© Садовніков П. В., Куркіна М. В., 2013 Вісник Балтійського федерального університету ім. І. Канта. 2013. Вип. 7. С. 21 - 26. Визначена проблема утилізації твердих побутових відходів та розглянуті питання впливу звалищ на стан міського середовища. показана роль мікрофлори в процесі самоочищення грунту і представлені дані про стан грунтової мікрофлори Калінінграда в залежності від рівня забруднення, а також намічені шляхи вивчення мікрофлори грунтів поблизу полігону ТПВ в селищі ім. А. Кос мо демьянс кого в Калінінграді.

Анотація наукової статті з екологічних біотехнологій, автор наукової роботи - Садовніков Павло Валерійович, Куркіна Марина Вікторівна


The relevance of studying soil microflora in the vicinity of solid waste disposal sites (the case of Kaliningrad)

This paper addresses the problem of solid waste disposal and considers the impact of disposal sites on the urban environment. The author examines the role of microorganisms in the process of soil self-purification and provides data on the condition of the soil microflora in Kaliningrad according to the level of pollution, as well as the ways to study the soil microflora in the vicinity of the disposal site in the suburb of Alexander Kosmodemyanski in Kaliningrad.


Область наук:
  • екологічні біотехнології
  • Рік видавництва діє до: 2013
    Журнал: Вісник Балтійського федерального університету ім. І. Канта. Серія: Природні і медичні науки

    Наукова стаття на тему 'Актуальність вивчення мікрофлори грунтів поблизу полігонів ТПВ (на прикладі Калінінграда)'

    Текст наукової роботи на тему «Актуальність вивчення мікрофлори грунтів поблизу полігонів ТПВ (на прикладі Калінінграда)»

    ?УДК 502.22

    П. В. Садовніков, М. В. Куркіна

    АКТУАЛЬНІСТЬ ВИВЧЕННЯ МІКРОФЛОРИ почвогрунта ПОБЛИЗУ ПОЛІГОНІВ ТПВ (на прикладі Калінінграда)

    Позначена проблема утилізації твердих побутових відходів та розглянуті питання впливу звалищ на стан міського середовища. Показана роль мікрофлори в процесі самоочищення грунту і представлені дані про стан грунтової мікрофлори Калінінграда в залежності від рівня забруднення, а також намічені шляхи вивчення мікрофлори грунтів поблизу полігону ТПВ в селищі ім. А. Космодемьянского в Калінінграді.

    © Садовніков П. В., Куркіна М. В., 2013

    Вісник Балтійського федерального університету ім. І. Канта. 2013. Вип. 7. С. 21 - 26.

    This paper addresses the problem of solid waste disposal and considers the impact of disposal sites on the urban environment. The author examines the role of microorganisms in the process of soil self-purification and provides data on the condition of the soil microflora in Kaliningrad according to the level of pollution, as well as the ways to study the soil microflora in the vicinity of the disposal site in the suburb of Alexander Kosmodemyanski in Kaliningrad.

    Ключові слова: урбоекосістеми, ТПВ, грунт, мікрофлора.

    Key words: urban ecosystems, solid waste, soil, microflora.

    Однією з проблем сучасності є урбанізація, яка веде до зростання і розвитку міст. Збільшення чисельності населення і зосередження його в містах неминуче призводить до накопичення і концентрації на міських територіях твердих побутових відходів (ТПВ), що вимагають своєчасного їх видалення від місць проживання людей і безпечної утилізації. Розвиненим європейським країнам це завдання вдалося вирішити. Однак в Росії, де частка міського населення становить 73%, ця проблема залишається актуальною, особливо в великих містах [13].

    У процесі утилізації відходів існують певні стадії: сортування, транспортування, переробка, обробка, складування і забезпечення безпечного зберігання. В даний час найбільш актуальні наступні види утилізації побутового сміття [5]:

    • пристрій спеціально обладнаних звалищ;

    • компостування сміття;

    • утилізація на сміттєпереробних заводах, включаючи спалювання.

    Слід зазначити, що з усіх сучасних технологій утилізації ТПВ найбільш дешевою є депонування їх на спеціальних полігонах [8].

    Полігон ТПВ (створений з урахуванням усіх санітарних і інженерних приписів) - це в першу чергу комплекс природоохоронних споруд, призначений для складування, ізоляції та знешкодження ТПВ, що забезпечує захист від забруднення об'єктів біосфери, що перешкоджає поширенню гризунів, комах і патогенних мікроорганізмів [8].

