Біотестування як метод визначення екологічного стану міських ґрунтів

Abstract

У зв'язку з інтенсивним розвитком урбанізації дослідження екологічного стану ґрунтового покриву, як складової урбоекосистеми, є дуже актуальним. Міські ґрунти, що формуються під дією наслідків господарської діяльності міського населення, значно відрізняються від природних аналогів. В роботі визначено вміст рухомих форм важких металів та розраховано сумарний показник забруднення ґрунтів міста Одеси. Методом біотестування досліджено фітотоксичний ефект урбаноземів вулиць Одеси за інтенсивного навантаження автомобільним транспортом та промисловими підприємствами. Визначено ростові показники та фітотоксичний ефект з використанням тест-культур редису (Raphanus sativus) сорт «Sora» та крес-салату (Lepidium sativum) сорт «Ажур» за висівання насіння на пробах ґрунту, відібраних неподалік найбільш завантажених автомобільним транспортом та промисловими підприємствами вулиць міста. За результатами спостережень встановлено достовірну інгібувальну дію токсичних речовин досліджуваних ґрунтів на ростові процеси фітоіндикаторів.

В связи с интенсивным развитием урбанизации, изучение почвенного покрова как части урбоэкосистемы является очень актуальным. Городские почвы, формирующиеся под действием интенсивной хозяйственной деятельности городского населения, значительно отличаются от природных аналогов. Для изучения эколгического состояния почв города Одессы были отобраны почвенные образцы с учетом основных источников загрязнения, к которым относятся промышленные предприятия и автомобильный транспорт. Проведены экологические исследования почв города химическими и биологическими методами. Установлено, что содержание подвижных форм тяжелых металлов в местах интенсивного движения автомобильного транспорта в 2-5 раз превышают ПДК. Экологическое состояние городских почв за показателем Zс характеризуется неблагоприятными условиями: 86 % исследуемой территории имеет опасный и чрезвечайно опасный уровень загрязнения. Экотоксикологическая оценка почв города проведена методом биотестирования с использованием в качестве тест-организмов редиса (Raphanus sativus) сорт «Sora» и кресс-салата (Lepidium sativum) сорт «Ажур», а тест-реакций − энергии проростания, длины корешков, высоты проростков. Установлены границы токсичности городской почвы от низких (территория Ботанического сада, чистая зона) до высокой (территории с интенсивным движения автомобильного транспорта). Таким образом, увеличение количества автомобильного транспорта, особенно в пределах больших городов, существенно влияет на экологическое состояние почвенного покрова, рост и развитие растей, здоровье городского населения.

In connection with the intensive development of urbanization, the study of the soil cover as a part of the urban ecosystem is very important. Urban soils, formed under the influence of intensive economic activity of the urban population, differ significantly from their natural counterparts. To study the ecological state of the soils of the Odessa city, soil samples were taken taking into account the main sources of pollution, which include industrial enterprises and automobile transport. Environmental studies of the city's soils have been carried out by chemical and biological methods. It has been established that the content of mobile forms of heavy metals in places of heavy motor traffic is 2-5 times higher than the TLV. The ecological state of urban soils according to the Zc index is characterized by unfavorable conditions: 86% of the study area has a dangerous and extremely dangerous level of pollution. The ecotoxicological assessment of the city's soils was carried out by the method of biotesting using radish (Raphanus sativus) variety "Sora" and watercress (Lepidium sativum) variety "Azhur" as test organisms, and test reactions - germination energy, root length, seedling height. The limits of toxicity of urban soil from low (the territory of the Botanical Garden, a clean zone) to high (territories with heavy traffic) have been established. Thus, an increase in the number of road transport, especially within large cities, significantly affects the ecological state of the soil cover, the growth and development of plants, and the health of the urban population. In modern conditions there is an intensive increase in the number of pollutants that can affect the ecological state of the environment. As a result of transformations in the natural environment, new compounds are synthesized, which may be more toxic than the original ingredients. Examples of such substances are compounds of heavy metals with detergents, pesticides, etc. The toxic effect of pollutants when combined can be weakened (antagonism) or increased (synergism). There is no isolated action, there is only a joint action of the whole set of factors. Therefore, there is a need to apply methods of integrated assessment of environmental quality in general and soils in particular. Biotesting methods play an important role in the study of soil cover. Biotesting is a universal method that allows to obtain an integrated toxicological characteristic of complex soil pollution by the reaction of living organisms. Biotesting can determine the toxicity of the environment, regardless of which substances and in which combination cause a change in vital functions in test objects. Determination of soil contamination by heavy metals by analytical method, unfortunately, does not provide complete information on the reduction of fertility and the level of its danger to plants and soil biota. Known methods of biotesting are based on the appropriate response of living organisms to the negative effects of pollutants and allow in a short time to obtain reliable information on the quality of environmental components, including soils. They are characterized by speed, availability and simplicity of experiments; reproducibility and reliability of the obtained results; cost-effectiveness both in material terms and in labor costs; objectivity of the obtained data