Токсичность почвы городской среды

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Забайкальский государственный гуманитарно-педагогический университет им. Н. Г. Чернышевского

Токсичность почвы городской среды

Ефименко Е. А.

Манукян Е. О.

С ростом урбанизации происходит изменение городской среды, которая во многих отношениях отличается от природной. Основной причиной является техногенное загрязнение биохимически активными веществами и тяжелыми металлами. Загрязнение тяжелыми металлами окружающей среды городов существенно ухудшает экологическое состояние территорий, вызывает изменение химического состава всех природных компонентов урбоэкосистемы. Технологические выбросы от стационарных и передвижных источников загрязнения окружающей среды поступают в атмосферу, а затем, выпадая на земную поверхность, накапливаются в верхних горизонтах почвы, вновь включаются в природные и техногенные циклы.

Тяжелые металлы относятся к биохимически активным техногенным веществам, воздействующим на живые организмы. Почвы как компонент природного комплекса чрезвычайно чувствительны к данным загрязнителям. Тяжелые металлы аккумулируются почвой на определенный срок и, входя в миграционные циклы природного комплекса, создают новые техногенные аномалии. В естественных условиях почвы и живые организмы содержат определенное количество тяжелых металлов (биогенные). Чрезмерное накопление поллютантов может оказаться причиной разрушения целостности природного комплекса. Необходимо отметить также ландшафтно-индикационное значение загрязнения почв тяжелыми металлами. Их ореолы в почвах более статичны, чем в воздухе, так как почва способна аккумулировать ксенобиотики в течение всего периода техногенного воздействия. Техногенное воздействие тяжелых металлов и их накопление в почвах является актуальным и для г. Читы (Восточное Забайкалье).

В настоящее время оценку степени загрязнения городских почв, ее токсичности проводят с помощью различных методов биотестирования, которые широко используются для определения токсических свойств окружающей среды (воздуха, воды, почвы, промышленных отходов и т.д.). Биотестирование как один из методов определения токсичности дает возможность получить интегральную токсикологическую характеристику природных сред независимо от качественного и количественного состава загрязняющих веществ, одним из которых являются тяжелые металлы.

Определение токсичности и загрязненности почв г. Читы проводили по методике биотестирования А. С. Багдасаряна (2007). В качестве фитотест - системы использовали 3 биологических объекта: Allium cepa (для скрининга химических веществ, составляющих риск для окружающей среды), Lepidium sativum (чувствителен к загрязнению свинцом), Raphanus stivus (чувствителен к загрязнению почвы кадмием, цинком, медью, никелем). Для используемых биологических объектов определяли морфометрические показатели (длину корней 4, 7 и 14-дневного экспонирования в почвенной вытяжке, длину подземной части проростков кресс-салата и редиса). Повторность опытов трехкратная.

Пробы почвы для определения наличия тяжелых металлов (медь, цинк, никель, железо) и токсичности отбирались по стандартным методикам в пяти пунктах г. Читы [Зырина и др., 1981; Гончарук, 1986]. Пробы почвы отбирались в июле 2008 года. Наличие тяжелых металлов в исследуемых почвенных образцах определяли рентгенофлуоресцентным анализом (институт геохимии СО РАН, г. Иркутск). В местах отбора проб была подсчитана интенсивность движения автотранспорта в рабочие дни в час пик (в течение 20 мин) с перерасчетом на число автомобилей в час [Федорова, Никольская, 2000]. токсичность почва металл загрязнение

Пункт № 1 - территория, вблизи автомагистрали, ул. Ярославского, пробы отбирались вблизи дорог и на газонах (675ед/ч).

Пункт № 2 - территория центрального вокзала и примыкающая к нему - перекресток ул. Чкалова и ул.

Бутина, пробы отбирались на газонах и аллеях (880 ед/ч).

Пункт № 3 - территория вблизи заводов, Титовская сопка, пробы отбирались вблизи дорог (120ед/ч).

Пункт № 4 - территория вблизи автостоянки, на Каштаке, пробы отбирались вблизи автомагистрали и луга (720 ед/ч).

