2.1 Самоочищение почв от пестицидов и численность различных групп микроорганизмов

При оценке самоочищения различных типов почв от пестици­дов (в лабораторных и микрополевых условиях) определяли чис­ленность сапротрофных, олиготрофных, пестицид-деградирующих, а также группу анаэробных микроорганизмов. Меньшее значение константы скорости исчезновения 3,4-дихлоранилина было отме­чено в серой лесной почве, где содержание сапротрофных, оли­готрофных и анилин-разлагающих групп микроорганизмов было также невысоким по сравнению с другими типами почв. Высокая скорость исчезновения (значение константы) была в лугово-черноземовидной почве, для которой характерна и высокая численность других определяемых микроорганизмов. Причем соотношение численности этих групп было примерно одинаково в каждой из изученных почв. Итак, результаты экспериментов по изучению продолжи­тельности “жизни” пестицидов в различных типах почв и услови­ях инкубирования (постоянный и переменный температурный режимы) позволяют сделать предположение, что самоочищение почв в основном зависит от ее биогенности. Чем выше числен­ность сапротрофных микроорганизмов в почве, тем с большей скоростью в ней будет происходить исчезновение пестицида. Причем это соответствие сохраняется независимо от того, какую группу почвенных микроорганизмов мы определяем (сапротрофы, олиготрофы, деструктуры, аэробы или анаэробы). Можно полагать, что в исследуемых почвах эти группы микроорганиз­мов находятся в определенной пропорции (отношение) друг к другу. Обнаружена тенденция увеличения скорости исчезно­вения пестицида в почве с высокой численностью этих групп микроорганизмов. Однако корреляционной зависимости меж­ду скоростью исчезновения пестицидов в почвах (гетерогенная природная среда) и численностью микроорганизмов не было отмечено (Ананьева, 2003).

3. Влияние экофакторов на самоочищение природной среды

Различные факторы окружающей среды (экофакторы) мо­гут влиять на процессы микробной и химической деградации пол- лютантов и тем самым на скорость ее самоочищения. Отмечают, что скорость самоочищения может изменяться в связи с недос­татком или избытком содержания питательных элементов в сре­де, изме­нением pH, условий аэрации и температуры (Ананьева, 2003).

Результаты экспериментов по изучению скорости исчезнове­ния 3,4-дихлоранилина при изменении некоторых факторов в модельных ла­бораторных условиях (почвенная суспензия) (Ананьева, 2003).

Углеводы (глюкоза). Внесение глюкозы в почвенную суспен­зию приводило к увеличению численности сапротрофных микро­организмов примерно в 6 и 10 раз для концентрации глюкозы 0,01 и 0,1% соответственно. При этом скорость исчезновения 3,4-дихлоранилина в суспензии практически не изменилась. Однако можно отметить, что повышенная концентрация глюкозы (0,1% от массы суспензии) приводила к сокращению продолжительности лаг-периода и незначительному уменьше­нию высвобождения ионов хлора (Ананьева, 2003).

Изменение реакции среды (внесение буферных растворов фосфата натрия и калия) вызывало увеличение (примерно в два раза при pH 8,5) или уменьшение (примерно в два раза при pH 5,5) численности сапротрофных микроорганизмов. Скорость разложения 3,4-дихлоранилина при изменении pH среды уменьшалась поч­ти в три раза по сравнению с контролем и наиболее существен­но - при подкислении. Кроме того, подкисление суспензии вызывало и торможение высвобождения ионов хлора из молекулы 3,4-дихлоранилина (Ананьева, 2003).

Дополнительное аэрирование почвенной суспензии (встряхи­вание) способствовало незначительному увеличению (примерно на 30%) сапротрофных микроорганизмов, а скорость исчезнове­ния 3,4-дихлоранилина практически не менялась. Ана­эробные условия инкубирования почвенной суспензии приводили к резкому замедлению как исчезновения 3,4-дихлоранилина, так и высво­бождения ионов хлора (Ананьева, 2003).

Уменьшение температуры инкубации почвенной суспензии до 8 °С приводило к резкому торможению скорости исчезновения 3,4-ДХА. Значение константы скорости ис­чезновения 3,4-ДХА при 8°С уменьшалась при этом более чем в 5 раз по сравнению с константой при 28 °С. (Ананьева, 2003).

Для самоочищения почв от пестицидов наиболее существен­ными экофакторами могут выступать температура и влажность почвы. В наших микрополевых экспериментах образцы лугово­черноземовидной и сероземно-луговой почв обрабатывали пер­систентным инсектицидом ДДТ до получения различной резуль­тирующей влажности и помещали в почвенный слой с различной среднесуточной температурой (табл. 20). Оказалось, что значе­ние константы скорости исчезновения ДДТ в почвах практически не зависело от среднесуточной температуры экспонирования. Различия между средними значениями констант в различных температурных условиях были недостоверны (коэффициент ва­риации составлял 10-15%). Однако недостаток влаги в почве (33% ПВ) вызывал замедление исчезновения ДДТ (в 1,3-1,8 раза) по сравнению с почвой, где было оптимальное или избыточное (99% ПВ) содержание влаги (Ананьева, 2003).

Итак, понижение температуры, недостаток кислорода и влаги в почве, а также резкое изменение pH среды (понижение или повышение) способны существенно затормозить процесс исчезновения пестицида, а значит, и самоочищение природной среды (Ананьева, 2003).