MIKROBIOLOGIChESKAYa HARAKTERISTIKA POChVY KURGANSKOY OBLASTI, ZAGRYaZNENNOY DDT

Iskakova Al'fiya Nikolaevna

doi:doi:10.24411/2413-046Х-2019-14009

MIKROBIOLOGIChESKAYa HARAKTERISTIKA POChVY KURGANSKOY OBLASTI, ZAGRYaZNENNOY DDT

Submit manuscript

To cite

Citations:

MIKROBIOLOGICHESKAYA HARAKTERISTIKA POCHVY KURGANSKOY OBLASTI, ZAGRYAZNENNOY DDT

Journal: MOSCOW ECONOMIC JOURNAL Volume 4 № 4 , 2019

Rubrics: EKOLOGIYA I PRIRODOPOL'ZOVANIE

UDK 579.26 Экология микроорганизмов

Iskakova Al'fiya Nikolaevna ¹

Author and publication information

Authors:

1. Kurganskaya gosudarstvennaya sel'skohozyaystvennaya akademiya imeni T.S. Mal'ceva

Russian Federation

Type:

Article

DOI:

https://doi.org/10.24411/2413-046Х-2019-14009

Pages:

from 10 to 10

Status:

Published

Received:

07.04.2019

Accepted:

15.04.2019

Published:

25.04.2019

Subject area:

UDK 579.26 Экология микроорганизмов

Language:

English

Keywords:

), soils, pesticides, microorganisms, culture media, samples, residual amount, MPC (maximum permissible concentration)

Abstract and keywords

Abstract (English):
One of the major environmental problems is the pollution of natural objects with organic pesticides, which are highly toxic and persistent. Soils that have been contaminated, lead to the death of microorganisms, as well as reduce the valuable indicators of soil pH regulators and humus content. Among the various chemical ecotoxicants of anthropogenic origin, the most stable and dangerous for the environment and humans are organochlorine pesticides, of which DDT (dichlorodiphenyltrichloroethane) and hexachlorocyclohexane were widely used in the Kurgan region as insecticides for various economic purposes. The main purpose of the study was to study the residual concentrations of organochlorine pesticide DDT and its effect on the microbiological component of the soil of the Kurgan region. Research was carried out in 2015-2017 in the children's camp of rest and leisure. K. Myagotina, Kurgan region, Belozersky district,. Gas-liquid chromatography (chromatograph "Color 800") was used to determine the residual amount of DDT. As a result, there was definitely a residual amount of DDT in the soil and its effect on the soil microbiological abundance. The maximum value of the residual amount of DDT was observed in the spring of 2016, and amounted to 0.309 mg/kg (with a maximum MPC of 1,923 mg/kg), and the minimum value of the residual amount of DDT was observed in the spring of 2015, respectively, 0.096 mg/kg (with a maximum MPC of 0.213 mg / kg). During the study period, the obtained data on the residual amount of DDT does not exceed the maximum permissible concentration. The bacteriological analysis determined the number of soil microorganisms: ammonifying, nitrifying, denitrifying, nitrogen-fixing bacteria and microorganisms assimilating mineral nitrogen. Bacterial complex was investigated by culturing soil suspension on standard nutrient media: meat-peptone agar (MPA), starch ammonium agar (KAA), on the viticultural environment, the environment of Hutchinson on the environment Ashby. The study found that the highest rates for all types of microorganisms are observed in the control variant, and in the variants with the treatment of indicators below.

Keywords:
), soils, pesticides, microorganisms, culture media, samples, residual amount, MPC (maximum permissible concentration)

