Автор: В условиях интенсивного антропогенного воздействия одной из экологических проблем становится загрязнение тяжелыми металлами (ТМ) и полиароматическими углеводородами (ПАУ) почвенного покрова. Предприятия угледобывающей промышленности являются одними из основных источников загрязнения.
Для восстановления почвенного покрова территорий угледобывающей промышленности разработано множество методов, среди которых всё более востребованным становится применение углеродистых сорбентов (биочара). В настоящее временя также является высокоэффективным их сочетание со штаммами микроорганизмов [3]. Оценка биологической активности почв имеет особую важность, поскольку она служит индикатором их экологического состояния и позволяет контролировать эффективность ремедиации [2].
Объектом данного исследования являлась техногенно нарушенная почва, расположенная на подножье породного углеотвала шахты им. В. И. Ленина в г. Новошахтинск. В качестве фоновой почвы был чернозем обыкновенный карбонатный ООПТ Персиановской заповедной степи. В загрязненную почву углеотвала им. В. И. Ленина вносили 2,5% биочара: древесный (Бдр); из соломы пшеницы (Бс); инокулированный нитрификаторами (БН); инокулированный ПАУ-деструкторами, а именно Enterobacter ludwigii (БП); инокулированный и нитрификаторами, и ПАУ-деструкторами (ББ). После внесения данных компонентов почва помещалась в вегетационные сосуды, увлажнялась до 60% полной влагоемкости и инкубировалась в течение 65 дней, после чего производили отбор проб почв для проведения анализа.
В ходе исследования были определенны базальное (БД) и субстрат-индуцированное дыхание (СИД). При анализе БД 1,5 грамма почвы помещали в флакон, добавляли 0,15 мл дистиллированную воду, герметично закрывали, инкубировали 24 часа. Затем пробу воздуха из флакона отбирали шприцем, вводили в газовый хроматограф «Хроматэк-Кристалл 5000» с детектором теплопроводности, для регистрации пика СО2. При определении СИД во флакон вносили 0,15 мл 1% глюкозу, а срок инкубации составлял 4 часа [1].
Было выявлено значительное подавление БД и СИД в загрязненной почве, что меньше фоновых значений в 2,3 раза (рис. 1). Дальнейшее внесение углеродистых сорбентов способствовало увеличению выделения СО2, что свидетельствует о восстановлении микробной активности почвы. При внесении древесного биочара наибольшее повышение активности наблюдалось в варианте с инокулироваными нитрификаторами и ПАУ-деструкторами — БД увеличивалось в 1,22 раза, а СИД в 1,29 раза.
Наибольший эффект наблюдался при использовании сорбента, изготовленного из соломы пшеницы, инокулированного нитрифицирующими микроорганизмами. В этом случае БД увеличивалось в 2,1 раза, а СИД — в 1,6 раза по сравнению с фоновыми значениями, что свидетельствует об улучшении биологического состояния почвы под действием данного сорбента.
Таким образом, обнаружено, что загрязнение значительно снижает микробиологическую активность почвы. Внесение углеродистых сорбентов оказывает положительное влияние на микробное сообщество, способствуя восстановлению биологических процессов, что подтверждается ростом выделения СО2. Максимальная эффективность наблюдалась при внесении сорбента, приготовленного из соломы пшеницы и инокулированного нитрификаторами.
Благодарность: Исследование выполнено при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, соглашение No 075-15-2023-587.
Литература
- Ананьева Н. Д., Сусьян Е. А., Гавриленко Е. Г. Особенности определения углерода микробной биомассы почвы методом субстрат-индуцированного дыхания //Почвоведение. — 2011. — №. 11. — С. 1327-1333.
- Гринец Л. В., Сенькова Л. А., Мингалев С. К. Биологическая активность почвы //Аграрное образование и наука. — 2019. — №. 2. — С. 14.
- Song B., Zeng G., Gong J., Liang J., Xu P., Liu Z., Ye S., Ren, X. Evaluation methods for assessing effectiveness of in situ remediation of soil and sediment contaminated with organic pollutants and heavy metals //Environment international. — 2017. — V. 105. — P. 43-55.
Автор: Барсукова С.А., Пуликова Е.П., Горовцов А.В., Минкина Т.М.
