Введение

В зимний период противогололедные реагенты (ПГР) широко применяются для обеспечения безопасности дорожного движения и снижения травматизма населения. Однако их использование сопровождается поступлением химических веществ в почву и поверхностные воды, что оказывает негативное влияние на компоненты городской экосистемы [6]. Воздействие противогололедных материалов может приводить к ухудшению состояния растительности, изменению физико-химических свойств почвы и нарушению жизнедеятельности почвенных микроорганизмов [1].

Одним из основных антропогенных факторов, оказывающих отрицательное влияние на городскую среду, является накопление солей в почве. В результате длительного применения реагентов происходит изменение химического состава и структуры почв, что может приводить к угнетению роста и развития растений и, в отдельных случаях, к их гибели [11].

В настоящее время на рынке представлены многочисленные противогололедные материалы различного химического состава, широко применяемые на улицах крупных городов. В связи с этим оценка их экологической безопасности представляет собой важную природоохранную задачу. Результаты исследований показывают, что различные классы противогололедных реагентов обладают неодинаковой степенью токсичности, поэтому поиск наиболее экологически безопасных материалов является актуальным направлением исследований [5].

Цель исследования — смоделировать и оценить влияние трёх противогололедных материалов, используемых на территории г. Москвы, на фитотоксичность почвы методом биотестирования с использованием кресс-салата ( Lepidium sativum L. ).

Задачи исследования:

1. Отобрать три противогололедных материала, применяемых для борьбы с гололёдом, и определить их качественный состав.
2. Оценить всхожесть семян кресс-салата в почве, обработанной тремя видами противогололедных материалов, на 1-е и 3-и сутки эксперимента при концентрациях 3,75 г на 300 г почвы и 7,5 г на 300 г почвы.
3. Определить материал, обладающий наименьшей фитотоксичностью, и оценить возможность его применения на территории школы.

Гипотеза исследования: противогололедные реагенты оказывают негативное воздействие на экологические сообщества городской среды.

Материалы и методы исследования

Пробоотбор и характеристика объектов исследования

Для исследования были отобраны три противогололедных материала: реагент, применяемый на территории школы (бишофит), реагент, используемый вблизи детского сада, а также материал, отобранный на улицах центральной части г. Москвы. Исследуемые образцы различались по составу, который был определен с помощью качественного химического анализа (см. Таблица 1).

Таблица 1

Состав реагентов

Методы исследования

В работе были использованы два метода исследования: качественный химический анализ и биотестирование с использованием кресс-салата в качестве тест-объекта.

Качественный химический анализ

На первом этапе был исследован цвет пламени, окрашиваемого исследуемым веществом. Наблюдалось желтое окрашивание пламени, что свидетельствует о присутствии ионов натрия. Далее был проведен анализ на катионы.

После добавления карбоната аммония ((NH₄)₂CO₃) образование осадка не наблюдалось, что свидетельствует об отсутствии в растворе ионов кальция, свинца и железа. После добавления гидроксида натрия осадок также не образовался, что указывает на отсутствие ионов магния, алюминия и ряда других металлов. Затем был проведен анализ на анионы.

После добавления нитрата бария видимых изменений не наблюдалось, что свидетельствует об отсутствии сульфат-, сульфит-, фосфат- и ккарбонат-ионов После добавления нитрата серебра образовался белый творожистый осадок, что указывает на присутствие хлорид-ионов.

На основании результатов качественного химического анализа и литературных данных о составе наиболее распространенных противогололедных материалов можно предположить, что реагент, отобранный на улицах центральной части г. Москвы, представляет собой хлорид натрия с нерастворимыми минеральными включениями.

Биотестирование

Подготовка образцов

Для проведения эксперимента было подготовлено семь одинаковых контейнеров, в которые впоследствии был высажен кресс-салат (рис. 1). Один контейнер использовался в качестве контроля (без внесения реагентов), а для каждого исследуемого материала были подготовлены по два варианта опыта: с концентрацией 3,75 г реагента на 300 г почвы и 7,5 г реагента на 300 г почвы.

Рис. 1. Схема эксперимента с добавлением трёх противогололедных материалов в концентрации 3,75 г на 300 г почвы и контрольного варианта

После внесения реагентов каждый контейнер был полит одинаковым количеством воды. Затем образцы выдерживали в течение суток, чтобы компоненты противогололедных материалов могли раствориться и оказать воздействие на почву.

В каждую емкость было высажено по 50 семян кресс-салата. В дальнейшем оценивались всхожесть семян и характер развития проростков.

Проведение эксперимента

Все контейнеры находились в одинаковых условиях. В течение первых трех суток происходило прорастание семян. На протяжении последующих трех суток проводился ежедневный учет проростков с целью выявления зависимости всхожести растений от типа и концентрации противогололедного материала.

Обработка данных

После завершения эксперимента было подсчитано количество проросших семян и рассчитана их всхожесть. На основании полученных результатов в программе «Яндекс Таблицы» была составлена таблица зависимости всхожести семян от времени для трех исследуемых материалов при двух концентрациях, а также для контрольного варианта.

На основе полученных данных были построены графики зависимости всхожести семян от времени для каждой концентрации реагентов. Для наглядного сравнения были добавлены линии тренда, позволяющие оценить влияние различных противогололедных материалов на развитие растений.

Результаты и обсуждение

По результатам качественного химического анализа было установлено наличие хлорид-ионов в составе реагента, отобранного на улицах центральной части Москвы. На основании полученных данных и литературных сведений можно предположить, что основным компонентом данного реагента является хлорид натрия с нерастворимыми минеральными включениями.

Результаты биотестирования представлены в таблице 2 и на рисунках 2 и 3. Анализ полученных данных показал, что всхожесть семян кресс-салата существенно зависела от типа и концентрации противогололедного материала.

Таблица 2

Зависимость всхожести семян от времени

Рис. 2. Всхожесть семян в % при концентрации реагентов 1.25 г/100 г почвы

Рис. 3. Всхожесть семян в % при концентрации реагентов 2.5 г/100 г почвы

Наиболее высокой фитотоксичностью характеризовался бишофит. При концентрации 3,75 г на 300 г почвы всхожесть семян к третьим суткам составила 14 %, а при концентрации 7,5 г на 300 г почвы прорастания семян не наблюдалось.

Реагент, отобранный на улицах центральной части Москвы, также оказывал выраженное ингибирующее действие на прорастание семян. При увеличении концентрации реагента наблюдалось снижение всхожести кресс-салата по сравнению с контрольным вариантом.

Наиболее благоприятные результаты были получены при использовании гранитной крошки. К третьим суткам всхожесть семян достигала 60 % при концентрации 3,75 г на 300 г почвы и 78 % при концентрации 7,5 г на 300 г почвы, что превышало показатели контрольного варианта. Вероятно, это связано с улучшением физических свойств почвы и повышением ее аэрации.

Таким образом, результаты исследования показали, что солесодержащие противогололедные материалы обладают выраженным фитотоксическим действием, тогда как гранитная крошка не оказывает отрицательного влияния на развитие растений и может рассматриваться как более экологически безопасный материал.

Выводы

1. Проведенный качественный химический анализ и сведения о составе используемых материалов позволили охарактеризовать исследуемые противогололедные средства. Установлено, что реагент, отобранный на улицах центральной части Москвы, содержит хлорид натрия и нерастворимые минеральные включения. Школьный реагент (бишофит) состоит преимущественно из хлорида магния (90–96 %) с примесью хлорида натрия и других хлоридов. Гранитная крошка представляет собой минеральный материал природного происхождения.
2. Оценка всхожести кресс-салата показала, что противогололедные материалы, содержащие соли, обладают выраженной фитотоксичностью. Их применение может приводить к ухудшению состояния растительности и нарушению функционирования компонентов городской экосистемы.
3. Наибольшая фитотоксичность была выявлена у бишофита. Реагент, отобранный на улицах центральной части Москвы, также оказывал отрицательное влияние на всхожесть семян. Наиболее высокие показатели всхожести были получены при использовании гранитной крошки, что позволяет рассматривать ее как наиболее экологически безопасный противогололедный материал среди исследованных образцов

Литература:

1. Сатторов Ф. Қ. Ўғли, Эркабаев Ф. И. Негативные воздействия антиобледенителя на основе хлорида натрия на зелёные насаждения вдоль дорог // Universum: технические науки. 2025. № 2 (131). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/negativnye-vozdeystviya-antiobledenitelya-na-osnove-hlorida-natriya-na-zelyonye-nasazhdeniya-vdol-dorog (дата обращения: 12.12.2025).
2. Николаева О. В., Полянцева А. С., Чистова О. А. Оценка чувствительности газонных трав к солевому загрязнению почвогрунтов г. москвы методом лабораторного фитотестирования // Вестник Московского университета. Серия 17. Почвоведение. 2025. № 2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/otsenka-chuvstvitelnosti-gazonnyh-trav-k-solevomu-zagryazneniyu-pochvogruntov-g-moskvy-metodom-laboratornogo-fitotestirovaniya (дата обращения: 12.12.2025).
3. Ашихмина Т. Я. Зубкина Н. Б. Школьный экологический мониторинг: учебн. — методическое пособие / под ред. Т. Я. Ашихминой — М: Издательство «Арго», 2000–231 с.
4. ГОСТ 17.4.3.01–83 Почвы. Общие требования к отбору проб
5. ГОСТ 17.4.4.02–84. Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа.
6. Андреев Ю.М «Овощеводство: учебник для нач. проф. образования». — М.: Издательский центр «Академия», 2003. — 256 с.
7. Добровольский Г. В. Сохранение почв как незаменимого компонента биосферы: функционально-экологический подход / Г. В. Добровольский, Е. Д. Никитин. — М.: Наука, МАИК «Наука/ Интерпериодика», 2000. — 185 с.
8. Заболотских В. В., Васильев А. В., Танких С. Н. Экспресс-диагностика токсичности почв, загрязненных нефтепродуктами // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. Т.14, № 1(3), 2012. — С. 734–738.
9. Зейферт Д. В. Использование кресс-салата как тест-объекта при оценке токсичности природных и сточных вод Стерлитамакского промузла // Башкирский экологический вестник, 2010. № 2, — с. 39–50.
10. Илюшкина Л. Н. Биологическая активность почв урболандшафтов г. Ростова-на-Дону и г. Азова: автореф. дисс. … канд. биол. наук. Ростов-на-Дону: КМЦ «Копицентр», 2004. — 24 с.
11. Неверова О. А. Опыт использования биоиндикаторов в оценке загрязнения окружающей среды: аналит. Обзор. Новосибирск: Изд-во: ПНТБ СО РАН, 2006. — 88 с.
12. Прикладная экобиотехнология: учебное пособие: в 2 т. / А. Е. Кузнецов — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010. — 485 с.
13. Экологическое почвоведение: Лабораторные занятия для студентов-экологов (бакалавров): Метод. Указания. — Ярославль: Яросл. гос. ун-т, 2002. — 35 с.