Красноярские ученые: разливы топлива в условиях вечной мерзлоты перерабатываются микроорганизмами

Арктические экосистемы уязвимы и содержат большое количество источников парниковых газов, поэтому проблема загрязнения Арктики вызывает обеспокоенность.

Красноярск, 15 мая - ИА Neftegaz.RU. Загрязнение Арктики дизельным топливом печалит, поскольку есть некая энтропия обратной связи углерода вечной мерзлоты и почвенной микробиоты с дизтопливом.
Если на это наложить изменения климата в криолитозоне России, то энтропия возрастет.
Почвенные микроорганизмы, могут сохранять метаболическую активность и вызывать зимнее удлинение эмиссии СО₂ при температуре ниже 0°С.
Поэтому точные оценки реакции почвенной микробной активности и почвенных пулов на загрязнение топливом необходимы для понимания неоднородностей потоков углерода в многолетнемерзлом грунте не только в летний сезон, но и в период зимнего покоя.
Обратную связь многолетнемерзлых почв с загрязнением топливом следует учитывать в локальных и региональных оценках баланса углерода и связывать с изменением климата в высоких широтах.

Красноярские ученые полюбопытствовали и провели лабораторный инкубационный эксперимент с градиентом соотношения добавок дизтоплива для изучения реакции почвенной микробиоты типичных вечномерзлых почв в тундровых экосистемах Норильского района в Сибири.
Почвенная инкубация - это хорошо известный лабораторный метод изучения циклов углерода.
Ученые дерзко определили, что разливы топлива в условиях вечной мерзлоты перерабатываются почвенными микроорганизмами.
Это снижает загрязнение, однако при этом высвобождается парниковый газ диоксид углерода (СО₂), что может сказаться на изменении климата.
Об этом 15 мая 2023 г. сообщил Красноярского научного центра СО РАН, по результатам проведенных исследований.
Информация также опубликована в журнале Environmental Pollution.

Для любознательных напомним, что почва, как любая часть климатической системы, способна хранить, накапливать или выделять углерод.
Углерод сохраняется в почве в виде органики.
Количество углерода в почве может быть изменено в зависимости от воздействия.
Показатель количества углерода почвы важен, потому что почва содержит больше углерода, чем растения и атмосфера вместе взятые.

Выделение углерода из почвы:

медленное - в результате биологических процессов - 10 лет - 100 лет, скорость зависит от типа почвы, климатических условий, растительности и тд;
быстрое - в результате пожаров, вырубок леса или др. антропогенных факторов (например, при пожарах, вырубке леса).

Объект исследования

В мае 2020 г. в районе г. Норильска произошла техногенная катастрофа.
Один из топливных резервуаров на Норильской ТЭЦ-3 Норильско-Таймырской энергетической компании (НТЭК, дочка Норникеля) в Красноярском крае разрушился.
В результате аварийного разлива в окружающую среду попало более 20 тыс. т дизельного топлива.
Нефтепродукты попали на почву, в р. Амбарную и ее приток Далдыкан, которые впадают в крупное о. Пясино.
Авария стала 2^й крупнейшей в России после разлива 94 тыс. т нефти в Коми в 1994 г., когда ликвидация аварийного разлива нефти (ЛАРН) заняла 6 лет.
Чтобы оценить потенциальный ущерб от подобных аварий для северных почв, ученые исследовали действие разных концентраций наиболее распространенной марки дизельного топлива на активность почвенных микробов и количество выделяемого ими углерода в атмосферу.

Результаты исследования

Дизельное топливо в большинстве случаев значительно ускоряет системы медленного высвобождения углерода из почвы Арктической зоны РФ.
В 1^ю очередь разлитое топливо влияет на почву как среду обитания микроорганизмов: грибов и бактерий.
Ученые предположили, а затем подтвердили экспериментально:

почвенные микроорганизмы арктических биомов, подстилаемых вечной мерзлотой, обладают способностью использовать дизельное топливо в качестве питательной среды, что связано с метаболическим выбросом СО₂;
в результате их жизнедеятельности происходит выброс углерода;
загрязненные почвы потенциально производят большее количество углерода по сравнению с незагрязненными.

Были определены 8 видов микроорганизмов наиболее активно перерабатывающих дизельное топливо.
Среди них оказались палочковидные бактерии видов:

Serratia proteamaculans;
S. liquefaciens;
S. plymuthica;
окисляющие углеводы бактерии Rhodococcus erythropolis;
псевдомонады видов Pseudomonas antarctica;
P. libanensis;
P. brassicacearum;
P. chlororaphis.

Тезисы кандидата биологических наук, научного сотрудника Института леса им. В. Н. Сукачева СО РАН О. Масягиной:

разложение топлива микроорганизмами приводит к выбросам CO₂;
почвенные микроорганизмы могут сохранять метаболическую активность при температуре ниже 0 °С и, следовательно, способствовать увеличению эмиссий CO₂ в холодный период;
поэтому загрязненные топливом многолетнемерзлые почвы следует учитывать в локальных и региональных оценках баланса углерода, особенно в связи с изменением климата в высоких широтах;
бактерии, которых мы выделили из мерзлотных почв, загрязненных дизельным топливом, рекомендуются для разработки препаратов с целью устранения последствий загрязнения вечномерзлых почв нефтью и ее продуктами.

Исследование поддержали: