Эта работа опубликована в сборнике научных трудов «Актуальные проблемы биологии, медицины и экологии» (2004 год, выпуск 1), под редакцией проф., д.м.н. Ильинских Н.Н. Посмотреть титульный лист сборника

В связи с бурным развитием нефтегазовой промышленности в почву в больших количествах поступает нефть и продукты ее переработки. По оценкам экспертов [1, 2] в мире ежегодно в окружающую среду попадает более 45 млн. т. нефти и нефтепродуктов или 2 % от ежегодной мировой добычи. Потери при добыче и хранении нефти на суше составляют 5 млн.т. в год. При переработке и транспортировки нефти теряется еще 8 млн.т. углеводородов, из которых 3 млн. т. попадают в почву. Потери нефтепродуктов составляют до 27 млн.т. в год, из которых 9 млн.т. инфильтруются в почву. В Ставропольском крае в год происходит более 4000 порывов, утечек и других аварий на нефтепроводах. В результате выводятся их оборота земельные угодья. По данным Буденовского территориального комитета в Нефтекумском и Левокумском районах в год загрязняется от 60 до 100 га пашни и пастбищ.
Влияние нефти и нефтепродуктов на свойства почв исследовано довольно подробно [3]. В районах нефтедобычи и нефтепереработки наблюдается интенсивная трансформация морфологических и физико-химических свойств почв. Глубина их изменения зависит от продолжительности загрязнения, состава и концентрации компонентов нефти, ландшафтно-геохимических особенностей территории и проявляется в смещении реакции почвенного раствора в щелочную сторону, повышении общего содержания углерода в почве в 2 — 10 раз, а количества углеводородов в 10 — 100 раз. В составе гумуса возрастает нерастворимый остаток, что является одной из причин ухудшения плодородия. Это, в свою очередь, наносит ощутимый экономический ущерб земледелию. Ухудшается азотный режим, что в случае рекультивации требует внесения повышенных доз азотных удобрений. Существенно меняются морфологические свойства почв: усиливается кутанообразование, происходит изменение цветовых характеристик почвенного профиля в сторону преобладания серо- и темно-коричневых оттенков, ухудшается структура почвы.
Окисление нефти начинается сразу после ее попадания в почву. Общими чертами этого процесса является быстрое разрушение метановонафтеновых фракций, снижение содержания полициклических углеводородов нафтеноароматической фракции, относительное увеличение доли смолистых веществ в нефти, переход части нефтяных компонентов в нерастворимые в органических растворителях формы. Скорость изменения отдельных углеводородов и фракций зависит от природно-климатических зон и состава исходной нефти [4].
Процесс естественного восстановления загрязненных нефтью почв длителен и ставит вопрос о создании и внедрении современных технологий рекультивации нарушенных территорий. Главным критерием эффективности подобных мероприятий принято считать [5] скорость разложения компонентов загрязнения с наименьшими экономическими затратами. Основные разработки сводятся к применению физических, механических и биохимических методов удаления нефтяного загрязнения. Наиболее перспективным способом очистки почвы от нефтепродуктов различного характера, состава и состояния является рекультивация земель, в основе которых лежит способность самоочищения грунтов. Ускорение процесса биодеградации углеводородов нефти возможно за счет увеличения доступа воздуха, внесением минеральных и органических удобрений, посева специально подобранных смесей злаковых и бобовых культур в сочетании с необходимыми агротехническими приемами обработки почв.
В отношении к микробиологическому сообществу аварийный разлив нефти может рассматриваться как внезапное обогащение среды их обитания источником углерода и энергии. В норме в окружающей среде всегда присутствуют факультативные биодеструкторы нефти. Управление процессами биодеградации нефти должно быть направлено, прежде всего, на активизацию микробных сообществ, создание оптимальных условий их существования [6].
Для оптимизации процесса биодеградации нефти необходимо решить следующие вопросы [7]: способ должен быть экологически чистым; для обеспечения физиологического баланса кроме имеющегося источника углерода и энергии необходима добавка источников азота, фосфора, калия, магния; необходимо обеспечить аэрацию, так как разложение нефти наиболее эффективно в аэробных условиях; создать оптимальную концентрацию нефти; обеспечить необходимый уровень pH и влажности.
В качестве возможного варианта рекультивации почв, подвергшихся загрязнению нефтью и нефтепродуктами предлагается проводить вспашку с одновременным внесением листового опада (от 10 до 50% масс.) и местных форм дождевых червей.
