Ключевые слова: загрязнение, гидросфера, нефть и нефтепродукты, водное растение.
В настоящее время в биосферу попадает множество токсических веществ антропогенного происхождения, и среди них нефть и нефтепродукты являются самыми распространенными экотоксикантами. Согласно экспертным оценкам потери нефти составляют до 3 % от ее годовой добычи, а следовательно только в Российской Федерации при добыче нефти в 491,4 млн. т/год ежегодный объем потерь и отходов нефти и нефтепродуктов может составить 15 млн. т [1, 2].
Основными источника загрязнения гидросферы нефтью и нефтепродуктами являются автотранспорт, предприятия нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, химической и нефтехимической промышленности, а так же нефтезагрязненные сточные воды различных промышленных предприятий. Однако, на химическую и нефтехимическую промышленность приходится до 62 % от общего объема загрязнения [3, 4].
Огромный ущерб окружающей среде наносят аварии на нефтепроводах, железной дороге, нефтеналивных судах, нефтебазах и т. д. В 2010 году в Мексиканском заливе, после продолжительного пожара, затонула нефтяная платформа, и в океан выливалось до 1000 тонн нефти в сутки. В результате на поверхности воды образовалось нефтяное пятно площадью около 75 тысяч квадратных километров [5].
В результате попадания нефти и нефтепродуктов в различные объекты гидросферы, не поверхности воды образуется тонкая пленка, эмульсии, тяжелые нефтепродукты (минеральные масла и смазки), попадая на дно водоёмов, способны к накоплению в донных осадках. В результате нефтяного загрязнения происходит изменение физических, химических и биологических свойств водной среды, нарушается течение естественных биохимических процессов. Некоторые индивидуальные вещества, входящие в состав сырой нефти и нефтепродуктов весьма токсичны, причем их токсичность возрастает по мере увеличения их концентрации в водной среде. В окружающей среде углеводороды имеют тенденцию к рассеиванию и миграции. Кроме того, в ходе трансформации углеводородов нефти могут образоваться стойкие к микробиологическому расщеплению и более токсичные соединения, обладающие канцерогенными и мутагенными свойствами. В результате углеводородного загрязнения водоемов изменяется ряд физико-химических свойств воды: вязкость, поверхностное натяжение, затрудняется газообмен с атмосферой, снижается содержание кислорода, изменяется запах, вкус, в воде появляются токсические органические вещества. Вода, загрязненная углеводородами нефти представляет угрозу для человека и всей экосистемы.
Для проведения исследования влияния углеводородов нефти на водные растения была использована Элодея канадская (Elodea canadensis). Элодея или анахарис — это водное растение семейства лягушниковых (Hydrocharideae), рода Элодея (Elodea). На родине, в Северной Америке, это растение широко распространено в пресных стоячих водоемах либо со слабым течением, однако встречается в европейской части России и Западной Сибири, широко культивируется как декоративное аквариумное растение. Элодея канадская одинаково хорошо растет как в жесткой так и в мягкой воде при температуре от 16 до 24 °С на хорошо освещенных или слабозатенных отмелях. Растение многолетнее, активно ветвящееся, полностью погружено в воду. На начальных стадиях развития стебель плавающий, однако легко укореняется, пуская длинные, белые корни. Листочки ярко-зелёные, прозрачные, тонкие, мелкие, продолговато-линейные, слегка курчавые, острые, расположены мутовками, по три листа в каждой. В нижней части стебля окраска листочков более темная и яркая, чем на верхушке. Растение размножается вегетативно, частями растения длиной около 20 см, поскольку в Европе и Росси встречаются только женские экземпляры и при редком цветении опыления не происходит, а значит, и плоды не образовываются. Особенно интересна Элодея тем, что в препаратах из ее тканей можно наблюдать в микроскоп движение цитоплазмы [6, 7].
Для эксперимента мы отбирали веточки Элодеи длинной 15 см, тщательно осматривали, описывали цвет, форму и состояние листьев. Мы отбирали только хорошо развитые растения, с правильной формой листьев и яркой окраской.
После этого растения обсушивали фильтровальной бумагой, взвешивали на аналитических весах, определяли количество точек роста. Затем веточки растения опускали в воду, загрязненную сырой нефтью Ставропольских месторождений с концентрацией нефти 0,15, 0,3, 0,45, 0,6, 0,75 и 0,9 мг/л (что соответствует концентрации нефти в воде от 0,5 ПДК до 3 ПДК, поскольку предельно допустимая концентрация нефти в водоемах 2 категории объектов культурно-бытового пользования и хозяйственно-питьевого назначения для нефти классов 1, 2 0,3 мг/л согласно ГОСТ Р 51858–2002). В каждую пробирку помещалось по 3 веточки растения. Для контроля была использована отстоянная водопроводная вода. Затем водные растения выдерживались в загрязненной воде в течение 48 часов при температуре 21–23 оС.
По окончании эксперимента растении вновь вынимали из пробирок, осматривали, отмечая изменения цвета листьев, появления некротических точек, отмирание точек роста и взвешивали. Осмотр растений показал, что как в контрольном образце, который находился в незагрязненной воде, так и в образце с концентрации нефти в воде 0,15 мг/л с растениями не произошло никаких изменений, а незначительную потерю массы (≈ 1 % ± 0,01) можно объяснить адаптацией растения к новому химическому составу воды.
При концентрации нефти в воде от 0,3 до 0,6 мг/л цвет листьев изменился с ярко-зеленого на светло-зеленый и потеря тургора, однако изменений в числе и длине корне не произошло.
При концентрации нефти в воде 0,75 и 0,9 мг/л отмечалась слабая окраска листьев, низкий тургор, на листовых пластинах появились зоны некроза, наблюдалось почернение и отмирание корешков, снижения их длины.
Согласно проведенным наблюдениям, повреждение точек роста при концентрации нефти в воде от 0,15 до 0,6 мг/л не наблюдалось, однако при дальнейшем повышении содержания углеводородов до 0,75 и 0,9 мг/л количество точек роста соответственно снизилось на 10 и 15 %.
Полученные данные по изменению массы растения после 48-и часовой экспозиции в пробах нефтезагрязненной воды с различной концентрацией нефти представлены на рисунке 1.
Рис. 1. Изменение массы водного растения Элодеи канадской в зависимости от концентрации нефти в воде
Из представленного графика видно, что при увеличении содержания нефти в воде, наблюдается потеря массы водным растением, даже при концентрации нефти в воде в 0,5 ПДК. Таим образом, даже незначительные количества углеводородов нефти в водоемах могут вызывать потерю массы водного растения, обладающего высокой толерантностью по отношению к большинству абиотических факторов окружающей среды.
Литература:
1. Аренс, В. Ж. Очистка окружающей среды от углеводородных загрязнений / В. Ж Аренс, [и др.] — М., 1999. — 371 с.
2. Боковикова, Т.Н., Использование нефтешламмов при строительстве дорог / Т. Н. Боковикова, Д. Р. Шпербер, Е. Р. Шпербер // Экология и промышленность России. — 2010. –№ 4. — С. 34.
3. Другов, Ю. С. Экологические анализы при разливах нефти и нефтепродуктов. Практическое руководство / Ю. С. Другов, А. А. Родин. — Изд. 2-е, перераб., доп. — М.: Бином; Лаборатория знаний, 2007. — 270 с.
4. Абросимов, А. А. Экология переработки углеводородных систем / А. А. Абросимов. — М.: Химия, 2002. — 608 с.
5. Взрыв нефтяной платформы Deepwater Horizon [Электронный ресурс] // http://ru.wikipedia.org/wiki/ %C2 %E7 %F0 %FB %E2_ %ED %E5 %F4 %F2 %FF %ED %EE %E9_ %EF %EB %E0 %F2 %F4 %EE %F0 %EC %FB_Deepwater_Horizon
6. Федченко, А. В. Водокрасовые — Hydrocharitaceae // Флора СССР / Ботанич. ин-т Акад. наук СССР; Гл. ред. акад. В. Л. Комаров; Ред. первого тома М. М. Ильин. — Л.: Изд-во Академии наук СССР, 1934. — Т. I. — С. 293–298.
7. Золотницкий, Н. Ф. Аквариум любителя. — М: Терра, 1993. — 784 с.
