Transformation of saturated hydrocarbons during phytobioremediation of oil pollution
This paper presents the results of laboratory phytobioremediation of oil-contaminated gray forest soil. The addition of bacteria isolated from oil field formation waters significantly increased the effectiveness of soil remediation. Oil degradation in the original soil was 22%, while in the soil inoculated with bacteria, this figure reached 48%. The residual oil content in the soil after phytobioremediation and changes in its fractional composition were analyzed. Residual oil samples after biological treatment showed a relative decrease in the proportion of hydrocarbon fractions and an increase in the content of polar resinous compounds. Chromatographic mass spectrometric analysis of the oil fraction of hydrocarbons revealed changes in the profile of n-alkanes and isoprenoids. Model samples showed decreased concentrations of C17 and C18, as well as an increase in the content of pristane and phytane. The increase in geochemical coefficients (Pr/Ci7, Ph/Ci8, Ki) in samples with oil biodegradation by 3-4 times compared to control samples indicates a high degree of microbial activity. These data indicate the preferential degradation of less stable linear alkanes. IR spectroscopy of the resin-asphaltene components of residual oil revealed significant changes in the functional composition of the resins. An increase in the intensity of bands corresponding to aromatic rings and carbonyl groups was observed, while the characteristics of aliphatic groups decreased. This is interpreted as a transition from saturated structures to more oxidized and stable ones. The integrated use of physicochemical analytical methods allowed us not only to quantitatively assess the reduction in oil content in the soil but also to track changes in its composition and structure. The results confirm the high effectiveness of the bioremediation approach based on the use of phytoremediant plants and oil-degrading microorganisms. The authors declare no conflicts of interests.
Keywords
soil,
oil pollution,
remediation,
microorganisms,
residual oilAuthors
| Savinykh Yurii V. | Institute of Petroleum Chemistry of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences | savinykh@ipc.tsc.ru |
| Zadorozhnykh Sofia P. | Institute of Petroleum Chemistry of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; Tomsk State University | sony473949@mail.ru |
Всего: 2
References
Зильберман М.В., Порошина Е.А., Зырянова Е.В. Биотестирование почв, загрязнен ных нефтью и нефтепродуктами. Пермь : УралНИИ «Экология», 2005. 110 с.
Корчагина Л.Е. Функциональные особенности растений верховых болот в условиях нефтяного загрязнения на территории Среднего Приобья // Вестник Нижневартовского государственного университета. Биология и экология. 2015. № 1. С. 14-21.
Заболотских В.В., Васильев А.В., Танких С.Н., Карпович Е.Е. Экспериментальные исследования эффективности фиторемедиации почв, загрязненных нефтью, нефтепродуктами и тяжелыми металлами // Академический вестник ELPIT. 2020. № 5 (12). С. 25-47.
Ларионова Н.Л. Устойчивость растений к загрязнению почвы углеводородами и эф фект фиторемедиации : автореф. дис.. канд. биол. наук. Казань, 2005. 22 с.
Вельков В.В. Биоремедиация: принципы, проблемы, подходы // Биотехнология. 1995. № 3-4. С. 20-27.
Овсянникова В.С., Филатов Д.А., Алтунина Л.К., Сваровская Л.И. Биодеструкция углеводородов нефти почвенной микрофлорой // Химия в интересах устойчивого развития. 2014. № 22. С. 489-495.
Тоганбай А.Н., Сарсенбаев С.О., Мусина У.Ш., Джамалова Г.А. Обзор способов био ремедиации нефтезагрязненных почв // Научное обозрение : реферативный журнал. 2018. № 2. С. 16-27.
Сулейманов Р.Д., Марыкова А.Л. Оценка метода биоремедиации для восстановления нефтезагрязнённых почв // Геолого-инералогические науки. 2022. № 10. С. 5-12.
Созина И.Д., Данилов А.С. Микробиологическая ремедиация нефтезагрязненных почв // Записки Горного института. 2023. № 260. С. 297-312.
Ivanova A.A., Vetrova A.A., Filonov А.Е., Boronin А.М. Oil biodegradation by microbial-plant associations // Applied Biochemistry and Microbiology. 2015. Vol. 51 ( 2). P. 196-201.
Хайруллина Г.Г., Зайнутдинова Э.М. Очистка почв от нефтепродуктов при помощи растений и ассоциированных с ними микроорганизмами // Актуальные проблемы науки и техники : сб. науч. тр. IV Междунар. науч.-практ. конф. молодых ученых. Уфа, 2012. С. 107.
Назаров А.В., Иларионов С.А. Потенциал использования микробно-растительного взаимодействия для биоремедиации // Биотехнология. 2005. № 5. С. 58-62.
Savinykh Yu.V., Zadorozhnykh S.P., Ovsyannikova V.S. Resistance of different plant species to oil pollution // Contemporary Problems of Ecology. 2025. Vol. 18 (4). P. 570-577.
Волкова К.В., Успенская М.В., Глазачева Е.Н. Химия нефти и моторного топлива. СПб. : Ун-т ИТМО, 2015. 89 с.
Соколова В.И., Колбин М.А. Жидкостная хроматография нефтепродуктов. М. : Химия, 1984. 139 с.
Васильев В.В. Геохимические исследования при поисках нефти и газа : метод. указания. Ухта : УГТУ, 2013. 85 с.
Чешкова Т.В., Сагаченко Т.А., Мин Р.С., Коваленко Е.Ю. Биогенное окисление смолисто-асфальтеновых компонентов тяжелой нефти. Сообщение 2. Смолы // Известия вузов. Химия и химическая технология. 2023. № 66 (11). С. 110-118.
Борисова Л.С., Фурсенко Е.А. Влияние процессов биодеградации на состав и строение асфальтенов нефтей Западной Сибири // Георесурсы / Georesources. 2018. № 20 (4), ч. 1. С. 301-307.
Сазыкин И.С., Сазыкина М.А., Чистяков В.А., Кленкин А.А., Павленко Л.Ф. Утилизация углеводородов, смол и асфальтенов нефтеокисляющими микроорганизмами Керченского пролива // Вода: химия и экология. 2011. № 1. С. 29-34.
Туров Ю.П., Гузняева М.Ю. Идентификация источников нефтяного загрязнения компонентов окружающей среды // Безопасный Север - чистая Арктика : материалы III Всерос. науч.-практ. конф. Сургут : Изд-во СГУ, 2020. С. 211-217.
