wejwej Вопросы экологииVoprosy Ecologii 3034-7319 Индивидуальный предприниматель Подколзин М.М. 186 ArticlesСтатьи Биоремедиация нефтезагрязненных почв арктического региона: потенциал психрофильной микробиоты и эффективность инновационных биотехнологийБиоремедиация нефтезагрязненных почв арктического региона: потенциал психрофильной микробиоты и эффективность инновационных биотехнологий Лунькин Дмитрий Александрович lunkinda@mgri.ru Российский государственный геологоразведочный университет им. Серго Орджоникидзе 202315062023 13171Наука.МысльWorld Ecology Journal5 19 Copyright (c) 2025 2025 Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.

Нефтяное загрязнение почв Арктического региона представляет серьезную экологическую проблему, требующую разработки эффективных методов биоремедиации, адаптированных к экстремальным климатическим условиям. Настоящее исследование направлено на комплексную оценку потенциала психрофильных микроорганизмов для деградации углеводородов нефти в низкотемпературных условиях и разработку инновационных биотехнологических подходов к восстановлению арктических экосистем. Экспериментальная часть работы включала выделение и идентификацию 147 штаммов психрофильных и психротолерантных микроорганизмов из образцов почв Ямало-Ненецкого автономного округа, оценку их углеводородокисляющей активности и создание эффективных биопрепаратов для ремедиации. Полевые испытания проводились на шести экспериментальных площадках с различной степенью загрязнения в течение трех полевых сезонов (2020-2022 гг.). Результаты демонстрируют высокую эффективность психрофильного консорциума, снижающего концентрацию нефтепродуктов на 78,4% в течение одного полевого сезона при использовании совместно с органоминеральными сорбентами и биостимуляторами. Установлено существенное влияние температурного режима, pH почвы и содержания биогенных элементов на скорость биодеградации нефти. Разработана математическая модель, позволяющая прогнозировать эффективность биоремедиации при различных сценариях загрязнения и климатических условиях. Исследования восстановления почвенной микробиоты и ферментативной активности после биоремедиации показали значительное ускорение процессов естественного восстановления экосистем. Предложенная технология обеспечивает экологически безопасное восстановление нефтезагрязненных почв Арктики и может быть адаптирована для различных типов почв и уровней загрязнения в условиях низких температур.

Oil pollution of the Arctic region's soils is a serious environmental problem that requires the development of effective bioremediation methods adapted to extreme climatic conditions. The present study is aimed at a comprehensive assessment of the potential of psychrophilic microorganisms for the degradation of petroleum hydrocarbons in low-temperature conditions and the development of innovative biotechnological approaches to the restoration of Arctic ecosystems. The experimental part of the work included isolation and identification of 147 strains of psychrophilic and psychrotolerant microorganisms from soil samples of the Yamalo-Nenets Autonomous Okrug, assessment of their hydrocarbon-oxidizing activity and creation of effective biological products for remediation. Field tests were conducted at six experimental sites with varying degrees of contamination during three field seasons (2020-2022). The results demonstrate the high efficiency of the psychrophilic consortium, which reduces the concentration of petroleum products by 78.4% during one field season when used in conjunction with organomineral sorbents and biostimulants. A significant influence of the temperature regime, soil pH, and nutrient content on the rate of oil biodegradation has been established. A mathematical model has been developed that makes it possible to predict the effectiveness of bioremediation under various pollution scenarios and climatic conditions. Studies of the restoration of soil microbiota and enzymatic activity after bioremediation have shown a significant acceleration of the processes of natural ecosystem restoration. The proposed technology ensures the environmentally sound restoration of oil-contaminated Arctic soils and can be adapted to various types of soils and pollution levels at low temperatures.

