Аналіз фітотоксичності ґрунтів забруднених нафтопродуктами

Abstract

Забруднення ґрунту нафтопродуктами є серйозною екологічною проблемою, яка посилюється зростанням виробництва, транспортування, зберігання і використання нафти і нафтопродуктів. Потрапляння нафтопродуктів в ґрунт, викликане аваріями, витоками з трубопроводів, технологічними процесами або необережним поводженням, робить негативний вплив на навколишнє середовище і представляє значні ризики для екосистеми. Нафтопродукти проникають в ґрунтовий профіль, змінюють його структуру, знижують проникність для повітря і води, сприяють накопиченню шкідливих речовин, небезпечних для організму. Це призводить до погіршення стану ґрунтового покриву, втрати його родючості, а також викликає токсичний вплив на рослини, які є основою екосистеми. Забруднення нафтопродуктами може змінити хімічний склад ґрунту, порушити біохімічний цикл і негативно вплинути на мікрофлору, відповідальну за її відновлення. Аналіз фітотоксичності таких ґрунтів особливо актуальний, оскільки саме рослини першими реагують на забруднення, і їх стан може бути маркером рівня токсичності ґрунту. Дослідження дозволяють нам оцінити вплив забруднення на ріст, розвиток і продуктивність рослин, а також визначити критичну концентрацію нафтопродуктів, при якій ґрунт втрачає здатність підтримувати життєдіяльність рослин. 4 Розробка методів рекультивації та очищення ґрунту від нафтопродуктів дуже важлива для відновлення екосистем та забезпечення екологічної безпеки. Використання методів біологічної рекультивації, особливо регенерації рослин, є перспективним напрямком у цій галузі, оскільки поєднує в собі ефективність та екологічну безпеку. Актуальність теми кваліфікаційної роботи обумовлена тим, що забруднення навколишнього середовища нафтопродуктами носить не тільки регіональний, а й глобальний характер, оскільки нафта і продукти її переробки використовуються в багатьох країнах світу. Результати дослідження можуть бути корисними для формування науково обґрунтованих рекомендацій щодо управління забрудненими територіями, підготовки стандартів щодо запобігання деградації ґрунтів та впровадження ефективних заходів щодо їх відновлення. Таким чином, дана тема дослідження пов'язана як з вирішенням місцевих екологічних проблем, так і з забезпеченням сталого розвитку суспільства на глобальному рівні. Мета кваліфікаційної роботи. Метою кваліфікаційної роботи є аналіз токсичності ґрунтів, забруднених нафтопродуктами, для визначення їх впливу на ріст і розвиток рослин, а також розробка рекомендацій щодо зменшення негативних наслідків забруднення. Завдання. Для досягнення визначеної мети потрібно було вирішити наступні завдання:  оцінити рівень забруднення ґрунтів нафтопродуктами та визначити його основні характеристики;  провести дослідження токсичності забруднених ґрунтів для рослин з використанням біотестів;  встановити залежність між концентрацією нафтопродуктів у ґрунті та їх фітотоксичною дією; 5  розробити пропозиції щодо методів рекультивації ґрунтів, забруднених нафтопродуктами, з урахуванням їх впливу на рослинні організми. Об’єкт дослідження – ґрунти, забруднені нафтопродуктами, у тому числі різними видами нафтопродуктів (нафта, бензин, дизельне паливо, мазут тощо); фізико-хімічні властивості ґрунтів та біометричні параметри рослинності, що росте на цих ґрунтах. Предмет дослідження – особливості фітотоксичності ґрунтів, забруднених нафтопродуктами, зокрема закономірність впливу різних рівнів забруднення на їх здатність підтримувати ріст і розвиток рослин, а також зміна біометричних параметрів рослин залежно від інтенсивності забруднення. Методи дослідження. При написанні кваліфікаційної роботи використовувалися такі загальнонаукові методи дослідження, як аналіз і синтез для обробки і узагальнення теоретичних і практичних матеріалів, а також висновків досліджень; порівняльний аналіз для зіставлення результатів досліджень ґрунтів, забруднених різними видами нафтопродуктів, для виявлення найбільш токсичних компонентів для рослин, для проведення лабораторних досліджень; дослідження та визначення рівня фітотоксичності ґрунтів, забруднених нафтопродуктами, з використанням біотестів на рослинах проводяться статистичними методами для обробки та аналізу отриманих результатів, визначення взаємозв'язку між рівнем забруднення ґрунтів та фітотоксичними ефектами, а також оцінки достовірності отриманих результатів. Ці методи дозволяють всебічно оцінити вплив нафтопродуктів на ґрунтове середовище і визначити найкращий підхід до їх очищення і відновлення. Теоретичне та практичне значення одержаних результатів. Теоретична значимість отриманих результатів полягає в глибокому розумінні процесів забруднення ґрунтів нафтопродуктами і їх впливу на екосистему, особливо на рослинність. Результати даного дослідження розкривають 6 теоретичні основи фітотоксичності ґрунтів, забруднених нафтопродуктами, і дозволяють визначити межі допустимих концентрацій нафтопродуктів, які не призводять до істотних змін фізико-хімічних властивостей ґрунту і розвитку рослин. Отримані дані також сприяють розробці методів оцінки фітотоксичності ґрунтів та вдосконаленню існуючих підходів до моніторингу забруднення навколишнього середовища. Практична значимість результатів роботи полягає в їх застосуванні для розробки ефективних методів рекультивації і відновлення ґрунтів, забруднених нафтопродуктами. На основі отриманих даних можуть бути розроблені рекомендації щодо використання біоремедіації та фіторемедіації як методу очищення ґрунту, а також для зниження негативного впливу забруднення на рослинність. Крім того, результати даного дослідження можуть бути використані для розробки нормативних документів з моніторингу рівня забруднення ґрунтів нафтопродуктами та вдосконалення практики моніторингу екологічного стану забруднених територій.

