Оценка устойчивости почв и наземных экосистем Крыма к химическому загрязнению. Монография
.pdf51
тойчивой к естественным химическим воздействиям. Она не растворима в воде.
Целлюлоза является одним из самых распространенных органических веществ на Земле. Это объясняется тем, что она входит в состав клеточных стенок высших растений и водорослей.
Скорость разложения целлюлозы свидетельствует в целом о скорости разложения органики. Поэтому именно этот показатель можно рассматривать как количественную меру почвенного плодородия.
В нашем исследовании использовалось чистое целлюлозное полотно, как модельный объект, по разложению которого можно судить о свойствах почвы и определить степень действия антропогенных факторов.
Показателем целлюлозной активности почв был объем разложившегося целлюлозного полотна. Размер полотна соответствовал размеру дна модельной кюветы. В лабораторных условиях полотно закладывалось в почву вначале инкубирования и через 30 суток извлекалось, затем освобождалось от твердых почвенных примесей, промывалось и высушивалось, после чего взвешивалось. Объем высчитывался по разнице масс полотна до, и после инкубации выраженного в процентах.
Фитотоксичность. Еще одним обязательным анализом в данном исследовании было изучение фитотоксичности растительного тест-объекта. В данном случае им стал редис (сорт «Дуро краснодарское»).
Редис – это растение из рода Редька семейства Капустные. С точки зрения классификации его стоит отнести к виду Редька посевная (Raphanus sativus).
К растительным тест-объектам как наглядным индикаторам состояния почв или окружающей среды в целом всегда применяют ряд требований. Редис характеризуется эврибионтностью, высокой энергией прорастания, так на 2-3 сутки наблюдаются первые всходы. При прорастании дает
52
большую биомассу еще на стадии проростков. И на разные типы загрязнителей реагирует уменьшением либо наземной части проростка, либо корневой системы. По этим своим особенностям он очень удобен в лабораторных исследованиях.
При проведении анализа на фитотоксичность редис высевался, в количестве 20 штук, в чашки Петри с почвой. Проращивание длилось неделю, по истечении которой, судили о всхожести семян, при ингибировании почвы исследуемыми токсикантами в разных дозах, а так же об интенсивности роста растения после измерения длины его корней.
Таким образом, все показатели были выбраны как наиболее чувствительные и информативные. Так же не судили о биологическом состоянии почвы, выделяя какой-то один показатель, т.к. каждый из них отражает только один из многочисленных процессов, происходящих в почве, поэтому все показатели рассматривались в комплексе.
Кроме того, учитывалось еще и то обстоятельство, что изменение одних показателей могло повлечь изменение других. Так, например изменение ферментативной активности опосредованно влияет на все остальные показатели (Колесников, 2005).
53
ГЛАВА 5. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 5.1. Биологические показатели чернозема остаточно-карбонатного в
условиях химического загрязнения1
Влияние химического загрязнения на биологические показатели чернозема (обыкновенного) остаточно-карбонатного представлены в таблице 4 и на рис. 1-7.
Таблица 4 Влияние химического загрязнения на биологические свойства черно-
зема (обыкновенного) остаточно-карбонатного
Элемент |
|
Доза загрязняющего вещества |
|
||
(вещество) |
Контроль |
1 ПДК |
10 ПДК |
100 ПДК |
НСР05 |
|
Активность каталазы, мл О2 на 1 г почвы за 1 мин |
|
|||
Cr |
9,4 |
8,2 |
7,3 |
3,1 |
1,2 |
Cu |
9,4 |
9,2 |
8,8 |
7,8 |
1,5 |
Ni |
9,4 |
10 |
9,6 |
8,7 |
1,6 |
Pb |
9,4 |
9,5 |
9,1 |
7,9 |
1,5 |
нефть |
9,4 |
8,8 |
4,1 |
2,1 |
1 |
НСР05 |
|
0,8 |
0,8 |
0,8 |
|
Активность дегидрогеназы, мг ТТФ на 10 г почвы за 24 часа |
|||||
Cr |
19,9 |
17,1 |
11 |
12 |
2 |
Cu |
19,9 |
18,9 |
13,5 |
12,4 |
2,2 |
Ni |
19,9 |
20,8 |
17,8 |
16,2 |
2,5 |
Pb |
19,9 |
19,2 |
12,7 |
11,4 |
2,1 |
нефть |
19,9 |
19,6 |
14,4 |
7,3 |
2,1 |
НСР05 |
|
2,3 |
2 |
1,9 |
|
|
Целлюлозолитическая активность, % от контроля |
|
|||
Cr |
100 |
34 |
21 |
4 |
6 |
Cu |
100 |
97 |
87 |
71 |
14 |
Ni |
100 |
100 |
76 |
66 |
14 |
Pb |
100 |
100 |
89 |
73 |
15 |
нефть |
100 |
64 |
52 |
21 |
10 |
НСР05 |
|
8 |
8 |
6 |
|
1 Авторы главы: Вернигорова Н.А., Колесников С.И., Казеев К.Ш., Цалоева А.С.
54
Окончание таблицы 4
Элемент |
|
Доза загрязняющего вещества |
|
||
(вещество) |
Контроль |
1 ПДК |
10 ПДК |
100 ПДК |
НСР05 |
Обилие бактерий рода Azotobacter, % комочков обрастания |
|
||||
Cr |
100 |
100 |
100 |
0 |
10 |
Cu |
100 |
100 |
100 |
97 |
13 |
Ni |
100 |
100 |
100 |
98 |
13 |
Pb |
100 |
100 |
91 |
8 |
10 |
нефть |
100 |
100 |
100 |
100 |
8 |
НСР05 |
|
12 |
13 |
11 |
|
Длина корней редиса (фитотоксичность), % от контроля |
|
||||
Cr |
100 |
49 |
15 |
0 |
11 |
Cu |
100 |
87 |
71 |
37 |
9 |
Ni |
100 |
95 |
67 |
56 |
8 |
Pb |
100 |
96 |
75 |
39 |
10 |
нефть |
100 |
83 |
76 |
36 |
9 |
НСР05 |
|
3 |
1 |
2 |
|
|
Общая численность бактерий, млрд/г |
|
|||
Cr |
5,5 |
4 |
5 |
2,3 |
0,7 |
Cu |
5,5 |
4 |
4,8 |
2,6 |
0,7 |
Ni |
5,5 |
5 |
3,6 |
3 |
0,7 |
Pb |
5,5 |
4,8 |
3,7 |
2,7 |
0,7 |
нефть |
5,5 |
3,6 |
2,5 |
1,2 |
05 |
НСР05 |
|
0,4 |
0,3 |
0,3 |
|
Интегральный показатель биологического состояния почвы, % от контроля |
|||||
Cr |
100 |
72 |
60 |
23 |
|
Cu |
100 |
92 |
84 |
66 |
|
Ni |
100 |
100 |
83 |
73 |
|
Pb |
100 |
97 |
81 |
52 |
|
нефть |
100 |
84 |
65 |
40 |
|
55
Рис. 1. Влияние химического загрязнения на активность каталазы в черноземе (обыкновенном) остаточно-карбонатном, % от контроля
Рис. 2. Влияние химического загрязнения на активность дегидрогеназы в черноземе (обыкновенном) остаточно-карбонатном, % от контроля
56
Рис. 3. Влияние химического загрязнения на целлюлозолитическую активность чернозема (обыкновенного) остаточно-карбонатного, % от контроля
Рис. 4. Влияние химического загрязнения на численность бактерий рода Azotobacter в черноземе (обыкновенном) остаточно-карбонатном, % от контроля
57
Рис. 5. Влияние химического загрязнения на фитотоксичность чернозема (обыкновенного) остаточно-карбонатного, % от контроля
Рис. 6. Влияние химического загрязнения на численность бактерий в черноземе (обыкновенном) остаточно-карбонатном, % от контроля
58
Рис. 7. Интегральный показатель биологического состояния (ИПБС) чернозема (обыкновенного) остаточно-карбонатного, % от контроля
59
5.2. Биологические показатели чернозема южного в условиях химического загрязнения2
Влияние химического загрязнения на биологические показатели чернозема южного (каштанового) представлены в таблице 5 и на рис. 8-14.
Таблица 5 Влияние химического загрязнения на биологические свойства черно-
зема южного (каштанового)
Элемент |
|
Доза загрязняющего вещества |
|
||
(вещество) |
Контроль |
1 ПДК |
10 ПДК |
100 ПДК |
НСР05 |
|
Активность каталазы, мл О2 на 1 г почвы за 1 мин |
|
|||
Cr |
9,2 |
8,7 |
7 |
4,7 |
1,3 |
Cu |
9,2 |
9 |
9 |
8,1 |
1,5 |
Ni |
9,2 |
9,6 |
8,9 |
8,4 |
1,5 |
Pb |
9,2 |
9,5 |
9,1 |
6,6 |
1,5 |
нефть |
9,2 |
5,3 |
3 |
2 |
0,8 |
НСР05 |
|
0,7 |
0,7 |
0,7 |
|
Активность дегидрогеназы, мг ТТФ на 10 г почвы за 24 часа |
|
||||
Cr |
18,4 |
12,9 |
8,1 |
4,6 |
1,5 |
Cu |
18,4 |
16,1 |
13,9 |
6,9 |
1,9 |
Ni |
18,4 |
16,9 |
14,6 |
10,6 |
2 |
Pb |
18,4 |
15,9 |
15,8 |
11,1 |
2,1 |
нефть |
18,4 |
14,3 |
12,7 |
9,1 |
1,8 |
НСР05 |
|
1,8 |
1,9 |
1,7 |
|
|
Целлюлозолитическая активность, % от контроля |
|
|||
Cr |
100 |
27 |
6 |
2 |
13 |
Cu |
100 |
98 |
81 |
66 |
8 |
Ni |
100 |
95 |
71 |
52 |
8 |
Pb |
100 |
100 |
83 |
67 |
7 |
нефть |
100 |
57 |
35 |
15 |
14 |
НСР05 |
|
8 |
11 |
9 |
|
2 Авторы главы: Вернигорова Н.А., Колесников С.И., Казеев К.Ш., Цалоева А.С.
60
Окончание таблицы 5
Элемент |
|
|
Доза загрязняющего вещества |
|
|||
(вещество) |
|
Контроль |
1 ПДК |
10 ПДК |
100 ПДК |
|
НСР05 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Обилие бактерий рода Azotobacter, % комочков обрастания |
|
||||||
Cr |
|
91 |
84 |
69 |
0 |
|
10 |
Cu |
|
91 |
91 |
91 |
82 |
|
12 |
Ni |
|
91 |
91 |
91 |
77 |
|
12 |
Pb |
|
91 |
82 |
86 |
45 |
|
10 |
нефть |
|
91 |
91 |
91 |
82 |
|
8 |
НСР05 |
|
|
10 |
12 |
11 |
|
|
|
|
Длина корней |
редиса (фитотоксичность), |
% от контроля |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
Cr |
|
100 |
42 |
19 |
|
13 |
|
Cu |
|
100 |
91 |
69 |
26 |
|
6 |
Ni |
|
100 |
85 |
68 |
27 |
|
7 |
Pb |
|
100 |
98 |
71 |
25 |
|
7 |
нефть |
|
100 |
76 |
63 |
12 |
|
8 |
НСР05 |
|
|
12 |
13 |
14 |
|
|
|
|
Общая |
численность |
бактерий, млрд/г |
|
||
|
|
|
|
1,6 |
|
|
|
Cr |
|
4,5 |
3,4 |
2,5 |
|
0,5 |
|
Cu |
|
4,5 |
4,1 |
2,4 |
1,8 |
|
0,5 |
Ni |
|
4,5 |
4,5 |
2,7 |
2,5 |
|
0,6 |
Pb |
|
4,5 |
4,8 |
2,5 |
1,8 |
|
0,6 |
нефть |
|
4,5 |
2,6 |
1,4 |
1,1 |
|
0,4 |
НСР05 |
|
4,5 |
0,3 |
0,2 |
0,2 |
|
|
Интегральный показатель биологического состояния почвы, % от контроля |
|||||||
|
|
|
|
19 |
|
|
|
Cr |
|
100 |
67 |
46 |
|
|
|
Cu |
|
100 |
94 |
80 |
58 |
|
|
Ni |
|
100 |
96 |
79 |
62 |
|
|
Pb |
|
100 |
98 |
82 |
52 |
|
|
нефть |
|
100 |
71 |
55 |
36 |
|
|
