Исследование экологической опасности терриконов

В статье представлены результаты химического и микробиологического исследования терриконов Новомосковского района Тульской области.

Ключевые слова: терриконы, тяжелые металлы, биоиндикация, биотестирование, фитотоксичность.

Терриконы — отвалы угольных шахт, представляют большую экологическую опасность, поскольку негативно воздействуют на живые организмы. Данная проблема связана с наличием в отвалах тяжелых металлов (ТМ). Высокие концентрации ТМ оказывают ингибирующее действие на рост и развитие растений, водный режим и фотосинтез [1]. Помимо токсического действия ТМ способны к накоплению в пищевых цепях, включающих и человека, что отрицательно сказывается на здоровье людей и является причиной различных заболеваний.

Обеспокоенность вызывает и состояние терриконов в Тульской области. В связи с этим необходимость рекультивации данных территорий является практически значимой.

В связи с этим нами была поставлена цель — проведение комплексных исследований экологического состояния терриконов Новомосковского района Тульской области.

Оценку экологического состояния терриконов на исследуемой территории проводили, используя данные химического анализа, биоиндикации и биотестирования.

Материалы и методы исследования. Отбор проб грунта и его подготовка для анализов осуществлялись в соответствии с требованиями ГОСТа 14.4.4.02–84 «Охрана природы. Методы отбора и подготовки проб для химического, микробиологического и гельминтологического анализа» [3].

Биоиндикационный анализ заключался в исследовании экологических параметров бактериального комплекса. Общую численность микроорганизмов определяли на агаризованной питательной среде — крахмало-аммиачном агаре (КАА).

Биотестирование проводили в условиях краткосрочных экспериментов. Для фитотестирования на высших растениях использовали семена кресс-салата (Lepidium sativum L. ) и семена бархатцев (Tagetes erecta L .). Определяли всхожесть семян. Опыт проводился в трехкратной повторности.

Результаты исследования. Химические исследования включали определение pH водной вытяжки из образцов грунта, и качественные реакции на катионы ТМ (табл. 1).

Качественный анализ образцов грунта

Проведенное исследование позволило определить высокие концентрации ионов свинца и кобальта. Это вещества первого и второго класса опасности. Считается, что загрязнения почв свинцом имеет необратимый характер и имеет существенное воздействие на биологическую активность почв [2].

Кобальт является микроэлементом и необходим растениям для фиксации молекулярного азота [2], однако незаменимость его для растений не доказана [1].

Проведенное микробиологическое исследование показало низкую микробиологическую активность исследуемого грунта, что выражается снижением общей численности бактерий по сравнению с почвами, лишенными техногенной нагрузки. А наличие актиномицетов указывает на присутствие ТМ (табл. 2).

Таблица 2

Численность отдельных групп микроорганизмов

Оценка фитотоксичности почвы является одним из методов генетического мониторинга растительных систем, т. к. позволяет выявить зависимости между загрязнением почвы поллютантами и влиянием их на репродуктивную систему высших растений. Наиболее перспективными исследованиями фитотоксичности почвы, тяжелыми металлами является биотестирование.

Полученные результаты указывают на то, что водные растворы, выделенные из проб, взятых в близи исследованных территорий оказывают явное ингибирующее действие на прорастание семян как кресс-салата, так и бархатцев.

Выводы. Пробы грунта исследуемой территории содержат большое количество ТМ. Почвенные вытяжки экспериментальных образцов оказывают явное ингибирующее действие на прорастание семян (Lepidium sativum L. и Tagetes erecta L .). Незначительная общая численность бактерий указывает на низкую биологическую активность.

Проведенное исследование показало серьезную экологическую опасность терриконов для окружающей среды.

1. Арляпов В. А., Волкова Е. М, Нечаева И. А, Скворцова Л. С. Содержание тяжёлых металлов в почве как индикатор антропогенного загрязнения Тульской области // Тульский государственный университет Естественны науки, 2015. — С. 195, 197–199.
2. Беспамятов Г. Р. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде // Химия. М.: Вокруг Света, 2007. — № 4. — С. 34–35.
3. ГОСТ 14.4.4.02–84 «Охрана природы. Методы отбора и подготовки проб для химического, микробиологического и гельминтологического анализа»
4. Савочка Н. Р., Абрамова Э. А. Фиторемедиация почв, загрязненных тяжёлыми металлами // Экотоксикология-2018: 2018. — С. 89–90.