Автореферат (Индикаторное значение червей и растений для оценки экологического состояния вермикомпостируемых почв, загрязненных отходами кожевенного и цементного производств), страница 5

соответственно.К третьему поколению число микроядер уменьшается на 6,0 ед. (77 %) и 6,1 ед.(81 %) соответственно, что сопоставимо с показателями их количества в норме. У18навозных червей и красноватых дождевиков в первом поколении число микроядер увеличивается на 80 % (7,9 и 7,6 ед.

соответственно), к третьему поколениючисло микроядер остается на высоком уровне – 7,1 и 6,9 ед. соответственно. Отсюда, для биотестирования токсичности почв, находящихся под воздействием отходов кожзавода, маркерными видами являются навозный червь и красноватыйдождевик, индикаторными показателями микроядерного теста – стабильное увеличение микроядер у первого, второго и третьего поколений навозного червя на80 %; у красноватого дождевика в трех поколениях на 83 %.Та же тенденция по возникновению и угасанию мутации, влекущей за собой появление микроядер в амебоцитах, обнаруживается у червей под воздействием токсических веществ, попадающих в почву при производстве цемента.В подразделе 3.4.

проанализированы показатели растений, индикаторно отражающие очистку почв вермикомпостированием. Ремедиация почв вермикомпостированием соответствует современному биотехнологическому развитию экологического природопользования. При этом практическое применение ремедиационной методики очистки почв не требует высоких экономических затрат и дорогого лабораторного оборудования.

Результаты биотестирования токсичностиэкспериментальных почв, при их ремедиации вермикомпостированием, анализировали через оценку динамики процессов прорастания семян пшеницы (Triticumaestivum L.) и салата (Lactuca sativa L.), обладающих маркерной амплитудой ответной реакции на условия среды.При среднем загрязнении вермикомпостируемой почвы (с добавлением 15г/кг кожевенных (вариант 2) и цементных (вариант 5) отходов в начале эксперимента проявилась положительная ростовая реакция тест-объектов; негативныйответ был при сильном загрязнении среды (варианты 3 и 6) (таблица 11). Стимуляция ростовых процессов проростков пшеницы при среднем загрязнении среды,объясняется тем, что токсиканты некоторое время выступают в качестве ложногоисточника минеральных элементов.Зарегистрирован ремедиационный эффект при вермикомпостировании токсичной почвы. При анализе пшеницы в средне нагруженных отходами почвах (варианты 2 и 5) выявляется тенденция к плавному уменьшению её ростовых показателей. Антропогенное воздействие при концентрации отходов в почве выше30 г/кг (варианты 3 и 6) индикаторно отражается на ростовых показателях пшеницы.Проявление токсичного воздействия при загрязнении почв отходами кожевенного предприятия в концентрации 30 г/кг (вариант 3) отражается на потенциальной продуктивности экспериментальных растений.

В контрольной почве (вариант 1) наблюдаются благоприятные условия, влияющие на ростовые показатели пшеницы.19Таблица 11 – Динамика ростовых показателей пшеницы в качестве индикаторной реакции для биотестирования очисткивермикомпостируемых почв, загрязненных отходами кожевенного и цементного производствПоказателиВариантыпочвпроросшиесемена, доля, %без вермикомпостас вермикомпостоммасса корней, гп = 20без вермикомпостас вермикомпостоммасса побегов, гп = 20без вермикомпостас вермикомпостомдлина побега, ммп = 20без вермикомпостас вермикомпостомдлина максимальногокорня, ммп = 20без верс вермимикомкомпопостастомвоздействие отходов кожевенного производства196,797,42,52,71,31,456,957,1*78,378,8279,382,20,91,1*0,70,8*31,833,6*54,657,2*369,871,40,30,4*0,50,6*21,425,7*43,245,6*воздействие отходов цементного производства495,998,12,32,81,41,655,356,8*78,679,5579,984,10,81,3*0,91,1*32,234,1*56,159,3*665,670,30,40,6*0,40,7*21,626,2*42,746,1*Примечание: * ≤0,0520В 3-ем варианте почв, то есть при сильном загрязнении среды, происходитдальнейшее угнетение индикаторных ростовых показателей пшеницы: доля проросших семян снижается на 26,9 %, масса корней проростков – на 2,2 г (88 %),масса побегов проростков – 0,8 г (61 %), длина побега проростка – 35,5 мм (62 %),длина максимального корня проростка – 35,1 мм (45 %).

