30 Дек

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БИОТЕСТИРОВАНИЯ ДЛЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ СТЕПЕНИ ТОКСИЧНОСТИ ПОЧВ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ




Номер части:
Оглавление
Содержание
Журнал
Выходные данные


Науки и перечень статей вошедших в журнал:

природной среды, поскольку процессы ее негативной трансформации приобрели глобально опасный характер, высокие темпы роста и достигают критических допустимых объемов [1, с.7]. Среди многочисленных рычагов нежелательной трансформации особенно опасным остается загрязнение воздушного бассейна, которое в условиях урбанизации влияет на функционирование урбогеоценозов [2, с.218]. Для техногенных ландшафтов эпигенетическая составляющая формируется за счет выпадения загрязнителей из атмосферы и может выявлять внутреннюю структуру зон загрязнения исследуемых территорий. Некоторые исследователи [3, 4, 5] отмечают, что заметнее всего в городских почвах аккумулируются цинк, медь, свинец, ртуть, кадмий и другие тяжелые металлы. Особенно токсичны и опасны их подвижные формы. Периодические исследования этих показателей дают возможность оперативно проводить фитомелиоративные мероприятия и подбирать зеленые насаждения, способные выживать в создавшихся условиях [6, с.358].

Учитывая характер промышленной деятельности в г. Черкассы — развитие автомобильного транспорта, химической промышленности (азотные, фосфорные удобрения, средства защиты растений и др.) и лакокрасочного, цементного, строительного производства, теплоэнергетики и машиностроения выше указанные полютанты присутствуют в выбросах данных источников [7, с.29], депонируются почвой и их идентификация, по нашему мнению является целесообразной.

Поэтому целью наших исследований было установить показатели токсичности почв города Черкассы методом биотестирования и разработка мероприятий по их устранению.

Для исследования территория города была поделена на 9 микрорайонов. А также был выбран фоновый участок в парковой зоне г. Золотоноша с идентичным типом почвы  в 30-ти километровой зоне от города. В исследуемых микрорайонах были выделены участки 300х300 м в которых методом конверта отбирались почвы до глубины 25 см, готовились к анализу по общепринятым методам и определялось содержание ионов в водной вытяжке [8, 9, 10].  Для подтверждения того, что почвы не обеспечивают питательными веществами урборастительность города и проявляют токсические свойства, из-за накопления поллютантов, как тест-объекты были выбраны зерна пшеницы обыкновенной (Triticum aestivum L.) и овса посевного (Avena sativa L.), которые проращивались в водной вытяжке почвы.

Период биотестирование (определение общей токсичности почв) с использованием обычной пшеницы и овса посевного составлял три-четыре дня. В течение всего периода измерялись длина корней и длина побегов растений, рассчитывались процентныу снижения их прироста, по отношению к фоновому участку (Золотоноша), а также корреляционные зависимости.

Некоторые физико-химические показатели исследования водной вытяжки почвы на наличие токсичных ионов представлены в таблице 1.

Таблица1.

Содержание ионов в водных витяжках почв территории г. Черкассы

Участки исследования

Иони, мг/л

NO3 Cl NH4+ Mg2+ Fe3+ Ca2+ Zn2+ Cu2+ Mo6+, мкг\л Pb2+
Центр. мкр-н 32,4 35,0 0,75 4,54 0,55 26,3 0,034 0,054 14,67 0,0031
Железнодорожный вокзал 46,6 36,5 0,40 4,70 0,42 34,8 0,034 0,024 11,79 0,0051
ПАТ «Азот» 32,3 34,5 0,35 4,67 0,66 28,0 0,02 0,028 9,72 0,0041
мкр-н Луначарского 30,9 34,0 2,20 4,57 0,32 21,4 0,043 0,041 8,48 0,0029
мкр-н Митниця 22,7 35,0 0,35 4,43 0,31 34,5 0,034 0,032 4,56 0,0012
Грузовой порт 33,07 31,5 0,78 4,55 0,88 19,4 0,074 0,023 11,02 0,0018
Юг.Зап. мкр-н 16,48 30,0 1,55 4,72 0,82 13,3 0,018 0,029 2,05 0,0035
Химпоселок 14,89 28,0 2,40 4,67 1,6 12,8 0,01 0,017 0,90 0,0038
Дахновка 25,27 36,0 0,77 5,7 0,35 44,5 0,01 0,024 2,5 0,0013
Золотоноша (фоновый) 24,6 36,5 0,74 5,1 0,39 39,8 0,01 0,027 2,5 0,0017

Доверительная вероятность показателей – 0,95.

Данные таблицы 1 свидетельствуют о повышенном содержании нитратов на опытных участках Центра города в 1,2 раза, относительно фонового (Золотоноша), Железнодорожный вокзал – 1,8, ОАО «Азот» – 1,2, микрорайон Мытница – 1,3. Это может быть следствием процесса нитрификации, выбросов азотных удобрений и неконтролируемым накопления мусора. На других участках превышений по этому показателю не наблюдалось, но обнаружено увеличение содержания растворимых форм аммония, железа, цинка, меди, молибдена и свинца, по сравнению с фоном, в микрорайонах Центр, Химпоселок, Юго-Западный. Поэтому повышенное содержание загрязнителей повлияло на ростовые процессы высеянных семян тест-растений. Средние показатели длины корней пшеницы и овса показаны на рисунке 1.

Результаты биотестирования выделенных участков, с использованием пшеницы обыкновенной (Triticum aestivum L.), овса посевного (Avena sativa L.), показали разный уровень общей токсичности почв по сравнению с фоновым участком.

Рисунок 1. Результаты биотестирования общей токсичности почв

г. Черкассы

К относительно чистым почвам, с точки зрения токсичности для растений, можно отнести участки микрорайона «Дахновка», где наблюдается хорошее прорастания как корней, так и побегов обоих видов тест-объектов, по сравнению с фоновым участком (Золотоноша). К наиболее загрязненным – участки, промышленной зоны: «ПАТ Азот», «Химпоселок», а также центрального микрорайона — «Центр», которые показали высокий уровень общей токсичности почвы. Несколько меньший уровень токсичности выявлено на участках, находящихся в микрорайонах «Грузового порта», «Луначарского», «Мытница», «Железнодорожного вокзала». Но длина корней и побегов пророщенных семян, которые меньше по сравнению с фоном, указывают на проявления общей токсичности и этих почв.

Снижение прироста связано с промышленными эмиссиями таких источников загрязнения, как ПАТ «Азот», лакокрасочный завод «Аврора», Завод химических реактивов, ООО «Черкасский ДОК», ПАТ «Богдан», ПАТ Черкасская ТЭЦ, автотранспорт, а также значительным засорением и использованием средств для таяния снега в зимний период.

Проведенные исследования и расчеты выявили прямую корреляцию между концентрацией определяемых загрязнителей в почвенной вытяжке и динамикой ростовых процессов тест-растений. Прорастание побегов не произошло на участках микрорайонов «Мытница», «Химпоселок», «Луначарского», имеющих высокий показатель засоления и низкое содержание питательных веществ, а на загрязненных полютантами почвах участков: ПАТ «АЗОТ» и Центр прирост составлял всего 28,40 — 28,90% и 8,70 — 11,70% соответственно.

Рассчитанные в процентные показатели уменьшения прироста пшеницы обыкновенной (Triticum aestivum) и овса посевного (Avena sativa) по отношению к фоновому участку демонстрируют расчетные показатели фитотоксичности почв г. Черкассы (табл. 2).

Таблица 2.

Показатели фитотоксичности почв по отношению к фоновому участку

Название участка исследования

Результаты роасчетов, %
Triticum aestivum

Avena sativa L.

корни побеги корни побеги
мкр-н Химпоселок 72,20 82,30 57,00 не проросли
мкр-н Мытница 51,40 81,10 61,10 не проросли
мкр-н Луначарського 75,00 85,60 40,00 не проросли
ПАТ «Азот» 67,30 71,10 68,60 71,60
мкр-н Грузовой порт 33,10 38,30 74,00 38,30
Железнодорожный вокзал З7,50 17,70 57,40 49,20
мкр-н Дахновка 29,40 40,20 45,30 24,60
мкр-н Центр 84,70 88,30 91,90 91,30

Наиболее высоким показателем фитотоксичности характеризуются почвы Центрального микрорайона города (засоленные, насыщены токсичными веществами и с низким содержанием азотистых соединений). Достаточно высокие показатели фитотоксичности выявлены у почв микрорайона Химпоселок и ПАТ «Азот». Однако, не смотря на засоление и наличие токсичных веществ, они имеют также и повышенное содержание азот-аммонийных соединений необходимых для питания растений. Несколько ниже показатели токсичности в почвах других микрорайонов города.

