II Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

ВЛИЯНИЕ СОВМЕСТНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ И СИНТЕТИЧЕСКИХ МОЮЩИХ СРЕДСТВ НА ВЕГЕТАЦИЮ ОВСА

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Ананова М.М. 1

---

1

Фетисова А. 1Джафарова Р. 1

---

1

Работа в формате PDF

777.4 KB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителяСвидетельство руководителя

1. Введение

В последние годы охране окружающей среды во всех странах мира уделяется большое внимание. Большой процент всех загрязнений водоемов приходится на синтетические моющие средства (СМС). Бытовая химия окружает нас везде.

Увеличение производства и потребления синтетически моющих средств неизбежно связано с увеличением их поступления в окружающую среду и актуализирует исследования влияния удобрения на развитие растений при антропогенном загрязнении почвы синтетическими моющими средствами и оценка возможности использования овса для биомониторинга.

В работе решались следующие основные задачи: исследование влияние введения синтетических моющих средств на вегетацию овса; и исследование влияния удобрения, как инженерного метода защиты и рекультивации почвы при загрязнении ее синтетическими моющими средствами.

В качестве объекта исследования и, одновременно, метода биомониторинга выбран и результативно использован овес – наиболее широко применяемое для рекультивации почвы растение, что предельно упрощает методику как лабораторных, так и натурных исследований.

Активным элементом инженерной защиты окружающей среды, воздействующим на биогеоценоз, в работе использовалось органо-минеральное удобрение «Идеал».

Актуальность выбранной темы обусловлена тем, что моющие средства являются предметом первой необходимости для человека, без них не может сейчас обойтись ни один цивилизованный человек. С этой целью решался комплекс практических задач по исследованию влияния удобрений на почву, в которой выращивается культура (овес), оценить влияние этого воздействия на развитие растения в условиях загрязнения почвы синтетическими моющими средствами.

Решение поставленных задач биоидикационным методом исследования позволит сделать выводы о применимости данной методики, как инженерного метода защиты ОС, для рекультивации почвы при высоких и низких концентрациях токсиканта.

1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ

Целью работы является исследование влияния удобрения на развитие растений при загрязнении почвы синтетически моющими веществами и оценка возможности использования овса для биомониторинга.

Исходя из цели работы, были определены следующие основные задачи исследования.

1) Исследовать влияние внесения токсиканта в субстрат на развитие растений овса.

2) Исследовать влияние внесения удобрения совместно с токсикантом в субстрат на развитие растений овса.

3) Исследовать влияние удобрения на всхожесть и рост овса в почве, загрязненной СМС.

1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
   1. Объекты исследования

В качестве объекта исследований были выбраны семена овса (ТУ 9296-001-49982374-2002) (ГОСТ 19449-93), проращиваемые в условиях добавления растворов СМС. Выбор данной культуры в качестве объекта исследования основывается на следующих принципах: во-первых, Avena sativa L. (обыкновенный овес) нетребователен к теплу, устойчив к временному понижению температуры, во-вторых, он имеет хорошо развитую корневую систему, с высокой способностью к усвоению, также он является типовым для выращивания в природных условиях РФ.

Для исследований в качестве токсикантов были выбраны растворы бытовых СМС с различной концентрацией. В последнее время поверхностно-активные вещества и синтетические моющие средства на их основе нашли большое применение в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства, а также в быту. Контакт человека с этими веществами расширяется и поэтому очень большое значение приобретает углубленное изучение их биологического действия на организм человека, а также животных и окружающую среду.

Синтетически моющие средства и удобрение, используемые в данной работе:

1. Твердые мыла:

- детское мыло – изготовитель ОАО Парфюмерно-косметическая компания «Весна», ГОСТ 28546-2002;

- хозяйственное мыло «Аистенок» - изготовитель ЗАО «Аист»,

ГОСТ 30266-95;

- туалетное мыло «Медовое» - изготовитель ОАО «Невская косметика», ГОСТ 28546-2002.

2) Жидкие мыла:

- «Palmolive Натурэль» – изготовитель ЗАО «Колгейт-Палмолив»;

- «Шелковая лента» – изготовитель ЗАО «Тендер», ГОСТ 52345-2005.

