Ефективність біоремедіації нафтозабруднених ґрунтів України
Анотація
Мета. Оцінити ефективність фіторемедіації (сорго, просо) та мікробної біоаугментації (Pseudomonas) для очищення нафтозабруднених чорноземів Лівобережної України в лабораторних умовах, використовуючи «комп’ютерний зір» для моніторингу росту рослин і змін ґрунту, з метою розробки рекомендацій для рекультивації. Методи. Використано 60 кг чорнозему, забрудненого до 46 000 мг/кг (дизель, моторна олива). Проводився експеримент із 42 ємностями (14 груп): контрольні та забруднені, з рослинами (Sorghum bicolor, Panicum miliaceum, суміш) і бактеріями Pseudomonas («Біонорма»). Застосовано фіторемедіацію, біоаугментацію, комбінований підхід. Динаміку росту оцінено методом «комп’ютерного зору» (Raspberry Pi5, DeepLabv3, YOLOv8, точність >95 %). Результати. У контрольних групах рослини формували біомасу 7,5–15,9 г та об’єм коренів 39,7–248,3 см3, тоді як у забруднених – лише 1,8–4,0 г та 9,0–32,7 см3 через фітотоксичність нафтопродуктів. Комбінація сорго з бактеріями Pseudomonas показала найвищу ефективність, підвищуючи біомасу на 20 % та сприяючи біодеградації вуглеводнів із формуванням органо-мінеральних агрегатів («тістоподібна» структура). «Комп’ютерний зір» зафіксував максимальну площу зеленої маси (99,6 см2) та висоту (16,4 см) для сорго з бактеріями у забрудненому ґрунті, підтверджуючи зниження фітотоксичності на 50–70 %. Повторний посів у групі з бактеріями показав приріст біомаси на 30 % порівняно з групою самоочищення. Висновки. Комбінована біоремедіація із сорго та бактеріями Pseudomonas є високоефективною для очищення нафтозабруднених чорноземів Лівобережної України, знижуючи токсичність та відновлюючи родючість. Метод «комп’ютерного зору» забезпечує точний моніторинг, зменшуючи суб’єктивність оцінок. Чорноземи мають природну здатність до часткового самоочищення, що посилюється мікробною біоаугментацією. Перспективи включають польові випробування, інтеграцію компосту для прискорення процесів та масштабування цифрового моніторингу для автоматизації рекультивації.
Посилання
2. Огієнко А. Сталий розвиток підприємства: сутність поняття, перспективи та перешкоди. Modeling the development of the economic systems. 2024. № 3. С. 222–228. https://doi.org/10.31891/mdes/2024-13-31
3. Сокол М. В., Богданова А. О. Забезпечення екологічної безпеки в Україні в умовах воєнного стану. Вчені записки ТНУ імені В. І. Вернадського. Серія: юридичні науки. 2025. № 1. С. 42–47. https://doi.org/10.32782/tnu-2707-0581/2025.1/07
4. Борецька І. Ю., Джура Н. М., Романюк О. І. Фіторемедіація техногенно забруднених ґрунтів з використанням енергетичних культур. Екологічні науки. 2021. № 6 (39). С. 72–76. https://doi.org/10.32846/2306-9716/2021.eco.6-39.11
5. Melnychenko V. Phytoremediation of soils contaminated as a result of military and anthropogenic impact. Scientific reports of the National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine. 2024. № 20(4). Р. 72–84. https://doi.org/10.31548/dopovidi/3.2024.72
6. Босюк А. С., Шестопалов О. В., Разно М. Р. Біоіндикація як метод визначення якості ґрунту та впливу забруднювачів на флору: аналіз інгібіторної дії на ріст коренів та вплив хімічних речовин на проростання та ріст рослин. Екологічні науки. 2024. № 2(53). С. 84–89. https://doi.org/10.32846/2306-9716/2024.eco.2-53.12
7. Agnello A. C., Bagard M., van Hullebusch E. D., Esposito G., Hugueno D. Comparative bioremediation of heavy metals and petroleum hydrocarbons co-contaminated soil by natural attenuation, phytoremediation, bioaugmentation and bioaugmen- tation-assisted phytoremediation. Science of The Total Environment. 2016. № 563–564. Р. 693–703. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2015.10.061
8. Žaltauskaitė J., Meištininkas R., Dikšaitytė A., Degutytė- Fomins L., Mildažienė V., Naučienė Z., Žūkienė R., Koga K. Heavy fuel oil-contaminated soil remediation by individual and bioaugmentation-assisted phyto- remediation with Medicago sativa and with cold plasma-treated M. sativa. Environmental Science and Pollution Research. 2024. № 31(20). Р. 30026–30038. https://doi.org/10.1007/s11356-024-33182-4
9. Ashraf S., Ali Q., Zahir Z. A., Ashraf S., Asghar H. N. Phytoremediation: Environmentally sustainable way for reclamation of heavy metal polluted soils. Ecotoxicology and Environmental Safety. 2019. 174. Р. 714–727. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2019.02.068
10. Elshafei A. M., Mansour R.. Microbial bioremediation of soils contaminated with petroleum hydrocarbons. Discover Soil. 2024. № 1 (1). https://doi.org/10.1007/s44378-024-00004-5
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
