Вміст ферменту каталази в ґрунті на території АЗС м. Рівного

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вміст ферменту каталази в ґрунті на території АЗС м. Рівного

Віта Стернік, Віталій Марциновський,

У статті досліджено ступінь збагачення грунту ферментом каталази в районі розміщення автозаправних станцій в м. Рівному. Відповідно до шкали оцінки ступеня збагачення грунту ферментами встановлено, що більшість грунтів на території АЗС міста охарактеризовані середнім та низьким ступенем збагаченості грунту ферментом каталази.

Ключові слова: збагачення грунту ферментом каталази, забруднення, АЗС, оцінка.

Стерник Вита, Марциновський Виталий, Мельник Вера. Содержание фермента каталазы в почве на территории АЗС г. Ровно. Изучение активности почвенных ферментов приобретает прикладное значение и служит индикатором биохимических процессов в эдафотопе, дополнительным показателем диагностики почвенного плодородия. В работе изучена степень обагащения почвы в районе размещения АЗС в г. Ровно ферментом каталаза. Установлено, что в исследуемых образцах каталазная активность различных слоев почвы отличается. Зафиксировано, что в отдельных образцах верхнего горизонта (0-20 см) биологическая активность почвы превышает более чем в три раза активность в нижнем горизонте (21-40 см), в некоторых образцах в слое почвы 21-40 см определен низкий показатель фермента каталазы, что указывает на значительное загрязнение почвы. Согласно шкалы оценки степени обагащения почвы ферментами мы получили следующие результаты: большинство исследуемых почв на территории АЗС г. Ровно охарактеризованы средней и низкой степенью обагащенности ферментом каталазы.

Ключевые слова: обагащение почвы ферментом каталазы, загрязнение, АЗС, оценка.

Sternik Vita, Martsinovsky Vitalii, Melnik Vira. The Content of the Enzyme Catalase in the Soil on the Territory of the Gas Station Rivne. The studying of the activity of soil enzymes acquires practical importance and serves as an indicator of biochemical processes in edaphotope was studied, additional diagnostic indicator of soil fertility. In the research it was of soil enrichment near the gas station in Rivne by the enzyme catalase. It was established that in the sample layers the activity in different soil layers is different. It was recorded that in some samples from the upper horizon (0-20 cm) of soil biological activity in more than three times lower than in horizon layers (21-40 cm) in some samples of the soil (21 to 40 cm) it was fixed low rate of the enzyme catalase, indicating significant contamination of the soil. According to the scale of assessment of enzymes soil enrichment, it were obtained the following results: the majority of the analyzed soils in the territory of the gas station in Rivne is characterized by medium and low degree of enzyme enrichment catalase.

Key words: enrichment of soil enzyme catalase, pollution, gas stations, evaluation.

Постановка наукової проблеми та її значення. Забруднення навколишнього середовища на урбанізованих територіях із високою концентрацією промисловості, де проживає значна частина населення, призвело до значних якісних та кількісних змін у стані довкілля, що спричиняє серйозну небезпеку для здоров'я населення.

Охорона земель - проблема сьогодення, оскільки стан земельних ресурсів є передумовою національної безпеки кожної держави. Актуальність роботи зумовлена тим, що досі не піднімалося питання оцінки забруднення грунтів урбоекосистеми м. Рівного.

Аналіз досліджень цієї проблеми. Безпека довкілля значною мірою залежить від санітарного стану грунту, який є екологічним вузлом зв'язків біосфери, де найбільш інтенсивно відбувається взаємодія живої та неживої матерії. Він акумулює забруднення у значно більших обсягах, ніж атмосфера та природні води [5]. Саме в кумулятивному ефекті полягає особлива небезпека забруднень грунтів. При цьому небезпеку для здоров'я населення створює довготривала хронічна дія малих доз токсичних речовин, що може призвести до виникнення прихованої або явної патології.

У самоочищенні грунтів від забруднень головну роль відіграють грунтові мікроорганізми, а швидкість цього процесу зазвичай значно вища, ніж природних вод або атмосфери. Для контролю за змінами у грунтах, які виникають при надходженні до них забрудників, можна використовувати показники, що характеризують стан грунтової біоти та біологічну активність грунту. Безпосереднім показником останньої є рівень каталазної активності.

При проведенні моніторингу ґрунту провідними вважаються показники біологічної активності. За рекомендаціями Д. С. Орлова та ін. (1991), під біологічною активністю ґрунту розуміють інтенсивність біологічних процесів у ньому, які зумовлені сумарним вмістом в певного запасу ферментів, котрі виділяються як в процесі життєдіяльності рослин і мікроорганізмів, так і під час акумуляції їх ґрунтом після руйнування відмерлих клітин.

У своїх дослідженнях різні автори встановили, що активність ґрунтових ферментів може слугувати додатковим показником ґрунтової родючості і її змін в результаті антропогенної дії (Галстян 1974,1978,1982; Хазієв 1976,1982; Звягінцев, 1978; Абрамян, 1992; Gresta, Olszowskij, 1974; Bums, 1977).

Застосуванню ферментативної активності як діагностичного показника сприяє низька помилка дослідів (не більше 5-8 %) і висока стійкість ферментів при зберіганні зразків (Галстян, 1978, 1982).