3) Минеральное удобрение «Идеал» - изготовитель ЗАО МНПП «ФАРТ», ТУ 9896-016-11158098-2000, 4 класс опасности.

Кроме объектов исследования в работе использовались вспомогательные материалы.

1. Субстрат.

2. Вода для полива, отстоянная водопроводная.

3. Двадцать один пластмассовый контейнер вместимостью 250 мл.

4. Двадцать один пластмассовый контейнер вместимостью 500 мл.

1.  
   1. Методики выполнения эксперимента
      1. Методика выращивания овса в почвенном субстрате

Условия проведения эксперимента выращивание овса осуществлялось в комнатных условиях октябрь-ноябрь 2016 г., в условиях изолированного биогеоценоза, что обеспечивалось использованием закрытых контейнеров вместимостью 750 мл. Контейнеры, составленные из двух половинок по 250 мл, 500 мл, размещались на подоконнике второго этажа, на окне, выходящем на запад. Периодически контейнеры перемещались для обеспечения одинаковых условий выращивания, не зависящих от их расположения на подоконнике. Температура в помещении, оборудованном водяным отоплением, составляла (23±2) ^оС. Влажность в закрытых контейнерах составляла 100%, о чем говорили постоянно присутствующие на внутренней поверхности капли конденсата (см. рисунок 1).

Рисунок 1 – Внешний вид третьей серии эксперимента с одновременным добавлением в субстрат СМС и удобрения. Иллюстрация признаков прекращения эксперимента.

Выращивание в таких “замкнутых” условиях биогеоценоза было выбрано нами для того, чтобы не возникало проблем с поддержанием постоянной влажности почвы путём строго дозированного полива.

В 21 контейнер с почвенным субстратом были посажены по 20 семян овса, которые предварительно были отобраны из общего числа с целью отсева некачественных зерен. Полив семян осуществлялся растворами моющих средств, которые по результатам первых двух экспериментов показали себя как самый безобидный по отношению к росту и развитию семян и то, которое оказало наиболее губительное влияние, также имелся контрольный образец, в котором полив семян осуществлялся чистой водой.

1.  
   1.  
      1. Расчет концентраций реагентов

В первом эксперименте использовалось три вида твердых мыл (детское, хозяйственное и туалетное «Медовое»), которые используются в домашних условиях. Также имелся контрольный образец тест-объекта, который представляет собой семена овса, выращиваемые в субстрате, не поливаемый раствором какого-либо моющего средства.

Во втором эксперименте использовалось два вида жидких мыл: «Palmolive Натурэль», «Шелковая лента».

В Приложении А и Б, представлены концентрации растворов синтетически моющих средств, использованных для оценки их экологической опасности по воздействию на семена овса. Эти же данные можно использовать для дополнительной (предварительной) оценки воздействия этих средств на человека.

Таким образом, оценка влияния поверхностно-активных веществ, содержащихся в СМС, на окружающую среду производилась при относительно небольших концентрациях ПАВ. Особенностью нашей работы являлось то, что мы не пытались выявить те концентрации ПАВ, которые вызывают гибель организмов, а исследовали, как влияют ПАВ на морфологию, рост и развитие тест-организмов.

В таблицах А.1, Б.1, В.1 в приложении представлены основные количественные показатели для приготовления образцов субстратов для проведения экспериментов по выращиванию растений – биоиндикаторов.

1.  
   1.  
      1. Определение влажности почвогрунта

Для проведения дальнейших исследований нам необходимо знать содержание основного вещества в почвогрунте, а не влаги, содержание которой непостоянно. Определим влажность почвогрунта следующим образом.

В керамическую чашку, прокаленную в муфельной печи при температуре 400°С для уничтожения органических веществ и микроорганизмов, которые могут находиться на поверхности, и взвешенную предварительно помещаем навеску почвы, занимающую примерно половину чашки и взвешиваем. Взвешивание производим на весах с погрешностью E=0,01 г.

Затем подвергаем образец термической обработке при t=60°С. Данная температура принята нами за оптимальную, т. к. более высокие ее значения приведут к разложению органических соединений почвы, что является недопустимым в ходе данного эксперимента.

