Екологічні системи національного природного парку «Кам’янська Січ», що розташований у Бериславському районі Херсонської області, з початком повномасштабного вторгнення зазнали значних деструктивних змін через російську збройну агресію.
Оцінка глибини і масштабів порушень ускладнена різноманітною природою військових впливів: від хімічного забруднення компонентів довкілля до фізичної руйнації ландшафтів. За цих умов об’єктивна оцінка екологічних наслідків повинна включати методи, які відображають сумарний біологічно значимий вплив чинників на живі організми.
Саме цим вимогам відповідає давно відомий метод біотестування, при якому за змінами життєвих показників біологічних тесторів роблять висновок про ступінь екологічних змін середовища. Це метод оцінки токсичності середовища на основі вивчення особливостей реакції тест-організмів, що сигналізує про рівень екологічної безпеки або небезпеки незалежно від того, які саме чинники і в якому поєднанні призводять до змін життєво важливих функцій у тест-організмах; метод моделювання наслідків впливу чинника, що володіє загально біологічною дією на живий організм. Фактично, методи біотестування за реакцією живих організмів дають змогу отримати інтегральну токсикологічну характеристику комплексного забруднення усіх компонентів середовища. При цьому найбільш інформативним для подальшої характеристики стану екосистем є біотестуючі дослідження ґрунтів. Літературні дані описують досвід застосування у практиці біотестування низки організмів різних таксономічних груп, проте найбільш поширеними тест-системами є рослини (цибуля, крес-салат, ячмінь, горох, традесканція та низка інших), а одними з найбільш інформативних тест-ознак визначаються схожість насіння, ріст і здатність рослин формувати наземну і підземну маси.
Згідно з міжнародним стандартом ISO 11269-1 для біотестування рекомендується використовувати ячмінь звичайний (Hordeum vulgare). Одночасно вказується, що можна застосовувати насіння й інших рослин. Міжнародний стандарт ISO 11269-2 регламентує вибирати мінімум два види рослин, при цьому один повинен бути однодольним, а інший дводольним.
Опираючись на вище наведені рекомендації впродовж березня – травня 2024 року проведено пілотне біотестуюче дослідження з вивчення біотоксичності ґрунтів національного природного парку “Кам’янська Січ” за участі співробітників національного природного парку “Кам’янська Січ” і наукового супроводу фахівців Прикарпатського національного університету імені Василя Стефаника. В якості фонової (контрольної) території обрано Галицький НПП (Галицький район, Івано-Франківської області).
Відбір зразків ґрунту здійснювали в ранньовесняний період. Місця закладання дослідних ділянок ґрунтувалися на попередньому оцінюванні територій, включаючи вивчення впливу воєнно-техногенних чинників, рекогнисцирувальні візити, функціональне призначення територій у довоєнний період і на поточний момент часу, наявність деформацій ґрунтового покриву і засмічення тощо. Враховували також результати дистанційних зондувань місцевості. Притримувалися трьохкратної повторності відбору проб у межах виділів. Кількість відібраних змішаних проб становила, таким чином – 18: 15 у межах НПП “Кам’янська Січ” і 3 у межах фонової (контрольної) території. Ці проби презентували 5 дослідних ділянок і одну фонову. Кожна аналізована у подальшому проба ґрунту була змішаного типу і відбиралася методом “ящика” або “конверту” відповідно до вимог державного стандарту № 17.04.3.01.83 та № 17.4.4.02.84 та з урахуванням досвіду армії США (згідно літературних джерел відкритого доступу).
На дослідних ґрунтових зразках у лабораторних факторостатних умовах пророщували насіння ячменю (Hordeum vulgarе) і крес-салату (хрінниці посівної) (Lepidium sativum). Надалі через 96 годин визначали відсоток схожості насіння, вимірювали довжину кореневої системи і надземної частини досліджуваних рослин-біотесторів.
Фітотоксичний ефект (ФЕ, %) визначали за формулою:
ФЕ = ((L0 − Lx )/ L0)×100 %,
де Lo – cередня довжина кореневої чи надземної частини рослин, вирощених на зразках ґрунту з контрольної точки; Lx – середня довжина кореневої чи наземної частини рослин, вирощених на ґрунті досліджуваних територій.
Оцінку токсичності ґрунтів міста визначали за п’ятибальною шкалою:
0-20 % – відсутній або слабкий, 20,1-40 % – середній, 40,1-60 – вище середнього, 60,1-80 – високий, 80,1-100 – максимальний рівень токсичності.
Зведені результати дослідження представлені у таблиці 1
Таблиця 1.
Фітотоксчний ефект (ФЕ, %) ґрунтів НПП “Кам’янська Січ”
Дослідні виділи | Hordeum vulgarе | Lepidium sativum | Інтегральний ФЕ, % | ||||
ФЕ,% (за схожістю) | ФЕ,% (за довжиною кореня) | ФЕ,% (за довжиною наземної частини) | ФЕ,% (за схожістю) | ФЕ,% (за довжиною кореня) | ФЕ,% (за довжиною наземної частини) | ||
1 | 30,1 | 27,2 | 28,4 | 35,0 | 37,0 | 35,8 | 32,25/ середній |
2 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 / максимальний |
3 | 81,1 | 77,1 | 84 | 90,1 | 95,0 | 87,2 | 85,75 / максимальний |
4 | 67,6 | 68,6 | 72 | 69,4 | 74,0 | 70,0 | 70,30 / високий |
5 | 59,5 | 62,9 | 51 | 64,8 | 60,2 | 62,0 | 60,1 / високий |
Фонова територія | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Таким чином, можна констатувати, що ґрунтові умови НПП “Кам’янська Січ” володіють вираженим сумарним впливом на рослинні біотестори, який у проведеному експеременті проявляється пригніченням проростання насіння й інгібіцією ростових процесів. При цьому, у модельному експерименті спостерігається пригнічення росту і розвитку, як кореневої системи, так і надземної частини рослин.
Отримані результати вказують на доцільність застосування методів біотестування з використанням запропонованих рослинних тест-систем у практиці оцінки екологічних наслідків військових. Ці дослідження попри простоту і дешевизну відзначаються достатньою інформативністю і легкою відтворюваністю.
Фітотоксчний ефект грунтових зразків НПП “Кам’янська Січ” в усіх варіантах експерименту статистично достовірно (Р<0,05) перевищував значення, отримані у контрольному експерименті, що є свідченням підвищеної екологічної небезпеки для біоти на досліджуваній території.
Максимальним фітотоксичним ефектом відзначаються грунтові зразки виділів 2 і 3, що вказує на необхідність проведення додаткових експериментальних досліджень і вивчення їх мікроелементного складу.
Список використаної літератури.
Бешлей З. М. Використання рослинних тест-систем для оцінки токсичності техногенно забруднених субстратів [Текст] / З. М. Бешлей, С. В. Бешлей, В. І. Баранов, О. І. Терек // Вісник Харківського національного аграрного університету. Сер. : Біологія. – 2014. – Вип. 1. – С. 97-102. – Режим доступу: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Vkhnau_biol_2014_1_123.
Григорчук І. Д. Використання рослинних біоіндикаторів для оцінки токсичності грунтів на території м. Кам’янця-Подільського [Текст] / І. Д. Григорчук // Біологічні системи. –- 2016. –- Т. 8, Вип. 2. –- С. 212-218. –- Режим доступу: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Nvchu_ biol_2016_8_2_12
Джура Н. М. Використання рослин для рекультивації ґрунтів, забруднених нафтою і нафтопродуктами [Текст] / Н. М. Джура, О. І. Романюк, Ян Гонсьор, О. М. Цвілинюк, О. І. Терек // Екологія та ноосферологія. – 2006. – Т. 17, Вип. 1–2. – С. 55– 60.
ДСТУ ISO 11269-1:2004. Якість ґрунту [Текст]. Визначання дії забрудників на флору ґрунту. Ч. 1. Метод визначення гальмівної дії на ріст коренів (ISO 11269-1:1993, IDT). [Чинний від 2005-07-01]. К. : Держспоживстандарт України, 2005. 14 с.
ДСТУ ISO 11269–2:2002. Якість ґрунту [Текст]. Визначання дії забрудників на флору ґрунту. Ч. 2. Вплив хімічних речовин на проростання та ріст вищих рослин (ISO 11269–2:1995, IDT). [Чинний від 2004–07–01]. К.: Держспоживстандарт України, 2004. 14 с.
Тригуб В.І., Домусчи С.В. Біотестувння як метод дослідження токсичності грунтів / В.І. Тригуб, С.В. Домусчи // Вісник ОНУ. Сер.: Географічні та геологічні науки. 2020. Т. 25, вип. 2(37). – С. 112 – 127.
