Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Гимназия №1 г. Лаишево»
Лаишевского муниципального района Республика Татарстан
Проект
Исследование почвенного покрова около
АЗС и приёмы его рекультивации
Автор проекта:
ученица 9а класса МБОУ
«Гимназия №1 г. Лаишево»
Карандина С.А.
Руководитель проекта:
Аникина Е.В.
учитель химии и биологии
Лаишево- 2026
Оглавление
Введение 3
1 Теоретическая часть 4
1.1 Общие положения. 4
1.2 Рекультивация. Методы рекультивации 7
2. Практическая часть 10
2.1 Характеристика исследуемых АЗС 10
2.2 Экспериментальные исследования по оценке уровня загрязнения почв в районах расположения АЗС 11
2.2.1 Определение целлюлозолитической активности почв 11
2.2.2 Определение кислотности почвы 12
2.3 Восстановление почв после загрязнения нефтепродуктами 13
2.3.1 Рекультивация отобранных образцов 13
2.3.2 Определения всхожести семян 13
2.3.3 Определение биомассы растений 14
3. Заключение. Выводы 15
Список используемой литературы 16
Приложение 1 18
Приложение 2 19
Введение
По оценкам специалистов в мире ежегодно теряется около 45-50 млн. т. нефти, половина из которой попадает на сушу [1]. Загрязнение земель нефтью и нефтепродуктами приводит к экологическому и экономическому ущербу, падению урожайности сельскохозяйственных культур, уменьшению продуктивности лесов и лугов, изъятию из хозяйственного землепользования значительных площадей плодородных земель.
В связи с ростом автомобильного парка города Лаишево в настоящее время возросло количество автозаправочных станций (АЗС). Как правило, их размещение осуществляется без учета социально-экологических последствий, поэтому они наносят большой вред окружающей среде. Автозаправочные станции находятся рядом с автомобильными дорогами общего назначения, расположенными в городской черте.
Наш город в этом году отметит 492 -летие своей истории. Хотелось бы сохранить его красоту и чистоту! По данным Б.Самойлова [2], через 1-2 года в радиусе 100 м от АЗС исчезают все лесные травы, птицы и животные покидают это место уже в первые несколько месяцев работы АЗС.
Объектом нашего исследования являются почва территории, на которой расположена автозаправочная станция г. Лаишево, представляющая собой локальный источник загрязнения. Они загрязняют среду главным образом через атмосферу и сточные воды. Единовременные выбросы на почву при этом относительно невелики, но их постоянное действие создает вокруг значительный ареал устойчивого загрязнения.
Мы обратили внимание, что на территориях АЗС мало луговых и полевых растений. Жителям домов, расположенных рядом с АЗС, не слышно пение птиц, которые предпочитают для обитания другие, менее загрязненные, места. Отбирая пробы почв около АЗС, мы заметили, что в ней почти отсутствуют почвенные обитатели (например, мы не встретили дождевых червей).
В почве возможно превращение нефти в более токсичные соединения, которые могут в ней адсорбироваться и накапливаться. Загрязненная почва может стать источником поступления токсикантов в организм человека по трофическим цепям: почва — растения — продукты питания, почва — грунтовые воды — человек, почва — атмосферный воздух — человек, что увеличивает риск возникновения экологически обусловленных заболеваний [3,4].
Восстановление почв, загрязненных нефтепродуктами, является актуальной проблемой, так как позволяет выработать способы реабилитации нарушенных человеком экосистем. Особое внимание следует уделять биологическим методам восстановления почв после загрязнения нефтью и нефтепродуктами, как наиболее экологически чистым и эффективным по сравнению с физико-химическими и механическими [5].
Цель работы: провести сравнительную оценку биологической активности почв, расположенных в разной степени отдаленности от АЗС и апробировать методы рекультивации почв.
Задачи исследования:
— исследовать места расположения АЗС в городской черте;
— провести экспериментальные исследования по оценке состояния почв в районах расположения АЗС с обоснованием методики исследований;
— апробировать некоторые методы рекультивации почв;
— выработать рекомендации по приемам рекультивации почв
Гипотеза: если строить АЗС с учетом необходимых нормативов и знать приемы рекультивации почв, то негативных последствий влияния АЗС на экосистемы почвы станет меньше.
1 Теоретическая часть
1.1 Общие положения
В почвах нефть и нефтепродукты находятся в следующих формах:
- в пористой среде — в парообразном и жидком легко подвижном состоянии, в свободной или растворенной водной или водноэмульсионной фазе;
- в пористой среде и трещинах — в свободном неподвижном состоянии, играя роль вязкого или твердого цемента между частицами и агрегатами почвы;
- в сорбированном состоянии — на частицах горной породы или почвы (в том числе на частицах органических веществ);
- в поверхностном слое почвы или грунта — в виде плотной органоминеральной массы [6].
Как свободные, так и малоподвижные связанные формы нефтепродуктов легко отдают летучие фракции в атмосферу, а растворимые соединения — в воду. Этот процесс полностью не прекращается со временем, так как микробиологические процессы трансформации углеводородов приводят частично к образованию летучих и водорастворимых продуктов их метаболизма. По соотношению тяжелых и легких фракций нефти и содержанию парафина можно судить о скорости испарения, вымывания, опасности цементации почв [7].
При загрязнении нефтепродуктами почв, изменяется ряд их признаков и свойств. В первую очередь терпят изменения физические свойства, которые оказывают влияние на морфологические признаки почв. Таким образом, нарушается воздухообмен в почве, затрудняется поступление воды и, соответственно, различных питательных веществ, необходимых для обеспечения жизнедеятельности почвенных животных и растений. Почвы теряют своё плодородие. Нарушение растительного покрова оказывает влияния на другие элементы экосистемы.
Загрязнённые нефтепродуктами почвы имеют более низкие значения, водонепроницаемости, влагоёмкости и гигроскопической влажности по сравнению с «чистыми» почвами. Таким образом, они не в состоянии впитывать и накапливать влагу [23].
Пропитывание нефтью почвенной массы приводит к изменениям в химическом составе, свойствах и структуре почв. Прежде всего, это сказывается на гумусовом горизонте: количество углерода в нем резко увеличивается, но ухудшается свойство почв как питательного субстрата для растений. Гидрофобные частицы нефти затрудняют поступление влаги к корням растений, что приводит к физиологическим изменениям последних. Продукты трансформации нефти резко изменяют состав почвенного гумуса. На первых стадиях загрязнения это относится в основном к липидным и кислым компонентам [8]. На дальнейших этапах за счет углерода нефти увеличивается содержание нерастворимого гумина. В почвенном профиле возможно изменение окислительно-восстановительных условий, увеличение подвижности гумусовых компонентов и ряда микроэлементов.
Все вещества, входящие в состав нефти и нефтепродуктов, являются токсичными, нередко канцерогенными.
Загрязнение нефтью приводит к резкому нарушению в почвенном микробиоценозе. Комплекс почвенных микроорганизмов отвечает на нефтяное загрязнение после кратковременного ингибирования повышением своей численности и усилением активности. Прежде всего это относится к углеводородоокисляющим микроорганизмам, количество которых резко возрастает по сравнению с незагрязненными почвами. Сообщество микроорганизмов в почве принимает неустойчивый характер. Нефтяное загрязнение подавляет фотосинтетическую активность растительных организмов. Это сказывается, прежде всего, на развитии почвенных водорослей. В зависимости от дозы нефти, попавшей в почву, и сохранности почвенного и растительного покрова наблюдаются различные реакции почвенных водорослей: от частичного угнетения и замены одних группировок другими до выпадения отдельных групп или полной гибели всей популяции. Индикационным признаком экстремальных условий, находящихся на грани зон толерантности и резистентности, является изменение видового состава водорослей. Динамика и степень самоочищения в пределах зоны толерантности отражаются в численности водорослей.
Загрязнение почв нефтью и нефтепродуктами оказывает длительное отрицательное воздействие на почвенных животных, вызывая их массовое удаление [9]. Отрицательное действие загрязнения осуществляется в результате прямого контакта с нефтью и через изменение свойств загрязненных почв.
Действие различных фракций нефти на живые организмы различно. Легкие фракции нефти и нефтепродуктов, богатые бензином, обладают повышенной токсичностью для живых организмов. Летучие фракции проявляют эффект сразу после контакта с почвой и ее обитателями. В то же время действие этих фракций кратковременно. Они быстрее испаряется и ее воздействие на природную среду относительно кратковременно. Их испаряемость способствует быстрому самоочищению компонентов природной среды.
Легкие нефтепродукты в значительной степени разлагаются и испаряются еще на поверхности почвы, легко смываются водными потоками. Путем испарения из почвы удаляется от 20 до 40 % легких фракций нефти.
Эффект тяжелых фракций проявляется позже. Тяжелые фракции нефти малоподвижны и могут создавать устойчивый очаг загрязнения, очищение природной среды от них протекает с трудом. Тяжелые нефти, содержащие значительное количество смол, асфальтенов и тяжелых металлов, оказывают не только токсичное воздействие на организмы, но и значительно изменяют воднофизические свойства почв. Они ухудшают водно-физические свойства почв из-за цементации порового почвенного пространства. Попадание парафиновой нефти в почву ведет к нарушению влагообмена почвы на долгий срок. Они опасны для почвы, так как, имея низкую температуру застывания, они прочно закупоривают поры и каналы почвы, по которым происходит обмен веществ между почвой и сопредельными средами [10, 11].
В процессе трансформации и перераспределения загрязняющих веществ создаются гидро-атмо-лито-биогеохимические аномалии со сменой сочетаний различных веществ и геохимических обстановок.
Очень токсичны ароматические углеводороды ПАУ, среди которых много канцерогенов. Высокотоксичны метановые углеводороды, особенно нормальные алканы с короткой углеродной цепью, составляющие основу легких фракций нефти. Их летучесть способствует быстрому испарению этих трансформируется в техногенный битуминозный солончак, через 4 года почва классифицируется как битуминозный солончаковатый солонец, через 15 лет — как битуминозный солонец, а через 20 лет — как битуминозный осолодевающий солонец[12].
Значительное влияние на вязкость нефти оказывают твердые метановые углеводороды (парафины), содержание которых в нефти может достигать 15—20 %. Твердые парафины плохо разрушаются. Процесс разложения протекает крайне медленно [13]. За три-четыре года происходит окисление некоторых компонентов. Образуются пирены, которые через 25 — 30 лет превращаются в самые токсичные вещества первого класса опасности — бензопирены. Они могут спровоцировать раковые заболевания. Под действием нефти и нефтепродуктов почва с течением времени разрушается [14].
1.2 Рекультивация. Методы рекультивации.
Рекультивация (лат. re – приставка, обозначающая возобновление или повторность действия; cultivo — обрабатываю, возделываю) — комплекс мер по экологическому и экономическому восстановлению земель и водных ресурсов, плодородие которых в результате человеческой деятельности существенно снизилось. Целью проведения рекультивации является улучшение условий окружающей среды, восстановление продуктивности нарушенных земель и водоёмов. [24].
Процесс удаления разлитой нефти и нефтепродуктов требует довольно сложной технологии как при подготовке загрязненного участка к рекультивации, так и при проведении самого процесса [15].
До недавнего времени, а порой и сейчас, многие предприятия, где не уделяют должного внимания вопросам борьбы с нефтяными загрязнениями, очистку почвы от нефти и нефтепродуктов проводят двумя методами — сжиганием нефтяного пятна и землеванием (пескованием). Как первый, так и второй метод приводят к длительному вторичному загрязнению окружающей среды. На участках выжигания пролитой нефти даже через 4 — 6 лет общее проективное покрытие растениями редко превышает 5 — 10 % площади. Зарастание такого рода техногенных экотопов начинается по трещинам образовавшейся на поверхности почвы плотной битуминозной корки [16].
При рекультивации почв применяют следующие методы:
— механические;
— физико-химические;
— агротехнические;
— микробиологические;
— фитомелиоративные.
Механическая очистка предусматривает сбор нефти и нефтепродуктов либо вручную, либо с помощью обычных, а также специальных машин и механизмов. Как правило, на первом этапе данного способа очистки производят локализацию пролитой нефти путем создания вокруг разлива с помощью бульдозера земляного вала около 1 м высотой. После этого, если позволяют местные условия, рядом с местом разлива нефти оборудуют котлован-отстойник, который устилают нефтенепроницаемой пленкой. Затем из места локализации нефть перекачивают в котлован (который, как правило, обустраивают ниже уровня места разлива), а из него ее отправляют на товарный склад для дальнейшей переработки.
Физико-химические методы
Физико-химические методы применяются для очистки от нефти как самостоятельно, так и в сочетании с другими способами. Широко используются сорбционные методы. В качестве сорбентов применяют природные и синтетические адсорбционные материалы органической и неорганической природы. Для сорбции нефти и нефтепродуктов могут применяться такие вещества, как торф, торфяной мох, бурый уголь, кокс, рисовая шелуха, кукурузная лузга, древесный опил, диатомовая земля, солома, сено, песок, резиновая крошка, активированный уголь, перлит, пемза, лигнин, тальк, снег (лед), меловой порошок, отходы текстильной промышленности, вермикулит, изопреновый каучук и некоторые другие материалы. Особый практический интерес представляют сорбенты растительного происхождения (торф, опилки, ДВП и другие) ввиду их невысокой стоимости и значительного объема запасов. Сорбционная способность гранулированного торфа составляет 1,3 — 1,7 г/г, степень очистки — 60 — 88 %. Для удаления нефтепродуктов с водной поверхности применяют соцветия тростника. Их сорбционная способность изменяется от 11 до г нефти на 1 г тростниковых соцветий [15].
Микробиологические методы
Способность окислять углеводороды нефти обнаружена у многочисленных видов бактерий и грибов, принадлежащим к родам: Acinetobacter, Acremonium, Pseudomonas, Bacillus, Mycobacterium, Micrococcus, Achrobacter, Aeromonas, Proteus, Nocardia, Rhodococcus, Serarratia, Spirillium и другие, и грибы — Aspergillus, Candida, Penicillum, Trichoderma, Aureobasidium и некоторые другие. Микроорганизмы, использующие углеводороды нефти, являются главным образом аэробными, т. е. они минерализуют нефтяные углеводороды только в присутствии кислорода воздуха. Окисление углеводородов осуществляется оксигеназами. Промежуточными продуктами при распаде углеводородов являются спирты, альдегиды, жирные кислоты, которые затем окисляются до углекислого газа и воды.
Агротехнические методы
Естественный процесс минерализации нефти достаточно длителен, поэтому необходимо мероприятия, которые могли бы ускорить данный процесс.
Агрохимическими методами рекультивации следует комплекс мероприятий, который включают вспашку и рыхление нефтезагрязненной почвы, внесение минеральных удобрений и проведение мелиоративных работ на загрязненной территории, а также посевов сидеральных культур. В случае необходимости возможна замена загрязненного верхнего слоя грунта плодородным субстратом. Весь комплекс агротехнических мероприятий — рыхление почвенных слоев, создание нормального соотношения между углеродом и азотом, известкование и гипсование, внесение необходимых макро- и микроэлементов — направлен на активизацию естественных процессов, происходящих в почве, оптимизацию условий жизнедеятельности почвенной микробиоты.
Поддержание почвы во влажном состоянии — один из агротехнических приемов управления биологической активностью, который оказывает эффективное воздействие на темпы разложения нефти и нефтепродуктов. Благоприятный водный режим почвы достигается путем полива. Улучшение водного режима, в частности, влияет на подвижность питательных веществ, микробную жизнедеятельность и активность биологических процессов. Наблюдения показали, что недостаток влаги замедляет зарастание рекультивированных участков. Воздействие на микробиологическую и ферментативную активность почвы усиливается при одновременном использовании агрохимических приемов, например, внесения удобрений и рыхления.
Созданию оптимальных условий размножения и роста микробных клеток, в том числе и углеводородокисляющих, способствует внесение на загрязненные участки таких минеральных удобрений — источников азота и фосфора, как калиевая или натриевая селитра, нитроаммофоска, аммиачная вода и суперфосфат в количествах, зависящих от уровня загрязненности, но с таким расчетом, чтобы начальное соотношение между элементами углерод : азот: фосфор поддерживалось на уровне 100:10:1, что является оптимальным для роста бактериальных клеток. Очень часто на практике применяют такие широко распространенные мелиоранты, как навоз и солома. Навоз ускоряет процесс эмульгирования и микробиологического разложения токсических компонентов отработанных буровых растворов. Добавление соломы способствует аэрации почвы и развитию почвенных микроорганизмов. С соломой вносится значительное количество лигнина, представляющего собой резерв для адсорбции углеводородсодержащих веществ [17].
Для восстановления плодородия земель сельскохозяйственного назначения в период биологической рекультивации вносят навоз и известь. Рекультивацию нефтезагрязненных земель, нарушенных при бурении нефтяных скважин пластовыми водами со слабой минерализацией, проводили путем внесения мелиоранта (фосфогипса) и навоза. Очистку осуществляли в течение трех лет.
Фитомелиоративный метод
Фитомелиоративный метод используется обычно на завершающем этапе процесса рекультивации загрязненных нефтью почв. Сущность его заключается в посеве многолетних трав нефтетолерантных сортов.
В литературе приводятся следующие доводы в пользу посадки растений на загрязненные нефтью почвы:
Рост корней приводит к рыхлению почвы, благодаря чему увеличивается доступ кислорода в более глубокие слои загрязненной почвы.
Бобовые растения обогащают загрязненную почву азотом, что стимулирует углеводородокисляющую микрофлору и самоочищение почвы от углеводородов нефти.
2. Практическая часть
2.1 Характеристика исследуемых АЗС
В черте города, построены две автозаправочные станции. АЗС Татнефтепродукт имеет следующие виды топлива: ДТ, АИ-92, АИ-95.Ежедневный расход по каждому виду топлива составляет 30000 м3. АЗС Таиф-НК построена в 2015 году. Ежедневный расход топлива составляет: ДТ 30000м3, АИ-92 60000м3, АИ-95 30000м3. Бензовозы приходят 2 раза в неделю. При выборе площадок наблюдения в пределах эталонной или нормальной экосистемы выполнялись следующие требования: исключение влияния источников выбросов, соответствие наиболее типичному ландшафту (почвы, тип растительности, рельеф, увлажненность и т.п.). Такой площадкой послужил пришкольный участок в районе Гимназии №1 расположенный в черте города на расстоянии примерно 2 км.
Объект исследования является АЗС Татнефтепродукт, которая была построена в 70-ые годы в относительном удалении от жилых застроек по улице Лебедева. С трех сторон примыкает лесопарковая зона. В настоящее время АЗС находится в черте города, а в радиусе около 60 метров находятся дома частного сектора.
2.2 Экспериментальные исследования по оценке уровня загрязнения почв в районах расположения АЗС
2.2.1 Определение целлюлозолитической активности почв
Жизнедеятельность микроорганизмов, обитающих в почве, обеспечивает ее плодородие, а, следовательно, и благоприятные условия для жизни растений. Почвенные микробиоценозы очень чувствительны к изменению экологических условий, к наличию загрязнителей. Уровень их активности служит индикатором благополучия почвенной среды. Целлюлоза – главный компонент клеточных стенок высших растений и водорослей. В почву целлюлоза попадает вместе с растительными остатками, где её содержание достаточно велико (40 % – 70 %). Целлюлозоразлагающая активность почв является отражением минерализационных и деструкционных процессов, осуществление которых главным образом обуславливается определенным уровнем и соотношением активности ферментов [18]. Скорость разложения целлюлозы влияет на скорость разложения органики в целом. Данный показатель можно рассматривать как количественную меру почвенного плодородия. В настоящем исследовании о целлюлозоразлагающей активности почв мы судили по результатам полевого опыта, основанного на использовании аппликационного метода [19].
Для проведения исследования нами были использованы полотна чистой льняной ткани. Ткань разделили на 10 полос шириной 10 см, длиной 16 см, определили массу и закрепили на стеклянной пластине размером 8х10 см. Льняные аппликаторы закладывали в почвенный разрез в вертикальном положении, отмечая местоположение деревянной меткой на расстояниях 5 м, 10 м, 50 м, 100 м от АЗС. Общее число заложенных в почву аппликаторов составило 8 штук: по 2 на каждом расстоянии. Два полотна разместили на пришкольном участке (как эталонная почва). Через 1 месяц ткани извлекли из разреза, отмыли, высушили и произвели взвешивание на электронных весах. По потере массы определили интенсивность разложения клетчатки.
Для оценки интенсивности разложения клетчатки (%) использовали следующую шкалу:
Очень слабая меньше 10 %
Слабая 10-30 %
Средняя 30- 50 %
Сильная 50-80 %
Очень сильная больше 80 %
Результаты экспозиции льняных аппликаторов в почве приведены в таблице 1.
Таблица 1
Интенсивность разложения целлюлозы в почве на разной удаленности от АЗС
| Расстояние от АЗС, м | Начальная массаткани, г | Средняя масса ткани после изъятия из разреза, г | Масса разложив-шейсяткани, г | % разложившейся целлюлозы |
|---|---|---|---|---|
| 5 | 4 | 3, 39 | 0,61 | 15,25 |
| 10 | 4 | 3, 25 | 0, 75 | 18, 75 |
| 50 | 4 | 2, 86 | 1, 14 | 28, 50 |
| 100 | 4 | 2, 59 | 1, 41 | 35,25 |
| Эталон | 4 | 1, 87 | 2, 13 | 53,25 |
В результате проведенных исследований было установлено, что интенсивность разложения целлюлозы в почве на расстояниях от 5 до 50 м от АЗС слабая. По мере удаления от АЗС активность целлюлозолитических ферментов усиливается. Высокая интенсивность разложения (53,25%) установлена в эталонной почве, что благоприятно для жизни почвенных обитателей.
2.2.2 Определение кислотности почвы
Реакция почвы оказывает большое влияние на развитие растений и почвенных микроорганизмов, на скорость и направленность происходящих в ней химических и биохимических процессов [20]. Уровень кислотности почв зависит не только от географического положения, климата, наличия водоемов и близости подземных вод, но и от хозяйственной деятельности человека. Исследования по определению кислотности почвенного покрова вблизи АЗС проводили на образцах почвы, отобранных на расстояниях 5 м, 10 м, 50 м, 100 м, а также с пришкольного участка. Образцы почв отбирали по методике предложенной Е.И. Федоросом, Г. А. Нечаевой [21], [Приложение 1]. Для определения уровня рН почвы приготовили водную суспензию почвенного образца и измерили ее кислотность с помощью универсальной индикаторной бумаги [Приложение 2].
Результаты определения кислотности почв представлены в таблице 2.
Таблица 2
Уровень кислотности почв
| рН почвы | ||||
|---|---|---|---|---|
| 5 м | 10 м | 50 м | 100м | Эталонная почва |
| 4 | 5 | 5 | 6 | 7 |
В результате определения уровня кислотности почв мы выявили, что сильнокислые почвы расположены на расстоянии 5-50 м. По мере удаления от АЗС показатель рН приближается к слабокислым. Чем сильнее закислена или имеет высокую щелочную среду почва, тем хуже в ней развивается корневая система растений. Наиболее благоприятна для растений нейтральная или слабощелочная среда.
Вывод: На АЗС почва неблагоприятная для развития растений на расстоянии 5-50 м т.к. имеет повышенную кислотность.
2.3 Восстановление почв после загрязнения нефтепродуктами
2.3.1 Рекультивация отобранных образцов
С целью апробации некоторых методов рекультивации нами были отобраны 5 образцов почв, на глубине 25-30 см, массой 3 кг, на расстоянии 5-10 м от АЗС, так как на этом участке слабая интенсивность разложения клетчатки, почвы сильно закислены и отмечается слабое развитие растений. Отбор почвы проводили методом конверта (отбор проб в 4-х углах и центре участка). Для сравнения был взят эталонный образец почвы с пришкольного участка – образец почвы №1. Образец почвы под №2 оставили без рекультивации. Образцы почв разместили в контейнеры размером 20х80 см. В образец почвы №3 внесли 85 г органического удобрения (из расчета 4 т на 1 га). В образец почвы № 4 внесли аммиачную селитру массой 4 г (из расчета 200 г на 1 га). Образец почвы № 5 перемешали с аборигенной почвой (лесная почва) в соотношении 1:1. В образец № 6 внесли биопрепарат «Органит Стерн», созданный на основе конидий природного штамма гриба Trichoderma asperellum OPF-19 из расчета 80 г на 1 га. В течение 1 месяца все образцы почв увлажняли и проводили рыхление.
2.3.2 Определения всхожести семян
С целью определения эффективности выше перечисленных методов рекультивации в подготовленные образцы(№№1- 6) посеяли семена озимой ржи сорта Радонь по 50 штук в каждый контейнер. Через 3 дня наблюдали за всхожестью семян. Результаты всхожести семян представлены в таблице 3.
Таблица 3
Всхожесть семян
| № образцапочвы | Количество проростков | Всхожесть, % |
|---|---|---|
| 1 | 48 | 96 |
| 2 | 5 | 10 |
| 3 | 43 | 86 |
| 4 | 39 | 78 |
| 5 | 37 | 74 |
| 6 | 47 | 94 |
Всхожесть семян очень слабая в образце почвы №2 (почва без рекультивации). Всхожесть увеличивается в образцах от №5 (74 %) до №6 (94 %).
2.3.3 Определение биомассы растений
На 7 день наших наблюдений из почвы извлекли проростки ржи, промыли корни водой, измерили средний рост и взвесили биомассу растений. Взвешивание производили на школьных весах.
Результаты эксперимента приведены в таблице 4.
Таблица 4
Средний рост и биомасса проростков
| № образцапочвы | Средний рост растений, см | Биомасса растений, г |
|---|---|---|
| 1 | 25,46 | 9,750 |
| 2 | 14,77 | 1,550 |
| 3 | 24,54 | 7,700 |
| 4 | 21,50 | 6,350 |
| 5 | 18,33 | 7,050 |
| 6 | 24,10 | 9,200 |
Апробация некоторых методик рекультивации нефтезагрязненных почв показала, что в результате проведенных рекультивационных мероприятий содержание нефтепродуктов в почве уменьшилось, об этом свидетельствует хорошее развитие растений ржи и прирост его биомассы. Наибольший эффект от проведенных методов рекультивации, нами получен после внесения биопрепарата «Органит Стерн» (образец почвы №6) и органического удобрения (образец почвы №3). Растения хорошо развивались и имели высокий прирост биомассы. На втором месте по эффективности воздействия приемов рекультивации образцы почв №5 и №4: после активации аборигенной почвой и внесения аммиачной селитры. Растения развивались, но рост проростков и имели несколько угнетенный вид и низкий прирост биомассы. Растения, произрастающие на эталонной огородной почве (образец №2) прекрасно росли и развивались и имели отличный прирост биомассы. Очень плохо развивались, многие погибли, растения, посеянные на грунт образца №1, где никаких методов рекультивации почв не применялось.
3. Заключение. Выводы.
В результате наших исследований мы выяснили, что на АЗС почва неблагоприятная для развития растений, т.к. имеет сильнокислотную среду и низкую активность целлюлозолитических ферментов.
Мы считаем, что в результате проведенных рекультивационных мероприятий содержание нефтепродуктов в почве уменьшилось.
На основании полученных данных, можно сделать вывод о высокой степени эффективности примененных биологических методов восстановления загрязненной почвы. Использование биопрепарата «Органит Стерн», созданный на основе конидий природного штамма гриба Trichoderma asperellum OPF-19 и введение органических удобрений позволило усилить интенсивность разложения целлюлозы в почве, а, следовательно увеличить всхожесть и биомассу растений.
На основании проделанной работы можно констатировать, что проблема загрязнения почв нефтепродуктами в районе АЗС в Лаишево существует. Загрязненную почву можно рекультивировать. В своих исследованиях мы проверили эффективность некоторых методов рекультивации нефтезагрязненных почв и предложили эти методики жителям частного сектора, чьи огородные и садовые участки находятся рядом с АЗС.
Список используемой литературы
- Кузяхметов Г.Г Биологический мониторинг нефтяных загрязнений и экологические проблемы рекультивации нефтезагрязненных земель / Г.Г. Кузяхметов, Р.Г. Минибаев, Р.Н. Гимаев // Мониторинг нефти и нефтепродуктов в окружающей среде. – Уфа, 1985. – С.62-65.
- Оценка состояния и устойчивости экосистем. // В.В.Снакин, В.Е.Мельниченко, Р.О.Бутовский и др. М.: ВНИИприрода. 1992.127 с.
- Аксенов И.Я., Аксенов В.И. Транспорт и охрана окружающей среды. М.: Транспорт, 1986.- 176 с.
- Артамонов М.Д., Морин М.М., Обельницкий А.М Вредные воздействия и токсикология отработавших газов и паров топлива, выделяемых автомобилем. В книге: Снижение отрицательных воздействий автомобиля на окружающую среду. М.: ВЗМИ, 1977.- С. 3-27.
- Балакин В.В. Влияние ветрового режима на очищение воздуха магистральных улиц от выбросов автотранспорта //Гигиена и санитария. -1980. №6. -С. 5-7.
- Барсуков Г.М., Балакин В.В. Исследование загрязнения атмосферного воздуха отработавшими газами автотранспорта в границах крупного города. В книге: Проблемы очистки промышленных выбросов в атмосферу. Волгоград, 1978.- С.26-29.
- Биоиндикация загрязнений наземных экосистем. /Под редакцией Шуберта Р. М., 1988.-305 с.
- Бондарев В. А., Зоря Е. И., Цагарели Д. В. Операции с нефтепродуктами. Автозаправочные станции. — М.: Издательство «Паритет», 1999. — 338 с.
- Буренин Н.С., Горенков A.M., Николаев В.Д. Экомобиль: мечта или реальность? // СПб: СПб Дом научно-технической пропаганды, 1992. 91 с.
- Владимиров С.Н. Экологическая проблема «Автомобиль-город-человек». // Строительные материалы, оборудование, технологии 21 века. — Информационный научно-технический журнал. № 11(82), 2005г. с. 81-83.
- Правдин Н.В., Негрой В.Я., Подкопаев В.А. Взаимодействие различных видов транспорта // М.: Транспорт, 1989. 208 с.
- Сардаров A.C. Архитектура автомобильных дорог // М.: Транспорт, 1993. -271 с.
- Сигаев A.A. Автотранспорт и планировка городов // М.: Изд. литературы по строительству, 1972. 223 с.
- Слепян Э.И. Экологические проблемы станций сервисного обслуживания автомобилей // Жизнь и безопасность. Санкт-Петербург, 2006 б. №4. -С. 100-101.
- Кузнецов Ф.М. Рекультивация нефтезагрязненных почв / Ф.М. Кузнецов, С.А. Илларионов, В.В. Середин и др. Пермь: ПГТУ, 2000 -105 с.
- Иларионов, С.А. Экологические аспекты восстановления нефтезагрязненных почв / С.А. Иларионов. – Екатеринбург: УрО РАН, 2004. — 194с.
- Хазиев Ф.Х. Изменение биохимических процессов в почвах при нефтяном загрязнении и активация разложения нефти / Ф.Х. Хазиев, Ф.Ф. Фахтиев // Агрохимия. 1981. — № 10. — 1981. — С.102-111.
- Биологическая активность почв после несплошных рубок в сосняках Красноярской лесостепи : материалы временных коллективов / И. Н. Безкоровайная [и др.] // Хвойные бореальной зоны. — 2010. — Т.27, №3-4. — С. 238-242.
- Методы почвенной микробиологии и биохимии:Учеб.пособие/Под ред. Д.Г.Звягинцева.-М.:Изд-воМГУ,1991.-304с.:ил.
- Экологический мониторинг: Учебно-методическое пособие. Изд.-е, испр. И доп./Под редТ.Я. Ашихминой. М.: академический проект, 2006.- 416.
- Экология в экспериментах: учебное пособие для учащихся 10-11 классов общеобразовательных учреждений. М.: Вентана _граф, 2007.- 84 с.
- Новошинский И.И., Новошинская Н.С. Химия 8 класс. – М.: Русское слово, 2010.
- Логинов О.Н. Биотехнологические методы очистки окружающей среды от техногенных загрязнений. Уфа: Гос. изд. научно-тех. литературы «Реактив», 2000. — 100 с.
- ru.wikipedia.org
Приложение 1
Техника отбора образцов для лабораторных исследований
Полевое исследование почвы позволяет определить её строение, свойства и дать название по внешним, так называемым морфологическим признакам; провести отбор почвенных образцов для их изучения в лабораторных условиях.
При работе с верхними горизонтами почв образцы следует отбирать в 4-5 – кратной повторности. На расстоянии нескольких шагов (по сторонам воображаемого квадрата и посередине него) изымают 4-5 проб на глубину, равную штыку лопаты. Верхнюю часть, представленную подстилкой (дёрном), обычно не используют для анализа. Если образцы отбирают из почвенного разреза, следует изымать их из средней части каждого горизонта и непременно записывать глубину взятия.
Подготовка почвы к анализу
Образцы, доставленные в лабораторию, необходимо немедленно подвергнуть анализу или довести до воздушно-сухого состояния (большинство опытов проводят на заранее собранных и высушенных образцах). Хранение сырых образцов не допускается, так как под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов, обитающих в субстрате, и тех, которые заселяются в него из воздуха, свойства почвы изменяются.
Для подготовки воздушно-сухого образца каждую взятую пробу почвы рассыпают тонким слоем на большом листе плотной бумаги.
Пинцетом удаляют корни и другие растительные остатки и, прикрыв сверху другим листом бумаги, оставляют на 2—3 дня.
Помещение для подготовки образцов должно быть сухим и защищенным от доступа аммиака, паров кислот и других газов.
Высушенный образец делят по диагонали на четыре части. Две противоположные части берут для растирания, а две другие сохраняют в неизменном состоянии. Почву растирают в фарфоровой ступке пестиком и просеивают через сито с отверстиями 1 мм. Растирание и просеивание повторяют до тех пор, пока на сите не останутся лишь твердые каменистые частицы крупнее 1 мм (скелет почвы). Почву, пропущенную сквозь сито, хранят вместе с необработанными фрагментами в коробке или бумажном пакете.
Лесные подстилки и образцы торфа сушат в течение нескольких суток, так как благодаря высокой влагоемкости они содержат большое количество воды. Все пробы раскладывают тонким слоем на больших листах бумаги в хорошо вентилируемых помещениях, ежедневно многократно перемешивая. По окончании просушивания образцы измельчают растиранием в фарфоровых ступках, затем просеивают через сито с отверстиями диаметром 2—3 мм. Затем берут один из образцов массой 50—200 г, вновь измельчают и просеивают через сито с отверстиями диаметром 1 мм. Частицы, оставшиеся на сите, снова растирают и просеивают до тех пор, пока не будет просеян весь образец. Готовые образцы хранят так же, как и образцы почв.
Приложение 2
Методика получение почвенного раствора и определение его рН [22]
В пробирку поместили почву (высота столбика почвы должна быть 2-3 см). Прилили 5-7 см³ прокипячённой (для удаления углекислого газа) воды. Закрыли пробирку пробкой и встряхивали в течение 2-3 минут. Дали раствору отстояться 1-2 минуты. Затем приготовили бумажный фильтр, вставили его в воронку, закреплённую в кольце штатива. Поставили под воронку сухую чистую пробирку и осторожно профильтровали, не взбалтывая осадка, полученную смесь почвы и воды. Почва осталась на фильтре, а собранный в пробирке фильтрат представляет собой почвенный раствор (почвенную вытяжку). Нанесли стеклянной палочкой или пипеткой почвенный раствор на индикаторную бумагу.
При рН 4-4,5 реакция сильнокислая
при рН 4,6-5,0 среднекислая
при рН 5,1-5,5 слабокислая
при рН 5,6 – 6,0 близкая к нейтральной
при рН 6,1-7,0 нейтральная
при рН 7.1-8,0 слабощелочная