Soil pollution by petroleum products is a serious environmental problem, which is exacerbated by the growth of production, transportation, storage and use of oil and petroleum products. The release of oil products into the soil caused by accidents, leaks from pipelines, technological processes or careless handling has a negative impact on the environment and poses significant risks to the ecosystem. Petroleum products penetrate the soil profile, change its structure, reduce its permeability to air and water, and contribute to the accumulation of harmful substances hazardous to the human health. This leads to deterioration of the soil cover, loss of its fertility, and causes toxic effects on plants, which are the basis of the ecosystem. Oil contamination can change the chemical composition of the soil, disrupt the biochemical cycle and negatively affect the microflora responsible for its restoration. The analysis of phytotoxicity of such soils is particularly relevant, as plants are the first to respond to pollution, and their condition can be a marker of the level of soil toxicity. Research allows us to assess the impact of pollution on plant growth, development and productivity, as well as to determine the critical concentration of oil products at which the soil loses its ability to support plant life. The development of methods for remediation and soil cleanup from oil products is very important for ecosystem restoration and environmental safety. The 8 use of biological remediation methods, especially plant regeneration, is a promising area in this field, as it combines efficiency and environmental safety. The relevance of this work is due to the fact that environmental pollution by oil products is not only regional but also global in nature, since oil and its products are used in many countries of the world. The results of the study can be useful for the development of scientifically based recommendations for the management of contaminated areas, the preparation of standards for the prevention of soil degradation and the implementation of effective measures for their restoration. Thus, this research topic is related to both solving local environmental problems and ensuring sustainable development of society at the global level. The purpose of the qualification work. The purpose of the qualification work is to analyze the toxicity of soils contaminated with oil products to determine their impact on plant growth and development, as well as to develop recommendations for reducing the negative effects of pollution. Task.To achieve this goal, we had to solve the following tasks - assess the level of soil contamination by oil products and determine its main characteristics; - to study the toxicity of contaminated soils to plants using biotests; - to establish the relationship between the concentration of oil products in the soil and their phytotoxic effect; - to develop proposals for methods of remediation of soils contaminated with oil products, taking into account their impact on plant organisms. Object of research - The purpose of the study is to investigate soils contaminated with oil products, including various types of oil products (naphtha, gasoline, diesel fuel, fuel oil, etc.). As well as the physical and chemical properties of soils, and their impact on vegetation growing on these soils. The subject of the study is to determine the phytotoxicity of soils contaminated with oil products, in particular the impact of pollution levels on their ability to support plant growth and development, as well as the levels of toxicity of 9 different plant species and to assess the effectiveness of methods of restoring such soils. Research methods. When writing a qualification work, such general scientific research methods as analysis and synthesis are used to process and summarize theoretical and practical materials, as well as research findings; comparative analysis to compare the results of studies of soils contaminated with different types of oil products, to identify the most toxic components for plants, and to conduct laboratory studies. research and determination of the level of phytotoxicity of soils contaminated with oil products using biotests on plants wired These methods make it possible to comprehensively assess the impact of oil products on the soil environment and determine the best approach to their cleanup and remediation. Theoretical and practical significance of the results. The theoretical significance of the results obtained lies in a deep understanding of the processes of soil contamination by oil products and their impact on the ecosystem, especially on vegetation. The results of this study reveal the theoretical foundations of phytotoxicity of soils contaminated with oil products and allow determining the limits of permissible concentrations of oil products that do not lead to significant changes in the physical and chemical properties of the soil and plant development. The data obtained also contribute to the development of methods for assessing soil phytotoxicity and improving existing approaches to environmental pollution monitoring. The practical significance of the results of the work lies in their application for the development of effective methods of reclamation and restoration of soils contaminated with oil products. Based on the data obtained, recommendations can be developed for the use of bioremediation and phytoremediation as a method of soil cleanup, as well as for reducing the negative impact of pollution on vegetation. In addition, the results of this study can be used to develop regulatory documents for monitoring the level of soil contamination by oil products and to improve the practice of monitoring the ecological state of contaminated areas.