Величина относительной влажности определяется по формуле:

, (1)

где – масса чашки с влажным образцом, г;

– масса чашки с сухим образцом, г;

– масса чашки, г.

1.  
   1.  
      1. Методика внесения токсиканта в почву и совместного внесения токсиканта с удобрением

В качестве загрязнителя нами использовались твердые и жидкие синтетические моющие средства, при этом были приняты четыре концентрации токсиканта – 12 ,16, 20 и 24 г/кг.

Токсикант вносился в почву при поливе загрязненной водой (50 мл) перед посевом. Для этого приготавливался запасной раствор для каждого загрязнителя. Из расчета молярности каждого раствора отбиралось определённое его количество и разбавлялось в 50 мл воды. Так как система, в которой выращивались семена, закрытая, то полив осуществлялся только один раз (перед посевом). Соответственно, концентрация токсиканта была постоянна в почве. Таким же образом в третьем эксперименте в почву вносился и общий раствор токсиканта (24г/кг) с удобрением(0,27; 0,93 и 1,5 мл/кг).

1.  
   1. Результаты работы и их обсуждение
      1. Определение влажности почвогрунта

Величина относительной влажности определяется по формуле:

,

где – масса чашки с влажным образцом, г;

– масса чашки с сухим образцом, г;

– масса чашки, г.

m=42 г.

m1=52,53 г.

m2=46,72 г.

Ф=5, 51/10,53=0,52=52%.

1.  
   1.  
      1. Результаты первой серии эксперимента

Вклад микробиоты, находящейся в почве, считается важным фактором, который оказывает влияние на результаты биотестрования, но наличие почвенного субстрата мешает оценке влияния токсиканта на собственно семена в начале их развития. Поэтому, вторым этапом эксперимента является оценка влияния исследуемых веществ (СМС) на вегетацию растений в присутствии почвы и почвенной биоты в ней. Наличие присущего в почве фона естественных питательных органических и неорганических веществ также в определенной степени влияет на результат эксперимента. Для усиления эффекта воздействия токсикантов мы использовали «бедную» питательными веществами (нечерноземную) почву Архангельской области. Обычно это снижает толерантность растений к внешним воздействиям и они становятся более чувствительными, что собственно и требуется от биоиндикатора.

Длительность эксперимента составила 15 суток с момента закладки семян, на этом протяжении снятие результатов производилось пять раз.

1.  
   1.  
      1. Влияние СМС на всхожесть и рост растений

Основные виды синтетически моющих средств, используемых в быту – твердые и жидкие. Первые – это натриевые соли жирных кислот, вторые калиевые соли. Наши исследования мы начинаем с твердых СМС.

1.  
   1.  
      1. Влияние растворов твердых СМС на развитие растений

Для наглядности мы представляем результаты как в табличной так и в графической форме.

Развитие растений рассматривается нами по двум показателям – всхожести и изменении длины надземной их части во времени (рисунки 2,3,4,5).

Дополнительно, рассмотрим и такие итоговые показатели жизнедеятельности растений как их биомасса («сено») или продуктивность фотосинтеза, и содержание золы, характеризующая усвоение минеральной части почвы (таблицы 2 и 3).

После выращивания растения были срезаны и сразу, в невысушенном состоянии взвешены. Полученные значения влажной биомассы («травы») характеризуют живую биомассу. После высушивания при 20 ◦С сухая биомасса («сено») также была взвешена для дальнейшего расчета влагосодержания биомассы. Чем выше содержание клетчатки в «траве» тем выше продуктивность растений на единицу их массы.

Далее сухая биомасса была помещена в муфельную печь до полного озоления при температуре 600 ◦С, последующим определением несгораемого остатка (таблица 3).

Таблица 2 – Продуктивность биоиндикатора твердых синтетических моющих средств

Продолжение таблицы 2

Рассматривая таблицу 2, характеризующую продуктивность растений-овса, рассматриваемого как биоиндикатора, можно прийти к общему выводу по всей таблице, что повышение концентрации моющих средств от 12 г/кг до 24 г/кг (заведомо завышенные) приводят к ухудшению показателей продуктивности таких как масса «травы», «сена», а также снижение содержания минеральных компонентов (зола).

При этом 4 и 9 строки второй таблицы как бы выпадают из наблюдаемых зависимостей, что видимо является следствием (к сожалению) нашего недостаточного профессионализма.

Сопоставляя 1,2,6,10 строки данной таблицы можно сделать вывод о том, что исследуемый образец детского мыла проявляет минимальное негативное воздействие на биоту, включающую микроорганизмы и растение, выращевыемые на субстрате.

Видно, что при увеличении концентрации моющего средства до 24 г/кг (1,5,9,13 строки), исследуемые образцы можно расположить в ряд по усилению негативного воздействия на окружающую среду: детское мыло → хозяйственное мыло → туалетное «Медовое» мыло, причиной такого различного влияния может быть:

- различие в химическом составе моющих средств;

- различие в свойствах функциональных компонентов (отдушка, ПАВ);

- устойчивость к разложению микробиотой субстрата.

По полученным данным дипломной работы невозможно оценить по раздельности вклад микробиоты, флоры, процесс ассимиляции компонентов исследуемых детергентов.

Вместе с тем, для формулировки выводов по работе, вполне достаточно интегральной оценки исследуемых показателей.

По массе травы (сравним строки 1,5,9,13) продуктивность падает в ряду: контрольный образец → детское → хозяйственное → туалетное «Медовое» мыла.

Наибольшее снижение продуктивности по «траве» у туалетного «Медового» мыла, и можно предположить, что влияние оказала отдушка, входящая в состав детергента.

Детское мыло оказывается менее вредным по отношению к биоиндикатору, чем хозяйственное и определяется это не модифицирующими добавками, а более высоким качеством ПАВ.

Естественно качество ПАВ хозяйственного мыла будет ниже, чем у детского. Также хозяйственное мыло содержит меньше модифицирующих добавок чем детское мыло.

Если рассмотреть массу сена, то есть сухого безводного биологического продуцента, то наличие хозяйственного мыла в субстрате приводит к наибольшей продуктивности биоиндикатора-овса. Из этого можно сделать вывод о том, что наличие модификаторов, содержащихся в детском и туалетном «Медовом» мылах является нежелательным компонентом, попадающим в почву.

Из таблицы также видно, что повышение концентраций детергентов в почве для всех образцов приводит к увеличению массовой доли сухого остатка (сена в траве) или иными словами к уменьшению влагосодержания в живых растениях.

Наличие СМС приводит также к снижению массы золы в образцах и доли золы в образцах. Данные не позволяют выявить зависимость этих показателей от концентрации.

Таблица 3- Результаты определения удельных значений зольности

Для количественной оценки морфологических признаков нами использовались такие показатели как зольность сена приведенная к одному растению или зольность сена приведенная к 1 см средней высоты растений в образце.

Зольность сена в расчете на одно растение характеризует продуктивность одного растения без учета всхожести. Таким образом если умножить зольность сена одного растения на n (100% всхожесть) мы определим продуктивность при увеличенной норме семян на единицу площади или сможем рекомендовать увеличение нормы засева.

При этом мы исходим из соображений, что при наличии негативных факторов, всхожесть будет ухудшаться за счет гибели слабых особей, а оставшиеся взошедшие будут развиваться в экстремальных условиях, приводящими либо к усилению развития растений, либо к их деградации. Таким образом, мы ужесточаем условия естественного отбора.

Выполняя данный эксперимент мы предполагаем оценить пределы (разумного дозирования негативного фактора), когда при применении инженерных методов оправданы не запредельные значения содержания СМС в почве, когда другие инженерные методы не могут поддержать растение.

Рассматривая таблицу 3 видно, что происходит падение всхожести на 15 %.

Таблица 3 развивает данные таблицы 2, данные по всхожести еще раз подтверждают, что хозяйственное мыло оказывает наименьший вред природе, причем при концентрациях от 12 г/кг до 24г/кг отслеживаемые зависимости носят характер тенденции, то есть слабо заметны.

Рассмотрев таблицу 3 полностью отметим, что введение в почву СМС независимо от концентраций приводит во всех случаях к двукратному снижению зольности в расчете на 1 растение и зольности в расчете на единицу средней высоты растений, однако при этом снижение концентрации солей в клетках растений происходит в меньшей степени не на 50 %, а всего на 25-30%.

