CC BY
20
УДК 632.95.024:504.73
ЕКОЛОГ1ЧНА ОЦ1НКА ЗАБРУДНЕННЯ ПРОДУКЦП РОСЛИННИЦТВА, ВИРОЩЕНО1 ПОБЛИЗУ АВТОШЛЯХ1В
Т. Ф.Яковишина к. с. -г. н.
Постановка проблеми. За свщченням експерив ВООЗ рiвень захворювання населення в промислово розвинених крашах на 60 % визначаеться неякiсним навколишнiм середовищем (забрудненням токсичними речовинами води, атмосферного говоря, продукцп рослинництва i тваринництва). Найбшьш небезпечним забруднювачем довкiлля е РЬ - елемент першого класу токсичносп, бiльшiсть сполук якого вщносять до протоплазматичних отрут. З грунту, акумулюючись в рослинах, свинець надходить до оргашзму людини, де може призводити до нервових розладiв, порушень функцп мозку та онкологiчних захворювань [1]. Кiровоградська область вiдноситься до областей з високим рiвнем онколопчно! захворюваностi, яка у 2006 р. склала 414,3 на 100 тис. населення проти 395,0 у 2005 р. (в Укра1ш в 2005 р. - 328,0).
Актуальшсть. Залежно вiд цiльового призначення рослинно! продукцп до не! пред'являеться цiлий ряд стандартних вимог, пов'язаних насамперед з оцшкою хiмiчного складу урожаю, вмютом токсикантiв, визначенням властивостей рiзних хiмiчних речовин, якi синтезуються i накопичуються в рослинах в процесi зростання i розвитку. Антропогеннi чинники викликають певнi порушення в обмiнi речовин живих органiзмiв, якi в свою чергу можуть призвести до надлишкового накопичення токсикантiв в продукцп рослинництва, зниженню бiохiмiчних показникiв якостi зерна, тобто до втрати врожаю сшьськогосподарських культур. Несприятлива екологiчна ситуацiя складаеться в районах де промислове виробництво (розповсюдження викидiв забруднюючих речовин в атмосферному пов^^ забруднення навколо автодор^) накладаеться на сiльськогосподарську дiяльнiсть [2]. Особливу небезпеку викликае поеднання автотрас iз сшьськогосподарськими угiддями.
Аналiз основних публжацш. Досить часто при вивченш токсичностi свинцю обмежуються його ступенем накопичення лею чи шшою сшьськогосподарською культурою. Процес транслокацп РЬ в рослину залежить вiд ступеня толерантност рослини (зовнiшнi та внутрiшнi захисш механiзми за Дж. Антоновичем (1977)) та хiмiчних властивостей самого елемента (юнний радiус, здатнiсть до комплексоутворення, валентшсть). Внаслiдок високо! мобiльностi та здатносп акумулюватися в живих оргашзмах РЬ може суттево порушувати метаболiзм, пригнiчувати рiст, розвиток i продуктившсть рослин [3]. Надходячи в зерно в надлишкових кiлькостях, РЬ порушуе баланс макро- та мiкроелементiв, наприклад, добре вiдомий антагонiзм мiж свинцем та цинком [4]. Однак, на жаль, дос досконало не вивчено токсичний вплив свинцю на бiохiмiчнi показники якостi зерна, адже елементи, що синергiчно або антагонiчно взаемоддать з РЬ, входять до складу хiмiчних сполук.
Тому головне завдання дослщжень полягало в екологiчнiй ощнщ якостi продукцп рослинництва отримано1 поблизу об'1зно1 автотраси навколо районного центру Добровеличювка Юровоградсько1 областi (поля ЧП "Мирошниченко М.М.").
Вмiст свинцю в грунту визначали на атомно-абсорбцiйному спектрофотометр^ рухомi форми в ацетатно-амонiйному витягу (рН 4,8). У рослинних зразках визначали азот, фосфор, калш за методом Пнзбург - Щегловою - Вульфiус; свинець - на атомно-абсорбцшному спектрофотометрi; бiлок - з використанням 1Ч експрес-аналiзатора "1нфратд".
Забруднення агроценозiв навколо автотраси вiдбуваеться внаслiдок викцщв вихлопних газiв автотранспорту при згоранш моторного палива. Вид палива та його яюсш характеристики впливають на стушнь повноти згорання, склад вщпрацьованих газiв, кiлькiсть i склад вуглеводшв, якi потрапляють до атмосфери за рахунок випаровування. Розглянемо традицiйнi види палива.
Бензин являе собою сумш рiдких вуглеводнiв (пептана, гексана, гептана, октана, нонана, декана) з температурою кишння 20-180 0С, а дизельне паливо - вуглеводнiв з довжиною ланцюга вщ С13 до 25, температура кишння яких лежить в iнтервалi 220-370 0С. Теоретично при згоранш палива в присутносп кисню повинш утворюватись лише двоокис вуглероду та вода:
СпН2П+2 + 02 = СО2 + Н2О,
де п - складае 5-10 для бензину та 13-25 для дизельного палива. В дшсносп продукпв згорання у вихлопних газах набагато бшьше (табл. 1). Причина цього нерiвноважнi умови
горшня палива, присутшсть в ньому рiзних домiшок (у тому числi оргашчних похiдних азоту та сiрки), яю зосталися при перегонцi нафти, а також додавання як антидетонатора тетраметил- та тетраетил свинцю [2]. Пщраховано, що в середньому викид на одну автомашину тетраетил свинцю становить 0,009 г на 1 км пробку.