Динамика индикаторныхпоказателей пшеницы при биотестировании токсичных вермикомпостируемыхпочв, следующая: по доле проросших семян 1,6 %, массе корней проростков 0,1г (25 %), массе побегов 0,1 г (17 %), длине побегов 4,3 мм (17 %), длине максимального корня проростка 2,4 мм (5 %).При средней токсичности почв с отходами цементного предприятия (15г/кг, вариант 5) также наблюдается снижение ростовых показателей пшеницы.Относительно контрольной почвы (4 вариант) индикаторный показатель – доляпроросших семян снижается на 16 %, масса корней проростков – на 1,5 г (65 %),масса побегов проростков – на 0,5 г (36 %), длина побега проростков – на 23,1 мм(42 %), длина максимального корня проростка – на 22,5 мм (29 %).

С применением ремедиации вермикомпостированием пятого варианта почв индикаторные показатели растений увеличиваются на 4,2 %, 0,5 г (38 %), 0,2 г (18 %), 1,9 мм (6 %),3,2 мм (5 %) соответственно.При загрязнении почв отходами цементного предприятия в количестве 30г/кг (вариант 6) негативное воздействие проявляется в дальнейшем угнетении индикаторных показателей пшеницы: доля проросших семян снижается на 30,3 %,масса корней проростков – на 1,9 г (83 %), масса побегов проростков – на 1,0 г(71 %), длина побега проростка – на 33,7 мм (61 %), длина максимального корняпроростка – на 35,9 мм (46 %). Динамика индикаторных показателей пшеницыдля биотестирования токсичных вермикомпостируемых почв, следующая: по доле проросших семян 4,7 %, массе корней проростков 0,2 г (33 %), массе побегов0,3 г (43 %), длине побегов 4,6 мм (17 %), длине максимального корня проростка3,4 мм (7 %).В ходе исследования возможности применения показателей растений длябиотестирования ремедиации загрязненных почв вермикомпостированием анализировали темпы роста салата на экологически неблагоприятных почвах.

В качестве индикаторного показателя ремедиации вермикомпостируемых почв использовали высоту растений салата (таблица 12).Растения салата, на загрязненных экспериментальных почвах, заметно отстают в развитии и росте от контрольных образцов. Динамика высоты растенийсалата, произрастающих в сильно загрязненном субстрате, является маркером ремедиации субстратов червями. Отклонение этого показателя растений от нормы(почвы 1 и 4) под сильным давлением антропогенной среды (почвы 3 и 6) составляет: на 4-е сутки 74,4 % и 72,6 %, 20-е – 92,4 % и 92,5 %, 30-е – 93,7 % и 94,1 %,40-е – 94,9 % и 95,1 % соответственно.21Таблица 12 – Высота растений салата, как показатель ремедиациикомпостированием, смПериод роста растений салата (сут.), п = 20Почва4102030высота растений, см11,725,7211,1116,5320,42*0,50**0,71***0,83***30,44*0,63**0,84***1,04***41,464,9510,4616,7150,35*0,46**0,66***0,78***60,40*0,58**0,79***0,99***Примечание: * ≤0,05почв верми-4023,151,08***1,18***23,131,03***1,14***В качестве индикаторного показателя ремедиации почв вермикомпостированием исследовали высоту растений салата при однократной и двукратной очистке экспериментальных субстратов (таблица 13).Таблица 13 – Высота растений салата, как индикаторный показатель для биотестирования ремедиации вермикомпостируемых почв, загрязненных отходами кожевенного и цементного производствПериод роста растений салата (сут.), п = 20ПовторностьПочвыремедиации410203040высота растений, см1,75,711,116,523,21/4контрольпервичная1,1*3,3**7,9**11,1**15,2**2/5вторичная1,75,611,516,622,1первичная0,7**2,2**4,9***11,0*** 11,2***3/6вторичная1,62,7**10,816,723,6Примечание: во всех случаях Р * ≤0,05.После однократной ремедиации почв вермикомпостированием в первые 3недели наблюдается значительный прирост растений салата, кроме тех, которыебыли высажены в образцы почв 3 и 6 (с сильным загрязнением).Важно отметить, что для успешной очистки сильно загрязненных почв (варианты 3 и 6),однократной ремедиации вермикомпостированием недостаточно.После вторичной очистки токсичных субстратов вермикомпостированием на 40-есутки высота растений салата увеличивается на 12,4 см (53 %), сравниваясь попоказателям с аналогами, высаженными в контрольные образцы почв.При анализе водоудерживающей способности растений, выращиваемых вэкспериментальных образцах субстратов, очищаемых вермикомпостированием,выявлено, что двукратная ремедиация почв положительно сказывается на водномобмене растений.

