CC BY
44
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
УДК 631.453; 574.24
ЭКОТОКСИКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПОЧВ ПРИДОРОЖНЫХ ТЕРРИТОРИЙ ЛЕНИНГРАДСКОГО ШОССЕ МЕТОДОМ ЛАБОРАТОРНОГО ФИТОТЕСТИРОВАНИЯ
О.В. Николаева, О.А. Чистова, Н.Н. Панина, М.С. Розанова
Проведена экотоксикологическая оценка почв придорожных территорий участка Ленинградского шоссе методом лабораторного фитотестирования с использованием двух тест-культур. Исследования осуществляли по трансекте длиной 300 м, заложенной перпендикулярно к автомагистрали. Токсичность почв, определяемая по подавлению параметров роста Lepidium sativum L. (кресс-салат) и Hordeum vulgare L. (рожь), выявлена на большей части изучаемой территории и характеризуется бимодальным распределением: она максимальна на расстоянии нескольких метров от автомагистрали (опасно и умеренно токсичные почвы), резко снижается в 7 м от нее и снова постепенно нарастает к концу зоны исследования (умеренно токсичные почвы). Степень фитотоксично-сти дифференцируется в зависимости от варианта используемой тест-культуры: H. vulgare обладает меньшей чувствительностью к поллютантам и не выявляет токсичность на участке 7—25 м от шоссе, в то время как L. sativum обнаруживает ее на всей исследованной территории. Среди тест-параметров наиболее чувствительны к поллютантам показатели «длина корня» и «длина проростка», а «всхожесть семян» оказался не информативным.
Ключевые слова: экотоксикологическая оценка, фитотестирование, токсичность, рожь, кресс-салат, длина корня, длина проростка, всхожесть семян, автомагистраль, дорога, придорожная территория, почва, нефтепродукты, хлориды.
Введение
Высокая плотность дорожной сети и интенсивные транспортные потоки — неотъемлемая характеристика современных урбоэкосистем. Почвы и грунты вдоль транспортных магистралей являются зонами повышенного экологического риска, так как в них поступает широкий спектр загрязняющих веществ (ЗВ), связанных с эксплуатацией автотранспорта. Доминирующие поллютанты придорожных территорий — нефтепродукты (НП), сажа, тяжелые металлы (ТМ), полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), соли противогололедных реагентов (ПР). Их образование обусловлено неполным сгоранием автомобильного топлива (ПАУ, сажа) и его утечками (НП); коррозией корпусов транспортных средств, радиаторов и тормозных колодок (ТМ); истиранием и пылением шин при взаимодействии с дорожным полотном (ТМ, ПАУ) [13]. Применение ПР на дорогах и прилегающих территориях обусловливает солевое загрязнение почв. ПАУ и ТМ являются высокотоксичными соединениями по отношению к живым организмам, обладают низкой скоростью деградации и сохранностью в почвах в течение многих лет. НП в основном влияют опосредованно на живые организмы, изменяют физические и химические свойства почв: плотность, влажность, воздушный и окислитель-
но-восстановительный режим. Высокие концентрации солей ПР способны вызывать некроз тканей растений и их гибель [15].
Классический способ экологической оценки почв транспортных зон, основанный на количественных показателях загрязнения, таких как предельно допустимые концентрации (ПДК), предельно допустимые уровни (ПДУ), имеет ряд недостатков: 1) трудоемкую аналитическую идентификацию широкого спектра поллютантов различных классов; 2) отсутствие установленных нормативов для ряда соединений; 3) невозможность учета эффекта комбинированного действия поллютантов и появления новых токсичных соединений в процессе трансформации поступивших в почвы ЗВ. Альтернатива количественных оценок содержания поллютантов — биотестирование, по результатам которого можно дать интегральную оценку экологического состояния почв.
Один из методов биотестирования для оценки почв урбоэкосистем — фитотестирование [1, 11]. Оно основано на чувствительности растений (тест-культур) к экзогенному воздействию, что отражается на их ростовых и морфологических характеристиках (тест-параметрах): всхожести семян, длине корня, длине проростка (надземная часть растения), биомассе растения. О токсичности исследуемого объекта судят по снижению количественных ха-
1,2,7 м 25 м 50 м 175 м 300 м
Рис. 1. Схема исследуемой территории: 1 — обочина дороги (растительность отсутствует); 2 — ложбина с двумя рядами защитных лесополос; 3 — пахотное поле с посевом многолетних трав; 4 — защитная лесополоса между полями
рактеристик тест-параметров относительно контрольного варианта — незагрязненной почвы [12]. Высокая информативность, хорошая сохранность тест-культур, удобство реализации и экспрессность метода обусловливают повышенный интерес к его использованию, что отражается в экспоненциальном росте публикаций с применением лабораторного фитотестирования за последние 20 лет.
Почвы и грунты транспортных зон пользуются повышенным вниманием исследователей во всем мире в связи с их экологической опасностью и сопряженными рисками для здоровья людей. Подобные работы в нашей стране направлены преимущественно на мониторинг количественного содержания ЗВ, а исследования с применением методов фитотестирования для экотоксикологической оценки почв придорожных территорий малочисленны и реализованы в упрощенном варианте с использованием одной тест-культуры, в то время как международные стандарты предписывают не менее одного однодольного и двудольного растения одновременно [8].
Цель работы — оценка экотоксичности почв придорожных территорий на примере участка Ленинградского шоссе в Московской обл. методом лабораторного фитотестирования, реализация которого основана на международных рекомендациях и одновременном использовании двух тест-культур.
Объекты и методы исследования
Исследования проводили в Солнечногорском р-не Московской обл. на территории Учебно-опытного почвенно-экологического центра МГУ «Чаш-никово». Район характеризуется умеренно-континентальным климатом, отличающимся от Москвы чуть более низкой среднегодовой температурой и большим количеством выпадающих осадков. Сред-
негодовая температура составляет 3,2°, среднегодовое количество осадков — 650 мм, преобладающие ветры — западные.
Изучали почвы и грунты вдоль Ленинградского шоссе, являющегося частью федеральной трассы М10, соединяющей Москву и Санкт-Петербург (25 км от МКАД). В этом месте автотрасса имеет две полосы движения в каждую сторону и пропускную способность 48 600 транспортных средств в сутки.
Объект исследования — поверхностный слой почв (0—3 см), испытывающий максимальную антропогенную нагрузку. Перпендикулярно шоссе была заложена трансекта длиной 300 м, на которой на расстоянии 1, 2, 7, 25, 50, 175, 300 м отдо-рожного полотна выделили экспериментальные площадки размером 0,5 х 0,5 м. Отбор проб осуществляли в мае 2017 г. после весеннего снеготаяния. На каждой площадке с помощью лопаты снимали поверхностный слой почв, высушивали на воздухе при 20—25° в темном помещении, перемешивали, просеивали через сито с диаметром отверстий 2 мм и хранили в стеклянной посуде без доступа света при комнатной температуре.
Ландшафт исследуемой территории вдоль тран-секты по мере удаления от Ленинградского шоссе меняется следующим образом: в непосредственной близости от дороги, на обочине (0—2 м), растительность отсутствует (рис. 1,1); обочина сменяется ложбиной (2—50 м), в которой находятся два ряда защитных лесополос, представленных березой и лещиной (рис. 1,2); далее расположено поле с посевом многолетних трав (50—300 м), а территория постепенно повышается по мере удаления от второй лесополосы (рис. 1, 3); в конце поля находится третья лесополоса из березы и лещины (рис. 1, 4 ). В течение 10 лет на поле выращивают бобово-злаковую смесь без применения удобрений, распашка проводится ежегодно.
Почвенный покров района представлен хемо-техноземами в зоне обочины (0—2 м от дорожного полотна), подзолисто-глееватыми (7—25 м) и окультуренными дерново-подзолистыми (50—300 м) почвами.
