ОЦЕНКА ФИТОТОКСИЧНОСТИ ЧЕРНОЗЕМОВ ЗАУРАЛЬЯ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН В УСЛОВИЯХ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ Семенова И.Н., Севрякова О.А. Институт региональных исследований Республики Башкортостан, Сибай, Россия. alexa-94@mail. ru
PHYTOTOXICITY ASSESSMENT OF CHERNOZEMS ZAURALYE OF BASHKORTOSTAN IN CONDITIONS OF POLLUTION WITH HEAVY METALS Semenova I.N., Sevryakova O.A. Наличие в Башкирском Зауралье медно-колчеданных месторождений и связанное с этим развитие горнодобывающей промышленности привело к техногенному загрязнению почвенного покрова тяжелыми металлами, аккумуляция которых в почвах при участии в миграционных циклах природного комплекса создает новые техногенные аномалии.
Наибольшее техногенное воздействие на окружающую среду оказывают ОАО «Учалинский горно-обогатительный комбинат» (УГОК) и его Сибайский филиал (СФ УГОК), а также ЗАО «Бурибаевский горно-обогатительный комбинат» (БГОК) и ООО «Башкирская медь». Одной из основных причин техногенной нагрузки на природную среду являются выброс загрязняющих веществ в атмосферу, накопление отходов и сброс стоков. В оценке экологического состояния почв основными показателями неблагополучия являются критерии физической деградации, химического и биологического загрязнения. За комплексный показатель загрязнения почвы принимают фитотоксичность, то есть ее свойство подавлять прорастание семян, рост и развитие высших растений. Таким образом, цель работы заключается в оценке токсичности почв Башкирского Зауралья, подверженных воздействию со стороны предприятий горнорудной промышленности, с помощью растительных объектов, а также в определении наиболее чувствительных показателей тестсистемы к содержанию тяжелых металлов. Установлено, что кресс-салат (Lepidium sativum) может быть использован для биотестирования почв техногенных зон Башкирского Зауралья. Исследуемые почвы имеют повышенный уровень содержания тяжелых металлов, в том числе до 22.5 ПДК Cu, до 1.2 ПДК Pb, до 2.6 ПДК Zn, а также в ряде случаев характеризуются низким значением рН (до 3.6). Фитотоксичное действие почв проявилось в ингибировании всхожести семян Lepidium sativum (до 50 %). Рост подземной части проростков Lepidium sativum ингибировался до 62 %, рост надземной части - до 59 %. Наиболее чувствительными показателями при биотестировании оказались длина стебля и всхожесть семян. По полученным данным рассчитан индекс токсичности почв, максимальные значения которого были характерны для почв территорий, находящихся в радиусе 5 км от горнорудного предприятия. ТРАДИЦИОННЫЕ И НОВЫЕ КОНЦЕПЦИИ РАЗВИТИЯ МИКРОБНЫХ СООБЩЕСТВ В РЕШЕНИИ БИОИНДИКАЦИИ И БИОТЕСТИРОВАНИИ ЗДОРОВЬЯ ПОЧВ. Семенов А.М.1, Ван Бругген А.Х.К.2, Бубнов И.А.1, Семенова Е.В.1 1 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия. amsemenov@list.ru 2 Университет Флориды Гейнсвилл, Флорида, США TRADITIONAL AND NEW CONCEPTS OF MICROBIAL COMMUNITIES DEVELOPMENT FOR SOIL HEALTH BIOINDICATION AND BIOASSAYS. Semenov A.M., van Bruggen A.H.C., Bubnov I.A., Semenova E.V. Традиционно, тестирование почв сводилось к физическим и химическим методам, а основным критерием качества используемых в сельском хозяйстве почв являлось их плодородие. «Рождение» обильного «плода» почвой удовлетворяло и практиков, и теоретиков почвы. Однако это не могло удовлетворить тех, кто видел в образовании и происхождении почвы биологическую основу. Это привело впоследствии к развитию биодинамического, а потом и экологически чистого земледелия. Научной основой этих подходов стало как накопление разрозненных знаний, так и открытия новых концепций в развитие микробных сообществ (МС). К недавним относятся концепции о нарушающих воздействиях (НВ) и волнообразном существовании и развитии микробных популяций (МП) и МС, олиготрофикации почв и новые подходы в биоиндикации и биотестировании здоровья почв. К биологическому объекту, которым является и почва, уместно применение понятие здоровья. Здоровье почвы (ЗП) - это биологическая категория, отражающая состояние динамики активности биотического компонента в органоминеральном (неживой части) комплексе почвы. Экологически ЗП характеризуется адекватно соответствующей природно-климатической зоне активностью биотических процессов (продукции и деструкции), устойчивостью их к НВ (биотическим и абиотическим) и замкнутостью циклов элементов и микроорганизмов в независимости от потребительских запросов человека. Потребительски, здоровая почва характеризуется еще и соответствием своего качества нормативным показателям и приемлемым плодородием (Семенов и др., 2011).
