Результаты исследования и их обсуждение
Nbsp; МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Академия биологии и биотехнологии им. Д.И. Ивановского Кафедра экологии и природопользования «Применение методов повышения биологической активности для устранения последствий нефтезагрязнения» ПРОЕКТ БАКАЛАВРИАТА По направлению 06.03.01. – Биология Научный руководитель – профессор кафедры экологии и природопользования, д.б.н. Денисова Татьяна Викторовна Участники: Архипова Кристина Бондарева Юлия Медведева Анна Шишко Наталья Ростов-на-Дону 2018г. Оглавление ВВЕДЕНИЕ.. 3 1. Пояснительная записка. 3 1.1 Цели и задачи исследования. 3 1.2 Объект исследования. 4 1.3 Методика проведения исследований. 4 1.4 Мелиоранты.. 5 1.5 Исследованные показатели. 6 2. Результаты исследований и их обсуждение. 6 2.1 Почвенное дыхание. 6 2.2Изменение активности инвертазы.. 12 Заключение. 15 Список литературы.. 16 Публикации участников проекта. 18
ВВЕДЕНИЕ
Нефть является одним из распространенных поллютантов природных экосистем. Высокая потребность в использовании нефти в современном мире приводит к тому, что при ее добыче, переработке и транспортировке зачастую происходят ее утечки, разливы и аварии [1]. Попадание нефти в почву приводит к изменению ее свойств. Загрязнение почвы нефтью негативно влияет на многие показатели почвы, такие как активность почвенных ферментов, почвенное дыхание, содержание нитратов в почве, а также на рост и развитие растений, произрастающих на такой почве.
|
|
|
При введении в почву нефти и различных ремедиантов, изменяются эколого-биологические показатели почвы. В литературе широко представлены результаты исследований по использованию бактериальных препаратов содержащих штаммы нефтеокисляющих бактерий, минеральных сорбентов, типа вермикулита, цеолита и др.[9].
В настоящее время одним из наиболее современных и продуктивных методов отчистки почвы от загрязнения нефтью является ее мелиорация[2, 3]. В связи с этим актуальны исследования, направленные на поиск эффективных ремедиантов и мелиорантов,так как универсального препарата для разрушения нефти и нефтепродуктов на данный момент не выявлено.
Пояснительная записка
Цели и задачи исследования
Цель– изучить влияние мелиорантов на биологические свойства чернозёма обыкновенного при загрязнении нефтью.
В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:
1. Изучить влияние загрязнения нефтью на активность инвертазы и почвенное дыхание.
|
|
|
2. Изучить влияние гумата калия,гумата натрия, нитроаммофоса,мочевины и гидрогеля Акватеррана активность инвертазы и эмиссию углекислого газа.
3. Выявить наиболее эффективные мелиоранты для ремедиации чернозема при загрязнении нефтью.
Объект исследования
Чернозем обыкновенный карбонатный. Образцы почвы для модельных исследований отобраны из пахотного горизонта (Апах, 0-20) в Ботаническом саду Южного федерального университета.
Методика проведения исследований
Нефть вносили в концентрациях 1, 5 и 10 % от массы почвы[11]. После внесения нефти, в почву вносили мелиоранты (согласно норме расхода). Компостирование нефтезагрязненного чернозема с мелиорантами проводили в течение 30 и 90 суток. Опыт ставили в трехкратной повторности. Контролем служила почва, инкубировавшаяся в тех же условиях, но не подвергавшаяся загрязнению нефтью и внесению мелиорантов.
Для оценки эмиссии углекислого газа использовали газоанализатор Testo 535. Замер состава почвенного воздуха проводили в изолированных сосудах два раза в неделю в течение 90 суток
Высушенную почву просеять через сито 3,5 мм.
В вегетационные сосуды сделать навески почвы по 200 г на весах с погрешностью 0,02 г. Всего количество сосудов: 24 варианта*1 повторность*3 срока=72 сосуда
|
|
|
Далее работа по внесению ремедиантов делится в зависимости от формы ремедиантов: твердый сухой порошок (мочевина и нитроаммофос),жидкое удобрение и паста (гумат калия и гумат натрия), гранулированый аквасорбент (Акватерра).
По истечении периода (30 и 90 сут.) почву вытаскивают из сосудов, равномерно распределяют на бумажной подложке. Отбирают почву для определения митотического индекса почв (50Х2), численности почвенных бактерий (1 г), окислительно-восстановительного потенциала (10Х2). Остальную почву сушат и перетирают через сито 1 мм.
Активность инвертазы проводили модифицированным колориметрическим методом по Ф.Х. Хазиеву, 1988[5].
Навески (1 г) подготовленной почвы помещают в колбы емкостью 50 мл, добавляют 5 мл 3-процентного свежеприготовленного раствора сахарозы и каплю-две толуола. Колбы закрывают корковыми пробками, осторожно встряхивают и помещают в термостат при 30 0С на 24 ч. Контролем служат субстраты без почвы. В течение инкубации колбы периодически встряхивают. После инкубации в колбы добавляют 25 мл дистиллированной воды, взбалтывают и фильтруют.
Берут пипеткой 6 мл фильтрата в пробирку объемом 20 мл. Добавляют пипеткой 6 мл реактива Феллинга, перемешивают. Пробирку с ярко-синим раствором нагревают на кипящей водяной бане 10 мин. При нагревании часть меди реактива Феллинга восстанавливается и выпадает в осадок красного цвета, при этом раствор осветляется. Далее пробирки охлаждают, содержимое центрифугируют 2 мин при 1500-3000 об./мин. Колориметрируют при длине волны 650 нм в кюветах шириной 1 см.
|
|
|
Количество глюкозы (мг/мл) определяют по калибровочной кривой. Полученные данные умножают на 30 (общий объем раствора). Активность инвертазы выражают в миллиграммах глюкозы на 1 г почвы за 24 ч.
Мелиоранты
Для изучения процессов ремедиациинефтезагрязненной почвы в качестве мелиорантовбыли выбраны гумат калия, как источник гуматов и гуминовых веществ,гумат натрия-соли гуминовых веществ,гидрогель –органический полимер, поглощающий и удерживающий воду,мочевина – азотсодержащее удобрение и нитроаммофос- источник фосфора и азота[4,8].
Исследованные показатели
После окончания срока экспозиции в контрольных и опытных образцах определяли: активность инвертазы и эмиссию углекислого газа.
Активность инвертазы–показывает активность гидролиза сахарозы ( определение проводили модифицированным колориметрическим методом по Ф.Х. Хазиеву, 1988)
Почвенное дыхание(эмиссия CO2) –косвенный показатель,характеризующий активность почвенной биоты, в частности микрофлоры.
Результаты исследования и их обсуждение
Почвенное дыхание
В результате исследований установлено, что в почве без нефти на 30 сутки наблюдали при внесении гумата натрия увеличение интенсивности выделения СО2 на 34%, при внесении гумата калия - снижение на 10%. При загрязнении нефтью 1% содержание углекислого газа варьировало в течение 30 суток, но отмечено увеличение эмиссии при внесении гумата натрия на 15%. При 5% загрязнении показано равномерное увеличение выделения СО2,но в вариантах с гуматом калия показана большая интенсивность эмиссии. При 10% загрязнении отмечено равномерное усиление эмиссии для гумата калия и натрия, пик выделения приходится на 20 сутки от начала эксперимента.
В ходе исследования было установлено, что внесении мочевины в чернозем (без загрязнения нефтью) на 30 сутки при приводило к интенсивному выделению углекислого газа на 30%. При внесении нитроаммофосанаблюдали снижение выделения углекислого газа на 19%. В почве, загрязненной нефтью 1%, в течение 30 суток наблюдалось снижение выделения углекислого газа, но после добавления мочевины на 29-30 сутки наблюдалось увеличение эмиссии на 34%. В почве с загрязнением нефтью 5%, увеличение углекислого газа варьировало в течение 30 суток, но при добавлении мочевины и нитроаммофоски на 16-18 сутки наблюдалось равномерное увеличение эмиссии на 48%. При 10% загрязнения также наблюдали равномерное увеличение эмиссии при добавлении мочевины и нитроаммофоски на 18 сутки эксперимента.
При внесении в почву гидрогеля отмечено максимальное увеличние эмиссии.
Рис.1.Влияние гумата калия на изменение интенсивности выделения СО2чернозема обыкновенного при загрязнении нефтью через 30 суток
Рис.2.Влияние гумата натрия на изменение интенсивности выделения СО2чернозема обыкновенного при загрязнении нефтью через 30 суток
Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 183; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!