Таблиця 1
Забруднююч1 речовини вихлопних газ1в автомобмв
Забруднюючi речовини Викид на одну автомашину, г/км пробку
СО 32,604
СНх 5,927
Окис азоту 1,852
Окис шрки 0,148
Тетраетил свинцю 0,009
Сажа 0,044
Всього 40,584
Грунт виступае як депо складування рiзних токсичних речовин. В результатi експлуатацп дороги (23 роки) значна частина викцщв тетраетилсвинцю була акумулювана прилеглими до автотраси грунтами.
В природних умовах валовий вмют свинцю в чорноземi звичайному складае 30,4-31,1 мг/кг, а рухомих форм - 0,05-0,10 мг/кг. В орних землях, що прилягали до автомагiстралi навколо районного центру Добровеличювка валовий вмiст свинцю перевищував норми ГДК в 1,1-2,1 рази (табл. 2).
Таблиця 2
Забруднення РЬ грунту, мг/кг
Вщстань вщ автомагютрал^ м Вмют Р ь в грунп
валовi форми рухомi форми
10 68,4 14,03
20 59,1 8,11
30 46,0 3,98
40 41,7 1,17
50 35,7 0,86
60 33,2 0,54
70 27,0 0,22
гдк 32,0 6,0
НСР0 95, мг/кг 0,9 0,17
Р, % 0,24 0,76
З вщдаленням вщ лшшного джерела викидiв концентращя свинцю помiтно знижувалась i досягала ГДК на вщсташ 60 м. Звертае на себе увагу висока рухомють токсиканта, яка складала 0,8-20,5 % вщ валового вмiсту, в природних умовах цей показник значно нижчий 0,16-0,32 %. Вщомо, що тшьки рухомi форми свинцю завоюються рослинами, тобто представляють реальну загрозу забруднення грунту.
На полях поблизу об'1зно1 автотраси навколо районного центру Добровеличювка Юровоградсько! областi в 2006 р приватний пiдприемець Мiрошниченко М.М. вирощував ярий ячмiнь сорту Прерiя. Рослини, вирощенi на забрудненому грунп (10-50 м вiд дороги), мали св^ло-зелене забарвлення, бiльш вузьке, iз сухими краями, листя та ютотно вiдставали в ростi й розвитку в порiвняннi з рослинами, що знаходились на вщсташ бшьш шж 50 м. Загальним показником ф^отоксичносп свинцю був хлороз, подiбний тому, що виявляеться при недолiку Бе. Негативний наслiдок токсично! ди полягав в уповшьненш проходження рослинами окремих етапiв органогенезу, що в сполученш з недостатнiм зволоженням грунту (сума опадiв за вегетацiйний перiод 196,2-283,4 мм) i генетичними особливостями вивчаемо! в дослiдi культури не дало можливост сформуватися високiй врожайностi зерна. Колосся вщбране ближче до автотраси було коротшим по довжiнi, мало меншу кiлькiсть зерен (табл. 3).
Таблиця 3
Структура врожаю зерна ярого ячменю
Вщстань вiд Довжина колоса, Кшьюсть зерен в Маса 1000 зерен,
автомагiстралi, м см колосу шт г
10 6,5 17 43,5
20 6,7 19 44,0
30 6,8 20 46,1
40 7,0 22 47,3
50 7,4 24 48,6
60 7,7 23 50,4
70 8,0 25 51,7
НСР095 0,1 1 1,2
Р, % 0,33 0,47 0,88
Забруднення грунту свинцем сприяло значному зниженню врожайносп ярого ячменю сорту Прерiя (до 23 % на вщсташ вiд дороги 10-20 м), що пов'язано з його порiвняно невеликим термiном вегетацп, складом рН ексудаив, особливостями будови коренево! системи, яка проникае в грунт на невелику глибину - усього на 50-70 см, а отже, бшьш штенсивним поглинанням РЬ2+ з верхнього шару грунту. Врожайшсть на вщсташ 60-70 м складала 24,7 ц/га, що е типовим для Ившчного Степу Украши.
Ярий ячмшь, у силу сво!х генетичних особливостей, виносив з грунту значну кшьюсть РЬ. Високоврожайнi сорти до яких вiдноситься сорт Прерiя, який вишвае на сво!х полях Мирошниченко М.М., не тшьки добре сприйнятливi до шдвищення рiвня мiнерального живлення, але i бiльш чуттевi до токсично! ди ВМ (табл. 4).
Таблиця 4
Забруднення свинцем зерна ярого ячменю
Вщстань вщ автомапстрал^ м Вмют Pb в зерш ярого ячменю, мг/кг
10 3,05
20 2,88
30 2,14
40 1,26
50 0,53
60 0,31
70 0,25
гдк 0,36
НСР0 95, мг/кг 0,08
Р, % 1,04
Мiж вмютом свинцю в зерш ярого ячменю i валовими формами в грунту було встановлено залежшсть, яка задовшьно описувалась рiвнянням регресii (полiном другого порядку):
Pb3 = -0,0008Pbr2 + 0,1599Pb - 3,7901
Pb3 - вмiст свинцю в зернi ярого ячменю, мг/кг;
Pbr - вмiст валових форм свинцю в грунтi, мг.кг.
Накопичення свинцю зерном ярого ячменю приводило до шдвищення зольност за рахунок нагромадження катiонiв Pb2+. Встановлено збшьшення вмiсту нiтратiв, хоча i в межах ГДК, це зумовлюеться зниженням активностi грунтових ферментiв свинцем i пiдвищенням концентрацii нiтратiв у забрудненому грунт1, а також бiлка, як вщомо, останнiй приймае участь у детоксикаци ВМ, якi надходять у рослинну клггину (табл. 5). Ситуащя, що склалася в забрудненому грунт свiдчить про порушення процесiв трансформаци азотмiстячих сполук (амонiфiкацii, нiтрифiкацii та дештрифшаци), тобто колообiгу азоту. Незначне шдвищення вмюту Р2О5 i К2О, хоча в деяких випадках в межах помилки дослщу, можна пояснити рiзними типами взаемоди мiж свинцем та цими елементами за В.В.Степанком (2003). В випадку з калiем, Pb спричиняе синергитичний вплив на надходження в рослини ярого ячменю елеменлв сусiднiх груп (I та III). Що стосуеться фосфору, то метали - елементи з незаповненою
зовшшньою оболонкою, сприяють пiдвищеному надходженню елемеипв груп, зовнiшня оболонка яких добудовуе оболонку перших до заповнено! [4].
Таблиця 5
Бюх1м1чм показники якост1 зерна ярого ячменю
Вщстань вщ Бшок, Штрати, Р2О5, К2О,
автомапстрал^ м % мг/кг % %
10 8,96 37,9 1,049 1,614
20 8,94 37,9 1,048 1,611
30 8,93 37,8 1,045 1,610
40 8,91 37,6 1,045 1,608
50 8,91 37,4 1,044 1,605
60 8,88 37,1 1,042 1,604
70 8,87 37,0 1,041 1,603
НСР095 0,02 0,1 0,001 0,001
Р, % 0,71 0,63 0,89 0,95
Стосовно шших бiохiмiчних показниюв якостi зерна (жир, крохмаль, клiтковина) будь-яких закономiрностей виявити не вдалося.
Висновки. Визначено стушнь забруднення грунту та продукци рослинництва в залежностi вщдалення вiд об'!зно1 автотраси навколо районного центру Добровеличювка Юровоградсько! областi. Отримано рiвняння регреси зниження вмiсту РЬ в зернi ярого ячменю сорту Прерiя вiд рiвня забруднення грунту цим полютантом, яке задовiльно описувалось полшомом другого порядку. Встановлено шдвищення зольностi, збiльшення вмiсту нiтратiв, бшку фосфору i каляю в зерш ярого ячменю. На вiдстанi менш нiж 50 м вiд автомагiстралi не рекомендовано вирощувати сiльськогосподарську продукщю.
ВИКОРИСТАНА Л1ТЕРАТУРА
1. Зербино Д.Д. Поспишиль Ю.А. Хроническое воздействие свинца на сосудистую систему: проблема патологии // Архив патологии. - 1990. - № 7. - С. 70-73.
2. Лозановская И. Н., Орлов Д, С., Садовникова Л. К. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении: Учеб. пособие для хим., хим.-технол. И биол. спец. вузов. -М.: Высш. шк. - 1998. - 287 с.
3. Парибок Т.А. Загрязнение растений металлами и его эколого-физиологические последствия. Растения в экстремальных условиях минерального питания: Эколого-физиологические исследования. - Л.: Наука, 1983. - 176 с.
4. Степанок В.В. Влияние комплексов техногенных элементов на химический состав сельскохозяйственных культур. - Агрохимия. - 2003. - № 1. - С. 50-60.
УДК 632.95.024:504.73
Еколопчна ощнка забруднення продукцп рослинництва, вирощеноТ поблизу автошляхiв / Т.Ф.Яковишина // Вiсник ПридншровськоТ державно'1 академп будiвництва та архiтектури. - Дншропетровськ: ПДАБА, 2008. - № . - С. . - табл. 5. - Бiблiогр.: (4 назв.).
Проведена еколопчна ощнка якост продукци рослинництва, отримано! поблизу автомапстраль Встановлено токсичний вплив свинцю на яюсть зерна ярого ячменю: шдвищення зольност^ надлишкове накопичення нiтратiв, збшьшення вмюту бiлку, фосфору та калда.
