Диссертация (Индикаторное значение червей и растений для оценки экологического состояния вермикомпостируемых почв, загрязненных отходами кожевенного и цементного производств), страница 9

В почве с добавлением 15 г/кг отходов цементного предприятия (5вариант) концентрация меди до вермикомпостирования составляла 8,7 мг/кг (100%), после 1-ой ремедиации вермикомпостированием наблюдалось ее снижение на25 %, после 2-ой – на 53 %.В почве с добавлением 30 г/кг отходов (6 вариант) концентрация меди довермикомпостирования составляла в среднем 20,0 мг/кг (100 %), после первичнойремедиации с использованием червей, наблюдалось ее снижение на 24 %, послевторичной очистки – на 76 %.Никель. До очистки вермикомпостированием в контрольной почве концентрация никеля составила около 4,0 мг/кг, в 5-ом варианте – увеличилась на 55 %(5,3 ПДК), в 6-ом субстрате – на 84 % (21,9 ПДК).После первичной ремедиации вермикомпостированием в контрольной почве концентрация никеля составила 4,1 мг/кг, в 5-ом варианте она увеличилась на20 % (1,1 ПДК), в 6-ом – на 82 % (18,7 ПДК).После двукратной очистки вермикомпостированием в 4-ом варианте субстратов концентрация никеля составила 4,0 мг/кг, в 5-ом и 6-ом вариантах почв –увеличилась на 9 и 30 % соответственно (0,4 и 1,7 ПДК).Динамика концентрации никеля в почвах под антропогенным давлением состороны цементного производства следующая: в контрольной почве до очисткивермикомпостированием концентрация никеля составляла в среднем 4,0 мг/кг(100 %), после 1-ой ремедиации вермикомпостированием уменьшилась на 2 %,после 2-ой – на 5 %.В почве с добавлением 15 г/кг отходов цементного предприятия (5 вариант)до очищения вермикомпостированием концентрация никеля 9,0 мг/кг (100 %),после первичной очистки она уменьшилась на 45 %, после вторичной – на 53 %.54В почве с добавлением 30 г/кг отходов цементного предприятия (6 вариант)до вермикомпостирования концентрация никеля составляла 26,0 мг/кг (100 %),после 1-ой ремедиации вермикомпостированием – уменьшилась на 12 %, после 2ой – на 78 % .Свинец.

В почве без добавления отходов цементного производства (4 вариант) концентрация свинца составила 6,0 мг/кг, при среднем загрязнении субстрата(5 вариант) наблюдалось превышение концентрации на 56 % (7,3 ПДК), сильном(6 вариант) – на 76 % (18,3 ПДК).В почве без добавления отходов цементного производства (4 вариант) после первой ремедиации вермикомпостированием концентрация свинца в пределахПДК, в 5-ом варианте почв наблюдалось ее превышение на 42 % (3,5 ПДК), в 6-ом– на 76 % (17,1 ПДК).После двукратной ремедиации вермикомпостированием в контрольной почве (4 вариант) концентрация свинца составила в среднем 6,0 мг/кг (в пределахПДК), в среднезагрязненных почвах (5 вариант) произошло ее превышение на 36% (2,5 ПДК), в сильнозагрязненных (6 вариант) – на 49 % (4,6 ПДК).Динамика свинца в почвах, загрязненных отходами цементного предприятия следующая: в контрольном варианте – до вермикомпостирования в пределахПДК, после ремедиаций вермикомпостированием – концентрация снизилась на 5% после первой очистки и 7 % в результате второй ремедиации.В почве с добавлением 15 г/кг отходов цементного предприятия (5 вариант)концентрация свинца до вермикомпостирования составляла 13,0 мг/кг (100 %),после очистки вермикомпостированием концентрация снизилась на 29 и 36 % соответственно после двух последовательных ремедиаций.В почве с добавлением 30 г/кг отходов цементного предприятия (6 вариант)до очистки вермикомпостированием концентрация свинца составляла в среднем24,0 мг/кг (100 %), после первичной ремедиации концентрация снизилась на 5 %,после вторичной – на 56 %.55Цинк.

В 4-ом субстрате концентрация цинка составила 23,0 мг/кг, что соответствует ПДК, в 5-ом наблюдалось превышение по сравнению с контролем на 27% (8,5 ПДК), в 6-ом – на 51 % (23,9 ПДК).После первой ремедиации вермикомпостированием в 4-ом варианте почвконцентрация цинка составила 22,0 мг/кг (в пределах ПДК), в 5-ом варианте вышепо сравнению с контролем на 18 % (4,1 ПДК), в 6-ом – на 47 % (18,5 ПДК).После двукратной ремедиации вермикомпостированием в контрольном субстрате концентрация цинка составила 21,3 мг/кг, в 5-ом и 6-ом по отношению кнорме на 11 и 22 % соответственно (1,0 и 4,2 ПДК).Динамика концентрации цинка в почвах под антропогенным давлением состороны цементного производства следующая: в контрольной почве (4 вариант)концентрация цинка до вермикомпостирования составляла 23,0 мг/кг (100 %), впериод двух ремедиаций вермикомпостированием концентрация этого поллютанта снизилась на 5 и 7 % соответственно. В почве с добавлением 15 г/кг отходовцементного предприятия (5 вариант) до вермикомпостирования концентрацияцинка составляла 31,5 мг/кг (100 %), после ремедиаций вермикомпостированиемконцентрация снизилась на 14 и 24 % соответственно.В почве с добавлением 30 г/кг отходов цементного предприятия (6 вариант)концентрация цинка до вермикомпостирования составляла 47,0 мг/кг (100 %), после первой очистки снизилась на 11%, второй – 42 %.В почвах со средним загрязнением отходами цементного предприятия (15г/кг) после первой ремедиации вермикомпостированием происходило интенсивное снижение концентрации свинца, никеля и хрома.

После вторичной очистки всубстрате наблюдалось плавное уменьшение концентрации этих тяжелых металлов. Первая и вторая ремедиация вермикомпостированием эффективна для очистки субстрата от цинка и меди.В почвах, сильно загрязненных отходами цементного предприятия (30 г/кг),после первичной ремедиации токсичных почв вермикомпостированием происходило постепенное снижение концентрации хрома и свинца, при этом наблюдалосьинтенсивная очистка субстрата от меди, никеля и цинка.

После вторичной реме-56диации наблюдалось снижение концентрации исследуемых тяжелых металлов.Полученные результаты позволяют заключить, что эффективно применение двукратной ремедиации вермикомпостированием почв, загрязненных отходами цементного предприятия.3.2. Характеристика видового разнообразия червей, способныхпроявлять индикаторную реакцию на токсичность почвАктуально выявить индикаторные виды червей, способных отражать токсичность среды.

При анализе устойчивости червей к климатическим условиям попоказателям: холодоустойчивость, количество особей, вес, выявлено, что адаптированными к обитанию в рязанском регионе являются: навозный червь, красноватый дождевик, белокончиковый дождевой червь, восьмигранная дендробена, рыжий дождевой червь, калифорнийский красный червь, (таблица 3).Однако эти виды червей отличаются по ряду адаптивных показателей, чтоважно учитывать при выборе объекта для проведения биотестирования токсичности почв.Половозрелые особи дождевого белокончикового червя и красноватого дождевика неустойчивы к отрицательным температурам, для них гибельно охлаждение при минус 3 °С; однако их коконы выдерживают низкие температуры доминус 15 °С и до минус 35 °С соответственно.Особи и коконы восьмигранной дендробены обладают холодоустойчивостью, что важно для проведения биотестирования. Порог низких температур длявыживания коконов составляет от минус 15 до минус 45 °С; молодые особи переносят температуру до минус 14°С.Холодоустойчивость коконов дождевых рыжих червей зависит от возраста.Коконы рыжего дождевого червя способны выживать при экспозиции жидкимазотом в течение суток (минус 196 °С), при этом взрослые особи не переносяттемпературу ниже минус 1 °С.57Навозный и красный черви отличаются от других видов неспособностьюособей и коконов переносить низкие температуры.

Для них губительна температура минус 1°С.Таблица 3 – Количество, весовые показатели и холодоустойчивость червей при исследовании их адаптивных способностей к климатическим условиям обитанияПоказателиВид червейOctolasion lacteumEisenia fetidaLumbricus rubellusDendrobaenaoctaedraEisenia foetidaDendrodrilusrubidusхолодоустой-количествовес, мгчивость, °Сособей, штособейот -1 до -39±21130 ± 15коконовот -10 до -1512 ± 3300 ± 10особей-12±1920 ± 14коконов-18±2250 ± 10особейот -1 до -33±1936 ± 15коконовот -10 до -3511 ± 4166 ± 5особей-147±21300 ± 12коконовот -15 до -4520 ± 3259 ± 10особейот 0 до -15±1600 ± 10коконов-117 ± 2150 ± 5особей-19±2951 ± 8коконов-196 (жидкийазот)11± 2276 ± 5Таким образом, вид червей восьмигранная дендробена, красноватый дождевик по устойчивости к отрицательным температурам, является наиболее подходящими для проведения биотестирования токсичности почв.Исследования воспроизводительных возможностей популяций червей выявили, что этот показатель может использоваться, как индикаторный, при анализетоксичности почв в течение периода восстановления субстрата вермикомпостированием.58При месячном содержании в оптимальных условиях 9 особей белокончикового дождевого червя в среднем делали кладку из 12 коконов.

Красноватый дождевик 3 особи откладывал 11 коконов. 7 особей восьмигранной дендробены откладывали 20 коконов. 2 особи навозного делали кладку в количестве 8 коконов. 5особей калифорнийского красного червя откладывали 17 коконов. 9 особей рыжего дождевого червя делали кладку в количестве 11 коконов.Характеристика видового разнообразия червей по динамике весовых показателей, так же выявила особенности индикаторной реакции исследуемых популяций на токсичность почв.Биотестирование токсичных вермикомпостируемых почв, загрязненных отходами кожевенного производства показало, что маркерным является индикаторный показатель – вес червей вида восьмигранная дендробена (таблица 4).Таблица 4 – Весовые показатели червей вида Dendrobaena octaedra при вермикомпостировании почв, загрязненных отходами кожевенного производстваВарианты загрязнения почвСрок вермикомпостирования11 день1299,81309,81310,21296,81297,03 дня1850,31600,1***1600,3***1230,3***1230,4***1 неделя2100,11400,4***1400,0***1123,4***1123,6***4 недели3400,41360,2***1360,7***920,5***920,1***8 недель3750,21240,1***1239,9***678,2***678,5***22а33авесовые показатели червей, мгВес червей на третий день вермикомпостирования составил 1850 мг в первом субстрате, в вариантах 2 и 2а наблюдалось уменьшение веса червей на 13,5%; в вариантах 3 и 3а – на 33,5 %.После первой, четвертой и восьмой недель происходило увеличение весачервей в контрольной почве в среднем на 250, 1550 и 1900 мг.

В случае среднегозагрязнения (варианты 2 и 2а) наблюдалось уменьшение веса червей: на 200 мг59(12 %), 240 мг (15 %), 360 мг (22 %); при сильном загрязнении почв (варианты 3 и3а) – на 107 мг (9 %), 310 мг (25 %), 552 мг (45 %) соответственно.Вес червей других исследуемых видов (до конца 8-ой недели развития) неявляется индикаторным показателем.Исследования вермикомпостирования на образцах почв с территории свалок отходов цементного производства выявили, что маркерным для биотестирования является белокончиковый дождевой червь, при использовании индикаторного показателя – динамика веса особей на 8-ой неделе развития (таблица 5).