Биотестирование почв Комсомольского микрорайона города Краснодара с помощью тест-объектов Daphnia magma Straus и Scenedesmus quadricauda

Почва является неотъемлемым элементом городского ландшафта, и изучение состояния городских почв позволит улучшить их качество. Последние десятилетия характеризуются разрастанием городов, образованием урбаконгломератов, что, в свою очередь, приводит к увеличению антропогенно-преобразованных почв, так называемых урбаноземов. Именно они значительно ухудшают санитарно-гигиеническое, экологическое состояние городских ландшафтов, создавая угрозу жизни и здоровью людей [3].

Сложная экологическая обстановка городов может быть улучшена за счет озеленения, так как именно зеленые насаждения осаждают пыль, улучшают качество почвы и вдыхаемого воздуха, очищая и увлажняя его, то есть  выполняют средозащитную функцию. Однако растительность в городе находится под сильным антропогенным давлением, подвергается химическому, физическому и биологическому воздействию. В наиболее угнетенном состоянии находятся растительный покров магистралей, автотрасс, улиц с интенсивным автомобильным движением, бульваров центральной части городов. Именно в таких местах в почве накапливаются разнообразные соединения естественного и антропогенного происхождения, обусловливающие ее загрязненность и токсичность [1].

Определить степень токсичности почвы можно с помощью биотестирования. С этой целью использовалась методика, основанная на определении смертности и изменений в плодовитости дафний (Daphnia magna Straus) при воздействии на них токсических веществ, присутствующих в исследуемой водной среде, по сравнению с контрольной культурой в пробах, не содержащих токсических веществ (контроль). Острое токсическое действие растворов отдельных химических веществ, исследуемой водной вытяжки из почв, на дафний определяется по смертности (летальности) за определенный период экспозиции. Критерием острой токсичности служит гибель 50% и более дафний за 96 часов в исследуемой воде при условии, что в контрольном эксперименте гибель не превышает 10%.

Биотестирование, как правило, используют до химического анализа, т.к. этот метод позволяет провести экспресс-оценку природной среды и выявить "горячие точки", указывающие на наиболее загрязненные участки территории. Почва участков, на которых выявлены какие-либо отклонения, характеризуется как токсичная, и является объектом более подробного изучения [2].

В процессе статистической обработки рассчитывались средние арифметические значения признаков. Достоверность различий между средними значениями определялась с помощью однофакторного дисперсионного анализа.

Для исследования была взята северо-восточная часть Комсомольского района (КМР) города Краснодара, которая интересна тем, что в ней наиболее активно проявляются последствия деятельности человека. В изучаемом районе антропогенное влияние комплексное, но основным негативным фактором воздействия на урбаландшафт является автотранспорт. Особо неблагоприятная экологическая обстановка сложилась в районе улиц Уральской и Симферопольской, где отмечена наибольшая загруженность проезжей части автотранспортом и близким расположением трамвайных путей. Помимо этого сказывается наличие пяти заправочных станций, высокая плотность селитебной зоны. Многоэтажные застройки являются серьезным препятствием для выноса ветром загрязняющих веществ, что приводит к застою воздуха в районе, в свою очередь, повышается температура, увеличивается запыленность, усиливается накопление загрязняющих веществ. Также негативное влияние оказывает и наличие центров бытового обслуживания населения, магазинов, торговых палаток вокруг которых уплотняется почва, накапливаются твердые бытовые отходы, а со стоянок автотранспорта во время дождя смываются в почву нефтепродукты, масла и другие загрязняющие вещества. В условиях постоянного развития и строительства в районе растет и площадь асфальтового покрытия.

Совокупность данных воздействий оказывает комплексное загрязнение, в связи с этим для проведения мониторинга с целью выявления наиболее загрязненных участков исследуемой территории была наложена сетка размером 2000*1500 м с шагом 500 м. Согласно сетке методом конверта было отобрано 12 почвенных образцов и проводилось определение их класса опасности для окружающей природной среды методом биотестирования. Фоновая точка была взята на территории поселка Агроном, который характеризуется сходными условиями с исследуемым урбаландшафтом, но меньшей антропогенной нагрузкой и расположен в 10км от северо-восточной части КМР г.Краснодара.

Рис. 1. Карта-схема точек отбора проб почв северо-восточной части Комсомольского микрорайона г. Краснодара

В результате исследований было выявлено, что 9 проб из 12 относятся к 4 классу опасности (малоопасные), а 1, 2, 3 пробы — к 3 классу опасности (умеренно опасные). Наличие умеренно опасных проб связано с близким расположением железной дороги. В дальнейшем в этих пробах необходимо провести исследование на определение содержания токсикантов (нефтепродукты, тяжелые металлы – кадмий, цинк, свинец). Проба, взятая в фоновой точке, в результате анализа методом биотестирования была отнесена к 4 классу опасности, что характерно для большинства проб, отобранных в северо-восточной части КМР.

Преобладание в исследуемом районе малоопасных почв (4 класс) на наш взгляд связано с постоянной антропогенной нагрузкой: почвы переуплотнены, почвенные горизонты перемешаны и обогащены строительным мусором, бытовыми отходами, из-за чего имеют более высокую щелочность, чем природные их аналоги. Большую роль в загрязнении имеют и мобильные источники, особенно автотранспорт, количество которого с увеличением размеров города постоянно повышается.

Таблица 1

Результаты исследования проб почвы методом биотестирования с помощью тест-объектов Daphnia magma Straus и Scenedesmus quadricauda

В результате исследования почвы с помощью метода биотестирования, были выявлены загрязненные участки территории, почвы которых характеризуются как умеренно опасные. Прослеживается взаимосвязь наличия 3-го класса опасности исследуемых проб с близким расположением железной дороги. В дальнейшем необходимо аналитическим путем установить причины токсичности данных почвенных образцов.

Литература:

1.      Кабиров Р.Р. Разработка и использование многокомпонентной тест – системы для оценки токсичности почвенного покрова городской территории /Кабиров Р.Р., Сагитова А.Р., Суханова Н.В. // Экология, 1997, № 6 – С. 408 – 411.

2.      Мелехова О.П. Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений /Сарапульцева Е.И, Евсеева Т.И. и др.// 2-е изд., испр. – М., 2008. – 288с.

3.      Сизов А. П. О новом подходе к исчислению размера ущерба, вызываемого захламлением, загрязнением и нарушением городских земель/ Сизов А. П., Медведева О. Е., Клюев Н. Н., Строганова М. Н., Самаев С. Б., Малеев И. М. // Почвоведение, 2001, № 6. – С. 732-740.

4.      Федорова А.И. Практикум по экологии и охране окружающей среды / Федорова А.И., Никольская А.Н. – М. – 2001. – 288 с.