Еще раз обращает на себя внимание тот факт, что наименьшее снижение концентрации солей в клетках растений наблюдается именно для образца хозяйственного мыла.

Рисунок 2 – Доля проросших семян овса на третий день эксперимента с концентрацией твердых СМС 12 г/кг.

На рисунке 2 представлена график зависимости доли проросших семян в % от длительности эксперимента, из которого видно, что первые всходы появились на третьи сутки практически у всех образцов, то есть за трое суток достигается практически полная всхожесть. Причем всхожесть образцов с добавлением в субстрат синтетически моющих средств завершается на третьи сутки, а без добавления детергентов задерживается до шести суток после появления, о чем говорит более пологий характер этой кривой.

Причиной служит тот факт, что наличие синтетически моющих средств в почве является стимулирующим фактором по всхожести.

Рисунок 3 – Доля проросших семян овса на третий день эксперимента с концентрацией твердых СМС 24 г/кг.

При увеличении концентрации синтетически моющих средств до 24 г/кг характер расположения кривых сохраняется, также наблюдается одновременная всхожесть и стимулирующее воздействие токсиканта. В данном случае всхожесть снижается на 80%, это говорит о явной гибели слабых растений и всхожести сильных. Малые концентрации СМС снижают рост сильных растений и не губят слабые, из этого можно определить, что данный диапазон концентраций был выбран правильно.

Рисунок 4 – Зависимость средней длины растений при посадке семян в грунт обработанный растворами твердых СМС с концентрацией 12г/кг.

На рисунках 4 и 5 прогиб кривых (образцы 2, 3, и 4) вниз обуславливается стимулирующим действием СМС исходными на шестые сутки, поэтому представляется целесообразным расследовать влияние СМС на длину растений начиная с девятых суток. Если рассматривать графики с минимальной и максимальной концентрациями (рисунки 4,5), то видно, что исходный образец без токсиканта находится выше, а остальные образцы располагаются ниже и снижение достигается порядка 140 см.

В данном диапазоне концентраций от 12г/кг до 24 г/кг существенных изменений по средней длине растений не отслеживается.

Данные по влиянию растворов твердых СМС на развитие надземной части растений приведены в Приложении Г.

Рисунок 5 – Изменение средней длины растений при посадке семян в грунт, обработанный растворами твердых СМС с концентрацией 24 г/кг.

В данном случае видно, что хозяйственное мыло приводит к уменьшению длины растений, вместе с тем можно отметить, что расположение кривой хозяйственного мыла ниже остальных и не является показателем, что оно хуже. Это говорит о том, что растение меньше по росту, но более устойчивое к внешним воздействиям, обладающее высоким осмотическим давлением, соответственно, и большей ветростойкостью.

1.  
   1.  
      1. Влияние растворов жидких СМС на развитие растений

Длительность второго эксперимента также составило 15 суток с момента закладки семян, на этом протяжении снятие результатов производилось пять раз. Результаты работы приведены в таблицах 4 и 5, а также на рисунках 6, 7, 8, 9.

Таблица 4 – Продуктивность биоиндикатора жидких синтетических моющих средств

Рассматривая таблицу 4, характеризующую продуктивность растений-овса, рассматриваемого как биоиндикатора, можно прийти к общему выводу также как и по таблице 2, что повышение концентрации моющих средств от 12 г/кг до 24 г/кг (заведомо завышенные) приводят к ухудшению показателей продуктивности таких как масса «травы», «сена». Сопоставляя таблицы 2 и 4 видно, что жидкие мыла более негативно сказываются на состоянии биоиндикатора (угнетая его), чем твердые мыла.

Таблица 5 – Результаты определения удельных значений зольности

В отличие от таблицы 3 для жидких мыл у образца Palmolive концентрация солей в клетках растений не снижается, а увеличивается, для «Шелковой ленты» снижается также как и для твердых СМС.

Основываясь на представлении о негативном влиянии любых СМС на растение повышение концентрация солей в клетках растений Palmolive скорее всего является защитной реакцией растений на ухудшение внешних условий.

