Семячкина И.В.

Российский университет дружбы народов, Россия

ФИТОРЕМЕДИАЦИЯ ПОЧВ ПРИДОРОЖНЫХ ТЕРРИТОРИЙ

Моя преддипломная практика была посвящена проблеме фиторемедиации почв придорожных территорий, загрязненных нефтяными углеводородами и тяжелыми металлами. Эта тема очень актуальна, так как данное загрязнение почвенного покрова является сейчас очень распространённым, особенно в крупных городах, а, как показывает мировая практика, одним из наиболее действенных приемов рекультивации почв являются технологии фиторемедиации. Фиторемедиация является одним из наиболее экологичных, быстрых и эффективных с экономической точки зрения методов восстановления нарушенных земель. Она позволяет не только устранить нефтяное и многие другие загрязнения, но и в сочетании с другими приемами рекультивации частично или полностью восстановить почвенное плодородие. Итак, что же такое фиторемедиация? Фиторемедиация – это комплекс методов очистки вод, грунтов и атмосферного воздуха с использованием зеленых растений. В этой технологии используются природные процессы, с помощью которых растения и ризосферные микроорганизмы деградируют и накапливают различные поллютанты. При отработке технологии фиторемедиации почв от нефтепродуктов и тяжёлых металлов основное внимание уделяется отбору растений, способных трансформировать совместно с симбиотическими микроорганизмами токсичную часть загрязнений, переводя их в менее подвижную и активную форму. Целью моего поиска среди многообразия литературных данных являлся подбор растения, которое эффективно могло бы использоваться для восстановления загрязнённых нефтепродуктами и тяжёлыми металлами почв. Доказано, что для фиторемедиации почв, загрязнённых тяжелыми металлами, могут использоваться: люцерна посевная, ива узколистная, эспарцет, бархатцы прямостоячие, ежа сборная, клевер, амарант, горчица, костер, ярутка горная, подсолнечник, рапс, сорго и т.д. В качестве фиторемедиантов при загрязнении почв нефтепродуктами используют следующие растения: костер, овсяница красная, мятлик луговой, райграс пастбищный, вика, осока обыкновенная, тростник южный, бархатцы прямостоячие, бобы кормовые, соя, сорго, дудник лекарствнный и т.д. [2]

Свой выбор я остановила на бархатцах прямостоячих (Tagetes erecta L.). Интерес к этому растению обусловлен его способностью к произрастанию в антропогенно-загрязненных условиях городской среды. Бархатцы активно используются для озеленения городов практически во всех географических зонах России. Помимо этого было доказана толерантность бархатцев к загрязнению тяжелыми металлами и способность к их аккумуляции. [1] Фотосинтетический аппарат бархатцев прямостоячих характеризуется устойчивостью к воздействию нефтяных углеводородов и тяжёлых металлов. Под их посевами восстанавливается ферментативная активность почвы и увеличивается численность ризосферных микроорганизмов. Кроме того семена бархатцев общедоступны и относительно недороги.

Для того, чтобы провести первую часть эксперимента, включающую в себя построение градуировочного графика для оценки эффективности очистки почв бархатцами прямостоячими, мне необходимо было найти недорогой индикатор загрязнения почв тяжёлыми металлами и нефтепродуктами, который можно было бы использовать в домашних условиях.

Я остановила свой выбор на методе биоиндикации с помощью лука репчатого (Allium cepa L.). Суть данного метода была изложена Dr. Geirid Fiskesjo (1985). Биотест обеспечивает быструю процедуру выявления химических и других загрязняющих агентов, которые могут представлять экологический риск. Наблюдения за особенностями корневой системы лука обыкновенного показало, что это растение является наиболее чувствительным к опасным влияниям экологических загрязнителей. Общий эффект количественно может быть определен измерением сдерживания прироста развивающейся корневой системы.

Методика проведения данного эксперимента следующая: 12 репчатых луковиц подготавливают удалением внешних чешуек и коричневатой нижней пластинки и помещают в пробирки, наполненные тестовыми жидкостями на 4 дня. Другую серию из двенадцати луковиц готовят так же и помещают в чистую воду или питательную среду с целью обеспечения контрольного прироста. Десять луковиц, которые окажутся наиболее развитыми в каждых сериях, выбирают для осмотра. На четвёртый день измеряют длину корневищ каждой луковицы и фотографируют серии.

Преимущества данного биоиндикатора очевидны: растения легки для хранения и ухода, широко распространены и недороги. Вообще, состояние хромосомы клеток растения - хорошее, поэтому обеспечивает высокое качество в контрольных условиях. Биотест Allium cepa является относительно быстрым, легким для выполнения, а также высокочувствительным и воспроизводимым.

Результаты проведенного эксперимента представлены в таблицах 1-3.

Таблица 1

Длина корней луковиц, высаженных в питательный и контрольный почвенные растворы

Почвенный раствор	Длина корней луковиц (см)
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	среднее значение
Плодородная почва + вода	6,5	9,5	7,6	10,6	6,9	7,8	11,2	10,3	7,9	9,5	8,78
Суглинистая почва + вода (контроль)	6,7	7,1	7,5	8,3	9,4	6,8	9,1	8,0	6,3	7,9	7,71

Таблица 2

Длина корней луковиц, высаженных в почвенный раствор, загрязнённый свинцом

Концентрация Pb	Длина корней луковиц (см)
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	среднее значение
5 ПДК	7,3	6,6	7,8	8,4	8,3	8,0	6,1	6,5	7,4	6,9	7,33
10 ПДК	5,9	7,9	7,7	6,7	5,8	7,0	6,3	7,5	6,8	6,3	6,79
15 ПДК	4,8	5,6	7,2	5,0	6,5	4,9	6,3	5,9	4,3	4,9	5,54

Таблица 3

Длина корней луковиц, высаженных в почвенный раствор, загрязнённый нефтяными углеводородами

Концентрация нефте-продуктов	Длина корней луковиц (см)
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	среднее значение
5 ПДК	8,1	7,9	7,7	8,6	6,8	7,5	6,5	7,9	8,3	7,2	7,65
10 ПДК	6,4	5,8	7,5	7,7	8,0	7,8	6,4	6,9	7,2	7,9	7,16
15 ПДК	5,1	7,6	7,7	5,3	5,5	5,8	4,9	6,4	5,8	6,7	6,08

Выводы: проведённый мною эксперимент можно считать успешным. Лук репчатый (Allium cepa) действительно может использоваться как биоиндикатор уровня загрязнения почв. Изменения длины корней растения соответствовали ожиданиям и подтвердили возможность применения данного метода биоиндикации для определения уровня загрязнения почвенного покрова тяжёлыми металлами и нефтяными углеводородами. Проведение эксперимента позволило мне получить необходимые для дальнейшей работы градуировочные графики. Полученные данные будут использоваться мною в дальнейшем для оценки эффективности очистки почв от тяжёлых металлов и нефтепродуктов с помощью бархатцев прямостоячих (Tagetes erecta L.).

Литература:

1. Пшенин В. Н. Актуальные вопросы оценки загрязнения почвенного покрова вблизи автомагистралей // Труды Всероссийского научно-практического семинара «Экологизация автомобильного транспорта», МАНЭБ. СПб., 2003. -C. 83—88.

2. Швец А.А. Фиторемедиация почв / А.А. Швец // Ломоносов – 2007: материалы XIV Междунар. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых/ МГУ им. М.В. Ломоносова. – М.: МАКС Пресс, 2007. – С. 85-86.