В результате двадцатилетних экспериментов и наблюдений ученые из Санкт-Петербургского федерального исследовательского центра РАН (СПб ФИЦ РАН) разработали методику оценки загрязнения почв. Она позволяет учитывать не только содержание вредных химических веществ, но и состояние живых организмов – растений, беспозвоночных и микробиоты. Данная разработка будет использоваться при проведении точных экологических экспертиз в лесных и лесопарковых зонах, а также на сельскохозяйственных угодьях с целью разработки мероприятий по улучшению экологической обстановки.
Техногенное загрязнение почв – закономерный процесс, связанный с осуществлением промышленной, сельскохозяйственной и другой деятельности. В результате в грунт постепенно попадают и накапливаются различные вредные вещества, такие как тяжелые металлы (свинец, кадмий, ртуть), химические соединения (пестициды, нефтепродукты, соли и др.), а также радиоактивные материалы. Эти вещества оказывают негативное воздействие на окружающую среду, затрагивая все компоненты экосистемы – от микроорганизмов до человека.
В настоящее время доступно множество способов сбора и анализа проб грунта для регулярного экологического мониторинга почв. Однако большинство из них сосредоточены на определении концентрации вредных химических веществ и лишь косвенно учитывают биологические процессы, протекающие в почве, хотя именно они являются ключевым показателем экологической устойчивости биогеоценозов. В связи с этим, для усиления защиты здоровья населения, сохранения биоразнообразия и обеспечения устойчивого развития территорий необходима разработка комплексных экологических методов исследования почв.
«Разработанная нами методика комплексного анализа загрязнения почв включает не только традиционные химические методы, но и учитывает показатели жизнедеятельности высших растений, гидробионтов и микроорганизмов, населяющих почву. В рамках этой новой методики предложен интегральный биологический показатель — индекс здоровья почв, который был испытан для оценки экологического состояния почв, пострадавших от загрязнения опасными токсикантами (тяжелые металлы, нефть, противогололедные реагенты) в ходе многолетних полевых исследований», — рассказывает заведующая Лабораторией методов реабилитации техногенных ландшафтов СПб ФИЦ РАН Людмила Бакина.
Практическая реализация разработанных подходов осуществлялась на экспериментальных площадках, расположенных вблизи Санкт-Петербурга и в Ленинградской области. На этих площадках были созданы многолетние опыты по воздействию загрязняющих веществ на различные типы почв, характерные для данного региона. Помимо методов очистки, исследователи изучали способность загрязненных почв к естественному восстановлению. В зависимости от эксперимента, наблюдения за химическими и биологическими процессами, происходящими в почвах, длились от 8 до 20 лет. Анализ образцов проводился с использованием оборудования лаборатории методов реабилитации техногенных ландшафтов Научно-исследовательского центра экологической безопасности — СПб ФИЦ РАН.
Интегральный показатель, или индекс здоровья почв, был разработан на основе полученных данных. Этот показатель – это суммарная балльная оценка, отражающая экологическое состояние трех основных групп информации: состояние растительности, комплекс почвенных микроорганизмов и токсичность почв, установленная с помощью биотестирования.
«Данная методика применима для оценки состояния почв, как городских и рекреационных, так и лесных. С ее помощью можно определить, какие именно загрязнители содержатся в почве и какую угрозу они представляют для почвенных организмов — информацию, которую не всегда удается получить при стандартном химическом анализе. Результаты исследований позволяют сотрудникам нашей лаборатории предлагать рекомендации по улучшению состояния почвы», — поясняет Людмила Бакина.
Разработанная учеными-почвоведами СПб ФИЦ РАН методика уже используется в Городском садово-парковом хозяйстве. В настоящее время она применяется для комплексной оценки загрязненности почвы в Летнем саду, одной из важнейших парковых зон Санкт-Петербурга.