Проведенные исследования и расчеты выявили прямую корреляцию между концентрацией определенных загрязнителей в почвенной вытяжке и динамикой ростовых процессов тест-растений. Таким образом, почвы города не обеспечивают растительность в течение вегетационного периода достаточным количеством питательных веществ и имеют по отношению к ней различные проявления общей токсичности, что и отображается на ее развитии. Значение каждого из определенных показателей в процессе взаимодействия с другими претерпевает изменений, но в разных типах почвенных условий лимитирующими выступают такие физико-химические показатели, которые характеризуют зависимость статической системы от внешнего воздействия. Индикатором этих изменений выступает растительность урботерриторий, которая, по нашему мнению, является объективным показателем производительности почв города, степени антропогенного воздействия на территории обитания и предоставляет информацию относительно уровня их деградации.

Для повышения продуктивности почв города необходимо осуществлять частые поливы, особенно в летний период, проводить окапывание деревьев и внесение удобрений при помощи дренирования, а также использовать регуляторы роста и стимуляторы корнеобразования, что будет нивелировать проявление токсичности, обеспечит увеличение ассимиляционной поверхности и биомассы надпочвенной части растений.

Список литературы:

  1. Левон Ф.М. Зеленые насаждения в антропогенно трансформированной среде: монография / Ф.М. Левон [Отв. ред. П.А. Мороз]. – К.: ННЦИЭ, 2008. – 364 с.
  2. Жицкая Л.И. Исследование содержания тяжелых металлов в элементах среды урбоэкосистем города Черкассы / Л.И. Жицкая. — Научный журнал НПУ им. М.П. Драгоманова. Серия:№20. Биология: Сб. науч. трудов. – К.: НПУ имени М.П. Драгоманова, 2013. – №5. – С.218-223.
  3. Алексеев Ю.В. Тяжёлые металлы в почвах и растениях / Ю.В. Алексеев. – Л.: Агропромиздат, 1987. – 142 с.
  4. Гнатив П.С. Техногенная трансформация почв городских насаджений / П.С. Гнатив // Материали Первой междунар. науч. конф. «Восстановление нарушенных природных экосистем». – Донецк: Лебідь, 2002. – С.89-93.
  5. Мирзак О.В. Исследования почв больших промышленных центров степной зоны Украины (на примере г. Днепропетровска) / О.В. Мирзак // Почвоведение, 2001. – Т.1, № 1-2. – С.87-92.
  6. Байрак Е.Н. Перспективы интеграции экомониторинга, охраны и оптимизации растительного покрова города Черкассы / А.Н. Байрак, Л.И. Жицкая // Природа западного Полесья и прилегающих территорий. – Сб. науч. трудов Волынского национального университета им. Леси Украинки. – №9. – Луцк, 2012. – С. 356 — 362.
  7. Окружающая среда Черкащины за 2013 год: Статистический сборник / [Отв. ред. В.П. Примак]. – Черкассы: ГУС в Черкасской области, 2014. – 175 с.
  8. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв / Е.В. Аринушкина. – М.: Изд-во МГУ, 1970. – 478 с.
  9. Морозова Т. Оценка уровня фитотоксичности почв селитебных территорий Чернивецкой области при помощи различных тест-систем / Т. Морозова, О. Мандзий, Г. Дегтярев // Актуальные проблемы загрязнения окружающей среды: Сб. науч. трудов. – Сумы: Из-во СумГУ, 2004. – С.76-81.
    ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БИОТЕСТИРОВАНИЯ ДЛЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ СТЕПЕНИ ТОКСИЧНОСТИ ПОЧВ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ
    Written by: Жицкая Людмила Ивановна, Гончаренко Татьяна Павловна, Плахотня Любовь Ивановна
    Published by: БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА
    Date Published: 05/31/2017
    Edition: ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_ 30.12.2014_12(09)
    Available in: Ebook