Разработка методики оценки состояния окружающей среды с помощью растений

Разработка методики оценки состояния окружающей среды с
помощью растений
Цель данного проекта является разработка методики оценки загрязнения
окружающей среды с использованием растений.
Актуальность выбранной темы обусловлена тем, что существует множество
антропогенных влияний на окружающую среду: загрязнение нефтью, организация свалок,
выбросы и сбросы промышленных предприятий, автотранспорт - это негативно
отражается не только на природном ландшафте, но и на обитателях этих мест, в
частности, на растениях.
Анализ литературных данных показал необходимость разработки методики оценки
состояния окружающей среды с использованием растений, т.к. зарубежные аналоги
данной работы существуют, однако в России такой методики пока не разработано.
В качестве объектов исследовании были выбраны такие растения, которые
являются наиболее многочисленными группами и не прихотливы к условиям почвенной
среды: тысячелистник, лопух, подорожник, клевер, крапива. Растительные и почвенные
образцы были взяты с территории автомобильной газовой заправочной станции (АГЗС), с
территории автомобильной мойки, котельной и с территории, прилегающей к
автомагистрали. Все образцы отбирались в Парабельском районе Томской области. Почвы
данного района являются подзолистыми и дерново-подзолистыми, имеют различный
состав – от песчаного до легкосуглинистого. Гумус в подзолистых почвах накапливается
медленно, питательные вещества, необходимые для растений, вымываются атмосферными
осадками вглубь земли. Содержание гумуса колеблется от 1-1,5 % до 6-7% (Непряхин,
1977; Система …, 1986, Дюкарев, 1991). Дерново-подзолистые почвы формируются под
покровом смешанных хвойно-лиственных и сосновых лесов с хорошо развитым моховотравянистым покровом, а так же под вторичными березово-осиновыми лесами. Дерновоподзолистые почвы наиболее плодородны, содержание гумуса до 6-7% (Дюкарев, 1991;
Почвенная…, 1987).
Были поставлены следующие задачи:

Анализ различных антропогенных факторов, оказывающих
воздействие на объекты природной среды Западной Сибири;

Проведен анализ почв, подверженных антропогенному
воздействию;

Определение наиболее устойчивых к загрязнению окружающей
природной среды растений;
Оценка перспективы их использования в качестве

биоиндикаторов загрязнения окружающей среды и возможность
рекультивации почв с использованием данных растений.
К настоящему моменту проведена следующая работа:
Изучены интегральные характеристики почв, подверженных

антропогенному воздействию (рН, влажность, состав);
Исследована зола растений на содержание ионов железа и серы.

Полученные данные представлены в таблицах 1, 2 и 3, 4.
Была проведена оценка нагрузки территорий, с которых отбирались
исследуемые образцы почв и растительные образцы.
Таблица 1.
Результаты подсчета автомобилей на территории АГЗС, автомойки,
котельной и территории, прилегающей к проезжей части.
Вид
Время, ч
АГЗС
Автомойка
Котельная
Автомагистраль
Легковые
автомобиля
8–9
24
10
26
174
12 – 13
45
24
32
160
18 – 19
13
17
20
162
8–9
2
2
5
8
12 – 13
4
4
7
4
18 – 19
3
0
3
10
8–9
6
0
0
4
12 – 13
4
5
2
2
18 – 19
10
7
0
2
111
69
95
526
Грузовые
Автобусы
Итого
Анализируя данную таблицу, можем сделать вывод, что наибольшая
нагрузка приходится на территорию, прилегающую к автомагистрали (всего 526
автомобилей) и территорию вблизи газовой заправки (111 автомобилей). Тогда
как на участках около автомойки и котельной нагрузка составляет около 69 и 95
автомобилей соответственно.
Была определена кислотность образцов почвы, на которых произрастали
исследуемые виды растений. Определялась кислотность водной почвенной
вытяжки и солевой почвенной вытяжки. Результаты приведены в таблице 2.
Таблица 2.
рН почвенной водной и солевой вытяжки.
Почва
pH водной вытяжки
рН солевой вытяжки
Автомойка (0-10 см)
5,84
6,46
Автомойка (10-20 см)
6,22
6,86
АГЗС (0-10 см)
6,67
7,06
АГЗС (10-20 см)
6,70
7,21
Котельная (0-10 см)
7,02
6,78
Котельная (10-20 см)
6,63
7,11
Обочина (0-10 см)
6,27
5,40
Обочина (10-20 см)
5,76
4,04
По данной таблице, можем сделать вывод, что более кислые почвы на территории,
прилегающей к проезжей части, рН водной почвенной вытяжки отличается от рН других
образцов на единицу, а рН солевой почвенной вытяжки почти на три единицы ниже.
В таблице 3 приведены результаты определения содержания карбонатионов, сульфат-иоов и ионов железа в исследуемых почвенных образцах.
Таблица 3.
Содержание карбонат-ионов, сульфат-ионов и ионов железа в почвенных образцах.
Почва
Автомойка(0-10см)
Содержание ионов
Карбонат-ионы
Сульфат-ионы
Ионы железа
Низкое содержание
Сотые доли
Не определено
процента
Автомойка(10-20см)
Низкое содержание
Сотые доли
Не определено
процента
АГЗС(0-10см)
АГЗС (10-20см)
Котельная(0-10см)
Значительное
Тысячные доли
содержание
процента
Значительное
Несколько десятых
содержание
процента
Не определено
Сотые доли
процента
Низкое содержание
Низкое содержание
Не определено
Котельная(10-20см)
Низкое содержание
Сотые доли
Не определено
процента
Обочина(0-10см)
Низкое содержание
Тысячные доли
Низкое содержание
процента
Обочина(10-20см)
Очень низкое
Сотые дол
содержание
процента
Низкое содержание
По данным представленным в таблице 3 можем сделать вывод, что самое
высокое содержание сульфат-ионов, карбонат-ионов и ионов жезеза содержится в
почвах на территории АГЗС и в образцах с территории, близ проезжей части.
В таблицах 4 и 5 отображены результаты определения содержания ионов
железа и ионов серы в растительных образцах, взятых с исследуемых территорий.
Таблица 4.
Содержание ионов металлов в образцах растений, взятых с территории
котельной и АГЗС
Растение
Содержание ионов
Содержание ионов
железа
серы
Котель
АГЗС
Котельная
АГЗС
>0,1мг/л
Не
Очень
определено
низкое
ная
Клевер
>0,1мг/л
содержани
е
Подорожник
~0,1мг/л
>0,1мг/л
Не
Очень
определено
низкое
содержани
е
Крапива
Лопух
<0,1мг/л
>0,1мг/л
>0,1мг/л
>0,1мг/л
Не
Не
определено
определено
Очень
Не
малое
определено
содержани
е
Тысячелистн
<0,1мг/л
~0,1мг/л
ик
Не
Не
определено
определено
Таблица 5.
Содержание ионов металлов, в образцах растений взятых с территории
автомойки и обочины дороги
Растение
Содержание ионов
Содержание ионов
железа
Автомойк
серы
Обочина
Автомойка
Обочина
~0,1мг/л
Не
Очень
определено
низкое
а
Клевер
> 0,1 мг/л
содержани
е
Подорожник
____
>0,1мг/л
____
Очень
низкое
содержани
е
Крапива
~ 0,1мг/л
>0,1мг/л
Не
Не
определено
определен
о
Лопух
> 0,1 мг/л
>0,1мг/л
Не
Низкое
определено
содержани
е
Тысячелистни
~ 0,1 мг/л
к
_____
Не
_____
определено
На основании результатов приведенных в таблице 4 и 5, можем сделать
вывод, что устойчивыми к антропогенному воздействию являются лопух и клевер,
так как содержание ионов железа достигает 0,1 мг/л или превышает данный
показатель. А содержание ионов серы в данных видах растений довольно мало,
тогда как в других, подорожник, тысячелистник и крапива, содержание таких
ионов вообще не определилось.
Заключение:

Почвы, вблизи проезжей части обладают повышенной
кислотностью;

Самое высокое содержание сульфат-ионов, карбонат-ионов и
ионов железа в почвах на территории АГЗС;

Растительные образцы с территории АГЗС и с территории,
прилегающей к проезжей части содержат большее количество ионов, по
сравнению с другими образцами. Это связано с тем, что почвы с этих
территорий обладают повышенной кислотностью, что способствует переходу
металлов в ионную форму, которая легко усваивается растениями;

Лопух и клевер оказались самыми устойчивыми к
антропогенному воздействию.
В дальнейшем планируется провести исследования золы растений на
содержание ионов тяжелых металлов, а так же создание искусственного
загрязнения химическими поллютантами, такими как: тяжелые металлы,
углеводороды, ряд веществ, поступающих от предприятий химической, нефтяной и
газовой промышленности.
Полученные данные могут быть использованы для создания методики очистки
загрязненных земель Томской области с использованием растений - биоиндикаторов.