Везде

RAS Earth ScienceГеоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология Environmental Geoscience

  • ISSN (Print) 0869-7809
  • ISSN (Online) 3034-6401

Fine soils as the objects of biodiagnostics

You can
PII
10.31857/S0869780924050058-1
DOI
10.31857/S0869780924050058
Publication type
Article
Status
Published
Authors
I. Y. Grigorieva
  • Affiliation: Lomonosov Moscow State University
A. V. Morozov
  • Affiliation: Lomonosov Moscow State University
S. S. Sadov
  • Affiliation: Lomonosov Moscow State University
Volume/ Edition
Volume / Issue number 5
Pages
43-57
Abstract
The current sanitary and hygienic approach to assessing toxicity of various natural environments based on the comparison of numerical indices of pollutant concentrations with the standard permissible ones, does not meet the principles of modern environmental safety. This is especially true taking in consideration a constantly increasing number of potentially toxic compounds, the complexity of their composition and the variety of possible routes of their release into the environment. In this regard, the methods for assessing the quality and condition of natural environments based on the use of biological objects – biodiagnostics – are becoming acute in various areas of research. The methods for studying aquatic environments and soils are well developed; however, in relation to ground systems, there is still no clearly defined and generally accepted theory of environmental regulation of their condition, in particular the one based on the biotic concept. The article gives basic concepts and describes the main methods of biodiagnostics of the ecological status of natural environments in general and soil systems in particular used today. Taking into account the basic positions of soil and rock engineering, the features of assessing the ecological status of fine soils are characterized. Proceeding from the results of large-scale experimental studies conducted by the authors, the effectiveness of biotesting methods using hydrobionts, application and eluate phytotesting on various test cultures was assessed in relation to soil systems. The results of using chemical-analytical methods for ecotoxicological assessment of soils with biotesting methods were also compared. It is concluded that assessing the ecological state of fine soils with phytotesting methods, using the fine soil proper as a substratum is highly reliable. We suggest to improve biodiagnostics of the ecological state of fine soils, taking into account the characteristics of the object of study and possible routes of toxicant migration.
Keywords
биодиагностика дисперсные грунты биотестирование фитотестирование экологическое состояние экотоксикологическая оценка
Date of publication
19.09.2025
Year of publication
2025
Number of purchasers
0
Views
11

References

  1. 1. Анализ выполнения задач государственной политики в области экологического развития и соответствующих Поручений Президента Российской Федерации. М.: Всемирный фонд дикой природы (WWF), Национальное информационное агентство “Природные ресурсы” (НИА-Природа), 2016. 54 c.
  2. 2. Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование / [Кол. авт.: О.П. Мелехова, Е.И. Сарапульцева, Т.И. Евсеева и др. М.: ИЦ Академия, 2010. 288 с.
  3. 3. Галицкая И.В., Костикова И.А. Изучение загрязненных грунтов как вторичного источника загрязнения на территориях размещения полигонов ТКО // Сергеевские чтения. Фундаментальные и прикладные вопросы современного грунтоведения. Вып. 23. М.: ГеоИнфо, 2022. С. 348-354.
  4. 4. Глазовская М.А. Методологические основы оценки эколого-геохимической устойчивости почв к техногенным воздействиям: методическое пособие МГУ им. М.В. Ломоносова, Геогр. фак. М.: Изд-во Московского университета, 1997. 102 с.
  5. 5. ГОСТ Р 58556-2019. Оценка качества воды водных объектов с экологических позиций. URL: https://gostassistent.ru (дата обращения 10.02.2024)
  6. 6. ГОСТ Р 70229-2022. Почвы. Показатели качества почв. URL: https://gostassistent.ru (дата обращения 10.02.20224)
  7. 7. ГОСТ 17.4.4.02-2017. Охрана природы (ССОП). Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа. URL: https://gostassistent.ru (дата обращения 10.02.2024)
  8. 8. ГОСТ Р ИСО 22030-2009. Качество почвы. Биологические методы. Хроническая фитотоксичность в отношении высших растений. URL: docs.cntd.ru (дата обращения 10.02.2024)
  9. 9. ГОСТ Р ИСО 18763-2019. Качество почвы. Определение токсического воздействия загрязняющих веществ на всхожесть и рост на ранних стадиях развития высших растений. М.: Стандартинформ, 2019. 27 с.
  10. 10. Государственный доклад “О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2018 году”. М.: Минприроды России; НПП “Кадастр”, 2019. 844 с.
  11. 11. Григорьева И.Ю. Задачи геоэкологии и грунтоведения при экспериментальной оценке класса опасности грунтов как отходов// Сергеевские чтения. Обращение с отходами: задачи геоэкологии и инженерной геологии. Вып. 20. М.: РУДН, 2018. С. 106-112.
  12. 12. Григорьева И.Ю., Сарженко М.Н. О биотестировании загрязнённых грунтов при инженерно-экологических изысканиях // Геоинфо. Электронный журнал. 2018. № 12 https://geoinfo.ru/product/grigoreva-iya-yurevna/o-biotestirovanii-zagryaznennyh-gruntov-pri-inzhenerno-ehkologicheskih-izyskaniyah-38466.shtml
  13. 13. Доклад “О состоянии окружающей среды в городе Москве в 2016 году” / Под ред. А.О. Кульбачевского. М.: ДПиООС; НИиПИ ИГСП, 2017. 363 с.
  14. 14. Золотарёва О.А., Плеханова И.О. Нормирование состояния почв разных типов по показателям биологической активности, фитотоксичности и подвижности ТМ // Биодиагностика и экологическая оценка окружающей среды: современные технологии, проблемы и решения: матер. IV междунар. симп. М.: Научная библиотека МГУ, 2023. С. 88-94.
  15. 15. Капелькина Л.П., Бардина Т.В. Методы биотестирования природных и техногенных сред, используемые Санкт-петербургским федеральным исследовательским центром РАН // Биодиагностика и экологическая оценка окружающей среды: современные технологии, проблемы и решения: матер. IV междунар. симп. М.: Научная библиотека МГУ, 2023. С. 100-105.
  16. 16. Китова А.Е. Амперометрические микробные и ферментные биосенсоры для детекции углеводов, спиртов и нитроароматических соединений: дисс. ... уч. ст. к.б.н. Пущино: ИБФМН, 2009. https://www.dissercat.com/content/amperometricheskie-mikrobnye-i-fermentnye-biosensory-dlya-detektsii-uglevodov-spirtov-i-nitr
  17. 17. Костенко Е.А. Мониторинг загрязнения сельскохозяйственной зоны г. Ставрополя методом биотестирования // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. 2015. №2. С. 15-21.
  18. 18. Лабораторные работы по грунтоведению: учеб. пос. / Под ред. В.Т. Трофимова, В.А. Королева. 3-е изд., перераб. и доп. М.: “КДУ”, “Университетская книга”, 2017. 656 с.
  19. 19. Левич А.П. Биотическая концепция контроля природной среды // Доклады Академии наук. 1994. Т. 337. № 2. С. 280-282.
  20. 20. Лисовицкая О.В., Терехова В.А. Фитотестирование основные подходы, проблемы лабораторного метода и современные решения // Доклады по экологическому почвоведению. 2010. Т. 13. №1. С. 1-18.
  21. 21. Приказ Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации от 04.12.2014 № 536 “Об утверждении Критериев отнесения отходов к I-V классам опасности по степени негативного воздействия на окружающую среду” (Зарегистрирован 29.12.2015 № 40330). URL: http://publication.pravo.gov.ru (дата обращения 20.11.2023)
  22. 22. Рахлеева А.А., Данилова М.А., Терехова В.А. Анализ данных о чувствительности некоторых тест-видов инфузорий к условиям разной минерализации среды // Матер. IV Междунар. симп. “Биодиагностика и экологическая оценка окружающей среды: современные технологии, проблемы и решения”. М.: Постер-М, 2023. С. 213-218.
  23. 23. РД 52.24.868-2017. Использование методов биотестирования воды и донных отложений водотоков и водоемов. URL: https://gostassistent.ru (дата обращения: 08.02.2024).
  24. 24. РД 52.24.905-2020. Оценка токсичности воды и водных вытяжек донных отложений поверхностных водных объектов методом биотестирования по изменению оптической плотности культуры микроводоросли Chlorella Vulgaris URL: https://gostassistent.ru (дата обращения: 08.02.2024).
  25. 25. Смуров А.В. Основы экологической диагностики. М.: Изд-во “Ойкос”, 2003. 188 с.
  26. 26. СП 2.1.7.1386–03. Определение класса опасности токсичных отходов производства и потребления. URL: http://ohranatruda.ru (дата обращения: 20.11.2023).
  27. 27. Терехова В.А. Биотестирование почв: подходы и проблемы // Почвоведение. 2011. № 2. С. 190-198.
  28. 28. Терехова В.А. Биотестирование экотоксичности почв при химическом загрязнении: современные подходы к интеграции для оценки экологического состояния (обзор) // Почвоведение № 5. 2022. C. 586-599.
  29. 29. Терехова В.А., Кулачкова С.А., Морачевская Е.В., Кирюшина А.П. Методология биодиагностики почв и особенности некоторых методов биоиндикации и биотестирования (обзор) // Вестник Московского университета. Сер. 17. Почвоведение. 2023. Т. 78. № 2. С. 35-45.
  30. 30. Тимофеева С.С. Современные методы экологической диагностики загрязнения почв // ВЕСТНИК ИрГТУ. 2011. № 11. С. 88-94.
  31. 31. Уткин Д.В., Осина Н.А., Куклев В.Е. и др. Биосенсоры: современное состояние и перспективы применения в лабораторной диагностике особо опасных инфекционных болезней // Проблемы особо опасных инфекций. 2009. № 4(102). С. 11-14.
  32. 32. Федосеева Е.В., Лучкина О.С., Терешина В.М. и др. Факультативные патогенные грибы как индикаторы загрязнения почв тяжелыми металлами // Матер. IV Междунар. симп. “Биодиагностика и экологическая оценка окружающей среды: современные технологии, проблемы и решения”. М.: Постер-М, 2023. С. 253-259.
  33. 33. ФР.1.39.2007.03222. Методика определения токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости дафний. URL: https://files.stroyinf.ru (дата обращения: 08.02.2024).
  34. 34. Яковлев А.С., Евдокимова М.В., Терехова В.А. и др. Перспективы экологической оценки и нормирования качества почв и земель и управления их качеством // Вестник Московского университета. Сер. 17. Почвоведение. 2023. Т. 78. № 4. С. 55-62.
  35. 35. Alwan S.W. Bioassay of crude oil toxicity in soil and Vecia Faba L. plant // Plant Archives. 2018. V. 18. No. 2. P. 2573-2579.
  36. 36. Casseils N.P., Lane C.S., Depala M. et al. Microtox testing of pentachlorophenol in soil extracts and quantification by capillary electrochromatography (CEC) - A rapid screening approach for contaminated land // Chemosphere. 2000. V. 40. No 6. P. 609-618. https://doi.org/10.1016/S0045-6535 (99)00322-7
  37. 37. Chang Z.Z., Weaver R.W., Rhykerd R.L. Oil bioremediation in a high and low phosphorous soil // Journal of Soil Contamination, 1996. V. 5. Is. 5. P. 215-224.
  38. 38. David M., Levente K., Sandor A.P., Zsolt K. Applying Bioassays for Investigation of Soils from Suburban Green Sites // CSEE’20. Virtual Conference. 2020. No. ICEPTP 108. P. 1-6. https://doi.org/ 10.11159/iceptp20.108
  39. 39. Doran J.W., Zeiss M.R. Soil health and sustainability: managing the biotic component of soil quality // Applied Soil Ecology. 2000. V. 15. https://doi.org/10.1016/S0929-1393 (00)00067-6
  40. 40. Liu X., Germaine K.J., Ryan D., Dowling D.N. Whole-cell fluorescent biosensors for bioavailability and biodegradation of polychlorinated biphenyls // Sensors. 2010. V. 10. P. 1377-1398.
  41. 41. Marlon E.V., Juan G.F., Francisco P.M. Determination of phytoxicity of soluble elements in soils, based on a bioassay with lettuce (Lactuca sativa L.) // Science of The Total Environment. 2007. V. 378. No. 1-2. P. 63-66. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2007.01.007
  42. 42. OCSPP 850.4230. Ecological effects test guidelines. Early seeding growth toxicity test. URL: https://nepis.epa.gov (дата обращения 10.02.2024)
  43. 43. Persoone G. Recent new microbiotests for cost-effective toxicity monitoring: the Rapidtoxkit and the Phytotoxkit // 12th Int. Symp.on Toxicity Assessment. Book of Abstracts, 2005. P. 112.
  44. 44. Persoone G., Wadhia K. Comparison between Toxkit microbiotests and standard tests’ // Ecotoxicological Characterization of Waste. Results and Experiences of an International Ring Test. Moser H, & Rombke J. (eds.). Springer Ltd. New York. 2008. P. 213-216.
  45. 45. Plaza G., Nalęcz-Jawecki G. The application of bioassays as indicators of petroleum-contaminated soil remediation // Chemosphere. 2005. V. 59. No. 2. P. 289-296. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2004.11.049
  46. 46. Santin-Montanya I., Alonso-Prados J.L., Villarroya M. Bioassay for determining sensitivity to sulfosulfuron on seven plant species // J. of Environmental science and health. Part B. 2006. V. 41. P. 781-793. https://doi.org/10.1080/03601230600805782
  47. 47. Shao C.Y., Howe C.J., Porter A.J. et al. Novel cyanobacterial biosensor for detection of herbicides // Appl. Environ. Microbiol. 2002. V. 68. № 10. P. 5026–5033.
  48. 48. Susanna S., Laura O., Aldo V. Application of Biotests for the Determination of Soil Ecotoxicity after Exposure to Biodegradable Plastics // Frontiers in Environmental Science. 2016. V. 4. Art. 68. P. 1-12. https://doi.org/10.3389/fenvs.2016.00068
  49. 49. Toyama Prefecture. The Itai-itai Disease Museum. URL: https://www.pref.toyama.jp/1291/ kurashi/kenkou/iryou / 1291/Russia/index.html (дата обращения 20.11.2023)
  50. 50. Werlen C., Marco C.M., Jaspers J. Measurement of Biologically Available Naphthalene in Gas and Aqueous Phases by Use of a Pseudomonas putida Biosensor // Applies and Environmental Microbiology. 2004. Jan; 70(1):43-51. https://doi.org/10.1128/AEM.70.1.43-51.2004
QR
Translate

Indexing

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Higher Attestation Commission

At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation

Scopus

Scientific Electronic Library