В результате улучшиться аэрация почвы. Внесение листового опада позволит одновременно снизить концентрацию нефти в почве за счет разбавления, решить проблему обогащения субстрата биогенными элементами, повысить кислотность почвы. Внесение дождевых червей позволит значительно улучшить биологические характеристики почвы и создать оптимальные условия для развития аборигенной микрофлоры.
Дождевой червь, перерабатывая мертвые растительные остатки, возвращает в почву элементы питания растений, разрыхляет, создает ее зернистую структуру. В присутствии дождевых червей происходит более полное разложение органики, активизируется деятельность почвенной микрофлоры.
Дождевые черви обладают определенной избирательностью к различным видам пищи. Установлено, что около 5 – 10% от внесенной популяции дождевых червей погибают при переходе с одного вида корма на другой. Для дождевых червей листовой опад во многих случаях является предпочтительным кормом. В крупных городах осенний листовой опад регулярно собирается и вывозится автотранспортом, поэтому дополнительных расходов на его сбор не потребуется. В проведенных экспериментах в качестве органической добавки использовались разные виды пищевых бытовых отходов. Во всех случаях наблюдались положительные результаты: интенсивность процесса снижения концентрации нефть в почве, была выше, чем при естественном самоочищении. Внесение листового опада является важным технологическим приемом. В отличие от других органических добавок, листовой опад уже на следующие сутки нормализует кислотность почвы, снижая ее до 5,2 – 5,4 рН. Предлагаемый вариант рекультивации нефтезагрязненных почв может также использоваться для повышения плодородия почвы вблизи нефтепроводов и ликвидации небольших по масштабам аварий.
В настоящее время, вопросы выживания дождевых червей в загрязненных нефтью и нефтепродуктами почвах недостаточно изучены. Наиболее перспективным представляется использование местных форм дождевых червей для проведения рекультивационных мероприятий. Дождевые черви весьма чувствительны к содержанию нефти в почве. Наблюдения показали, что дождевые черви Lumbricidus rubellus L., местной формы, собранные на территории Шпаковского района, способны выживать в почве с концентрацией сырой нефти 2 - 3 г/кг. При дальнейшем повышении содержания нефти в почве погибает более 50% особей. Поэтому, не рекомендуется заселять дождевыми червями субстрат с большим содержанием нефти.
Использование указанной технологии позволит, во-первых, интенсифицировать деятельность аборигенной микрофлоры на почвах, и, в частности, микроорганизмов, способных разлагать углеводороды нефти, за счет создания благоприятных условий существования. Во-вторых, решить проблему экологически чистой утилизации листового опада. В-третьих, резко улучшить экологическую обстановку в районе загрязнения почвы нефтепродуктами.
Литература.
1.    Абросимов А.А Экология переработки углеводородных систем: Учебник/Под ред. д-ра техн. наук, проф. М.Ю. Доломатова. - М.: Химия, 2002. – 608с: ил.
2.    Экология Ставропольского края. Ставрополь: Сервисшкола 2000. – 192 с.
3.    Лозановская И.Н., Орлов Д.С., Садовникова Л.К. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении. - М.: Высшая школа, 1998. - 287с.
4.    Алехин В.Г., Емцев В.Т., Рогозина Е.А., Фахрутдинов А.И. Биологическая активность и микробиологическая рекультивыция почв, загрязненных нефтепродуктами // Биологические ресурсы и природопользование. Сборник научных трудов. - Нижневартовск: Изд-во Нижневарт. пед. ин-та, 1998. Вып. 2. - с. 95 – 105.
5.    Фахрутдинов А.И., Алехин В.Г., Малышкина Л.А. Результаты рекультивации нефтезагрязненных территорий с применением бактериального препарата // Наука и образование XXI века: Сборник тезисов докладов Второй окружной конференции молодых ученых ХМАО. Ч. 1. Сургут: Изд-во СурГУ, 2001. - с. 55-56.
6.    Исмаилов Н.М. Микробиологическая и ферментативная активность нефтезагрязненных почв // Восстановление нефтезагрязненных почвенных экосистем. М., 1988.
7.    Калюжин В.А. Биодеградация нефти // Исследования эколого-географических проблем природопользования для обеспечения территориальной организации и устойчивости развития нефтегазовых регионов России: Теория, методы и практика. - Нижэневартовск:Л.М. Зимина, Б.Г. Стадник, Г.В. Голиков Основные аспекты вермикультивирования. http://tsinao.chat.ru/content.htm