Мета статті - оцінити біологічну активність ґрунту урбоекосистеми м. Рівного на основі оперативних моніторингових спостережень за допомогою біоіндикаційних досліджень. Для досягнення поставленої мети передбачено такі завдання:

- встановити й оцінити шкідливий вплив автотранспорту на урбоекосистему міста та охарактеризувати досліджувані АЗС м. Рівного;

- відібрати зразки ґрунту та визначити каталазну активність ґрунту;

- оцінити збагачення ґрунту досліджуваної території міста ферментом каталази.

Методи дослідження. Під час виконання роботи використовували теоретичні (аналіз, синтез, системний аналіз) та прикладні (польові, лабораторні, натурні спостереження, математична та статистична обробка даних) методи досліджень.

Виклад основного матеріалу та обґрунтування отриманих результатів дослідження. Природний ґрунтовий покрив м. Рівного представлений лучним чорноземом або чорноземом неглибоким малогумусним карбонатним. Поверхневий шар ґрунту представлений насипними ґрунтами потужністю до 1,5 м, під яким залягає шар природного ґрунту.

Ґрунти в м. Рівному мають зазвичай несільськогосподарське призначення. Важливий напрям їх використання - укладання парків, скверів, газонів, покриттів для спортивних споруд. Дерновий шар ґрунтового профілю використовують для закріплення схилів, при будівництві автодоріг. Неродючі ґрунти разом із суглинками та іншими ґрунтовими матеріалами застосовують для основ при бу - дівництві будинків.

Автотранспорт є одним із найбільших забруднювачів повітря і ґрунтів міста [4, с. 86-91]. На кінець 2012 р. у користуванні громадян м. Рівного перебувало 52,6 тис. одиниць транспорту, з них 7,5 тис. - транспорт юридичних осіб, 45,1 тис. - приватний транспорт фізичних осіб [2].

З кожним роком збільшується кількість автомобілів у місті, а разом із цим збільшується і кількість автозаправних станцій (АЗС). На сьогодні у місті функціонує 35 АЗС, які розміщені по всій території міста [7, с. 237-239] - у районах житлової забудови, проїздах, всередині кварталів та пішохідних вулиць.

АЗС становлять загрозу забруднення повітряного бассейну і ґрунтового покриву території їх розміщення. Основними небезпечними джерелами забруднення атмосферного повітря на авто - заправних станціях є резервуари з нафтопродуктами та бензозаправні колонки. У повітря забруднюючі речовини виділяються та потрапляють при завантаженні і відвантаженні палива в резервуари та безпосередньо при заправці автомобілів.

Зміна швидкості руху на АЗС призводить до підвищення загазованості повітря. Смуга біля доріг і АЗС завширшки до 100 м забруднена викидами автомобільного транспорту, рух якого в години пік особливо інтенсивний [1].

Переважна більшість автотранспорту використовує пальне з тетраетилсвинцем і лише 2,5 % - газ. Кількість спожитого пального щороку змінюється і відповідно змінюється кількість шкідливих викидів. Упродовж 2009-2013 рр. кількість спожитого палива населенням міста зросла із 21,9 до 28,5 тис. т. Це зумовлено постійним збільшенням кількості легкових автомобілів у приватній власності жителів м. Рівного, що підтверджують дані статистичної звітності. Так, у 2013 р. їх кількість становила 33,6 тис., що на 1,8 тис. більше, ніж у 2011 р. [2].

Для контролю за змінами у грунтах, які виникають при надходженні до них забруднювачів, можна використовувати показники, що характеризують стан ґрунтової біоти та біологічну активність ґрунту.

Щоб оцінити збагачення ґрунтового покриву біля заправок АЗС в м. Рівному, ми відібрали зразки ґрунту відповідно до методики та визначили рівні активності каталази [3, с. 215-235], яка відповідає за розщеплення токсичного пероксиду водню, що утворюється у процесі дихання живих організмів і, як результат, різних біохімічних реакцій окиснення органічних речовин.

Каталаза - фермент класу оксидоредуктаз, який каталізує розщеплення пероксиду водню на воду та кисень і наявний в клітинах ґрунтових мікроорганізмів різного рівня складності.

Біологічна роль ферменту каталази полягає у захисті організму від шкідливого впливу перекисних сполук, що утворюються при внутрішньоклітинному окисленні, і залежить від хімічних та фізичних властивостей ґрунтів. Зміна властивостей ґрунту на фоні урбаністичного навантаження впливає на активність каталази [6].

Дослідження рівнів активності каталази ґрунтів проводили на території семи АЗС в м. Рівному, причому одна з них розташована в центрі АЗС ДП Авіком-Рівне (проба 4), а інші - по периферії АЗС ОККО №1 (Проба 1), ОККО №5 (Проба 2), Олас № 16 (Проба 5), Wog (Проба 7), ANP №14 (Проба 3), АЗС на вул. Київській (Проба 6). Фонова ділянка (проба 8) - зразки ґрунту відібрані в парку Т. Г. Шевченка в зоні пасивного відпочинку.

Зразки ґрунту були відібрані на початку вересня 2014 р. і досліджувались у шарах 0-20 і 21-40 см. Визначення активності каталази здійснювали в лабораторії кафедри біології РДГУ. Повторюваність визначень - трикратна.

Зміна активності ферменту каталази - універсальний індикатор прихованого впливу екзогенних чинників на розвиток мікроб-оценозу [3, с. 215-235; 7, с. 51-52]. Ступінь збагачення досліджуваного ґрунту ферментом каталази оцінювали за шкалою (табл. 1).

Таблиця 1