«Оценка экологического состояния почвы города Владимира» (стр. 6 )

Рис. 4.3.1. Уреазная активность (время достижения рН=8) почв г. Владимира

Рис. 4.3.2.  Процесс разложения мочевины в почвах г. Владимира.

Оценка фитотоксичности исследованных почв города

Для характеристики экологического состояния почв большое значение имеет оценка степени их токсичности для растений.

Наибольшей фитотоксичностью обладают почвы промышленной и транспортных зон. Всхожесть тест-культур растений снижается на 20-50% по сравнению с фоновыми значениями (существенные различия, р˂0,05). Высокая всхожесть всех исследуемых культур характерна для точек №№6,7,8 (табл.4.4.1., рис. 4.4.1.).

Почвенные образцы №№ 1,3,4 проявляют токсичность и в отношении биометрических показателей. Длина корней уменьшается в 1,5-4 раза по сравнению с показателями серых лесных почв. Выявлено достоверное различие по t-критерию Стьюдента по длине корневой системы между точками, резко отличающимися степенью антропогенного воздействия (р˂ 0,05) (табл.4.4.2., рис. 4.4.2.).

Таблица 4.4.1.

Всхожесть семян тест-культур при биотестировании почв города, %

Место отбора почвенных проб	Овес посевной Лабораторная всхожесть 98%	Горчица белая Лабораторная всхожесть 97%	Кресс-салат Лабораторная всхожесть 100%
Точка №1. Перекресток Суздальский пр-кт – ул. Куйбышева	53,3	56,6	46,0
Точка №2. Парк «Добросельский»	70,0	68,3	81,0
Точка №3.  Химзавод	33,3	43,3	40,0
Точка №4. Ул. Мира	63,3	50,0	46,0
Точка №5. Козлов Вал	73,3	60,3	62,0
Точка №6.  Станция юннатов «Патриарший сад»	89,3	86,4	85,7
Точка №7.  Лесопарк «Дружба»	91,6	78,9	82,8
Точка №8. Лесная зона села Улово Суздальского района	83,3	84,7	96,6

Рис. 4.4.1. Всхожесть семян тест-культур при биотестировании почв города.

Таблица 4.4.2.

Длина корней проростков тест-культур

при биотестировании почв города, мм

Место отбора почвенных проб	Овес посевной	Горчица белая	Кресс-салат
Точка №1. Перекресток Суздальский пр-кт – ул. Куйбышева	21,5±0,5	18,5±0,8	21,4±1,6
Точка №2. Парк «Добросельский»	34,3±1,5	23,7±0,9	24,7±1,9
Точка №3.  Химзавод	17,0±1,3	14,2±1,1	17,8±0,8
Точка №4. Ул. Мира	18,4±1,6	21,8±1,6	22,3±2,1
Точка №5. Козлов Вал	33,5±2,3	25,7±1,8	26,2±0,6
Точка №6. Станция юннатов «Патриарший сад»	83,5±3,6	46,3±2,6	36,7±2,2
Точка №7. Лесопарк «Дружба»	75,4±2,6	26,9±2,1	27,1±1,8
Точка №8. Лесная зона с. Улово	68,2±2,4	24,5±1,3	26,3±2,2

Рис. 4.4.2. Длина корней проростков тест-культур при биотестировании почв города, мм.

Наиболее чувствительными к техногенному влиянию по всем показателям (всхожести и длине корней) тест-культурами оказались овес посевной и горчица белая. Благоприятными для роста и развития растений  являются почвы парковых зон и станции юннатов.

Повышенное содержание тяжелых металлов отрицательно влияет на биологическую деятельность в почве, поступают в растения, накапливаются в них и угнетают их жизнедеятельность. В связи с чем оценена корреляционная зависимость содержания Рb и Сu  и всхожести тест-растений (длины корневой системы). Выявлена значимая отрицательная корреляционная связь межу показателями, которая  составляет -0,72-(-0,95).

Оценив фитотоксический эффект (ФЭ) по длине корней тест-растений, установили, что почвы лесопарка «Дружба» и станции юннатов не токсичны, слабая фитотоксичность обнаружена в точках №№ 2 и 5 (18,7% и 19,7%),  почвы ул. Мира и перекрестка на Суздальском проспекте – среднетоксичны (32,4% и 37,2%), у Химзавода – высокотоксичные почвы (50%).

