БИОТЕСТИРОВАНИЕ ПОЧВ СТАРОКУЛАТКИНСКОГО РАЙОНА

Выполнили: Бичурина Дарьяна Насырова Юлия Ахмеров Алмаз   Научный руководитель: Иванова Оксана Владиславовна учитель биологии

Объект: почваПредмет: токсичность почвенного покрова и уровень кислотности исследуемых образцов почвы.Цель: определить при помощи пророщенного репчатого лука содержание тяжелых металлов в почве.А также при помощи мини-экспресс лаборатории «ПЧЁЛКА-У»уровень кис лотности рН в почве.Для достижения поставленной цели потребовалось решение следующих задач: 1. Изучить источники и виды загрязнения почв.2. Выбрать метод биотестирования токсичности почвенного покрова с различным по интенсивности автотранспортным и промышленным воздействием с помощью растительной тест-системы и определение кислотности почвы. 3. Проведение экспериментальных исследований, определяющих-токсичность почвы-кислотность почвыМетоды исследования: метод растительных тестов, лабораторный анализ – определение кислотности почвенной вытяжки и оценка кислотности почвы. Математическая обработка данных.Анализ результатов, выводы.

Актуальность темы

Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере. Важнейшее значение почв состоит в аккумулировании органического вещества, различных химических элементов, а также энергии. Почвенный покров выполняет функции биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязнений, а так же почве отведена важнейшая роль в жизни общества, так как она представляет собой источник продовольствия, обеспечивающий 95-97 % продовольственных ресурсов для населения планеты. Оценку способностей почвы выполнять функции, обеспечивающие стабильность отдельных биоценозов и биосферы в целом получают при помощи специальных методов исследования загрязненных почв.

Источники поступления загрязнений в почву:

•С атмосферными осадками. Большинство из них не просто растворяются, а образуют химические соединения с водой, имеющие кислотный характер.

•Осаждающиеся в виде пыли и аэрозолей. Такие загрязнения можно наблюдать визуально, например, вокруг котельных зимой снег чернеет, покрываясь частицами сажи.

•Мусором, выбросами, отвалами, отстойными породами. •Тяжёлыми металлами. Наиболее распространённое автомобильное топливо -

бензин - содержит очень ядовитое соединение - тетраэтилсвинец, содержащее тяжёлый металл свинец, который попадает в почву. Из других тяжёлых металлов, соединения которых загрязняют почву, можно назвать Cd (кадмий), Cu (медь), Cr (хром), Ni (никель), Co (кобальт), Hg (ртуть), As (мышьяк), Mn (марганец).

•Пестицидами. Эти химические вещества в настоящее время широко используются в качестве средств борьбы с вредителями культурных растений и поэтому могут находиться в почве в значительных количествах.

•Радиоактивными веществами. Радиоактивные соединения стоят несколько обособленно по своей опасности, прежде всего потому, что по своим химическим свойствам они практически не отличаются от аналогичных не радиоактивных элементов и легко проникают во все живые организмы.

Загрязнение – привнесение в какую-либо среду или возникновение в ней новых, обычно не характерных для нее физических, химических или биотехнических агентов или превышение в рассматриваемое естественного среднемноголетнего уровня (в пределах его крайних колебаний) концентрации перечисленных агентов в среде.

Токсичность – (toxicity) – ядовитость, способность некоторых химических веществ оказать вредное влияние на организмы, поражать их свойство химических веществ проявлять или оказывать летальное действие на живые организмы .Исходя из этих определений, почва может быть сильно загрязненной, но не токсичной или слаботоксичной или наоборот, слабозагрязненной, но сильно токсичной. При этом огромную роль играют тяжелые металлы.

Методика проведения исследования токсичности почв  Биотестирование – один из приемов исследования в области токсикологии, используемых с целью установления степени токсического действия химических, физических и биологических неблагоприятных факторов среды, потенциально опасных для живых компонентов экосистемы. Биотестирование дает возможность получить интегральную токсикологическую характеристику природных сред независимо от качественного и количественного состава загрязняющих веществ.

Биологический объектВ качестве фитотест – системы мы использовали лук репчатый - по чувствительности приближается к культуре клеток человека. Тест используется для скрининга химических веществ, составляющих риск для окружающей среды

Схема биотестирования

отбор проб почвы

приготовление водных вытяжек почв

посадка луковиц в водную вытяжку для 14 дневной экспозиции

Класс токсичности Индекс токсичности тестируемой среды Примечание

VI-стимуляция;ЗначительнаяВыраженнаяЗаметнаяСредняяСлабая

>1,601,50 – 1,601,501,11 – 1,401,10

Фактор оказывает стимулирующее действие на тест – объекты, величина тест – реакции в опыте превышает контрольное значение

V - норма 0,91 – 1,00

Фактор не оказывает существенного влияния на развитие тест – объектов, величина тест – реакции находится на уровне контрольного значения

IV – низкая токсичность 0,71 – 0,90 Разная степень сниженияIII – средняя токсичность 0,50 – 0,70 Величина тест – реакции

в опыте

II – высока токсичность < 0,50 По сравнению с контролем

I- сверхвысокая токсичность, взывающая гибель тест - объекта

Среде не пригодна для жизни тест - объекта

Наблюдается гибель тест - объекта

Шкала токсичности тестируемого фактора (VI классов) .

Пункт исследования Авто / в час Авто / в минуту

№1 автозаправка 162 9№2 центр,около детского парка 346 12

№3 пришкольный участок 12 2

Особенно важно учитывать стимулирующий эффект тест – реакции при биотестировании ландшафтов около транспортных магистралей, где под воздействием техногенного прессинга возникают «целые букеты» различных концентраций тяжелых металлов . Выбранные участки исследования характеризуются неодинаковой интенсивностью движения автотранспорта .

Интенсивность движения автотранспорта в исследуемых частях рабочего поселка

№ пункта Длина корнейЛук**

№1 1,15 1,18 1,78№2 0,6 0,18 1,34№3 0,5 0,15 1,23** - после, 4, 7 и 14 – дневного экспонирования соответственно

По итогам биотестирования, используя шкалу токсичности тестируемого фактора

в модификации, произведен расчет индексов токсичности почвы для каждой тест – реакции и каждого пункта.

Индексы токсичности вытяжек для тест – реакций

Кислотность почвы- важный экологический фактор, определяющий условия жизнедеятельности почвенных организмов и высших растений, а так же аккумуляцию и подвижность загрязнителей в почве. При высокой кислотности угнетается рост и развитие многих сельскохозяйственных культур , подавляется жизнедеятельность микроорганизмов. При высокой кислотности почвы необходимо проводить её известкование. Кислотность почвы определяют , измеряя величину рН солевой вытяжки. В зависимости от величины рН почва может быть кислой, нейтральной или щелочной.

№ пробы Место отбора пробы

рН вытяжки Оценка кислотности почвы

1. Поле ,около автозаправки

рН 4 сильнокислая

2. Детский парк, около администрации

рН 6 слабокислая

3. Пришкольный участок

рН 7 нейтральная

Мы протестировали на кислотность 3 образца почвы с трех участков р.п.Старая Кулатка. Использовали для тестирования почвы на р.Н -мини-экспресс лабораторию «ПЧЁЛКА-У». Приготовив почвенную вытяжку из трёх образцов почвы , налили в пробирки до 5 мл. и капнули 3-5 капель раствора индикатора. Опустив тест-полоску индикатора в пробирку определили следующее:

Проведённое определение токсичности и кислотности почвы на различных участках позволяет сделать следующие выводы : Степень токсичности почвы с разной техногенной нагрузкой различна : наибольшая- зона –центр р. п Старая Кулатка ; наименьшая на пришкольном участке.Степень кислотности почвы: сильнокислая – около автозаправки, слабокислая в центре, нейтральная на пришкольном участке.Данные исследования необходимо продолжать для последующего наблюдения за изменением токсичности и кислотности почвы.

Проведение системной работы в этом направлении позволит

•Выявить местную тенденцию изменения токсичности почвы (снижается, возрастает, не изменяется)•Оценить скорость и характер локальных изменений токсичности почвы на конкретных участках.•Оценить скорость самоочищения почвы•Прогнозировать изменение экологической ситуации при изменении техногенной нагрузки.•Определить повышение или снижение рН (кислотность) почв р.п.Старая Кулатка.

Вывод

Проанализировав полученные данные, мы пришли к выводу, что на природную среду рабочего поселка Старая Кулатка и других районов идет воздействие антропогенного характера, вследствие этого происходит ухудшение ее состояния. Это сказывается на процессах жизнедеятельности растений. Так же мы убедились, что почва является одним из важных условий роста и развития растений, поэтому она нуждается в особом бережном отношении. В ходе проведённой работы отобраны методики, которые позволят вести комплексный мониторинг состояния почвенного покрова населённого пункта.