Изменение некоторых агрофизических характеристик нефтезагрязненных почв после их обработки растворами полисорбата-80

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Целью проведенной работы являлось сопоставление влияния нефти, дизельного топлива и моторного масла на капиллярную влагоемкость и гигроскопическую влажность серой лесной почвы, а также оценка изменения этих параметров нефтезагрязненных почв после обработки полисорбатом-80. В почву вносили воду, промывной раствор (с концентрацией детергента 1, 5 и 10 г/л) и непрерывно перемешивали на шейкере (60 об/мин) в течение 1 ч при 20 °С. Показано снижение исследуемых агрофизических параметров почв при их загрязнении нефтью, дизельным топливом и моторным маслом в концентрациях 50, 150 и 300 мл/кг. При этом действие моторного масла на капиллярную влагоемкость было более выраженным, чем влияние нефти и дизельного топлива в аналогичных концентрациях, а на гигроскопическую влажность – наоборот, менее выраженным. Промывка загрязненных почв полисорбатом-80 частично восстанавливала эти агрофизические параметры, однако они оставались ниже, чем у исходных образцов. Эффективность полисорбата-80 подтверждает и снижение фитотоксичности загрязненных почвенных проб после промывки растворами детергента. При этом при уровне загрязнения почвы нефтепродуктами до 150 мл/кг более эффективными были растворы, содержащие 5 г/л полисорбата-80, а при уровне загрязнения 300 мл/кг рекомендуется повышать концентрацию детергента до 10 г/л. Рекомендуемое для проведения очистки соотношение почвы, промывного раствора и воды составляет 1:1:4 (по массе). Таким образом, продемонстрирована перспективность использования полисорбата-80 для ослабления негативного влияния нефтезагрязнения почвы.

Об авторах

М. Б. Рюмин

Иркутский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: maksim.ryumin@mail.ru
ORCID iD: 0009-0006-4762-4613

О. Г. Лопатовская

Иркутский государственный университет

Email: lopatovs@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-5570-545X

Д. И. Стом

Байкальский музей СО РАН; Иркутский государственный университет; Иркутский национальный исследовательский технический университет; Сургутский государственный университет

Email: stomd@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9496-2961

А. Н. Чеснокова

Иркутский национальный исследовательский технический университет

Email: chesnokova@istu.edu
ORCID iD: 0000-0002-0326-7224

О. С. Сутормин

Сургутский государственный университет

Email: sutormin_os@surgu.ru
ORCID iD: 0000-0001-9474-0568

А. Б. Купчинский

Байкальский музей СО РАН

Email: albor67@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8884-8636

С. В. Алферов

Тульский государственный университет

Email: s.v.alferov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-5217-7815

Ю. Ю. Петрова

Сургутский государственный университет

Email: petrova_juju@surgu.ru
ORCID iD: 0000-0003-3702-2249

З. Ю. Есимсиитова

Казахский национальный университет им. аль-Фараби; Научный производственно-технический центр «Жалын»

Email: zura1958@bk.ru
ORCID iD: 0000-0002-4735-2033

В. В. Федина

Тульский государственный университет

Email: agapovaweronica@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5831-123X

