Моделирование загрязнения чернозема свинцом с целью установления экологически безопасной концентрации

Проблема нормирования загрязнения почв различными химическими веществами была и остается одной из наиболее сложных задач современной прикладной науки.

Был использован чернозем обыкновенный южно-европейской фации. Отбор почвы для модельных опытов производили на территории опытно-полевого хозяйства ДонГАУ (пос. Персиановский Ростовской обл.) из пахотного горизонта.

Свинец вносили в разных дозах - 0,25; 0,5; 1,0; 2,5; 5,0 и 10 ПДК (25, 50, 100, 250, 500 и 1000 мг/кг соответственно). Использовали значение ПДК, разработанное в Германии, — 100 мг/кг почвы, в связи с тем, что российская ПДК свинца меньше его содержания во многих почвах [3].

Свинец вносили в почву в виде оксида РЬО. На 70 - 90% загрязнение почвы тяжелыми металлами (ТМ) происходит в виде оксидов.

Так как оксид свинца не растворим в воде, то для равномерного распределения во всем объеме почвы вегетационного сосуда его сначала растирали с небольшим количеством почвы, а затем тщательно смешивали с остальной почвой.

Инкубирование почвы массой 1 кг проводили в стеклянных вегетационных сосудах при температуре 20 — 22°С и влажности 60% наименьшей полевой влагоемкости. Модельные опыты проведены в трехкратной повторности.

Состояние почвы определяли через 30 сут. после загрязнения. Этот срок является наиболее информативным при исследовании влияния химического загрязнения на биологические свойства почвы.

Лабораторно-аналитические исследования выполнены с использованием общепринятых в экологии, биологии и почвоведении методов. Использовали биологические показатели как наиболее чувствительные и информативные [2, 6]. Численность аммонифицирующих бактерий и микроскопических грибов учитывали методом посева почвенной суспензии на плотные питательные среды (мясо-пептонный агар икислую среду Чапека). Численность бактерий рода Azotobacter учитывали методом комочков обрастания на среде Эшби. Активность каталазы измеряли по методике Галстяна, инвертазы — по методу Галстяна в модификации Хазиева. Целлюлозолитическую способность определяли по степени разложения хлопчатобумажного полотна, экспонированного в почве в течение 10 дней. С помощью экспресс-метода Аристовской и Чугуновой измеряли скорость разложения в почве мочевины. Фитотоксичность оценивали по показателям прорастания семян озимой пшеницы (всхожесть, энергия, дружность и скорость прорастания) и интенсивности начального роста проростков (длина корней, длина зеленых проростков).

Интегральный показатель биологического состояния почвы (ИПБС) определяли на основе наиболее информативных показателей ее биологической активности [4]: численность аммонифицирующих бактерий, микроскопических грибов, бактерий рода Azotobacter, активность каталазы, инвертазы, целлюлозолитическая активность.

Для расчета ИПБС значение каждого из шести указанных показателей в незагрязненной почве — контроле — принимали за 100 % и по отношению к нему выражали в процентах значения в остальных вариантах опыта (в загрязненной почве). Затем определяли среднее значение шести выбранных показателей для каждого варианта опыта. Использованная методика позволяет интегрировать относительные значения разных показателей, абсолютные значения которых не могут быть суммированы, так как имеют разные единицы измерения.

Другие статьи по экологии

Влияния излучения на человека
Экология изначально возникла как наука о среде обитания живых организмов: растений, животных (в том числе и человека), грибов, бактерий и вирусов, о взаимоотношениях между организмами и сред ...

Биотехнологическая очистка углеводородов нефти
Деятельность предприятий нефтяного комплекса приводит к образованию объемов шламовых отходов: шламов чистки резервуарных парков и оборудования, осадков и избыточных активных илов сооружений ...

Роль экологических факторов в динамике численности организмов
Свойства среды, оказывающие на организмы разностороннее воздействие, называются экологическими факторами. Актуальность данной темы состоит в том, что в природе эти факторы действуют не из ...