Сетевое издание
Международный студенческий научный вестник
ISSN 2409-529X

ТЕНДЕНЦИИ ИЗУЧЕНИЯ СОСТОЯНИЯ МИКРОБИОМА В ПОЧВЕННОМ ПОКРОВЕ НА ПОЛИГОНАХ ТЕХНОГЕННЫХ СВАЛОК

Бодякшина М.А. 1
1 ФГБОУ ВО "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева"
В работе дается краткий обзор классических и современных представлений в научном и нормативно-правовом поле о полигонах депонирования отходов твердых коммунальных (бытовых) отходов, об особенностях их существования в городской среде и об изучении химических и микробиологических свойств почвоподобных грунтов, формирующихся на данных объектах. Раскрываются современные тенденции и закономерности функционирования почвообитающего микробиома в условиях существования депонирующих различные отходы техногенных почвогрунтах.
микробиом грунтов
состояние почвообитающих микроорганизмов
полигоны депонирования
твердее коммунальные (бытовые) отходы
1. Федеральный закон «Об отходах производства и потребления», № 89-ФЗ от 24.06.1998 г. (в последней редакции Федерального закона № 280-ФЗ от 14.07.2022 г.)
2. Олейник А.П. География: большой справочник. М., 2014. 153 с.
3. ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация. - М.: МНТКС, 2005. 20 с.
4. Ковалева Г.В., Старожилов В.Т., Дербенцева А.М., Назаркина А.В., Майорова Л.П., Матве-енко Т.И., Семаль В.А., Морозова Г.Ю. Почвы и техногенные поверхностные образования в городских ландшафтах: монография /– Владивосток: Изд-во Дальнаука, 2012. 159 с.
5. Викторова М.А. Грунты несанкционированных строительных отвалов и свалок (на примере территории г. Москвы): автореф. дис. … канд. геол.-мин. наук. Моксва, 2007. 25 с.
6. Голицын А.Н. Промышленная экология и мониторинг загрязнения природной среды. М.: Издательство ОНИКС, 2007. 336 с.
7. Структурно-функциональная роль почвы в биосфере / Под ред. Г.В. Добровольского. М.: ГЕОС, 1999. 278 с.
8. Мосина Л.В., Жандарова Ю.А., Бекк В.В. Биологическая активность почвогрунтов полиго-на «Саларьево» // Научно-исследовательские публикации. 2015. № 10 (30). С. 11-19.
9. Зайцева Т.А. Закономерности изменения микробиоценозов на полигонах депонирования твердых бытовых отходов в процессе деструкции органических веществ: автореф. дис. … докт. биол. наук. Пермь, 2006. 34 с.
10. Рудакова Л.В., Белик Е.С., Слюсарь Н.Н. Микробиологическая оценка свалочных новообра-зований на рекультивированных свалках твердых бытовых отходов // Вестник технологиче-ского университета. 2015. Т. 18. №13. С. 230-234.
11. Раскатов В.А., Степанова Л.П., Яковлева Е.В., Писарева А.В. Экологическое состояние почвенного покрова ландшафтов различного функционального использования (на примере г. Москвы) // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2016. № 5. С. 5-18.

Введение

В современном мире при повышенных темпах урбанизации увеличивается объем образования отходов производства и потребления, в том числе твердых коммунальных отходов. В соответствии с действующим природоохранным законодательством отходами производства и потребления являются вещества или предметы, которые образованы в процессе производства, выполнения работ, оказания услуг или в процессе потребления, которые удаляются, предназначены для удаления или подлежат удалению [1]. Большая русская энциклопедия дает отличное определение, в котором отходы трактуются как остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, иных изделий или продуктов, которые образовались в процессе производства или в процессе потребления, а также товары (продукция), утратившие свои основные потребительские свойства [2].

Аналитическая часть

В соответствии с действующим природоохранным законодательством отходы делят на 5 классов опасности – от чрезвычайно опасных отходов (I класс), при воздействии которых нарушается экосистема и отсутствует период ее восстановления до практически неопасных отходов (V класс), под влиянием которых экологическая система практически не нарушается [1].

Увеличение объема производственных ресурсов при недостаточном правовом регулировании природоохранного законодательства в области обращения с отходами производства и потребления в XX в. и начале XXI в. привели к образованию большого количества несанкционированных свалок на территории Российской Федерации. Так, до реализации «Мусорной реформы» в 2019 году большая часть твердых коммунальных отходов вывозилась на полигоны, несоответствующие требованиям санитарно-эпидемиологических и природоохранных норм.

Грунты несанкционированных свалок, строительных отходов и полигонов называют техногенными грунтами или почвенно-техногенными смесями. Это естественные почвы, существенно измененные и перемещенные в результате производственной и хозяйственной деятельности человека [3].

Отходы производства и потребления могут оказывать как механическое (захламление), так и геохимическое воздействие в результате разложения и вымывания токсичных веществ, являющихся серьезной причиной загрязнения природных компонентов окружающей среды на прилегающей территории. Наличие большого количества мусора и бытовых отходов на поверхности почвы снижает ее биопродуктивность [4].