Фитотестирование осуществляли с одновременным использованием двух тест-культур: однодольной — ржи (Hordeum vulgare L.) и двудольной — кресс-салата (Lepidium sativum L.). Выбор обусловлен их доказанной чувствительностью к широкому спектру поллютантов, благоприятными условиями роста на зональных почвах в климатических условиях Московской обл., а также тем, что обе культуры входят в список рекомендованных на международном уровне (представлены в методиках OECD [19] и USEPA [18]) растений для использования в лабораторном фитотестировании. Контролируемые параметры роста и развития растений для оценки токсичности почв — длина корня, длина проростка (надземная часть растения) и всхожесть семян. Фитотестирование проводили в трех повторностях для каждой тест-культуры. Лабораторная реализация процесса происходила в соответствии с принципами, изложенными в методике [4]. В стерильные чашки Петри диаметром 10 см помещали по 50 г воздушно-сухой почвы, предварительно просеянной через сито с диаметром отверстий 2 мм. На поверхность проб равномерно, по каплям, добавляли дистиллированную воду в количестве, соответствующем 60% от полной влагоемкости почвы (табл. 1). Спустя час, по достижении равномерного увлажнения проб, на поверхности почвы раскладывали семена: рожь — 12 шт. на чашку, кресс-салат — 20 шт. на чашку. Разное число семян связано с различиями в их размере. С учетом трех повторностей эксперимента общее число семян для исследования каждой пробы почвы составило 36 шт. для ржи и 60 шт. для кресс-салата. Чашки Петри с семенами накрывали крышками, укладывали в герметичные пластиковые пакеты для предотвращения испарения влаги и инкубировали 7 сут. в термостате при 22° в темноте. По истечении срока экспозиции в каждой чашке оценивали всхожесть семян. Затем проростки растений отмывали от почвы, размещали на бумажных салфетках, где с помощью линейки измеряли длину главного корня и надземной части. Токсичность почв оценивали по степени изменения параметров роста и развития растений (длина корня, всхожесть, длина надземной части) в испытуемых пробах относительно контрольной по формуле: N (%) = (A — B) • 100/A, где A — среднее значение параметра в контрольной пробе, B — среднее значение параметра в испытуемой пробе. В зависимости от степени изменения длины корня и всхожести семян по сравнению с контролем (%) выделяются следующие степени токсичности почв [4]: 0 < N< 20 (Vстепень) — практиче-
ски не токсичные, 20 < N< 50 (IV степень) — малотоксичные, 50 < N< 70 (III степень) — умеренно токсичные, 70 < N < 100 (II степень) — опасно токсичные, N = 100 (I степень) — высоко опасно токсичные. В качестве контрольного варианта применяли искусственную почву, приготовленную в соответствии со стандартом ISO [16] в виде смеси (по массе): 10% сфагнового торфа, 20% каоли-нитовой глины, 69% мелкого кварцевого песка, 1% карбоната кальция для получения рН-нейтраль-ной почвы.
Содержание НП в почвах определяли методом инфракрасной спектрометрии в соответствии с [7]. В основу метода положена экстракция НП из почвы четыреххлористым углеродом (ЧХУ) с последующей очисткой экстракта от слабополярных соединений на хроматографической колонке с оксидом алюминия в качестве сорбента. Почву (5 г) заливали 10 мл ЧХУ, взбалтывали 1 ч на ротаторе и полученный раствор отфильтровывали. Процедуру повторяли трижды, тем самым проведя исчерпывающую экстракцию. Далее 5 мл полученного экстракта очищали на хроматографической колонке с оксидом алюминия. Количественное определение НП осуществляли на концентратомере КН-3 (СИБЭКОПРИБОР, Россия) по интенсивности поглощения С—Н-связей метиленовых (—СН2—) и метильных (—СН3) групп в инфракрасной области спектра (к = 3,40 мкм). В качестве стандарта использовали трехкомпонентную смесь НП в ЧХУ, состоящую из нормального алкана, изоал-кана и бензола в соотношении (%) 37,5:37,5:25,0 (ГСО № 7554-99).
Содержание хлорид-ионов в почве определяли аргентометрическим методом по Мору [10]. Из водной вытяжки, приготовленной при соотношении почва: раствор 1:5, отбирали аликвоту и титровали раствором нитрата серебра. Минимальный учитываемый объем титрования — 0,03 мл (1 капля).
Определение рН почвенной суспензии проводили при соотношении почва:вода 1:2,5с помощью рН-метра HI 8314 («Hanna Instruments», Германия) с комбинированным электродом HI 1230 [3].
Содержание органического углерода определяли методом Тюрина в модификации Никитина с титриметрическим окончанием. Метод основан на окислении органического вещества (ОВ) сернокислым раствором бихромата калия, избыток которого оттитровывается солью Мора. Содержание углерода определяется косвенно по количеству хромовой смеси, затраченной на окисление ОВ. Этим методом устанавливают окисляемость гумуса и для пересчета на количество углерода принимается, что средний состав ОВ отвечает формуле Сх(Н2О)у [9]. Масса навески колебалась в диапазоне 0,1—0,5 г в зависимости от предполагаемого содержания ОВ в почве в соответствии со шкалой, указанной в ме-
Таблица 1
Свойства почв придорожных территорий участка Ленинградского шоссе
Свойства почв Расстояние от дороги, м
1 2 7 25 50 175 300
РН 8,7 8,2 7,7 7,1 6,8 6,9 7,1
Сорг, % 2,2 2,0 3,4 2,4 1,8 2,1 2,6
Электропроводность, • см-1 60 50 150 90 50 40 60
Гранулометрический состав супесь супесь легкий суглинок легкий суглинок легкий суглинок легкий суглинок легкий суглинок
Плотность, г • см-3 1,33 1,26 0,82 0,86 0,76 0,63 0,85
Полная влагоемкость, % вес. 33,1 33,2 46,9 50,0 57,4 57,9 48,3
Нефтепродукты, мг • кг-1 10292 8484 3167 219 77 84 90
Хлорид-ионы, мг • кг-1 52,4 99,5 104,7 26,2 15,7 68,1 20,9
тодике. В колбы с почвой добавляли по 10 мл дихромата калия, разбавленного серной кислотой 1:1, помещали их в сушильный шкаф, нагретый до 140°, на 30 мин., после чего охлаждали до комнатной температуры и титрировали.
Электропроводность почвенной суспензии измеряли при соотношении почва:вода 1:5 кондуктометром DiST 4 WP («Hanna Instruments», Германия) [10]. Плотность почв определяли буровым методом; полную влагоемкость — методом трубок; гранулометрический состав диагностировали в полевых условиях методом раскатывания [2].
Статистическую обработку результатов исследований проводили в программе Microsoft Excel 2015.
Результаты и их обсуждение
Влияние эксплуатации и обслуживания Ленинградского шоссе отражается на свойствах придорожных почв и грунтов и по сравнению с незагрязненными зональными почвами проявляется в увеличении рН, переуплотнении и невысоких
значениях полной влагоемкости (табл. 1). Повышение содержания органического углерода в придорожной полосе (1—2 м), где растительность отсутствует, обусловлено наличием сажи от неполного сгорания автомобильного топлива, что особенно характерно для дизельного транспорта; высокие значения Сорг в зоне 7—25 м связаны со смывом мелкодисперсных частиц грунта придорожной полосы, обогащенных ОВ, и перемещением их вниз по склону. Ранее было показано, что присутствие НП практически не влияет на количество органического углерода [20]. Электропроводность почв характеризуется невысокими значениями, а локальный максимум в зоне 7—25 м соответствует наиболее низким отметкам рельефа территории, где накопление солей, смываемых с поверхности дорожного полотна, наиболее вероятно.
Токсичность, определяемая по подавлению параметров роста L. sativum и H. vulgare на исследуемых почвах относительно контрольной незагрязненной, выявлена на большей части террито-
Рис. 2. Подавление параметров роста тест-культур в почвах придорожных территорий участка Ленинградского шоссе относительно незагрязненной почвы
Таблица 2 Степень токсичности почв придорожных территорий шоссе
Тест-культура Расстояние от дороги, м
1 2 7 25 50 175 300
Hordeum vulgare II II — — IV IV IV
Lepidium sativum II III IV IV IV IV IV
Примечание: I — высоко опасно токсичные; II — токсичные; III — умеренно токсичные; IV — малотоксичные; V тически не токсичные.
рии. Степень токсичности почв характеризуется бимодальным распределением по мере удаления от шоссе: наибольшая интенсивность подавления параметров роста растений (на 60—80%) выявлена на расстоянии нескольких метров от дорожного полотна; на расстоянии 7 м от автомагистрали она значительно ослабевает и снова увеличивается до 30—40% в 175—300 м от шоссе (рис. 2). Наиболее чувствительными к химическому загрязнению почв оказались параметры «длина корня» и «длина проростка», в то время как «всхожесть семян» был неинформативен.
Несмотря на схожие закономерности в ростовых характеристиках обеих тест-культур, между ними наблюдались отличия. В почвах на расстоянии 7—25 м от автомагистрали у H. vulgare в отличие от L. sativum подавления параметров роста не наблюдалось. Полагаем, что это связано с меньшей чувствительностью однодольных культур по сравнению с двудольными к комплексу поллютан-тов придорожных территорий. Подобный эффект избирательной чувствительности однодольных и двудольных растений был описан рядом исследователей при фитотестировании различных веществ, в том числе НП, ТМ, ПАУ [5]. Это обусловливает получение разных результатов при определении токсичности почв в зависимости от варианта используемой тест-культуры. Стоит отметить, что запас питательных веществ в семенах ржи больше по сравнению с семенами кресс-салата, поэтому на ранних стадиях прорастания она может быть менее чувствительна к влиянию негативных факторов окружающей среды, чем L. sativum.
При использовании в качестве тест-культуры H. vulgare в зоне 1—2 м от шоссе почвы определяются как опасно токсичные, 7—25 м — нетоксичные и 50—300 м — малотоксичные; при фитотестировании с помощью L. sativum — в зоне 1—2 м — опасно и умеренно токсичные и в зоне 7—300 м — малотоксичные (табл. 2). Использование значительного числа семян растений и повторностей эксперимента позволило получить статистически достоверные результаты токсичности почв.
опасно - прак-
Рассмотрим особенности пространственного распределения загрязнающих веществ в почвах. Известно, что в количественном плане нефтепродукты наряду с тяжелыми металлами являются доминирующими поллютантами среди комплекса ЗВ в почвах придорожных территорий. Кроме того, тренды пространственного распределения НП очень похожи на таковые ТМ [14, 21]. В почвах исследуемой территории загрязнение ТМ выявлено в зоне 0—30 м от автомагистрали [6]. Максимальные концентрации НП (табл. 3), на порядок превышающие допустимые, установленные для почв г. Москвы (300 мг/кг), выявлены на расстоянии 0—7 м от шоссе. На расстоянии 7 м от автомагистрали содержание НП снижается в 2—3 раза по сравнению с обочиной дороги, а на расстоянии 25 м резко падает до фоновых значений, характерных для естественных дерново-подзолистых почв, которые остаются постоянными по мере дальнейшего удаления от автомагистрали по трансекте. Такое пространственное распределение НП (интенсивное загрязнение придорожной полосы и резкое падение концентраций в пределах 10 м) типично для почв вдоль автодорог [14]. Это связано с особенностями их поступления в почвы: миграция происходит в результате плоскостного смыва с поверхности дорожного полотна во время дождей и в периоды таяния снега, а также с брызгами и аэрозолями, образуемыми автотранспортом.
Анализ содержания хлорид-ионов, входящих в состав подавляющего большинства противогололедных реагентов, используемых в Москве и Московской обл., показал, что их количество в почвах незначительно, что может быть связано с низкой интенсивностью применения ПР на данном участке Ленинградского шоссе и отсутствием их использования на придорожных территориях.
Максимальные концентрации НП, выявленные на расстоянии нескольких метров от автомагистрали, хорошо коррелируют с высокими значениями фитотоксичности почв в этой зоне. Снижение их содержания в 2—3 раза на расстоянии 7 м от дорожного полотна также соответствует уменьшению токсичности почв на этом участке по сравнению с придорожной полосой. Однако, несмотря на дальнейшее резкое падение концентрации НП до фо-
Таблица 3
Содержание некоторых загрязняющих веществ в почвах придорожных территорий шоссе
Загрязняющие вещества Расстояние от дороги, м
1 2 7 25 50 175 300
Нефтепродукты, мг • кг-1 10 292 8484 3167 219 77 84 90
Хлорид-ионы, мг • кг-1 52,4 99,5 104,7 26,2 15,7 68,1 20,9
нового уровня в зоне 25—300 м, фитотоксичность не снижается. Логично предположить, что это связано с присутствием дополнительных ЗВ в почвах. Бимодальный характер фитотоксичности, наблюдаемый для обеих тест-культур, может совпадать с пространственным распределением ПАУ на придорожных территориях. Присутствуя в нанокон-центрациях, эти соединения способны переноситься путем воздушного транспорта на значительные расстояния. По литературным данным и собственным исследованиям известно, что в зависимости от конфигурации дороги и рельефа территории ПАУ могут находиться в значительных количествах на расстоянии до нескольких сотен метров от автотрассы [17, 22, 23].