По-видимому в остальных случаях защитные реакции растений подавляются, а в данном случае остаются.

Рисунок 6 – Доля проросших семян овса на третий день эксперимента с концентрацией жидких СМС 12мл/кг.

По стимулирующему воздействию СМС «Шелковая лента» в процессе естественного отбора губит большую долю семян, чем остальные токсиканты, всхожесть всего 10% при концентрации СМС 24мл/кг.

Рисунок 7 – Доля проросших семян овса на третий день эксперимента с концентрацией жидких СМС 24 мл/кг.

Рисунок 8 – Изменение средней длины растений при посадке семян в грунт, обработанный растворами жидких СМС с концентрацией 12мл/кг.

Особенностью жидких мыл является ускорение роста в первые сутки и потом их рост прекращается примерно на 15 % также можно отметить, что биологическое воздействие жидких синтетически моющих средств сильнее чем у твердых.

Рисунок 9 – Изменение средней длины растений при посадке семян в грунт, обработанный растворами жидких СМС с концентрацией 24мл/кг.

Данные по влиянию растворов жидких СМС на развитие надземной части растений приведены в Приложении Д.

1.  
   1.  
      1. Результаты третьей серии эксперимента

Для продолжения исследования методом инженерной защиты окружающей среды нами был выбран образец СМС «Шелковая лента», как наиболее негативно проявивший себя по отношению к биоиндикатору.

Длительность третьего эксперимента также составило 15 суток с момента закладки семян, на этом протяжении снятие результатов производилось пять раз. Результаты исследований приведены в таблице 6 и 7, а также на рисунках 10,11.

1.  
   1.  
      1. Обоснование выбора СМС для продолжения исследования по инженерной защите окружающей среды

Из сопоставления таблиц 2 и 4 наиболее негативным является образец «Шелковая лента» с концентрацией 24 мл/кг.

Применение удобрений органических или неорганических, несомненно, является агротехническим методом защиты ОС, повышение урожайности.

Но когда рассматривается необходимость ликвидации или минимизации последствий антропогенного воздействия на окружающую среду в данном случае ЧС с попаданием СМС в почву применение удобрений можно рассматривать как инженерный метод защиты ОС.

Частичным выводом по нашим исследованиям предполагается оценка совместно в присутствии СМС и удобрения в почве может быть как положительным, так и отрицательным фактором, что и обуславливает необходимость наших исследований.

Поскольку влияние удобрений заведомо приводит к положительным результатам (при отсутствии передозировки), то эксперимент с добавлением удобрений в субстрат без СМС не проводился.

Обращаем внимание на то, что в эксперименте использовались максимальная концентрация СМС 24 мл/кг, а концентрация удобрения изменялась от 0,27 до 1,5 мл/л. Введение удобрений в данном диапазоне привело к повышению продуктивности в 1,5 раза по траве, при этом по сухой траве происходит повышение, но не столь значительно.

Таблица 6 – Продуктивность биоиндикатора при совместном влиянии удобрения и синтетически моющих средств на растение

*) Доля золы в сене принята за 100%.

Массовая доля сухого остатка «сено в траве» при малых концентрациях удобрения повышается, а потом снижается до 7%. Вместе с тем не происходит повышения усвоения минеральных веществ из почвы и нарастания биомассы на фоне снижения концентрации в сене и падение почти на треть от 100% до 67%.

Так как наибольшее изменение от 1 к 4 образцу сопровождается с одной стороны повышением влагосодержания в растении и снижением содержание минеральных компонентов в сухом остатке, то с другой стороны используемый метод инженерной защиты ОС приводит к снижению минеральных веществ в жидкости, что явно сопровождается снижением осмотического давления в клетке, таким образом введение удобрения в почву нельзя рассматривать как абсолютно положительный фактор. Наличие негативного фактора очевидно, поэтому необходимо дальнейшее исследование этой проблемы.

Таблица 7 – Результаты определения удельных значений зольности

Рассматривая таблицу 7 можно отметить, что внесение удобрений, как в случае с твердыми мылами, снижает негативное воздействие детергентов на биоту и на растения. Очевидно, этой причиной можно объяснить снижение содержания солей в клетках растений при увеличении концентраций жидких синтетически моющих средств.

