Ахметшин Ильнар, Шакирова Зарина "Модельные эксперименты по рекультивации почвы загрязненной нефтью и нефтепродуктами с использованием гранул Рогоза узколистного"

Модельные эксперименты по рекультивации нефти в почве с использованием гранул Рогоза узколистного ( Показан конкретный пример реализации школьниками научно-исследовательского проекта, направленного на улучшение экологической ситуации в Республике Татарстан)

Исполнители – Ахметшин Ильнар 9Е, Шакирова Зарина- 9Е- класс гимназии №102 им. М.С. Устиновой г. Казань, Республика Татарстан.

Руководитель проекта – учитель биологии гимназии №102 Орлов Олег Игоревич

Рабочая гипотеза : используя удачный опыт предыдущий работы – «рекультивация водоемов загрязнённых нефтью и нефтепродуктами с использованием гранул Рогоза узколистного», мы решили использовать гранулы Рогоза узколистного, но уже применительно к загрязнению нефтью почв (пашня-луг)

Цель работы

Показать на практике возможность рекультивации почвы загрязненной нефтью используя гранулы Рогоза узколистного

Задачи работы:

1 . Заложить полевой эксперимент по рекультивации пахотных земель, загрязненных нефтью, с использованием гранул Рогоза узколистного.

2. Заложить полевой эксперимент по рекультивации лугов , загрязненных нефтью, с использованием гранул Рогоза узколистного.

3. Провести мониторинг опытных и контрольных участков используя метод визуализации (с использованием фильтровальной бумаги).

4. Провести анализ почв, взятых с опытных и контрольных участков, на фитотоксичность.

5. Провести статистическую обработку первичных данных.

6. Обобщить вторичные данные и сделать выводы в форме методики для нефтедобывающих организаций (НГДУ и других организаций, связанных с добычей и транспортировкой нефти).

Актуальность темы :

Доступных и дешевых сорбентов нефти и нефтепродуктов в Республике Татарстан практически нет. Использование для этих целей Рогоза узколистного, который в массе разрастается по периметру водоемов, актуально по двум параметрам:

1. Изготовленные из рогоза гранулы – (местный и доступный материал) могут заменить всякого рода сорбенты, на производство которых требуются большие материальные и людские ресурсы.

2. Рогоз узколистный за последнее десятилетие из составной части биоценоза реки Казанки превратился в основной загрязнитель последней. Отмершие части рогоза оседают на дно, образуя сереводородный ил, при этом губится не только рыба, но и беспозвоночные гидробионты. Купаться в такой застойной воде стало не безопасно, отсюда и изъятие отмерших частей рогоза осенью, не только не вредит водоемам, но и способствует процессу самоочищения.

Этапы работы над проектом за период июнь – октябрь 2015г. 1. Распашка участка земли на территории ГДБЭЦ (Городской детский эколого-биологический центр) г. Казань

Ахметшин Ильнар – ученик 9-го класса 2011 года

А

Б

Б

2 . Определение типа почвы – урбанозем среднесуглинистый, имеет мелкие почвенные частицы, уплотняющиеся после дождей

В

Б

А

Вода + нефть

+ споры

Вода + споры

Вода + нефть

Шакирова Зарина,

Ахметшин Ильнар

Ученики 9-го класса

3. Внесение нефти на участок «опыт» из расчета нагрузки 1,5 л на 0.25 м 2

4. Внесение гранул рогоза в вариант «опыт» из расчета 2дм 3 на 0.25 м 2

5. Внесение нефти в вариант «контроль»

6. Внесение нефти в вариант «опыт -луг», аналогично нефть вносилась и вариант

«нефть –контроль» (луг)

Визуализация насыщения почвы нефтью

7. Эксперимент был заложен 15 июня, а 19 августа в опытные и контрольные участки была помещена фильтровальная бумага, которая через пять дней изымалась и сканировалась. Повторно, в те же участки фильтровальная бумага помещалась 20 сентября. В компьютерной программе IrfanViev на сканированные фото накладывалась «сетка», после чего подсчитывался процент загрязненной нефтью бумаги для каждого варианта опытов.

Эксперимент «пашня» – 20 августа

Опыт – 7%

Эксперимент «луг» – 20 августа

Контроль – 75%

Опыт – 15%

Контроль – 45%

Диаграммы насыщения фильтровальной бумаги нефтью в процентах

Эксперименты на фитотоксичность – в лабораторных условиях в почву из вариантов «опыт» и «контроль» (пашня) вносились семена овса. Через 15 дней величина проростков измерялась

Опыт

Контроль

Измерение длинны проростков

10. Результаты измерений (первичные данные) обрабатывались в среде программы – EcoStat, разработанной выпускником нашей гимназии Александром Галкиным. По результатам вторичных данных строились диаграммы.

На диаграммах видно, что внесение гранул Рогоза узколистного значительно уменьшает уровень фитоксичности почвы.

Опытные делянки, искусственно загрязнены безводной сернистой нефтью из расчета 10 л на кв. м.

Содержание НП:

- до рекультивации – внесение 101250 мг/м ( а )

- после рекультивации  через 35 суток :

       в) с рогозой  - 34000 мг/м (снижение на 66,42 %);

      б) контроль - 75000 мг/м (снижение на 25,93 %).

Выводы:

На основании периода проведения эксперимента (июнь –сентябрь) считаем, можно уже утверждать, что гранулы Рогоза узколистного могут служить абсорбентом для рекультивации почвы, нарушенной аварийными разливами нефти и нефтепродуктов. Наши данные по характеру совпадают с полевым экспериментом сделанном нефтяниками Татарстана, которым мы передали мешок гранул рогоза. (Слайд №17).

Для рекультивации земли Рогоз узколистный подходит исходя из 3х своих свойств:

А) Стебель на поперечном разрезе представлен капиллярами активно поглощающие нефть

В) Рогоз внесенный в почву делает ее более пористой, тем самым позволяет быстрому испарению легких фракций нефти.

Г) Главное, что Рогоз узколистный является местным легкодоступным материалом.