CC BY
46
УДК 57.084.2
О.Б. Боброва, Е.С. Леванина, И.В. Чибизова
ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»
ИНДЕКС ТРАНСФОРМАЦИИ БИОЛОГИЧЕСКИХ
СВОЙСТВ ПОЧВОГРУНТА ТЕХНОГЕННОГО ОБЪЕКТА
В условиях ужесточающихся требований стандартов по окружающей среде возникает необходимость создания новых технологий переработки металлургических шлаков, обеспечивающих минимальное отрицательное воздействие на техносферу [Коробов, 1993].
Нами рассмотрен шлаковый отвал III очереди, на территории которого расположены установки механической переработки шлаков АМКОМ-2 (источник загрязнения - ИЗ) и АМКОМ-3, с целью определения воздействия анализируемого объекта на прилегающие территории.
Были отобраны образцы почвогрунта на расстоянии 200, 500, 1500 м от ИЗ и в городской черте - условный фон (5 км). Причем образцы отбирали с учетом преобладающего направления ветра и в различных слоях грунта по глубине (0-10 см и 30-40 см).
Определили концентрации тяжелых металлов в почвогрунте территории ИЗ, рассчитали суммарный показатель загрязнения (7с) по Саету (см. таблицу).
Увидели, что по пятиуровневой шкале экологического нормирования («Временная методика...», 1999) данные почвогрунты относятся ктретей и четвертой категории загрязнения.
Изучили действие почвогрунта ИЗ на активность почвенного фермента - дегидрогеназы. Дегидрогеназную активность почвы определяли по методу Ленарда (см. таблицу).
Дегидрогеназная активность почвогрунта, определенная в глубинном слое, несмотря на удаление от источника загрязнения, остается подавленной. При рассмотрении проб, отобранных только с поверхностного слоя грунта, прослеживается угнетение дегид-рогеназной активности почвогрунта.
Исследовали водную вытяжку из почвогрунта ИЗ методами биотестирования. Эксперимент показал, что острого токсического воздействия (96 ч инкубирования) на тест-объекты не наблюдается. Продолжили эксперимент и исследовали водную вытяжку на хроническое действие (см. таблицу).
Результаты исследований
(л
Расстояние от ИЗ, м Слой почвы,см Суммарный показатель загрязнения (7с) Категория загрязнения почв Активность дегидрогеназы после 3 ч инкубирования, усл. ед. РН Гибель тест-объек-та,%
200 0-10 41,90667 Высокоопасная 0,008 8,6 40
30-40 43,88733 Высокоопасная 0,013 8,9 50
500 0-10 31,222 Умеренно опасная 0,086 8,6 0
30-40 46,002 Высокоопасная 0,018 8,3 30
1500 0-10 21,105 Умеренно опасная 0,186 8,1 0
30-40 20,18233 Умеренно опасная 0,056 8,1 25
5000 0-10 12,57567 Допустимая 0,366 8,0 0
30-40 11,13533 Допустимая 0,353 8,0 0
Хроническое токсическое действие водной вытяжки из поч-вогрунта отслеживалось по изменению гибели особей на протяжении 14 сут. В результате проделанных экспериментов выявлены закономерности миграции токсических веществ в почвогрунте. Например, пробы №3 и 5 не оказывают хронического действия, а пробы №4 и 6, отобранные на глубине 30-40 см, оказывают хроническое действие на низших ракообразных.
Для обобщения полученных данных сделали расчет индекса трансформации биологических свойств почв (ИТб), характеризующий степень разнонаправленных отклонений совокупности биологических показателей в исследуемых пробах от фоновых значений по формуле
И =
ТБ
I
I=1
1 -
С
с
фон
п
где С - абсолютное значение показателя; Сфон - фоновая величина.
Расчет ИТб произведен по кратностям отклонения биологических показателей от фоновых величин (как в положительную, так и в отрицательную стороны) по формуле, отражающей суммарную степень отклонения биологического отклика от фона в диапазоне значений от 0 до 1 (Попутникова, 2010).
Для определения значения экологической нормы изучаемых почвогрунтов необходимо определить некоторое пороговое отличие суммарного биологического показателя от фона. В соответствии с российским опытом экологического нормирования общий принцип определения допустимых значений качества почв для всего набора земель различного хозяйственного назначения заключается в определении способности почвы к самовосстановлению, которая сохраняется до утраты не более 30% биологического потенциала почв. На этом уровне наблюдается порог устойчивости почвенной экосистемы к антропогенному воздействию и предел удержания почвами токсикантов в границах загрязненного участка, соответственно не наблюдается массированный их вынос в сопредельные среды (Яковлев, 2009). Поэтому 30%-ная потеря естественного (биологического) состояния почвы, рассчитанная по суммарному индексу трансформации биологических свойств, мо-
жет быть принята за пороговое значение экологического качества почвы.
Индекс трансформации биологических свойств (ИТб) почвогрунта ИЗ
При анализе рисунка увидели, что значения суммарного показателя загрязнения почв 7с по Саету на удалении 500 м от ИЗ свидетельствуют об умеренно опасном уровне загрязнения. Биологическими методами 30%-ное отличие от фона по индексу нарушенное™ ИТб отмечается лишь на расстоянии 1500 м от ИЗ.
Список литературы
1. Коробов В.И., Ждан Ю.Ф. Экологические аспекты переработки металлургических шлаков // Сталь. 1993 №10. С. 85-87.
2. МУ 2.1.7.730-99. Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест. М., 1999.
3. Попутникова Т.О. Экологическая оценка почв и отдельных компонентов окружающей среды в зоне размещения полигона твердых бытовых отходов: автореф. дис. ... канд. биол. наук. М., 2010. 25 с.
4. Методика экологической оценки состояния почвы и нормирования ее качества / Яковлев A.C., Гендугов В.М., Глазунов Г.П., Евдокимова М.В., Шулакова Е.А. // Почвоведение. 2009. № 8. С. 984-995.
