Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Оценка предельно допустимой техногенной нагрузки на почву, загрязненную тяжелыми металлами, путем учета фитомассы растений
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Оценка предельно допустимой техногенной нагрузки на почву, загрязненную тяжелыми металлами, путем учета фитомассы растений"

На правах рукописи

АЛХУТОВА Екатерина Юрьевна

ОЦЕНКА ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОЙ ТЕХНОГЕННОЙ НАГРУЗКИ НА ПОЧВУ, ЗАГРЯЗНЕННУЮ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ, ПУТЕМ УЧЕТА ФИТОМАССЫ РАСТЕНИЙ

Специальность 03.00.16 - экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук

Москва - 2010

003493230

Работа выполнена на кафедре экологии факультета химии и экологии Владимирского государственного университета

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор Трифонова Татьяна Анатольевна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук

Макаров Олег Анатольевич

кандидат географических наук Макарова Марина Геннадьевна

Ведущая организация: РГАУ-МСХА им.К.А.Тимирязева

Защита диссертации состоится «30» марта 2010 г. в 15 час. 30 мин. в аудитории М-2 на заседании диссертационного совета Д.501.001.57 в Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова по адресу: 119991, г. Москва, ГСП-1, Ленинские горы, МГУ им. М.В. Ломоносова, факультет почвоведения.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения МГУ им. М.ВЛомоносова.

Приглашаем Вас принять участие в обсуждении диссертации.

Отзывы (в двух экземплярах, заверенные печатью) на автореферат просьба присылать по адресу: 119991, г. Москва, ГСП-1, Ленинские горы, МГУ им. М.В. Ломоносова, факультет почвоведения, Ученый совет.

Автореферат разослан « февраля 2010 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В связи с возрастающим поступлением тяжелых металлов (ТМ) в почву возникла необходимость нормирования их содержания, т.е. установления пределов, сверх которых загрязнение недопустимо. В настоящее время существует несколько подходов к решению данного вопроса, в частности: нормирование содержания ТМ в почве и нормирование реакции почвы на загрязнение. Многие исследователи сходятся во мнении, что система санитарно-гигиенических нормативов, в основе которой лежат значения предельно допустимых концентраций, имеет ряд существенных недостатков.

Наиболее полно требованиям экологического нормирования отвечает оценка предельно допустимых нагрузок (ПДН) на основе анализа зависимостей «доза -эффект». Поэтому в настоящее время весьма актуальным является поиск показателей эколого-биологического состояния почвы, которые, выступая в качестве «эффекта», могли бы наиболее объективно отразить ее реакцию на загрязнение.

Определение предельно допустимых техногенных нагрузок на почву позволит повысить эффективность мероприятий, направленных на снижение отрицательных последствий хозяйственной деятельности. Одним из таких мероприятий является рекультивация почв с помощью растений (фитоэкстракция), которой относительно недавно уделялось большое внимание в индустриально развитых странах, но ввиду невысокой эффективности эта технология не получила широкого применения на практике. Однако изучение особенностей аккумуляции и выноса ТМ растениями остается актуальным и в настоящее время.

Цели и задачи исследований. Целью данной работы явилось определение предельно допустимой техногенной нагрузки на почву, загрязненную соединениями тяжелых металлов, на основе анализа зависимости «доза металлов - фитомасса лугового фитоценоза».

Поставленная цель определила следующие задачи:

1. Выявить зависимость фитомассы различных видов растений от уровня загрязнения почвы в вегетационных опытах.

2. Изучить агрохимические и микробиологические свойства почвы при различных уровнях загрязнения в полевом эксперименте.

3. Определить изменение фитомассы лугового фитоценоза при различных уровнях загрязнения почвы.

4. Разработать модель формирования экотоксичности в дерново-подзолистой почве под луговой растительностью.

5. Исследовать особенности аккумуляции Хп, Си, №, Ре и Сс1 растениями лугового фитоценоза и оценить фитомелиорирующие свойства растений при различных уровнях загрязнения.

Научная новизна работы. Предложен метод расчета предельно допустимой техногенной нагрузки на почву путем анализа зависимости «доза тяжелых металлов - фитомасса растительного сообщества» и вычисления энтропийного интервала неопределенности для дозы ТМ. Предложена модель формирования экотоксичности в системе «дерново-подзолистая почва - луговая растительность» вследствие техногенного загрязнения металлсодержащими отходами. Установлено, что степень снижения фитомассы луговых растений на начальных этапах техногенной нагрузки в значительной мере определяется особенностями их корневой

системы. Изучены фитомелиоративные свойства представителей лугового фитоценоза при различных уровнях загрязнения; выявлена группа растений с повышенными фитомелиоративными свойствами (бодяк полевой, пастушья сумка, полынь обыкновенная и щавель конский).

Практическая значимость работы. Предложенный метод расчета экологически значимых антропогенных воздействий, основанный на анализе зависимости «доза ТМ — фитомасса растительного сообщества», может быть использован для определения величин предельно допустимых нагрузок на загрязненные почвы. Результаты работы могут быть использованы для прогнозирования изменений в системе «дерново-подзолистая почва - луговая растительность» под влиянием металлсодержащих отходов. Бодяк полевой, пастушья сумка, полынь обыкновенная и щавель конский, обладающие выраженным фитомелиорирующим эффектом, можно рекомендовать для очистки загрязненных почв на последних этапах рекультивации, когда содержание ТМ в почве уже не столь велико.

Благодарности. Автор выражает глубокую признательность своему научному руководителю доктору биологических наук, профессору Т.А. Трифоновой за постоянное внимание к работе, ценные советы и рекомендации на всех этапах исследований. Особую благодарность автор выражает сотрудникам кафедры экологии ВлГУ к.х.н., профессору С.М. Чесноковой и к.х.н., доценту J1.A. Ширкину, а также к.т.н., доценту ВГГУ И.В. Вахромееву за оказанную поддержку, полезные предложения и консультации. Огромную признательность автор выражает семье и друзьям.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Глава включает обзор научной информации о методах оценки уровня загрязнения почв и проблемах экологического нормирования (Израэль, 1984; Криволуцкий и др., 1988; Степанов, 1990; Ильин, 1991; Макаров, Тюменцев, Кузнецова, 2001; Лукин, Мирошникова, Авраменко, 2002; Николаевский, 2002; Чериснькова, 2002; Воробейчик, 2004; Галиулин, Галиулина, 2006; Колесников, Казссв, Вальков, 2006; Трифонова, Чеснокова, 2007; De Vries, Bakker, 1998; Posch et al., 1999; Bashkin, 1999 и др.), о механизмах формирования техногенно нарушенных почв (Тонконогов, Шишов, 1990; Геннадиев, Солнцева, Герасимова, 1992; Орлов, 2002; Добровольский, 2004; Трифонова, Ширкин, Селиванова, 2007; Shirkin et al., 2007 и др.), о трансформации свойств почвы под воздействием тяжелых металлов (Гришина, Копцик, Сапегина, 1990; Галиулин, Галиулина, 2005; Колесников, Казеев, Вальков, 2006; Bublinec, 1973; Killham, Wainwrigth, 1984; Hemida, Omar, Abdel-Mallek, 1997 и др.), о биологических методах рекультивации почв (Самкаева и др., 2001; Баргальи, 2005; Brown, 1994; De Serres, Bloom, 1995; Ensley, 1996; James, 1996; Chaney et al„ 1997; Watanabe, 1997; Greger, 1999 и др.).

Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Методика проведения исследований. Для расчета предельно допустимой нагрузки на почву через урожайность растительного сообщества мы предлагаем оценивать изменение фитомассы растений как ответную реакцию на комплекс

физико-химических, биохимических и микробиологических изменений, произошедших в почве под воздействием тяжелых металлов.

Для установления характера зависимости фитомассы от уровня загрязнения почвы в лабораторных условиях были поставлены две серии опытов с культурными и дикорастущими растениями. Для постановки вегетационных опытов использовалась дерново-подзолистая почва, отобранная с реперного участка Владимирской области.

Для оценки фитомассы растений как интегрального показателя эколого-биологического состояния почвы летом 2006 г. на неиспользуемой в хозяйственной деятельности территории были заложены четыре участка прямоугольной формы площадью 27,5 м2 каждый, расстояние между участками составляло 5-8 м. ТМ были внесены на участки осенью 2006 г. в составе промышленного отхода - гальваношлама. На участок №1 отход не вносили, он служил контрольным вариантом опыта. На участки №2, №3, №4 отход внесли в дозах 2,3, 3,5 и 4,7 кг/м2 соответственно.

Гапьваношлам. В работе был использован шлам приборостроительного завода, в гальваноцехе которого осуществляются операции цинкования, меднения, никелирования и кадмирования.

Определение содержания ТМ в отходе проводили рентгеноспектральным флуоресцентным методом на приборе «Брес^оэсап-МАКС» (Методика выполнения..., 2004). Влажность определяли гравиметрически (ПНД Ф 16.2.2:2.3:3.2702), рН - потенциометрически (ПНД Ф 16.2.2:2.3:3.33-02).

Гальваношлам обогащен цинком и железом, на долю которых приходится 79,70% от общей массы ТМ, обнаруженных в шламе. Содержание никеля, меди и кадмия в шламе составляет 0,58, 1,13 и 0,16% соответственно. В шламе также содержатся кальций (8,09%) и диоксид кремния (20,91%). рН водной фазы отхода составляет 6,38,

Почва. Почвенные пробы для анализа отбирали на участках с глубин 0-15, 15 - 30, 30 - 45, 45 - 60 см, тростьевым буром. С каждого участка на каждой из глубин отбиралось по шесть объединенных проб (ГОСТ 17.4.3.01-83). Отбор и анализ проб проводили в течение трех лет, в период с 2006 по 2008 гг. В 2006 г. пробы почвы для проведения анализа отбирали осенью перед внесением гальваношлама. В 2007 и 2008 гг. пробы почвы отбирали весной.

В почвенных образцах определяли следующие показатели: активную кислотность почвы - потенциометрически по методу ЦИНАО (ГОСТ 26483-85); подвижные формы калия - по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26207-91); содержание гумуса - фотометрически по методу Тюрина в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26213-91). Определение активности ферментов проводили со свежеотобранной почвой: целлюлозолитическую активность определяли аппликационным методом в чашках Петри путем учета остаточного количества нерасщепленной целлюлозы (Бабьева, Агре, 1971); активность ката-лазы определяли газометрически (Казеев, Колесников, Вальков, 2003), уреазную активность измеряли фотоколориметрически (Практикум по агрохимии, 1989). Определение валового содержания ТМ проводили рентгеноспектральным флуоресцентным методом на приборе «БресИгоБсап-МАКС» (Методика выполнения..., 2004), подвижные формы ТМ определяли методом инверсионной вольт-

амперометрии (Сборник методик..., 2004). Всего за три года в полевом опыте было отобрано и проанализировано 120 образцов почвы.

Растения. В полевых условиях наблюдения за растительным сообществом проводили на четырех описанных выше участках суходольного временно избыточно увлажненного луга. Количественный и видовой состав фитоценоза изучали в течение двух лет в период с 2006 по 2007 гг. Исследования на каждом участке выполнялись в одно и то же время - в течение второй половины вегетационного сезона (середина августа).