Так, если проанализировать данные по оводненности растенийв процентном соотношении на 40-е сутки эксперимента, видно, что этот показатель у салата, выращенного после однократной ремедиации на 5 % выше кон-22трольных значений для растений, высаженных в почву со средним загрязнением(варианты 2 и 5), при повторной ремедиации – на 0,9 % (таблица 14).Таблица 14 – Оводненность листьев салата, как индикаторный показатель биотестирования токсичности вермикомпостируемых почв, загрязненных отходами кожевенного и цементного производствПериод роста растений салата (сут.), п = 20ВариантыПовторностьпочвремедиации4102040оводненность листьев, %1/4контроль85,682,380,972,9первичная87,586,783,974,72/5вторичная86,686,983,975,3первичная88,983,982,573,83/6вторичная87,588,687,778,5У растений, произрастающих в экспериментальном варианте почв со средним загрязнением кожевенными и цементными отходами (варианты 2 и 5) послеоднократной очистки вермикомпостированием, водоудерживающая способностьлистьев уменьшается при увеличении периода роста от 0,2 до 1,1 %; при ремедиации сильно загрязненной среды (варианты 3 и 6) этот показатель варьирует от0,4 до 0,8 % соответственно (таблица 15).Таблица 15 – Водоудерживающая способность листовых пластинок салата, какиндикаторный показатель для биотестирования токсичных вермикомпостируемых почв, загрязненных кожевенными и цементными отходамиПериод роста растений салата (сут.), п = 20ВариантыПериодпочвремедиации4102040водоудерживающая способность, %1/4контроль93,895,395,294,22/5однократная95,595,394,994,42/5вторичная95,595,395,294,73/6однократная91,991,591,391,13/6вторичная96,896,596,396,1В целом, ремедиация почв вермикомпостированием от загрязнения кожевенными и цементными отходами, оптимизирует способность растений, произрастающих на них, к осморегуляции, так как с увеличением токсичности среды урастений нарушается оводненность и теряется водоудерживающая способность,что отрицательно сказывается на их жизнедеятельности.ВЫВОДЫ1.

Эффект от вермикомпостирования почв с отвалов кожзавода –постепенноеуменьшение концентрации свинца и интенсивное снижение концентрации меди, цинка и кобальта. Концентрация меди, после первой ремедиации, снижается в среднем на 21 %, после второй – на 49 %; цинка – 34 % и 58 %, кобальта – 25 % и 36 %, свинца – 6 % и 46 %; в почвах, загрязненных отходами це-23ментного предприятия: постепенное снижение концентрации хрома, свинца,меди, никеля и цинка. Концентрация хрома до очистки составляла 27,0 мг/кг,после однократного очищения снизилась на 4 %, после двукратного – на 67 %,меди – 24 % и 76 %, никеля – 12 % и 78 %; свинца – 5 % и 56 %, цинка – 11 %и 42 % соответственно.

При высоком загрязнении почв (с содержанием более30 г/кг отходов) эффективно применение двукратной ремедиации; при среднем загрязнении почв отходами (менее 15 г/кг) для их очистки достаточно однократного вермикомпостирования.2. Видовое разнообразие червей, способных проявлять индикаторную реакциюдля биотестирования токсичности почв следующее: навозный червь – Eiseniafetida, белокончиковый дождевой червь – Octolasion lacteum, красноватый дождевик – Lumbricus rubellus, восьмигранная дендробена – Dendrobaenaoctaedra.3. Эффективными индикаторными показателями червей Lumbricina являютсяхолодоустойчивость, репродуктивная активность, восстановительные способности популяции.