CC BY
12
ISSN 1994-7836 (print) ISSN 2519-2477 (online)
УДК 504.064:632.08 Article info
Received 24.02.2017 р.
Вступ. Ця робота е продовженням роботи (Ва-Ьаё7Ьапоуа & БикаеИ, 2017), в якiй дослвджено токсич-ний вплив газового конденсату на грунти.
Практично всi процеси використання нафти i наф-топродукта супроводжуються !х постiйними втратами внаслвдок випаровування, аварiйних розливiв, промис-лових скидiв забруднених вод тощо. Це призводить до забруднення навколишнього середовища та негативного впливу на в« його компоненти. А об'екти, яю пов'язанi з видобуванням, переробленням, зберiганням та використанням нафтопродуктiв, е потенцшними джерелами забруднення (Ка2епоу, АгЬ^оу & Коуа-levskij, 1998).
Нафтове забруднення призводить до глибоких змш всiх властивостей грунту, внаслiдок чого порушуеться його родючiсть. Це - попршення водно-повiтряних i фь зико-хiмiчних властивостей, поглинально! здатностi та зниження запасiв вмiсту елемент1в мiнерального жив-лення рослин (Hrodzynskyi, Shylina & Ки1^окоп, 2006). Втрата родючостi грунту пов'язана як з безпосередн1м гербщидним впливом легких фракцiй нафти, так i з попр-шенням агрохгшчних, агрофiзичних i бiологiчних властивостей грунта (Kireeva, Miftahova & Vodopjanov, 2003).
Шкiдливий вплив смолисто-асфальтенових сполук нафтопродукпв на грунт полягае не стшьки в хiмiчнiй токсичностi, сюльки у змiнi водно-фiзичних властивостей грунту. Зазвичай смолисто-асфальтеновi компоненти сорбуються у верхньому, гумусовому горизонт^ пори у грунтi при цьому зменшуються. Гiдрофобнi компоненти, покриваючи коршня рослин, рiзко попршують надходження до них вологи, спричиняють !х загибель (Ruskih, 2003).
Постановка завдання. Рекультиващя земель е найбшьш перспективним способом очищення грунту вщ нафтопродуктiв рiзного характеру й охоплюе комплекс заходiв, спрямованих на вщновлення територiй, забруднених аварiйними виливами нафти i нафтопро-дукт1в. Ниш найперспектившшим методом для очищення грунта, забруднених нафтою, як в економiчному, так i в екологiчному планi, е фiторемедiацiйний пiдхiд. Усунення залишкiв нафти шляхом вис1ву нафтостшких трав, якi активiзують грунтову мжрофлору, е остаточ-ною стадiею рекультивацп забруднених грунт1в.
О. Ф. Бабаджанова, Ю. Г. Сукач, Р. Ю. Сукач
Львiвський ДУ безпеки жcиттeдiяльностi, м. Львiв, Украша
Первинним критерiем токсичностi грунту е оцiнення динамжи проростання насiння та кiлькiсть пророслого насiння за певний час. Упродовж останнiх рокiв особливо! актуальносп набувають лабораторнi методи фгго-тестування, як найбiльш експреснi та економiчнi (Д^ denko, Kostyshyn & Morozova, 2003).
Завдання проведених дослiджень полягае порiвняно фiтотоксичностi сiрого та бурого лкових грунтiв, забруднених дизельним паливом, на прикладi крес-салату.
Виклад основного матерiалу. Для дослiдження об-рано сiрий та бурий лiсовi грунти Львiвськоl обл. Грунт для дослщжень попередньо вiдбирали з кореневмкного шару природних територiй на глибиш до 20 см. Меха-тчний склад грунт1в наведено в (Рггеа^а et а1., 2006). Як забруднювач використовували дизельне паливо (ДП) коксування (малов'язка фракц1я) густиною 865 кг/м3. У лабораторних умовах моделювали рiвно-мiрне забруднення грунту рiзними концентращями ДП, вносячи його у вологий грунт (70 %). Контролем використовували грунт без нафтопродукту.
Пророщування рослин вiдбувалося у термостатi за температури 23°С протягом 6 дiб. Фiтооцiнку токсич-ностi забруднених грунта проводили на основi тест-ре-акцш крес-салату: довжина кореня i висота стебла. Ви-мiрювання виконували за допомогою лшшки або штангенциркуля. Для кожного з дослвджуваних варiантiв об-числювали середню довжину кореня i висоту стебла. У статистичному обробленнi даних використовували роз-рахунок середшх арифметичних значень i середшх ввд-хилень значень. Усi дослвди повторювались не менше нiж 2-3 рази.
Фиотоксичний ефект визначали у вщсотках (Рг^-1ova et а1., 2006), щодо довжини кореня та висоти стебла рослини. Фиотоксичшсть забруднених грунпв оцiнено за шкалою рiвнiв токсичностi грунтiв (Rudenko, Kostyshyn & Morozova, 2003) для кожного з дослвджу-ваних показникiв.
Як засвщчили результати, на грунтах, забруднених ДП, як i в разi забруднення газовим конденсатом (Ва-Ьadzhanova & Sukach, 2017), у концентрацп вище 5 % проростання насiння крес-салату не виявлено. Тому по-дальшi дослiдження проводили на грунтах з концентра-цiею забруднення вiд 1 до 5 %.
Ф1ТОТОКСИЧН1СТЬ ГРУНТ1В, ЗАБРУДНЕНИХ ДИЗЕЛЬНИМ ПАЛИВОМ
Наведено результати дослщження фiтотоксичностi сiрого та бурого люових грунпв, забруднених дизельним паливом. Оцшювання токсичностi rрунтiв проведено на основi тест-реакцiй крес-салату. Досль джено вплив рiзних концентрацiй дизельного палива у сiрому i бурому люових грунтах на ростовi показ-ники крес-салату. Виявлено, що гальмування росту i розвитку рослин пропорцшне ступеню забруднення дизельним паливом. Встановлено, що дизельне паливо проявляе бшьший токсичний ефект на довжину кореня та на висоту стебла у арому люовому грунтi. Забруднення грунту 5 % ДП зменшувало висоту стебла рослини у 50 разiв. Встановлеш показники фiтотоксичностi може бути використано для обгрунту-вання безпечного рiвня вмiсту нафтопродуктiв у грунп.
Ключоег слова: сiрий люовий грунт; бурий лiсовий грунт; фгготоксичнють; крес-салат; дизельне паливо.
^TyBaHHfl 3a flCTY: Ba6ag,waHOBa O. O. OiTOTOKCMHHicTb fpym-iB, 3a6pyflHeHMX flH3e.nbHMM na.nnBOM / O. O. Ba6ag,waHOBa, W. r. CyKa^, P.
W. CyKa4 // HayKOBMM BicHMK H^Ty YKpaiHM. - 2017. - Bun. 27(3). - C. 92-94 Citation APA: Babadzhanova, O. F., Sukach, Yu. H., & Sukach, R. Yu. (2017). Phototoxicity of Soil Polluted by Diesel Fuel. Scientific Bulletin of UNFU, 27(3), 92-94. Retrieved from: http://nv.nltu.edu.ua/index.php/journal/article/view/251
На основi отриманих результатш побудовано гра-фГчт залежностi впливу концентрацiй нафтопродукту у Грунтах на ростовi характеристики крес-салату. ЛГнл тренда з максимальною величиною достовiрностi ап-роксимацГ! характеризують кривi залежностей як поль ном 4-го степеня.
Результати дослiдження щодо впливу рiзних концентраций нафтопродукту в бурому i сiрому лiсових Грунтах на характеристики довжини кореня та висоти стебла крес-салату показано на рис. 1, 2. Зпдно з результатами дослвдження, забруднення Грунтш дизель-ним паливом негативно впливае на ркт стебла крес-са-лату (див. рис. 1). Так, 1 % забруднення Грунтш супро-воджуеться зменшенням висоти стебла для арого лко-вого Грунту в 4 рази поршняно з контролем. У подаль-шому також бiльш помiтний iнгiбуючий вплив токсиканта спостережено в сГрому лiсовому Грунтi. Забруднення бурого лкового Грунту ДП в концентращях вiд 2 до 5 % зумовлюе зменшення висоти стебла у 2-4,5 рази.
60 т
у = 0,7667х - 12,657х + 75,061х~ -= 0,9971
~г~ ' з
Вмют ДП, %
Рис. 1. Залежшсть висоти стебла крес-салату вщ концентрацп дизельного палива у Грунтах
у = 0,0279х4 - 0,3871х3 + 1.8307х2 - 3.6828х + 4.4167
Табл. Токсичний ефект Грунпв, забруднених дизельним паливом на ростовi показники стебла i кореня крес-салату
Забруд-нення Грунту ДП, %
1
2
5
_Бур
Фгготоксичний ефект, %
ий люовий
довжина кореня
20,4
27,2
36,3
63,6
64,0
Грунт
висота стебла
30,6
50,7
65,5
79,6
78,8
Ор
ий люовий
довжина кореня
38,8
43,3
66,6
90,5
97,2
Грунт
висота стебла
74,6
81,7
87,3
91,5
98,3
Рис. 2. Залежшсть довжини кореня крес-салату вщ концентрацп дизельного палива у Грунтах
Забруднення Грунпв дизельним паливом також негативно впливае на довжину кореня крес-салату (див. рис. 2). Забруднення Грунпв з концентращею ДП 1 % супроводжуеться зменшенням довжини кореня для сь рого лкового Грунту в 1,6 раза поршняно з контролем, з концентращею 3 % - уже в 3 рази, а з концентращею ДП 5 % - аж у 36 разiв. Таке ж тдвищення концентрацп ДП в бурому лковому Грунт зменшуе довжину кореня крес-салату тшьки майже в 3 рази.
Результати розрахунку токсичного ефекту рiзних концентрацш дизельного палива в бурому та срому т-сових Грунтах на довжину кореня i висоту стебла крес-салату наведено в таблицГ
Аналiзуючи рiвнi токсичностi Грунтш, забруднених дизельним паливом, стосовно довжини кореня крес-са-лату, варто зазначити, що 1 % забруднення бурого лкового Грунту ДП ввдповвдае слабкому рiвню токсичностГ (Крепко, Kostyshyn & Ы0Г020Уа, 2003), а шрого лково-го Грунту - середньому ршню токсичностi. Подальше збГльшення концентрацп ДП у дослГджуваних Грунтах супроводжуеться збГльшенням рiвня токсичности Висо-кий рiвень токсичностi характерний для концентрацп ДП в межах 4-5 % у бурому i 3 % у сГрому лкових Грунтах. ЗбГльшення концентрацп забруднювача до 4-5 % у сГрому лГсовому ГрунтГ призводить до максимального ршня токсичностГ на довжину кореня крес-салату. Токсичний ефект ДП у сГрому Грунт на довжину кореня крес-салату на 30-48 % вищий, шж у бурому Груни.
Щодо токсичностГ Грунтш, забруднених ДП, на висоту стебла крес-салату, то рГвень токсичностГ середнш Г вище середнього вГдповГдае концентрацГям ДП ввд 1 до 2 % для бурого лкового Грунту, для сГрого Грунту навГть 1 % ДП спричиняе високий ступГнь токсичностГ на висоту стебла. Збшьшення концентрацп ДП до 5 % в бурому ГрунтГ зумовлюе високий рГвень токсичностГ, тодГ як концентрацГя забруднювача уже 2 % в сГрому лГсовому ГрунтГ вказуе на його максимальний рГвень токсичностГ. За однакових концентрацш забруднення фГто-токсичний ефект дц ДП на висоту стебла крес-салату в сГрому лГсовому ГрунтГ на 60 % (1 %) та 20 % (5 %) вищий, шж у бурому лГсовому ГрунтГ.
ДослГджено, що за однаково'1 концентрацп у ГрунтГ ДП проявляе бГльший токсичний ефект на довжину ко-реня Г висоту стебла у сГрому лГсовому ГрунтГ, що пояс-нюють його гранулометричним складом (вищий вмГст тску), який сприятиме проникненню гГдрофобних компонента ДП до коренГв рослини, поршняно з бурим т-совим Грунтом. Таку токсичну дГю ДП можна пояснити вмГстом у ньому ароматичних вуглеводнГв та смолисто-асфальтенових компонентГв. АроматичнГ вуглеводнГ -найбГльш токсичнГ компоненти нафтопродуктГв.
АналГзуючи залежностГ ростових показникш крес-салату ввд концентрацп дизельного палива (див. рис. 1, 2) та газового конденсату (Babadzhanova & 8икаЛ, 2017) у Грунтах, можна констатувати, що в бурому лГсовому ГрунтГ забруднення дизельним паливом бшьш негативно впливае на висоту стебла крес-салату, а забруд-нення газовим конденсатом - на довжину кореня. ТодГ як у сГрому лГсовому ГрунтГ тдвищення концентрацп забруднення дизпаливом спричиняе значне зменшення як висоти стебла, так Г довжини кореня крес-салату.
Висновки. ДослГджено вплив рГзних концентрацш дизельного палива у сГрому Г бурому лГсових Грунтах на ростовГ показники крес-салату. Встановлено, що вплив нафтопродукту на ростовГ показники рослини залежить
3
4
Scientific ВиИе^п of и^и, 2017, vol. 27, по 3
93
вщ виду нафтопродукту та складу грунту. Якщо для бурого лiсового грунту тдвищення концентрацп забруд-нення газовим конденсатом i дизельним паливом вщ 1 % до 5 % спричиняло зниження довжини кореня i ви-соти стебла крес-салату в 2-5 разiв, то забруднення сь рого лiсового грунту 5 % ДП зменшувало висоту стебла рослини у 30-50 разiв. На довжину кореня крес-салату в сiрому лковому грунтi також бiльш агресивно дiе ди-зельне паливо. Виявлено, що нафтопродукти сповшь-нюють схожiсть насшня i змiну ростових i продук-цшних процес1в. Бiльш уразливими виявилися довжина кореня i висота стебла крес-салату в арому лiсовому грунп, забрудненому дизельним паливом, стабiльну то-лерантнiсть проявили цi показники в бурому лковому грунтi. Найбiльшу здатшсть до придушення схожостi насiння проявляло штучне забруднення нафтопродукта-ми арого лiсового грунту (на 52 %), забруднення бурого лiсового грунту знижувало схожiсть на 15-30 %.
За ступенем фiтотоксичностi, зниження бюлопчно! активностi, негативного впливу на схожкть насiння i ростовi процеси крес-салату нафтопродукти модельного експерименту можна розмктити в такий ряд: ДП > ГК.
Встановлет показники фiтотоксичностi може бути використано для обгрунтування безпечного ргвня вмк-ту нафтопродукт1в у грунп, що дасть змогу застосову-
вати 1х для ощнювання ргвня забруднення грунпв i ви-
бору методiв подальшо1 рекультиваци територiй.
Перелж використаних джерел
Babadzhanova, O.F., & Sukach, Yu. H. (2017). Toksychnyi vplyv ha-zovoho kondensatu na grunty. Naukovyi visnyk NLTU Ukrainy, 27(1), 116-119. [in Ukrainian].
Hrodzynskyi, D. M., Shylina, Yu. V., & Kutsokon, N. K. (2006). Zas-tosuvannia roslynnykh test-system dlia otsinky kombinovanoi dii faktorivriznoipryrody. Kyiv: Fitosotsiotsentr, 60 p. [in Ukrainian].
Kazenov, C. M., Arbuzov, A. I., & Kovalevskij, Yu. V. (1998). Voz-dejstvie ob'ektov nefteproduktoobespechenija na geojekologiches-kuju sredu. Geojekologija, 4, 54-74. [in Russian].
Kireeva, N. A., Miftahova, A. M., & Vodopjanov, V. V. (2003). Fito-toksichnost antropogenno-zagrjaznennyh pochv. Ufa: Gilem, 106 p. [in Russian].
Privalova, N. M., Procaj, A. A., Logvinenko, Yu. F., & Marchenko, L. A. (2006). Opredelenie fitotoksichnosti metodom prorostkov. Uspe-hi sovremennogo estestvoznanija, 10, 45-47. [in Russian].
Rudenko, S. S., Kostyshyn, S. S., & Morozova, T. V. (2003). Zahalna ekolohiia: praktychnyi kurs: navch. posibn. (vol. 1). Chernivtsi: Ruta, 320 p. [in Ukrainian].
Ruskih, I. V. (2003). Ocenka ostatochnogo neftjanogo zagrjaznenija v pochvah. Khimija nefti i gaza: mater. VMezhdunar. konf., (pp. 4249). Tomsk: UralMash. [in Russian].
O. Ф. Бабаджанова, Ю. Г. Сукач, Р. Ю. Сукач ФИТОТОКСИЧНОСТЬ ПОЧВ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ ДИЗЕЛЬНЫМ ТОПЛИВОМ
Представлены результаты исследования фитотоксичности серой и бурой лесных почв, загрязненных дизельным топливом. Оценку токсичности почв проведено на основе тест-реакций кресс-салата. Исследовано влияние различных концентраций дизельного топлива в серой и бурой лесных почвах на ростовые показатели кресс-салата. Выявлено, что торможение роста и развития растений пропорционально степени загрязнения дизельным топливом. Установлено, что дизельное топливо проявляет больший токсический эффект на длину корня и на высоту стебля в серой лесной почве. Загрязнение почвы 5 % ДТ уменьшает высоту стебля растения в 50 раз. Полученные показатели фитотоксичности могут использоваться для обоснования безопасного уровня содержания нефтепродуктов в почве.
Ключевые слова: серая лесная почва; бурая лесная почва; фитотоксичность; кресс-салат; дизельное топливо.
O. F. Babadzhanova, Yu. H. Sukach, R. Yu. Sukach PHYTOTOXICITY OF SOIL POLLUTED BY DIESEL FUEL
Oil pollution leads to profound changes of soil properties resulting in disturbing its fertility. Loss of soil fertility is related to the direct influence of herbicide light oil fractions and with the deterioration agrochemical, agrophysical and biological properties of soils. Hydrophobic components by covering the plant roots sharply worsen getting water, causing their death. The primary criterion for soil toxicity is the evaluation of seed germination and the number of sprouted seeds. Therefore the study aims at defining toxic effect of diesel fuel polluted soils of different granulometric composition in laboratory conditions. To investigate the problem the authors have chosen gray and brown forest soils of Lviv region. The soil for research was collected from the root layer of natural areas at depths up to 20 cm. Cress-salad was chosen as test plant. In the course of study toxicity diesel fuel polluted brown and gray forest soils in laboratory conditions have been researched. Based on the results graphics depending exposure of concentrations of diesel fuel in the soil on the growth characteristics of cress-salad were constructed. It is ascertained that diesel fuel pollution of soils has a negative impact on growth of cress-salad stems. One percent of soil pollution accompanied by decrease of stem height for gray forest soil by 4 times as compared with the control. Further increasing the concentration of diesel fuel in the studied soils is accompanied by increased levels of toxicity. Thus we may conclude that diesel fuel pollution of brown and gray forest soils inhibits the growth of root length and stem height of cress-salad. The authors have evaluated that for identical pollution concentrations of diesel fuel in soil, greater toxic effect on the root length and height of the stem cress-salad in gray forest soils is revealed. Increase of the concentration of diesel fuel pollution in gray forest soils causes a significant decrease in stem height and root length of cress-salad. For the similar concentration of pollution, phytotoxic effect of action diesel fuel at stem height of cress-salad in gray forest soil is 20-60 % higher, than in brown forest soil. These phytotoxicity indicators can be used to substantiate the safe level of petroleum products in the soil.
Keywords: gray forest soil; brown forest soil; phytotoxicity; cress-salad; diesel fuel.
1нформащя про aBTopiB:
Бабаджанова Ольга Федорiвна, канд. техн. наук, доцент, Львiвський державний ушверситет безпеки життeдiяльностi, м. Львiв,
Украша. Email: [email protected] Сукач Юрш Григорович, полковник служби цивтьного захисту, заступник начальника кафедри, Львiвський державний ушверситет безпеки життeдiяльностi, м. Львiв, Украша. Email: [email protected] Сукач Роман Юршович, тдполковник служби цивтьного захисту, ст. викладач, Львiвський державний ушверситет безпеки життeдiяльностi, м. Львiв, Украша. Email: [email protected]
