Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) провели исследование, чтобы выяснить, с какой скоростью восстанавливается «дыхание почв», загрязненных нефтью. Эта научная работа позволит более эффективно очищать плодородные земли и сокращать негативное влияние нефтепродуктов на окружающую среду.
Дыхание почв — это сложное, многофункциональное природное явление, проявляющееся в процессах газообмена между основными компонентами биогеосферы, почвообразования, трансформации геологических пород, трансформации энергии в почвенном органическом веществе и биомассе почвообитающих организмов.
Иными словами, почва обладает свойством накапливать различные органические и неорганические загрязнители, а нефтяные углеводороды изменяют ее свойства и нарушают стабильность экосистемы. Дыхание почв, а именно выделение углекислого газа, — является важным показателем восстановления почвенных характеристик, что способствует разрушению загрязняющих окружающую среду веществ. Чем интенсивней выделения углекислого газа, тем выше физиологическая активность микроорганизмов, в результате деятельности которых разрушаются загрязняющие вещества.
Ученые ПНИПУ изучили, как меняется скорость выделения углекислого газа почвой при попадании в нее нефтяных углеводородов (масла) в различных концентрациях (10, 30, 50 и 100 г/кг) и в зависимости от длительности загрязнения. Скорость выделения углекислого газа из почвы исследователи определяли с помощью измерения количества выделяемого газа за час.
Результаты проведенных экспериментов 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», — рассказала руководительница проекта, доцент кафедры «Охрана окружающей среды» ПНИПУ, кандидат технических наук Эльвира Сакаева.
Оказалось, что в первую неделю загрязнения выделение углекислого газа сильно снижается, что, по словам ученых, происходит из-за токсического воздействия масел на микроорганизмы — загрязнитель обволакивает частицы почвы и ограничивает доступ к кислороду. А вот после 24 месяцев показатели дыхания загрязненной почвы увеличилось в 3-19 раз! «Это подтверждает интенсивное протекание окислительно-восстановительных процессов, восстановление численности микроорганизмов и их интенсивное очищение почвы», — пояснили в ПНИПУ.
«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 и, соответственно, восстановить дыхание почв до первоначального уровня», — объяснила Эльвира Сакаева.
Статья с результатами исследования опубликована в сборнике «Экология родного края: проблемы и пути их решения» за 2023 год.
Источник: ТАСС Наука