Учет урожая проводили укосным методом, для чего на каждом из участков закладывали по 6 укосных площадок; травостой скашивали на высоте 3 - 5 см. Скошенные растения разбирали по видам и взвешивали в воздушно-сухом состоянии. Отбор проб для анализа проводили согласно методическим указаниям по определению ТМ в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства (Методические указания..., 1989). Определение содержания ТМ в воздушно-сухой фитомассс луговых растений проводили рентгеноспектральным флуоресцентным методом на приборе «Spectroscan-МАКС». Всего в период с 2006 по 2007 гг. было отобрано и проанализировано 128 проб растений.

Полученные результаты анализов обрабатывались с помощью пакета программ «Excel», «Statistica» и «Mathcad».

Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Зависимость фитомассы культурных и дикорастущих растений от уровня загрязнения почвы в вегетационных опытах

Целью вегетационных опытов являлось установление характера зависимости фитомассы от уровня загрязнения почвы. В первой серии опытов изучали зависимость фитомассы горчицы белой, овса посевного и льна обыкновенного, выращиваемых на почве, загрязненной оксидами тяжелых металлов. Во второй серии металлы вносили в почву в форме сульфатов и хлоридов, а исследуемым растениями являлись люпин многолистный и овсяница красная. В первой серии было сформировано пять уровней загрязнения почвы, во второй - семь. Результаты вегетационных опытов представлены на рис. 1,2.

Доза солей ТМ, приведенная к 2п, г/сосуд Доза солей ТМ, приведенная к гп, г/сосуд

Рис. I. Кривая «доза - эффект» воздействия тяжелых металлов на фитомассу А) овсяницы красной Б) люпина многолистного

Дозовые зависимости для реакций фитомассы овсяницы, люпина, овса и льна на нагрузку имели форму Б-образной кривой. Анализ этих зависимостей позволил заключить, что область нагрузок, при которых не обнаруживается существенных изменений фитомассы, у овсяницы и овса обширнее, чем у люпина и льна. Следовательно, овсяница и овес являются более устойчивым растениями к воздействию ТМ.

На фитомассу горчицы внесенные дозы ТМ оказывали стимулирующее воздействие, как следствие, кривая «доза - эффект» для реакции растения на нагрузку имела выраженный куполообразный характер и описывалась уравнением гауссовой регрессии.

О 200 400

Доза оксидов ТМ, приведенная к г/сосуд

200 400 (00

Доза оксидэ в ТМ, приведенная гУсосуд

0 300 1000 1500

Доза оксидов ТМ, приведенная к г/сосуд

Рис. 2. Кривая «доза - эффект» воздействия тяжелых металлов на фитомассу А) овса посевного Б) льна обыкновенного В) горчицы белой

Для построения кривых «доза - эффект» дозы солей и оксидов, вносимые в почву, были приведены по токсичности к цинку: .. т ОДК,

М =-х > С, х-'- т

1000 £ ОДК, ' ^

где М- доза солей (оксидов), приведенная к цинку, г/сосуд, т - доза солей (оксидов), внесенная в почву, кг/сосуд, С, - содержание /'-го металла в смеси солей (оксидов), мг/кг, ОДК - ориентировочно допустимая концентрация /-го металла в почве, мг/кг, ОДК/ - ориентировочно допустимая концентрация цинка в почве, мг/кг.

Приведение дозы солей и оксидов к цинку обусловлено тем, что данный элемент преобладал по содержанию во вносимых в почву соединениях ТМ, кроме того, цинк характеризуется высокой биофилыюстью.

Результаты вегетационных опытов свидетельствуют о том, что зависимость фитомассы всех исследуемых растений от уровня загрязнения почвы имела нелинейный характер и описывалась уравнениями логистической и гауссовой регрессии. Нелинейность реакции фитомассы на нагрузку делает возможным использовать данный показатель для нахождения величин предельно допустимых нагрузок на почву путем анализа зависимости «доза - эффект».

3.2. Агрохимические и микробиологические показатели почвы при различных уровнях загрязнения

Мощность гумусового горизонта исследуемой почвы достигала 13 см, в этом горизонте была сосредоточена практически вся масса органического вещества: содержание гумуса в нем в 2006 г. составило 1,31%, вниз по профилю содержание гумуса убывало. Внесение ТМ на участки не оказало существенного влияния па содержание гумуса в почве. Достоверного изменения этого показателя в 2008 г. отмечено не было (таблица 1).

Таблица 1

Агрохимические показатели почвы при различных уровнях загрязнения

в 2007 - 2008 гг. (горизонт А,)

Доза гальваношлама, кг/м2 Гумус, % рНнго

2007 г. 2008 г. 2007 г.

0,0 (участок №1) 1,28±0,23 1,30±0,24 6,81±0,37

2,3 (участок №2) 1,27±0,23 1,30±0,24 6,45±0,27

3,5 (участок №3) 1,33±0,25 1,19±0,14 5,94±0,22

4,7 (участок №4) 1,28±0,22 1,08±0,17 5,72±0,20

В 2006 г. реакция почвы колебалась по профилю от нейтральной до сильнокислой (рН изменялся от 6,22 до 4,37). Внесение в почву ТМ вызвало изменение щслочно-кислотных условий среды. Данные таблицы 1 свидетельствуют о снижении рН почвы участков с увеличением уровня загрязнения. Вероятно, это является следствием двух параллельно протекающих процессов: стимуляцией тяжелыми металлами жизнедеятельности микроорганизмов, метаболиты которых способны существенно влиять на щелочно-кислотные условия среды (Колесников, Казеев, Вальков, 2006). Кроме того, наблюдаемое снижение рН почвы участков может реализоваться вследствие гидролиза присутствующих в гальваношламе некоторых количеств солей тяжелых металлов.

Гумусовый горизонт характеризовался очень низким содержанием калия -5,8 мг/100 г (2006 г.). В нижележащих горизонтах отмечалось некоторое увеличение обменного калия. В градиенте токсической нагрузки возрастали потери калия из гумусового горизонта почвы (рис. 3). Это можно объяснить тем, что с увеличением кислотности почвы почвенно-поглощающий комплекс насыщался подвижными ионами водорода и алюминия, которые не могли вытесняться ионами калия, поэтому поглощался калий такой почвой меньше, и вымывалось его больше (Минеев, 2004).

О 2,3 3,5 4,7

доза гальваношлама, кг/м2 □ 2006 г. 0 2008 г.

Рис. 3. Содержание обменного калия в гумусовом горизонте почвы в 2006 и 2008 гг.

Многочисленными исследованиями установлено, что загрязнение тяжелыми металлами отражается на активности биохимических процессов, протекающих в почве. Различные концентрации ТМ в почве способны ингибировать или стимулировать отдельные виды ферментов (Неггпс1а, Отаг, АЬс1е1-Ма11ек, 1997; Галиу-лин, Галиулина, 2005). Результаты влияния загрязнения ТМ на активность почвенных ферментов представлены на рис. 4.

Воздействие ТМ на активность каталазы и уреазы было схожим и зависело от внесенной дозы гальваношлама. В большинстве случаев была отмечена обратная зависимость между содержанием в почве ТМ и уровнем ферментативной активности.

Наиболее чувствительной к воздействию ТМ оказалась каталаза. Уже при минимальной дозе гальваношлама ее активность уменьшилась на 37,9% относительно контроля. Далее с увеличением уровня загрязнения снижение каталазной активности было все более ощутимым. На участках №3 и №4 уменьшение активности фермента относительно незагрязненной почвы составило 50,0 и 57,4% соответственно.

Уреаза характеризовалась меньшей чувствительностью к содержанию металлов в почве. В некоторых случаях было даже отмечено усиление ее активности.

Результаты опыта по определению целлюлозолитической активности свидетельствуют о том, что в условиях дефицита микроэлементов в дерново-подзолистой почве техногенный привнос ТМ мог вызвать стимуляцию микроорганизмов, расщепляющих клетчатку. Подобная стимуляция целлюлозолитической активности почвы в присутствии высоких доз ТМ отмечена в работах ряда авторов (Галиулин, Семенова, Галиулина, 1999; Рылова, Степусь, 2005; Колесников, Казеев, Вальков, 2006).

Влияние ТМ на активность катгиазы

Влияние ТМ на активность урсазы

й ё

¡| У

| X 2,60 -

0,52 £ 2,40

1,0 2,0 3,0 4,0 ;

доза гальваношлама, кг/м2

Влияние ТМ на целлюлозолитическую активность

19,0

£ 18,0

е 17,0

X

1

3

й

|

з

о

2

£

Я

2,0 3,0 4,0

доза гальваношлама, кг/м2

-•-а преть -п_август Рис. 4. Влияние тяжелых металлов на ферментативную активность почвы

2,0 3,0

доза гальваношлама, кг/м2

Как известно, при разрушении клетчатка первоначально превращается в глюкозу, которая при неполном аэробном окислении образует органические кислоты, аккумулирующиеся в среде (Мишустин, Емцев, 1987; Лукомская, 1987).

доза гальваношлама, кг/м2 Рис. 5. Активная кислотность почвы, отобранной из чашек Петри по окончании опыта по определению целлюлозолитической активности

Описанное выше снижение рН почвы в градиенте токсической нагрузки могло реализоваться из-за избыточного поступления в почвенный раствор органических кислот. Для подтверждения данной гипотезы нами была определена активная кислотность почвы, отобранной из чашек Петри после окончания опыта по определению целлюлозолитической активности. Результаты эксперимента представлены на рис. 5 и подтверждают выдвинутое предположение.

Следует отметить, что в августе уровень ферментативной активности почвы был ниже, чем в апреле. Возможно, это стало следствием высоких августовских температур воздуха, сильного иссушения почвы и отсутствия доступных органических остатков после интенсивной весенней минерализации.

3.3. Содержание и перераспределение тяжелых металлов в почве при различных дозах гальваношлама

Уровень загрязнения гумусового горизонта исходной почвы и почвы, загрязненной ТМ оценивали на основе суммарного коэффициента техногенного загрязнения (гс) (СанПиН 2.1.7.1287-03):

»¿К*,/АГ*.-0»-0,

/-1

где КО0щ — содержание ТМ в исследуемой почве, Кфон - содержание металла в фоновой почве, п - число элементов с /^>1. При гс,<16, уровень загрязнения является допустимым, при 16 - 32 - средним, при 32 - 128 - высоким, при Zc>128 - очень высоким

Таблица 2

Уровни загрязнения гумусового горизонта почвы в 2007 - 2008 гг., мг/кг

№ участка 2п* Си* № Ие С(1

2007 г. 2008 г. 2007 г. 2008 г. 2007 г. 2008 г. 2007 г. 2008 г. 2007 г. 2008 г.

1 27,470 27,123 19,194 18,587 11,566 11,612 11986,135 11661,509 0,540 0,534

2 597,157 196,165 144,332 47,683 76,182 29,668 12250,195 11706,634 17,627 4,917

3 898,852 340,782 204,796 71,314 122,325 49,994 12508,974 11808,843 26,190 8,337

4 1371,378 596,022 256,520 94,558 184,063 108,253 12630,441 11937,954 33,300 12,755

* Для цинка и меди в 2007 г. на контрольном варианте опыта было определено содержание подвижных форм, составившее 2,92 и 1,86 мг/кг соответственно.

Внесение гальваношлама на опытные участки в дозах, соответствующих схеме опыта, привело к существенному росту концентраций ТМ в корнеобитае-мом слое почвы (таблица 2, рис. 6). Низкий уровень загрязнения исходной почвы после внесения даже минимальной дозы отхода значительно повысился и стал характеризоваться как «очень высокий».

К 2008 г. было отмечено снижение уровня загрязнения почвы, однако он по-прежнему продолжал характеризоваться как «очень высокий» и «высокий» (рис. 6).

Распределение всех рассматриваемых металлов в 2008 г. по профилю изучаемой почвы, вне зависимости от дозы гальваношлама, имело сходные характеристики. Максимальное содержание ТМ было приурочено к гумусовому горизонту почвы, в нижних слоях происходило снижение концентраций элементов.

400,0 350,0 300,0 -250,0 7.С 200,0 150,0 100,0 -50,0 0,0

0,0 2,3 3,5 4,7

доза гальванопшама, кг/м2

□ 2007 г. □ 2008 г.

Рис. 6 Суммарный коэффициент техногенного загрязнения в корнеобитаемом слое почвы в

2007-2008 гг.

Как было отмечено выше, к 2008 г. наблюдалось значительное снижение концентрации ТМ в гумусовом горизонте почвы участков (для цинка, меди, никеля и кадмия такое снижение относительно 2007 г. в среднем по загрязненным участкам составило 62%); при этом не было отмечено ожидаемого высокого накопления перечисленных элементов в нижележащих горизонтах А2, А2В и верхнем слое горизонта В. Изучаемая дерново-подзолистая почва характеризуется промывным водным режимом, поэтому перечисленные металлы, которые не могли прочно закрепиться в обедненном органикой и физической глиной почвенном веществе, вымывались из гумусового горизонта на глубину более 60 см, а в паводковый период мигрировали в грунтовые воды.

3.4. Количественный и видовой состав травостоя суходольного луга при различных уровнях загрязнения

Характеристика травостоя в 2006 г. В первый год исследований растительность всех четырех участков была представлена козлобородниково-ежово-бодячным фитоценозом. Всего на выбранных участках было зарегистрировано 29 видов высших растений из 14 семейств, большинство из них характеризовались небольшим обилием.

Господствующее положение как на выбранных участках, так и на лугу в целом занимал бодяк полевой, его доля на различных участках составляла от 21,39 до 23,86% общей фитомассы сообщества. К числу содоминантов относились козлобородник луговой (14,60 - 16,91%) и ежа сборная (15,60 - 17,57%). Можно отметить также, что при небольшой доле участия в общей численности видов довольно значительной фитомассой обладали щавель конский и полынь обыкновенная (5,02 - 7,11% и 7,97 - 11,40% соответственно) (рис. 7А). Проективное покрытие участков составляло 85%. До внесения гальваношлама участки характеризо-

вались высокой степенью сходства, коэффициент Жаккара составлял от 68,71% до 87,49%.

Участок № 1 (контроль)

А)

Участок №2 Участок №3 Участок №4

Рис. 7. Соотношение видов в травостое по фитомассе: А) в 2006г., Б) в 2007г. /- Бодяк полевой. 2 - Козлобородник луговой. 3 - Ежа сборная. 4 - Горец почечуйный. 5 - Куриное просо. 6 - Желтушник левкойный, 7 - Клевер луговой, 8 - Лебеда копьелистная. 9 - Мать-и-мачеха. 10-Пастушья сумка. 11 - Полынь обыкновенная. 12 - Тимофеевка луговая. 13 - Щавель конский. 14-Остальные виды

В 2006 г. урожайность участков составила от 464,72 до 501,34 г/м2 (здесь и далее фитомасса указывается в воздушно-сухом состоянии).

Характеристика травостоя в 2007 г. В 2007 г. реакция фитоценоза на воздействие ТМ проявилась в изменении структуры доминирования, снижении проективного покрытия, обилия видов и их фигомассы.

Полученная в полевом исследовании зависимость фитомассы лугового сообщества от уровня загрязнения почвы согласовалась с результатами вегетационных опытов: она имела форму Б-образной кривой и описывалась уравнением логистической регрессии (рис. 8).

Растения изучаемого фитоценоза под воздействием неблагоприятных условий среды в разной степени снижали фитомассу. С помощью медианно-процентильного метода в зависимости от изменения фитомассы растения были условно разбиты на группы. Наиболее существенное снижение фитомассы было отмечено у ежи сборной, мокрицы, сушеницы топяной, тимофеевки луговой и фиалки полевой. Фитомасса этих растений на участке №1 снижалась более чем на 29%, на участке №2 - более чем на 46%, на участках №3 и №4 - более чем на

85%. К растениям, проявившим устойчивость к неблагоприятным условиям роста, можно отнести бодяк полевой, козлобородник луговой, щавель конский, полынь обыкновенную, пастушью сумку и желтушник левкойный. Так, фитомасса перечисленных растений на участке №1 снижалась менее чем на 12%, на участке №2 -менее чем на 18%.

500,0

450,0 428.95

400,0

3! 350,0

я" 300,0

I 250,0

о 200,0 Н '

-е- 150,0 100,0 50,0 0,0

0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0

доза гальваношлама, кг/м2 Рис. 8. Изменение фитомассы растительного сообщества после внесения ТМв почву (2007 г.)

Разную степень снижения фитомассы у этих двух групп растений можно объяснить особенностями их корневой системы. Как известно, активность корневых систем имеет зависимость, приблизительно совпадающую с зависимостью массы корней от глубины, и монотонно уменьшается сверху вниз (Ковалевский, 1991). У растений первой группы основная масса корней расположена в верхнем слое почвы, характеризующемся в 2007 г. низким запасом влаги и высоким уровнем загрязнения. Растения второй группы имеют стержневую корневую систему, более равномерно распределенную по глубине почвы, поэтому они проявили большую устойчивость к неблагоприятным факторам среды за счет возможности потреблять необходимые вещества из менее загрязненных ТМ нижележащих почвенных горизонтов

В градиенте загрязнения происходила смена содоминантов сообщества: на незагрязненной почве растениям-содоминантам - козлобороднику луговому и еже сборной - принадлежали равные доли в фитомассе сообщества; козлобородник луговой проявил большую устойчивость к неблагоприятным условия роста, а фитомасса ежи сборной с повышением уровня загрязнения ощутимо снижалась, и на смену ей на загрязненных участках пришли полынь обыкновенная и щавель конский (рис. 7Б). Сокращение обилия и фитомассы ежи сборной, создающей тень для нижнего яруса сообщества, вызвало уменьшение урожайности низкорослых растений (горца почечуйного, мокрицы, мяты полевой, сушеницы топяной и др.).

С увеличением уровня загрязнения снижалась степень сходства участков. Наименьшим сходством с контрольным вариантом опыта характеризовался участок №4 - только 59,25%.

3.5. Модель формирования экотоксичности в дерново-подзолистой почве под луговой растительностью

По результатам исследований содержания и перераспределения ТМ в почве, микробиологических и агрохимических показателей почвы, а также количественного и видового состава лугового фитоценоза нами предложена модель формирования экотоксичности в изучаемой системе «дерново-подзолистая почва - луговая растительность» в результате техногенного привноса ТМ. Данная модель включает несколько стадий, описание которых приведено ниже.

1. Выщелачивание тяжелых металлов из гальваношлама и их миграция по профилю почвы. Данный процесс заключается в постепенном растворении и удалении из гальваношлама ТМ. В дерново-подзолистых почвах, характеризующихся высоким содержанием фульвокислот, реализуется кислое выщелачивание ТМ, которые поступают в фильтрат и мигрируют в составе разнообразных комплексов (Трифонова, Ширкин, Селиванова, 2007).

2. Стимуляция тяжелыми металлами микроорганизмов, расщепляющих клетчатку. Клетчатка является главной составной частью оболочек растительных клеток, поступающих в почву. Результаты опыта по определению целлюлозолитической активности почвы свидетельствуют о том, что в условиях дефицита микроэлементов в дерново-подзолистой почве техногенный привнос ТМ вызвал стимуляцию микробиологической деятельности.

3. Накопление в почве продуктов расщепления клетчатки (органических кислот). Опытом установлено, что вызванная ТМ стимуляция микробиологической деятельности, привела к увеличению активной кислотности почвы вследствие превышения ее буферной емкости из-за избыточного поступления в почвенный раствор органических кислот. Увеличению кислотности почвы мог способствовать и гидролиз содержащихся в гальваношламе солей тяжелых металлов.

4. Вымывание из гумусового горизонта макроэлементов и комплексных соединений ТМ с кислыми органическими продуктами. Промывные воды являются основными транспортными путями, по которым осуществляется миграция ТМ в дерново-подзолистых почвах. Известно, что важное значение для водной миграции имеют хелатные соединения ТМ с кислыми органическими продуктами, в большом количестве образующимися в гумусовых горизонтах в результате разложения растительного опада. Поэтому избыточное поступление продуктов распада клетчатки в почву вызывает рост интенсивности вторичного выщелачивания ТМ. Таким образом реализуется механизм самоочищения загрязненной почвы, который отчетливо проявился весной 2008 г., когда содержание Zn, Cu, Ni, Cd в гумусовом горизонте почвы существенно уменьшилось за счет их вымывания с внутрипочвен-ным стоком.

Помимо ТМ с кислыми фильтрационными водами из почвы могут вымываться макроэлементы. Опытом установлено, что с увеличением уровня загрязнения возрастали потери калия. В работах ряда авторов отмечено, что повышение кислотности почвы способствует преобразованию кальциевых солей фосфорной кислоты, характеризующихся более высокой растворимостью, в соли алюминия и железа, которые менее доступны растениям (Городний, 1990; Минеев, 2004). Результатом вышеуказанных процессов является дефицит питательных веществ в верхних горизонтах почвенного профиля.

5. Снижение продуктивности луговой растительности и изменение ее видового состава. Снижение урожая луговой растительности реализуется в результате непосредственного токсического воздействия ТМ на корневую систему растений; снижения рН почвы, которое неблагоприятно сказывается на развитии растений, что отмечено рядом исследований (Дудина, Панова, Петухов, 1991; Смирнов, Му-равин, 1991); дефицита элементов питания в ризосфере, как следствие, происходит изменение структуры доминирования фитоценоза: наибольшей способностью к выживанию обладают растения с развитой стержневой корневой системой.

6. Снижение количества клетчатки, поступающей в почву. Падение урожая луговой растительности приводит к снижению количества клетчатки, поступающей в почву. Данный механизм обратной связи выступает как лимитирующий фактор самоочищения и устойчивости дерново-подзолистых почв.

Из выше изложенного можно полагать, что фитомасса растительного сообщества может служить показателем эколого-биологического состояния почвы, интегрально отражающим ее реакцию на загрязнение.

3.6. Расчет предельно допустимой нагрузки на почву, загрязненную тяжелыми металлами

Для оценки предельно допустимой нагрузки было проведено моделирование динамики фитомассы сообщества в зависимости от содержания в почве ТМ (рис. 9). Расчет предельно допустимой нагрузки проводили с использованием программы «МаАсас!».

В модели нами предлагается приводить дозу гальваношлама к цинку (формула 1). Это обусловлено, во-первых, тем, что операции цинкования являются наиболее распространенными в машино- и приборостроительном производстве (в исследуемом шламе цинк преобладал по содержанию), во-вторых, цинк характеризуется высокой способностью мигрировать по профилю почвы и хорошо аккумулируется растениями.

Рис. 9. Кривая «доза ТМ- фитомасса лугового сообщества»

В проведенном исследовании зависимость «доза - эффект» для воздействия ТМ на фитомассу растительного сообщества характеризовалась логистической регрессией (рис. 9). Подобная зависимость была получена и в ряде других исследований (Степанов, 1990; Черненькова, 2002; Воробейчик, 2004). Логистическая

/ х-Х„ а4

V Ха /

регрессия относится к классу экспоненциальных распределении, описываемых

единой аналитической моделью (Новицкий, Зограф, 1991):

... , т

где X - коэффициент, определяющийся по формуле:

[7Щ

Ф/а) (3)

а - среднеквадратическое отклонение; Хц - координата центра распределения; Г (г)- гамма-функция;

а - некоторая характерная для данного распределения постоянная - его показатель степени, который может принимать дробные положительные значения.

При а < 1 модель описывает распределения с очень пологими спадами, близкие по своим свойствам к распределению Коши. При а = 1 модель соответствует распределению Лапласа, при а = 2 - нормальному распределению Гаусса, при а > 2 модель описывает распределения по своим свойствам близкие к трапецеидальным, которые аналогичны логистической регрессии, и, наконец, при а —»со соответствует равномерному распределению. Таким образом, показатель степени а однозначно определяет все параметры формы экспоненциальных распределений (Новицкий, Зограф, 1991). Значение а, определенное из уравнения графика, представленного на рис. 9, составляет 2,959.

Применительно к фитомассе растительного сообщества (Ф) единая аналитическая модель должна выглядеть следующим образом:

м-м„

Ф = А- ехр

В

(4)

где А - коэффициент, характеризующий максимальное значение, которое может принимать фитомасса сообщества (Ф):

А ~ 2ЛаГ(\/а) ^

В - коэффициент, характеризующий ширину размаха кривой относительно центра Мч - оптимальной дозы гальваношлама:

В = Лет (6)

Значения коэффициентов А и В, найденные по уравнению графика (рис. 9), составляют 428,950 и 964,454 соответственно.

Согласно модели, в точке Мц загрязнение почвы отсутствует, поскольку в случае логистической регрессии доза гальваношлама, приведенная к цинку, в точке Мц равна нулю. Вследствие погрешности измерения, равной ±А, можно утверждать, что действительное значение каждой из рассматриваемых доз гальваношлама лежит в пределах интервала неопределенности шириной с{=2А. В модели рассматривается только верхняя граница Мц+А данного интервала неопределенности. Интервалу (Мч, Мц+А) соответствует диапазон доз гальваношлама, при которых нагрузка на почву либо отсутствует (Мч=0), либо не превышает предельно допустимую. Конечной точке данного интервала, значение которой равно Мц+А, соответствует предельно допустимая нагрузка на почву, т.е.

такая доза гальваношлама, при которой в почве еще не начинают происходить существенные изменения (по отношению к растительности). Эту точку можно рассматривать как предельный показатель зоны стресса для рассматриваемого растительного сообщества. В случае, если величина техногенной нагрузки превысит предельно допустимую, экосистема окажется в зоне гибели. Можно полагать, что при снятии техногенной нагрузки система будет стремиться к восстановлению своего исходного потенциала (в основном за счет увеличения урожайности оставшихся в ней толерантных к загрязнению видов), при этом, вероятнее всего, произойдет растяжение зоны стресса, т.е. она будет более продолжительной во времени.

Таким образом, предельно допустимая доза гальваношлама для острого эко-токсического процесса (Мтах) будет рассчитываться как верхняя граница интервала неопределенности:

Мтах =МЦ+ А

Для определения величины интервала неопределенности нами была использована теорема Шеннона. Это одна из основных теорем теории информации о передаче сигналов по каналам связи при наличии помех, приводящих к искажениям. Анализ дезинформационного действия случайных помех с различными законами распределения вероятностей показывает, что вносимая помехой дезинформация (величина интервала неопределенности) определяется не только мощностью этой помехи (т.е. среднеквадратическим отклонением), но зависит еще от вида закона распределения этой помехи.

Формально это положение К. Шеннон сформулировал в виде теоремы, которая утверждает, что если помеха в вероятностном смысле не зависит от сигнала, то независимо от закона распределения и мощности сигнала дезинформационное действие помехи определяется ее энтропией (Shannon, 1948):

IlU) = -]p{x)\np{x)dx, (7)

где Н(Х) - энтропия (мера неопределенности) измеряемой случайной величины X до ее измерения; р(х) - плотность распределения измеряемой величины.

До проведения измерения значение величины X лежит в интервале (-со; +со). Смысл проведения измерения состоит в том, чтобы сузить интервал неопределенности от (-со; +оо) до интервала шириной d= 2ДЭ, где Д., - энтропийное значение погрешности. После измерения имеем:

Л„+4

Н(Х/ХП)=- I p(x)\n p(x)dx = 1пМ = 1п(2Дэ)=1п(2*]СТ). (8)

л„-л

Здесь Н(Х/Х„) - энтропия действительного значения х измеряемой величины (мера интервала неопределенности) вокруг полученного после измерения показания Хп, т.е. энтропия погрешности измерения; к3 - энтропийный коэффициент.

Основное достоинство информационного подхода к математическому описанию случайных погрешностей состоит в том, что размер энтропийного интервала неопределенности может быть вычислен однозначно и строго математически для любого закона распределения погрешности как величина, стоящая под знаком логарифма в выражении для энтропии Н(Х/Хц).

Соотношение между энтропийным Л и средним квадратическим отклонением а различно для разных законов распределения и характеризуется значением энтропийного коэффициента кэ=А^о данного закона распределения.

Для экспоненциальных распределений энтропийный коэффициент к, вычисляется по формуле (Новицкий, Зограф, 1991):

кгЛе*1Щ.Г(\/а)

' « ЧФ/а) (9)

Энтропийный коэффициент для логистической регрессии в большинстве случаев находится в диапазоне от 1,732 до 2,066. В нашем случае кэ равен 2,041.

В случае логистической регрессии Мч = 0, а значение а, вычисленное по формуле (6), составляет 591,176. Тогда критическая доза гальваношлама Мтах, приведенная к цинку, будет равна 1207 г/м2. По формуле (4) находим, что этой дозе гальваношлама соответствует фитомасса сообщества, равная 61,569 г/м (14,40% от фитомассы сообщества на контрольном варианте опыта). Следовательно, снижение фитомассы сообщества более, чем на 85,60% относительно контрольного варианта опыта свидетельствует о том, что в системе «дерново-подзолистая почва - луговая растительность» происходят существенные изменения.

Результаты моделирования подтверждаются опытными данными. Действительно, на участке №4 приведенная доза гальваношлама составила 1230 г/м2, что выше критического значения, а фитомасса сообщества на данном участке была снижена на 87,2%. Участок №4 резко выделялся на фоне луга, его растительный покров был скудным, проективное покрытие составляло лишь 15%, значительно уменьшилась высота растений (50 - 80% от нормы), у большинства из них были отмечены признаки некроза и хлороза листьев.

3.7. Накопление тяжелых металлов в урожае луговой растительности при различных уровнях загрязнения

Исследуемые в опыте растения по-разному аккумулировали ТМ в своих тканях, при этом уровень загрязнения оказывал существенное влияние на накопление поллютантов. Для расположения ТМ в последовательность, характеризующую их значимость для растений, мы использовали коэффициент биологического поглощения. Значения КБП, рассчитанные для тяжелых металлов на контрольном варианте опыта, характеризующемся суммарным коэффициентом техногенного загрязнения Zc =10,091, соответствовали рядам биологического накопления, предложенным А.И. Перельманом: 7п>Си>С(1>№>Ре (таблица 3).

Таблица 3

Коэффициенты биологического поглощения ТМ фитомассой растительного со-

общества при различных уровнях загрязнения почвы

2С КБП (в пересчете на 5%-ную зольность)

Ъл Си N1 Ре С(1

10,091 9,094 6,289 0,422 0,073 1,000

188,72 0,912 1,467 1,133 0,126 0,865

281,293 0,945 1,261 1,027 0,159 0,843

377,086 0,780 1,104 0,817 0,178 0,783

При повышении уровня загрязнения почвы ряды биологического накопления изменялись: при Zc= 188,720 и ^с=281,293 металлы располагались в последовательность Си>ЬП>2п>Сс1>[-е, а при Zc=377,086 - в последовательность Си>>П>Сс1=£п>Ре. Возникшая у растений избирательность в отношении меди и никеля на обогащенных этими металлами участках №2, №3 и №4 объясняется, по-видимому, тем, что в течение определенного времени растения не получали достаточного количества этих микроэлементов из почвы контрольного опыта.

Для характеристики видовых особенностей растений к накоплению ТМ был использован медианно-процентильный метод, который позволил выявить группы растений повышенной, средней и пониженной аккумуляции металлов. На рис. 10 представлены группы растений по отношению к накоплению меди.

ПДК Си для растений определена на уровне 15,0 - 20,0 мг/кг сухого вещества (БаигЬеск, 1982). На участках №1, №2, №3 и №4 среднее абсолютное содержание Си в растениях составляло 6,036, 10,590, 12,911 и 14,161 мг/кг соответственно.

К группе растений повышенного накопления Си были отнесены бодяк полевой, клевер луговой, пастушья сумка, полынь обыкновенная и щавель конский. Данные растения активно аккумулировали Си, как из незагрязненной почвы, так и из почвы с высоким уровнем содержания элемента. Незначительное превышение ПДК меди в растениях наблюдалось только при уровнях загрязнения почвы ^с=281,293 и /с=377,086. Так, на участке №4 превышение ПДК было отмечено для видов бодяк полевой, клевер луговой, пастушья сумка и щавель конский (содержание меди в данных растениях составляло 24,794, 20,165, 23,097 и 24,001 мг/кг сухой массы соответственно).

« 30,000 -"й

.г 25,000 -

о 20,000 ■

3

и

(о К В я £ а.

о

10,091

188,72

281,293

377,086

Суммарный коэффициент техногенного загрязнения (2с)

□ 1П2ИЗП4Й506И7@8Е39И1О011

Рис. 10. Содержание меди в растениях лугового фитоценоза при различных уровнях загрязнения в 2007 г.

1 - Бодяк полевой. 2 - Клевер луговой. 3 - Щавель конский, 4 - Пастушья сумка. 5 - Полынь обыкновенная. б - Мать-и-мачеха обыкновенная. 7 - Сушеница топяная. 8 - Ежа сборная. 9 - Мелколепестник канадский. 10 - Козлобородник луговой, 11 - Ясколка дернистая

Пониженным накоплением Си характеризовались виды козлобородник луговой, льнянка обыкновенная, мелколепестник канадский, ясколка дернистая и яст-20

ребиночка онежская. Среднее содержание меди в фитомассе данных растений на участках №1, №2, №3 и №4 составляло 3,913, 5,764, 6,716 и 7,031 мг/кг сухой массы соответственно.

250,00 200,00

то

.¿ч

и

150,00 -

н

о

£ 100,00 --а

га

50,00 0,00

Рис. II. Вынос ТМурожаем луговой растительности при различных уровнях загрязнения в

2007 г.

Как известно, вынос элементов из почвы тем выше, чем больше урожай растений и концентрация в них элемента. Несмотря на то, что с увеличением уровня загрязнения в растениях лугового сообщества отмечался рост концентраций ТМ, вынос металлов из почвы уменьшался (рис. 11). Это связано с существенным снижением фитомассы растений по мере возрастания уровня загрязнения почвы.

Опытом установлено, что количество ТМ, выносимое из гумусового горизонта почвы с урожаем лугового фитоценоза, весьма незначительно по сравнению с тем их количеством, которое вымывается с внутрипочвенным стоком. На долю растений приходится от 0,003 до 13,097% от общего выноса элементов из гумусового горизонта (таблица 4).

Таблица 4

Баланс цинка и меди в гумусовом горизонте почвы_

№ участка Содержание ТМ в 2007 г., г/га Содержание ТМ в 2008 г., г/га Общий вынос ТМ в период 2007 - 2008 гг., г/га Вынос ТМ растениями в период 2007 - 2008 гг.,

г/га % от общего выноса

Цинк

1 37246,6 36776,1 470,5 61,6 13,097

2 809685,2 265980,1 543705,1 112,0 0,021

3 1218753,4 462066,3 756687,1 64,3 0,008

4 1859451,4 808146,2 1051305,2 32,7 0,003

Медь

1 26025,1 25202,1 823,0 28,9 3,515

2 195699,8 64653,4 131046,4 43,4 0,033

3 277682,9 96694,7 180988,2 21,2 0,012

4 347815,5 128211,2 219604,3 9,9 0,005

10,091 188,72 281,293 377,086

Суммарный коэффициент техногенного загрязнения (Хс) ■ Си □ № □ Ре Ш 7м и Сё

Сопоставив полученные данные об уровнях накопления ТМ растениями с данными об урожайности этих растений при различных уровнях загрязнения, нами были выявлены виды, которые можно использовать в качестве фитомелио-рантов при очистке загрязненных почв на последних этапах рекультивации, когда содержание ТМ в почве уже не столь велико. Большинство выявленных видов обладает развитой фитомассой, а ее снижение относительно других представителей лугового сообщества минимально (при Хс =188,720 составляет менее 18%) (таблица 5).

Таблица 5

Характеристика фитомелиорирующих свойств растений* _

Виды растений ТМ, аккумулируемые в повышенных количествах Изменение фитомас-сы относительно 2006 г. Доля растений в урожае сообщества (2007 г.), % Вынос ТМ с урожаем, г/га

Бодяк полевой Си, 7.п, Сс1 Уменьшение на 15,32% 29,00 142,870

Пастушья сумка Си, 7.п, С(1 Увеличение на 18,35% 0,29 1,670

Полынь обыкновенная №, СА Уменьшение на 16,00% 13,01 60,340

Щавель конский Си, Ре, гп, са Уменьшение на 18,10% 6,43 40,870

♦Поскольку фитоэкстракция эффективна только при низких уровнях загрязнения почвы, в таблице приведены характеристики растений, произрастающих на участке с минимальной дозой гальваношлама в почве (гс=188,720).

Как следует из таблицы 5, для более эффективного извлечения ТМ из почвы целесообразно использовать несколько видов растений, обладающих развитой фитомассой и аккумулирующих различные тяжелые металлы.

выводы

1. Зависимость фитомассы культурных и дикорастущих растений в вегетационных опытах от уровня загрязнения почвы имеет нелинейный характер и описывается уравнениями логистической и гауссовой регрессии.

2. Загрязнение почвы ТМ отражается на активности почвенных ферментов: в градиенте загрязнения активность каталазы и уреазы снижается, а целлюлозо-литическая активность возрастает. На фоне стимуляции микроорганизмов, расщепляющих клетчатку, происходит снижение рН почвы. С увеличением уровня загрязнения возрастают потери калия из гумусового горизонта почвы.

3. Различие корневой системы растений в условиях техногенного загрязнения обусловливает изменение структуры доминирования фитоценоза: так, ежа сборная, являющаяся растением-содоминантом на незагрязненной почве, с увеличением уровня загрязнения уступает место полыни обыкновенной и щавелю конскому. Фитомасса растительного сообщества является показателем, интегрально отражающим реакцию почвы на загрязнение. Установлено, что в градиенте токсической нагрузки происходит снижение фитомассы растительного сообщества.

4. Изучение баланса ТМ в гумусовом горизонте показало, что процесс самоочищения почвы реализуется в основном за счет вымывания ТМ с внутрипочвенным стоком. Количество металлов, выносимое из гумусового горизонта с урожаем лугового фитоценоза, весьма незначительно и составляет от 0 до 13% от общего выноса элементов.

5. Предложена модель формирования экотоксичности в дерново-подзолистой почве под луговой растительностью вследствие техногенного привноса тяжелых металлов, включающая следующие этапы: 1) выщелачивание тяжелых металлов из гальваношлама и их миграция по профилю почвы; 2) стимуляция тяжелыми металлами микроорганизмов, расщепляющих клетчатку; 3) накопление в почве продуктов расщепления клетчатки (органических кислот); 4) вымывание из гумусового горизонта почвы макроэлементов и комплексных соединений ТМ с кислыми органическими продуктами; 5) снижение урожая луговой растительности и изменение ее видового состава; 6) снижение количества клетчатки, поступающей в почву.

6. Оценка предельно допустимой техногенной нагрузки на почву на основе анализа зависимости «доза тяжелых металлов - фитомасса растительного сообщества» проводится путем вычисления энтропийного интервала неопределенности для дозы ТМ. Размер энтропийного интервала может быть вычислен математически однозначно для любого закона распределения.

7. Зависимость фитомассы растительного сообщества от дозы ТМ описывается уравнением логистической регрессии, что согласуется с результатами вегетационных опытов. Предельно допустимая нагрузка на почву, вычисленная для полученной зависимости с использованием энтропийного интервала неопределенности, составляет 1207 усл.г/м2. Данная нагрузка трактуется как предельный показатель зоны стресса для конкретного фитоценоза. Увеличение техногенной нагрузки до 1230 усл.г/м2 приводит к резким изменениям в растительном сообществе.

8. В исследуемом фитоценозе выявлены группы дикорастущих растений повышенной и пониженной аккумуляции ТМ. К группе растений, слабо накапливающих ТМ независимо от уровня загрязнения, относятся козлобородник луговой, мелколепестник канадский и ясколка дернистая. В повышенных количествах ТМ аккумулируют бодяк полевой, полынь обыкновенная и щавель конский, характеризующиеся развитой фитомассой. Такие виды могут быть рекомендованы в качестве фитомелиорантов при очистке загрязненных почв на последних этапах рекультивации (при условии, что ТМ будут присутствовать в почве в невысоких концентрациях и доступной для растений форме).

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Алхутова Е.Ю., Трифонова Т.А., Чеснокова С.М. Особенности аккумуляции тяжелых металлов культурными растениями из загрязненных почв // Проблемы региональной экологии №6,2006. С. 51-56.

2. Алхутова Е.Ю. Эколого-биологическая оценка состояния почв, загрязненных тяжелыми металлами. // Труды IV Международной научно-практической конференции «Экология речных бассейнов». - Владимир, 2007. С.314-318.

3. Y. Alkhutova, S. Chesnokova, Т. Trifonova. Ecologic-biochemical assessment of soils contaminated by heavy metals. // 4th International Conference on Soils in Urban, Traffic, Mining and Military Areas (SUITMA), Nanjing, China, 2007, 16-17 pp.

4. Алхутова Е.Ю., Чеснокова C.M., Трифонова T.A. Пути повышения эффективности фитоэкстракции тяжелых металлов из почв при различных уровнях загрязнения. // Материалы Международной молодежной научной конференции «Горные территории - экологические проблемы городов». -Ереван, Армения, 2007. С.8-12

5. Алхутова Е.Ю., Трифонова Т.А. Фитомасса растительного сообщества как показатель эколого-биологического состояния загрязненной тяжелыми металлами почвы. // Сборник материалов II юбилейной научно-практической конференции «Экология Владимирского региона». -Владимир, 2008. С.93-100.

6. Алхутова Е.Ю., Трифонова Т.А. Накопление тяжелых металлов в урожае луговой растительности при различных уровнях загрязнения почвы. // Труды V Международной научно-практической конференции «Экология речных бассейнов». - Владимир, 2009. С. 154-162.

7. Алхутова Е.Ю. Метод расчета предельно допустимой техногенной нагрузки на почву на основе анализа зависимости «доза - эффект». // Материалы II Международной научно-практической конференции «Экологическая безопасность региона». - Брянск, 2009. С. 29-35.

Тираж 120 экз.

Издательство Владимирского государственного университета 600000, г. Владимир, ул. Горького, д. 87

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Алхутова, Екатерина Юрьевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

1 .ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1 .Техногенно нарушенные почвы, их классификация и механизмы формирования.

1.1.1. Миграция тяжелых металлов по профилю почвы.

1.1.2. Трансформация свойств почвы под воздействием металлов.

1.2. Методы оценки уровня загрязнения почв и проблемы экологического нормирования.

1.2.1. Санитарно-гигиеническое нормирование содержания в почвах загрязняющих веществ.

1.2.2. Биогеохимическое нормирование.

1.2.3. Статистическое нормирование.

1.2.4. Нормирование состояния загрязненных почв на основе концепции экологического риска.

1.2.5. Экосистемное нормирование.

1.2.6. Биоиндикаторы как объективные показатели эколого-биологического состояния почвы.

1.3. Биологические методы рекультивации почв, загрязненных тяжелыми металлами.

1.4. Выводы.

2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Методика проведения исследований.

2.2. Гальваношлам.

2.3. Почва.

2.4. Растения.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ.

3.1. Зависимость фитомассы культурных и дикорастущих растений от уровня загрязнения почвы в вегетационных опытах.

3.2. Агрохимические и микробиологические показатели почвы при различных уровнях загрязнения.

3.2.1. Агрохимические показатели почвы при различных уровнях загрязнения.

3.2.2. Микробиологические показатели почвы при различных уровнях загрязнения.

3.3. Содержание и перераспределение тяжелых металлов в почве при различных уровнях загрязнения.

3.3.1. Перераспределение тяжелых металлов по профилю дерново-подзолистой почвы.

3.4. Количественный и видовой состав травостоя суходольного луга при различных уровнях загрязнения.

3.4.1. Характеристика травостоя в первый год исследований (2006 г.).

3.4.2. Характеристика травостоя во второй год исследований (2007 г.).

3.5. Модель формирования экотоксичности в дерново-подзолистой почве под луговой растительностью.

3.6. Расчет предельно допустимой нагрузки на почву, загрязненную тяжелыми металлами.

3.7. Накопление тяжелых металлов в урожае луговой растительности при различных уровнях загрязнения почвы.

3.7.1. Уровни содержания тяжелых металлов в растениях лугового фитоценоза при различных уровнях загрязнения почвы.

3.7.2. Вынос тяжелых металлов урожаем лугового фитоценоза.

4. ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Оценка предельно допустимой техногенной нагрузки на почву, загрязненную тяжелыми металлами, путем учета фитомассы растений"

Актуальность работы. В связи с возрастающим поступлением тяжелых металлов (ТМ) в почву возникла необходимость нормирования их содержания, т.е. установления пределов, сверх которых загрязнение недопустимо. В настоящее время существует несколько подходов к решению данного вопроса, в частности: нормирование содержания ТМ в почве и нормирование реакции почвы на загрязнение. Многие исследователи сходятся во мнении, что система санитарно-гигиенических нормативов, в основе которой лежат значения предельно допустимых концентраций, имеет ряд существенных недостатков.

Наиболее полно требованиям экологического нормирования отвечает оценка предельно допустимых нагрузок (ПДН) на основе анализа зависимостей «доза - эффект». Поэтому в настоящее время весьма актуальным является поиск показателей эколого-биологического состояния почвы, которые, выступая в качестве «эффекта», могли бы наиболее эффективно отразить ее реакцию на загрязнение. При этом особое внимание следует уделять однозначному определению ПДН, рассчитанных на основе показателей эколого-биологического состояния почвы.

От знания величин предельно допустимых нагрузок на почву зависит обоснованность системы рационального природопользования и эффективность мероприятий, направленных на снижение отрицательных последствий хозяйственной деятельности. Одним из таких мероприятий является рекультивация почв с помощью растений (фитоэкстракция), которой относительно недавно уделялось большое внимание в индустриально развитых странах, но ввиду невысокой эффективности эта технология не получила широкого применения на практике. Однако изучение особенностей аккумуляции и выноса ТМ растениями остается актуальным и в настоящее время.

Цели и задачи исследований. Целью данной работы явилось определение предельно допустимой техногенной нагрузки на почву, загрязненную соединениями тяжелых металлов, на основе анализа зависимости «доза металлов фитомасса лугового фитоценоза».

Поставленная цель определила следующие задачи:

1. Выявить зависимость фитомассы различных видов растений от уровня загрязнения почвы в вегетационных опытах.

2. Изучить агрохимические и микробиологические свойства почвы при различных уровнях загрязнения в полевом эксперименте.

3. Определить изменение фитомассы лугового фитоценоза при различных уровнях загрязнения почвы.

4. Разработать модель формирования экотоксичности в дерново-подзолистой почве под луговой растительностью.

5. Исследовать особенности аккумуляции Zn, Си, Ni, Fe и Cd растениями лугового фитоценоза и оценить фитомелиорирующие свойства растений при различных уровнях загрязнения.

Научная новизна работы. Предложен метод расчета предельно допустимой техногенной нагрузки на почву путем анализа зависимости «доза тяжелых металлов - фитомасса растительного сообщества» и вычисления энтропийного интервала неопределенности для дозы ТМ. Предложена модель формирования экотоксичности в системе «дерново-подзолистая почва - луговая растительность» вследствие техногенного загрязнения металлсодержащими отходами. Установлено, что степень снижения фитомассы луговых растений на начальных этапах техногенной нагрузки в значительной мере определяется особенностями их корневой системы. Изучены фитоме-лиоративные свойства представителей лугового фитоценоза при различных уровнях загрязнения; выявлена группа растений с повышенными фитомелио-ративными свойствами (бодяк полевой, пастушья сумка, полынь обыкновенная и щавель конский).

Практическая значимость работы. Предложенный метод расчета экологически значимых антропогенных воздействий, основанный на анализе зависимости «доза ТМ - фитомасса растительного сообщества», может быть использован для определения величин предельно допустимых нагрузок на загрязненные почвы. Результаты работы могут быть использованы для прогнозирования изменений в системе «дерново-подзолистая почва - луговая растительность» под влиянием металлсодержащих отходов. Бодяк полевой, пастушья сумка, полынь обыкновенная и щавель конский, обладающие выраженным фитомелиорирующим эффектом, можно рекомендовать для очистки загрязненных почв на последних этапах рекультивации, когда содержание ТМ в почве уже не столь велико.

Благодарности. Автор считает своим долгом выразить глубокую признательность своему научному руководителю доктору биологических наук, профессору Т.А. Трифоновой за постоянное внимание к работе, ценные советы и рекомендации на всех этапах исследований. Также автор выражает огромную благодарность сотрудникам кафедры экологии ВлГУ, в том числе, к.х.н., профессору С.М. Чесноковой за оказанную поддержку и неоценимую помощь в постановке лабораторных опытов и к.х.н., доценту JI.A. Ширкину за полезные предложения при обработке результатов исследований. Кроме того, автор считает необходимым выразить благодарность к.т.н. И.В. Вахро-мееву за консультации в определении видов растений. Особую признательность автор выражает семье и друзьям.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Алхутова, Екатерина Юрьевна

4. ВЫВОДЫ

1. Зависимость фитомассы культурных и дикорастущих растений в вегетационных опытах от уровня загрязнения почвы имеет нелинейный характер и описывается уравнениями логистической и гауссовой регрессии.

2. Загрязнение почвы ТМ отражается на активности почвенных ферментов: в градиенте загрязнения активность каталазы и уреазы снижается, а целлю-лозолитическая активность возрастает. На фоне стимуляции микроорганизмов, расщепляющих клетчатку, происходит снижение рН почвы. С увеличением уровня загрязнения возрастают потери калия из гумусового горизонта почвы.

3. Различие корневой системы растений в условиях техногенного загрязнения обусловливает изменение структуры доминирования фитоценоза: так, ежа сборная, являющаяся растением-содоминантом на незагрязненной почве, с увеличением уровня загрязнения уступает место полыни обыкновенной и щавелю конскому. Фитомасса растительного сообщества является показателем, интегрально отражающим реакцию почвы на загрязнение. Установлено, что в градиенте токсической нагрузки происходит снижение фитомассы растительного сообщества.

4. Изучение баланса ТМ в гумусовом горизонте показало, что процесс самоочищения почвы реализуется в основном за счет вымывания ТМ с внутрипочвенным стоком. Количество металлов, выносимое из гумусового горизонта с урожаем лугового фитоценоза, весьма незначительно и составляет от 0 до 13% от общего выноса элементов.

5. Предложена модель формирования экотоксичности в дерново-подзолистой почве под луговой растительностью вследствие техногенного привноса тяжелых металлов, включающая следующие этапы: 1) выщелачивание тяжелых металлов из гальваношлама и их миграция по профилю почвы; 2) стимуляция тяжелыми металлами микроорганизмов, расщепляющих клетчатку; 3) накопление в почве продуктов расщепления клетчатки (органических кислот); 4) вымывание из гумусового горизонта почвы макроэлементов и комплексных соединений ТМ с кислыми органическими продуктами; 5) снижение урожая луговой растительности и изменение ее видового состава; 6) снижение количества клетчатки, поступающей в почву.

6. Оценка предельно допустимой техногенной нагрузки на почву на основе анализа зависимости «доза тяжелых металлов - фитомасса растительного сообщества» проводится путем вычисления энтропийного интервала неопределенности для дозы ТМ. Размер энтропийного интервала может быть вычислен математически однозначно для любого закона распределения.

7. Зависимость фитомассы растительного сообщества от дозы ТМ описывается уравнением логистической регрессии, что согласуется с результатами вегетационных опытов. Предельно допустимая нагрузка на почву, вычисленная для полученной зависимости с использованием энтропийного интервала неопределенности, составляет 1207 усл.г/м . Данная нагрузка трактуется как предельный показатель зоны стресса для конкретного фитоценоза. Увеличение техногенной нагрузки до 1230 усл.г/м приводит к резким изменениям в растительном сообществе.

8. В исследуемом фитоценозе выявлены группы дикорастущих растений повышенной и пониженной аккумуляции ТМ. К группе растений, слабо накапливающих ТМ независимо от уровня загрязнения, относятся козлобородник луговой, мелколепестник канадский и ясколка дернистая. В повышенных количествах ТМ аккумулируют бодяк полевой, полынь обыкновенная и щавель конский, характеризующиеся развитой фитомассой. Такие виды могут быть рекомендованы в качестве фитомелиорантов при очистке загрязненных почв на последних этапах рекультивации (при условии, что ТМ будут присутствовать в почве в невысоких концентрациях и доступной для растений форме).

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Алхутова, Екатерина Юрьевна, Москва

1. Абакумов В.А., Сущеня JI.M. Гидробиологический мониторинг пресноводных экосистем и пути его совершенствования // Экологические модификации и критерии экологического нормирования: Труды международного симпозиума. JL: Гидрометеоиздат, 1991. - с.41 -51.

2. Авцын А.П. Введение в неографическую патологию. М.: Медицина, 1972.-328 с.

3. Агрохимия. /Под ред. Ягодина Б.А. М.: Агропромиздат, 1989. - 639 с.

4. Александрова Т.Д. Нормирование антропогенных нагрузок на ландшафт. Состояние проблемы. Возможности и ограничения. // Известия АН СССР. Серия география. 1990. - №1. - с.46 - 54.

5. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. Л.: Агропромиздат, 1987. - 140 с.

6. Арманд А.Д., Кайдакова В.В., Кушнарева Г.В., Добродеев В.Г. Определение пределов устойчивости геосистем на примере окрестностей Мончегорского металлургического комбината. // Известия АН СССР. Серия география. 1991. - №1. - с.93 - 104.

7. Артамонов В.И. Зеленые оракулы. М: Мысль, 1989. - 185 с.

8. Бабьева И.П. Зенова Г.М. Биология почв. М.: Изд-во МГУ, 1989. -336с.

9. Бабьева И.П., Агре Н.С. Практическое руководство по биологии почв. -М.: Изд-во МГУ, 1971. 140 с.

10. Баздырев Г.И. Сафонов А.Ф. Борьба с сорными растениями в системе земледелия Нечерноземной зоны. Росагропр'омиздат, 1990. - 176 с.

11. Баргальи Р. Биогеохимия наземных растений. М.: ГЕОС, 2005. - 457 с.

12. Баринова С.С. К оценке состояния водных экосистем архипелага Новая Земля (Новоземельский заповедник, Россия) // Альгология. 1998. -№1. - с.57- 62.

13. Башкин В.Н. Оценка риска при расчетах критических нагрузок на экосистемы // Тяжелые металлы в окружающей среде. Пущино: ОНТИ НББИ, 1997.-С.172-181.

14. Башкин В.Н. Управление экологическим риском. М.: Научный мир, 2005. - 368 с.

15. Башкин В.Н., Курбатова А.С., Савин Д.С. Методологические основы оценки критических нагрузок поллютантов на городские экосистемы. -М.: Научно-исследовательский и проектно-изыскательский институт экологии города, 2004 г. 83 с.

16. Башмаков Д.И. Эколого-физиологические аспекты аккумуляции и распределения тяжелых металлов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук. Н.Новгород: ННГУ, 2002. - 18 с.

17. Безель B.C., Большаков В.Н., Воробейчик E.JT. Популяционная экотоксикология. -М.: Наука, 1994. 83 с.

18. Безель B.C., Жуйкова Т.В. Химическое загрязнение среды: Вынос химических элементов надземной фитомассой травянистой растительности. // Экология. 2007. - №4. - с.259 - 267.

19. Биоиндикация загрязнения наземных экосистем. /Под ред. Шуберта Р. -М: Мир, 1988. 350 с.

20. Биоиндикация и биомониторинг /Под ред. Криволуцкого Д.А. М.: Наука, 1991-288с.

21. Биологический контроль окружающей среды. / Под ред. Мелеховой О.П., Егоровой Е.И. М.: ACADEMA, 2007. - 288 с.

22. Битюцкий Н.П. Необходимые микроэлементы растений. С-Пб.: Изд-во ДЕАН, 2005.-256 с.

23. Болдырев А.А., Юнева М.О., Сорокина Е.В., Крамаренко Г.Г., Федорова Т.Н., Коновалова Г.Г., Панкин В.З. Антиоксидантные системы в тканях мышей с ускоренным темпом старения. // Биохимия. 2001. - Т.66. - с. 1157- 1163.

24. Большакова В.А., Краснова Н.Н. Аэротехногенное загрязнение почвенного покрова тяжелыми металлами: источники, масштабы, рекультивация. М.: Московская Академия сельскохозяйственных наук почвенного института им. В.В. Докучаева, 1993. - 150 с.

25. Бугровский В.В., Меллина Е.Г., Пьявченко Н.И., Цельниккер Ю.Л. Биосферный потенциал леса. // Доклады АН СССР. 1984. - Т. 278 -№2. - с.498 - 502.

26. Ваганов П.А., Ман-Сунг Им. Экологические риски. С-Пб.: Изд-во С.-Петербургского университета, 2001. - 152 с.

27. Вальков В.Ф. Казеев К.Ш, Колесников С.И. Почвоведение. Ростов-на-Дону: Изд-во РГУ, 2006. - 496 с.

28. Вальков В.Ф. Почвы и сельскохозяйственные растения. Ростов-на-Дону: Изд-во РГУ, 1992. - 214 с.

29. Воробейчик E.JI. Концепция экологической диагностики //Методология экологического нормирования. 4.1. Харьков, 1990. - с.17 - 18.

30. Воробейчик E.JL Экологическое нормирование токсических нагрузок на наземные экосистемы. Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук. Екатеринбург, 2004. - 362 с.

31. Воробейчик E.JL, Садыков О.Ф., Фарафонтов М.Г. Экологическое нормирование техногенных загрязнений наземных экосистем (локальный уровень). Екатеринбург: УИФ «Наука», 1994. - 280 с.

32. Воробейчик E.JL, Хантемирова Е.В. Реакция лесных фитоценозов на техногенное загрязнение: зависимости доза-эффект // Экология. 1994. -№3.-с. 31-43.

33. Воронов А.Г. Геоботаника. М.: Высшая Школа, 1973. - 384 с.

34. Галиулин Р.В. Галиулина Р.А. Ферментативная индикация загрязнения почв тяжелыми металлами. //Агрохимия. 2006. - №11. - с. 84-95.

35. Галиулин Р.В., Галиулина Р.А. Фиторемедиация почв и промышленных сточных вод, загрязненных тяжелыми металлами: концептуальные модели технологий фитоэкстракции, фито- и ризофильтрации. //Экологические системы и приборы 2004. - №2. - с.24 - 33.

36. Галиулин Р.В., Семенова Н.А., Галиулина Р.А. Влияние ПАВ и других загрязнителей на целлюло-золитическую активность лугово-аллювиальной почвы // Агрохимия. 1999. - №6. - с. 86-91.

37. Галстян А.Ш. Ферментативная активность почв Армении. — Ереван: Айастан, 1974. 276 с.

38. Геннадиев А.Н., Солнцева Н.П., Герасимова М.И. О принципах группировки и номенклатуры техногенно-измененных почв// Почвоведение. 1992. - №2. - с.49 - 60.

39. Геохимия окружающей среды. / Под ред. Саета Ю.Е. М.: Недра, 1990. -335 с.

40. Геохимия тяжелых металлов в природных и техногенных ландшафтах. /Под ред. Глазовской М.А. М: Изд-во МГУ, 1998. - 196 с.

41. Глазовская М.А. Принципы классификации почв по их устойчивости к химическому загрязнению. // Земельные ресурсы мира, их использование и охрана. М., 1978. - с.85 - 89.

42. Глазовская М.А. Факторы устойчивости биогеоценозов к техногенным воздействиям и критерии экологического нормирования. // Влияние промышленных предприятий на окружающую среду: Тезисы докладов. -Пущино, 1984. с.39 -41.

43. Гончарук Е.И., Сидоренко Г.И. Гигиеническое нормирование химических веществ в почве. М.: Медицина, 1986. - 320 с.

44. Городний Н.М. Агрохимия. Киев.: Выща школа, 1990. - 288 с.

45. ГОСТ 17.4.1.03-84. Охрана природы. Почвы. Термины и определения химического загрязнения. 5 с.

46. ГОСТ 17.4.3.01-83. Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб. 4 с.

47. ГОСТ 26207-91. Почвы. Определение подвижных соединений фосфора и калия по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО 6 с.

48. ГОСТ 26213-91. Почвы. Методы определения органического вещества -9 с.

49. ГОСТ 26483-85. Почвы. Приготовление солевой вытяжки и определение ее рН по методу ЦИНАО. 4 с.

50. ГОСТ 27821-88. Почвы. Определение суммы поглощенных оснований по методу Каппена. 8 с.

51. Григорьев Ю.С., Бучельников М.А. Биоиндикация загрязнений воздушной среды на основе замедленной флуоресценции хлорофилла листьев и феллодермы деревьев. // Экология. 1999. - №4. - с.303 - 305.

52. Гришина JI А., Конорева Н.А. Гумусное состояние дерново-подзолистых почв и влияние на него аэрозагрязнения //Вестник Московского университета. Серия 17, Почвоведение 1980. - №4. - с. 36 - 40.

53. Гришина JI.A, Копцик Г.Н., Сапегина И.В. Биологическая активность почв и скорость деструкционных процессов // Влияние атмосферного загрязнения на свойства почв. М.: Изд-во Московского университета, 1990. - с.81 - 94.

54. Гродзинский Д.М. Надежность растительных систем. — Киев: Наукова Думка, 1983. 368 с.

55. Гутиева Н.М. Влияние выбросов промышленных предприятий через атмосферу на содержание и состав гумуса дерново-подзолистых почв // Доклады ТСХА. 1980. - Выпуск 258. - с.81 - 85.

56. Дабахов М.В., Дабахова Е.В., Титова В.И. Тяжелые металлы: Экотоксикология и проблемы нормирования. Н. Новгород: Волго-Вятская академия государственной службы, 2005. - 164 с.

57. Деградация и охрана почв. /Под ред. Добровольского Г.В. М.: Изд-во МГУ, 2002. - 654 с.

58. Добровольский В.В. Высокодисперсные частицы почв как фактор массопереноса тяжелых металлов в биосфере // Почвоведение. 1999. -№11.-с. 1309- 1317.

59. Добровольский В.В. География микроэлементов. Глобальное рассеяние.- М.: Мысль, 1983. 272 с.

60. Добровольский В.В. География почв с основами почвоведения. М.: Владос, 2001.-385 с.

61. Добровольский В.В. Роль гуминовых кислот в формировании миграционных массопотоков тяжелых металлов // Почвоведение. 2004.- № 1. с. 32-40.

62. Долгачева B.C. Растениеводство. М.: ACADEMA, 1999. - 363 с.

63. Дончева А.В. Ландшафтная индикация загрязнения природной среды. -М.: Экология, 1992. 256 с.

64. Дричко В.Ф. Оценка скорости очищения загрязненных почв методом фитомелиорации. //Почвоведение. 2006. - №9. - с. 1144 - 1149.

65. Дудина Н.Х., Панова Е.А., Петухов М.П. Агрохимия и система удобрения. М.: Агропромиздат, 1991. - 400 с.

66. Душенков В., Раскин И. Фиторемедиация: зеленая революция в экологии // Агро XXI. 2000. - № 9. - с. 20

67. Евдокимова ГЛ., Мозгова Н.П. Влияние выбросов цветной металлургии на почву в условиях модельного опыта // Почвоведение. 2000. — № 5. — с. 630-638.

68. Ермаков Е.И., Панова Г.Г., Степанова О.А. Стратегия биоремедиации химически загрязненных систем. // Экология. 2005. - №3. - с. 193 — 200.

69. Еськов А.И., Духанин Ю.А., Тарасов С.И. Фиторемедиация почв, загрязненных бесподстилочным навозом. М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2004. - 100 с.

70. Жиров В.К., Голубева Е.И., Говорова А.Ф., Хаитбаев А.Х. Структурно-функциональные изменения растительности в условиях техногенного загрязнения на Крайнем Севере. М: Наука, 2007. - 166 с.

71. Загрязнение воздуха и жизнь растений. /Под ред. Трешоу М. Л: Гидрометеоиздат, 1988. - 534 с.

72. Закруткин В.Е., Шишкина Д.Ю, Шкафенко Р.П. Проблема нормирования соединений тяжелых металлов в почвах агроландшафтов // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. 1995. - №3. - с.76 - 81.

73. Золотарева Б.Р., Скрипниченко И.И. Содержание и распределение ТМ (свинца, кадмия, ртути) в почвах Европейской части СССР // Генезис, плодородие и мелиорация почв. Пущино, 1980. - с. 77 -90.

74. Зырин Н.Г., Обухов А.И., Малахов А.Г. научные основы разработки предельно допустимых количеств тяжелых металлов в почвах. // Доклады симпозиумов VII съезда Всесоюзного общества почвоведов. Часть 6. Ташкент, 1985. - с. 276 - 281.

75. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. М.: Гидрометеоиздат, 1984. - 435 с.

76. Ильин В.Б. О надежности гигиенических нормативов содержания тяжелых металлов в почве //Агрохимия. 1995. - №10. - с. 109 - 113.

77. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва — растение. Л.: Агропромиздат, 1991. -268 с.

78. Ильин В.Б., Байдина H.JL, Конорбаева Г.А., Черевко А.С. Содержание тяжелых металлов в почвах и растениях Новосибирска // Агрохимия. -2000. №1. - с.66 - 73.

79. Ипатова В.И., Дмитриева А.Г. Оценка токсичности тяжелых металлов с использованием высших водных растений. // Экологические системы и приборы. 2009. - №1. - с.59 - 62.

80. Исаев В.В. Прогноз и картографирование сорняков. — М.: ВО «Агропромиздат», 1990. 192 с.

81. Кабата-Пендиас А., Пендиас X. Микроэлементы в почвах и растениях. -М.: Мир, 1989.-439 с.

82. Казеев К.Ш., Колесников С.И., Вальков В.Ф. Биологическая диагностика и индикация почв: методология и методы исследований. — Ростов-на-Дону: Изд-во Ростовского университета, 2003. — 204 с.

83. Казначеев В.П. Современные аспекты адаптации. Новосибирск.: Наука, 1980.- 191 с.

84. Камшилов М.М. Норма и патология в функционировании водных экосистем. // Теоретические вопросы водной токсикологии. Норма и патология. М., 1983. - с. 22 - 25.

85. Карпухин А.И., Яшин И.М., Черников В.А. Формирование и миграция комплексов водорастворимых органических веществ с ионами тяжелых металлов в таежных ландшафтах Европейского Севера //Известия ТСХА. -1993. № 2. - с. 107 - 125.

86. Касимов Н.С Геохимия. М.: Изд-во МГУ, 2000. - 530 с.

87. Классификация почв России /Сост.: JI.JL Шишов, В.Д. Тонконогов, И.И. Лебедева. М.: Почвенный институт им. В.В. Докучаева РАСХН , 1997. -235 с.

88. Кобзеев В.А. Взаимодействие загрязняющих почву тяжелых металлов и почвенных микроорганизмов (обзор) //Загрязнение атмосферы, почвы ирастительного покрова. Выпуск 10(86). М.: Гидрометеоиздат, 1980. - с. 51-66

89. Ковалевский A.JT. Биогеохимия растений Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1991. - 304 с.

90. Ковальский В.В. Геохимическая экология: Очерки. М.: Наука, 1974. -300 с.

91. Колесников С.И., Казеев К.Ш., Вальков В.Ф. Влияние загрязнения тяжелыми металлами на эколого-биологические свойства чернозема обыкновенного //Экология. 2000. - №3. - с. 193 - 201.

92. Колесников С.И., Казеев К.Ш., Вальков В.Ф. Экологическое состояние и функции почв в условиях химического загрязнения. — Ростов-на-Дону: Изд-во Ростовского университета, 2006. 385 с.

93. Колотов Б.А., Демидов В.В., Волков С.Н. Состояние хлорофилла как признак деградации окружающей среды при загрязнении ее тяжелыми металлами. // Экология. 2004. - №2. - с.130 - 133.

94. Комплексная экологическая оценка техногенного воздействия на экосистемы южной тайги. М.: ЦЕПЛ, 1992. 246 с.

95. ЮЗ.Конорева И.А. Гумусное состояние дерново-подзолистых почв фоновых и техногенных ландшафтов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук. М., 1984. - 24 с.

96. Кочуров Б.И. Изучение и нормирование загрязнения земель. // Влияние промышленных предприятий на окружающую среду: Тезисы докладов. -Пущино, 1984. с.101 - 103.

97. Кошелева Н.Е., Касимов Н.С., Самонова О.А. Регрессивные модели поведения тяжелых металлов в почвах Смоленско-Московской возвышенности. // Почвоведение. 2002. - № 8. - с. 954 - 966.

98. Красильников НЛ. Микроорганизмы почвы и высшие растения. М.: Изд-во АН СССР, 1958. - 208 с.

99. Криволуцкий Д.А., Степанов A.M., Тихомиров Ф.А., Федоров Е.А. Экологическое нормирование на примере радиоактивного и химическогозагрязнения экосистем // Методы биоиндикации окружающей среды в районах АЭС. 1988. - с.4 - 16.

100. Криво луцкий Д.А., Тихомиров Ф.А., Федоров Е.А. Проблемы экологического нормирования и действия ионизирующей радиации на биогеоценоз. // Общие проблемы биогеоценологии: Тезисы докладов. Часть 1.-М., 1986а. с.48 - 50.

101. Криволуцкий Д.А., Тихомиров Ф.А., Федоров Е.А., Смирнов Е.Г. Биоиндикация и экологическое нормирование на примере радиологии. // Журнал общей биологии. 19866. - Т. 47. - №4. - с.468 - 478.

102. Критерии отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды. Приказ МПР России от 15 июня 2001 г. №511

103. Критерии оценки экологической обстановки территорий для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия. М.: Минприроды РФ. - 1992.

104. Кряжева Н.Г., Чистякова Е.К., Захаров В.М. Анализ стабильности развития березы повислой в условиях химического загрязнения. // Экология. 1996. - №6. - с.441 - 444.

105. ПЗ.Кудряшова В.И. Региональные особенности применения фиторемедиационного метода для очистки почв, загрязненных тяжелыми металлами, в условиях промышленных зон г. Саранска //Экологические системы и приборы 2004. - №5. - с.38 - 40.

106. Кузнецова Т.Ю. Влияние тяжелых металлов на некоторые физиолого-биохимические показатели растений рода Betula L. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук. Петрозаводск, 2009. - 23 с.

107. Курманбаев А.А. Микробные биотесты в мониторинге почвы при загрязнении ее тяжелыми металлами //Актуальные проблемы геохимической экологии: Материалы V Международной биогеохимической школы. Семипалатинск-Казахстан, 2005. - с.138 - 142.

108. Пб.Куролап С.А. Медицинская география: современные аспекты // Соросовский образовательный журнал. 2000. - №6. - с. 52 - 58.

109. Куценко С.А. Основы токсикологии. С-Пб, 2002. - 256 с.

110. Ладонин Д.В. Особенности специфической сорбции меди и цинка некоторыми почвенными минералами //Почвоведение. 1997. -№12. -с. 1478 - 1485.

111. Ладонин Д.В., Марголина С.Е. Взаимодействие гуминовых кислот с тяжелыми металлами //Почвоведение. 1997. - №7. - с.806 -811.

112. Лебедева И.И., Тонконогов В.Д., Шишов Л.Л. Классификационное положение и систематика антропогенно-преобразованных почв //Почвоведение. 1993. - №9. - с.98 - 107.

113. Левич А.П. Биотическая концепция контроля природной среды // Доклады РАН. -1994. №2. - с.280 - 282.

114. Левич А.П. Возможные пути отыскания уравнений динамики в экологии сообществ. // Журнал общей биологии. 1988. - Т. 49. - №2. - с.245 -254.

115. Леплинский Ю.И. Методика экологического нормирования ареальных промышленных загрязнений лесных экосистем. // Экология и защита леса. Л., 1990. - с. 22 - 28.

116. Лотош В.Е. Очистка загрязненных земель // Экологические системы и приборы 2001.-№ 11.-с. 29-32.

117. Лукин С.В., Мирошникова Ю.В., Авраменко П.В. Мониторинг состояния тяжелых металлов в почвах Белгородской области //Агрохимия. 2002. - №8. - с. 86 - 91.

118. Лукомская К.А. Микробиология с основами вирусологии. М.: Просвещение, 1987. - 192 с.

119. Макаров О.А., Тюменцев И.В., Кузнецова Т.Н. Опыт экологического нормирования окружающей природной среды Московской области // Экология и промышленность России, 2001, июнь, с.30 32.

120. Максимов В.Н. Проблемы комплексной оценки качества природных вод (экологические аспекты) // Гидробиологический журнал. 1991. - №3. -с.8-13.

121. Малева М.Г., Некрасова Г.Ф., Безель B.C. Реакция гидрофитов на загрязнение среды тяжелыми металлами. // Экология. 2004. - №4. -с.266 - 272.

122. Мальцев В.Ф., Ториков В.Е., Маркина З.Н., Торикова О.В., Особенности накопления тяжелых металлов сельскохозяйственными культурами //Агро XXI. 1999. - №11.- с. 20 - 21.

123. Маторин Д.Н., Венедиктов П.С., Рубин А.Б. Замедленная флуоресценция и ее использование для оценки состояния растительного организма // Известия АН СССР. Серия биология. 1985. - №4. - с.508 - 520.

124. Мельничук Ю.П. Влияние ионов кадмия на клеточное деление и рост растений. Киев: Наукова Думка, 1990. - 148 с.

125. Методика выполнения измерений массовой доли металлов и оксидов металлов в порошковых пробах почв методом рентгенофлуоресцентного анализа. С-Пб.: ООО «НПО «Спектрон», 2004. - 16 с.

126. Методические указания выполнения измерений массовой доли металлов в биологических объектах методом рентгенофлуоресцентного анализа. -С-Пб.: ООО «НПО «Спектрон», 2006. 10 с.

127. Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства. М.: ЦИНАО, 1989. - 62 с.

128. Методы почвенной микробиологии и биохимии /Под ред. Звягинцева Д.Г. М.: Изд-во МГУ, 1991. - 304 с.

129. Механизмы устойчивости геосистем /Под ред. Глазовского Н.Ф. М.: Наука, 1992. - 206 с.

130. Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах. Под ред. Борзилова В. А., Малахова С. Г. Л: Гидрометеоиздат, 1989. - 365 с.

131. Мильчакова О.В., Иванов А.И. Тяжелые металлы всельскохозяйственных растениях.// Экология и промышленность России, 2000, сентябрь, с.38 40.

132. Минеев В.Г. Агрохимия. 2-е издание, переработанное и дополненное. -М.: Изд-во МГУ, 2004. 720 с.

133. Миркин Б.М., Наумова Л.Г., Соломец А.И. Современная наука о растительности. М.: Логос, 2000. - 264 с.

134. Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. Микробиология. М.: Агропромиздат, 1987. -368 с.

135. Мотузова Г.В., Безуглова О.С. Экологический мониторинг почв. М.: Академический проект; Гаудеамус, 2007. - 237 с.

136. Мусихина Т.А. Региональные нормативы содержания химических элементов в поверхностных водах //Экология и промышленность России, 2001, май, с. 26 28.

137. Николаевский В. С. Биологические основы газоустойчивости растений. -Новосибирск: Наука, 1979. 275 с.

138. Николаевский В. С. Экологическая оценка загрязнения среды и состояния наземных экосистем методами фитоиндикации. Пущино, ВНИИЛМ, 2002 - 220 с.

139. Овчинникова И.Н. Экологический риск и загрязнение почв. М.: Альтекс, 2003. - 363 с.

140. Овчинникова И.Н., Васильевская В.Д. Оценка риска загрязнения почв на основе критических нагрузок //Проблемы региональной экологии. -2003. №6. - с. 15 - 22.

141. Орлов Д. С. Химия почв: учебник, 2-е издание, переработанное и дополненное. -М.: Изд-во МГУ, 1992. 400 с.

142. Орлов Д.С. Микроэлементы в почвах и живых организмах // Соросовский образовательный журнал. 1998. - №1. — с.61 - 68.

143. