Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Экологическая оценка роли продуктов техногенеза в системе почва-растение
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Экологическая оценка роли продуктов техногенеза в системе почва-растение"

На правах рукописи

—чоэ^ОО

Кореиьковл Екатерина Анатольевна

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РОЛИ ПРОДУКТОВ ТЕХНОГЕНЕЗА В СИСТЕМЕ ПОЧВА-РАСТЕНИЕ

Специальность: 03.00.16 - Экология

Автореферат

на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

5 '

Брянск-2008

003455200

Работа выполнена на кафедре земледелия ФГОУ ВПО «Орловский государственный аграрный Университет»

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Степанова Лидия Павловна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Андросов Геннадий Константинович

кандидат сельскохозяйственных наук Прудников Петр Витальевич

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Брянский государственный

университет им. Г.И. Петровского»

Защита состоится 19 декабря 2008 года в 1400часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д. 220.005.01 в ФГОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия» по адресу: 243365, Брянская обл., Выгоничский район, п. Кокино, Брянская ГСХА, корпус 1, аудитория 216, E-mail: cit @ bgsha.com Факс: 84834124721 Сайт в Интернете: www.bgsha.com

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия» и на сайте www.bgsha.com

Просим принять участие в работе совета или прислать отзыв в двух экземплярах, заверенных гербовой печатью.

Объявление и автореферат размещены на сайте www.bgsha.com

Автореферат разослан 19 ноября 2008 года

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор сельскохозяйственных паук, профессор

А.В. Дронов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Использование огромных масс химических элементов, обусловленное техногенезом, пока не сказывается на глобальных циклах химических элементов, поддерживающих целостность биосферы. Но в будущем ряд техногенных процессов может оказать заметное влияние на изменение геохимического и радиационного фона биосферы, способствуя образованию техногенных аномалий в результате изменения биогеохимических циклов химических элементов.

Состав и напряженность геохимических потоков природных и техногенных веществ контролируется наличием ландшафтно-геохимических барьеров - блоков системы (или участков), где наблюдается резкое изменение физико-химических или термодинамических условий: окислительно-восстановительных, кислотно-щелочных, фильтрационно-сорбционных, седиментационных, биогеохимических, а также температуры и давления. Ряд веществ при изменении условий миграции теряет подвижность, переходит в инертные нерастворимые формы и задерживается на геохимическом барьере.

Из теории геохимических барьеров следует, что каждой геохимической обстановке соответствуют свои классы геохимических барьеров и особая структура барьеров. Изменение любого из параметров, определяющих структуру барьеров, обязательно вызовет их перестройку. Направление и формы такой перестройки взаимообусловлены: а) свойствами поступающих в процессе техногенеза веществ, б) особенностями исходных ландшафтно-геохимических процессов. Зная состав поступающих веществ, можно с определенной долей вероятности прогнозировать возможные формы перестройки местных барьеров, возможность их "прорыва", зависящую от их потенциальной емкости, и т.д. Так как места локализации загрязнителей и их состав обусловлены технологией производства, анализ технологической цепочки позволяет предсказать возможность возникновения качественно новых типов барьеров, не характерных для местных геохимических условий. В связи с этим особую актуальность приобретают исследования, связанные с разработкой научно-практического обоснования методов прогнозирования подвижности тяжелых металлов в зависимости от природных и антропогенных факторов.

Цель работы. Цель наших исследований состояла в экологической оценке эффективности действия различных типов геохимических барьеров, создаваемых на основе отсевов солевого алюминиевого шлака, цеолита, вермикомпоста и гумусового горизонта темно-серой лесной почвы на функционирование и продуктивность ландшафтов в условиях агротехногенеза.

Задачи исследования:

1. Разработать субстраты с введением в их составы шлаковых отходов, природных цеолитов, вермикомпостов для проявления ими защитных геохимических барьерных свойств и выращивания на них рассады овощных культур, адаптированных к условиям открытого грунта.

2. Дать сравнительную оценку действия разных фракций отсевов солевого алюминиевого шлака на водно-физические свойства, химические свойства грунтов и миграционную способность токсикантов.

3. Оценить эффективность применения добавок цеолита и органических веществ вермикомпоста на интенсивность миграции и аккумуляции подвижных и валовых форм тяжелых металлов в грунтах.

4. Установить выраженность гумусонакопления и качественный состав органических веществ в грунтах.

5. Установить влияние различного состава питательных субстратов на перестройку структуры микробоценоза, видовой состав и численность микроорганизмов.

6. Дать оценку токсического эффекта действия шлаков методом биотестирования.

7. Определить влияние исследуемых составов питательных субстратов на рост и развитие растений, их биопродуктивность.

8. Установить количественные и качественные показатели эффективности действия различных компонентов в системе создаваемых геохимических барьеров.

Положения, выносимые на защиту:

- водно-физические свойства, тепловой и пищевой режимы, структура микробоценозов, качественный состав органических веществ питательных грунтов на основе гумусового слоя темно-серой лесной почвы, цеолита и вермикомпоста в связи с внесением различных фракций солевого отвального шлака алюминиевого литья и выращиванием на них рассады овощных культур;

- использование цеолитов, вермикомпостов способствует снижению подвижности тяжелых металлов в грунтах при внесении шлаковых отходов, уменьшая их фитотоксичносгь и биоаккумуляцию; наиболее эффективным является совместное применение цеолита и вермикомпоста;

- для использования количественных методов прогноза поведение тяжелых металлов в почвах фоновых и техногенноизмененных территорий разработаны математические модели, отражающие причинно следственные связи между содержанием подвижных форм ТМ, свойствами и режимами сконструированных питательных грунтов; установлено, что концентрация подвижных форм ТМ зависит от валового содержания этих металлов в шлаковых отходах, количества органических веществ и емкости поглощения грунтов.

Научная новизна. Впервые проведена комплексная оценка состава и свойств сконструированных питательных грунтов на основе гумусового горизонта темно-серой лесной почвы, цеолита, вермикомпоста и разных фракций отсевов солевого алюминиевого шлака Установлено, что включение в состав субстратов шлаковых отходов обусловливает накопление валовых и подвижных форм тяжелых металлов и формирование геохимических аномалий, представленных Ъп, Си, Сг и №, и характеризующихся умеренной степенью санитарно-токсикологической вредности.

Использование сорбционных свойств цеолита и органических веществ вермикомпоста в составе грунтов обусловливает значительное снижение подвижности соединений таких металлов, как никель, свинец, цинк, хром, медь и проявление барьерных свойств по отношению к исследуемой группе металлов.

Исследованиями установлено, что внесение в почвенную среду больших количеств шлаковых отходов, цеолитов, вермикомпоста не оказывает негативного стрессового воздействия на аборигенные биоценозы.

Предложены регрессионные модели, являющиеся основой для прогнозирования особенностей миграции и аккумуляции тяжелых металлов в сконструированных грунтах. Установлено, что концентрация подвижных форм ТМ зависит от валового содержания этих металлов в шлаковых отходах, количества органических веществ и емкости поглощения грунтов.

Практическая значимость. Доказана эколого-экономическая эффективность использования в составе питательных грунтов для выращивания рассады овощных культур удобрительных свойств шлаковых отходов, цеолитов, вермикомпоста.

Наличие в составе питательных грунтов шлаков, цеолита и вермикомпоста способствует созданию устойчивости температурного, водно-воздушного, питательного, окислительно-восстановительного и биологического режимов грунтов и оптимизации процесса адаптации выращиваемых на них растений.

Использование в составе питательных грунтов компонентов, различающихся по химическому составу и свойствам (шлак, цеолит, вермикомпост и гумусовый горизонт темно-серой лесной почвы) обуславливает формирование различных по качественному и количественному составу геохимических ассоциаций, основной группой элементов в которых являются биофильные элементы Хп, Си, Сг, №.

Установлено, что сочетание цеолита с органическими веществами вермикомпоста в составе грунтов обусловливает значительное снижение подвижности соединений таких металлов, как никель, свинец, цинк, хром, медь и проявление барьерных свойств по отношению к исследуемой группе металлов.

В искусственно сконструированных грунтах на основе цеолитов и шлаков создаются оптимальные условия для эффективной работы микроорганизмов и осуществления ими процессов преобразования соединений различных элементов и, как следствие, их аккумуляцию.

Рекомендуется применение геохимических барьеров на основе 1-умусового горизонта темно-серой лесной почвы, цеолита, вермикомпоста с использованием построенных регрессионных моделей для оптимизации техногенноизмененных ландшафтов и прогнозирования особенностей миграции и аккумуляции тяжелых металлов в грунтах.

Апробация работы. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научных исследований ФГОУ ВПО «Орел ГАУ». Материалы диссертации были представлены на международных научно-практических конференциях (Орел, 2004, Пенза, 2005, Москва, 2005). Результаты исследований ежегодно докладывались на заседании научно-технического совета университета, включены в научные отчеты кафедры земледелия и прошли производственную проверку в ОАО «Юбилейное», СПК «Победное» Залегощенского района.

В рамках Всероссийского конкурса на лучшие научные работы студентов, аспирантов по естественным, техническим наукам (в области высоких технологий) и инновационным научно-образовательным проектам по направлению 1.7. «Развитие профессионального образования в области высоких технологий и инновационной деятельности в образовательной сфере» Федеральной программы развития образования РФ получен диплом победителя конкурса, представленная работа завоевала грант.

Публикации работы. Основные результаты диссертации опубликованы в 11 научных работах, в том числе 3 статьи в рецензируемых журналах из перечня ВАК. По результатам работы получено 2 патента на изобретение, подана 1 заявка на получение патента.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 3 глав, 7 разделов, выводов, рекомендаций, списка литературы, 9 приложений. Она изложена на 140 страницах, включая 19 таблиц, 5 рисунков. Список литературных источников включает 136 наименований, в том числе 27 иностранных.

Автор выражает глубокую признательность, благодарность научному руководителю, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Л.П. Степановой, заведующему кафедрой земледелия, профессору В.Т. Лобкову и коллективу кафедры земледелия Орловского государственного аграрного университета.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1 Экологическая оценка влияния продуктов техногенеза на развитие элементарных почвенных процессов

Анализ литературных данных показывает разностороннее влияние загрязняющих веществ на направленность и интенсивность развития элементарных почвенных процессов и свойства почв. Характер этого воздействия во многом определяется природой загрязняющего вещества, масштабами их воздействия, природно-климатическими условиями и особенностями проявления почвенных и почвообразовательных процессов, эффективности действия различных геохимических барьеров в профиле почвы. В связи с этим становится актуальным проведение исследований по оценке эффективности действия различных типов геохимических барьеров, создаваемых на основе отходов производства, цеолита, вермикомпоста и гумусового горизонта темно-серой лесной почвы на функционирование и продуктивность ландшафтов в условиях агротехногенеза.

2 Место, условия и методика проведения исследований

Исследования по изучению питательных субстратов, состоящих из почвы, солевых отсевов алюминиевого шлака, цеолита и вермикомпоста в различных массовых соотношениях были проведены в условиях модельного опыта, заложенного на базе лаборатории почвоведения ОГАУ в 2003-2006гг.

Характеристика объектов исследования

Химический состав солевого алюминиевого шлака Мценского металлургического завода АООТ «Цветные металлы и сплавы», %: А1203 - 50,02; Си

- 0,54; 81 - 3,22; Мё - 1,64; Мп - 0,21; "Л - 0,033; ЯЬ - 0,036; Со - и/о; Аб - 0,0002; Са

- 0,2; гп - 0,49; Ре - 0,69; № - 0,08; РЬ - 0,08; Бп - 0,018; N3 - 2,39; К - 7,37; С1 -8,6; 804 - 0,28; Ремех - 1,0; П.п.п. - 23,1028.

Цеолиты представлены цеолитсодержащими трепелами Хотынецкого месторождения со следующими показателями: рН-8,3, содержание СаО - 8,17%, MgO - 2,20%, К20 - 1,82%, Си - 2,7x10"3%, /п - 7,4х10"3%, Мп - 46х10"3%, Со -0,12х10"3%, Мо - 0,72х10'3%. В кристаллической структуре цеолита содержится: клиноптилолгита - 35%, кристобалита - 27%, монтмориллонита - 5%, слюды - 8%. кальцита - 3%, емкость катионного обмена достигает 600 м-экв/100 г.

Вермикомпост: Сорг - 8,8 %, рН 7,4, сумма поглощенных оснований 43,25 мг-экв/100г, гумус 14,0%. Средняя концентрация основных элементов питания: азот

- 6,37 %, фосфор - 2,2%, калий - 0,7%. Удобрение содержит ряд микроэлементов: железо - 1,5 мг/кг, сера - 34 мг/кг, бор - 16 мг/кг, марганец - 97 мг/кг, цинк - 19 мг/кг, медь - 0,52 мг/кг, кобальт - 0,16 мг/кг.

Почва тсмно-ссрая лесная срсднсеу глинистая, гумусовый горизонт (содержание физической глины 40-42%; гумус - 5,4-5,5%; рНС0Л - 5,2-5,5, рНВ0Д - 5,86,0; сумма поглощенных оснований 35 мг-экв/100г; Р205 - 12,5-15,0 мг/100г, К20 -12,0-12,6 мг/100г).

Схемой опыта были предусмотрены следующие варианты.

Опыт 1. Определение влияния исследуемых составов питательных субстратов на рост и развитие растений, их биопродуктивность.

Варианты опыта: 1. почва (контроль); 2. почва+шлак (1:2) фракция шлака<0,5мм; 3. почва+шлак (1:2) фракция шлака 1-Змм; 4. почва+шлак (1:1) фракция шлака<0,5мм; 5. почва+шлак (1:1) фракция шлака 1-Змм; 6. почва+шлак (1:0,5) фракция шлака<0,5мм; 7. почва+шлак (1:0,5) фракция шлака 1-Змм; 8. почва+цеолит+шлак (1:1:1) фракция шлака<0,5мм; 9. почва+цеолит+шлак (1:1:1) фракция шлака 1-Змм; 10. почва+цеолит+шлак (1:2:1) фракция шлака<0,5мм; 11. почва+цеолит+шлак (1:2:1) фракция шлака 1-Змм; 12. шлак+цеолит (1:1) фракция шлака<0,5мм; 13. шлак+цеолит (1:1) фракция шлака 1-Змм; 14. шлак+цеолит (1:2) фракция шлака<0,5мм; 15. шлак+цеолит (1:2) фракция шлака 1-Змм; 16. шлак+ вермикомпост (1:2) фракция шлака<0,5мм; 17. шлак+ вермикомпост (1:2) фракция шлака 1-Змм; 18. цеолит+шлак+вермикомпост (1:1:1) фракция шлака<0,5мм; 19. цеолит+шлак+вермикомпост (1:1:1) фракция шлака 1-Змм.

В качестве опытных культур были взяты овощные культуры огурца сорта Зозуля ТСХА 77, салата сорта Московский парниковый.

Опыты проводили в полиэтиленовых горшочках емкостью 300 мл. Масса субстрата в горшочке составляла 450-550 г., влажность 70 - 75 % от сухой массы. Повторность четырехкратная.

Опыт 2. Оценка воздействия возрастающих концентраций водных суспензий различных питательных грунтов на рост и развитие растений лука.

Варианты опыта: 1. Контроль - дистиллированная вода; 2. почва; 3. почва + шлак (2:1), фракция шлака<0,5мм; 4. почва + шлак (2:1), фракция шлака 1-Змм; 5. цеолит+ шлак +вермикомпост (1:1:1), фракция шлака<0,5мм; 6. цеолит+ шлак + вермикомпост (1:1:1), фракция шлака 1-Змм; 7. шлак + вермикомпост (1:2), фракция шлака 1-Змм; 8. шлак + вермикомпост (1:2), фракция шлака<0,5мм; 9. цеолит + шлак (1:1), фракция шлака 1-Змм; 10. цеолит + шлак (1:1), фракция шлака<0,5мм.

В качестве опытной культуры использовались растения лука сорта Штуттгартер Ризен.

Опыты проводили в мерных цилиндрах объемом 140 мл. Для выращивания растений лука использовали водные суспензии опытных грунтов. Каждый вариант исследовали в концентрациях: 0,125%, 0,25%, 0,5%, 0,75%. Повторность четырехкратная.

Методы выполнения исследований

Отобранные образцы почв и грунтов анализировали по общепринятым методикам.

Микробиологические исследования выполнялись во влажных и сухих образцах почвы по Звягинцеву Д.Г, 1991. В почве определяли общую численность колониеобразующих единиц (КОЕ) основных физиологических групп

микроорганизмов, которые учитывали классическими методами посева на твердые питательные среды: МПА (мясо-пептонный агар) - использующие органические формы азота (аммонификаторы); КАА (крахмало-аммиачный агар) - использующие минеральные формы азота, в том числе актиномицеты; чреда Чапека с добавлением молочной кислоты - микроскопические грибы; среда Гетчинсона с фильтровальной бумагой - целлюлозоразлагающие микроорганизмы, в том числе бактерии, грибы, актиномицеты (Теппер и др., 1993). Интегральный показатель токсичности -методом биотестирования РД 118-02-90 «Определение токсичности воды по жизнедеятельности дафний (Daphnia magna)».

Содержание валовых и подвижных форм тяжелых металлов в аммиачно-ацетатном буферном растворе, рН 4,8 методом атомно-абсорбционной спектроскопии (ГОСТ 30178); определение гумуса - по методу И.В. Тюрина в модификации В.Н.Симакова (ГОСТ 26213-84); определение фракционного состава гумуса - методом ускоренного определение гумуса минеральных почв М.М. Кононовой и Н.П. Бельчиковой; определение кислотности почвы (рН) -потенциометрическим методом (ГОСТ 26483-85); нитраты - методы определения нитратов, нитритов (ГОСТ 26488-85); аммоний обменный - по методу ЦИНАО (ГОСТ 26485-85); подвижные формы фосфора - методом Кирсанова (ГОСТ 2620791); плотность твердой фазы почвы пикнометрическим методом; плотность почвы из рассыпанного образца; определение полной влагоемкости (водовместимости) (Ганжара Н.Ф., 2001); ГОСТ 17.4.4.02- 84. Почва. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического анализа. -М.: Изд-во стандартов, 1985.

Для статистической обработки результатов исследований и их графического представления использовали пакет программ «Excel» и «Statistica».

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Влияние отходов производства, природных цеолитов и вермикомпостов на водно-физические свойства, температурный и питательный режим грунтов.

Величина плотности сложения питательных грунтов и их исходных свойств зависит от размера фракций шлака, наличия тонкодисперсных фракций цеолита и органических веществ почвы и вермикомпоста.

Наименьшая плотность состава установлена при использовании шлака более крупных фракций размером 1-3 мм. Плотность твердой фазы при этом изменялась незначительно, в почвенном субстрате она составила 1,93 г/см3, а при использовании добавок шлака мелких фракций, она несколько снижалась до 1,63 г/см3.

Применение используемых компонентов в составе грунтов обеспечивает благоприятный питательный режим. Установлено закономерное снижение кислотности грунтов при добавлении шлака и цеолита с 6,5 единиц рН в контроле до 8,15 ед. При этом отмечается увеличение нитратного азота с 1,04 мг на 100 г почвы в контроле до 6,90 мг/100г при использовании состава с мелкими фракциями шлака. В питательных грунтах, содержащих вермикомпост, отмечено значительное увеличение нитратных, нитритных и аммиачных форм азота и подвижных форм фосфора.

1 - Физические свойства и водно-воздушный режим составов в зависимости от __размера фракций шлака_

варианты опыта плотность, г/см3 плотность твердой фазы, г/см3 общая пористость, % соотношение фаз при НВ, %

твердая жидкая газовая

почва (контроль) 0,97 1,93 49,7 50,3 43,98 5,72

почва +шлак фракции <0,5 мм (1:0,5) 0,71 1,63 55,8 44,2 38,73 17,07

почва +шлак фракции 1-3 мм (1:0,5) 0,67 1,93 65,3 34,7 50,8 14,5

Исследования показали изменение температурного режима питательных грунтов в зависимости от качественной и количественной характеристики составных компонентов грунтов.

Наличие в грунтах органических веществ вермикомпоста способствует увеличению буферное™ питательных грунтов и большей устойчивости температурного режима. Сочетание шлака с цеолитом в составе питательных грунтов обуславливает самый низкий температурный режим питательных грунтов, так, колебания температуры грунта дня и ночи достигали 1,7-1,8°С. При этом самые низкие по абсолютному значению температуры установлены в грунтах с фракцией шлака менее 0,5мм.

3.2 Экологическая оценка воздействия отходов производства, природных цеолитов и вермикомпостов на валовое содержание тяжелых металлов и образование их подвижных форм.

Исследованиями установлено, что более крупные фракции шлаковых отходов обусловливают увеличение валового содержания таких тяжелых металлов как свинец, цинк, хром в сравнении с изменением валового содержания в почвах этих металлов при внесении шлаковых отходов фракции мельче 0,5 мм. Однако мелкие фракции шлаковых отходов являются основным источником загрязнения почвы такими тяжелыми металлами как кадмий, медь, никель, марганец.

По величине Кс выделен следующий убывающий ряд элементов относительно фонового варианта при внесении в почву фракции шлака менее 0,5мм в массовом соотношении 1:2: Ъп > Си > № > Сс1 > РЬ > Сг > Мп, а при использовании шлаковых отходов фракции 1-3 мм выделен ряд элементов Ъл. > Си > М > РЬ > Сг > Сс1 > Мп. Исходя из величины критерия загрязненности можно сделать вывод: при внесении шлака почвогрунт характеризуется средним уровнем загрязнения (2с 24,12 - 24,37).

В грунтах, составленных из шлака и цеолита, уменьшается валовое количество кадмия, марганца и свинца и оно не превышает предельно допустимых концентраций этих металлов. Однако, содержание меди, цинка, никеля и хрома остается высоким. По величине Кс относительно контрольного варианта можно выделить следующий ряд металлов: Хп > Си-Сг > № > РЬ > Сё > Мп для фракции шлака менее 0,5мм в составе фунта, а для грунтов с фракцией шлака 1-3 мм этот ряд

металлов изменяется следующим образом: Zn > Си > Сг > Сс1 >N1 -РЬ> Мп. Величина суммарного показателя загрязнения снижается в пределах от 13,3 ед. с мелкими фракциями шлака до 12,3 ед. в грунтах с крупными фракциями шлака и характеризует средний уровень загрязнения грунта.

Рис.1. Валовое содержание тяжелых металлов в питательных грунтах

Добавление к шлаку вермикомпоста в соотношении 1:2 вызывает снижение валового содержания меди и хрома, превышение к контролю для данных металлов составило 159,7-100% и 111,5-253,8% соответственно в зависимости от размера фракции шлака. Содержание кадмия, марганца, цинка, никеля и свинца повышается. По величине Кс относительно контрольного варианта можно выделить следующий ряд металлов: Zn > № >Си> Сг > Сс1 > РЬ > Мп для фракции шлака менее 0,5мм в составе грунта, и 2п > Сг >РЬ > Си > Сё >N1 > Мп для грунтов с фракцией шлака 1-3 мм. Величина суммарного показателя загрязнения составила 14,2 ед. в грунтах с фракциями шлака 1-Змм и 11,5 ед. в грунтах с мелкими фракциями шлака и характеризует средний уровень загрязнения.

Анализ геохимического состояния питательных грунтов показал наличие геохимических аномалий как положительных, превышающих фоновые концентрации химических элементов (РЬ, Ъл, Си, Сё, Сг, №), так и отрицательных, когда концентрация элемента ниже фона (Со, Мп, РЬ, Сё).

Исходя из этого для оценки техногенных геохимических аноматий изучаемых питательных грунтов, создаваемых включением в их состав различных компонентов (шлак, цеолит, вермикомпост, гумусовый горизонт темно-серой лесной почвы), в различных массовых соотношениях, выделяют группу химических элементов, отражающую состав аномалии и характеризующую определенный миграционный поток.

2 - Геохимические ассоциации в грунтах

Вариант 30-10 10-3 3-1,5 N3 1Ъс гст

Кс элементов относительно фона

почва+шлак <0,5 1:2 гпю Си8- С<±4 -N¡4 РЬ2-Сг2 6 4,99 24,12

почва+шлак 1-3 1:2 гп,3 Си7- N¡4- РЬз Сг2 -са2 6 5,05 24,37

почва+шлак <0,5 1:1 Znr Си4 4 2,54 9,29

почва+шлак 1-3 1:1 Zn6- Си4 РЬ2-№2 4 2,59 9,52

почва+цеолит+ шлак <0,5 1:2:1 Zn<,- Си4- Сг3 -С(13- N¡3 5 3,18 12,88

почва+ цеолит +шлак1-3 1:2:1 гп8- Сг4 -Сс1з- №3 Си3 5 3,36 13,93

шлак<0,5+ цеолит 1:1 Zn6- Си4- Сг4 - N¡3 4 3,72 13,28

шлак 1-3 + цеолит 1:1 Zn7 - Сг4 - Си3 N¡2 4 3,59 12,27

шлак<0,5+ вермикомпост 1:2 Zn6- Си3- N¡3 РЬ2^2-Сг2 6 2,92 11,48

шлак 1-3 + вермикомпост 1:2 гп9-Сг4 Pb2-Cd2 -Си2-№2 6 3,40 14,21

цеолит+шлак<0,5+ вермикомпост 1:1:1 Zn¡- Сщ- Сг3 -Cdз 4 2,40 8,69

цеолит+шлак1-3 + вермикомпост 1:1:1 Сг3 - Си3 Cd2 4 2,78 8,31

Таким образом, использование в составе питательных грунтов компонентов, различающихся по химическому составу и свойствам (шлак, цеолит, вермикомпост и гумусовый горизо1гг темно-серой лесной почвы) обуславливает формирование различных по качественному и количественному составу геохимических ассоциаций. Основной группой элементов, отражающих состав геохимических аномалий исследуемых грунтов, являются 7п, Си, Сг, №, и грунты характеризуются умеренной степенью санитарно-токсикологической вредности и средним уровенем загрязнения.

Использование шлаковых отходов обусловливает накопление как валовых, так и подвижных форм тяжелых металлов в сравнении с исходным содержанием исследуемых металлов в гумусовом горизонте темно-серой лесной почвы. Степень подвижности тяжелых металлов определяется, прежде всего, свойствами металла и степенью полидисперсности шлаковых отходов. Самая высокая степень подвижности установлена для меди, подвижность которой достигает 57,7 - 61,2 % от валового содержания. Самая низкая степень подвижности установлена для хрома 1,7-3,1 %.

варианты опыта Си № РЬ С(1 Ъп Сг Мп

почва(контроль) 7.99'+ 1 11,9" 2.97+ 0,2 3,9 и± 0,26 8.2 0.24+ 0,02 14,6 23,31+ 1,6 19,3 0.33 ± 0,05 1,3 64 ± 3,1 15,3

почва+шлак <0,5 1:2 312+3,6 59,0 23 75 + 2 4 8,1 16 07+ 0,52 13,2 0.33 ± 0,03 5,6 76.6 ± 3,3 6,2 1.26+ 0,03 2,3 51 ± 2,9 10,5

почва+шлак 1-3 1:2 263 ± 7,6 57,7 19.56+ 1,9 7,4 Ш± 1,06 15,0 0.29 ± 0,06 13,3 84 ± 1,8 5,1 Ь8±0,14 3,1 39+ 2,8 8,7

почва+шлак <0,5 1.1 170+ 7,6 61,2 10.11+ 1.5 17,2 8.75 ± 0,76 14,2 0,21 ±0.04 7.3 32Л+ 2,1 5,3 0.54 ± 0,03 1,7 50 ± 1,6 11,7

почва+шлак 1-3 1:1 142+ 4,4 58,0 8,7+ 0,9 7,1 13.01 + 0,62 15,8 0.19+ 0,04 9,5 37.1 + 2,7 5,0 0.83 ± 0,06 2,4 45 + 2,5 10,7

почва+цеолит+шлак <0,5 1:2.1 97 ± 4,3 39,6 14,43+ 1,4 7,4 10.26+ 0,84 14,7 0,53 ± 0,05 12,6 23,87 ±2,6 3,4 0.67 ± 0,07 0,8 60+ 2,2 17,5

почва+ цеолит +шлак1-3 1.2:1 71 ± 5,3 44,4 10.14+ 1.4 12.07+0.77 0 38+ 0.05 8,6 44 75 + 2,5 0,91 ± 0,09 1,0 39 ± 2,7 12,3

5,4 15,9 4,9

шлак<0,5+ цеолит 1:1 93 + 3,6 34,3 24,57+ 1,6 10,0 7.76 ± 0,49 11,2 0.24+ 0,05 13,5 27,34+ 2,9 [3,8 0,97+ 0,07 0,9 51 ±2,8 21,3

шлак 1 -3 + цеолит 1:1 89 ± 5,2 15.93+ 1,2 11.46+ 0,60 13,1 0.21 + 0,05 16,7 35.45 + 2.1 1.01 ± 0,04 0,9 37± 1,7 15,4

45,2 11,6 4,0

шлак<0,5+ вермикомпост 1 '2 74+ 4,1 13,86+ 1,5 17,73 + 0,74 18,9 0.37+ 0,04 11,5 27.57+ 2.3 0.27+ 0,02 0,5 46 ± 2,8 11,6

42,5 6,6 3,7

шлак 1-3 + вермикомпост 1:2 58+ 2,9 43,3 9.75+ 0,8 7,2 22,25+ 1,12 18,0 0,36+ 0,06 11,1 30,37 ± 2,7 2,9 0.34 ± 0,04 0,4 43 ± 2,4 12,2

цеолит+шлак<0,5+ вермикомпост 1:1:1 92 ± 4,8 39,3 5.71 + 0,6 5,5 6.29+ 0,36 15,4 0.57 ± 0,07 13,9 27,96 ± 3,4 5,1 0.24 ± 0,05 0,4 60 ±2,6 30,9

цеолит+шлак1-3 + вермикомпост 1:1:1 80+ 3.8 35.7 4.78+ 0,5 4,7 10.18+ 0,43 19,7 0.49+ 0,05 15.0 31.2 ± 3,1 5.5 0,32+ 0,03 0,5 58 ± 2,6 38,2

- содержание подвижных форм тяжелых металлов, мг/кг **

- степень подвижности тяжелых металлов, % от валового содержания

Использование сорбнионных свойств цеолита в составе почвогрунтов загрязненных тяжелыми металлами, обусловливает значительное снижение миграционных форм меди, но практически не оказывает существенного влияния на образование миграционноспособных форм таких металлов как свинец, хром, цинк, и способствует накоплению подвижных форм кадмия.

Органические вещества вермикомпоста оказывают значительное влияние на изменение концентрации подвижных форм тяжелых металлов, поступающих в окружающую среду со шлаковыми отходами, установлено значительное снижение подвижности таких тяжелых металлов как медь в 1,2-1,5 раза, никель в 1,6-1,8 раза, цинк в 1,2 раза, хром в 3,0-3,6 раза в сравнении с использованием сорбционных свойств цеолита, но органические вещества вермикомпоста повышают образование миграционных форм таких металлов как свинец в 1,9-2,3 раза и кадмий в 1,7 раза.

Сочетание действия сорбционных свойств цеолита с воздействием органических веществ вермикомпоста в изменении интенсивности миграции и аккумуляции тяжелых металлов обусловливает значительное снижение подвижности соединений таких металлов как никель, свинец, цинк, хром, медь и проявление барьерных свойств по отношению к исследуемой группе металлов.

3.3 Экологическая оценка биологических свойств питательных грунтов на основе отходов производства, природных цеолитов и вермикомпостов.

Исследования степени токсичности водных вытяжек из анализируемых питательных грунтов показали изменения в жизнедеятельности дафний в зависимости от состава компонентов в питательных субстратах. Присутствие в грунтах шлаковых отходов крупных фракций (1-3 мм) обуславливают меньшее токсическое действие водных вытяжек на жизнеспособность дафний. Наличие в питательных грунтах шлаковых отходов более мелких фракций (менее 0,5мм) обуславливает среднюю токсичность водных вытяжек, которая не изменяется при добавлении в грунты цеолитов и вермикомпостов. Водные вытяжки из почвы характеризуются как малотоксичные.

В гумусовом горизонте почвы преобладают микроорганизмы, использующие минеральный азот и сложные полисахариды (КОЕ на КАА) - 61,23% от общей численности, эта группа микроорганизмов в 1,6 раза превышает численность микроорганизмов, использующих доступное органическое вещество и органический азот (рост на МПА).

При добавлении к почве шлаковых отходов отмечается, при увеличении общей численности микроорганизмов, уменьшение доли микроорганизмов, учитываемых на КАА, с 55,54% в грунте почва+шлак (1:0,5) до 39-41,3% при увеличении массовой доли шлака в 2 раза, и закономерный рост численности организмов, учитываемых на МПА. Микроорганизмы (бактерии и актиномицеты), использующие минеральные формы азота и учитываемые на КАА, характеризуются меньшей устойчивостью к токсическому действию тяжелых металлов.

Увеличение массовой доли органического вещества в составе грунтов приводит к увеличению общей численности микроорганизмов до 145,7-160,4 х10б КОЕ/г. Добавление в состав грунтов из шлака и вермикомпоста цеолита в соотношении 1:1:1 приводит к некоторому снижению общей численности микроорганизмов в среднем до 135,7х10б КОЕ/г. При этом, соотношение физиологических групп указывает на увеличение интенсивности разложения органического вещества в данных грунтах.

вариант общая, КОЕХ Ю1 Численность микроорганизмов, КОЕХ 105 КАА/ МПА

МПА Чапек КАА Гетчинсон

общ в т.ч. бакт актино-миц общ в т.ч. бакт грибы актино-миц

почва 98149,6 37524 418,2 60102 43354 16748 105,4 93,8 11,6 - 1,60

почва+шлак <0,5 1:2 133438,2 63653 844,8 42496 35266 6930 198,5 191,5 - 1 0,71

почва+шлак 1-3 1.2 133669,0 71100 438 45820 38080 7740 228,6 227,5 1,1 - 0,71

почва+шлак <0,5 1:1 106892,3 58608 554,4 75776 65268 10508 140,6 140,6 - - 0,67

почва+шлак 1-3 1:1 117586,6 48348 455 61146 57038 4108 147,4 147,4 - - 0,64

почва+шлак <0,5 1:0,5 135079,0 77602 923,5 54740 48300 6440 172,7 168,7 4 - 1,29

почва+шлак 1-3 1.0,5 110096,4 77724 474,8 55233 50031 5202 237,2 234,6 2,6 - 1,26

почва+цеолит+шлак<0.5 11:1 106790,1 61299 501,7 44835 37338 7497 154,4 149,5 3,4 1,5 0,73

почва+цеолит+шлак 1-3 1:1:1 114875,3 64532 402,5 49786 40734 9052 154,8 152,9 1,9 0,77

почва+цеолит+шлак <0,5 1:2:1 132700,5 81732 498,6 50318 41005 9313 151,9 151,1 0,8 0,62

почва+цеолит+шлак 1-3 1:2:1 162575,8 81928 418,9 80080 70429 9651 148,9 146,3 1,1 1,5 0,98

шлак<0,5 +цеолит 1:1 120558,4 69544 828 73024 68786 4238 120,1 117,9 1,9 0,3 1,07

шлак1 -3+цеолит 1:1 134519,4 69795 853,5 71402 68920 2482 130,1 129,7 - 0,4 1,05

шлак<0,5 +цеолит 1:2 143516,1 57822 620,2 61982 58822 3160 184,2 183,7 0,5 - 1,05

шлак 1-3 + цеолит !:2 142180,6 95338 724,2 108332 105923 2409 175,2 173,2 1 1 1,02

цеолитиплак<0,5 + вермикомпост 11:1 135842,3 61152 446,9 74088 58743 15435 155,4 139,2 16,2 1,21

цеолит+шлак 1-3 + вермикомпост 1:1:1 135337,1 52150 339,7 82695 67497 15198 152,4 139,9 12,5 1,59

шлак<0,5 + вермикомпост 1:2 145777,3 64752 566,2 40328 32944 7384 131,1 118,3 12,8 . 0,94

шлак1-3+вермикомпост 12 160433,5 85120 620,2 74556 57938 16618 137,3 126,8 10 0,5 0.88

При добавлении в почву шлаковых отходов наблюдается увеличение численности микроорганизмов, разрушающих клетчатку. Изучение структуры микробоценозов в данном типе грунта показало, что в его составе кроме целлюлозоразлагающих бактерий, присутствуют колониеобразующие единицы микроскопических грибов (2,6-4 х103 КОЕ/г).

Добавление органических веществ вермикомпоста в минеральные грунты из цеолита и шлака в массовом соотношении 1:1:1 обуславливает повышение численности целлюлозоразлагающей микрофлоры до 152,4-155,4 х103 КОЕ/г, что превышает контроль в 1,4 -1,5 раза. Численность группы микроскопических грибов в данном типе грунта выше контрольного значения на 1-5,4 х103 КОЕ/г.

Исследованиями установлено, что внесение в почвенную среду больших количеств шлаковых отходов, цеолитов, вермикомпоста не оказывает негативного стрессового воздействия на аборигенные биоценозы, и более того, в искусственно сконструированных грунтах создаются оптимальные условия для эффективной работы микроорганизмов, увеличения их общей численности и осуществления ими процессов преобразования соединений различных элементов и, как следствие, их концентрацию.

3.4 Влияние шлаковых отходов, цеолитов и вермикомпостов на изменение количественного содержания и качественного состава органического вещества питательных грунтов.

Увеличение массовой доли шлаковых отходов в составе почвогрунтов (почва+шлак 1:2) приводит к количественному и качественному изменению органических веществ исходной почвы, отмечается снижение общего углерода органических веществ, при этом количество гуминовых кислот превышает углерод фульвокислот в 1,4 раза.

Возрастание углерода органического компонента по отношению к металлам обусловливает увеличение подвижности комплексных золей и возможность миграции веществ в этой форме.

цеолит+шлак1-3 + вермикомпост 1:1:1 цеолит+шлак<0,5+ вермикомпост шпак1-3 + вермикомпост 1:2 шлак<0,5+ вермикомпост 1:2 шлак 1-3 + цеолит 1:2 шлак<0,5+ цеолит 1:2 шпак 1-3 + цеолит 1:1 шлак<0,5+ цеолит 1:1 почва+цеолит+шлак1-3 1:2:1 почва+цеолит+ шлак <0,5 1:2:1 почва+цеолит+шлак1-3 1:1:1 почва+цеолит+ шлак <0,5 1:1:1 почва+шлак 1-3 1:2 почва+шлак <0,5 1:2 почва+шлак 1-3 1:1 почва+шлак <0,5 1:1 почва+шлак 1-3 1:0,5 почва+шлак <0,5 1:0,5 почва (контроль)

Сорг, %

Рис.2. Групповой состав гумуса питательных грунтов

В минеральных грунтах, состоящих из шлака и цеолита и не имеющих в своем составе органической компоненты, установлено накопление органических соединений, содержание общего углерода изменялось от 0,12-0,14% до 0,16-0,19% при увеличении массовой доли цеолита в два раза. При этом возрастает доля гуминовых кислот и отношение углерода гуминовых кислот к углероду фульвокислот.

Состав органических веществ грунтов, состоящих из шлака и вермикомпоста в массовом соотношении 1:2, характеризуется самым наибольшим количеством общего углерода - 3,78-3,80%, доля углерода гуминовых кислот и фульвокислот примерно одинакова в составе органических веществ, и их отношение составляет 1,1ед.

Образующиеся органические соединения в питательных грунтах используются как источник питания и энергии микроорганизмов. Миграционноспособные органоминеральные соединения под действием микроорганизмов минерализуются, при этом освобождается минеральный компонент таких соединений и в форме окислов выпадает из растворов, аккумулируясь в зоне минерализации органо-минеральных соединений.

Таким образом, органическое вещество является важнейшей формой аккумуляции элементов при почвообразовании и биогеохимическом круговороте элементов в ландшафтах. Это аккумуляция в составе тканей живых организмов, аккумуляция в результате сорбционной способности гумусовых веществ и цеолитов.

3.5 Эколого-экономическая эффективность использования питательных грунтов для выращивания овощных культур.

Питательные грунты на основе гумусового горизонта почвы, шлаковых отходов, цеолитов и вермикомпостов оказывают стимулирующее и удобрительное действие на всхожесть семян, рост, развитие, продуктивность и качество продукции растений салата, лука, огурца и способствуют повышению доходности и рентабельности производства овощных культур.

Применение природных цеолитов, органических и минеральных отходов производства в составе питательных грунтов для выращивания рассады огурца, лука на перо является экономически выгодным и целесообразным приемом повышения эффективности тепличного производства овощной продукции в условиях мелких товаропроизводителей и личных подсобных хозяйств. Внедрение технологии применения шлаков и вермикомпоста при выращивании лука ведёт к снижению себестоимости на 524,1 руб, увеличению чистого дохода на 12939тыс. руб. и рентабельности на 133,4%. Рентабельность выращивания рассады огурца на грунтах с внесением цеолита и вермикомпоста составила 29,5%.

5 - Содержание ТМ в плодах растений огурца, мг/кг

Варианты Си N1 РЬ Сё гп

контроль 0,84 0,401 0,15 0,003 0,85

почва+шлак 1:2 2,46 0,494 0,19 0,005 2,34

цеолит+шлак+ вермикомпост 1:1:1 1,97 0,345 0,098 0,004 1,78

пдк 5 0,5 0,5 0,03 10

Установлено, что включение в состав грунтов цеолитов и вермикомпостов способствует снижению потребления растениями тяжелых металлов и получению экологически безопасной продукции, ни по одному из исследуемых ТМ не установлено превышение ПДК и допустимых остаточных количеств в плодах огурца.

Таким образом, и почвенная среда, и включение в состав грунтов цеолитов и вермикомпостов способствуют снижению потребления растениями тяжелых металлов за счет проявления ими барьерных свойств, обусловливающих снижение миграционных форм тяжелых металлов и поступления их в растения.

3.6 Оценка геохимических барьерных свойств и экологической емкости различных типов питательных грунтов.

Для использования количественных методов прогноза подвижности ТМ в зависимости от природных и антропогенных факторов были разработаны математические модели, отражающие причинно-следственные связи мевду содержанием подвижных форм ТМ и свойствами и режимами сконструированных питательных грунтов.

6 - Результаты регрессионного анализа для питательных грунтов

элемент диапазон концентраций ТМ уравнение коэффициент ! множественной | корреляции ошибка воспроизвод.

валовые подвижные

Си 67-529 7,99312 Сп = -186 + 0,2375Собщ + 1,09ЕКО + 8,975Собщ-0,01ЕК02 0,933 4.1

N1 77-292 2,9723,75 Сп = 50,1 -13,49Собщ + 0,06ЕКО + 1,369Собщ2+ ОЛСобщЕКО 0,892 1.9

Ъп 121-1632 23,3184,0 Сп = 151,9-351,4Собщ-7,22ЕКО+21,53Собш2+0,79Собщ ЕКО+0.01ЕК02 0,899 0.34

Мп 194-487 64-37 Сп = 85,87 + 9,609Собщ -ОДЗЗЕКО - 2,178Собщ2 0,898 2.09

РЬ 50,2149,5 4,1-22,4 Сп = 0,94 + 8,44Собщ + 0,01ЕКО - 0,76Собщ2 - ОЛСобщЕКО 0,955 1.7

Установлено, что концентрация подвижных форм тяжелых металлов в созданных питательных грунтах определяется валовым содержанием этих металлов в шлаковых 01 ходах, а также зависит от содержания органических веществ и величины емкости поглощения грунтов за счет добавления в них гумусового слоя темно-серой лесной почвы, цеолита и вермикомпоста.

Полученные модели подтвердили достаточную достоверность связей между изучаемыми факторами, обусловливающими барьерные свойства, для исследуемых металлов.

Доказано, что органическое вещество играет ведущую роль в миграции свинца, и в меньшей степени в миграции никеля. При увеличении концентрации сорбата за счет введения в грунт цеолитов отмечается снижение миграционноспособных форм меди, цинка, свинца.

Количество подвижного марганца не зависит от валового содержания в исходном грунте. Увеличение концентрации подвижных форм марганца происходит с ростом содержания органических веществ.

Таким образом, построенные модели дают основу для прогноза содержания подвижных форм тяжелых металлов, источником которых являются шлаковые отходы в сконструированных грунтах на основе гумусового горизонта темно-серой лесной почвы, цеолита, вермикомпоста и могут быть использованы при создании геохимических барьеров для оптимизации техногенноизмененных ландшафтов.

ВЫВОДЫ

1. Разработанные питательные грунты, состоящие из гумусового горизонта темно-серой лесной почвы, шлака, цеолита и вермикомпоста в разнокомпонентном составе и массовом соотношении характеризуются благоприятными водно-физическими свойствами, обусловленными низкими значениями плотности сложения (0,97-0,71 г/см3), и плотности твердой фазы (1,63-1,93 г/ см3). Доказано, что величина плотности сложения питательных грунтов и их исходных свойств зависит от размера фракций шлака, наличия тонкодисперсных фракций цеолита и органических веществ почвы и вермикомпоста. Использование в составе субстратов шлака и цеолита приводит к закономерному снижению кислотности грунтов при добавлении шлака и цеолита с 6,5 единиц рН до 8,3 ед. и увеличению нитратного азота до 6,90 мг/100г. В питательных грунтах, содержащих вермикомпост, отмечено значительное увеличение нитратных, нитритных и аммиачных форм азота и подвижных форм фосфора.

2. Тепловые свойства грунтов определяются минералогическим, гранулометрическим составом, содержанием органического вещества, влажностью, пористостью грунтов и содержанием воздуха: наличие в питательном грунте шлаков и цеолита способствует снижению температуры почвогрунта на 0,3-0,4 °С в утренние часы, на 0,2-0,4 °С в дневное время суток и в вечернее время на 0,2-0,7°С в сравнении с температурой почвы, при этом, чем мельче фракция шлака, тем выше температурный интервал и колебания температуры почвогрунтов в сравнении с температурой почвы.

3. Использование в составе питательных грунтов компонентов, различающихся по химическому составу и свойствам (шлак, цеолит, вермикомпост и гумусовый горизонт темно-серой лесной почвы) обуславливает формирование различных по качественному и количественному составу геохимических ассоциаций. Основной группой элементов, отражающих состав геохимических аномалий исследуемых грунтов, являются Ъп, Си, Сг, №. грунты характеризуются умеренной степенью санитарно-токсикологической вредности и средним уровнем загрязнения.

4. Включение в состав субстратов шлаковых отходов обусловливает накопление в них как валовых, так и подвижных форм тяжелых металлов. Степень подвижности тяжелых металлов определяется, прежде всего, свойствами металла и

степенью полиднсперспости шлаковых отходов. Самая высокая степень подвижности установлена для меди (57,7 - 61,2 %) от валового содержания, самая низкая степень подвижности установлена для хрома (1,7-3,1 %). Использование сорбционных свойств цеолита в составе питательных грунтов обусловливает значительное снижение миграционных форм меди, но не оказывает существенного влияния на образование миграциоиноепособных форм свинца, хрома, цинка и способствует накоплению подвижных форм кадмия. Органические вещества вермикомпоста в субстратах приводят к значительному снижению подвижности таких тяжелых металлов, как медь (в 1,2-1,5 раза), никель (в 1,6-1,8 раза), цинк (в 1,2 раза), хром (в 3,0-3,6 раза) в сравнении с проявлением сорбционных свойств цеолита, но повышают образование миграционных форм таких металлов, как свинец (в 1,9-2,3 раза) и кадмий (в 1,7 раза). Сочетание цеолита с органическими веществами вермикомпоста в составе грунтов обусловливает значительное снижение подвижности соединений таких металлов, как никель, свинец, цинк, хром, медь и проявление барьерных свойств по отношению к исследуемой группе металлов.

5. Исследованиями установлено, что внесение в почвенную среду больших количеств шлаковых отходов, цеолитов, вермикомпоста не оказывает негативного стрессового воздействия на аборигенные биоценозы. В искусственно сконструированных грунтах на основе цеолитов и шлаков создаются оптимальные условия для эффективной работы микроорганизмов, увеличения их общей численности с 98,1 х106 КОЕ/г до 160,4x10 КОЕ/г и осуществления ими процессов преобразования соединений различных элементов и, как следствие, их аккумуляцию.

6. В грунтах, состоящих из почвы и шлака, количество углерода органических веществ закономерно снижается в зависимости от степени дисперсности шлаковых отходов и их массовой доли с 2,90% до 0,87%, при этом в составе гумусовых веществ отмечается увеличение доли гуминовых кислот. Включение в состав почвогрунтов цеолитов обусловливает изменение количественного содержания органических веществ и их качественного состава, количество общего углерода снижается с увеличением массовой доли цеолита от 0,9-1,08% до 0,61-0,72%. При этом возрастает доля гуминовых кислот до 70,8 % и отношение углерода гуминовых кислот к углероду фульвокислот до 2,4 ед.

В минеральных грунтах, состоящих из шлака и цеолита и не имеющих в своем составе органической компоненты, в процессе использования и выращивания растений установлено накопление органических соединений до 0,12% - 0,19%.

7. Питательные грунты на основе гумусового горизонта почвы, шлаковых отходов, цеолитов и вермикомпостов оказывают стимулирующее и удобрительное действие на всхожесть семян, рост, развитие, продуктивность и качество продукции растений салата, лука, огурца и повышению доходности и рентабельности производства овощных культур. Установлено, что включение в состав грунтов цеолитов и вермикомпостов способствует снижению потребления растениями тяжелых металлов и получению экологически безопасной продукции, ни по одному из исследуемых ТМ не установлено превышение ПДК и допустимых остаточных количеств в плодах огурца.

8. Построены регрессионные модели, отражающие причинно-следственные связи между содержанием подвижных форм ТМ и свойствами сконструированных

питательных грунтов и являющиеся основой для прогнозирования особенностей миграции и аккумуляции тяжелых металлов в сконструированных грунтах на основе гумусового горизонта темно-серой лесной почвы, цеолита, вермикомпоста. Установлено, что концентрация подвижных форм ТМ зависит от валового содержания этих металлов в шлаковых отходах, количества органических веществ и емкости поглощения грунтов.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Использовать для приготовления питательных грунтов удобрительные и сорбционные свойства шлаковых отходов, цеолитов и вермикомпостов и выращивания на них высококачественной рассады овощных и зеленных культур.

2. Рекомендовать применение геохимических барьеров на основе гумусового горизонта темно-серой лесной почвы, цеолита, вермикомпоста с использованием построенных регрессионных моделей для оптимизации техногенноизмененных ландшафтов и прогнозирования особенностей миграции и аккумуляции тяжелых металлов в грунтах.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Степанова, Л.П. Экологическая роль почвенной фауны в оценке степени техногенного загрязнения почв / Степанова Л.П., Коренькова Е.А., Финохина Т.В. // Мат-лы Всероссийской научно-практической конференции 12-15 июля 2004 г. «Роль современных сортов и технологий в сельскохозяйственном производстве» Орел. -2004,- С. 256-264.

2. Степанова, Л.П. Экологическая оценка использования шлаковых отходов, цеолитов и вермикомпоста в питательных грунтах с целью конструирования зон заданной биологической активности / Степанова Л.П., Коренькова Е.А. // Экология Центр.-Чернозем. области РФ.- Липецк.- №2.- 2004.- С.22-24.

3. Коренькова, Е.А. Экологическая устойчивость системы почва-растение в условиях техногенного загрязнения и конструирование зон с разной биологической активностью / Коренькова Е.А., Самарина A.A. // Всероссийский конкурс среди учащейся молодежи высших учебных заведений РФ на лучшие научные работы по естественным наукам: Тезисы научных работ. Саратов: Сарат.гос.техн.унив-т, 2004.-С.129-130

4. Коренькова, Е.А. Экологическая устойчивость системы почва-растение в условиях техногенного загрязнения и конструирование зон с разной биологической активностью / Коренькова Е.А., Самарина A.A. // Федеральная итоговая научно-техническая конференция Всероссийского конкурса на лучшие научные работы студентов по естественным, техническим наукам (в области высоких технологий) и инновационным научно-образовательным проектам. Материалы итоговой конференции - М.:МИЭМ, 2004.-С.283-286

5. Степанова, Л.П. Экологическая оценка состояния растений огурца, выращиваемых на геохимических барьерах с разной биологической активностью / Степанова Л.П., Коренькова Е.А.// Сборник материалов IV Международной научно практической конференции «Природоресурсный потенциал, экология и устойчивое развитие регионов России», Пенза, 2005,- С. 98-100

6. Коренькова Е.А. Экологическое влияние шлакового отвала на состояние почвенной фауны и пути снижения его токсического воздействия II Сборник тезисов XII Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов - 2005», МГУ им. М.В. Ломоносова, 2005г. - Москва, 2005. -С.67-68

7. Степанова, Л.П. Эффективность применения метода биотестирования в оценке степени техногенного загрязнения почв / Степанова Л.П., Коренькова Е.А., Финохина Т.В. // Проблемы региональной экологии, №5,2005. -С.23-29

8. Степанова, Л.П. Экологическая оценка влияния удобрительных свойств отходов производства, природных цеолитов и вермикомпостов на образование геохимических аномалий / Степанова Л.П., Коренькова Е.А. // Земледелие, №7, 2008. -С. 22-23

9. Заявка на изобретение №2007131920 от 22.08.2007г. «Субстрат для выращивания растений в защищенном грунте»/Степанова Л.П., Степанова Е.И., Коренькова Е.А., Таракин A.B. (получено решение о выдаче патента от 11.08.08)

10. Патент № 2298915 Российская Федерация, МПК A01G 31/00 Состав для выращивания растений/ Степанова Л.П., Коренькова Е.А. -№ 2005131379; заявл. 30.09.05; опубл. 20.05.2007 Бюлл. №14. С.215

11. Патент № 2300510 Российская Федерация, МПК C05D 11/00 Состав для повышения плодородия почвы /Степанова Л.П., Коренькова Е.А., Тихойкина И.М., Черный Е.С. - № 2005127401; заявл. 31.08.2005; опубл. 10.06.2007, Бюлл. №16. - С. 448

Издательство Орел ГАУ, 2008, Орел, Бульвар Победы, 19. Усл. печ. л. 1,0. Заказ 133. Тираж 100 экз.

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Коренькова, Екатерина Анатольевна

Введение

1 Экологическая оценка влияния продуктов техногенеза на развитие элементарных почвенных процессов.

1.1 Экологическая оценка влияния шлаковых отходов на развитие агрогенных почвенных процессов.

1.2 Экологическое влияние шлаковых отходов на развитие мелиоративных и техногенных почвенных процессов.

1.3 Эколого-микробиологическая оценка антропогенного изменения почвенного покрова.

2 Место, условия и методика проведения исследований.

2.1 Цель, задачи, объекты исследований.

2.2 Программа и условия проведения исследований.

2.3 Методика выполнения исследований.

3 Экологическая оценка влияния отходов производства, природных цеолитов и вермшсомпостов на состав и свойства питательных грунтов и особенности миграции и аккумуляции в них тяжелых металлов.

3.1 Влияние отходов производства, природных цеолитов и вермикомпостов на водно-физические свойства, температурный и питательный режимы грунтов.

3.2 Экологическая оценка воздействия отходов производства, природных цеолитов и вермикомпостов на валовое содержание тяжелых металлов и образование их подвижных форм.

3.2.1 Влияние отходов производства, природных цеолитов и вермикомпостов на изменение валового содержания тяжелых металлов.

3.2.2 Оценка степени действия органических веществ вермикомпоста, сорбционных свойств цеолитов, почвы и шлаковых отходов на формирование подвижных форм тяжелых металлов в питательных грунтах.

3.3 Экологическая оценка биологических свойств питательных грунтов на основе отходов производства, природных цеолитов и вермикомпостов.

3.3.1 Микроорганизмы — показатели степени токсичности антропогенного загрязнения экосистем.

3.3.2 Микробиологические свойства питательных грунтов на основе гумусового горизонта темно-серой лесной почвы, цеолитов, вермикомпоста и шлаковых отходов.

3.4 Влияние шлаковых отходов, цеолитов и вермикомпостов на изменение количественного содержания и качественного состава органического вещества питательных грунтов.

3.5 Экологическая эффективность использования питательных грунтов на основе отсевов солевого алюминиевого шлака, цеолита, вермикомпоста и гумусового горизонта почвы для выращивания ово щных культур.

3.5.1 Оценка воздействия возрастающих концентраций водных суспензий различных типов питательных грунтов на рост и развитие растений лука.

3.5.2 Определение влияния различных типов питательных грунтов из шлаковых отходов, цеолита, вермикомпоста и гумусового горизонта темно-серой лесной почвы на рост и развитие растений салата.

3.5.3 Определение влияния различных типов питательных грунтов из шлаковых отходов, цеолита, вермикомпоста и гумусового горизонта темно-серой лесной почвы на рост, развитие и биопродуктивность растений огурца.

3.6 Оценка геохимических барьерных свойств и экологической емкости различных типов питательных грунтов на основе гумусового горизонта темно-серой лесной почвы, цеолитов, вермикомпоста и шлаков.

3.7 Экономическая эффективность использования удобрительных свойств шлаковых отходов, цеолитов, вермикомпоста при производстве овощной продукции.

Выводы.

Рекомендации производству.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Экологическая оценка роли продуктов техногенеза в системе почва-растение"

К началу 90-х годов на территории России было размещено около 70% токсичных промышленных отходов от их общего объема в СССР, в том числе все виды наиболее крупнотоннажных отходов (отработанные формовочные смеси, отходы переработки сланцев, нефтешламы, гальванические шламы, металлургические отходы). При этом в России накопилось более 1,6 млрд. тонн токсичных промышленных отходов, каждый год увеличивает эту цифру на 50 млн.тонн, а используется из них только 20%. (Королев В.А., 2001; Никитин А.Т., Степанов С.А, Забродин Ю.М., 1997).

Среди техногенных изменений среды обитания организмов наибольшую тревогу вызывает ее загрязнение промышленными и бытовыми отходами. Наибольшую опасность представляют токсические вещества различной природы.

Загрязнение - это процесс поступления и включения в экосистемы, техногенных или природных веществ в токсичных для экосистем количествах или способствующих образованию новых опасных соединений. Их можно классифицировать но химической структуре, по источникам поступления, по типу производств, по механизму воздействия на организмы, по особенностям миграции и трансформации.

Загрязнитель как вещество или смесь веществ техногенного или природного характера, нарушает циклы миграции химических элементов и трансформации энергии и оказывает неблагоприятное воздействие на функционирование экосистем в целом. В' биосфере формируются глобальные, региональные и локальные потоки и круговороты ксенобиотиков,1 т.е. "'чужеродных'" для нее химических соединений (Сает Ю.Е., Янин Е.П., 1991; Янин Е.П., 1997; Во\уеп НХМ.,1979).

Следствием техногенеза как мощного антропогенного планетарного явления, отражающего состояние технологий общества, является изъятие (концентрирование) одних (Аи, А§, Р1:, Бе), рассеяние других химических элементов (Сс1, Н§, Аб, V, РЬ, А1, Сг) в биосфере или сочетание обоих процессов одновременно. Локализация и интенсивность поступления техногенных потоков химических элементов обусловливает формирование техногенных аномалий и биогеохимических провинций с различной степенью экологической напряженности. В пределах таких территорий под влиянием токсических веществ у животных и человека могут возникать патологические нарушения. Преобразование среды приводит к обеднению флористического и фаунистического состава биогеоценозов, сопровождающегося биогеохимической дифференциацией живого вещества различных таксонов биосферы. При этом возрастает значение взаимодействий различных химических элементов и веществ природного и техногенного характера в биогеохимических циклах.

Для того, чтобы масштабы загрязнения окружающей среды (почвы, грунты, воды) не приняли бы необратимого и катастрофического характера необходимы, с одной стороны, изменения стратегии природопользования, устранение путей и источников дальнейшего загрязнения среды, с другой стороны, - разработка и практическое внедрение способов, а также технологий подавления токсичности и очистки различных элементов геологической среды от этих загрязнений, что и явилось целью нашего исследования.

Актуальность работы.

Использование огромных масс химических элементов, обусловленное техногенезом, пока не сказывается на глобальных циклах химических элементов, поддерживающих целостность биосферы. Но в будущем ряд техногенных процессов может оказать заметное влияние на изменение геохимического и радиационного фона биосферы, способствуя образованию техногенных аномалий в результате изменения биогеохимических циклов химических элементов.

Состав и напряженность геохимических потоков природных и техногенных веществ контролируется наличием ландшафтно-геохимических барьеров — блоков системы (или участков), где наблюдается резкое изменение физико-химических или термодинамических условий: окислительно-восстановительных, кислотно-щелочных, фильтрационно-сорбционных, седиментационных, биогеохимических, а также температуры и давления. Ряд веществ при изменении условий миграции теряет подвижность, переходит в инертные нерастворимые формы и задерживается на геохимическом барьере.

Из теории геохимических барьеров следует, что каждой геохимической обстановке соответствуют свои классы геохимических барьеров' и особая структура барьеров. Изменение любого из параметров, определяющих структуру барьеров, обязательно вызовет их перестройку. Направление и формы такой перестройки взаимообусловлены: а) свойствами поступающих в процессе техногенеза веществ, б) особенностями исходных ландшафтно-геохимических процессов. Зная состав поступающих веществ, можно с определенной долей вероятности прогнозировать возможные формы перестройки местных барьеров, возможность их "прорыва!', зависящую от их потенциальной емкости, и т.д. Так как места локализации загрязнителей и их состав обусловлены технологией производства, анализ технологической цепочки позволяет предсказать .возможность возникновения качественно новых типов барьеров, не характерных для местных геохимических условий. В связи с этим особую актуальность приобретают исследования, связанные с разработкой методов прогноза подвижности тяжелых металлов в зависимости от природных и антропогенных факторов.

Цель работы. Цель наших исследований состояла в экологической оценке эффективности действия различных типов геохимических барьеров, создаваемых на основе отсевов солевого алюминиевого шлака, цеолита, вермикомпоста и гумусового горизонта темно-серой лесной почвы на функционирование и продуктивность ландшафтов в.условиях агротехногенеза.

Задачи исследования:

1. Разработать субстраты с введением в их составы шлаковых отходов, природных цеолитов, вермикомпостов для проявления ими защитных геохимических барьерных свойств и выращивания на них рассады овощных культур, адаптированных к условиям открытого грунта.

2. Дать сравнительную оценку действия разных фракций отсевов солевого алюминиевого шлака на водно-физические свойства, химические свойства грунтов и миграционную способность токсикантов.

3. Оценить эффективность применения добавок цеолита и органических веществ вермикомпоста на интенсивность миграции и аккумуляции подвижных и валовых форм тяжелых металлов в грунтах.

4. Установить выраженность гумусонакопления и качественный состав органических веществ в грунтах.

5. Установить влияние различного состава питательных субстратов на перестройку структуры микробоценоза, видовой состав и численность микроорганизмов.

6. Дать оценку токсического эффекта действия шлаков методом биотестирования.

7. Определить влияние исследуемых составов питательных субстратов на рост и развитие растений, их биопродуктивность.

8. Установить количественные и качественные показатели эффективности действия различных компонентов в системе создаваемых геохимических барьеров.

Положения, выносимые на защиту:

- водно-физические свойства, тепловой и пищевой режимы, структура микробоценозов, качественный состав органических веществ питательных грунтов на основе гумусового слоя темно-серой лесной почвы, цеолита и вермикомпоста в связи с внесением различных фракций отсевов солевого алюминиевого шлака и выращиванием на них рассады овощных культур;

- использование цеолитов, вермикомпостов способствует снижению подвижности тяжелых металлов в грунтах при внесении шлаковых отходов, уменьшая их фитотоксичность и бйоаккумуляцию; наиболее эффективным является совместное применение цеолита и вермикомпоста;

- для; использования количественных методов прогноза поведения тяжелых металлов; в почвах фоновых и техногенноизмененных территорий разработаны: математические модели, отражающие причинно следственные связи между содержанием подвижных форм ТМ, свойствами и режимами сконструированных питательных: грунтов; установлено,: что концентрация подвижных форм ТМ зависит от валового содержания этих металлов в шлаковых отходах, количества органических веществ и емкости поглощения грунтов. •

Научная новизна.

Впервые проведена комплексная оценка, состава: и свойств сконструированных, питательных грунтов на основе гумусового горизонта темно-серой леснойшочвы, цеолита, вермикомпоста и разных фракций отсевов-солевого алюминиевого шлака. Установлено, что включение в состав субстратов шлаковых; отходов обусловливает накопление валовых и подвижных форм» тяжелых металлов и формирование геохимических аномалий, представленных Ъщ Си, Сг, и характеризующихся умеренной степенью санитарно-токсикологической вредности.

Использование сорбционных свойств цеолита и органических веществ вермикомпоста в составе грунтов обусловливает значительное снижение, подвижности соединений, таких металлов; как никель, свинец, цинк,, хром, медь и проявление барьерных свойств по отношению к исследуемой группе металлов.

Исследованиями установлено; что внесение в почвенную среду больших количеств шлаковых отходов, цеолитов, вермикомпоста! не оказывает негативного стрессового воздействия на аборигенные биоценозы.

Предложены регрессионные модели, являющиеся; основой для прогнозирования' особенностей миграции и аккумуляции тяжелых металлов в сконструированных грунтах. Установлено, что концентрация подвижных форм ТМ зависит от валового содержания этих металлов в шлаковых отходах, количества органических веществ и емкости поглощения грунтов.

Практическая значимость. Доказана? эколого-экономическая эффективность использования в составе питательных грунтов для выращивания- рассады; овощных культур удобрительных свойств шлаковых отходов, цеолитов, вермикомпоста.

Наличие в составе питательных, грунтов, шлаков, цеолита и вермикомпоста способствует созданию устойчивости температурного, водно-воздушного;. питательного, окислительно-восстановительного и биологического режимов грунтов и оптимизации' процесса адаптации выращиваемых на них растений.

Использование в; составе питательных грунтов; компонентов, различающихся по химическому составу и свойствам (шлак, цеолит, вермикомпост и гумусовый' горизонт темно-серой- лесной'; почвы) обуславливает формирование различных по качественному и количественному составу геохимических- ассоциаций; основной .группой элементов» в которых являются биофильные элементы^п, Сщ Сг, №.

Установлено, что сочетание цеолита с органическими веществами* вермикомпоста в составе грунтов: обусловливает значительное: снижение подвижности: соединений^ таких металлов, как никель, свинец, цинк, хром, медь и проявление барьерных свойств по отношению к исследуемой группе металлов.

В искусственно: сконструированных грунтах на основе цеолитов и шлаков создаются оптимальные условия для эффективной работы, микроорганизмов^ осуществления имтпроцессов преобразования соединений различных элементов и, как следствие,* их аккумуляцию.

Рекомендуется: применение геохимических барьеров на основе гумусового горизонта темно-серой лесной почвы, цеолита; вермикомпоста с использованием построенных регрессионных моделей для оптимизации и прогнозирования особенностей миграции и аккумуляции тяжелых металлов в техногенноизмененных ландшафтах.

Апробация работы. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научных исследований ФГОУ ВПО «Орел ГАУ». Материалы диссертации были представлены на международных научно-практических конференциях (Орел, 2004, Пенза, 2005, Москва, 2005). Результаты исследований ежегодно докладывались на заседании научно-технического совета университета по земледелию, включены в научные отчеты кафедры земледелия и прошли производственную проверку в ОАО «Юбилейное» Орловского района, СПК «Победное» Залегощенского района.

В рамках Всероссийского конкурса на лучшие научные работы студентов, аспирантов по естественным, техническим наукам (в области высоких технологий) и инновационным научно-образовательным проектам по направлению 1.7. «Развитие профессионального образования в области высоких технологий и инновационной деятельности в образовательной сфере» Федеральной программы развития образования РФ получен диплом победителя конкурса, представленная работа завоевала грант.

Публикации работы. Основные результаты диссертации опубликованы в 11 научных работах, в том числе 3 статьи в рецензируемых журналах из перечня ВАК. По результатам работы получено 2 патента на изобретение, подана 1 заявка на получение патента.

Автор выражает глубокую признательность, благодарность научному руководителю, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Л.П. Степановой, заведующему кафедрой земледелия, профессору В.Т. Лобкову и коллективу кафедры земледелия Орловского государственного аграрного университета.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Коренькова, Екатерина Анатольевна

выводы

1. Разработанные питательные грунты, состоящие из гумусового горизонта темно-серой лесной почвы, шлака, цеолита и вермикомпоста в разнокомпонентном составе и массовом соотношении, характеризуются благоприятными водно-физическими свойствами, обусловленными низкими о значениями плотности сложения (0,97-0,71 г/см ) и плотности твердой фазы (1,63-1,93 г/ см ). Доказано, что величина плотности сложения питательных грунтов и их исходных свойств зависит от размера фракций шлака, наличия тонко дисперсных фракций цеолита и органических веществ почвы и вермикомпоста. Использование в составе субстратов шлака и цеолита приводит к закономерному снижению кислотности грунтов при добавлении шлака и цеолита с 6,5 единиц рН до 8,3 ед. и увеличению нитратного азота до 6,90 мг/100г. В питательных грунтах, содержащих вермикомпост, отмечено I значительное увеличение нитратных, нитритных и аммиачных форм азота и • < подвижных форм фосфора.

2. Тепловые свойства грунтов определяются минералогическим, гранулометрическим составом, содержанием органического вещества, влажностью, пористостью грунтов и содержанием воздуха*: наличие в питательном грунте шлаков и цеолита способствуют снижению температуры почвогрунта на 0,3-0,4 °С в утренние часы, на 0,2-0,4 °С в дневное время суток и в вечернее время на 0,2-0,7 °С в сравнении с температурой почвы, при этом, чем мельче фракция шлака, тем выше температурный интервал и колебания температуры грунтов в сравнении с температурой почвы.

3. Использование в составе питательных грунтов компонентов, различающихся по химическому составу и свойствам (шлак, цеолит, вермикомпост и гумусовый горизонт темно-серой лесной почвы), обуславливает формирование различных по качественному и количественному составу геохимических ассоциаций. Основной группой элементов, отражающих состав геохимических аномалий исследуемых грунтов, являются

Ъп, Си, Сг, №, грунты характеризуются умеренной степенью санитарно-токсикологической вредности и средним уровнем загрязнения.

4. Включение в состав субстратов шлаковых отходов обусловливает ' накопление в них как валовых, так и подвижных форм тяжелых металлов.

Степень подвижности тяжелых металлов определяется, прежде всего, свойствами металла и степенью полидисперсности шлаковых отходов. Самая высокая степень подвижности установлена для меди (57,7 - 61,2 % от валового содержания), самая низкая степень подвижности установлена для хрома (1,73,1 %).

Использование сорбционных свойств цеолита в составе питательных грунтов обусловливает значительное снижение миграционных форм меди, но не оказывает существенного влияния на образование миграционноспособных форм свинца, хрома, цинка и способствует накоплению подвижных форм кадмия.

Органические вещества вермикомпоста в субстратах приводят к значительному снижению подвижности таких тяжелых металлов, как медь (в 1,2-1,5 раза), никель (в 1,6-1,8 раза), цинк (в 1,2 раза), хром (в 3,0-3,6 раза) в сравнении с проявлением сорбционных свойств цеолита, но повышают 5 образование миграционных форм таких металлов, как свинец (в 1,9-2,3 раза) и кадмий (в 1,7 раза).

Сочетание цеолита с органическими веществами вермикомпоста в составе грунтов обусловливает значительное снижение подвижности т соединении таких металлов, как никель, свинец, цинк, хром, медь и проявление барьерных свойств по отношению к исследуемой группе металлов.

5. Исследованиями установлено, что внесение в почвенную среду больших количеств шлаковых отходов, цеолитов, вермикомпоста не оказывает негативного стрессового воздействия на аборигенные биоценозы. В искусственно сконструированных грунтах на основе цеолитов и шлаков создаются оптимальные условия для эффективной работы микроорганизмов, увеличения их общей численности с 98,1 х106 КОЕ/г до 160 х106 КОЕ/г и осуществления ими процессов преобразования соединений различных элементов и, как следствие, их аккумуляцию.

6. В грунтах, состоящих из почвы и. шлака, количество углерода органических веществ закономерно снижается в зависимости от степени дисперсности шлаковых отходов и их массовой доли с 2,90% до 0,87%, при этом в составе гумусовых веществ отмечается увеличение доли гуминовых кислот. Включение в состав почвогрунтов цеолитов обусловливает изменение количественного содержания органических веществ и их качественного состава, количество общего углерода снижается с увеличением массовой доли цеолита от 0,9-1,08% до 0,61-0,72%. При этом возрастает доля гуминовых кислот до 70,8 % и отношение углерода гуминовых кислот ю углероду фульвокислот до 2,4 ед.

В минеральных грунтах, состоящих из шлака и цеолита и не имеющих в своем составе органической компоненты, в процессе использования и выращивания растений установлено накопление органических соединений до 0,12% - 0,19% при увеличении массовой доли цеолита.

7. Питательные грунты на основе гумусового горизонта почвы, шлаковых отходов, цеолитов и вермикомпостов оказывают стимулирующее и удобрительное действие на всхожесть семян, рост, развитие, продуктивность и качество продукции растений салата, лука, огурца и повышению доходности и рентабельности производства овощных культур. Установлено, что включение в состав грунтов цеолитов и вермикомпостов способствует снижению потребления растениями тяжелых металлов и получению экологически безопасной продукции, ни по одному из исследуемых ТМ не установлено превышение ПДК и допустимых остаточных количеств в плодах огурца.

8. Построены регрессионные модели, отражающие причинно-следственные связи между содержанием подвижных форм ТМ и свойствами сконструированных питательных грунтов и являющиеся основой для прогнозирования особенностей миграции и аккумуляции тяжелых металлов в сконструированных грунтах на основе гумусового горизонта темно-серой лесной почвы, цеолита, вермикомпоста. Установлено, что концентрация подвижных форм ТМ зависит от валового содержания этих металлов в шлаковых отходах, количества органических веществ и емкости поглощения грунтов.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Использовать для приготовления питательных грунтов удобрительные и сорбционные свойства шлаковых отходов, цеолитов и вермикомпостов и выращивания на них высококачественной рассады овощных и зеленных культур.

2. Рекомендовать применение геохимических барьеров на основе гумусового горизонта темно-серой лесной почвы, цеолита, вермикомпоста с использованием построенных регрессионных моделей для оптимизации техногенноизмененных ландшафтов и прогнозирования особенностей миграции и аккумуляции тяжелых металлов в грунтах.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата сельскохозяйственных наук, Коренькова, Екатерина Анатольевна, Орёл

1. Агаркова, М.Г. Биологические свойства урбанизированных территорий / М.Г. Агаркова, М.Н. Строганова, И.Н. СкворцоваУ/ Вест. Моск. ун-та, Сер. 17- Почвоведение. 1994.- №13.- С.45-49.

2. Аканова, Н.И. Агроэкологическая оценка известьсодержащих отходов промышленности //Агрохим.вестн. 2000.- № 2,- С. 20-22.

3. Аканова, Н.И.Применение отходов промышленности в сельском хозяйстве / Н.И. Аканова, Н.Ф. Поливцев // Бюл.ВИУА.- 2000.- № 113. С. 112-115

4. Акимова, Т.В. Зимне-весенняя культура пчелоопыляемого огурца. Биологический подход/ Акимова Т.В., Балагурова Н.И., Титов А.Ф. и др.// Селекционно-семеноводческая фирма «Манул».- Мытищи, 2000.-27с.

5. Андреева, А.Е. Ферментативная активность как эколого-диагностический показатель функционального состояния ночв // Экологическое нормирование, проблемы и методы: Тез. докл. науч.-коор. совещ. (Пущино, 1992). -М., 1992. -С. 5-7.

6. Андреюк, Е.И. Иерархическая система биоиндикации почв, загрязненных тяжелыми металлами / Е.И. Андреюк, Г.А. Путинская, Е.В. Валагурова, В.Е. Козырицкая, Н.И. Иванова, А.Д. Остапенко // Почвоведение.-1997.- №12.- С.1491-1496.

7. Бабьева, И.П. Изменение численности микроорганизмов в почвах при загрязнении тяжелыми металлами / И.П. Бабьева, C.B. Левин, И.С. Решетова // Тяжелые металлы в окружающей средехб.науч.тр.- М., 1980. С. 115-120.

8. Бабьева, И.П. Биология почв / И.П. Бабьева, Г.М. Зенова М.: Изд-во Моск. ун-та, 1989. - 336 с.

9. Бабьева, И.П. Использование конверторных шлаков металлургических заводов Сибири под сельскохозяйственные культуры / А.И.Барсуков, Л.Н.Салмин, Г.П.Колмаков, В.А. Гусельников // Пробл.агрохимического сырья Западной Сибири.- Новосибирск, 1985. с. 136-141.

10. Белоус, Н.М.Влияние различных систем удобрения на накопление тяжелых металлов в сельскохозяйственной продукции / Н.М.Белоус, В.Ф. Шаповалов, Ф.В. Моисеенко, М.Г. Дроганская // Вестник БГСХА, 2005. с.22-29

11. Букреева, Н.Е. Прямое действие доменных шлаков на жизнедеятельность растений и агрохимические свойства почв / Н.Е. Букреева, А.Н. Деменева, И.А. Белопашенцева //Минерал, питание и процессы роста и развития растений. Курск, 1988. - С. 137-152

12. Булавка, Г.И. Влияние различных соединений свинца на почвенную микрофлору/ Г.И. Булавка // Изв. Сиб. отд. АН СССР. Сер. биол.-Вып. 1.- 1982.- С. 79-86.

13. Бызов, Б. А. Микробиологические аспекты загрязнения почв пестицидами / Б.А. Бызов, В.С. Гузев, Н.С. Паников и др. // Микроорганизмы и охраны почв. М.: Изд-во МГУ, 1989. - С. 86-128.

14. Гамсулин, Р.В. Индикация загрязнения ночв тяжелыми металлами путем определения активности почвенных ферментов / Р.В. Гамсулин// Агрохимия. -1989. -№ 11.-С. 133-142.

15. Ганжара, Н.Ф. Практикум по почвоведению / Н.Ф. Ганжара, Б.А. Борисов, Р.Ф. Байбеков М.: Агроконсалт, 2002. - 279с.

16. Ганжара, Н.Ф. Содержание тяжелых металлов в техногенно-загрязненных почвах и легкоразлагаемом органическом веществе / Н.Ф.Ганжара, М.А.Флоринский, М.С. Озерова //Изв. ТСХА. 1993. Вып.4. - С. 64-71.

17. Гладкова, К.Ф. Роль кремния в фосфатном питании растений / К.Ф. Гладкова//Агрохимия.- 1982.- №2. С. 133-135.

18. Глазовская, М.А. Проблемы и методы оценки эколого-геохимической устойчивости почв и почвенного покрова к техногенным воздействиям / М.А. Глазовская // Почвоведение. -1999. -№1. -С. 114-124.

19. Гомонова, Н. Ф. Влияние 30-летнего применения минеральных удобрений на урожай и плодородие дерново-подзолистой почвы / Н. Ф. Гомонова // Продуктивность почв Нечерноземной зоны и пути ее увеличения. -М.: Изд-во МГУ, 1984. С. 118-123.

20. Горчев, A.A. К вопросу использования металлургических шлаков для известкования кислых почв/ A.A. Горчев, А.И. Безносов //Материалы XIX науч.-практ.конф. (Ижев.гос.с.-х.акад.). -Ижевск, 1999-С. 12-13

21. Гришко, В.Н. Действие газообразных промышленных выбросов на микробоценозы почв/ В.Н.Гришко, Н.Ф. Павлюкова // Почвоведение,- 1997.-№ 2. -С. 254-260.

22. Гузев, B.C. Тяжелые металлы как фактор воздействия на микробную систему почв/ B.C. Гузев, C.B. Левин, И.М. Бабьева // Экологическая роль микробных метаболитов.- М, 1986. С. 82-104.

23. Гузев, B.C. Перспективы эколого-микробиологической экспертизы состояния почв при антропогенных воздействиях / B.C. Гузев, C.B. Левин // Почвоведение. 1991, № 9. С. 50-62.

24. Демин, В.В. Роль гуминовых кислот в необратимой сорбции и биогеохимии тяжелых металлов в почве / В.В. Демин // Изв. ТСХА. 1994. Вып.З.- С. 79-86.

25. Добровольский, В.В. Биосферные циклы тяжелых металлов и регуляторная роль почвы /В.В. Добровольский // Почвоведение. 1997. -№4. -С. 413-441.

26. Добровольский, Г.В. Функции почв в биосфере и экосистемах/ Г.В.Добровольский, Е.Д. Никитин М.: Наука, 1990,- 251 с.

27. Долгова, Л.Г. Активность некоторых оксидоредуктаз как диагностический показатель, характеризующий почвы, загрязненныепромышленными выбросами / Л.Г. Долгова // Почвоведение. -1978. -№ 5. -С. 93-98.

28. Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) / Б.А. Доспехов — М.:Агропромиздат, 1985.-351 с.

29. Елин, Е.С. Детоксикация пестицидов металлургическими шлаками. / Е.С. Елин //Достижения науки и техники АПК, №5, 1998. С. 38-39.

30. Ермаков, В.В. Биогеохимическая эволюция таксонов биосферы в условиях техногенеза/ В.В. Ермаков // Техногенез и биогеохимическая эволюция таксонов биосферы.- М.: Наука, ,2003. — 351с. -(Тр. Биохим. лаб.;Т.24)

31. Ермаков, В.В. Биогеохимические провинции: концепция, классификация и экологическая оценка/ В.В. Ермаков // Основные направления геохимии. -М.: Наука, 1995. -С. 183-196.

32. Жуков, Г.А. Агрохимический потенциал земледелия Сибири/ Г.А. Жуков //Повышение эффективности использ. произв. потенциала в сел. хоз-ве, 1987. С. 86-95.

33. Загуральская, Л.М. Воздействие промышленных загрязнений на микробиологические процессы в почвах бореальных лесов района Костамукши/ Л.М. Загуральская, С.С.Зябченко // Почвоведение. -1994. -№ 5. -С. 105-110.

34. Звягинцев, Д.Г. Успехи и современные проблемы почвенной микробиологии / Д.Г.Звягинцев // Почвоведение. -1987. -№ 10. -С. 44-52.

35. Звягинцев, Д.Г. Динамика микробной численности, биомассы и продуктивности микробных сообществ в почвах/ Д.Г. Звягинцев, В.Е. Голимбет // Успехи микробиологии. -1983. Вып. .18.- С. 215-231.

36. Звягинцев, Д. Г. Почва и микроорганизмы/ Д.Г.Звягинцев М.:. Изд-во МГУ, 1987. -256 с.

37. Звягинцев, Д.Г. Методы почвенной микробиологии и биохимии / Д.Г. Звягинцев-М.:Изд-во МГУ, 1991.

38. Звягинцев, Д.Г. Диагностические признаки различных уровней загрязнения почвы нефтью/ Д.Г. Звягинцев, B.C. Гузяев, C.B. Левин и др.// Почвоведение. -1989.- № 1. -С. 72-78.

39. Зырин, И.Г. Научные основы разработки предельно допустимых количеств тяжелых металлов в почвах/ И.Г. Зырин, А.И. Обухов, С.Г. Малахов и др. //Докл. симпоз. VII делег. съезда ВОП. -Ташкент, 1985. Ч. 6. -С. 276-281.

40. Игамбердиев, В.М. Влияние различных нетрадиционных химических мелиорантов на микробиологическую активность кислых почв/ В.М. Игамбердиев, A.A. Шамин, О.В. Андрущук, А.Ф. Колосова, В.Ф. Аршавская //Бюл. ВНИИ с.-х. микробиологии, 1988.- Т. 50. -С. 16-22.

41. Вайчис, М. Изменение химических свойств и состава микрофлоры лесных почв в зоне влияния завода азотных удобрений / М. Вайчис, К. Армолайтис, Р. Бараускас, А. Рагустис, Л. Славене // Деградация и восстановление лесных почв. М.: Наука, 1991/- С. 199-209.

42. Ильин, В.Б. О нормировании тяжелых металлов в почве/ В.Б. Ильин. //Почвоведение. 1988.-№ 9. -С. 90-98. '

43. Ильин, В.Б. Оценка буферности почв по отношению к тяжелым металлам/ В.Б. Ильин. // Агрохимия. -1995.- № 10.- С. 109-113.

44. Ильин, В.Б. Тяжелые металлы, защитные возможности почв и растений/ В.Б. Ильин, М.Д. Степанова // Химические элементы в системе почва-растение. -Новосибирск: Наука, 1982.

45. Касимов, Н.С. Подвижные формы тяжелых металлов в почвах лесостепи среднего Поволжья (опыт многофакторного регрессионногоанализа) / Н.С. Касимов, Н.Е. Кошелева, O.A. Самонова // Почвоведение.-1995.-№6,- С.705-713

46. Кауричев, И.С. Геохимическая характеристика ландшафтов / И.С. Кауричев, В.И. Савич, Л.П. Степанова — Орел: Изд-во ОрелГАУ, 2004 215с.

47. Квасов, В.А. Нетрадиционное агрохимическое сырье в условиях Центрального Черноземья/ В.А. Квасов // Агрохимический вестник.- 2001.-№3. -С. 36-40.

48. Керне, Дж. Изменения в сообществах водорослей и простейших, вызываемые загрязнением/ Керне Дж., Ланца Дж. Р.; Ред. Митчелл Р. М.: //Микробиология загрязненных вод Медицина, 1976. -С. 206-226.

49. Кирюшин, В. И. Концепция оптимизации режима органического вещества почв в агроландшафтах /В. И. Кирюшин, Н. Ф. Ганжара, И. С. Кауричев, Д. С. Орлов, А. А. Титлянова, А. Д. Фокин. М.: МСХА, 1993. - С. 98.

50. Кобзев, В.А. Взаимодействие загрязняющих почву % тяжелых металлов и почвенных микроорганизмов/ В.А. Кобзев //Тр. Ин-та эксперимент, метеорологии. -М.: Гидрометеоиздат. Моск. отд-ние, 1980. -Вып. 10. -С. 51-66.

51. Ковда, В.А. Биогеохимические циклы в природе и их нарушение человеком / В.А. Ковда // Биогеохимические циклы в биосфере. -М.: Наука, 1976. -С.19-85.

52. Колесников, С.И. Влияние загрязнения тяжелыми металлами на микробную систему чернозема / С.И.Колесников, К.Ш. Казеев, В.Ф. Вальков // Почвоведение.- 1999.- №4. -С. 505-511.

53. Кондрашкина, Т.А. Применение фильтрующих элементов при осушении минеральных почв тяжелого механического состава / Т.А. Кондрашкина //Осушение и окультуривание земель в Арханг. обл. -Л.: 1991. -С. 31-35.

54. Королев, В.А. Очистка грунтов от загрязнений / В.А. Королев М.: МАИК, Интерпериодика, 2001. - 365с.

55. Корте, Ф. Экологическая химия: Пер. с нем. / Корте Ф., Бахадир М., Клайн В. и др.- М.: Мир, 1996.- 396с.

56. Круг, Г. Овощеводство / Пер. с нем. В.И.Леунова.-М.:Колос,2000.576с.

57. Кузяхметов, Г.Г. Водоросли зональных почв степи и лесостепи/ Г.Г. Кузяхметов //Почвоведение, 1991.- №9. -С.63-65.

58. Куликова, H.H. Фитоиндикация содержания подвижных форм соединений тяжелых металлов в промышленно-бытовых осадках сточных вод / H.H. Куликова, Л.Ф. Парадина, А.Н. Сатурин, Е.И. Козыренко // Агрохимия.-2004.- №11. — с.71-79.

59. Кураков, A.B. Минеральные удобрения как фактор антропогенного воздействия на почвенную микрофлору / A.B. Кураков, B.C. Гузев, А.Л. Степанов и др; Ред. Д. Г.Звягинцев // Микроорганизмы и охрана почв- М.: Изд-во МГУ. -С. 47-85

60. Левин, C.B. Тяжелые металлы как фактор антропогенного воздействия на почвенную микробиоту / C.B. Левин, B.C. Гузев, И.В. Асеева и др. // Микроорганизмы и охрана почв. -М.: Изд-во Моск. ун-та, 1989. -С. 5-46.

61. Мажайский, Ю.А. Экологическое обоснование технологий реабилитации загрязненных земель / Ю.А. Мажайский, В.И. Желязко

62. Земледелие,- 2002,- №2. -С.8-9.

63. Марфенина, O.E. Реакция комплекса микроскопических грибов на загрязнение почв тяжелыми металлами / O.E. Марфенина // Вест. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. -1985. -С. 46-50.

64. Матыченков, В.В. Использование отходов металлургической промышленности для улучшения фосфорного питания и повышения засухоустойчивости растений / В.В. Матыченков, Е.А. Бочарникова // Агрохимия.- 2003.- №5. -С. 42-47.

65. Матыченков, В.В. Определение доступного кремния в почвах/

66. B.В.Матыченков, Е.А.Бочарникова, Я.М. Мимосова // Агрохимия.- 1997.- №1.1. C.76-80.

67. Методы почвенной микробиологии и биохимии: Учеб.пособ./ Под ред. Д.Г.Звягинцева. М.: Изд-во Моск.ун-та, 1991. - 304 с.

68. Мишустин, E.H. Микроорганизмы и продуктивность земледелия / Е. Н. Мишустин М., 1972.

69. Мотузова, Г. В. Принципы и методы почвенно-химического мониторинга / Г. В. Мотузова М.: Изд-во МГУ- 1989.- 100 с.

70. Мотузова, Г.В. Природа буферности почв к внешним химическим воздействиям / Г. В. Мотузова // Почвоведение.- 1994.- №4. -С. 46-52.

71. Обухов, А.И. Научные основы разработки предельно допустимых концентраций тяжелых металлов в почвах/ А.И.Обухов, И. П.Бабьева, A.B. Гринъ и др. //Тяжелые металлы в окружающей среде. М.: Изд-во МГУ, 1980. - С. 20-28.

72. Овощеводство/Г.И.Тараканов, В.Д.Мухин, К.А.Шуин и др.; Под ред. Г.И.Тараканова и В.Д.Мухина.-2-е изд., перераб. и доп.- М.:Колос,2002.-472с.

73. Огородников, Л.П. Известкование кислых почв и урожайность полевых культур в зернотравяном севообороте/ Л.П. Огородников //Тр. Урал. НИИСХ, 1989; Т. 53. С. 78-87.

74. Орлов, Д.С. Химическое загрязнение почв и их охрана / Д.С.Орлов, М.С.Малинина, Г.В. Мотузова и др.- М.: Агропромиздат, 1991. -303 с.

75. Пархуць, И.Н. Применение шлаков сталеплавильного производства в качестве удобрений для сельского хозяйства/ И.Н. Пархуць //Рацион, использ. удобрений при интенсив, земледелии в условиях зап. р-нов Украины.- 1987. -С. 119-121.

76. Патент № 2298915 Российская Федерация, МПК A01G 31/00 Состав для выращивания растений/ Степанова Л.П., Коренькова Е.А. -№ 2005131379; заявл. 30.09.05; опубл. 20.05.2007 Бюлл. №14. С.215

77. Патент № 2300510 Российская Федерация, МПК C05D 11/00 Состав для повышения плодородия почвы / Степанова Л.П., Коренькова Е.А., Тихойкина И.М., Черный Е.С. № 2005127401; заявл. 31.08.2005; опубл. 10.06.2007, Бюлл. №16. - С. 448

78. Перельман, А.И. Геохимия ландшафта / А.И. Перельман, Н.С.Касимов -М.: Астрея-2000.- 1999.- 768с.

79. Просянников Е.В. Вермитехнология — фактор биологизации земледелия/ Просянников Е.В., Осмоловский В.В., Еремин A.B., Мамеев В.В. // Система биологизации земледелия Нечерноземной зоны России. М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2002. 4.1. - С. 274 - 381

80. Рандриамиали, Ж.Д. Действие и последействие высокофосфатного конверторного шлака на урожай сельскохозяйственных культур. / Рандриамиали Ж.Д., Кимамбо Э.//Бюл. ВИУА.- 1988.- Т. 85. -С. 64-65.

81. Решетникова, Н.В. Высокофосфатный конверторный шлак -эффективное известковое фософорсодержащее удобрение/ Н.В. Решетникова, Е.Б. Бабинская //Пути повышения эффективности удобрений в Нечернозем.зоне.-M, 1989.- С. 18-25.

82. Савич, В.И. Почвенная экология / В.И. Савич, Н.В. Парахин, В.Г Сычев и др.; под общ. ред. Л.П. Степановой- Орел: Изд-во ОрелГАУ, 2002. -546 с.

83. Самсонова, A.C. Экология микроорганизмов техногенных территорий: Автореф. дис. д-ра биол. наук. Минск, 1995. 35 с.

84. Свергузова, C.B. Шлак в микроудобрения / C.B. Свергузова, Т.А. Василенко, О.В. Гаврилова, С.Н. Гараць //Экология и промышленность России.- 2000, февраль.- С. 17-19.

85. Солнцева, Н.П. Геохимические барьеры в ландшафтах и техногенез/ Н.П.Солнцева, Н.С. Касимов //В кн.: Охрана природы окультуренных ландшафтов. Тарту, 1978. - С. 43-47.

86. Солнцева, Н.П. Геохимическая устойчивость природных систем к техногенным нагрузкам (принципы и методы изучения, критерии прогноза / Н.П. Солнцева // Добыча полезных ископаемых и геохимия природных экосистем.-М: Наука, 1982.- С. 181-216.

87. Солнцева, Н.П. Методика ландшафтно геохимических исследований влияния техногенных потоков на среду/ Н.П. Солнцева //В кн.: Техногенные потоки вещества в ландшафтах и состояние экосистем. -М.:Наука, 1981.-С.41-77

88. Степанова, Л.П. Эффективность применения метода биотестирования в оценке степени техногенного загрязнения почв / Л.П.Степанова, Е.А. Коренькова, Т.В. Финохина // Проблемы региональной экологии. -2005. -№5.- С.23-29

89. Степанова, Л.П. Экологическая оценка влияния удобрительных свойств отходов производства, природных цеолитов и вермикомпостов на образование геохимических аномалий / Л.П. Степанова, Е.А. Коренькова // Земледелие.- №5.- 2008. С.

90. Теппер, Е.Э. Практикум по микробиологии / Е.Э. Теппер, В.К. Шильникова, Г.И. Переверзева-М.:Колос, 1993.

91. Торшин, С.П. Микроэлементы, экология и здоровье человека / С.П. Торшин, Т.М. Удельнова, Б.А. Ягодин // Успехи современной биологии. -1990. -Т. 109. Вып. 2.-С. 279-292.

92. Туманов, A.A. Способ количественного определения низких концентраций ионов цинка/ A.A. Туманов, И.А.Филимонова // Авт.свид. № 1146324, Публ. 85.03.23 № 11.

93. Удалова, Л.П. Влияние основного и повторного известкования на содержание органического вещества в почве/ Л.П. Удалова, А.Ф. Колосова, И.А.Шильников //Бюл. ВИУА, 1988.- Т. 88. -С. 83-85.

94. Федоров, И.И. Использование шлако-пометной смеси в качестве удобрения/ И.И.Федоров, М.Д.Дабаева, М.Р.Куклина, В.Я. Поломошнова //Экол. оптимизация агролесоландшафтов бассейна оз. Байкал. -Улан-Удэ, 1990.-С. 156-163.

95. Черепанов, К.А. Утилизация вторичных материальных ресурсов в металлургии/ К.А. Черепанов, Г.И. Черныш, В.М. Динельт, Ю.И. Сухарев М.: Металлургия, 1994.- 224с.

96. Ягодин, Б.А. Эффективность применения мартеновских шлаков на дерново-подзолистой почве/ Б.А. Ягодин, Н:В. Решетникова, Е.Б. Бабинская // Земледелие.- 1985.- Т. 60. с. 27-31.

97. Ягодин, Б.А. Химическая мелиорация дерново-подзолистых почв и красноземов при использовании отходов металлургической промышленности/ Б.А. Ягодин, Н.В. Решетникова, Кимамбо Э. //Вопр. рационального использования удобрений.- М, 1985 с. 13-22.

98. Ягодин, Б.А. Содержание в почве и растениях тяжелых металлов при использовании сталеплавильных шлаков в качестве известкового удобрения / Б.А. Ягодин, Н.В. Решетникова, Е.Б. Бабинская //Изв. Тимирязев, с.-х. акад.- 1988.- Т. 1.- С. 60-68.

99. Ягодин, Б.А. Влияние металлургических шлаков на прорастание семян и содержание тяжелых металлов в почве и растениях при длительном взаимодействии с почвой / Б.А. Ягодин, Н.В. Решетникова, Али Мохамед Аль-Мосава //Агрохимия.- 1994.- N 9. -С. 84-94.

100. Ягодин, Б.А. Агрохимия/ Ягодин Б.А., Жуковин Ю.П., Кобзаренко В.И.; Под ред. Б.А.Ягодина.-М.:Колос,2002.- 548с

101. Яшин, И.М. Особенности формирования водорастворимых органическихких веществ в подзолистых почвах и их роль в органогенной миграции типоморфных элементов / И.М. Яшин, И.И. Нмадзуру, Е.И. Шестаков // Изв. ТСХА. 1993. Вып. 3. С. 126-142.

102. Ando, J. Constitution, solubility and agronomic response of industrial slags. Строение, растворимость и агрономическая ценность промышленных шлаков. (Япония). / J. Ando, S. Horio, Y Koyama Japan. J. Soil Sc. Plant Nutrit, 1987.-P. 166-171

103. Ausmus B.S. An argument for ecosystem level monitoring/ B.S. Ausmus //Environ. Monit. And Assessment. 1984. -V. 4. -№ 3. -P. 275-291.

104. Beverly R.B. Effects of acid source on soil pH Влияние кислых серных удобрений на pH почвы. (США)./ R.B. Beverly, D.L. Anderson //Soil Sc.-1987.-P. 301-303

105. Bocharnikova E.A. The increase of plant drought-resistance of air pollution influence/ E.A. Bocharnikova // Proceedings of World-wind Symposium Pollution in large cities. Venece, Padova, Italy, 1995.- P.215.

106. Bramble B.J. An environmentalists of view of pest management and the Green Revolution/ B.J. Bramble //Trop. Pest. Manag.- 1989. -V. 35. -№ 3. -P. 228230.

107. Breymeyer A.I. Ecological monitoring as a method of land evaluation/ A.I. Breymeyer//Geogr. Pol. -1984. -V. 50. -P. 371-384.

108. Brune N. Ackerflachen verstärkt kalken / N. Brune Chemie Techn. in Landwirtschaft, 1985.- T. 36. -№ 8. -S. 191-192.

109. Cairns J.Jr. The myth of the most sensitive species / J.Jr. Cairns // Bioscience. -1980. -V. 36. -№ 10. -P. 670-672.

110. Darbin Т. Choix d"une forme d"engrais phosphate / T. Darbin -Perspect. agr, 1987. p. 84-95

111. Dornbusch J. Kieselsaure Kalke im integrierten Pflanzenbau Эффективность применения кремнийсодержащих доменных шлаков. (ФРГ)./ J. Dornbusch Die Dungung, 1985.- Т. 90. -S. 1-2.

112. Huttl R.F. Effects of air pollution on forest soils / RF. Huttl // Water, Air, Soil Pollution. 1992. V. 61. № 3-4. P. 205-210.

113. Jacob F. Микробиологический способ определения токсичных веществ неорганического или органического происхождения с использованием дрожжей из рода Saccharorayces/ F. Jacob, J. Perrier, J. Molegnana, P. Faugeras Авт. свид. 664289. Публ. 01.10.92. №2.

114. Le Chatelier D. Etat calcique et pH: pour un sol en etat de marche Известкование почвы. (Франция). Motor. Techn. Agr.- 1987. -p. 16-17, 20-21

115. Mukherjee A.B. Behavior of heavy metals and their remediation in metalloferous soils / A.B. Mukherjee // Metals Environment. -Ed.M.N.V. Prasad. Marcel Dekker, Inc., N.-Y.- Basel, 2001- P. 433-471.

116. Muller R. Dungemitteleinsatz in der Pflanzenproduktion Использование металлургических шлаков в качестве известковых удобрений в растениеводстве. (ФРГ). / R. Muller, H. Wildhagen, В. Meyer Unser Milchvieh, 1985.-T. 37. - N 7. S. 4.

117. Pommel В. Evaluation of urban and animal wastes as sources of phosphorus / B. Pommel //Long-term effects of sewage sludge and farm slurries, 1988. p. 210-215

118. Robinet J. La fumure des prairies apres la premieere exploitation / J. Robinet, R. Deverdun Trait Union Agr, 1984; T. 89. p. 9-12.

119. Scheffer K. Weitere Untersuchungen über phosphatmobilisiende Wirkung von Kalk und Kieselsaure / K. Scheffer, B. Scheffer Landw. Forsch, 1986.- T. 39.-S. 165-171.

120. Smothers W. At. Jr. An economic production-function approach to ecosystem management/ W. At. Jr. Smothers, C. F. Jordan, E. G. Farnworth, T. H. Tidrick //Bioscience. -1983. -V.33.- № 10. -P. 642-646.

121. Viehausen E. Phosphatausnutzung, durch Kalk ind Kieselsaure verbessern / E. Viehausen Chemie Techn. in Landwirtschaft, 1985.- T. 36. -№ 8. -S. 194.

122. Weltpremiere: Osterreich regelt Bio-Landbau. Planzenarzt, 1985; T. 9.p. 9-10.

123. Wood J.M. Biological cycles for toxic elements in the enviroment / J.M. Wood// Science. 1974. - Vol.183. -P.1049-1054.