ecodagЮг России: экология, развитиеSouth of Russia: ecology, development1992-10982413-0958State Institute of Applied Ecology of the Republic of Dagestan10.18470/1992-1098-2017-2-135-146ecodag-933Research ArticleМЕТОДЫ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙENVIRONMENTAL RESEARCH METHODSАНАЛИЗ ПОЧВЫ В РАЙОНЕ ПОДЗЕМНОГО ХРАНИЛИЩА ПРИРОДНОГО ГАЗА ПО ИНДИКАТОРНЫМ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИМ ПОКАЗАТЕЛЯМSOIL ANALYSIS ON MICROBIOLOGICAL INDICATOR VALUES IN THE AREA OF UNDERGROUND NATURE GAS STORAGEПлешаковаЕ. В.PleshakovaE. V.

д.б.н., профессор кафедры биохимии и биофизики,

ул. Астраханская, 83, корпус V, г. Саратов, 410012

doctor of biological sciences, professor of the Department of Biochemistry and Biophysics,

83 Astrakhaskaya str., Saratov, 410012

plekat@yandex.ruНгунК. Т.NgunC. T.

аспирант кафедры биохимии и биофизики,

Саратов

graduate student of the Department of Biochemistry and Biophysics,

Saratov

РешетниковМ. В.ReshetnikovM. V.

к.г.н., доцент кафедры петрологии и прикладной геологии, заведующий лабораторией геоэкологии,

Саратов

PhD, associate professor of the Department of Mineralogy and Petrography, head of laboratory of geoecology,

Saratov

Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. ЧернышевскогоNational Research Saratov State University named after N.G. Chernyshevsky201707072017122135146Copyright © Плешакова Е.В., Нгун К.Т., Решетников М.В., 20172017Плешакова Е.В., Нгун К.Т., Решетников М.В.Pleshakova E.V., Ngun C.T., Reshetnikov M.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ecodag.elpub.ru/ugro/article/view/933Цель

Цель. Биодиагностика почвы, отобранной в районе подземного хранилища природного газа (ПХГ) (пос. Степное, Саратовская область), с помощью микробиологического анализа.

Методы

Методы. В ходе работы высевом на плотные питательные среды (методом Коха) оценивали: общую численность гетеротрофных микроорганизмов – на мясо-пептонном агаре, количество метилотрофных, углеводородокисляющих, железоокисляющих и сероокисляющих бактерий на соответствующих селективных средах; а также – водородный показатель, окислительно-восстановительный потенциал и магнитную восприимчивость почвы.

Результаты

Результаты. Микробиологический анализ почвы в районе Степновского ПХГ продемонстрировал изменения в почвенных биоценозах. Обнаружено пониженное содержание гетеротрофных микроорганизмов по сравнению с фоновыми пробами. В ряде образцов отмечено повышенное содержание углеводородокисляющих и метилотрофных микроорганизмов, в том числе, облигатных, что позволяет говорить о поступлении метана в верхние слои почвы. Выявлено повышенное содержание сероокисляющих бактерий; показано наличие в почве железоокисляющих микроорганизмов.

Выводы

Выводы. Обнаруженные особенности в содержании индикаторных микроорганизмов в почве в зоне подземного хранилища природного газа, свидетельствующие о развитии специализированных почвенных микроорганизмов, подтверждали наличие загрязнителей в почве – углеводородов и соединений серы. Использование индикаторных микробиологических показателей представляется перспективным для экологического мониторинга почв в районах газовых хранилищ, своевременного выявления утечки метана. 

The aim is to conduct the biodiagnosis of soil sampled in the area of the underground storage of natural gas (UGS) (Stepnoye village, Saratov region) with the use of microbiological analysis.

Methods

Methods. In the course of the work, using Koch’s solid medium method were estimated the following: the total number of heterotrophic microorganisms on meat peptone agar, amount of methylotrophic, hydrocarbon oxidizing, ironoxidizing and sulfur-oxidizing bacteria in the respective selective mediums; as well as the hydrogen index, oxidation-reduction potential and magnetic susceptibility of the soil.

Results

Results. Microbiological analysis of the soil in the Stepnovsky UGS area has shown changes in soil biocenoses. A reduced content of heterotrophic microorganisms was detected in comparison with background samples. In a number of samples, we also discovered an increased content of hydrocarbon-oxidizing and methylotrophic microorganisms, including obligate ones, which suggest the methane entering the upper layers of the soil. An increased content of sulfur-oxidizing bacteria was also detected; the presence of iron-oxidizing microorganisms in the soil was shown.

Conclusions

Conclusions. The revealed features in the content of indicator microorganisms in the soil sampled in the area of the underground storage of natural gas, indicating the development of specialized soil microorganisms, confirmed the presence of contaminants in the soil which are hydrocarbons and sulfur compounds. The use of microbiological indicator values seems promising for environmental monitoring of soils in the areas of gas storage and early detection of methane leakage. 

подземное хранилище природного газагетеротрофныеметилотрофныеуглеводородокисляющиежелезоокисляющиесероокисляющие микроорганизмыunderground storage of natural gasheterotrophicmethylotrophichydrocarbon oxidizingiron oxidizingsulfur oxidizing microorganismsМинистерство образования и науки РФ, Президентская программа грантов для поддержки молодых российских ученыхReferencesCao Y., Staszewska E. Methane emission mitigation from landfill by microbial oxidation in landfill cover // International conference on environmental and agriculture engineering IPCBEE. 2011. Singapore: IACSIT Press. vol. 15, pp. 57-64.Cao Y., Staszewska E. Methane emission mitigation from landfill by microbial oxidation in landfill cover. International conference on environmental and agriculture engineering IPCBEE. 2011. Singapore, IACSIT Press. vol. 15, pp. 57-64.Guo H., Yao J., Cai M., Qian Y., Guo Y., Richnow H.H., Blake R.E., Doni S., Ceccanti B. Effects of petroleum contamination on soil microbial numbers, metabolic activity and urease activity // Chemosphere. 2012, vol. 87, pp. 1273-1280. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2012.01.034Guo H., Yao J., Cai M., Qian Y., Guo Y., Richnow H.H., Blake R.E., Doni S., Ceccanti B. Effects of petroleum contamination on soil microbial numbers, metabolic activity and urease activity. Chemosphere. 2012, vol. 87, pp. 1273-1280. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2012.01.034Никонов А.И. Современные подходы к решению вопросов эколого-промышленной безопасности объектов нефтегазового комплекса // Территория «Нефтегаз». 2013, N 8. С. 86-93.Nikonov A.I. Modern Approaches to Issues of Ecological and Industrial Safety of Oil and Gas Facilities. Territoriya «Neftegaz» ["Oilgas" Territory]. 2013, no. 8, pp. 86-93. (In Russian)Можарова Н.В., Кулачкова С.А., Пронина В.В. Специфика функционирования почвенного покрова газоносных территорий // Вестник Московского Университета. Сер. 17, Почвоведение. 2005, N 3. С. 9-19.Mozharova N.V., Kulachkova S.A., Pronina V.V. Specifity of Soil Cover Function in the Region of Underground Gas-holder. Vestnik Moskovskogo Universiteta. Seriya 17, Pochvovedenie [Moscow University Soil Science Bulletin. Series 17, Soil Science]. 2005, no. 3, pp. 9-19. (In Russian)Бухгалтер Э.Б., Будников Б.О., Можарова Н.В., Кулачкова С.А. Герметичность объектов подземного хранения природного газа по данным почвенно-экологического мониторинга // Территория «Нефтегаз». 2009, N 8. С. 70-73.Buhgalter Je.B., Budnikov B.O., Mozharova N.V., Kulachkova S.A. The tightness of underground storage of natural gas according to soil and environmental monitoring. Territoriya «Neftegaz» ["Oilgas" Territory]. 2009, no. 8, pp. 70-73. (In Russian)Kizilova A., Yurkov A., Kravchenko I. Aerobic methanotrophs in natural and agricultural soils of European Russia // Diversity. 2013, vol. 5, pp. 541-556. DOI:10.3390/d5030541Kizilova A., Yurkov A., Kravchenko I. Aerobic methanotrophs in natural and agricultural soils of European Russia. Diversity. 2013, vol. 5, pp. 541-556. DOI:10.3390/d5030541Практикум по микробиологии / Под ред. А.И. Нетрусова. М.: Академия, 2005. 608 с.Netrusov A.I., ed. Praktikum po mikrobiologii [Practical Studies in Microbiology]. Moscow, Akademiya Publ., 2005. 608 p.Гузев В.С., Халимов Г.М., Волде М.И., Куличевская И.С. Регуляторное воздействие глюкозы на активность углеводородокисляющих микроорганизмов в почве // Микробиология. 1997, Т. 66, N 2. С. 154-159.Guzev V.S., Khalimov G.M., Volde M.I., Kulichevskaya I.S. Regulatory Effect of Glucose on Hydrocarbon-Oxidizing Microorganisms in Soil. Mikrobiologiya [Microbiology]. 1997, vol. 66, no. 2, pp. 154-159. (In Russian)Почвенные микроорганизмы: прокариоты, выделение, учет и идентификация / Под ред. Е.Г. Инешиной. Улан- Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2007. 143 с.Ineshina E.G., ed. Pochvennye mikroorganizmy: prokarioty, vydelenie, uchet i identifikatsiya [Soil Microorganisms: Prokaryotes, Isolation, Registration and Identification]. Ulan-Ude, VSGTU Publ., 2007. 143 p.Захарова Ю.Р., Парфенова В.В. Метод культивирования микроорганизмов, окисляющих железо и марганец в донных осадках оз. Байкал // Изв. РАН. Сер. Биол. 2007, N 3. С. 290-295.Zakharova Yu.R., Parfenova V.V. A Method for Cultivation of Microorganisms Oxidizing Iron and Manganese in Bottom Sediments of Lake Baikal. Biology Bulletin. 2007. vol. 34. no. 3. pp. 236-241. (In Russian) DOI: 10.1134/S1062359007030041Кузнецов С.И., Дубинина Г.А. Методы изучения водных микроорганизмов. М.: Наука, 1989. 288 с.Kuznecov S.I. Dubinina G.A. Metody izucheniya vodnykh mikroorganizmov [Methods of Study of Aquatic Organisms]. Moscow, Nauka Publ., 1989. 288 p.Решетников М.В. Магнитная индикация почв городских территорий (на примере г. Саратова). Саратов: Сарат. гос. тех. ун-т, 2011. 152 с.Reshetnikov M.V. Magnitnaya indikatsiya pochv gorodskikh territorii (na primere g. Saratova) [Magnetic Indication of Soils of Urban Territories (On the Example of Saratov City)]. Saratov, SGTU Publ., 2011. 152 p.Mozharova N.V., Kulachkova S.A. Specificity of soil functioning and formation on gas-bearing areas // Journal of Soils and Sediments. 2008, vol. 8, no. 6, pp. 424-432. DOI:10.1007/s11368-008-0042-0Mozharova N.V., Kulachkova S.A. Specificity of soil functioning and formation on gas-bearing areas. Journal of Soils and Sediments. 2008, vol. 8, no. 6, pp. 424-432. DOI:10.1007/s11368-008-0042-0Mozharova N.V. Soil cover of gas-bearing areas // Eurasian Soil Science. 2010, vol. 43, no. 8, pp. 935-944. DOI:10.1134/S1064229310080119Mozharova N.V. Soil cover of gas-bearing areas. Eurasian Soil Science. 2010, vol. 43, no. 8, pp. 935-944. DOI:10.1134/S1064229310080119Строганова М.Н., Иванов А.В., Гладышева М.А. Магнитная восприимчивость почв урбанизированных территорий (на примере города Москвы) // Доклады по экологическому почвоведению. 2012, Т. 16, N 1. С. 40-80.Stroganova M.N., Ivanov A.V., Gladysheva M.A. Magnetic susceptibility of soils in the urbanized territories (on example of Moscow). Interactive Journal of Ecological Soil Science, 2012, vol. 1, no. 16, pp. 40-80. (In Russian)Zhang C., Qiao Q., Piper J.D.A., Huang B. Assessment of heavy metal pollution from a Fe-smelting plant in urban river sediments using environmental magnetic and geochemical methods // Environmental Pollution. 2011, vol. 159, pp. 3057-3070. DOI: 10.1016/j.envpol.2011.04.006Zhang C., Qiao Q., Piper J.D.A., Huang B. Assessment of heavy metal pollution from a Fe-smelting plant in urban river sediments using environmental magnetic and geochemical methods. Environmental Pollution. 2011, vol. 159, pp. 3057-3070. DOI: 10.1016/j.envpol.2011.04.006Гарифуллин Ф.С., Гатин Р.Ф., Шилькова Р.Ф., Саматов Р.М., Арсланов Ф.Г. Критерий оценки интенсивности процесса сульфидообразования в добывающих скважинах // Нефтяное хозяйство. 2002, N 11. С. 100-101.Garifullin F.S., Gatin R.F., Shil'kova R.F., Samatov R.M., Arslanov F.G. The Criterion of Intensity of Sulfide Formation Evaluation Process in Producing Wells. Neftyanoe khozyaistvo [Oil Industry]. 2002, no. 11, pp. 100-101. (In Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.