Влияние сорбентов на фитотоксичность почв техногенных экотопов

Аннотация

Целью данной работы было изучение влияния сорбентов на фитотоксичность почв терриконов по изменению значений энергии прорастания и всхожести семян, а также морфометрических показателей модельных растений. В качестве объектов исследования были выбраны два породных отвала (шахта им. Калинина, шахта «Заперевальная») и один отвал центрально-обогатительной фабрики (ЦОФ)Чумаковская, расположенные на территории Донецкого каменноугольного бассейна в черте г. Донецка Донецкой Народной Республики. Для постановки лабораторного модельного опыта использовали почву терриконов, а также почву с добавлением биочара (0,5%) ислоистого двойного гидроксидаMgFe-LDH (0,5%). В качестве тест-культур использовали овсяницу красную (Festucarubra L.) и клевер красный (Trifoliumrubens L.). Установлена вариабельность эдафических характеристик техногенных экотопов, которые оказывали ингибирующее действие на всхожесть и энергию прорастания семян обеих тест-культур. Наибольший фитотоксический эффект выявлен для эмбриоземовЧумаковской ЦОФ, где снижение энергии прорастания и всхожести составило 83–92% относительно контроля. Наиболее чувствительными показателями оказались длина и масса корня. Внесение сорбентов, особенно MgFe-LDH, способствовало снижению фитотоксичности, наиболее выраженно — на породе Чумаковской ЦОФ, что подтверждено положительной динамикой морфометрических параметров. По интегральному индексу токсичности порода отвала Чумаковской ЦОФ отнесена к I классу опасности (чрезвычайно высокая токсичность), тогда как отвалы угольных шахт — к классам низкой токсичности или нормы.Наибольший положительный эффект зафиксирован при внесении MgFe-LDH, который не только стимулировал ростовые процессы, но и способствовал переходу субстрата в категорию более низкого класса опасности..

Литература

1.    Арзиев А.У., Холмогорова Н.В.Оценка загрязнения почв города Ижевска методами биотестирования // Актуальные проблемы правовой охраны окружающей среды и природопользования: Материалы Всероссийской ежегодной научно-практической конференции с международным участием. Ижевск, 25 апреля 2024 года. Ижевск, 2024. С. 47–50.
2.    Багдасарян А.С. Биотестирование почв техногенных зон городских территорий с использованием растительных организмов: Автореф.дис. …канд. биол. наук. Ставрополь, 2005. 25 с.
3.    Базарова М.А., Рахманова З.Т., Осинкина Т.В.Исследование фитотоксичности почв некоторых районов города Оренбурга методом биотестирования // Сборник материалов международных научно-практических конференций, Москва, 31 мая 2018 года / Под редакцией А.А. Коротких. М., 2018. С. 524–527.
4.    Бадтиев Ю.С., Кулемин А.А. Методика биоиндикации окружающей природной среды // Экологический вестн. России. 2001. № 4. С. 27–29.
5.    Барахов А.В., Бауэр Т.В., Лацынник Е.С. и др.Эффективность сорбционной ремедиациитехногенно загрязненной почвы при использовании углеродистых и нанокомпозитных сорбентов // Наука Юга России: достижения и перспективы: Тезисы докладов XXI Всероссийской ежегодной молодежной научной конференции с международным участием, Ростов-на-Дону, 14–25 апреля 2025 года. Ростов-на-Дону, 2025. С. 6.
6.    Безуглова О.С.,Парамонова Е.А.Фитотоксичность почв г. Шахты (Ростовская область) // Проблемы трансформации естественных ландшафтов в результате антропогенной деятельности и пути их решения: Сборник научных трудов по материалам Международной научной экологической конференции, посвященной Году науки и технологий, Краснодар, 29–31 марта 2021 года. Краснодар, 2021. С. 725–727.
7.    БойцоваЛ.В., Рижия Е.Я.Агрохимические свойства дерново-подзолистой супесчаной почвы разной степени окультуренности при внесении биоугля // Агрохимия. 2022. № 7. С. 14–23. https://doi.org/10.31857/S0002188122070043
8.    Валейша Е.Ф.,Комаров М.М., Курганская С.Д.Почвоведение. Методы определения физико-химических и химических свойств почвы: методические указания к лабораторно-практическим занятиям. Горки, 2019. 32 с.
9.    Горбов С.Н.,Безуглова О.С.Почвенный покров Ростовской агломерации. Ростов н/Д.–Таганрог, 2019. 188 с. https://doi.org/10.23683/800919057
10.    Госсе Д.Д., Девечи Ф., Пашкевич Е.Б.и др.Питательная ценность биочара при выращивании яровой пшеницы (Triticumaestivum L.) на аллювиальной среднесуглинистой почве // Проблемы агрохимии и экологии. 2021. № 3–4. С. 38–44. https://doi.org/10.26178/AE.2021.81.61.002
11.    ГОСТ 12038-84. Семена сельскохозяйственных культур, методы определения всхожести. М., 2011. 30 с.
12.    ЕлисееваМ.В.,Укенов Б.С.Фитотоксичность почв ботанического сада Оренбургского государственного университета // Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры: Материалы Всероссийской научно-методической конференции, Оренбург, 03–05 февраля 2016 года. Оренбург, 2016. С. 1316–1320.
13.    Кабиров Р.Р., Сагитова А.Р., Суханова И.В. Разработка и использование многокомпонентной тест-системы для оценки токсичности почвенного покрова городской территории // Экология. 1997. №6. С. 408–411.
14.    МахановаЕ.В. Оценка фитотоксичности почв в модельном эксперименте // Вестн. научных конференций. 2018. № 6–2(34). С. 128–129.
15.    Минеев В.Г. Практикум по агрохимии. М., 2001. 689 с.
16.    МорозоваТ.С., Ширяев А.В., Тимофеев Т.А. Агроэкологическая оценка фитотоксичности почв естественных ценозов и агроценоза // Инновации в АПК: проблемы и перспективы. 2020. № 2(26). С. 185–190.
17.    Нуртдинова Д.Р., Булгакова М.А.Фитотоксичность почв, прилегающих к свалке промышленных отходов ОАО «Синтез-Каучук»«Михайловская» // Теория и практика инновационных исследований в области естественных наук: сборник материалов II Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, Оренбург, 26–27 апреля 2023 года. Оренбург, 2023. С. 62–65.
18.    Промышленная ботаника / Под ред. Е.Н. Кондратюка. Киев., 1980. 257 с.
19.    Семенова И.Н., Кужина Г.Ш., ХасановаР.Ф.и др.Оценка фитотоксичности почв в зоне влияния предприятий горнодобывающей промышленности // Инновационные подходы к обеспечению устойчивого развития социо-эколого-экономических систем: материалы пятой Международной конференции, Самара–Тольятти, 11–14 апреля 2018 года / Институт экологии Волжского бассейна РАН; Самарский государственный экономический университет. Самара–Тольятти, 2018. С. 222–228.
20.    Сколько в Донецкой Народной Республике терриконов?/ Государственный комитет по экологической политике и природным ресурсам при Главе Донецкой Народной Республики. 2021. URL: https://gkecopoldnr.ru/08/06/2021/news/terricon/?ysclid=m9qo8hx5u3776558287 (дата обращения: 18.04.2025).
21.    СтепановаЛ.П.,Яковлева Е.В., Писарева А.В.Экологическая оценка степени фитотоксичности почв антропогенно-трансформированных территорий // Вестн. Мичуринского гос-го аграрного ун-та. 2017. № 2. С. 10–15.
22.    Трояновская Е.С., Абросимова О.В., Тихомирова Е.Н. Оценка состояния почв городских территорий методом комплексного биотестирования // Теоретическая и прикладная экология. 2011. №2. С.32–36.
23.    Abdollahi E., Heidari A., Mohammadi T. Application of Mg-Al LDH nanoparticles to enhance flux, hydrophilicity and antifouling properties of PVDF ultrafiltration membrane: Experimental and modeling studies // Separation and Purification Technology. 2021. Vol. 257. P. 117931.
24.    Bedassa M. Soil acid management using Biochar: Review // Inter. J. Agric. Sci/ Food Technol. 2020. Vol. 6(2). P. 211–217. https://doi.org/10.17352/2455–815X.0
25.    Chan K.Y., Barchia I. Soil compaction controls the abundance, biomass and distribution of earthworms in a single dairy farm in southeastern Australia // Soil and Tillage Research. 2007. Vol. 94, № 1. P. 75–82.
26.    Farrell M., Kuhn T.K., Macdonald L.M. et al. Microbial utilization of biochar-derived carbon // Science of the Total Environment. 2013. Vol. 465. P. 288–297.
27.    Giagnoni L., Maienza A.,Baronti S. et al. Long-term soil biological fertility, volatile organic compounds andchemical properties in a vineyard soil after biocharamendment // Geoderma. 2019. Vol. 344. P. 127–136.
28.    Leyva Cruz E.O., Lopez-Medina R., Angeles-Beltrán D. et al. Removal of Cu (II) from aqueous medium with LDH-Mg/Fe and its subsequent application as a sustainable catalyst // Catalysts. 2025. Vol. 15(10). P. 930.
29.    Polyakov V., Bauer T., Kirichkov M. et al. MOF-biochar nanocomposite for sustainable remediation of contaminated soil // Environmental Science and Pollution Research. 2025. Vol. 32, № 9. P. 5533–5550. https://doi.org/10.1007/s11356-025-36052-9
30.    Yin L., Hu Y., Ma R. et al. Smart construction of mesoporous carbon templated hierarchical Mg-Al and Ni-Al layered double hydroxides for remarkably enhanced U(VI) management // Chemical Engineering Journal. 2019. Vol. 359. P. 1550–1562.
31.    Zhang S., Chen J., Yu J. et al. Remediation of Cd-contaminated soil through different layered double hydroxides: The weakness of delamination and mechanism // Journal of Environmental Chemical Engineering. 2022. Vol. 10, № 3. P. 107815.