Деятельность человека — основной источник загрязнения окружающей среды. Особенно большой вред природе наносится в местах добычи и переработки нефтяных углеводородов. Один из значимых объектов окружающей среды — почва, она образует биохимическую оболочку, важнейший элемент биосферы. Однако почва обладает свойством накапливать различные органические и неорганические загрязнители. Нефтяные углеводороды изменяют ее свойства и нарушают стабильность экосистемы. Дыхание почв — выделение углекислого газа, считается важным показателем восстановления почвенных характеристик, что способствует разрушению загрязняющих окружающую среду веществ. Ученые Пермского Политеха исследовали, как нефтяные углеводороды влияют на дыхание загрязненных почв. Результаты работы позволят более эффективно очищать плодородные земли и сокращать негативное влияние на окружающую среду.
В Пермском Политехе изучили влияние нефти на дыхание загрязненных почв / © Getty images
Статья с результатами исследования опубликована в сборнике «Экология родного края: проблемы и пути их решения», 2023 год. Исследование выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Выделение углекислого газа представляет собой многофункциональное природное явление и служит частью круговорота углерода и кислорода. Почвенное дыхание – это важный фактор образования и биологической активности почв. В земле сконцентрировано большое количество разных живых организмов и продуктов их метаболизма. Чем интенсивней выделения углекислого газа, тем выше физиологическая активность микроорганизмов, в результате деятельности которых разрушаются загрязняющие вещества.
Ученые Пермского Политеха изучили, как меняется скорость выделения углекислого газа почвой при попадании в нее нефтяных углеводородов (масла) в разных концентрациях (10, 30, 50 и 100 г/кг) и в зависимости от длительности загрязнения. Скорость выделения углекислого газа из почвы определяли по методу, который основан на измерении количества выделяемого газа за один час.
«Результаты экспериментальных исследований показали, что при увеличении концентрации нефтяных углеводородов образование углекислого газа активно снижается. Мы определили зависимость интенсивности выделения газа загрязненной почвой с течением времени – через неделю и через 24 месяца», – поделилась руководитель проекта, доцент кафедры «Охрана окружающей среды» ПНИПУ, кандидат технических наук Эльвира Сакаева.
В первую неделю загрязнения выделение углекислого газа сильно снижается, что обуславливается токсическим воздействием масел на микроорганизмы, загрязнитель обволакивает частицы почвы и ограничивает доступ к кислороду. После 24 месяцев дыхание загрязненной почвы, увеличилось от трех до 19 раз. Это подтверждает интенсивное протекание окислительно-восстановительных процессов, восстановление численности микроорганизмов и их интенсивное очищение почвы.
«Нами рассмотрены процессы очищения почвы в естественных экосистемах без влияния человека. Поэтому процесс довольно длительный. Для ускорения процесса самоочищения человек может использовать различные методы – рыхление, внесение дополнительных биогенных элементов, а также использование различных биопрепаратов, содержащих углеводородокисляющие микроорганизмы. Все эти методы позволят ускорить процесс самоочищения почв, а соответственно, восстановить дыхание почв до первоначального уровня», – объясняет Эльвира Сакаева.
Полученные результаты исследования показали, что при загрязнении почв нефтяными углеводородами активное образование углекислого газа меняется. За длительное время происходит перестройка почвенной экосистемы, позволяющая снижать концентрации загрязнения и увеличивать дыхание почвы. Работа ученых является одним этапов мероприятия по устранению экологического ущерба посредством восстановления и очистки почв, загрязненных и истощенных техногенными загрязнителями.