Рисунок 10 – Доля проросших семян овса на третий день эксперимента с добавлением растворов жидких СМС(24 мл/кг) и удобрением.

Рисунок 11 – Изменение средней длины растений при посадке семян в грунт, обработанный растворами жидких СМС(24 мл/кг) с добавлением удобрения.

Сравнивая графики на рисунках 10, 11 с жидкими и твердыми синтетически моющими средствами (рисунки 4,5, 8,9) видно, что образец без добавления в субстрат токсиканта расположен на графике ниже, а с добавлением удобрения приводит к интенсификации роста и большей длине растений. Таким образом удобрение как инженерный метод защиты окружающей среды оказывает более положительный эффект для жидких СМС чем для твердых.

Данные по влиянию растворов жидких СМС с концентрацией 24 мл/кг на развитие надземной части растений с добавлением универсального удобрения приведены в Приложении Е.

Следует также отметить, что на протяжении всего эксперимента по выращиванию овса, всех образцов без исключения, таких морфологических изменений как некрозы, хлорозы и дефолиация не наблюдались.

1. ОСНОВНЫЕ ИТОГИ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

Анализ литературного материала выявил ряд факторов, оказывающих влияние на развитие растений в условиях различной концентрации токсикантов в почве и при внесении в почву удобрения, как инженерного метода защиты ОС и позволил сформулировать цель и задачи работы.

Для достижения поставленной цели проведены исследования, в которых в качестве токсиканта почвы использовались некоторые твердые и жидкие синтетически моющие средства, концентрация вносимая в почву, составила 12, 16, 20 и 24 г/кг.

В качестве инженерного метода защиты окружающей среды было использовано органоминеральное удобрение «Идеал». В качестве, как биоиндикатора, так и объекта исследования выбран овес – наиболее широко штатно используемое для рекультивации почвы растение.

Полученные экспериментальные данные позволяют сделать следующие выводы.

1. Установлено, что повышение концентрации моющих средств от 12 г/кг до 24 г/кг (заведомо завышенные) приводят к ухудшению показателей продуктивности таких как масса «травы», «сена», а также снижение содержания минеральных компонентов (зола), исследуемые образцы можно расположить в ряд по усилению негативного воздействия на окружающую среду: детское мыло → хозяйственное мыло → туалетное «Медовое» мыло.

2. Показано, что исследуемый образец детского мыла проявляет минимальное негативное воздействие на биоту, включающую микроорганизмы и растение, выращевыемые на субстрате. Наибольшее снижение продуктивности по «траве» у туалетного «Медового» мыла. Детское мыло оказывается менее вредным по отношению к биоиндикатору, чем хозяйственное и определяется это не модифицирующими добавками, а более высоким качеством ПАВ.

3. Экспериментально установлено, что наличие модификаторов, содержащихся в детском и туалетном «Медовом» мылах является нежелательным компонентом, попадающим в почву.

4. Введение в почву СМС независимо от концентраций приводит во всех случаях к двукратному снижению зольности в расчете на 1 растение и зольности в расчете на единицу средней высоты растений, однако при этом снижение концентрации солей в клетках растений происходит в меньшей степени не на 50 %, а всего на 25-30%.

5. Наличие исследованных синтетических моющих средств в почве является, в некоторых пределах концентраций, стимулирующим фактором по всхожести.

6. Жидкие мыла более негативно влияют на состояние биоиндикатора (угнетая его), чем твердые мыла.

7. Особенностью жидких мыл является ускорение роста в первые сутки и потом их рост прекращается примерно на 15 % также можно отметить, что биологическое воздействие жидких синтетически моющих средств сильнее чем у твердых.

8. Введение удобрений при концентрациях от 0,27 до 1,5 мл/кг привело к повышению продуктивности в 1,5 раза по «траве» при этом по сухой биомассе («сено») происходит повышение, но не столь значительно.

9. Массовая доля сухого остатка «сена» в «траве» при малых концентрациях удобрения повышается, а потом снижается до 7%. Вместе с тем не происходит повышения усвоения минеральных веществ из почвы и нарастания биомассы на фоне снижения концентрации в сене и падение почти на треть от 100% до 67%.

