Життєво важливою для населення є інформація про забруднення сільськогосподарських угідь важкими металами. Однак фундаментальні дослідження з цієї проблеми відсутні, а фрагментарні дані неоднозначні, нерідко суперечливі [8, 31].

Моніторинг забруднення ґрунтів важкими металами в містах і їх околицях має експедиційний характер. Перед реалізацією польової програми таких спостережень визначають кількість точок відбору проб, складають схему їх територіального розміщення, планують польо-ві маршрути і послідовність робіт, встановлюють термі-ни виконання робіт, формують топографічний матеріал і ґрунтові карти, проводять інвентаризацію джерел за-бруднення прилеглих територій [34].

При цьому, окрім класичних фізико-хімічних інструментальних методів все частіше у практиці біоекологічних досліджень використовуються методи фітоіндикації, тобто оцінки якості ґрунтів на основі реакції (присутності, кількості чи особливостей розвитку) рослинних об’єктів.

Так, на основі досліджень рослинного покриву можна визначити основні складові ґрунтів (рухомі сполуки основних елементів живлення рослин Са, Мg, Р, S, К, Мn), оскільки певні види рослин домінують у місцевостях з відповідним складом ґрунту. Наприклад, нітрофіли (азотолюби) можна вважати надійними індикаторами ґрунту, збагаченого азотом, до них відносять берест, черемху, бузину, бруслину європейську. Найбільше їх росте на землях з підвищеним вмістом нітратів. Домінування різних рослин-галофітів (солестійких) пов'язано з засоленістю ґрунтів різними іонами. Певні види рослин відображають якісний склад катіонів у поглинаючому комплексі ґрунту [23].

Фітоіндикацію також широко застосовують при визначенні кислотності ґрунтів. Так, на дуже кислих ґрунтах (рН = 3-4,5) ростуть крайні ацидофіли (надають перевагу кислим ґрунтам), до яких належать сфагнум, плавун булавовидний; на кислих ґрунтах (рН = 4,5-6,0) — помірні ацидофіли (калюжниця болотна, їдкий і повзучий жовтець); на слабо кислих ґрунтах (рН = 5,0-6,7) — слабкі ацидофіли (медунка, купина багатоквіткова, анемона жовтецева) [34, 47].

Таким чином, ґрунти урбо-техногенних територій зазнають глибокої деградації в силу дії хімічного та механічного забруднення, порушення структури тощо. Забруднюючі речовини зумовлюють в ґрунті різні негативні процеси, характер та інтенсивність проходження яких залежить від типу ґрунту та специфіки забруднюючої речовини, а об’єктивну оцінку екологічному стану ґрунтів можна дати лише поєднуючи фізико-хімічні та біологічні методи діагностики.

1.2. Біотестування як метод інтегральної оцінки ґрунтів урбоекосистем

Поряд із інструментальними методами оцінки забруднення природного середовища використовується метод біотестування, що базується на адекватному відображенні живими організмами умов середовища, в яких вони розвиваються і на зміну яких відповідним чином реагують. Методи біотестування дозволяють діагностувати стан екосистеми за відкликами на стресові впливу зовні окремих компонентів біоти. Екологічна діагностика на рівні біотестування дає інтегральну адекватну оцінку якості середовища існування будь-якої популяції, включаючи людину [8, 17, 18, 19, 28, 37, 51].

Біотести можуть бути рекомендовані для неперервного експрес-контролю стану оточуючого середовища промислових районів і природно-господарських комплексів, контролю залпових і хронічних викидів підприємств, для оцінки ефективності методів детоксикації оточуючого середовища та роботи очисних споруд, для екологічної паспортизації підприємств і окремих районів тощо [17].

Біотестування розглядається більшістю авторами як методичний прийом, що базується на оцінці впливу факторів середовища на живі організми чи їх окремі функції [9]; процедура встановлення токсичності окремих хімічних сполук, зразків води, ґрунту та повітря для біологічних об’єктів, яка ґрунтується на кількісній оцінці зміни життєво важливих функцій, виявленні летальної дії та мутацій у біооб’єктів (тест-об’єктів або тест-культур), що проводиться лабораторно або в умовах in situ [21]. Важливими характеристиками тест-систем є чутливість до дії стресорів, відтворюваність результатів, можливість роботи на рівні малих доз факторів, економічність скринінгу тощо [19]. Цей метод є пріоритетним при здійсненні оцінки екологічного стану територій [10].

Окремі автори розглядають біотестування як метод моделювання наслідків впливу деякого фактора, що володіє загально біологічною дією. Головне завдання, яке вирішує біотестування - дати швидку відповідь на запитання: є чи відсутня токсичність.

Євгеньєв М.І. [17] біотестуванням називає методичний прийом, при якому про якість середовища та факторах, що діють самостійно чи у поєднанні з іншими судять по виживанню, стану і поведінці спеціально поміщених в це середовище організмів – тест-об’єктів.

Біотестування не замінює систему аналітичних і апаратурних методів контролю якості природного середовища, а лише доповнює її якісно новими біологічними показниками. На думку Оливернусової [37] використання біологічних тест-систем дозволяє визначати зміни в тест-системах на дуже ранній стадії, коли вони ще не проявляються у вигляді морфологічних чи структурних змін, і їх неможливо виявити іншими методами. Це дозволяє вчасно вживати попереджувальних заходів щодо порушення екосистем. Крім того, стан біоіндикаторів можна використовувати як додаткову інформацію при оцінці здоров’я населення. На думку Єгорової Е.І. [19] кумулятивний ефект різноманіття впливів можна оцінити виключно методами біотестування.

Тарасенко И.Н [51]озглядає біотестування як вступ до більш детального і всестороннього аналізу хімічного складу ґрунтів чи води.

При проведенні біологічного тестування на рівні організмів вибір біологічних змінних передбачає, що відгук повинен корелювати із змінами на екосистемному рівні. Виявити таку закономірність на практиці доволі складно. Проте такі особливості організмів, як ріст особин чи окремих органів, їх продуктивність, виживання тощо вдало використовуються в практиці біологічного контролю якості середовища.

На думку Кабірова [22] та співавторів для діагностики токсичності ґрунтів при біотестуванні спочатку необхідно розробити загальні принципи і підходи, а на їх основі складати багатокомпонентні тест-системи для оцінки токсичності ґрунтів конкретного регіону.

Ілларіонов та ін. вивчали фітотоксичність ґрунтів, забруднених нафтою. В якості тест-об’єкта вони використовували конюшину лугову. Показниками фітотоксичності автори розглядали зниження схожості та виживання насіння, а також біомасу рослин.

Особливе місце займають досліджені, присвячені вивченню біологічного ефекту забруднення середовища важкими металами. Так, при оцінці токсичності міських ґрунтів, що містять підвищені концентрації кадмію,