В статье представлены результаты химического и микробиологического исследования терриконов Новомосковского района Тульской области.
Ключевые слова: терриконы, тяжелые металлы, биоиндикация, биотестирование, фитотоксичность.
Терриконы — отвалы угольных шахт, представляют большую экологическую опасность, поскольку негативно воздействуют на живые организмы. Данная проблема связана с наличием в отвалах тяжелых металлов (ТМ). Высокие концентрации ТМ оказывают ингибирующее действие на рост и развитие растений, водный режим и фотосинтез [1]. Помимо токсического действия ТМ способны к накоплению в пищевых цепях, включающих и человека, что отрицательно сказывается на здоровье людей и является причиной различных заболеваний.
Обеспокоенность вызывает и состояние терриконов в Тульской области. В связи с этим необходимость рекультивации данных территорий является практически значимой.
В связи с этим нами была поставлена цель — проведение комплексных исследований экологического состояния терриконов Новомосковского района Тульской области.
Оценку экологического состояния терриконов на исследуемой территории проводили, используя данные химического анализа, биоиндикации и биотестирования.
Материалы и методы исследования. Отбор проб грунта и его подготовка для анализов осуществлялись в соответствии с требованиями ГОСТа 14.4.4.02–84 «Охрана природы. Методы отбора и подготовки проб для химического, микробиологического и гельминтологического анализа» [3].
Биоиндикационный анализ заключался в исследовании экологических параметров бактериального комплекса. Общую численность микроорганизмов определяли на агаризованной питательной среде — крахмало-аммиачном агаре (КАА).
Биотестирование проводили в условиях краткосрочных экспериментов. Для фитотестирования на высших растениях использовали семена кресс-салата (Lepidium sativum L. ) и семена бархатцев (Tagetes erecta L .). Определяли всхожесть семян. Опыт проводился в трехкратной повторности.
Результаты исследования. Химические исследования включали определение pH водной вытяжки из образцов грунта, и качественные реакции на катионы ТМ (табл. 1).
Таблица 1
Качественный анализ образцов грунта
|
№ пробы |
pH (водной вытяжки) |
Pb +2 |
Fe +3 |
Co +2 |
Cu +2 |
|
1 |
2,5 |
++ |
+ |
++ |
+ |
|
2 |
2,5 |
++ |
+ |
++ |
+ |
|
3 |
2,6 |
++ |
+ |
++ |
+ |
Проведенное исследование позволило определить высокие концентрации ионов свинца и кобальта. Это вещества первого и второго класса опасности. Считается, что загрязнения почв свинцом имеет необратимый характер и имеет существенное воздействие на биологическую активность почв [2].
Кобальт является микроэлементом и необходим растениям для фиксации молекулярного азота [2], однако незаменимость его для растений не доказана [1].
Проведенное микробиологическое исследование показало низкую микробиологическую активность исследуемого грунта, что выражается снижением общей численности бактерий по сравнению с почвами, лишенными техногенной нагрузки. А наличие актиномицетов указывает на присутствие ТМ (табл. 2).
Таблица 2
Численность отдельных групп микроорганизмов
|
№ пробы |
Общая численность микроорганизмов на МПА, КОЕ/1г |
Численность микроорганизмов на КАА |
|
|
Общее количество актиномицетов, КОЕ/1г |
Общее количество бактерий, КОЕ/1г |
||
|
Контроль |
2,5×10 6 |
0,9×10 6 |
1,9×10 6 |
|
1 |
1,5×10 6 |
1,4×10 6 |
0,5×10 6 |
|
2 |
1,3×10 6 |
1,2×10 6 |
0,3×10 6 |
|
3 |
1,4×10 6 |
1,3×10 6 |
0,4×10 6 |
Оценка фитотоксичности почвы является одним из методов генетического мониторинга растительных систем, т. к. позволяет выявить зависимости между загрязнением почвы поллютантами и влиянием их на репродуктивную систему высших растений. Наиболее перспективными исследованиями фитотоксичности почвы, тяжелыми металлами является биотестирование.
Полученные результаты указывают на то, что водные растворы, выделенные из проб, взятых в близи исследованных территорий оказывают явное ингибирующее действие на прорастание семян как кресс-салата, так и бархатцев.
Выводы. Пробы грунта исследуемой территории содержат большое количество ТМ. Почвенные вытяжки экспериментальных образцов оказывают явное ингибирующее действие на прорастание семян (Lepidium sativum L. и Tagetes erecta L .). Незначительная общая численность бактерий указывает на низкую биологическую активность.
Проведенное исследование показало серьезную экологическую опасность терриконов для окружающей среды.
Литература:
- Арляпов В. А., Волкова Е. М, Нечаева И. А, Скворцова Л. С. Содержание тяжёлых металлов в почве как индикатор антропогенного загрязнения Тульской области // Тульский государственный университет Естественны науки, 2015. — С. 195, 197–199.
- Беспамятов Г. Р. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде // Химия. М.: Вокруг Света, 2007. — № 4. — С. 34–35.
- ГОСТ 14.4.4.02–84 «Охрана природы. Методы отбора и подготовки проб для химического, микробиологического и гельминтологического анализа»
- Савочка Н. Р., Абрамова Э. А. Фиторемедиация почв, загрязненных тяжёлыми металлами // Экотоксикология-2018: 2018. — С. 89–90.
