彼尔姆理工大学研究石油污染对俄不同土壤影响,助力应对环境挑战
2025-06-03 10:06
来源:彼尔姆理工大学
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2024年12月,一艘载有燃油(石油精炼产品)的油轮在刻赤海峡沉没,约40%的燃油泄漏至黑海,致使克拉斯诺达尔边疆区50多公里的海岸线遭受污染,海豚、鸟类和海洋植物死亡。众多环境灾难往往由此类破坏性事件引发。在此背景下,彼尔姆理工大学的科学家开展了关于石油污染如何影响俄罗斯不同类型土壤的研究,旨在明确哪些地区更易受此类废物负面影响,哪些地区甚至能将其作为营养来源。相关研究成果发表于《化学、生态学、城市化》科学会议集锦中,该研究在“2030优先事项”战略学术领导力计划框架下进行。

PNIPU 发现哪种土壤“吃”石油 Mladen Milicevic, Unsplash

腐生微生物在土壤生态系统中扮演着重要角色。它们能分解死亡的有机物(如树叶、根、动物残骸)为腐殖质,释放氮、磷和钾滋养植物,有助于改善土壤结构,使其疏松肥沃,同时抑制有害细菌。“腐生菌”一词源自希腊语“sapros”(意为“腐败的”)和“phyton”(意为“植物”)。例如,腐生微生物可将堆肥转化为宝贵肥料,若没有它们,这些物质会堆积成垃圾,土壤也会失去肥力。

然而,当土壤遭受石油污染时,腐生微生物数量会减少,自然平衡被打破,土壤质量受到影响。专家预测,到2025年,石油开采量将达约5.15亿至5.2亿吨。如此大的产量以及新矿床的出现潜力,使得研究碳氢化合物对各种土壤的影响迫在眉睫,尤其是俄罗斯西南部和东部地区,这些地区对石油影响的研究尚不充分。

为确定石油对肥沃土壤的影响,彼尔姆理工大学的科学家选取了俄罗斯不同地区的土壤类型,包括腐殖质碳酸盐土、粘土和深栗色土、典型棕色土和火山干泥炭土。分析结果显示,在对照样品中,最初腐生菌数量最多的是粘土和深栗色土(常见于伏尔加格勒、罗斯托夫和奥伦堡地区),最少的是腐殖质碳酸盐土(常见于斯塔夫罗波尔边疆区、罗斯托夫州、卡拉恰伊 - 切尔克斯共和国和卡巴尔达 - 巴尔卡尔地区)。

俄罗斯自然资源和自然资源大学环境保护系副教授、技术科学副博士艾尔维拉·萨卡耶娃评论道:“我们人工用油污染了样品,并使用干净的土壤作为对照样品以便比较结果。研究表明,最毒的油含量为50克/千克,即所有样品添加油后,腐生菌数量均会减少。不过,对于腐殖质碳酸盐土壤中的细菌而言,油反而成为生长激活剂,尤其是在5克/千克和20克/千克的浓度下。这表明小剂量的油可刺激有益细菌生长,因为它们以碳氢化合物为食。类似作用机制也适用于斯塔夫罗波尔边疆区、罗斯托夫和其他拥有此类土壤的地区。”

了解石油对不同类型土壤的影响,有助于选择最佳清洁方法,如生物修复(利用细菌分解石油)或物理化学方法(如冲洗和使用吸附剂)。实验表明,废物影响取决于土壤类型。

此外,鉴于新油田的分布情况,有必要改进石油开采和运输技术,如使用毒性较低的钻井液和密封管道,以避免泄漏。彼尔姆理工大学科学家的研究是消除环境损害行动的一部分,通过修复和清洁受人为污染物污染和消耗的土壤来应对环境挑战。

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