Пункт № 5 - контрольный.

В качестве контроля использовали участок с меньшей антропогенной нагрузкой, СибВ, рекреационная зона (80 ед/ч).

При проведении количественного анализа исследуемых почвенных образцов на наличие тяжелых металлов и определение токсичности с помощью биотестирования было выявлено следующее.

Во всех исследуемых почвах содержится определенное количество никеля, меди, цинка, железа (Таблица 1).

Табл. 1. Содержание металлов в почве (июль, 2008 г.)

Содержание металлов на исследуемых пунктах соответствует антропогенной нагрузке, меньшее количество металлов на 5 - участке, который был взят в качестве контроля.

При проращивании Allium cepa, Lepidium sativum, Raphanus stivus на почвенных вытяжках получили иные результаты: на контроле морфометрические показатели были ниже, чем на загрязненных пунктах (Таблица 2).

Табл. 2. Средние показатели длины корней, см

В Таблице 2 отражены морфометрические показатели исследуемых биологических объектов. Следует отметить, что после 4, 7 и 14 -дневного экспонирования луковиц в исследуемых почвенных вытяжках, длина корней достоверно выше контрольных образцов. Вероятно, это связано не с ингибированием и токсичностью исследуемых участков, а со стимулирующей концентрацией металлов в почвенных вытяжках. Аналогичные результаты были получены для редиса и кресс-салата, где также наблюдается наибольшее стимулирование ростовых процессов во всех исследуемых участках, чем в контроле.

При вычислении индекса токсичности было выявлено [Багдасарян, 2007], что токсичность почв городской среды различная и соответствует антропогенной нагрузке исследуемых пунктов (Рис. 1).

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Рис. 1.Токсичность почвы городской среды: 1 - пункт № 1 (ул. Ярославского); 2 - пункт № 2 (пер. Чкалова-Бутина); 3 - пункт № 3 (Титовская сопка); 4 - пункт № 4 (Каштак)

При вычислении индекса токсичности с использованием шкалы токсичности тестируемого фактора, разработанного Р. Р. Кабировым, А. Р. Сагитовой и Н. В. Сухановой (1997), определили, что все исследуемые участки г. Читы относятся к одному классу токсичности при разном значении индекса токсичности (Таблица 3).

Табл. 3. Шкала токсичности тестируемого фактора

Таким образом, проведенные исследования показали:

Исследуемые почвы содержат определенное количество тяжелых металлов, содержание которых соответствует антропогенной нагрузке, уровню загруженности автотранспортом.

Наименьшее содержание тяжелых металлов выявлено на участке 5, который использовался в качестве контроля с наименьшей антропогенной нагрузкой. Следует отметить, что содержание металлов на загрязненных участках соответствует нагрузке автотранспортом, как одного из источников загрязнения окружающей среды.

При определении токсичности было выявлено, что токсичность почв г. Читы средняя, по классу токсичности - стимулирующая. Почва городской среды не приводит к гибели фитотест-системы, не ингибирует ростовые процессы корней.

Список использованной литературы

Багдасарян А. С. Эффективность использования тест-систем при оценке токсичности природных сред // Экология и промышленность России. 2007. Январь. С. 44-48.

Гончарук Е. И. Гигиеническое нормирование химических веществ в почве / Е. И. Гончарук, Г. И. Сидоренко. М.: Медицина, 1986. С. 268-278.

Зырина Н. Г. Методические рекомендации по проведению полевых и лабораторных исследований почв и растений при контроле загрязнения окружающей среды металлами / Н. Г. Зырина, С. Г. Малахова. М.: Гидрометеоиздат, 1981. 109 с.

Кабиров Р. Р. и др. Разработка и использование многокомпонентной тест-системы для оценки токсичности почвенного покрова городской территории / Р. Р. Кабиров., А. Р. Сагитова, Н. В. Суханова // Экология. 1997. № 6. С. 45-48.

Федорова А. И. Практикум по экологии и охране окружающей среды / А. И. Федорова, А. Н. Никольская. М.: Владос, 2000. С. 35-37.

Размещено на Allbest.ru