Комплексная оценка экологического состояния почв города  на основании результатов химического анализа  и биодиагностики

На основании значений потери качества химических и биотических показателей установлено среднее их отклонение от фоновых значений. Показано, что состояние почв парковых зон  и станции юных натуралистов с низким уровнем загрязнения соответствует экологической норме. Почвы промышленной зоны  (точки №№ 1,3,4) с высоким уровнем загрязнения находятся в зоне экологического риска с переходом в зону деградации (табл. 4.5.).

Таблица 4.5.

Шкала оценки экологического состояния городских почв

Показатели, единицы измерения абсолютных величин	Отклонение показателей относительно фона (потери качества ОПС) у почвенных проб, %
1	2	3	4	5	6	7
pH	+24,3	+5,5	+24,3	+24,3	+13,6	+10,9	+5,5
Обменный аммоний, мг/кг	-13,8	-8,9	-48,3	-66,3	-33,9	+19,9	+10,2
Уреазная активность, ч	-71	-14,3	-57,1	-57,1	-14,3	+14,3	0
Фитотоксичность почвы (по длине корней овса посевного как наиболее чувствительного тест-объекта), мм	-68,6	-49,7	-75,1	-73,1	-50,9	+22,4	+10,5
Среднее отклонение от фона	От +24,3 до -51,1	От +5,5 до -14,3	От 24,3 до -60,2	От 24,3 до -65,5	От 13,6 до -32,8	От +10,9 до +22,4	От +5,5 до +10,5

Выводы и заключения

Таким образом, проведенные исследования показали, что в почвах города Владимира изменяется рН среды в сторону подщелачивания. В условиях городской среды почвы характеризуются низким содержанием NH4+ обм. – в 1,5-3 раза меньше показателей лесной зоны. В большинстве проб обнаружено повышенное содержание нитрат-ионов (азота нитратов),  обменного кальция и магния, подвижного фосфора. Исследованные почвы относятся к группе слабозасоленных.

Приоритетными загрязняющими веществами являются соединения свинца и меди. Происходит накопление тяжелых металлов, которые выявлены в количестве, превышающем их фоновое значение в большей части пробных площадок.

Быстрое нарастание активности уреазы отмечено  в почвенных образцах  точек №№ 1,3,4 ( с наибольшей степенью антропогенного воздействия). Показатели всхожести и длины корневой системы тест-растений снижается на 20-50% по сравнению с фоновыми значениями. Слабая фитотоксичность обнаружена в точках №№ 2 и 5, почвы ул. Мира и перекрестка на Суздальском проспекте – среднетоксичны, у Химзавода – высокотоксичные почвы.

Оценив экологическое состояние почвы города Владимира по 5-уровневой шкале оценки потери качества окружающей природной среды, выявлено, что почвы промышленной  и транспортной зон  (точки №№ 1,3,4) с высоким уровнем загрязнения находятся в зоне экологического риска с переходом в зону деградации.

Таким образом, использование комплекса физико-химических и биоиндикационных методов исследования позволяет интегрально и эффективно оценить экологическое состояние почвы различных территорий г. Владимира и степень нарушения почвенного покрова.

Список использованных источников

Аринушкина по химическому анализу почв / . – М.: Изд-во Московского ун-та, 1971. – 487 с. Аристовская – метод определения биологической активности почвы / , // Почвоведение. - 1989. - № 11. - С. 142 – 147. Бакина, Л. Г., , и др. К методике фитотестирования техногенно загрязненных почв и грунтов // Мат. межд. конф. «Экологические проблемы северных регионов и пути их решения» — Апатиты: Изд-во Кольского научного центра РАН, 2004, Ч.1. — С. 167–169. Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование: Учеб. пос. / Под ред. , . М.: Академия, 2007. Вальков : учебник для вузов / , , . – М.: ИКЦ «Март», 2004. Воронков общая, социальная, прикладная: Учебник для студентов высших учебных заведений. Пособие для учителей. - М.:Лгар, 1999 Герасимова почвы. Уч. пособие. Под ред. акад. РАН / , , . – М., 2003. 268 с. Ежегодный доклад  О состоянии окружающей среды и здоровья населения Владимирской области в 2015 году. - Выпуск 23. – Владимир, 2015. Забелина экологического состояния почвы городских рекреационных территорий на основании показателей биологической активности (на примере г. Владимира): дис. …канд. биол. наук: 03.02.08/; ВлГУ; науч. рук.   - Владимир 2014. , , Танких диагностика токсичности почв, загрязнённых нефтепродуктами / , , // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. -  Т. 14.- 2012.- №1(3). Загрязнение почвы [Электронный ресурс] - Эко-портал в России.  – Режим доступа:  http://ecology-of. ru/priroda/zagryaznenie-pochvy , Чугунова биотестирования почв с целью их экотоксикологической оценки/ , // Вестник Нижегородского университета им. . – 2009.- № 1. - с. 84–93. Методы оценки загрязнения почв [Электронный ресурс] - Научный-информационный журнал «Биофайл».  – Режим доступа: http://biofile. ru/bio/22188.html , , Ляндзберг экологического состояния почвы: практическое руководство/ Под ред. . – Изд.4-е, перераб. и дополн. – СПб.: Крисмас+, 2015. – 208 с. Проблемы Владимирской области, связанные с экологией [Электронный ресурс] - Эко-портал в России.  – Режим доступа:  http://ecology-of. ru/ekologiya-regionov/problemy-vladimirskoj-oblasti-svyazannye-s-ekologiej Пукальчик оценка городских почв  с применением «триадного» подхода (на примере г. Кирова): «автореф. дис. …канд. биол. наук: 03.02.08/ : : МГУ имени .- Москва, 2013. – 24 с. Строганова, почвы: генезис, классификация, функции / , , // Сб. «Почва, город, экология». - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1997. - С.15-88. Терехова почв: подходы и проблемы /В. Терехова// Почвоведение. – 2011. - № 2.- с. 190–198. Трифонова, оценка пространственно-временной динамики урбанизированной территории / , , . – Владимир: Изд-во Владим. гос. ун-та, 2010. – 78 с. Феоктистова экологического состояния почв урбанизированных территорий, загрязненных нефтепродуктами и тяжелыми металлами (на примере г. Владимира): автореф. дис. …канд. биол. наук: 03.02.08/ : ВлГУ.- Владимир, 2012. – 22 с. Функции почв в наземных экосистемах [Электронный ресурс] - Научный-информационный журнал «Биофайл».  – Режим доступа: http://biofile. ru/bio/22436.html Химический анализ почвы. Руководство по применению почвенных лабораторий и тест-комплектов /Под ред. к. х.н. . – СПб: «Крисмас+»,2015. Экологический атлас Владимирской области / Под общ. ред. . – Владимир: Изд-во Владим. гос. ун-та, 2007. – 92 с. Экологическое состояние почвы [Электронный ресурс] – Студопедия Ваша школопедия. – Режим доступа: http://studopedia. ru/18_46429_ekologicheskoe-sostoyanie-pochvi. html

       

Приложение

Фотоматериалы

       Фото 1. Лесопарк «Дружба», точка №7.

Фото 2. Остановка «Химический завод», восточная промзона города,

точка № 3.

Фото 3. Козлов вал, точка №5.

Фото 4. Станция юннатов «Патриарший сад», точка №6.

Фото 5. Отбор почвенных проб.

Фото 6. Приготовление почвенных вытяжек.

Фото 7. Определение в почвенных образцах содержания обменных кальция и магния.

Фото 8. Определение содержания нитратов в почвенных образцах.

       Фото 9. Анализ почвы на содержание подвижного фосфора, обменного аммония, нитратов.

Фото10. Работа с ФЭК по определению концентрации Р2О5.

Фото 11 . Кондуктометр DIST4.

 

   

Фото 12. Тест-системы  на определение содержания некоторых тяжелых метталов.

Фото 13. Учет показателей длины корневой системы овса посевного.

Фото 14.  Оценка уреазной активности почвы.