7 апреля 2023, 22:00

Ученые выяснили, как природные экосистемы адаптируются к загрязнению керосином

Почвоведение
Экология

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.
Источник: 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. 

Источник:  Пресс-служба географического факультета МГУ

Организации из новости

Публикации из новости

Читайте также

Полям Тамбовской области может грозить летняя засуха
Промерзший грунт и быстрое снеготаяние не дают почве накопить необходимую влагу — выяснили почвоведы
Гидрогеология
Почвоведение
Экология
3 апреля 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
Материаловедение
Почвоведение
Экология
16 февраля 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
Почвоведение
Экология
28 сентября 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
Геология
Почвоведение
Экология
25 мая 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
Новые методики
Почвоведение
Экология
21 апреля 2022
Использование тепловых насосов поможет сохранить вечную мерзлоту
Отказ от аккумуляторов в пользу тепловых насосов с регулируемой мощностью снизил стоимость охладительных установок на солнечной энергии на 44%. Эти устройства становятся популярны в северных регионах, где их используют для сохранения вечной мерзлоты. При этом несколько маломощных тепловых насосов, использующих энергию от солнечных батарей на охлаждение грунта, оказались на 30–35% эффективнее одного высокомощного.
"Зеленые" технологии
Экология
Энергетика
18 сентября 2023