komura J., 1991; We berg A., 1992; Kee C.L., 1994; Barceloux D.G., 1999). Это обусловило ужесточение регламентации его содержания в почве, в частности в США.

 Деградационно-восстановительная динамика лесных фитоценозов после нефтяного загрязнения

Обильные всходы сосны и кедра отмечены на 4 - 7 год. Начиная с 4 года, они встречаются на сильно загрязненных участках (табл. 6). Массовые всходы приурочены к влажным годам. Появлению их способствует минерализация почвы. Таблица 6 Семенное возобновление древесных пород на старых аварийных разливах нефти Давность загрязнения, лет Содержание остаточных нефтепродук тов в Ао Количество всходов, тыс.шт/га Сосна Ель Кедр Береза 6 10,6 4,4 0,8 0,4 5-500 7 8,6 2,4 4 1,2 5 - 500 Массовое появление всходов, показывая снижение фитотоксичности остаточного нефтепродукта, не гарантирует успешное лесовосстановление. Из-за неблагоприятных агрофизических свойств замазученной почвы рост всходов очень замедленный, наблюдается большой их отпад. Единичный надежный подрост встречен только у березы и осины. Более 90 % разливов требуют рекультивации, направленной на снижение в почве остаточных нефтепродуктов и создание субстрата, пригодного для прорастания семян, укоренения и выживания всходов древесных и травянистых растений. Выводы 1. В результате испарения, вымывания, ультрафиолетового разложения и микробиологического окисления за два первых года количество нефти в почве сокращается более чем вдвое.

 Эколого-геохимические исследования Белоярского района Тюменской области

Данный показатель характеризует местные геохимические особенности почвенного покрова. Построение карт, отражающих пространственную структуру распределения загрязнителей, проводилось с использованием ГИС-технологии. Карты строились с применением программного продукта Mapi fo версии 5.0. Достоинством Подобного подхода является возможность объединения картографического изображения с атрибутивной базой данных, которая в данном случае представлена результатами химических анализов. При выделении градаций содержания отдельных химических элементов в почвах использовались существующие ПДК для почв и шкала нормирования концентраций микроэлементов в почвах . Загрязненными считались почвы, в которых установлено превышение ПДК при условии техногенного поступления химического элемента. При определении степени загрязненности почв нефтепродуктами учитывалась градация, разработанная Ю. И. Пиковским . Согласно данной шкале нормирования, концентрации от 100 до 500 мг/кг можно считать повышенным фоном. Нефтепродукты в таких количествах активно утилизируются микроорганизмами или вымываются дождевыми потоками без вмешательства человека. Загрязненными можно считать почвы, содержащие более 500 мг/кг нефтепродуктов.

 Химическое загрязнение природных вод

Химическое загрязнение природных вод. Всякий водоем или водный источник связан с окружающей его внешней средой. На него оказывают влияние условия формирования поверхностного или подземного водного стока, разнообразные природные явления, индустрия, промышленное и коммунальное строительство, транспорт, хозяйственная и бытовая деятельность человека. Последствием этих влияний является привнесение в водную среду новых, несвойственных ей веществ загрязнителей, ухудшающих качество воды. Загрязнения, поступающие в водную среду, классифицируют по разному, в зависимости от подходов, критериев и задач. Так, обычно выделяют химическое, физическое и биологические загрязнения. Химическое загрязнение представляет собой изменение естественных химических свойств вода за счет увеличения содержания в ней вредных примесей как неорганической (минеральные соли, кислоты, щелочи, глинистые частицы), так и органической природы (нефть и нефтепродукты, органические остатки, поверхностно активные вещества, пестициды). Неорганическое загрязнение Основными неорганическими (минеральными) загрязнителями пресных и морских вод являются разнообразные химические соединения, токсичные для обитателей водной среды.

 Токсичность тяжелых металлов в с.х. растениях

С экологических и токсиколого-гигиенических позиций не все тяжелые металлы могут быть восприняты однозначно. Прежде всего, представляют интерес те металлы, которые наиболее широко и в значительных объемах используют в производственной деятельности человека и в результате накопления во внешней среде представляют серьезную опасность с точки зрения их биологической активности и токсических свойств. К ним относят свинец, ртуть, кадмий, цинк, висмут, кобальт, никель, медь, олово, сурьму, ванадий, марганец, хром, молибден и мышьяк. УСВОЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ РАСТЕНИЯМИ В настоящее время мало известно о механизмах накопления растениями тяжелых металлов, потому что до сих пор основное внимание уделялось усвоению соединений азота, фосфора и других элементов питания из почвы. Кроме того, сравнение полевых и модельных исследований показало, что загрязнение почвы и окружающей среды (смачивание листовых пластинок солями тяжелых металлов) в полевых условиях оказывает менее значительное изменение в росте и развитии растений, чем в лабораторных модельных опытах.