Агрохимия, 2021, № 9, стр. 75-79

ВВЕДЕНИЕ

Частое обращение к фитотестированию является основанием для постоянной актуализации и систематизации существующих методов оценки различных объектов с помощью высших растений. К данному виду исследования прибегают в настоящее время не только для интегральной оценки токсичности почв и других сред или веществ в лабораторных условиях, но и для определения положительных почвенных функций: стабильности, устойчивости, присутствия питательных элементов и биологически активных веществ, необходимых для роста и развития растений. Пул методов по определению стимулирующего эффекта компонентов почвы лежит скорее не в области экотоксикологии, а в области физиологии растений и является основанием для отдельного серьезного анализа. Настоящий обзор касается анализа методов в области санитарно-гигиенических исследований и, если быть более точными (в соответствии с настоящими подходами), экотоксикологических исследований.

ФИТОТЕСТИРОВАНИЕ КАК ИССЛЕДОВАНИЕ ТОКСИЧНОСТИ КСЕНОБИОТИКОВ ПРИ ЗАГРЯЗНЕНИИ ПОЧВ

Фитотестирование – вид исследования, основанный на определении способности испытуемых веществ оказывать угнетающее действие на растения, приводящее к нарушению физиологических процессов, ухудшению качества растительной продукции. Оно представлено комплексом методов, имеющим в процедуре выполнения свои особенности для различных тест-объектов (почвы, воды, отходов), которые продиктованы большим разнообразием загрязнителей как органических, так и неорганических. Применение фитотестирования позволяет перенести полученные в смоделированном лабораторном эксперименте результаты с простой системы на более сложную в реальных условиях [1–3].

Согласно “ГОСТ 17.4.3.04-85 Охрана природы (ССОП). Почвы. Общие требования к контролю и охране от загрязнения”, для проведении контроля за загрязнением почв следует использовать не только физико-химические методы, но и прибегать к методам по определению фитотоксических свойств почвы [4].

Фитотестирование является ключевым и обязательным методом для оценки загрязнения почвы так же, как гидробионты – для оценки водных объектов. Принцип метода фитотестирования заключается в определении токсичности исследуемого объекта по реакции растений, которые выступают в качестве тест-культуры.

Использование большого спектра культур влияет на ход анализа и может привести к различным результатам [3]. В связи с большим разнообразием к выбору метода для каждого конкретного исследования, если он не продиктован нормативным документом, надо подходить, ориентируясь на существующий комплекс методов. Для того чтобы получить адекватные результаты, независимо от исполнителей, лаборатории, времени, требуется унификация методов, которая может быть достигнута лишь четкой системой стандартизации.

Существующее множество методов фитотестирования и отсутствие их базы ограничивает и снижает возможность провести обоснованный выбор метода для исследования.

РАЗНООБРАЗИЕ МЕТОДОВ ФИТОТЕСТИРОВАНИЯ

Прежде всего, при выборе рабочей методики стоит остановиться на утвержденных в РФ методах. Более востребованными методами являются методы, которые прошли верификацию, валидацию и оформлены как ГОСТы. Некоторые из них прописаны в нормативных документах и имеют свое целевое использование, т.е. предназначены для исследования определенных объектов. Кроме того, международные методы фитотестирования также востребованы в практике экотоксикологических исследований.

Актуальные отечественные и международные стандарты, которые являются приоритетными для использования при планировании экотоксикологических исследований, представлены в табл. 1, 2.

Некоторые отечественные стандарты (например, ГОСТ Р ИСО 18763-2019, ГОСТ ISO 16198-2017, ГОСТ Р ИСО 22030-2009) идентичны зарубежным методам [5–7].

Международные методы, используемые в рамках стандартов ИСО (ISO – the International Organization for Standardization), также предназначены для характеристики следующих объектов: почвы, отходов и воды. Данные методы с определенной периодичностью (5 лет) проходят процедуры пересмотра для подтверждения протокола выполнения метода и международное межлабораторное сличение результатов [3].

Ряд методов привязан к конкретным нормативно-правовым документам, например, природоохранным нормативным документам федеративным (ПНДФ), методическим указаниям (МУ или МУК), методическим рекомендациям (МР), государственным стандартам (ГОСТ) и др. Часть методов входит в существующий федеральный реестр (ФР) методик Федерального информационного фонда по обеспечению единства измерений Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии РФ. Многие из них расширяют сферу применения фитотестирования и конкретизируют использование данного метода для конкретных поллютантов и объектов. Например, для измерения интегрального уровня загрязнения почвы техногенных районов может быть использован РД 52.18.344-93, ФР.1.39.2006.02264 М-П-2006 и др. [8, 9].

Оценку объектов, потенциально воздействующих на почву, также проводят с привлечением методов фитотестирования. Таким образом, согласно СП 2.1.7.1386-03 [10], осуществляется контроль опасности отходов с использованием комплекса физико-химических и экотоксикологических методов, включающих метод фитотестирования, представленного в МР 2.1.7.2297-07.2.1.7 [11].

Наряду с комплексной оценкой почвы существуют ГОСТ по определению фитотоксических свойств отдельных веществ-поллютантов, например, поверхностно-активных веществ (ГОСТ 33777-2016) и других веществ (ГОСТ 32627-2014, ГОСТ 33061-2014) [12–14].

В международной системе оценки химических веществ, разработанной ОЭСР (OECD – The Organisation for Economic Co-operation and Development), представлены методы оценки токсичности отдельных химических веществ, общих химикатов, биоцидов и средств защиты растений. В данной системе существуют 2 подхода к определению токсичности таких веществ в связи с их различным поступлением. Например, согласно Test No. 227: Terrestrial Plant, Test: Vegetative Vigour Test, испытуемое вещество распыляют на растение в стадии 2–4-х настоящих листьев [15], в то время как в Test No. 208: Terrestrial Plant Test: Seedling Emergence and Seedling Growth Test предусмотрено внесение веществ непосредственно на поверхность почвы или в почву совместно с семенами тест-растений [16]. Результаты данных тестов позволяют получить величину эффективной концентрации (ECx) или эффективной нормы внесения (ERx) для наиболее чувствительных параметров, рассчитать концентрацию без наблюдаемого эффекта (NOEC) и концентрацию испытуемого вещества с наименьшим наблюдаемым эффектом (LOEC).

В связи с появлением новых поллютантов (например, наноматериалов, в том числе нанопластика), развивается индивидуальный подход к определению их токсичности и для растений. Например, частицы разного размера нанопластика снизили всхожесть и скорость прорастания семян Lepidium sativum L. [17].

Более детальное рассмотрение и использование унифицированных стандартных методов фитотестирования, выполненных в разных лабораториях, позволяет сделать аналитические результаты более сопоставимыми, надежными и точными. Некоторые из существующих методов имеют нечетко прописанный аналитический протокол, который должен быть доработан или прописан исполнителями. Развитие методов заставляет периодически возвращаться к более детальному их обсуждению.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, постоянная актуализация и систематизация существующих методов позволяет более профессионально и полно выполнить поставленные задачи по экотоксикологическому контролю.