7 April 2023, 22:00

Ученые выяснили, как природные экосистемы адаптируются к загрязнению керосином

Географы и химики МГУ имени М.В. Ломоносова вместе с сотрудниками Сколковского института науки и технологий, Института проблем передачи информации имени А.А. Харкевича РАН подвели итоги трехлетнего изучения адаптации ландшафтов разных природных зон к загрязнению керосином. Ученые установили пороговые значения обратимой деградации экосистем при воздействии этого углеводорода. Полученные результаты могут быть использованы для оценки загрязнения окружающей среды и экологического ущерба в случае аварий, сопряженных с разливом нефтепродуктов.

Ученые выяснили, как природные экосистемы адаптируются к загрязнению керосином
Реакция растений на внесение керосина в нагрузке 25 г/кг: вверху — площадки до внесения керосина (в смешанном лесу, на верховом болоте и в средней пустыне); внизу — те же площадки спустя год после внесения керосина.
Source: Пресс-служба географического факультета МГУ

Утечки керосина часто связаны с аэродромами, складами горюче-смазочных материалов, пусками ракет с космодромов. Кроме того, ежегодно в России происходит большое количество аварий, сопровождающихся выбросом углеводородов в окружающую среду. В числе наиболее крупных — пролив более 44 тонн керосина на Таймыре в июле 2020 года и железнодорожная авария в Забайкальском крае в августе 2021 года. Поэтому изучение устойчивости экосистем к воздействию этого нефтепродукта имеет большое практические значение.

Российские ученые в течение трех лет проводили лабораторные и натурные эксперименты по моделированию действия разных количеств керосина на почвы, растительность и почвенные микроорганизмы. В общей сложности проанализировано 450 почвенных проб для того, чтобы определить факторы, влияющие на миграцию, накопление и трансформацию керосина в экосистемах различных природных зон.

Так, установлено, что при однократном загрязнении керосином в концентрациях до 100 г/кг химические свойства почв существенно не изменяются.

«Ведущим механизмом очищения почв от высоких концентраций керосина (100 г/кг) является испарение, интенсивность которого, в первую очередь, зависит от температуры и исходного увлажнения почвы: чем выше температура и чем сильнее увлажнена почва, тем быстрее испаряется керосин. Удаление керосина из сильно загрязненных почв с атмосферными осадками малоэффективно», — подчеркнула руководитель проекта, заведующий лабораторией географического факультета, кандидат географических наук Татьяна Королева.

Вместе с тем на растительности и, в меньшей степени, на почвенных микроорганизмах поступление даже небольших количеств загрязнителя сказывается негативно. Керосин снижает доступность кислорода и элементов питания для растений, что может привести к серьезным изменениям в функционировании биоценоза. Так, при внесении керосина от 10 г/кг почвы значимо снижается всхожесть растений и способность противостоять засухе. При этом отклонений от нормального анатомического строения корней растений, выращенных на загрязненной почве, не выявлено, но отмечено уменьшение общей массы корней.

«По итогам натурного эксперимента в смешанном лесу и на верховом болоте в южнотаежных ландшафтах Калужской области установлено, что внесение керосина в концентрации 1 г/кг приводит к гибели травянистых растений. Спустя 2 года наблюдается возобновление их роста, но состояние растительного покрова на тех же участках далеко от фонового. Кустарнички болотного сообщества более устойчивы к загрязнению керосином, но восстанавливаются медленнее. Пороговый уровень воздействия керосина, вызывающий значимые отклонения в структуре полынных сообществ пустынь космодрома Байконур, лежит в интервале 5–10 г/кг», — рассказал исполнитель проекта, научный сотрудник географического факультета Сергей Леднев.

Внесение керосина в почвы разных типов увеличивало обилие бактерий, специализирующихся на разрушении сложных органических соединений.

«Состав микроорганизмов болотных почв восстановился через 1 год после однократного загрязнения керосином, почв хвойно-широколиственных лесов — через 2 года, а состав микроорганизмов в сильно загрязненных пустынных почвах (100 г/кг) даже через 2 года отличался от наблюдаемого в контрольных и слабо загрязненных почвах», — сообщил исполнитель проекта, старший научный сотрудник географического факультета, кандидат географических наук Иван Семенков.

По устойчивости к нагрузкам керосина до 100 г/кг включительно компоненты (и их отдельные показатели) ландшафтов южной тайги и пустынь образуют следующий убывающий ряд: агрохимические показатели и показатели вещественного состава почв — активность почвенных бактерий, использующих в ходе своей жизнедеятельности кислород и питающихся целлюлозой, — состав почвенных микроорганизмов — растительность пустынных полынных сообществ — растительность лесных и болотных сообществ южной тайги.

Source:  Пресс-служба географического факультета МГУ

News article organizations

News article publications

Read also

Полям Тамбовской области может грозить летняя засуха
Промерзший грунт и быстрое снеготаяние не дают почве накопить необходимую влагу — выяснили почвоведы
Ecology
Hydrogeology
Soil science
3 April 2023
Биоугли из растительных отходов смогли захватить тяжелые металлы из почвы
Авторы новой работы проверили в деле обработанную по собственной методике ступенчатого пиролиза древесину, шелуху риса и подсолнечника — они смогли сорбировать свыше 77% загрязнителя
Ecology
Materials Science
Soil science
16 February 2023
В ответ на засухи и глобальное потепление почвы лесов будут выделять меньше углекислого газа в атмосферу
Эксперимент российских ученых, длившийся почти четверть века, показал, что глобальное потепление может по-разному влиять на интенсивность почвенного дыхания — газообмена между атмосферой и почвой
Ecology
Soil science
28 September 2022
Минерал из горнорудных отвалов помог восстановить травяной покров на техногенных пустошах Субарктики
Полевой эксперимент проводится менее чем в километре от действующего предприятия и продолжается уже десять лет — за это время удалось снизить содержание подвижных токсичных веществ до 20% от исходного значения
Ecology
Geology
Soil science
25 May 2022
Беспилотники «разглядели» тяжелые металлы в почве
Подход успешно показал себя на участке техногенной пустоши на Кольском полуострове, и в дальнейшем технология поможет ученым быстрее предсказывать загрязнение почв на обширных и удаленных территориях
Ecology
New techniques
Soil science
21 April 2022
Летнее потепление приведет к исчезновению дальневосточной ели в долинах
Ученые выявили, что потепление климата повлияет на распространение ели аянской - одного из главных промышленных видов хвойных деревьев Дальнего Востока России. Причем эффект потепления будет зависеть от сезона: если увеличится максимальная температура летних месяцев, то эта хвойная порода исчезнет из долин и останется только в высокогорных районах. Если же потепление проявится в зимний период, то на вершинах горной системы создадутся более благоприятные условия для ее произрастания. Полученные результаты помогут оценить риски потери ели аянской, что повлияет на экономику региона.
Biogeography
Botany
Ecology
22 January 2024