Исследования

Коллектив лаборатории проводит исследования в области загрязнения нефтью и нефтепродуктами и его влияния на компоненты окружающей среды, в том числе микробное сообщество, в течение более 10 лет. В ходе исследований получены оригинальные результаты, опубликованные в российских журналах перечня ВАК и зарубежных журналах, индексируемых базами данных Scopus и Web of Science.

Среди основных результатов следует указать следующие:

- при оценке структуры микробного сообщества почвы при размещении на ее поверхности отхода, состоящего из тяжелых нефтяных компонентов и радионуклидов показано, что методами молекулярной биологии можно зафиксировать наличие негативного воздействия радионуклидов при их низкой концентрации, тогда как традиционными биохимическими методами возможно зарегистрировать лишь эффект от нефтяного компонента отходов (Selivanovskaya et al., 2014; Galitskaya et al., 2015). Продемонстрировано, что загрязняющие вещества, мигрирующие из отхода в почву, приводят к снижению разнообразия бактериальных видов. Установлено, что негативное воздействие загрязнения почвы проявляется в появлении нескольких доминантных видов, в отличие от незагрязненной почвы, обилие видов в которой распределено достаточно равномерно;

- выявлен длительный эффект доминирования углеводородокисляющих штаммов микроорганизмов в нефтезагрязненной почве после окончания ее биоремедиации (Galitskaya et al., 2015; Galitskaya et al., 2016);

- проведена серия работ по разработке методов биоремедиации нефтешламов и нефтезагрязненных почв. Выявлено, что в процессе ремедиации происходит изменение фракционного состава нефтепродуктов со смещением в сторону смол и асфальтенов (Gumerova et al., 2013), сравнена эффективность методов биоагументации, биостимулирования и ландфарминга для ремедиации нефтшламов (Selivanovskaya, et al., 2013), проведено сравнение эффективности методов ремедиации в лабораторных и полевых условиях (Galitskaya et al., 2014).

- выявлено, что биостимуляция с помощью структурирующих агентов и источников азота является эффективной, использование микроорганизмов-деструкторов не столь эффективно, однако в сочетании с методами биостимуляции оно к приводит увеличению скорости биодеструкции углеводородов (Gumerova et al., 2013; Galitskaya et al., 2015c; Galitskaya et al., 2016b);

- из нефтешламов выделены штаммы-деструкторы нефтепродуктов, обладающих способностью синтерезировать биосурфактанты, и определены характеристики последних (Gilmullina et al., 2015);

- проведен ряд работ, посвященных оценке динамики биологических параметров почв (микробной биомассы, респираторной активности, метаболического коэффициента, уреазной, дегидрогеназной, целлюлазной активностей, биометрических показателей тестовых растений) под воздействием факторов эрозии, загрязнения химическими веществами и органическими отходами. Выявлено, что биологические характеристики почв являются более чувствительным методом оценки изменений в экосистемах, чем традиционные химические (Галицкая с соавт., 2011). Предложены комплексные биологические индексы для оценки состояния почв различных типов (Selivanovskaya et al., 2012; Selivanovskaya et al., 2013);

- предложен подход определения площади почвы, подлежащей рекультивации, биологическими методами (Selivanovskaya et al., 2012);

- предложен подход оценки токсичности нефтешламов с использованием батареи контактных и элюатных методов биотестирования, в том числе использован разработанный авторами метод контактного биотестирования (Selivanovskaya et al., 2010; Selivanovskaya et al., 2011; Gumerova et al., 2014; Селивановская и Галицкая, 2012);

- разработан способ оценки безопасности нефтедобывающих сооружений ПАО «Татнефть» в условиях изменяющегося гидрологического режима территорий. Способ основан на построении аналитических зависимостей, использовании математического моделирования и ГИС-картографирования. С использованием предложенного способа проведены масштабные работы по оценке безопасности нефтедобывающих территорий, расположенных в районе г. Альметьевска, (Республика Татарстан) (Ермолаев с соавт., 2015);

- предложен комплексный подход для экологических оценок территории нефтедобывающих компаний. Разработан алгоритм отбора наиболее значимых показателей для проведения интегральной оценки антропогенного воздействия. Использование бассейнового подхода в сочетании с ГИС-технологиями, статистическими методами и математическим моделированием позволило определить вклад в воздействие отдельных отраслей хозяйства (Ермолаев с соавт., 2014).

В целом, коллектив имеет опыт выполнения крупных фундаментальных и прикладных исследовательских проектов: соглашения о предоставлении субсидии Минобрнауки России (в рамках ФЦП) на выполнение проекта по теме «Технологии предотвращения загрязнения почв пестицидами за счет применния супрессивных компостов» (2014-2016гг.), гранта Центра нанотехнологий РТ «Комплект для очистки нефтезагрязненных почв» (2015-2016гг.), грантов РФФИ «Экотоксикологическая оценка радиоактивных техногенных образований, содержащих нефтяные компоненты, и их воздействие на структуру и функционирование почвенных микробных сообществ» (2011-2013 гг.), «Механизм ответной реакции почвенного микробного сообщества на одновременное стимулирующее и ингибирующее воздействие: лабораторное моделирование» (2015-2017 гг.), «Свойства антибиотикорезистентности микробных сообществ почв, обрабатываемых навозами» (2016-2018 гг.), гранта Министерства образования и науки РФ «Анализ изменения состояния окружающей среды и технологии снижения антропогенной нагрузки» рамках базовой части государственного задания Министерства образования и науки Российской Федерации (2014-2015г.), грантов Фонда содействию развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере «Разработка и исследования метода контактного микробного биотестирования» (2010-2011гг.), «Оценка экологической эффективности компостирования органической фракции твердых бытовых отходов» (2011-2013гг.), «Разработка программного продукта для обработки результатов биотестирования, полученных с использованием SolidToxiTest» (2012-2014 гг.), грантов Инновационно-венчурного фонда Республики Татарстан «Разработка сопроводительной документации и обучающих комплексов для обеспечения потребительского спроса на SolidToxiTest» (2011-2012гг.), «Исследование качественных и количественных характеристик органических отходов, образующихся на предприятиях РТ, и экологической эффективности их совместной переработки» (2011-2013гг.).

Разработанные методы:

Членами лаборатории разработан ряд новых методов для оценки свойств почвы. Данные методы опубликованы в высокорейтинговых журналах и/или оформлены в виде патентов/свидетельств:

-Разработан способ оценки токсичности отходов и почв (патент на изобретение РФ RU 2440418, Селивановская и Галицкая, 2012).

- Разработана методика оценки ферментативной активности почв (Selivanovskaya end Galitskaya, 2011; Мамаева с соавт., 2012).

- Разработана программа для обработки результатов экспериментов (Галицкая с соавт., 2012. Свидетельство о регистрации программы ЭВМ №2012614495 «CALC-SolidToxiTest для обработки результатов биотестирования, полученных с использованием SolidToxiTest»).

- Разработана программа для выявления наиболее оптимального способа обработки почвы для сохранения пула органического вещества в ней (Галицкая с соавт., 2014. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2013614493 «CALC-OptiCompRegime для выявления наиболее эффективных биотехнологий переработки органических отходов»).