    У Російській Федерації, в тому числі і в Калінінградській області, як правило, велика частина відходів традиційно звозиться на звалища. Це веде до відчуження вільних територій в приміських районах і обмежує використання міських територій для будівництва житлових будинків. Також спільне поховання різних видів відходів може призвести до утворення небезпечних сполук і некерованою міграції їх в навколишнє середовище. В результаті навколо полігонів формуються зони многокомпонентного забруднення грунту, атмосферного повітря, поверхневих і підземних вод, зокрема високотемпературним фільтратом (40 - 50 ° С), що утворюється на звалищі при протіканні екзотермічних реакцій [5].

    Розігрів звалища під впливом сонячного тепла і пожеж (в тому числі і підземних), а також атмосферні опади сприяють протіканню на полігонах ТПВ неконтрольованих фізико-хімічних і біохімії-

    мических процесів, продуктами яких є численні токсичні речовини в рідкому, твердому і газоподібному стані. Це становить серйозну загрозу біосфері і нормальної життєдіяльності людини. У багатьох країнах Європейського союзу спалювання побутових відходів заборонено, так як в процесі їх горіння в навколишнє середовище виділяються токсичні сполуки - діоксини, фурану і ін. Крім того, що містяться в приземних шарах повітря над полігонами ТПВ пестициди, пил, сажа забруднюють всі довколишні території [ 5].

    Органічні речовини, що входять до складу ТПВ, розкладаючись, утворюють дурнопахнущіе гази (індол, сірководень, метан) і рідини, що містять продукти неповного розкладання органічних сполук, багато з них отруйні [2].

    У списку забруднюючих речовин, що потрапляють з відходами в грунт, окреме місце займають важкі метали [1]. Найбільш небезпечні ртуть, свинець, нікель, кадмій, цинк, а також миш'як, що відносяться до класу особливо токсичних хімічних елементів. Забруднюючи ґрунт, вони поглинаються рослинами, а потім по харчових ланцюгах потрапляють в організми тварин і людини і, накопичуючись, оказипвают на них токсичну дію. Важкі метали можуть проникати в організмі через органи дихання і травлення, так як в більшості випадків вони добре розчиняються у воді, не схильні до біохімічному розкладу і здатні утворювати леткі і високотоксичні металлорганические з'єднання. Особливо небезпечні металоорганічні з'єднання (метил-ртуть, сполуки свинцю), а леткі метали (ртуть, кадмій, миш'як, сурма, селен, літій) легко проникають в організм через органи дихання [5]. Слід зазначити, що кількісний вміст важких металів в грунтах полігонів ТПВ схильне сезонному зміни в досить широких межах. Так, наприклад, максимальний рівень перевищення ГДК свинцю спостерігається в осінній і весняний сезони [10].

    Небезпека представляє не тільки хімічне забруднення природних середовищ внаслідок деструкції ТПВ, а й біологічне. Побутові відходи - це сприятливе середовище для розмноження комах, гризунів, мікроорганізмів (серед которигх можуть бипть і патогенні). У біологічно забруднених грунтах присутні збудники інфекційних захворювань, яйця глистів, яйця і лялечки паразитуючих комах, а природні процеси самоочищення різко ослаблені, що необхідно враховувати при розміщенні відходів на полігоні ТПВ [2].

    У Калінінградській області через відсутність умов екологічно безпечного депонування побутових відходів актуальною є проблема утилізації та знешкодження твердих бигтовигх і промислових відходів. Щорічно в області утворюється близько 600 тис. Тонн відходів, з которигх близько 10 тис. - відходи 1 - 3-го класу небезпеки, 45 тис. - 4-го класу небезпеки і більше 500 тис. - 5-го класу небезпеки. З них використовується тільки 8% відходів, знешкоджується - 4%, розміщується для зберігання на спеціалізованих майданчиках - 1,5%. Основна маса ТПВ (понад 86%) утилізується на полігонах і звалищах муніціпальнигх утворень Калінінградській області [11; 14]. У Калінінграді існує один офіційний полігон ТПВ, распо-

    23

    24

    лежання поблизу селища ім. А. Космодемьянского. В області ж в даний час завершено будівництво та розпочато експлуатацію нового полігону ТПВ для м Совєтська, Неманского і Славського районів в сел. Барсуковка Неманского району. Разом з тим технічна експлуатація ряду звалищ, їх пристрій не відповідають вимогам санітарного законодавства [7]. Немає сумнівів, що система депонування і переробки ТПВ в області потребує термінової модернізації та збільшення контролю з боку санітарних служб.

    У зв'язку з недотриманням вимог санітарно-епідеміологічних і екологічних норм на навколишнє середовище і населення виявляється висока екологічне навантаження, також існує надвисока ймовірність важких впливів і значних економічних витрат при ліквідації цих наслідків [3].

    В першу чергу полігони ТПВ впливають на грунтовий покрив. Грунт

    - найменш рухлива середовище, що має Слабишев функціями самоочищення і великий сорбційною ємністю. У підсумку вона проявляє себе як потужний і довготривалий джерело вторинного забруднення [4]. Первиші на всі зміни в грунті реагують мікроорганізми - чуйні індикатори якості грунтового середовища. Негативні впливи на мікробне співтовариство грунту призводять до випадання найбільш чутливих ланок, порушення природної рівноваги між окремими групами ґрунтових мікроорганізмів. У свою чергу, це змінює інтенсивність окремих стадій процесу кругообігу біогенних елементів, що стає причиною деградації грунтів, мінералізації гумусу, порушення екологічної функції грунту, родючості [6].

    У Калінінградській області в даний час ведуться дослідження мікрофлори грунтів природних і урбанізованих екосистем, в результаті яких було встановлено, що сумарний показник кількісного вмісту аналізованих груп мікроорганізмів в середньому по зонам варіював в значних межах. Максимальна концентрація мікроорганізмів відзначена у відносно чистій зоні - 2,34 • 107 КУО / г грунту. У слабо забрудненої, помірно забрудненої, забрудненої і брудною зонах цей показник бипл майже в два рази нижче [9; 12]. У дуже брудною зоні сумарний вміст мікроорганізмів було мінімальним - 6,05 • 107 КУО / г грунту, що в чотири рази нижче, ніж у відносно чистій зоні. З усіх досліджених груп мікроорганізмів в структурах микробоценозов міських грунтів, незалежно від їх рівня забруднення, домінують актиноміцети. Їх частка від сумарного вмісту аналізованих груп мікроорганізмів коливається від 57 (брудна зона) до 96 (дуже брудна зона). Широко представлені в структурі микробоценозов азотфиксирующие мікроорганізми роду Azotobac-ter, які відіграють важливу роль в процесах самоочищення грунту. Найбільше процентний вміст їх відзначено в слабо забрудненої і брудною зонах - 33 і 36% відповідно. Решта групи мікроорганізмів в ґрунтах Калінінграда знаходяться в меншій кількості і не є переважаючими на вивчених ділянках. Проведені дослідження також показали, що ґрунти, що знаходяться в умовах більш сильного антропогенного забруднення (забруднена, брудна і дуже брудна зо-

    ни), характеризуються більш високими кількостями целлюлозоразрушающіх мікроорганізмів. Зміст аммоніфіцірующіх мікроорганізмів в грунтах за межами Калінінграда (контроль) становить близько 6 млн на 1 г грунту. Кількісні показники даної групи мікроорганізмів в грунтах міста у багато (20-100) разів перевищують їх в контролі і змінюються по зонам в середньому від 85 до 521 млн на 1 г.

    Разом з тим роботи з вивчення впливу звалищ ТПВ на мікрофлору грунтів Калінінградській області не проводилися. У той же час ці дані, на наш погляд, мають не тільки теоретичне, а й практичне значення, оскільки є важливим сегментом в розумінні того, як тверді побутові відходи на звалищах впливають на освіту мікробних комплексів, і необхідні для прийняття рішень з метою зменшення виникають загроз для природних екосистем і здоров'я людини.

    Починаючи з 2012 р на базі лабораторії мікробіології та біотехнології Хіміко-біологічного інституту Балтійського федерального університету ім. І. Канта ведеться робота з вивчення впливу звалищ ТПВ в с. ім. А. Космодемьянского на мікробний комплекс почвог-Рунте прилеглої території. Мета роботи - дати еколого-мікро-біологічну характеристику грунтів поблизу полігону ТПВ. Для реалізації мети планується вирішити наступні завдання:

    - визначити фізико-хімічні властивості грунту поблизу полігону ТПВ (температура, вологість, pH) і вміст у ній важких металів;

    - вивчити якісний склад мікрофлори грунтів;

    - випчісліть кількісний вміст основних груп мікроорганізмів (бактерій, мікроміцетів, актиноміцетів, ґрунтових водоростей) в досліджуваних зразках ґрунту;

    - оцінити структурне співвідношення компонентів мікрофлори грунтів;

    - виділити мікробні комплекси, які беруть участь у процесі самоочищення грунту, і групи мікроорганізмів, стійкі до забруднення.

    Розпочаті дослідження є частиною робіт, що проводяться на кафедрі біоекології і біорізноманіття з пріоритетних наукових напрямів Стратегії розвитку університету - «раціональне природокористування» та «технологія розвитку урбанізованого середовища», підтриманим: Міністерством освіти і науки РФ за державним завданням «Науково-методичні основи розробки технології стійкого розвитку урбанізованого середовища на основі вивчення мікрофлори грунтів в Калінінградській області ».

    Список літератури

    1. Большаков В. А. та ін. Агротехногенное забруднення грунтового покриву важкими металами: джерела, масштаби, рекультивація. М., 1993.

    2. Вайсман Я. І. Основні напрямки зниження екологічного навантаження на навколишнє середовище і населення при ґрунтових методах знешкодження твердих побутових відходів // Вісник Пермського національного дослідницького політехнічного університету. 2011. № 2. С. 40 - 59.

    3. Вайсман Я. І. Управління відходами. Полігони захоронення твердих побутових відходів. Перм, 2007.

    25

    4. Голіцин А. Н. Промислова екологія та моніторинг забруднення природного середовища. М., 2007..

    5. Гринин А. С., Новіков В. Н. Промислові та побутові відходи. Зберігання, утилізація, переробка. , 2002.

    6. Добровольський Г. В. Структурно-функціональна роль грунту в біосфері. М., 1999..

    7. Доповідь про екологічну обстановку в Калінінградській області в 2012 році. URL: http://old.gov39.org.ua/index.php?option=com_phocadownload&view = category&down! oad = 3486 (дата звернення: 28.04.2013).

    8. Зайцева Т. А. Полігон депонування твердих побутових відходів (ТПВ) як антропогенна екологічна система // Наукові дослідження та інновації. 2010. Т. 4, № 3. С. 35-43.

    9. Куркіна М. В., Дедков В. П., Климова Н. Б. та ін. Нові дані про деяких групах мікроорганізмів в грунтах міста Калінінграда // Вісник Російського державного університету ім. І. Канта. Калінінград, 2009. Вип. 7. С. 90-98.

    10. Намазова В. Н., Романова Е. М. Сезонна динаміка міграції важких металів в грунтах звалищ і полігонів ТПВ, розташованих на землях сільськогосподарського призначення в Ульяновської області // Известия Оренбурзького державного аграрного університету. 2008. № 4 (20). С. 163 - 166.

    11. Про цільову Програму Калінінградській області «Поводження з відходами виробництва і споживання в Калінінградській області на 2012-2016 роки»: постанова Уряду Калінінградської області від 19.03.2012 № 149. URL: http://base.consultant.org.ua/ regbase / cgi / online.cgi? req = doc; base = RLAW044; n = 46625 (дата звернення: 28.04.2013).

    12. Садовніков П. В. Мікрофлора грунтів зелених зон міста Калінінграда з різним рівнем забруднення // Матеріали Міжнародного молодіжного наукового форуму «Л0М0Н0С0В-2012»: [Електронний ресурс]. М., 2012. URL: http://lomonosov-msu.org.ua/ uploaded / 800 / dvd / structure_2 _1690.htm

    13. Чекалін В. С., Сергєєва В. Г. Проблема утилізації твердих побутових відходів в містах Росії і шляхи її вирішення // Проблеми сучасної економіки. 2004. № 3 (11). URL: http://www.m-economy.org.ua/art.php?nArtId=507 (дата звернення: 26.07.2013).

    14. Екологічна обстановка на території Калінінградської області: довідка // Федеральна служба по нагляду у сфері природокористування: [сайт]. URL: www.rpn.gov (дата звернення: 28.04.2013).

    про авторів

    Павло Валерійович Садовніков - асп., Балтійський федеральний університет ім. І. Канта, Калінінград.

    E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Марина Вікторівна Куркіна - канд. біол. наук, доц., Балтійський федеральний університет ім. І. Канта, Калінінград.

    E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    About the author

    Pavel Sadovnikov, PhD student, Immanuel Kant Baltic Federal University, Kaliningrad.

    E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Dr Marina Kurkina - Ass. Prof., Immanuel Kant Baltic Federal University, Kaliningrad.

    E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.


    Ключові слова: урбоекосістеми / ТПВ / ГРУНТ / МІКРОФЛОРА / URBAN ECOSYSTEMS / SOLID WASTE / SOIL / MICROFLORA

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити