Исследования растений как биотестов по определению загрязнения почвы нефтью

 

 

 

 

 

Название работы:

«Исследования растений как биотестов  по определению загрязнения почвы нефтью»

 

Балух ЛюдмилаВикторовна

г.о. Тольятти, МБУ «Школа № 61»

 

 

 

 

Научный руководитель:

Балух Виктор Петрович,

к.п.н, учитель технологии высшей категории, МБУ «Школа № 61»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г. Тольятти

2020

 

Актуальность. Чрезвычайно опасным источником загрязнения почвенного покрова являются предприятия нефтегазодобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности. Одним из видов загрязнения, что оказывает длительное стрессовое воздействие на экосистему, является нефть. Загрязнение почв нефтью вызывает как деградацию земель, так и создает опасность проникновения поллютантов в питательные цепи, одним из звеньев которых является человек.

Нефтепродукты благодаря высокой сорбционной способности грунта долгое время сохраняются в нем, изменяя его физико-химические и биологические свойства. Естественное восстановление почвенных экосистем, загрязненных нефтью – длительный и сложный процесс.  Для оптимизации данного процесса необходимо ведение мониторинга нефтегазового комплекса и сопутствующего загрязнения почв.

Важной составляющей экологически мониторинга является биомониторинг, который использует методы биоиндикации и биотестирования. Эти методы выступают дополнительными при проведении физико-химического анализа.

На основании этого нами проведены эксперименты серии биотестов с помощью растений, основанные на  химических методах анализа роста корней, стеблей и прорастания сеян, которые учитывают синергизм загрязнителей, абсорбцию почвенными коллоидами и взаимодействие с гуминовыми кислотами. Так как в биотестах отражается интеграция этих эффектов то нами применены именно они для оценки экологического риска загрязненного грунта. В биотестах основным параметром оценки загрязнения выступала не концентрация поллютантов, а реакция и ответ живого организма.

Этот метод позволил нам оценить загрязнение по отношению к биотическим компонентам экосистемы. Биотесты наглядно продемонстрировали, что химического анализа не достаточно для экологической оценки загрязненной почвы, особенно, при прогнозировании влияния сложных смесей соединений, например, таких как нефть.

Нами проведены дополнительно опыты по увеличению скорости протекания биодеградации за счет применения силовых воздействий, а именно электрического поля и ультразвука, которые при определенных условиях могут способствовать интенсификации биоремедиации нефтяного загрязнения окружающей среды.

Противоречие. Детальный химический анализ нефти и ее содержания в загрязненной почве предоставляет подробную информацию об общей концентрации поллютантов, однако потенциальные воздействия на экосистемы не могут быть предусмотрены, используя только данные этих концентраций, а ряд следствий, вытекающих из первоначального химического загрязнения, приводят к тому, что стандартные химические методы анализа являются недостаточными, чтобы полностью оценить воздействие на окружающую среду.

Гипотеза исследования: Растительные тест-системы являются достаточно надежными и удобными в установлении степени токсичности определенных загрязнителей, также они дают возможность оценить суммарный эффект воздействия различных видов загрязнителей, в том числе для оценки степени деградации почвенных экосистем, испытывающих разнопланово антропогенного воздействия.

Объект исследования: экологический биомониторинг.

Предмет исследования: биотесты с помощью растений по определению загрязнения почвы нефтью.

Цель работ: разработать экспресс-метод оценки токсичности нефти на почву и установить закономерности „доза-эффект” между концентрацией нефти в почве и чувствительными тест-реакциями и оценить целесообразность использования данных параметров растительных тест-систем для биомониторинга нефтезагрязненных почв.

Для достижения цели были поставлены конкретные задачи:

- оценить фитотоксичность почвы загрязненной различным количеством нефти с помощью наиболее чувствительных тест-реакций растений по энергии прорастания, всхожести семян и морфометрических характеристик проростков;

- выяснить закономерность отношения „доза-эффект” между концентрацией нефти в почве и чувствительными тест - показателями;

-  провести опыты по увеличению скорости протекания биодеградации за счет применения силовых воздействий.

В качестве тест-объекта использовали экономически выгодные растения: овес, клевер, лен, укроп посевной, которые наиболее обладают информативными данными относительно экологической опасности нефтепродуктов для почвенной экосистемы. Они являются определителями фитотоксичности – способность почвы оказывать угнетающее воздействие на растения, что приводит к нарушению физиологических процессов, ухудшению качества растительной продукции [5,11].

 

1. Проблемы техногенного загрязнения почв.

А. Теоретическое обоснование.

В ходе изучения  научной литературы установили, что загрязнение нефтью почв приводит к склеиванию структурных частиц почвы и приводит к значительному росту вязкости и плотности почвенной массы, что ухудшает его воздушно-водный режим. Грунты, пропитанные нефтепродуктами, теряют способность впитывать и задерживать влагу. В таких почвах создаются анаэробные условия, меняется окислительно-восстановительный потенциал. Нарушается углеродно-азотный баланс почвы: резко возрастает соотношение между углеродом и азотом за счет углерода нефти, уменьшается содержание нитратного азота, свободного фосфора, обменного калия, изменяется содержание поглощенных оснований кальция и магния. Это ухудшает азотный режим почв и нарушает корневое питание растений [2,9].

Основными механизмами деградации почвы при загрязнении нефтью являются:

-непосредственное подавление биологических процессов токсичными компонентами;

-уменьшение влагоемкости почвы и заблокирования питательных веществ вследствие гидрофобизации поверхности тяжелыми углеводородами;

-диспергацию почвы одновалентними катионами сопутствующих солей. [1,4,6].

Так как почва является связующим звеном между атмосферой, гидросферой, литосферой и живыми организмами то она играет важную роль в процессах обмена веществ и энергии между компонентами биосферы. Постоянный обмен веществ: атмосфера ↔ растение ↔ почва ↔ атмосфера определяет строго координированную во времени и пространстве совокупность биохимических реакций [1, 23, 26, 61].

Почвы играют полифункциональную роль в биогеоценозах и в биосфере. Они являются фоном взаимодействий и средой жизни растений [1].

Экологическая многозначность почв в биогеоценозах определяется как [3, 6]:

1) сосредоточение  организмов, их зачатков, влаги, энергии, химических элементов;

2) жизненное пространство, убежище или временное жилье;

3) сорбент веществ;

4) стимулятор жизненных процессов;

5) зеркало ландшафта, что отражает его экологическую сущность, историю;

6) субстрат и механическая опора для наземных организмов;

7) сигнальный фактор многих экологических явлений и процессов.

Растительность и грунты – мощный биохимический барьер, который концентрирует на себе воздушные мигранты и загрязнители различного происхождения. Загрязнение почв как объект наблюдений имеет целый ряд важных специфических особенностей[1,2,7,10].

В процессе жизнедеятельности, почвенные организмы формируют элементарный состав почвы, особенности его газовой и жидкой фазы, синтезируют почвенное органическое вещество. При оценке загрязнения почв за основной критерий принимают показатель нормального функционирования почвенной системы, который определяют по количеству и качеству биомассы, которая является продуктом почвы [3,5].

Выделяют три группы почвенных биологических процессов:

1) деятельность почвенных микроорганизмов, осуществляющих глубокое преобразование органического и частично минерального состава почвы;

2) деятельность растений, что обуславливает круговорот химических элементов в системе „почва-растения” и накопления органического вещества почвы;

3) деятельность почвенных животных, которая имеет значительное влияние на физические и химические свойства почвы [8, 11].

Свойства почвы, которые определяют его качество, можно разделить на постоянные (минеральная составляющая, гранулометрический состав) и динамические (содержание гумуса, рН, микробиота). Именно динамические компоненты требуют постоянного наблюдения для отслеживания  качественных изменений. Качество почвы – это способность выполнять функции в пределах природных или управляемых экосистем, чтобы поддерживать биологическую продуктивность растений и животных, обеспечивать качество окружающей среды, способствовать здоровью человека [3,4].

На основе изучения влияния абиотических факторов на деградацию нефти в почве концентрацией 10% (100 г/кг) в первые дни после загрязнения, когда наиболее токсичны углеводороды легкой фракции испаряются, выявлено, что процесс деструкции нефтепродуктов происходит достаточно активно: через 2 суток количество испарения нефти составила 39,78%, через 3 суток – 45,9%, а на 11-е сутки – 53,5% [9]. Следовательно, ведущая роль в деградации токсичных нефтепродуктов из почвы принадлежит процессам испарения. Дальнейшая деструкция нефтепродуктов происходит при участии живых организмов (микроорганизмов и растений), которые могут раскладывать тяжелые фракции нефти и восстанавливать физико-химические свойства загрязненных экотопов [5].

Таким образом, на основе анализа проблем техногенного загрязнения почв, в частности, загрязнения их нефтью и нефтепродуктами, можно сделать вывод, что альтернативными являются способы фиторемедиации, которые помогут ускорить процессы восстановления деградированных почв.

Преимуществом фиторемедиации является то, что она не вредна для окружающей среды, значительно дешевле физико-химических методов ремедиации и имеет широкую общественную поддержку. Во время фиторемедиации наблюдается меньше вторичных загрязнений (например, загрязнение вод), физический и механический состав почв не повреждается, их биологическая активность не снижается, а производительность в основном остается постоянной. Фиторемедиация наиболее пригодна для очистки умеренно загрязненных грунтов, где нет необходимости в полном удалении загрязнений. Достаточно лишь уменьшить их количество до допустимых значений.

Диагностирование и оценка токсичности нефтезагрязненных почв нами были проведены с учетом параметров и показателей представленных  в таблице.

Таблица 1. Растительные тест-системы

Таблица 2. Шкала токсичности грунтов

Биоиндикацию нефтезагрязненных почв в агроэкосистемах проводили на основе реакций  дешевых семян сельскохозяйственных растений (овес, клевер, лен, укроп посевной) с разной чувствительностью к данному фактору.

Установлена зависимость „концентрация-эффект” между угнетением роста корней и побегов исследуемых фитотестов – овес, клевер, лен, укроп посевной и степенью нефтяного загрязнения на промежутке 5-15% нефти. Выявлено специфичность и чувствительность данных фитотестов, что указывает на возможность их использования для биомониторинга нефтезагрязненных почв. [11].

 

Б.  Подготовка материала для исследования.

1. Для определения фитотоксичности почвы были подготовлены образцы  почвы загрязненных нефтью.

2. Для исследований использовали сырую нефть плотностью 0,86 г/мл, почва глинистая с экологически чистой территории.

3.  В воздушно-сухую почву вносили нефть по такой схеме:

контроль (чистый грунт);

99 г чистого грунта + 1 г нефти (1% загрязнения);

97,5 г чистого грунта + 2,5 г нефти (2,5% загрязнения);

95 г чистого грунта + 5 г нефти (5% загрязнения);

94 г чистого грунта + 6 г нефти (6% загрязнения);

92 г чистого грунта + 8 г нефти (8% загрязнения);

90 г чистого грунта + 10 г нефти (10% загрязнения);

85 г чистого грунта + 15 г нефти (15% загрязнения);

 

В. Методы исследований фитотоксичности почвы.

1. Экспериментальную  почву 20 г помещали в ступку и увлажняли водой примерно до 75% от полной влагоемкости, хорошо растирали эту массу;

-затем суспензию переносили в чашки Петри;

-при встряхивании чашки образовалось водяное зеркальце.

-на грунт в чашки высевали семена экспериментирующих растений (по 10 штук);

-закрытые чашки ставили в термостат на при температуре +22°С.

-через 3 суток считали всхожесть семян, на 6-е сутки измеряли длину корня и побега проростков.

2. После прорастания семян анализировали следующие тест-показатели: индекс схожести (ИС) на 3-е сутки, индекс корня (ИК) и индекс побега (ИП) на 6-е сутки, индекс прорастания семян (ИПП) (Teaca, 2008).

ИС=ПСО / ПСК X 100%

Где:

ПСО − кол-во проросших семян в опыте,

ПСК − кол-во проросших семян в контроле;

ИК=ДО / ДК х 100%

Где

ДО − длина корня в опыте,

ДК− длина корня в контроле;

ИП=ДПО / ДПК х100%

Где:

ДПО − длина побега в опыте,

ДПК − длина побега в контроле;

Статистико-математическая обработка результатов

Опыты проводили в пятикратной повторности. Полученные результаты обрабатывали статистически с использованием программного пакета Microsoft Excel для персональных компьютеров. Определяли среднее арифметическое, стандартную погрешность.

2. Объект исследования и его характеристика.

2.1. Зависимость процесса прорастания семян от концентрации нефти в почве

1. Овес посевной.

Обнаружено, что достаточно чувствительным к действию нефти является овес посевной (Avena sativa L.). При возрастании концентрации нефти в почве от 0 до 10% относительная всхожесть семян повышается.

Концентрация нефти в % постепенно уменьшается от 100 до 61%, относительная высота побега от 100 до 58,34% (рис. 1).

Рис. 1. Зависимость процесса прорастания семян овса от концентрации нефти в почве

Как показали наши исследования, более чувствительным ростовым показателем овса посевного в нефтяного загрязнения есть длина корня. Так, при загрязнении почвы в количестве 2,5% относительная длина корня уменьшается до 49,51%, в то время как относительная высота побега – только до 72,79%. При содержании нефти от 5 до 10% дальнейшего уменьшения длины корня и высоты побега не наблюдается (рис. 1).

Таким образом, при высоких концентрациях нефти в почве (более 5%) реакция тест-показателей A. sativa является маловираженою.

 

2. Клевер луговой (Trifolium pratense).

Нефть подавляет  также всхожесть семян клевера от 100 до 72% при росте загрязнения почвы нефтью от 0 до 10%. В то же время при загрязнении почвы нефтью менее 5% происходит стимуляция роста корня, а при концентрациях выше 5% – угнетение. Относительная высота побега с увеличением концентрации нефти от 0 до 5% монотонно снижается, а на промежутке 5-10% нефти в почве дальнейшее уменьшение высоты побега не происходит. И таким образом, нефть в целом подавляет ростовые параметры клевера лугового, но это влияние является неоднозначным. (Рис. 2).

 

Рис. 2. Зависимость процесса прорастания семян клевера от концентрации нефти в почве.

3.  Лен обыкновенный ( Linum Usitatissimum L.).

В концентрациях 5%, 8% и 10% нефть значительно подавляет процесс прорастания семян. Количество проросших семян на 3-тю сутки при 5% нефтяного загрязнения уменьшается на 32%, а при 8% – на 34% относительно контроля.

Следовательно, при высоких степенях нефтяного загрязнения скорость прорастания  семена тормозится, что обусловлено высокой токсичностью нефти. Таким образом, скорость прорастания семян зависит от концентрации токсиканта, что будет учтено при разработке метода фитооценки токсичности нефтезагрязненных почв. Нефть как токсикант негативно влияет на прорастание семян, уменьшая сходство.

Полученные нами результаты свидетельствуют, что динамика прорастания и всхожесть семян льна обыкновенного (Linum usitatissimum L.) является чувствительными и информативными тест-реакциями для оценки токсичности нефтяного загрязнения почвы (Рис. 3.)

Всхожесть семян иллюстрирует прямое влияние нефти, тогда как длина проростков является реакцией на опосредованное влияние водорастворимых нефтепродуктов. Это свидетельствует о высокой чувствительность исследуемой тест-реакции и линейную зависимость кривой „доза-эффект”.

Итак, лен чутко реагирует на токсичность нефти. Прямолинейная зависимость между индексом корня и концентрацией нефти в почве наблюдается на промежутке 6-10% загрязнителя. Это позволяет использовать лен и проводить при диагностике содержания нефти в почве в этом интервале.

Рис. 3. Индекс корня  и побега льна обыкновенного (Linum usitatissimum L.) при действии нефти в почве.

Следовательно, лен чутко реагирует на содержание нефти в почве. С ростом концентрации нефти от 1% индекс побега постепенно уменьшается и при 10% загрязнения приближается к нулю. Это свидетельствует о целесообразности использования данной тест-реакции при проведении фитооценке токсичности нефтезагрязненных почв.

 

3. Укропа огородного (Anethum graveolens L.)

Нами установлено, что нефть стимулирует начальные ростовые параметры укропа огородного (Anethum graveolens L.) (рис. 2). Относительная всхожесть семян A. graveolens при росте загрязнения почвы нефтью от 0 до 15% повышается следующим образом:

• 0 – 2,5% (нефти в почве) – незначительно (близка к контролю);

• 2,5 – 10% (нефти в почве ) – возрастает от 100 до 144%;

• 10 – 15% (нефти в почве) – изменяется от 144 до 119%.

Нефть в концентрации 1-10% также положительно влияет на рост длины корня и высоты побега A. graveolens: тест-показатели превышают контроль в 1,18–1,2 раза для корня и в 1,15–1,4 раза для побега (рис. 2). Однако уже при высших концентрациях нефти, более 15%, происходит угнетение длины корня относительно контроля на 27,83%, длины побега – на 37,43%.

Рис. 4. Зависимость процесса прорастания семян укропа от концентрации нефти в почве.

Следовательно, при изучении закономерностей влияния нефти на начальные ростовые параметры растительных тест-объектов нами установлено, что нефть, в большинстве, подавляет сходство на семена и рост растений, хотя есть и такие, на которые нефть при определенных концентрациях оказывает стимулирующее действие. Так, нами установлено, что нефть в количестве 10-15% в почве стимулирует всхожесть семян и ростовые показатели укропа огородного (Рис. 4).

Рис. 5. Время прорастания семян

 

2.2.  Эксперименты по увеличению скорости протекания биодеградации за счет применения силовых воздействий.

 

Электрическое поле - одна из составляющих электромагнитного поля количественными характеристиками которой являются вектор напряженности электрического поля и вектор электрической индукции. Согласно анализу биологических эффектов ультразвука и электрического поля, стимулирующий эффект в отношении протекания биологической реакции может возникать в результате следующих свойств влияния данных силовых воздействий. [3,4]

1. Усиление массообмена и перемешивания веществ в реакционных системах.

2. Стимулирования ферментативной активности микроорганизмов.

3. Ускорение клеточного роста.

4. Влияния на конфигурацию и реакционную способность молекул углеводородов.

 

Эксперименты с применением ультразвука

На основании научных источников установили, что действие ультразвука низкой интенсивности может ускорить транспортировку веществ и увеличить проницаемость мембраны микробной клетки, при этом увеличивается поглощение посторонних веществ и высвобождения внутриклеточных продуктов в культуральную жидкость. Это явление можно охарактеризовать как ультразвуковую порацию клеток микроорганизмов-нефтедеструкторов [3].

Так как нефтепродукты в своем большинстве представляют собой молекулы сложной углеродной структуры, которые характеризуются гидрофобными качествами, то это затрудняет их проницаемость в клетки микроорганизма, где они должны подвергаться разложению. Исходя из этого, усиление массопереноса приобретает особое значение, ведь облегчив перенос молекул углеводородов нефти из среды к микробной клетки, потенциально можно достичь повышения интенсивности процесса биодеградации в целом.

С тем, не стоит исключать из поля зрения тот факт, что нефтепродукты являются токсичными веществами, и стремительное повышение их концентрации внутри клетки может подавлять жизнедеятельность [2] или даже приводить к гибели микроорганизмов-нефтедеструкторов.

 Для упрощения, удешевления и ускорения процесса восстановления деградированных почв используют такие способы, которые предусматривают рассадника загрязненных территорий определенными видами растений.

 Наиболее близким по технической сущности является способ выведения из почвы нефтепродуктов растениями.

Для продолжения исследований с силовым воздействием, на основании выше проведенных экспериментов, был отобран укроп. (Рис. 6).

а) эксперимент.

Время воздействия -30 суток, по 20 мин в час

Обработка ультразвуком с частотой 50-100 кГц.  Интенсивность -22 Вт/см

Приводит к смерти клеток с концентрацией 10 гр/кг нефти

Рис. 6. Время прорастания семян обработанных ультразвуком с частотой 50-100 кГц

 

б) эксперимент.

Время воздействия -30 суток, по 20 мин в час

Обработка ультразвуком с частотой 10-20 кГц.

Интенсивность -5 Вт/см. Концентрация нефти 10 гр/кг приводит к росту

Рис. 7. Время прорастания семян обработанных ультразвуком с частотой 10-20 кГц

 

Результаты влияния воздействия ультразвука (3.05. 2016-24. 06. 2016) с частотой 10-20 кГц  и интенсивностью -5 Вт/см 

№	Вариант	Концентрация нефти (г/кг)	Содержание нефтепродуктов после проведенных экспериментов (г/кг)
1	90 г чистого грунта + 10 г нефти (10% загрязнения) без растения без воздействия ультразвука	100	86
2	90 г чистого грунта + 10 г нефти (10% загрязнения) с растением без воздействия ультразвука	100	74
3	90 г чистого грунта + 10 г нефти (10% загрязнения) с растением и с  воздействием ультразвуком	100	68

 

По результатам эксперимента следует, что при обработке ультразвуком с частотой 10-20 кГц достигается ускорение в жидких и твердых средах массо - и теплообмена, что приводит к увеличению клеток, что в свою очередь приводит к увеличению площади раздела фаз вода/углеводороды, и таким образом повышает вероятность контакта микроорганизмов-нефтедеструкторов с веществом.

Результаты показали, что при низкой концентрации субстрата ультразвук не влияет существенно на действие ферментов. Однако, при более высокой концентрации субстрата становится заметное увеличение активности инвертазы до сахарозы.

Рис. 8. Метаболический процесс

Таким образом, обработка ультразвуком вызывает эффективное перемешивание растворов, за счет которого достигается высокая гомогенность реакционной смеси, что способствует более легкому транспортированию веществ. За счет этого явления уменьшается ингибирования синтеза вторичных метаболитов, а следовательно повышается эффективность действия фермента.

Механизмы разложения углеводородов разных классов существенно отличаются в части привлеченных до этого метаболического процесса ферментов. Например, биодеградация прямых цепей алканов происходит через в-окисления. Во время этого процесса кислород связывается с концом углеводородного цепи, что ведет к образованию карбоксильной группы.

Как видно из рисунка, до данного метаболического процесса привлечены ряд ферментов, таких как дегидрогиназа, гидратаза, и тому подобное, что свидетельствует о том, что ультразвук может изменять их активность, тем самым влияя на процесс биодеградации алифатических углеводородов в целом.

Исследованиями показано, что ультразвук с надлежащими частотой, интенсивностью и периодом облучения приводит к увеличению скорости роста клеток по сравнению с ростом без облучения. Учитывая тот факт, что скорость и степень биодеградации напрямую зависят от наличия и количества микроорганизмов-нефтедеструкторов, ускорения их скорости роста и накопления биомассы положительно влиять на процесс биоремедиации среды от нефтепродуктов.

 

Эксперименты с применением электричества

Похожие явления происходят во время действия электрического поля на среду протекания биодеградации. При применении электрического поля в клеточной стенке образуются поры [4], которые позволяют облегчить попадание молекул углеводородов внутрь клетки микроорганизма.

Использование электрического поля обусловливает перенос загрязняющих веществ в почве и называется електрокинетическим методом, который может быть очень эффективным в определенных условиях [10], потому что он вызывает электроосмос, электрофорез и электролиз в почве, которые тесно связаны с миграцией загрязняющих веществ.

Тем не менее, это технологическое применение не такое эффективное для почв, загрязненных гидрофобными соединениями. Подвижность загрязнения значительно снижается из-за нерастворимости гидрофобных соединений в воде и их сильную адгезию на частицах почвы.

Поэтому, в таких случаях, мы считаем приоритетным является непосредственное воздействие на микроорганизмы и их миграцию в электрическом поле, а не на перенос загрязняющего вещества.

Следует отметить, что через специфическую структуру формирования стенки бактериальной клетки и многочисленные химические группы, которые находятся вне клетки, на ее поверхности возникает отрицательный заряд [6, 7], который и обуславливает бактериальный движение под воздействием электрического поля.  Однако, бактериальное поведение в электрическом поле будет сильно зависеть от напряженности поля. Когда напряженность электрического поля составляет 0,1-0,2 мА/см , рН на аноде равен 2-3 и 8-12 на катоде, что может влиять на жизнеспособность некоторых микроорганизмов [11].

В целом, слабое действие электрического поля имеет большое влияние на скорость и направление бактериальной миграции в пробах почвы и биодеградации загрязнения. Применение электрического поля приводит к миграции почвенных бактерий в нужном направлении и, следовательно, может стимулировать биоразлагаемость загрязнения в отдельных зонах.

В дополнение к указанному явлению, при действии ультразвука и электрического поля наблюдается интенсификация перемешивания веществ в среде [8], что также способствует ускорению массообмена.

Данная отрасль биотехнологии не является достаточно исследованной. До сих пор не определено, какие из указанных свойств воздействия силовых полей в большей степени предопределяют изменения в процессе протекания биодеградации нефтепродуктов. Также не имеет четких данных относительно рекомендуемых параметров силовых полей, которые могут быть применены во время очистки от конкретных загрязняющих веществ определенными штаммами микроорганизмов.

 

Заключение.

На основе полученных данных можно сделать следующие выводы:

1. Установлено, что нефть при низких концентрациях (1%, 2,5%) способствует выходу семян из состояния покоя и стимулирует прорастание семена Linum usitatissimum L, при высоких (5%, 6% и 8%, 10%) – подавляет.

2. Полученные нами результаты свидетельствуют, что динамика прорастания и всхожесть семян являются чувствительными и информативными тест-реакциями для оценки токсичности нефтяного загрязнения почвы.

3. Установлено прямолинейную зависимость между индексом корня и концентрацией нефти в почве на промежутке 6-10% загрязнителя.

5. Установлено линейную зависимость между индексом побега L. usitatissimum и содержанием нефти в почве.

6. Индекс прорастания семян – наиболее достоверный и информативный параметр, который увеличивает эффективность и чувствительность тест-системы.

7. Проведенные эксперименты  подтвердили гипотезу, что применение силовых полей в частности ультразвука и электрического поля к среде протекания биодеградации может привести к значительному повышению интенсивности и степени разложения углеводородов нефти микроорганизмами - нафтодеструкторами.

 

Литература.

1. Андреева В. А. Фермент пероксидаза: Участие в защитном механизме растений. М.: Наука, 2000. 128 с.

2. Андресон Р. К., Мукатанов А. Х., Бойко Т. Ф. экологические последствия загрязне- ния почв нефтью // экология. 1980. № 6. С. 21-25.

3. Ейринг Г. Основи химической кинетики / Ейринг Г., Лин С.Г., Лин С.М. -М.: Мир, 1983. - 528 с.

4. Кардашев Г. А. Физические методи интенсификации процессов химической технологи / Г. А. Кардашев. - М.: Химия, 2013. - 208 с.

5. Ткачук Н. Г. Интенсификация роста и ферментативной активности микроорганизмов ила для очистних сооружений электрическим током и ультразвуком: дис. ... канд. техн. наук : 05.18.11 / Ткачук Николай Григорьевич. - К., 1983. - 157 с

6. .Трофимова Т. И. Курс физики : [учеб. пособие для вузов] / Т. И. Трофимова. - [2-е изд., перераб. и доп.]. - М. : Высш. шк., 2014. - 478 с.

7. Хорбенко И. Г. Ультразвуковая обработка материалов / Хорбенко И. Г., Абрамов О. В., Швегла М. П. ; под ред. О. В. Абрамова. - М.: Машиностроение, 2003. - 280 с.

8. Давидова И. Ю., Пахненко-Дуринина Е. П. Реакция сельскохозяйственних растений на загрязнение почви нефтью. Моск. гос. ун-т им. М.В. Ломоносова.2000.-235с.

9.  Зайцев Г. Н. Методика биометрических расчетов: математическая статистика в экспериментальной ботанике. М.: Наука, 2010. 256 с.

10.  Назаров А. В., Иларионов С. А., Азизова 3. А. Формирование растительности на экспериментальных загрязненных площадках // Вестн. Пермск. ун-та. 2015. № 2. С. 80-84.

11.  Невзоров В. М. О вредном воздействии нефти на почву // Известия вузов. Лесной жур­нал. 1976. № 2. С. 164-165.