Выводы
• Применение фитотестирования для экоток-сикологической оценки комплексно загрязненных почв придорожных территорий является целесообразным в силу чувствительности высших растений к поллютантам.
• Среди анализируемых тест-параметров наиболее чувствительны «длина корня» и «длина проростка», а показатель «всхожесть семян» малоинформативен.
• Распределение токсичности почв придорожной территории участка Ленинградского шоссе по трансекте имеет бимодальный характер: она
максимальна в нескольких метрах от автомагистрали (опасно и умеренно токсичные почвы), резко снижается в 7 м от нее и снова постепенно нарастает к концу зоны исследования (малотоксичные почвы).
• Результаты фитотоксичности дифференцируются в зависимости от варианта используемой тест-культуры: H. vulgare обладает меньшей чувствительностью к поллютантам и не выявляет токсичности на участке 7—25 м от шоссе, в то время как L. sativum демонстрирует токсичность в почвах на всей исследованной территории.
• Одновременное использование однодольных и двудольных культур в условиях комплексно загрязненных почв позволяет повысить точность метода.
• На примере Ленинградского шоссе показано, что почвы придорожной территории крупной транспортной магистрали проявляют токсичность даже на расстоянии 300 м от дорожного полотна. Возделывание полей не должно осуществляться вблизи транспортных магистралей в связи с экологическими рисками, угрозой здоровью людей, снижением рентабельности агротехники и падением урожайности.
Авторы выражают благодарность И.В. Николаеву и А.И. Николаевой за помощь в проведении полевых работ, Н.А. Солодовой за информацию об истории исследуемой территории.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бардина Т.В., Чугунова М.В., Бардина В.И. Изучение экотоксичности урбаноземов методами биотестирования // Живые и биокосные системы. 2013. № 5.
2.Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв. М., 1986.
3. Воробьева Л.А., Глебова Г.И., Горшкова Е.И. и др. Физико-химические методы исследования почв / Под ред. Н.Г. Зырина, Д.С. Орлова. М., 1980.
4. Капелькина Л.П., Бардина Т.В., Бакина Л.Г. и др. Методика выполнения измерений всхожести семян и длины корней проростков высших растений для определения токсичности техногенно загрязненных почв. М-П-2006. ФР.1.39.2006.02264. СПб., 2009.
5. Лисовицкая О.В., Терехова В.А. Фитотестирова-ние: основные подходы, проблемы лабораторного метода и современные решения // Докл. по экол. почвовед. 2010. № 1, вып. 13.
6. Макаров О.А., Карева О.В., Чистова О.А. и др. Оценка загрязненности почв придорожных территорий тяжелыми металлами (на примере УОПЭЦ МГУ имени М.В.Ломоносова «Чашниково») // Экол. урбан. территорий. 2017. № 1.
7. Методика выполнения измерений массовой доли нефтепродуктов в минеральных, органогенных, орга-но-минеральных почвах и донных отложениях методом ИК-спектрометрии. ПНД Ф 16.1:2.2.22-98. М., 2005.
8. Николаева О.В., Терехова В.А. Совершенствование лабораторного фитотестирования для экотоксико-логической оценки почв // Почвоведение. 2017. № 9.
9. Орлов Д.С., Гришина Л.А. Практикум по химии гумуса. М., 1981.
10. Теория и практика химического анализа почв / Под ред. Л.А. Воробьевой. М., 2006.
11. Терехова В.А., Воронина Л.П., Николаева О.В. и др. Применение фитотестирования для решения задач экологического почвоведения // Использ. и охрана природ. ресурсов в России. 2016. № 3.
12. Терехова В.А., Гершкович Д.М., Гладкова М.М. и др. Биотестирование в экологическом контроле / Под ред. В.А.Тереховой. М., 2017.
13. Bohemen H.D. van, De Laak W.H.J. van. The influence of road infrastructure and traffic on soil, water, and air quality // Environ. Manag. 2003. Vol. 31.
