XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Применяемые в настоящее время методы химического, физического и санитарно-микробиологического анализа не могут дать полной оценки воздействия человека на окружающую среду. Данные методы отражают ситуацию непосредственного в период взятия проб, методы биологического тестирования позволяют обнаружить воздействия на объекты окружающей среды предшествующие времени анализа. Кроме того, биологические объекты реагируют на все виды загрязнителей независимо от их природы и дают общий интегральный показатель качества природной среды или некоторых её компонентов.

Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха и почвы являются нефте- и газоперерабатывающие заводы, авто- и железнодорожный транспорт. В черте городов в атмосферу выбрасываются токсиканты, концентрации которых зачастую превышают предельно допустимые – это оксиды азота и серы, сероводород, тяжёлые металлы, выбросы твердых частиц. Почва, как депонирующий фактор городской среды, отражает длительность и интенсивность воздействия загрязняющих веществ. Например, загрязнение почв нефтью, её фракциями, а также продуктами переработки нарушает стабильное функционирование экосистемы вследствие этого меняются физико-химические свойства почвы, активность основных ферментов, участвующих в биологических процессах.

Методы биотестирования дают возможность охарактеризовать степень воздействия изучаемого фактора на биоценозы и природные среды.

Цель исследования: определение фитотоксичности почв, отобранных с участков, подвергающихся различному уровню техногенного загрязнения.

Исследование построено на биотестировании различных образцов почв, с определением их фитотоксичности методом проростков растения семейства крестоцветные (Brassicaceae) – клоповника посевного (Lepidium sativum, L). Это однолетнее, травянистое растение, относящееся к группе растений-биоиндикаторов. Выбранное растение характеризуется хорошей всхожестью, достаточно быстрым ростом и реакцией на изменяющиеся условия среды обитания.

Фитотоксичность – свойство почвы, обусловленное наличием загрязняющих веществ и токсинов, подавлять рост и развитие высших растений. Достоинствами метода определения фитотоксичности являются его простота, оперативность и достаточно хорошая воспроизводимость.

Объект и методы исследования. Семена клоповника посевного (Lepidium sativum, L) были собраны и сохранялись в бумажных пакетах. Специальной обработки семян (стратификация, скарификация) не проводилось. Отобранные для опыта в количестве по 100 штук семена высевались равномерно в 10 рядов по 10 штук в каждом в пластиковые контейнеры с почвой исследуемых участков. Контейнер с контрольным образцом почвы: грунт «Универсальный», предназначенный для посева цветочных и овощных культур (со слабокислой реакцией среды) и 3 контейнера с почвой разных частей города Оренбурга – первый участок «Промышленный район близ железнодорожных путей», второй участок – «пойма р. Урал», третий участок - «Очистные сооружения г. Оренбурга». Проращивание проводили при температуре 20–25 °С в течение 4–х суток. Далее проростки извлекались из почвы, отделялись от земли, просушивались, с проростком стряхивали остатки почвы и измеряли морфофизиологические признаки: окончательную длину всего растения, длину корней (отдельно) и длину наземной части растений (отдельно). Затем определяли энергию прорастание семян в %, фитотоксичность почв и класс токсичности почв.

Результаты и их обсуждение. Растительность как биотический компонент любой природной экосистемы играет решающую роль в структурно-функциональной организации экосистемы и определении ее границ. Растения чувствительны к нарушениям окружающей среды и наиболее наглядно отражают изменения экологической обстановки территории в результате антропогенного воздействия. Результаты проведённого исследования показывают, что все образцы почвы, отобранные с 3-х участков относятся к третьему классу фитотоксичности, значение которой варьирует от 0,51 до 0,59 и характеризуется как среднее. Для всех образцов зафиксирована достаточно высокая энергия прорастания, составляющая в среднем 84,3%, наибольшая отмечена для участка «Очистные сооружения г. Оренбурга» и составляет 90%, наименьшая энергия прорастания зафиксирована для образца почвы с участка «Промышленный район близ железнодорожных путей», составляет 76%. Для данного участка отмечена гибель 1,5% растений на 2 – 3 день после всходов, что, по-видимому, может быть обусловлено присутствием в почве фитотоксикантов. Показатели длины надземной и подземной частей проростков в среднем по всем участкам составляли 3,9 см, однако длина надземной части в основном преобладала в сравнении с контролем в среднем в 1,6 раза, что может свидетельствовать о тормозящем эффекте исследуемых образцов почв на рост клоповника посевного (Lepidium sativum, L), связанном или с особенностями структуры почвы, или с воздействием веществ, содержащихся в ней.

Таким образом, результаты эксперимента показывают, что растения могут повреждаться и гибнуть от загрязнителей в почве. В образцах почв всех взятых для анализа участков зафиксирована фитотоксичность, что свидетельствует о неблагоприятном состоянии почвенной среды города и прилежащих территорий. Следовательно, токсиканты, поступающие в воздух при выпадение осадков аккумулируются и, по-видимому, обладают длительным токсическим действием в отношении растений. В связи с этим, например, при выборе видов деревьев, кустарников и трав для озеленения городских территорий следует учитывать экологические требования, использовать растения, способные выдержать максимальные нагрузки, предусматривать проведение специальных работ по уходу за растениями. Необходимо четко определять порог устойчивости отдельных участков зеленых насаждений к различным видам антропогенных нагрузок.

^Выражаем благодарность научному руководителю ст. преподавателю кафедры биологии Оренбургского государственного медицинского университета Т.В. Осинкиной за помощь в проведении данного исследования.