Практическим применением концепции волнообразного развития МП и МС стала разработка биологического способа определения параметра ЗП. Параметр рассчитывают после проведения НВ и определения волнообразной динамики МП, сравнивая характеристики волнообразной динамики - высоту (амплитуды) и продолжительность (периоды) самых высоких пиков в контрольной (здоровой) и тестируемой (исследуемой) почв, появляющихся после НВ (Семенов и др., 2011, патент № 2408885). Для достаточно быстрого определения параметра ЗП многих образцов разработан портативный компьютеризированный прибор. Прибор в автоматическом режиме в течение необходимого времени определяет дыхательную активность образцов почвы (и других парниковых газов) после некоего стрессового воздействия на эти образцы, рассчитывает параметр ЗП у образцов и сравнивает этот параметр с параметром контрольной, здоровой почвы, а также с характеристиками других здоровых почв, имеющихся в банке данных этого прибора (Семенов и др., 2009, патент № 90212). Другими потенциальными динамическими параметрами количественного определения ЗП должны стать следующие показатели (параметры): сапротрофная гидролитическая активность почвенного МС, то есть гидролазная активность почвы; параметр, отражающий состояние сбалансированности и замкнутости азотного цикла, параметр фосфорного питания почвы и уровень трофности почвы, то есть ее олиготрофный статус. Особого внимания заслуживает и разработка количественного определения биоконтролирующей активности здоровой почвы в отношении различных патогенов. ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОМОРФНОГО АНАЛИЗА В КРИМИНАЛИСТИЧЕСКИХ ЦЕЛЯХ Семенов А.Н., Бобров А.А. Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия. undreu@yandex. ru PROSPECTS OF USE OF THE BIOMORPHIC ANALYSIS IN THE CRIMINALISTIC PURPOSES Semenov A.N., Bobrov A.A. Классическая биоиндикация призвана оценивать качество определенного района природной среды по состоянию биоты. В классической криминалистике стоит обратная задача - по комплексу, в частности, почвенных биологических объектов, установить, из среды с какими условиями (в том числе возможно и не нарушенной) они были изъяты. Нами была предпринята попытка по хорошо изученным в таксономическом плане, долгое время сохраняющимся в почве, а также обладающим известными экологогеографическими характеристиками биологическим объектам определить те природные и региональные условия, в которых они были сформированы. Для исследования микробиоморфного состава были выбраны почвы (горно-луговая альпийская и субальпийская почвы, чернозем обыкновенный, серозем, чернозем) из разных природно-климатических и географических районов России и зарубежных стран: Воронежская обл., Брянская обл., Краснодарский край, Сахалинская обл., Армения, Грузия, Средняя Азия, Швейцария, Франция, Бразилия, Галапагосский архипелаг, Австралия, Шри- Ланка. Показано, что насыщенность почвенных образцов минеральными микробиоморфами различается даже в почвах близких генетических типов. При этом микробиоморфный состав территорий с различными экологическими условиями, расположенных на одном типе почв, также различен. Наиболее разнообразными и специфичными по микробиоморфному составу оказались почвы из районов, связанных с крупными водными бассейнами: г. Геленджик, о. Сахалин, Галапагосские острова, Шри-Ланка. Установлено, что для характеристики типа растительного сообщества достаточно обнаружения в пробе нескольких фитолитов с известной морфологией. Важными характеристическими свойствами для понимания экологических условия почвообразования является наличие диатомовых водорослей и раковинных амеб. Обнаружение последних позволяет не только заключить, в каких микроэкологических условиях были сформированы исследуемые пробы, но и установить географический район их возникновения, основываясь на биогеографических закономерностях их распределения. В некоторых пробах были обнаружены микробиоморфы неустановленной таксономической принадлежности. Для отнесения их к какому-либо виду растений необходимо проведение дополнительных исследований состава фитолитов растений, распространенных на соответствующих территориях.
Еще по теме ОЦЕНКА ФИТОТОКСИЧНОСТИ ЧЕРНОЗЕМОВ ЗАУРАЛЬЯ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН В УСЛОВИЯХ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ Семенова И.Н., Севрякова О.А. Институт региональных исследований Республики Башкортостан, Сибай, Россия. alexa-94@mail. ru: