Автореферат (Индикаторное значение червей и растений для оценки экологического состояния вермикомпостируемых почв, загрязненных отходами кожевенного и цементного производств), страница 3

Результаты собственных исследований, в подразделе 3.1. изложен анализ загрязнения среды отходами кожевенного (таблица 1) и цементного(таблицы 2) предприятий. При мониторинге выявлено, что антропогенную нагрузку почвы получают со стороны следующих загрязняющих веществ: тяжелыеметаллы (Cu, Zn, Co, Pb).Таблица 1 – Динамика тяжелых металлов в почвах под антропогенным давлениемотходов кожевенного производстваВарианты загрязнения почв отходами123ПДК,среднее загрязне- сильное загрязнеПоказателиконтрольнаямг/кгние почвыние почвыпочваотходами (15 г/кг) отходами (30 г/кг)концентрация, мг/кгдо вермикомпостированияCu3,02,98,2**19,5***Zn23,022,645,0**70,6***Co5,04,29,6**15,7***Pb6,05,412,3**21,1***после 1-ой ремедиации вермикомпостированиемCu3,02,74,1*15,3***Zn23,021,336,1*46,4***Co5,04,29,0**11,7***Pb6,05,47,619,8***9Продолжение таблицы 1Варианты загрязнения почв отходамисреднее загрязне- сильное загрязнеПДК,контрольнаяПоказателиние почвыние почвымг/кгпочваотходами (15 г/кг) отходами (30 г/кг)концентрация, мг/кгпосле 2-ой ремедиации вермикомпостированиемCu3,02,53,59,9**Zn23,020,727,929,4*Co5,03,98,1**10,0**Pb6,05,16,911,3**Примечание: Р * ≤0,05; ** ≤0,01; *** ≤0,001; здесь и далее в разделе 3.1.

по каждому показателю n=15.В почвах со средним загрязнением отходами кожевенного производства (15г/кг) после первичной очистки вермикомпостированием, по сравнению со вторичной, наблюдалось интенсивное снижение концентрации меди, свинца и цинка. При этом, как при первой, так и при второй ремедиации почв, отмечена низкаяэффективность ее очистки от кобальта.Таблица 2 – Динамика тяжелых металлов в почвах под антропогенным давлениемотходов цементного производстваВарианты загрязнения почв4ПоказателиПДК,мг/кгCrCuNiPbZn6,03,04,06,023,0CrCuNiPbZn6,03,04,06,023,056среднее загрязне- сильное загрязнение почвыние почвыотходами (15 г/кг) отходами (30 г/кг)концентрация, мг/кгдо вермикомпостированияконтрольнаяпочва5,710,8*26,5***3,28,7*19,6***4,29,3*25,9***5,813,3*24,3***22,931,5*46,9**после 1-ой ремедиации вермикомпостированием5,52,94,15,522,18,26,5*5,1*9,5*27,125,4***14,8***22,7***23,1***41,5***10Продолжение таблицы 2ПоказателиCrCuNiPbZnПДК,мг/кг6,03,04,06,023,0Варианты загрязнения почв456среднее загрязне- сильное загрязнеконтрольнаяние почвыние почвыпочваотходами (15 г/кг) отходами (30 г/кг)концентрация, мг/кгпосле 2-ой ремедиации вермикомпостированием5,37,28,62,84,1*4,74,04,4*5,75,48,5*10,6*21,324,027,2К основным загрязнителям среды в результате антропогенного давления состороны кожевенного производства относятся Cu, Zn, Co, Pb, цементного –Cr, Cu,Ni, Pb, Zn.Эффективно применение двукратной ремедиации вермикомпостированиемпочв, сильно загрязненных кожевенными и цементными отходами (30 г/кг).

Впочве с кожевенным загрязнением наблюдалось интенсивное снижение концентрации свинца и постепенное уменьшении концентрации меди, цинка и кобальта.В почвах, загрязненных отходами цементного предприятия, происходило постепенное снижение концентрации исследуемых тяжелых металлов (хрома, свинца,меди, никеля и цинка).В подразделе 3.2. изложены результаты исследования видовой специфичности червей при их выборе для биотестирования по распространению, холодоустойчивости и весовым показателям (таблица 3).Таблица 3 – Количество, весовые показатели и холодоустойчивость червей приисследовании их адаптивных способностей к климатическим условиям обитанияПоказателиВид червейхолодоустойколичествовес, мгчивость, °Сособей, шт.особейот -1 до -39±21130 ± 15Octolasion lacteumкоконовот -10 до -1512 ± 3300 ± 10особей-12±1920 ± 14Eisenia fetidaкоконов-18±2250 ± 10особейот -1 до -33±1936 ± 15Lumbricus rubellusкоконовот -10 до -3511 ± 4166 ± 5особей-147±21300 ± 12Dendrobaenaкоконовот -15 до -4520 ± 3259 ± 10octaedraособейот 0 до -15±1600 ± 10Eisenia foetidaкоконов-117 ± 2150 ± 511Продолжение таблицы 3ПоказателиВид червейDendrodrilusrubidusособейкоконовхолодоустойчивость, °С-1-45количествоособей, шт.9±211± 2вес, мг951 ± 8276 ± 5В качестве индикаторных реакций червей эффективно использовать холодоустойчивость.

В благоприятной среде коконы червей вида восьмигранная дендробена (Dendrobaena octaedra) переносят температуры до минус 45 °С; взрослыеособи – до минус 14 °С.Эффективным индикаторным маркером для биотестирования загрязненных почв является динамика весовых показателей восьмигранной дендробены(Dendrobaena octaedra) при воздействии кожевенного предприятия, белокончиковый дождевой червь (Octolasion lacteum) – цементного. Остальные виды червейне показали достоверных результатов по динамике весовых показателей при 8-минедельном исследовании развития особей (таблица 4). Значимыми для биотестирования являются сроки экспозиции 3 дня, 1, 4 и 8 недель.Таблица 4 – Весовые показатели червей вида Dendrobaena octaedra при загрязнении почв отходами кожевенного производстваВарианты загрязнения почвЭкспозиция1 день3 день1 неделя4 неделя8 неделя11299,81850,32100,13400,43750,222а3весовые показатели червей, мг1309,81600,1***1400,4***1360,2***1240,1***1310,21600,3***1400,0***1360,7***1239,9***1296,81230,3***1123,4***920,5***678,2***3а1297,01230,4***1123,6***920,1***678,5***После первой, четвертой и восьмой недель экспозиции происходит увеличение веса червей в контрольных образцах почв, в среднем на 250 мг, 1550 мг и1900 мг.

В случае среднего загрязнения (варианты 2 и 2а) наблюдается уменьшение веса червей: на 200 мг, 240 мг, 360 мг; при сильном (варианты 3 и 3а) – на 107мг, 310 мг, 552 мг соответственно.Биотестирование токсичности экспериментальных почв с отходами с территории отвалов цементного производства выявили, что маркерным видом длятаких исследований является белокончиковый червь (таблица 5).12Таблица 5– Весовые показатели червей вида Octolasion lacteum при загрязнениипочв отходами цементного производстваВарианты загрязнения почвЭкспозиция1 день3 день1 неделя4 неделя8 неделя41128,31130,11420,51684,21955,455а6весовые показатели червей, мг1108,41060,6***1012,4***957,9***836,1***1109,61061,2***1012,5***958,1***835,3***1096,3983,7***959,5***914,4***820,2***6а1097,1984,3***960,8***915,3***819,1***В экологически благоприятной почве (вариант 4) на третий день экспозиции вес червей в среднем составляет 1130 мг.

В вариантах 5, 5а и 6, 6а обнаруживается уменьшение их веса на 6 % и 13 % соответственно.После первой, четвертой и восьмой недель экспозиции происходит постепенное увеличение веса червей в контрольном варианте на 290 мг, 554 мг, 825 мгсоответственно. В почвах со средним и сильным загрязнением цементными отходами (варианты 5, 5а и 6, 6а) после 1-ой недели вермикомпостирования наблюдается уменьшение веса червей на 29 и 32 % соответственно. После 4-ой и 8-ой недель в среднезагрязненных почвах (вариант 5 и 5а) вес червей снижается на 43%, в то время как в почвах с сильным загрязнением (вариант 6 и 6а) – на 46 и 58% соответственно.Восстановительные способности популяций червей показательны для биотестирования. По выживаемости, в зависимости от токсичности среды поллютантами кожевенного производства, среди червей не выявлена видовая специфичность (таблица 6).

После 5-ти недель экспозиции в контрольном субстрате количество особей и коконов всех видов червей практически не изменяется, в среднемотмечен высокий процент выживаемости: по количеству особей 96 % и коконов97 %.При средней нагруженности субстратов поллютантами (варианты 2 и 2а)через 5 недель воздействия, численность особей навозного червя уменьшается всреднем на 26 %, коконов на 24 %; красноватого дождевика на 22 % и 19 %; белокончикового дождевого червя на 29 % и 23 %; восьмигранной дендробены на21 % и 17 % соответственно.Таблица 6 – Выживаемость червей в субстратах, подвергшихся антропогенномудавлению со стороны отходов кожевенного производстваВарианты загрязнения почвВид червей122а33авыживаемость червей, %особей9768674243Octolasion lacteumкоконов987576464513Продолжение таблицы 6Вид червей1особейкоконовособейLumbricus rubellusкоконовособейDendrobaena octaedraкоконов969795989495Eisenia fetidaВарианты загрязнения почв22а3выживаемость червей, %7069337374457472337980417372387877443а344435403945Под давлением сильного загрязнения среды со стороны кожевенного производства (варианты 3 и 3а) в течение 5-ти недель количество особей навозногочервя и красноватого дождевика уменьшается в среднем на 63 %, коконов на 55%.Контрольными показателями для биотестирования токсичности почв являются следующие: динамика количества особей навозных червей для среднего загрязнения среды 26 %, для сильного 63 %; динамика количества их коконов 24 %и 52 %; динамика количества особей красноватого дождевика 21 % и 62 % придинамике количества коконов 19 % и 57 % соответственно.Выживаемость червей, в случае токсичности среды, вызванной загрязнением почв отходами цементного производства, следующая: после 5-ти недель экспозиции в экологически чистой почве (вариант 4) количество особей и коконоввсех видов червей изменяется незначительно, отмечена высокая выживаемостьособей 95 %, коконов 98 % (таблица 7).Таблица 7 – Выживаемость червей, подвергшихся антропогенному влиянию состороны отходов цементного производстваВарианты загрязнения почвВид червей455а66авыживаемость червей, %особей9571723837Octolasion lacteumкоконов9979774244особей9273743536Eisenia fetidaкоконов9777764140особей9566683738Lumbricus rubellusкоконов9875764041особей9675744140Dendrobaena octaedraкоконов9880814546При среднем загрязнении вермикомпостируемых почв (варианты 5 и 5а)численность особей белокончикового дождевого червя уменьшилась на 24 %, коконов – 20 %.