Ю. В. Артеменко

Иркутский государственный университет

Email: juliapixell@gmail.com
ORCID iD: 0009-0008-4228-778X

Список литературы

  1. 1. Sakhaei Z., Riazi M. In-situ petroleum hydrocarbons contaminated soils remediation by polymer enhanced surfactant flushing: mechanistic investigation // Process Safety and Environmental Protection. 2022. Vol. 161. Р. 758-770. https://doi.org/10.1016/j.psep.2022.03.086.
  2. 2. Lovindeer R., Mynott S., Porobic J., Fulton E.A., Hook S.E., Pethybridge H., et al. Ecosystem-level impacts of oil spills: a review of available data with confidence metrics for application to ecosystem models // Environmental Modeling & Assessment. 2023. Vol. 28. Р. 939-960. https://doi.org/10.1007/s10666-023-09905-1.
  3. 3. Ifediora N.H., Oti V.O., Adaji A. Changes in physicochemical and heavy metal properties of soil treated with spent engine oil and poultry manure after 12 weeks of growing Phyllanthus urinaria // BIU Journal of Basic and Applied Sciences. 2023. Vol. 8, no. 1. Р. 36-48.
  4. 4. Koshlaf E., Ball A.S. Soil bioremediation approaches for petroleum hydrocarbon polluted environments // AIMS Microbiology. 2017. Vol. 3, no. 1. Р. 25-49. https://doi.org/10.3934/microbiol.2017.1.25.
  5. 5. Ogbonna D.N. Application of biological methods in the remediation of oil polluted environment in Nigeria // Journal of Advances in Biology & Biotechnology. 2018. Vol. 17, no. 4. P. 1-10. https://doi.org/10.9734/JABB/2018/41036.
  6. 6. Abu-Khasan M.S., Makarov Y.I. Analysis of soil contamination with oil and petroleum products // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. Vol. 937. P. 022046. https://doi.org/10.1088/1755-1315/937/2/022046.
  7. 7. Mekonnen B.A., Aragaw T.A., Genet M.B. Bioremediation of petroleum hydrocarbon contaminated soil: a review on principles, degradation mechanisms, and advancements // Frontiers in Environmental Science. 2024. Vol. 12. P. 1354422. https://doi.org/10.3389/fenvs.2024.1354422.
  8. 8. Jabbar N.M., Alardhi S.M., Mohammed A.K., Salih I.K., Albayati T.M. Challenges in the implementation of bioremediation processes in petroleum-contaminated soils: a review // Environmental Nanotechnology, Monitoring & Management. 2022. Vol. 18. P. 100694. https://doi.org/10.1016/j.enmm.2022.100694.
  9. 9. Ossai I.Ch., Ahmed A., Hassan A., Hamid F.Sh. Remediation of soil and water contaminated with petroleum hydrocarbon: a review // Environmental Technology & Innovation. 2020. Vol. 17. P. 100526. https://doi.org/10.1016/j.eti.2019.100526.
  10. 10. Weng M.-C., Lin C.-L., Lee C.-H. Effect of heattreatment remediation on the mechanical behavior of oil-contaminated soil // Applied Sciences. 2020. Vol. 10, no. 9. P. 3174. https://doi.org/10.3390/app10093174.
  11. 11. Mambwe M., Kalebaila K.K., Johnson T. Remediation technologies for oil contaminated soil // Global Journal of Environmental Science and Management. 2021. Vol. 7, no. 3. Р. 419-438. https://doi.org/10.22034/gjesm.2021.3.07.
  12. 12. Топчий И.А., СтомД.И., Донина К.Ю., Алферов С.В., Нечаева И.А., Купчинский А.Б. [и др.]. Использование поверхностно-активных веществ в биодеградации гидрофобных соединений: обзор // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2022. Т. 12. N 4. С. 521-537. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2022-12-4-521-537. EDN: GCGFRC.
  13. 13. Tiwari M., Tripathy D.B. Soil contaminants and their removal through surfactant-enhanced soil remediation: a comprehensive review // Sustainability. 2023. Vol. 15, no. 17. P. 13161. https://doi.org/10.3390/su151713161.
  14. 14. Caetano G., de Matos Machado R., Neiva Correia M.J., Marrucho I.M. Remediation of soils contaminated with total petroleum hydrocarbons through soil washing with surfactant solutions // Environmental Technology. 2023. Vol. 45, no. 15. Р. 2969-2982. https://doi.org/10.1080/09593330.2023.2198733.
  15. 15. Dos Santos A.V., Simonelli G., dos Santos, L.C.L. Review of the application of surfactants in microemulsion systems for remediation of petroleum contaminated soil and sediments // Environmental Science and Pollution Research. 2023. Vol. 30. Р. 32168-32183. https://doi.org/10.1007/s11356-023-25622-4.
  16. 16. Mustapha D.S., Bawa-Allah K.A. Differential toxicities of anionic and nonionic surfactants in fish // Environmental Science and Pollution Research. 2020. Vol. 27. Р. 16754-16762. https://doi.org/10.1007/s11356-020-08212-6.
  17. 17. Nunes R.F., Teixeira A.C.S.C. An overview on surfactants as pollutants of concern: occurrence, impacts and persulfate-based remediation technologies // Chemosphere. 2022. Vol. 300. P. 134507. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2022.134507.
  18. 18. Stom D.I., Dolgikh M.M., Titov I.N., Dambaeva G.V., Zhdanova G.O., Stom A.D., et al. Effect of cationic, anionic and non-ionic surfactants on soil oligochaetes Eisenia fetida andrey (Bouche, 1972) // Теорeтическая и прикладная экология. 2024. N 3. С. 133-140. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2024-3-133-140. EDN: KHZQEV.
  19. 19. Donina K.Yu., Saksonov M.N., Kupchinsky A.B., Cherkasov D.V., Stom D.I. The effect of surfactants on the release of ions from the shoots of Elodea canadensis // AIP Conference Proceedings. 2023. Vol. 2817. P. 020045. https://doi.org/10.1063/5.0148419.
  20. 20. Крапивная М.В., Домрачева В.А., Стом Д.И. Влияние поверхностно-активных веществ (додецилсульфата натрия, цетилтриметиламмония бромида) на проницаемость клеточных мембран корнеплодов красной столовой свеклы Beta vulgaris L. // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2023. Т. 13. N 1. С. 50-56. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2023-13-1-50-56. EDN: BCBMUZ.
  21. 21. Sutormin O.S., Kolosova E.M., Torgashina I.G., Kratasyuk V.A., Kudryasheva N.S., Kinstler J.S., et al. Toxicity of different types of surfactants via cellular and enzymatic assay systems // International Journal of Molecular Sciences. 2023. Vol. 24, no. 1. P. 515. https://doi.org/10.3390/ijms24010515.
  22. 22. Yu B., Chiang P.-T. Effect of hydrophobic/hydrophilic groups of surfactants on wax deposition studied by model waxy oil system // SPE International Conference on Oilfield Chemistry. Woodlands, 2023. https://doi.org/10.2118/213821-MS.
  23. 23. Javed A., Ali E., Afzal Kh.B., Osman A., Riaz S. Soil fertility: factors affecting soil fertility, and biodiversity responsible for soil fertility // International Journal of Plant, Animal and Environmental Sciences. 2022. Vol. 12. Р. 21-33. https://doi.org/10.26502/ijpaes.202129.
  24. 24. Качинский Н.А. Физика почвы. М.: Высшая школа, 1965. 323 с. EDN: YWWBIL.
  25. 25. Hewelke E., Gozdowski D. Hydrophysical properties of sandy clay contaminated by petroleum hydrocarbon // Environmental Science and Pollution Research. 2020. Vol. 27. Р. 9697-9706. https://doi.org/10.1007/s11356-020-07627-5.
  26. 26. Gordon G., Stavi I., Shavit U., Rosenzweig R. Oil spill effects on soil hydrophobicity and related properties in a hyper-arid region // Geoderma. 2018. Vol. 312. Р. 114-120. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2017.10.008.
  27. 27. Bolan Sh., Padhye L.P., Mulligan C.N., Alonso E.R., Saint-Fort R., Jasemizad T., et al. Surfactant-enhanced mobilization of persistent organic pollutants: Potential for soil and sediment remediation and unintended consequences // Journal of Hazardous Materials. 2023. Vol. 443. Part A. P. 130189. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2022.130189.
  28. 28. Liu J.-W., Wei K.-H., Xu S.-W., Cui J., Ma J., Xiao X.-L., et al. Surfactant-enhanced remediation of oil-contaminated soil and groundwater: a review // Science of The Total Environment. 2021. Vol. 756. P. 144142. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.144142.
  29. 29. Srivastava V., Puri M., Srivastava T., Nidheesh P.V., Kumar M.S. Integrated soil washing and bioreactor systems for the treatment of hexachlorocyclohexane contaminated soil: a review on enhanced degradation mechanisms, and factors affecting soil washing and bioreactor performances // Environmental Research. 2022. Vol. 208. P. 112752. https://doi.org/10.1016/j.envres.2022.112752.
  30. 30. Lowe M.-A., McGrath G., Mathes F., Leopold M. Evaluation of surfactant effectiveness on water repellent soils using electrical resistivity tomography // Agricultural Water Management. 2017. Vol. 181. Р. 56-65. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2016.11.013.
  31. 31. Ogunmokun F.A., Liu Zh., Wallach R. The influence of surfactant-application method on the effectiveness of water-repellent soil remediation // Geoderma. 2020. Vol. 362. Р. 114081. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2019.114081.
  32. 32. Turov Y.P., Guznyaeva M.Y., Lazarev D.A., Petrova Yu Yu., Zhdanova G.O., Stom D.I. Study of sorption and removal of oil hydrocarbons in soil samples // Eurasian Soil Science. 2022. Vol. 55. Р. 830-839. https://doi.org/10.1134/S1064229322060151.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).