Keywordspsychrophilic microorganismsbioremediationoil pollutionArctic soilsКлючевые словапсихрофильные микроорганизмыбиоремедиациянефтяное загрязнениеарктические почвы psychrophilic microorganisms bioremediation oil pollution Arctic soils issue-cover Alberti M., Marzluff J.M. Ecological resilience in urban ecosystems: Linking urban patterns to human and ecological functions // Urban Ecosystems. 2004. Vol. 7. № 3. pp. 241-265. DOI: 10.1023/B:UECO.0000044038.90173.c6. Andersson E., Borgström S., McPhearson T. Double insurance in dealing with extremes: ecological and social factors for making nature-based solutions last // Nature-Based Solutions to Climate Change Adaptation in Urban Areas / Kabisch N., Korn H., Stadler J., Bonn A. (eds.). Cham: Springer, 2017. pp. 51-64. DOI: 10.1007/978-3-319-56091-5_4. Elmqvist T., Setälä H., Handel S.N., van der Ploeg S., Aronson J., Blignaut J.N., Gómez-Baggethun E., Nowak D.J., Kronenberg J., de Groot R. Benefits of restoring ecosystem services in urban areas // Current Opinion in Environmental Sustainability. 2015. Vol. 14. pp. 101-108. DOI: 10.1016/j.cosust.2015.05.001. Grimm N.B., Faeth S.H., Golubiewski N.E., Redman C.L., Wu J., Bai X., Briggs J.M. Global change and the ecology of cities // Science. 2008. Vol. 319. № 5864. pp. 756-760. DOI: 10.1126/science.1150195. Kabisch N., Qureshi S., Haase D. Human-environment interactions in urban green spaces — a systematic review of contemporary issues and prospects for future research // Environmental Impact Assessment Review. 2015. Vol. 50. pp. 25-34. DOI: 10.1016/j.eiar.2014.08.007. Klopp J.M., Petretta D.L. The urban sustainable development goal: Indicators, complexity and the politics of measuring cities // Cities. 2017. Vol. 63. pp. 92-97. DOI: 10.1016/j.cities.2016.12.015. Kremer P., Hamstead Z., Haase D., McPhearson T., Frantzeskaki N., Andersson E., Kabisch N., Larondelle N., Rall E.L., Voigt A. et al. Key insights for the future of urban ecosystem services research // Ecology and Society. 2016. Vol. 21. № 2. Article 29. DOI: 10.5751/ES-08445-210229. Larondelle N., Haase D. Urban ecosystem services assessment along a rural-urban gradient: A cross-analysis of European cities // Ecological Indicators. 2013. Vol. 29. pp. 179-190. DOI: 10.1016/j.ecolind.2012.12.022. Li X., Zhou W., Ouyang Z. Relationship between land surface temperature and spatial pattern of greenspace: What are the effects of spatial resolution? // Landscape and Urban Planning. 2013. Vol. 114. pp. 1-8. DOI: 10.1016/j.landurbplan.2013.02.005. McPhearson T., Andersson E., Elmqvist T., Frantzeskaki N. Resilience of and through urban ecosystem services // Ecosystem Services. 2015. Vol. 12. pp. 152-156. DOI: 10.1016/j.ecoser.2014.07.012. Pandit A., Minné E.A., Li F., Brown H., Jeong H., James J.A.C., Newell J.P., Weissburg M., Chang M.E., Xu M., Yang P., Wang R., Thomas V.M., Yu X., Lu Z., Crittenden J.C. Infrastructure ecology: an evolving paradigm for sustainable urban development // Journal of Cleaner Production. 2017. Vol. 163. pp. S19-S27. DOI: 10.1016/j.jclepro.2015.09.010. Pickett S.T.A., Cadenasso M.L., Grove J.M. Resilient cities: meaning, models, and metaphor for integrating the ecological, socio-economic, and planning realms // Landscape and Urban Planning. 2004. Vol. 69. № 4. pp. 369-384. DOI: 10.1016/j.landurbplan.2003.10.035. Romero-Lankao P., Gnatz D.M., Wilhelmi O., Hayden M. Urban sustainability and resilience: From theory to practice // Sustainability. 2016. Vol. 8. № 12. Article 1224. DOI: 10.3390/su8121224. Wolch J.R., Byrne J., Newell J.P. Urban green space, public health, and environmental justice: The challenge of making cities «just green enough» // Landscape and Urban Planning. 2014. Vol. 125. pp. 234-244. DOI: 10.1016/j.landurbplan.2014.01.017. Wu J. Urban ecology and sustainability: The state-of-the-science and future directions // Landscape and Urban Planning. 2014. Vol. 125. pp. 209-221. DOI: 10.1016/j.landurbplan.2014.01.018.