Text

Введение Сейчас много дискуссий ведется по проблемам окружающей среды, и это доказывает, что возрастает осознание ответственности за сохранение природы и ее рациональное использование. При не рациональной хозяйственной деятельности человека, интенсификации добычи и использовании природных ресурсов происходит серьезное загрязнение окружающей среды [1]. Пестициды являются экологическими факторами в окружающей среде, в связи с обширным кругом применяемыми людьми чужеродных соединений для защиты от сорных растений, вредителей культурных растений и насекомых являющиеся переносчиками инфекционных заболеваний. Следует признать, что пестициды представляют серьезную угрозу для здоровья человека и окружающей среды [2]. В экологически неблагоприятных условиях важна роль микробной составляющей почвы, поскольку именно под воздействием микробных метаболитов происходит распад даже устойчивых металл-гумусовых комплексов [3]. Попадание пестицидов в почвенные ресурсы в больших количествах, во-первых, влияет на биологические свойства почвы: снижается численность микробобиоты, погибают беспозвоночные животные сапротрофного яруса, в котором происходит потребление и разложение органических остатков. Известно, что хлорорганические пестициды мигрируют по почвенному профилю, как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении [4]. Последствия миграции и аккумуляции пестицидов в почвах трудно предвидеть и оценить [5]. Материал и методы исследования Объектом исследований, проводимых 2015-2017 гг., являлся детский лагерь отдыха и досуга им. Коли Мяготина в Белозерском районе Курганской области, на котором с 1995 по 1997 год применяли ДДТ против иксодового клеща, а предметом исследования являлось уточнение содержания остаточного количества ДДТ в почве и его влияния на почвенные микроорганизмы. Отбор проб осуществлялся в соответствии с руководящим документом [6]. Химические анализы почв проводили в Курганском центре по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды - филиал Федерального государственного бюджетного учреждения «Уральское управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды» (далее ЦГМС филиала ФГБУ «Уральского УГМС»), а микробиологические анализы проводили на кафедре Экологии и защиты растений ФГБОУ ВО «Курганская государственная сельскохозяйственная академия им. Т.С. Мальцева». Анализы проведены согласно руководящему документу [7]. Анализ численности микроорганизмов почвы проводили по общепринятым методикам [8]. Почвенные образцы отбирали в весенний и осенний периоды. Глубина отбора проб почвы составляла 0-20 см. Всего отобрано 96 проб в 16 точках. Точки отбора проб формировали по всей территории детского оздоровительного лагеря, в местах часто посещаемые детьми. За контрольный вариант выбран участок за территорией детского лагеря, на котором обработка ДДТ ранее не проводилась, а на 15 точках (территория лагеря) производилась обработка данным пестицидом. Площадь обследованной территории составила 6 га. Задачи исследования: определить остаточные количества ДДТ, проанализировать влияние пестицида ДДТ на численность основных групп микроорганизмов в составе почвенных микробоценозов детского лагеря отдыха и досуга им. Коли Мяготина в Белозерском районе Курганской области. Результаты исследования и их обсуждение Применение ДДТ и его аналогов имело множество серьезных экологических последствий. В результате происходит загрязнение почвы, и заражение биосферы гибнут целые популяции полезных насекомых, рыб, птиц и других животных [11]. В результате исследования подтвердилось содержание остаточного количества ДДТ в почвах в указанные периоды. Согласно гигиеническим нормативам [13] ПДК ДДТ составляет 0,1 мг/кг В исследуемой территории обнаружено ОК суммарного ДДТ. Максимальное значение наблюдается весной в 2016 году и составляет 0,309 мг/кг, а минимальное значение соответственно весной 2015 года 0,096 мг/кг. При максимальных уровнях соответственно 19,23 ПДК (1,923 мг/кг) и 2,13 ПДК (0,213 мг/кг). Такое поведение ДДТ объясняется сложившимися погодно-климатическими условиями области: в 2015 году средняя месячная температура воздуха составила 3,50 С, а в 2016 году 3,00С. Также повлияли и атмосферные осадки в 2015 году сумма осадков составило 38,8 мм, в 2016 году данный показатель был максимальным 40,5 мм. Стойкость препарата в почве зависит от ее типа (почвы с повышенным содержанием органики накапливают пестициды в большем количестве, чем минеральные), рН, влажности, температуры, атмосферных осадков, почвенных микроорганизмов [12-15]. В исследованиях определяли численность почвенных микроорганизмов: аммонификаторов, нитрификаторов, денитрификаторов, азотфиксаторов и микроорганизмов усваивающие минеральный азот. По результатам наших исследований, проведенных в весенний период с 2015-2017 год, численность микроорганизмов аммонификаторов наблюдаются высокие показатели на контрольном варианте 45,3-52,0 тыс. КОЕ/г почвы, соответственно по вариантам минимальное значение 2,0 тыс. КОЕ/г почвы, а максимальное - 47,3 тыс. КОЕ/г почвы. Согласно таб.2 микроорганизмы усваивающие минеральный азот на контрольном варианте имеют следующие значения 120,3-133,3 тыс. КОЕ/г почвы. В осенний период численность аммонификаторов на контрольном варианте составила 55,7-61,7 тыс. КОЕ/г почвы, по вариантам минимальное значение 9,3 тыс. КОЕ/г почвы на 6 варианте, максимальное 60,3 тыс. КОЕ/г почвы на 12 варианте. Микроорганизмы усваивающие минеральный азот среднее значение по контролю 194,9 тыс. КОЕ/г почвы, а среднее значение по вариантам от 104,3-121,5 тыс. КОЕ/г почвы. По численности нитрификаторов в весенний период наблюдали следующее значения на контрольном варианте 70,0-88,3 тыс. КОЕ/г почвы, а по вариантам минимальные значения на 4 варианте 4,7 тыс. КОЕ/г почвы, максимальные значения в 2017 на 3 варианте 79,3 тыс. КОЕ/г почвы. Осенью нитрификаторы на контрольном варианте имеют значения 70,0 -78,0 тыс. КОЕ/г почвы, а по вариантам минимальные значения 3,3 тыс. КОЕ/г почвы, максимальные в 2017 на 13 варианте 70,3 тыс. КОЕ/г почвы. В весенний период денитрификаторы на контрольном показателе имеют численность 5,7-6,3 тыс. КОЕ/г почвы, а среднее значение по 15 вариантам 2,6 тыс. КОЕ/г почвы. Значения по вариантам варьируют от 1,0-4,7 тыс. КОЕ/г почвы. В осенний период 2015-2017 численности денитрификатов среднее значение по контролю 5,5 тыс. КОЕ/г почвы, среднее значение по вариантам ниже контрольного и составляет 2,0 тыс. КОЕ/г почвы. Численность азотфиксаторов весной в период с 2015-2017 на контроле 170,0-190,3 тыс. КОЕ/г почвы, на вариантах среднее значение по вариантам составила 53,3 тыс. КОЕ/г почвы. В осенний период численность азотфиксаторов получили следующие значения на контроле 120,-133,3 тыс. КОЕ/г почвы, среднее значение по вариантам 51,1 тыс. КОЕ/г почвы. В результате исследования почвенных микроорганизмов значения на контрольном варианте по всем видам микроорганизмов имеет численность выше, чем варианты с обработкой ДДТ. В ходе экспериментов было установлено, что численность микроорганизмов увеличивается к 2017 году в сравнении с первым годом исследования. А результаты, полученные по остаточному количеству ДДТ, варьируют. Рассчитывали коэффициент минерализации Км (КАА/МПА), в результате получили данные с 2015 -2017 в весенний и осенний периоды высокое значение на 6 варианте в 2015 году 12,89 и 15,37; 2016 год 10,44 и 12,65; 2017 году соответственно 10,30 и 14,45. Минимальные значения в 2015 -2017 гг. в весенний период на 15 варианте 0,10 и 0,15 и 0,19. В осенний период 2015-2017гг. минимальные значения на 12 варианте 0,83 и 0,69 и 0,90. Число микроорганизмов, усваивающих минеральные формы азота (на КАА), было почти в 5 раз больше, чем микроорганизмов на МПА. Это означает, что заметно преобладают процессы минерализации. Выводы 1. По многолетним наблюдениям ЦГМС филиала ФГБУ «Уральского УГМС» (с 1995г.), а также автора (с 2015-2017 гг.) за содержанием пестицидов на данной территории свидетельствуют о постоянном обнаружении суммарного ДДТ, несмотря на обработку детского лагеря против иксодового клеща с 1998 года другими препаратами. Остаточное количество ДДТ превышает ПДК. 2. В результате исследований было установлено, что под влиянием пестицида ДДТ изменяется биологическая активность почвы. Так как на вариантах, где была проведена обработка ДДТ против иксодового клеща, численность всех видов микроорганизмов имеет минимальные значения в сравнении с вариантами без обработки.

References

1. Tikunov V.S., Chereshnya O.Yu. Napryazhennost' ekologicheskoy situacii v regionah Rossii: metodika rascheta i vizualizaciya// Geografiya i prirodnye resursy. - 2016. - №2. S. 166-174.

2. Zabylov V.S., Krupnova T.G. Issledovaniya soderzhaniya hlororganicheskih pesticidov v ob'ektah okruzhayuschey sredy na territorii Chelyabinskoy oblasti//Vestnik YuUrGU. - 2014. - tom 6. - № 3. - S.39-43.

3. Boer I.V., Borcova I.Yu., Polonskaya D.E. Mikrobiologicheskaya harakteristika pochv pastbisch tehnogenno zagryaznennyh territoriy Krasnoyarskoy oblasti// Vestnik KrasGAU. - 2008. - №6. - S. - 13-18

4. Mel'nikov N.N., Novozhilov K.V., Belan S.R., Pylova T.N.- Spravochnik po pesticidam/N.N. Mel'nikov, K.V. Novozhilov, S.R. Belan, T.N. Pylova. - M.: Himiya, 1985. - 352 s.

5. Gorbyleva A.I., Vorob'ev V.B., Petrovskiy E.I.- Pochvovedenie/ A.I. Gorbyleva, V.B.Vorob'ev, E.I. Petrovskiy. - M.: INFRA-M, 2012. - 400 s.

6. RD 52.18.156 - 99 «Ohrana prirody. Pochvy. Metody otbora ob'edinennyh prob pochvy i ocenki zagryazneniya sel'skohozyaystvennogo ugod'ya ostatochnymi kolichestvami pesticidov/ FGBU «VNIIGMI-MCD» - Obninsk, 2008. - 15 s.

7. RD 52.18.649-2011 Massovaya dolya galoidorganicheskih pesticidov v probah pochvy. Metodika izmereniy metodom gazozhidkostnoy hromatografii/FGBU «VNIIGMI-MCD» - Obninsk, 2011. - 38 s.

8. Postovalov A.A. Metodicheskie ukazaniya k vypolneniyu laboratorno-prakticheskih zanyatiy po mikrobiologii. / A.A. Postovalov - Kurgan: Kurganskaya gossel'hozakademiya, 2015 - 45 s.

9. Iskakova A.N., Koshelev S.N. Antropogennaya nagruzka na ekologicheskoe sostoyanie pochv Aktual'nye problemy ekologii i prirodopol'zovaniya: materialy Vserossiyskoy (nacional'noy) nauchno-prakticheskoy konferencii. Pod obschey redakciey S.F. Suhanovoy. Kurgan: Izd-vo Kurganskoy GSHA, 2018. - S. 24-27.

10. Postanovlenie Glavnogo gosudarstvennogo sanitarnogo vracha RF ot 10 maya 2018 g. N 33 "Ob utverzhdenii gigienicheskih normativov GN 1. 2.3539-18 "Gigienicheskie normativy soderzhaniya pesticidov v ob'ektah okruzhayuschey sredy".

11. Mel'nikov N.N. Organicheskie soedineniya hlora v okruzhayuschey srede / N.N. Mel'nikov, S.R. Belan // Agrohimiya. - 1998. - № 10. - S. 83-93.

12. Popov V.E. Adsorbciya i migraciya toksichnyh hlororganicheskih soedineniy v pochvah: Avtoref. dis. kand. sel'hoz. nauk - Leningrad: 1984. - 25 s.

13. Smetnik A.A. Osobennosti povedeniya pesticidov v pochve / A.A. Smetnik, Yu.Ya. Spiridonov // Zaschita i karantin rasteniy. - 2002. - № 2. - S. 46-49.

14. Sokolov M.S. Fotoliz, sorbciya i migraciya pesticidov v pochvah i landshaftah / M.S. Sokolov, L.L. Knyr // Himiya v sel'skom hozyaystve. - 1973.- № 9. - S. 43-48.

15. Chekareva, T.G. Osobennosti razlozheniya DDT v razlichnyh pochvah v zavisimosti ot gidrotermicheskih usloviy / T.G. Chekareva, R.V. Galiulin, N.D. Anan'eva, N.V. Perfilova i dr. // Himiya v sel'skom hozyaystve. - 1981. - № 10. - S. 29-34.

Submit manuscript

To cite

Citations:

Confirmation

Регистрация