14. Dierkes C, Geiger W. Pollution retention capabilities of roadside soils // Wat. Sci. Technol. 1999. Vol. 39.
15. Galuszka A., Migaszewski Z., Podlaski R. et al. The influence of chloride deicers on mineral nutrition and the health status of roadside trees in the city of Kielce, Poland // Environ. Monit. Assess. 2011. Vol. 176.
16. ISO 11269-2:2012. Soil quality — Determination of the effects of pollutants on soil flora — Part 2: Effects of contaminated soil on the emergence and early growth of higher plants. 2012.
17. Nikolaeva O.V., Karpukhin M.M., Rozanova M.S. Distribution of traffic-related contaminants in urban top-soils across a highway in Moscow // J. Soils Sedim. 2017. Vol. 17.
18. OCSPP 850.4230: Early Seedling Growth Toxicity Test [EPA 712-C-010]. 2012.
19. OECD. Test No. 208: Terrestrial Plant Test: Seedling Emergence and Seedling Growth Test. OECD Guidelines for the Testing of Chemicals. Sect. 2. P., 2006.
20. Trofimov S.Y., Rozanova M.S. Transformation of soil properties under the impact of oil pollution // Euras. Soil Sci. 2003. Vol. 36.
21. Werkenthin M, Kluge B, Wessolek G. Metals in European roadside soils and soil solution — a review // Environ. Pollut. 2014. Vol. 189.
22. Zechmeister H, Hohenwallner D, Riss A., Hanus-Illnar A. Estimation of element deposition derived from road traffic sources by using mosses // Environ. Pollut. 2005. Vol.138.
23. Zehetner F, Rosenfellner U, Mentler A., Gerza-bek M. Distribution of road salt residues, heavy metals and polycyclic aromatic hydrocarbons across a highway-forest interface // Water Air Soil Poll. 2009. Vol. 198.
Поступила в редакцию 12.03.2018
ENVIRONMENTAL TOXICITY ASSESSMENT
OF ROADSIDE TOPSOILS ACROSS LENINGRADSKOE HIGHWAY
USING LABORATORY PHYTOTEST
O.V. Nikolaeva, O.A. Chistova, N.N. Panina, M.S. Rozanova
Environmental toxicity assessment of roadside soils across Leningradskoe highway in Moscow region was carried out by rapid laboratory phytotest using two test cultures. The toxicity of soils was determined based on growth parameters inhibition of Lepidium sativum L. (cress) and Hordeum vulgare L. (rye). Topsoils (0—3 cm depth) were examined at the distance up to 300 m from the road pavement. Soil toxicity was determined on the most part of the studied territory and was characterized with bimodal distribution: it was maximal at the distance of several meters from the highway (highly toxic soils), sharply decreased at a distance of 7 m from it and gradually increased again towards the end of the studied zone (moderately toxic soils). The degree of phytotoxicity differentiated depending on the test culture variant: H. vulgare was characterized by a lower sensitivity to pollutants and did not reveal toxicity in the area of 7—25 m from the Leningradskoe highway, while L. sativum revealed the toxicity of soils all over the investigated territory. Among test parameters analyzed, the root length and length of the seedlings showed the greatest sensitivity to pollutants, while seed germination was not informative.
Key words: environmental toxicity assessment, phytotest, toxicity, rye, cress, root length, seedling length, seed germination, highway, roadside territory, soil, oil products, chlorides.
Сведения об авторах
Николаева Ольга Вячеславовна, канд. биол. наук, ст. науч. сотр. Учебно-опытного поч-венно-экологического центра МГУ им. М.В.Ломоносова. E-mail: [email protected]. Чистова Ольга Анатольевна, инженер I катег. Учебно-опытного почвенно-экологиче-ского центра МГУ им. М.В.Ломоносова. E-mail: [email protected]. Панина Надежда Николаевна, техник Учебно-опытного почвенно-экологического центра МГУ им. М.В.Ломоносова. E-mail: [email protected]. Розанова Марина Сергеевна, канд. биол. наук, ст. препод. каф. химии почв ф-та почвоведения МГУ им. М.В.Ломоносова. E-mail: rozanova_ [email protected].
