В условиях интенсивной промышленной деятельности предприятий нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отрасли при использовании запасов углеводородного сырья в нефтедобывающих регионах, к сожалению, могут возникать технологические инциденты. В некоторых случаях последствием инцидента при транспортировке сырья или готовой продукции может стать образование нефтезагрязненных земельных участков.
Загрязнение почв нефтью и нефтепродуктами может оказать заметное влияние на все компоненты окружающей среды в целом и особенно сильно проявляется на земельных участках сельскохозяйственного направления использования.
Нефть может содержать множество токсичных соединений, способных накапливаться в почве и наносить вред обитающим в ней живым организмам. При этом на пороговый (безопасный) уровень содержания нефти в почве оказывает влияние как компонентный состав и свойства нефти, так и активность микроорганизмов, участвующих в почвообразующих процессах.
Самарская область, будучи одним из ключевых регионов России по добыче нефти, сталкивается с проблемой загрязнения почв нефтепродуктами. В Самарской области насчитывается 402 месторождения различного масштаба. В 2022 году объем нефтедобычи в Самарской области составил 15,9 млн тонн. Однако такая интенсивная эксплуатация природных ресурсов может приводить к негативным последствиям для окружающей среды. По данным за 2022 год, в результате утечек при транспортировке нефти и газа было загрязнено 7 га земли [1].
Учитывая крайнюю необходимость скорейшего очищения и возвращения земель в сельскохозяйственный оборот, выявление порогового уровня нефтяного загрязнения остается одной из важнейших задач — как по мониторингу загрязнения почв, так и нормированию содержания нефти в почве.

Во многих регионах России отсутствуют утвержденные нормативы допустимого остаточного содержания нефтепродуктов в почве (ДОСНП). Это связано с тем, что разработка и утверждение нормативов ДОСНП — трудоемкий процесс, что также осложняется отсутствием утвержденных регламентирующих документов для разработки и обоснования этих нормативов. В Удмуртской республике, Республике Татарстан, Чувашской Республике утверждены нормативы ДОСНП для черноземных почв земель сельскохозяйственного назначения. Опыт этих регионов в разработке нормативов ДОСНП подтверждает важность применения методов биоиндикации для определения пороговых значений нефтяного загрязнения для различных типов почв [2].
Ранние исследования по нормированию нефти и нефтепродуктов в черноземных
почвах Самарской области путем оценки фитотоксичности в отношении высших растений (тест-объекты — овес посевной, редька масличная) демонстрировали воздействие нефтяного загрязнения на различные этапы жизненного цикла высших растений и подтверждают эффективность данного метода исследования, а также подчеркивают, что влияние нефтяного загрязнения на высшие растения может оказаться лимитирующим фактором при оценке земель сельскохозяйственного назначения [3]. Однако более широкого спектра исследований с использованием различных тест-объектов не проводилось.
В связи с этим возникает необходимость определения пороговых концентраций нефти, до достижения которых почва не становится токсичной, а среда — непригодной для обитания живых организмов.
Многими исследователями отмечается, что одним из наиболее эффективных методов оценки токсичности загрязненных почв является биотестирование с использованием тест-организмов [4].
Биотестированием называется частный случай биоиндикации или процедуры установления токсичности среды с помощью тест-объектов, суть этого метода заключается в определении действия токсикантов на специально выбранные организмы — тест-организмы в стандартных условиях с регистрацией различных поведенческих, физиологических или биохимических показателей. Биотестирование широко применяется для контроля качества природных сред [3].

Проблемы оценки токсического воздействия нефтяного загрязнения на почвы и на живые организмы широко рассматриваются в ряде исследований.
Наиболее пригодными тест-объектами для биотестирования водных вытяжек из почв часто выступают ветвистоусый рачок Dafnia magna Straus, а также зеленая водоросль Scenedesmus guadricauda. Литературные данные [5] свидетельствуют о том, что эти тест-объекты являются рекомендуемыми для оценки показателя качества почв. Для данных тест-объектов разработаны стандартизированные методики и имеются лаборатории, обладающие соответствующей аккредитацией на выполнение требуемых анализов. Например, авторами [6, 7] анализируются показатели гибели тест-организма Dafnia magna Straus, а также безвредная и летальная кратности разбавления водных вытяжек из загрязненных почв при биотестировании. Выявлена сезонная динамика этих показателей, определены безопасные и токсичные уровни загрязнения для различных зон нефтяного воздействия и близлежащих территорий по результатам биотестирования. Также популярен и распространен комплексный подход к схеме биотестирования нефтезагрязненных почв с использованием набора различных тест-организмов [8].

Целью настоящего исследования является оценка токсического воздействия нефти на тест-объекты в черноземных почвах Самарской области методом биотестирования. Это позволит установить предельно допустимые концентрации нефтепродуктов в почвах, не вызывающие острого токсического действия на данных представителей гидробионтов.
Объектами исследования выступили черноземные почвы Самарской области (обыкновенные, южные и типичные). Опыт проводился с почвой, искусственно загрязненной товарной нефтью в лабораторных условиях. Концентрация загрязнения в почвах составляла 2, 3 и 4 г/кг. В качестве эталонного образца сравнения выступала фоновая почва.
Черноземные почвы области отличаются по таким агрохимическим показателям, как гидролитическая кислотность, сумма поглощенных оснований и степень насыщенности основаниями и т. д. Агрохимические свойства выбранных типов почв Самарской области представлены в таблице 1.

Методика, в которой в качестве тест-объекта используются Scenedesmus guadricauda, основана на регистрации снижения уровня флуоресценции хлорофилла и темпа роста (снижении численности) клеток водорослей под воздействием токсических веществ, присутствующих в водной вытяжке из почв, по сравнению с контрольной культурой в пробах, не содержащих токсических веществ [9].
Методика, в которой в качестве тест-объекта используются Dafnia magna Straus, основана на определении смертности дафний при воздействии токсических веществ, присутствующих в исследуемой водной вытяжке, по сравнению с контрольной культурой в пробах, не содержащих токсических веществ [10].
При определении токсичности водных вытяжек из почв рассматриваются показатели гибели тест-организмов в процентах по отношению к контролю. Если гибель организмов составляет 10 % и менее, делается вывод об отсутствии токсического воздействия исследуемой пробы. В случае когда гибель организмов достигает 50 % и более по сравнению с контролем, заключение указывает на наличие острого токсического действия анализируемой пробы [9].
Перед проведением исследований по вышеперечисленным методикам почва в сосудах компостировалась в лаборатории в течение двух месяцев в условиях оптимальной влажности и температуры (+18 ÷ +22 °С). Из каждого сосуда через 60 дней компостирования взяты почвенные образцы на проведение в них токсикологических анализов.
Водную вытяжку готовили для каждой повторности варианта эксперимента. Из подготовленной усредненной пробы почвы готовилась водная вытяжка для экстракции веществ в соответствии с методиками для проведения данных видов работ. Соотношение вода:почва составляло 4:1. Суспензия интенсивно перемешивалась в колбе и подвергалась встряхиванию в течение двух часов на аппарате «Шутель», затем фильтрат отделялся от почвы согласно вышеназванным методам. Полученные водные вытяжки использовалиcь в исследованиях на биотестирование.

Результаты токсикологического тестирования приведены в таблице 2.

Водные вытяжки исследуемых образцов не оказывают острого токсического действия при отсутствии разведения/разбавления, т. е. БКР (безвредная кратность разведения/разбавления водной вытяжки) равна 0 (без разведения/разбавления). При наличии БКР водные вытяжки исследуемых образцов оказывают острое токсическое действие на тест-объекты.
В тест-реакции суммируется действие всех биологически вредных факторов, включая физическое и химическое воздействие. В силу своих физиологических особенностей Dafnia magna Straus и Scenedesmus guadricauda обладают большой отзывчивостью на присутствие токсикантов. В ходе исследований наблюдалась сопоставимая степень отзывчивости тест-объектов для различных подвидов черноземных почв.
Каждая проба в концентрациях загрязнения от 2 до 4 г/кг была проанализирована на токсичность методом биотестирования, при этом по безопасной кратности разбавления БКР можно увидеть, что токсичность увеличивается с увеличением дозы загрязнения нефтью. В данном случае содержание нефти в пробах прямо пропорционально степени токсичности. Опыт с концентрациями загрязнителя от 2 до 4 г/кг выявил безопасные значения для тест-организма Dafnia magna Straus и тест-культуры Scenedesmus guadricauda в следующих диапазонах концентраций: для черноземов обыкновенных — до 2 410,0 мг/кг, для черноземов южных — до 2 330,0 мг/кг, для черноземов типичных — до 2 430,0 мг/кг.
Анализ данных по содержанию нефтепродуктов показал увеличение токсичности образцов с увеличением дозы загрязнения нефтью.