Підвищення ефективності фіторемедіаційних технологій нафтозабруднених ґрунтів за участі природних сорбентів-меліорантів

Abstract

Перспективним та екологічно-прийнятним способом відновлення забруднених нафтою ґрунтів вважається фіторемедіація, проте полікомпонентність нафтового забруднення, його низька біодоступність, висока стійкість, гідрофобність і токсичність вимагає комплексного підходу в її проведенні. Мета роботи – вивчення впливу різних типів сорбентів-меліорантів і їх комплексів з агентами ремедіації на підвищення ефективності фіторемедіаційних технологій нафтозабруднених ґрунтів. Встановлено, що найбільш ефективними в якості фіторемедіантів є біб кормовий (Vicia faba var. minor), горох польовий (Pisum sativum L.) та овес посівний (Avena sativa L.), які серед досліджуваних культур найменш схильні до токсичного впливу нафти та краще пристосовуються до зростання на забруднених нафтою ґрунтах. Досліджено вплив сорбентів-меліорантів: глауконіт, цеоліт, тирса, лушпиння соняшника на процес фіторемедіації нафтозабруднених ґрунтів (вміст нафти 5 %). Показано, що лушпиння соняшника є найбільш перспективним і доступним агентом пришвидшення фіторемедіації. Досліджено окремий і сумісний вплив мінеральних добрив, біогенних поверхнево-активних речовин мікробного походження, гуматів на ріст рослин вівса посівного в умовах нафтового забруднення та на процес відновлення ґрунтів. Найкращі результати отримано за сумісного використання вище перелічених агентів у комплексі з лушпинням соняшника. Такий комплекс (лушпиння соняшника + мінеральні добрива + поверхнево-активні речовини мікробного походження / гумати) позитивно впливає на рослини вівса посівного – знижується показник оксидативного стресу, що свідчить про покращення адаптаційної здатності рослин до умов нафтозабрудненого ґрунту; відбувається збільшення ростових параметрів; нагромадження біомаси рослин; збільшується сумарний вміст хлорофілів а+b; а також спостерігається покращення властивостей ґрунту за рахунок зниження вмісту нафти в ньому, зменшення фітотоксичності, підвищення дегідрогеназної активності.

Перспективным и экологически приемлемым способом восстановления загрязненных нефтью почв считается фиторемедиация, однако поликомпонентность нефтяного загрязнения, его низкая биодоступность, высокая устойчивость, гидрофобность и токсичность требует комплексного подхода в ее проведении. Цель работы – изучение влияния различных типов сорбентов-мелиорантов и их комплексов с агентами ремедиации на повышение эффективности фиторемедиацийних технологий нефтезагрязненных почв. Установлено, что наиболее эффективными в качестве фиторемедиантив является боб кормовой (Vicia faba var. Minor), горох полевой (Pisum sativum L.) и овес посевной (Avena sativa L.), которые среди исследуемых культур наименее подвержены токсическому воздействию нефти и лучше приспосабливаются к росту на загрязненных нефтью почвах. Исследовано влияние сорбентов-мелиорантов: глауконит, цеолит, опилки, шелуха подсолнечника на процесс фиторемедиации нефтезагрязненных почв (содержание нефти 5%). Показано, что шелуха подсолнечника является наиболее перспективным и доступным агентом ускорения фиторемедиации. Исследовано отдельное и совместное влияние минеральных удобрений, биогенных поверхностно-активных веществ микробного происхождения, гуматов на рост растений овса посевного в условиях нефтяного загрязнения и на процесс восстановления почв. Наилучшие результаты получены при совместном использовании вышеперечисленных агентов в комплексе с шелухой подсолнечника. Такой комплекс (шелуха подсолнечника + минеральные удобрения + поверхностно-активные вещества микробного происхождения / гуматы) положительно влияет на растения овса посевного – снижается показатель оксидативного стресса, свидетельствует об улучшении адаптационной способности растений к условиям нефтезагрязненных почв; происходит увеличение ростовых параметров; накопления биомассы растений; увеличивается суммарное содержание хлорофиллов а + b; а также наблюдается улучшение свойств почвы за счет снижения содержания нефти в нем, уменьшение фитотоксичности, повышение дегидрогеназной активности.

Phytremediation is considered to be a promising and environmentally friendly way to restore oil-contaminated soils. However, the multicomponent nature of oil pollution, its low bioavailability, high stability, hydrophobicity, and toxicity require a comprehensive approach to its implementation. The purpose of the study is to investigate the influence of different types of sorbents-meliorants and their complexes with remediation agents on improvement of the efficiency of phytoremediation technologies of oil-contaminated soils. The study established that the most effective plants for phytoremediation of oil-contaminated soils are Vicia faba var. Minor, Pisum sativum L., Avena sativa L., which are the least exposed to toxic effects of oil among the studied crops, and better adapt to the conditions of oil-contaminated soils. The influence of sorbent-meliorants such as glauconite, zeolite, sawdust, and sunflower husk on the process of phytoremediation of oil-contaminated soils (oil content 5%) was studied. It was proven that sunflower husk is the most promising and available agent for accelerating phytoremediation. The study examined the individual and combined influence of mineral fertilisers, biogenic surfactants of microbial origin, and humates on the growth of Avena sativa plants under conditions of oil pollution, as well as on the process of soil restoration. The best results are obtained by application of the above agents in combination with sunflower husk. This complex (sunflower husk + mineral fertilizers + surfactants of microbial origin / humates) has a positive effect on Avena sativa plants – reduces the rate of oxidative stress, which indicates an improvement in the adaptability of plants to oil-contaminated soil; growth parameters increase; plant biomass accumulation; the total content of chlorophyll a+b increases; and there is an improvement in soil properties by reducing the oil content in soil, reducing phytotoxicity, increasing dehydrogenase activity.