| Abstract: | Sunkiųjų metalų perteklius dirvožemyje yra didelė aplinkosauginė problema (Chibuike, Obiora, 2014; Fayiga, Saha, 2016). Tyrimai rodo, jog šaudymo veikla yra vienas didžiausių dirvožemio taršos švinu šaltinių (Sorvari et al., 2006; Sanderson et al., 2012). Šaudyklų dirvožemiai sukaupia milžiniškus kiekius švino, taip pat randama vario, cinko, nikelio, stibio, kadmio (Ahmad et al., 2012; Sanderson et al., 2012). Tokia kompleksinė sunkiųjų metalų tarša sukelia neigiamus efektus dirvožemyje gyvenantiems organizmams (Mozafar et al., 2002). Sliekai yra dominuojanti dirvožemių makrofauna, jie daro didelę įtaką cheminėms ir fizinėms dirvožemio savybėms bei dirvožemio organizmų pasiskirstymui ir aktyvumui taip pat jie geba akumuliuoti dideles sunkiųjų metalų koncentracijas (Bei et al., 2004; Gonzalez-Alcaraz et al., 2018). Apie kompleksinį sunkiųjų metalų poveikį sliekams vis dar yra žinoma sąlyginai nedaug, tačiau sunkieji metalai gali daryti neigiamą įtaką sliekų išgyvenamumui, augimui ir reprodukcijai (Sharma et al., 2011).
Šio darbo tikslas buvo ištirti šaudyklų dirvožemių fizikochemines savybes, užterštumą sunkiaisiais metalais bei nustatyti taršos poveikį kompostinio slieko E.fetida augimui, mirtingumui ir reprodukcijai.
Atlikus rekreacinių šaudyklų bei karinių poligonų šaudyklų dirvožemių fizikocheminę analizę, nustatyta, kad šaudyklų dirvožemis buvo šarmingesnis nei kontrolės dirvožemis. Organinės medžiagos kiekis poligonų šaudyklų pylimų dirvožemyje buvo mažesnis nei Kauno rekreacinės šaudyklos dirvožemyje (p<0,05). Šaudyklų dirvožemio tankis buvo didesnis nei kontrolėje (p<0,05), o poligonų šaudyklų pylimuose tankis ir kietosios fazės tankis buvo didesnis nei tų pačių poligonų šaudymo plotuose (0-300 m ir 0-400 m) (p<0,05). Taip pat buvo analizuotas dirvožemių užterštumas sunkiaisiais metalais (švinu, variu, cinku, nikeliu, kadmiu). Nustatyta, kad švino koncentracija rekreacinių šaudyklų ir karinių poligonų šaudyklų pylimų dirvožemyje viršijo DLK. Rekreacinėse šaudyklose švino ir vario koncentracijai didėjo su atstumu nuo ugnies linijos pradžios iki jos pabaigos (t.y. 50 m) (p<0,05). Nustatyta, jog švino koncentracija poligų šaudyklų pylimuose buvo didesnė nei tų pačių šaudyklų šaudymo plotuose (p<0,05). Kadmio ir nikelio DLK buvo viršytos Rokų poligone (p<0,05). Rekreacinėse šaudyklose buvo nustatyti didesni švino kiekiai nei poligonų šaudyklose, vario koncentracija poligonų šaudyklų pylimuose buvo didesnė nei rekreacinėse šaudyklose (p<0,05). Analizuotas dirvožemio taršos poveikis kompostinių sliekų (Eisenia fetida L.) mirtingumui, augimui ir reprodukcijai. Didžiausias mirtingumas nustatytas sliekų augintų labiausiai švinu užterštame dirvožemyje, paimtame iš rekreacinės Alytaus miesto šaudyklos (p<0,05). Šiame dirvožemyje sliekų mirtingumas visą tyrimo eigą išliko reikšmingai didesnis nei kontrolėje (p<0,05) ir paskutiniąją tyrimo savaitė pasiekė 100 %. Taip pat didesnis mirtingumas, lyginant su kontrole, jau nuo antros tyrimo savaitės pastebėtas tarp sliekų augintų poligono šaudyklos pylimo dirvožemyje. Tyrimo pabaigoje dirvožemyje, paimtame iš poligono šaudyklos 300 metrų atstumo, buvo nustatytas reikšmingas E.fetida mirtingumas (p<0,05) lyginant su kontrole. Po dviejų tyrimo savaičių nustatyta reikšmingai mažesnė organizmų, augusių rekreacinės šaudyklos dirvožemyje paimtame iš 50 metrų atstumo nei kontrolėje, biomasė (p<0,05). Lyginant su kontrole reikšmingai mažesnis kokonų skaičius buvo visuose tirtuose šaudyklų dirvožemiuose (p<0,05).
Heavy metals are important soil components, but their excess in the soil is a major environmental problem (Chibuike, Obiora, 2014; Fayiga, Saha, 2016). Studies have shown that shooting activity is one of the prior sources of lead pollution in soil (Sorvari et al., 2006; Sanderson et al., 2012). Shooting range soils accumulate enormous amounts of lead, as well as copper, zinc, nickel, antimony, cadmium (Ahmad et al., 2012; Sanderson et al., 2012). Such a complex pollution of heavy metals causes negative effects on soil organisms (Mozafar et al., 2002). Earthworms are dominant soil macrophages, they have a significant influence on the chemical and physical properties of soils, as well as the distribution and activity of other soil organisms. Earthworms are able to accumulate high concentrations of heavy metals (Bei et al., 2004; Gonzalez-Alcaraz et al., 2018 ). However, the knowledge of complex effect of heavy metals on earthworms is known to be relatively small, but heavy metals have a negative effect on survival and reproduction of earthworms (Sharma et al., 2011).
The aim of this work was to investigate the contamination of shooting ranges soils and to determine the impact of soil pollution on the mortality, growth and reproduction of earthworm E.fetida.
The soil samples of recreational and military shooting ranges was investigated. The physico-chemical parameters of soil (pH, organic matter content, density), soil contamination of heavy metals (lead, copper, zinc, nickel, cadmium) and contamination effects on mortality, growth and reproduction of compost earthworms (Eisenia fetida L.) were determined.
The results of the soil analyses showed that shooting ranges soil were alkaline. Lower levels of organic material (p<0,05) was found in berms of military shooting ranges and in the Kaunas recreational shooting range compared to control. Soil density was higher in all soil samples (p<0.05). In the berm of military shooting range the density and solid phase density were higher than in the shooting areas (0-300 m and 0-400 m) of the same shooting ranges (p<0.05). Soil contamination with heavy metals (lead, copper, zinc, nickel, cadmium) analyzes showed that maximum concentrations of lead were exceeded in all samples of Alytus recreational shooting range, in some samples of Kaunas recreational shooting range and berms of military shooting ranges. The concentration of lead and copper in recreational shooting areas was depended on the shooting distance (p<0.05). It was found that the concentration of lead, copper, cadmium and nickel in the berms of military shooting ranges was higher than in the shooting areas (0-300 m and 0-400 m) of the same ranges (p<0.05). Limit concentrations of cadmium and nickel were exceeded at Rokai shooting range (p<0.05). Higher levels of lead were detected in recreational than military shooting ranges soils while the concentration of copper was higher in military than in recreational shooting range soils.
The effect of soil contamination on growth, mortality and reproduction of compost earthworms (Eisenia fetida L.) was analyzed. The highest mortality rate of earthworms was observed in soils grown in the most lead-polluted soils from the recreational shooting range in Alytus (p<0.05) where earthworm survival were significantly higher than in the control (p<0.05) and reached 100% in the last week of study. Also, higher mortality compared to control was observed among the worms grown in the berm soil. At the end of the study, a significant amount of E.fetida mortality (p<0.05) was detected in the soil taken from the 300 m distance of military shooting range. After two weeks of study, the biomass (p<0.05) of organisms grown in the most lead-polluted soils was significantly reduced compared to control. This significant difference remained until the last day of the investigation. Compared to control, a significantly lower number of cocoons was found in all tretated shooting ranges soils (p <0.05). |