Для здоровья населения крайне важно отсутствие патогенных микроорганизмов в окружающей среде. Это напрямую влияет на санитарно-эпидемиологическое состояние территории. Однако заражение популяций может происходить не только из почвы, но и из воздуха и воды. Свалки отходов и нелицензированные свалки являются причиной повсеместной утраты биоразнообразия как высших, так и низших организмов. В то же время загрязнение химическими и биологическими компонентами может привести к заражению чужеродными почвенными микроорганизмами и появлению патогенных видов. Эти процессы наиболее опасны для прилегающих территорий, куда патогенная микрофлора попадает с поверхностным стоком и воздухом [4, 5].

В первую очередь несанкционированное размещение отходов производства и потребления влияет на почвенный покров. Почвы наименее подвижны, слабо самоочищаются и обладают высокой адсорбционной способностью [6]. Микроорганизмы первыми реагируют на все изменения в почве поскольку являются чувствительными индикаторами качества почвенной среды. Неблагоприятное воздействие на почвенные микробные сообщества приводит к утрате наиболее чувствительных связей, нарушению естественного баланса между отдельными группами почвенных микробов. Это, в свою очередь, изменяет интенсивность отдельных стадий круговорота биогенных элементов, вызывая деградацию почв, минерализацию гумуса, нарушение экологической функции и плодородия почв [7].

Для экологической оценки состояния почв используются различные химические, физические и биологические индикаторы. Последний наиболее точно отражает информацию об экологическом состоянии исследуемого объекта. Отмечая слабую изученность биологических показателей почв для экологической оценки состояния почв научные сотрудники кафедры микробиологии и иммунологии РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева исследовали биологическую активность почв и почвогрунтов на полигонах и свалках Московской области по интенсивности «дыхания» и целлюлозоразрушающей способности. Разложение целлюлозы (природного волокна льна) в почве осуществляют грибы, микобактерии, актиномицеты, а также множество представителей аэробных и анаэробных бактерий. Важную эколого-токсикологическую роль ингибитора в этом процессе играют тяжелые металлы. В условиях повышенного загрязнения интенсивность процесса разложения сильно снижается, что отрицательно сказывается на процессах микробиологической деструкции и делает невозможным получение растений, содержащих экологически приемлемого в качестве пищевого и энергетического сырья [8].

Также по результатам микробиологических исследований свалочных новообразований рекультивированных свалок научными сотрудниками Пермского государственного технического университета были сделаны выводы о том, что для обоснования возможности и направлений хозяйственного использования рекультивированных свалок и полигонов микробиологическая диагностика состояния отходов позволит оценить завершенность процессов биодеструкции и формировании свалочных новообразований, которые соответствовали бы дерново-подзолистым почвам или урбаноземам по оптимальному уровню микробиологических показателей [9].

В результате проводимых микробиологических исследований объектов обращения с твердыми коммунальными отходами были установлены закономерности и принципы функционирования микробиологического сообщества как самостоятельной системы, способной изменять в процессе своей жизнедеятельности условия среды. Доказана применимость универсальной концепции множественности экологических стратегий жизни природных популяций микроорганизмов почвы, соответствующих различным типам отбора, для микроорганизмов, осуществляющих свою жизнедеятельность в условиях полигона. Выявлены микроорганизмы, осуществляющие биодеградацию органических веществ на начальном этапе функционирования полигонов: в поверхностном слое от 2 до 50 см в аэробных условиях – неспороносные бактерии и микроскопические грибы; по мере уплотнения отходов и смены аэробного режима на анаэробный на глубине от 0,5 до 5 м – анаэробные формы и актиномицеты. Определены условно-патогенные и патогенные виды микроорганизмов в депонированных отходах, снеговом покрове и поверхностных водоисточниках и в зоне влияния полигона [10].

Также на основании экспериментальных исследований на модельных биоректорах в аэробных и анаэробных условиях выявлены и количественно определены основные экологические факторы, действующие на полигонах (температура, влажность, рН, НГ, наличие биохимических ингибиторов), и установлена роль микроорганизмов в процессе биодеструкции и трансформации органических веществ. Разработана методология микробиологической диагностики экологического и санитарно-эпидемиологического состояния полигонов депонирования твердых коммунальных (ранее – бытовых) отходов для решения задач по минимизации их воздействия на окружающую среду в период эксплуатации и проведения рекультивационных работ [11].

Заключение

Изучая научные труды, связанные с исследованиями микробиома почв и смеси почв и техногенных грунтов на объектах накопленного вреда, несанкционированных свалок и полигонов можно сделать вывод что данное направление исследования является одним из приоритетных, в том числе для определения возможности рационального использования образованного почвенного покрова после рекультивации свалки, а также для оценки воздействия полигонов отходов во время их эксплуатации.


Библиографическая ссылка

Бодякшина М.А. ТЕНДЕНЦИИ ИЗУЧЕНИЯ СОСТОЯНИЯ МИКРОБИОМА В ПОЧВЕННОМ ПОКРОВЕ НА ПОЛИГОНАХ ТЕХНОГЕННЫХ СВАЛОК // Международный студенческий научный вестник. – 2022. – № 6. ;
URL: https://eduherald.ru/ru/article/view?id=21102 (дата обращения: 25.07.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674