Для регионального почвенного мониторинга природных экосистем при многокомпонентном загрязнении тяжёлыми металлами (ТМ) необходимо проведение не только геохимических исследований, но и применение экспресс-методов оценки мутагенности почв с использованием надёжных тест-систем. В системе генетического мониторинга в качестве чувствительного индикатора уровня мутагенности окружающей среды используется традесканция (клон 02). Проведено исследование мутагенного состояния пахотных почв агроландшафтов Армении с применением клона 02 традесканции в системе почва–растение. Биотестирование проводилось с использованием двух основных биотестов традесканции. По данным биотеста волосков тычиночных нитей традесканции (Трад-ВТН) показано достоверное повышение уровня соматических мутаций в изученных почвенных образцах по сравнению с условно фоновым вариантом. Максимальное проявление рецессивных мутаций (розовых клеток) и генетически неопределённых мутаций (бесцветных клеток) наблюдалось в почвенном образце из региона Раздан, удалённого от промышленной зоны на 600 м, где значения изученных параметров превысили уровень фона в 28 и 3,4 раза соответственно (p<0,001). По данным микроядерного теста (Трад-МЯ) также наблюдалось достоверное повышение частоты обоих тест-критериев в почвенных образцах региона Раздан, удалённых от промышленной зоны на 400, 600 и 800 м, а также – в образцах региона Гавар в 1,8–2 раза (p<0,05). Проведён корреляционный анализ зависимости уровня генетических эффектов от концентрации химических элементов (V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn) в изученных почвенных образцах. Для определения степени загрязнённости почв были рассчитаны коэффициент концентрации и суммарный коэффициент загрязнения (Zc), а также построены санитарно-гигиенические ряды для каждого почвенного образца.
Изучена степень техногенной нагрузки вблизи Алавердского горно-металлургического комбината по содержанию тяжёлых металлов (ТМ) в образцах почвы и растений, выращенных на опытных делянках. Исследования проводили в период работы комбината не в полную мощность (весна-лето 2022 г.) с учётом направления розы ветров в регионе. Отбор коричнево-лесных почв проводили из верхнего горизонта почвы с глубины 0–25 см на выделенных опытных делянках, которые были удалены на 3; 10; 30 км от комбината. На экспериментальных площадях в условиях открытого грунта выращивали растения картофеля, свёклы, моркови, перца и баклажана. Содержание ТМ в образцах почвы и растений определяли методом атомно-абсорбционной спектроскопии. По валовому содержанию ТМ в образцах почв из близких к комбинату делянок (3 км) установлен сравнительный ряд Cu > Pb > Zn > Co > Mn. В данной серии экспериментов по содержанию подвижных форм ТМ сравнительный ряд имеет такую же последовательность, но с более низкими значениями. Для Cu, Pb, Zn и Co величина степени их подвижности в образцах почвы в среднем была 15,5%, в случае Mn – 25,5% (3 км). Показано, что в образцах почвы из удалённых делянок (30 км) по направлению розы ветров наибольшей степенью подвижности отличились Cu, Co и Mn (в среднем 14,3%), степень подвижности Pb и Zn составила 8%. Результаты расчётов био- и геоэкологических коэффициентов показали, что исследуемые растения характеризуются индивидуальным сценарием развития процессов метаболизма, и общей адаптационной стратегией к действию стресс-фактора. Установлено, что ТМ в большей степени накапливаются в генеративных органах растений, чем в вегетативных, что объясняется различием в толерантности растений к данным химическим элементам.
Ключевые слова: почва, растения, тяжёлые металлы, антропогенное загрязнение, степень подвижности, коэффициент концентрации, коэффициент биологического накопления, индекс мобильности
Проведены исследования по оценке степени загрязнения почв Армении тяжёлыми металлами (ТМ) вблизи
действующих (Каджаранский медно-молибденовый комбинат и Разданский цементный завод) и не работающих
в настоящее время (Алавердский горно-металлургический комбинат и Ванадзорский химический завод) промышленных предприятий. Отбор образцов почв осуществляли с площадок при удалении на 0,5; 1,5; 2,5; 5; 10; 15 и 25 км
от источника загрязнения. Анализ результатов химического анализа почв показал, что на расстоянии до 5 км от
техногенных источников почвы сильно загрязнены соединениями меди, цинка и свинца. По мере удаления от
источника загрязнения до 25 км происходит достоверное снижение концентраций всех ТМ и сравнительный ряд
представлен следующей последовательностью: Zn > Cu > Pb > Co > Mo. При удалении на 25 км отмечается существенное снижение антропогенной нагрузки на почву. Наибольшее 50-кратное снижение суммарного содержания
ТМ установлено для почв вблизи с Алавердским горно-металлургическим комбинатом, а наименьшее – с Разданским
цементным заводом. Для остальных рассмотренных предприятий снижение значения коэффициента суммарного
загрязнения составило в среднем в 25 раз. Полученная информация может быть использована для учёта миграционной и накопительной способностей ТМ в почве при организации природоохранных мероприятий в зависимости
от удалённости основного источника загрязнения.