ЭКОМОДЕЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НЕСИММЕТРИЧНЫМ ДИМЕТИЛГИДРАЗИНОМ

Бекешев Е.А.,¹ Жамбакин К.Ж. ²

¹Республиканское государственное предприятие «Научно-исследовательский центр «Ғарыш-Экология», г. Алматы, Казахстан

²Республиканское государственное предприятие «Институт биологии и биотехнологии растений», г. Алматы, Казахстан

Ерлан Ахмедович Бекешев, и.о. генерального директора РГП, НИЦ «Гарыш-Экология».	Кабыл Жапарович Жамбакин, генеральный директор РГП «Институт биологии и биотехнологии растений».

В «Концепции дальнейшего сотрудничества на комплексе «Байконур», подписанной сопредседателями Межправительственной комиссии по комплексу «Байконур»  Российской Федерации  и  Республики Казахстан (26.12.2016 г.) указывается на необходимость повышения экологической безопасности ракетно-космической деятельности (РКД), путем «…проведения научно-исследовательских работ, внедрения новых технологий природоохранных мероприятий, объективной оценки экологической обстановки посредством мониторинга территорий, подверженных РКД, совершенствования методов и модернизации  средств, применяемых при экологических исследованиях……».

За выполнение данного государственного задания ответственно Республиканское государственное предприятие «Научно-исследовательский центр «Ғарыш-Экология» (НИЦ «Ғарыш-Экология»), подведомственное аэрокосмическому комитету Министерства цифрового развития, инноваций и аэрокосмической промышленности Республики Казахстан. НИЦ «Ғарыш-Экология» сотрудничает с Республиканским государственным предприятием «Институт биологии и биотехнологии растений»  подведомственное  Комитету Науки Министерства образования и науки Республики Казахстан  (ИББР)  в период 2018-2020 гг.

Данное сотрудничество  проводится в  рамках республиканской бюджетной программы 008 «Прикладные научные исследования в области космической деятельности и информационной безопасности», научно-технического проекта «Исследование природы загрязнения растений несимметричным диметилгидразином и токсичными продуктами его трансформации». Изучено влияние  НДМГ  на растения ряда дикорастущих видов: Пырей ломкий или сибирский (Agropyron fragile (Roth) Candargy, Ковыль сарептский (Stipa sareptana A. Beck.), Полынь белоземельная (Artemisia terraе-albaе Krasch.), Овсяница (Festuca ),  Мятлик луковичный ( Poa bulbosa),   Ковыль Лессинговского (Stipa lessingiana),  Полынь развесистая (Artemisia diffusa),  Подмаре́нник це́пкий (Galium aparine), Одуванчик обыкнове́нный ( Taráxacum officinále).

Получены следующие результаты.

Разработаны методы  выращивания  растений  в замкнутых, прозрачных емкостях и  оценки влияния летучего токсичного соединения на растения.

Использован    метод  исследования материальной  модели  загрязнения поверхности почвы ракетным топливом – несимметричным диметилгидразином (НДМГ) и последствий этого загрязнения для окружающей среды  космодрома Байконур, а также трасс падения ступеней ракетоносителей.

НДМГ, внесенному в супесчаную серо-бурую почву  НДМГ (39,14; 21,14; 18,47; 9,95 и 1,92 мг/кг.),   свойственно в большей степени разложение, чем фиксированная сорбция. Через 4-5 месяцев опытные образцы супесчаной серо-бурой почвы  прочно связывают  НДМГ до 0,058 мг/кг. Остальная часть внесенного НДМГ в образцы почвы переходит в подвижные формы НДМГ с высокой миграционной способностью.

Слабощелочная среда (рН 8,0), высокое содержание песка (80,5 %) супесчаной почвы обеспечивает интенсивное испарение с верхнего слоя почвы НДМГ и продукта  его окисления, несимметричного диметиламина (НДМА).

НДМГ и НДМА  мигрируют   из загрязненного  образца  почвы в

воздух и затем в  листья  растений,  индуцирует увеличение  количества устьиц на мм² листовой пластины, усиливают газообмен  и транспирацию листьев.

НДМА  переносится из  загрязненной почвы в воздух в составе

мелких  капель воды и сохраняется в них до пяти месяцев. Содержание НДМА в конденсате высокое до 1,09 мг/дм³.

В рамках экосистемной модели продемонстрирована  возможность обратимости реакции трансформации НДМГ ↔  НДМА, направление обратимой реакции зависит от концентраций реагирующих веществ.

НДМГ  (азотсодержащие соединение), активно  окисляется кислородом в хорошо аэрируемой супесчаной почве до азота,  улучшает азотное питание  растений.

Внесение НДМГ в почву (10 мг/кг), подобно внесению в почву азотных удобрений, вызывает  увеличение ряда биометрических параметров растений: усиление побегообразования, увеличение  урожая листьев и побегов.

В реакцию адаптации растений дикорастущих видов  к загрязнениям НДМГ  включены  изменения  количественных анатомических параметров корня, стебля и листа.

Увеличение толщины запасающей ткани-паренхимы первичной коры корня и стебля, увеличение количества устьиц листьев служит надежным методом биоиндикации  НДМГ. Метод биоиндикации имеет преимущества, не требует большой фитомассы образцов для анализа.

Устойчивость растений дикорастущих видов к загрязнениям НДМГ высокая,  значительно  превышает культурный злак  Tríticum aestívum, сорт — «Саратовкая 29».

НДМГ при содержании в почве 1 и 5 мг/кг стимулирует всхожесть семян, увеличивает длину листа проростков, в концентрации 25 мг/кг не влияет на всхожесть, не изменяет длину надземной части сеянцев дикорастущего злака  Agropyron pectinatum;

НДМГ  при содержании в почве 1; 5  и 25  мг/кг стимулирует всхожесть семян, увеличивает длину надземной части сеянцев  полыни   Artemisia dracunculus;