10. Данный метод инженерной защиты ОС приводит к снижению минеральных веществ в жидкости растений, что явно сопровождается снижением осмотического давления в клетке, таким образом, введение удобрения в почву нельзя рассматривать, как абсолютно положительный фактор.

11. Удобрение как инженерный метод защиты окружающей среды оказывает более положительный эффект для жидких СМС, чем для твердых.

12. На основании итогов работы можно рекомендовать продолжение исследований в направлении выявления марок СМС, содержащих устойчивые и неразложимые токсичные компоненты ПАВ, например, как в исследованных нами детском и туалетном «Медовом» мылах .

1. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненная работа является разработкой методов детоксикации почв, содержащих синтетические моющие средства».

Из-за ограниченности объема работы не представляется возможным выявить весь круг существующих проблем по данной тематике, в связи с этим рекомендуется дальнейшая проработка начатых исследований.

1. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Брюхань,Ф.Ф., Графкина,М.В., Сдобнякова,Е.Е. Промышленная экология: учебник/ Ф.Ф. Брюхань, М.В. Графкина, Е.Е. Сдобнякова, Е.Е. – М.: ФОРУМ, 2011.-208 с.

2. Аналитический обзор Комитета по природопользованию за 2005 год. / под ред. Д.В. Голубева и др. / – М.: «Сезам», 2006 – 25 с.

3. Инженерная экология и экологический менеджмент: учебник/М.В. Буторина, Л.Ф. Дроздова, Н.И. Иванов и др./под ред. Н.И. Иванова, И.М. Фадина.- М.: Логос, Университетская книга, 2006. – 520с.:ил.

4. Агроэкология / Черников, В.А., Алексахин, Р. М., Голубев, А. В. и др. - М.: Колос, 2000. - 536 с.

5. Паршикова, В.Н. Товароведение и экспертиза бытовых химических товаров. - М.: "Академа", 2008. – 359 с.

6. Товароведение и экспертиза промышленных товаров / под ред. А.Н. Неверова. - М.: МЦФЭР, 2009. - 103 с.

7. Яковенко, Г.П. Мониторинг среды обитания: учебное пособие. Часть 1. Л.Т. Крупская, А.М. Дербенцева, А.Г. Новороцкая, М.Б. Бубнова, Г.П. Яковенко. Владивосток: Изд-во Дальневост. ун-та, 2007. - 341 с.

8. Экология: рациональное природопользование и безопасность жизнедеятельности. Учеб. Пособие/ А.Н. Павлов.-М.: Высш. шк., 2005. - 159 с.

9. Плеханов, Г. Ф., Дмитриева, Н. Г., Паршина, Н. В. Биоиндикационный метод оценки антропогенного загрязнения территории / Охрана природы: Сб. статей. — Томск: Изд-во НТЛ, 2000. - 91—98с.

Приложение А

1. Таблицы и приложения

Таблица А.1 – Растворы твердых синтетических моющих средств, используемые в эксперименте

Продолжение таблицы А.1

* В 1 кг : 750- сухой земли

250 - вода Н₂О; на 50 мл воды добавить 10800 мг мыла, т.е. 216 мг в 1 мл.

В МЕТОДИКУ: в данной работе использовалась именно не разбавленная песком почва, а кислая почва Архангельской области

Приложение Б

Таблица Б.1 – Растворы жидких синтетических моющих средств, используемые в эксперименте

Продолжение таблицы Б.1

* В 1 кг : 750 - сухой земли

250 - вода Н₂О

на 50 мл воды добавить 10,8 мл мыла ( т.е. 0,216 мл жидкого мыла в 1 мл воды).

Приложение В

Таблица В.1 – Растворы жидких синтетических моющих средств и удобрения, используемые в эксперименте

Приложение Г

Таблица Г.1 – Влияние растворов твердых СМС на развитие надземной части растений

Приложение Д

Таблица Д.1 – Влияние растворов жидких СМС на развитие надземной части растений

Приложение Е

Таблица Е.1 – Влияние растворов жидких СМС с концентрацией 24 мл/кг на развитие надземной части растений с добавлением универсального удобрения

12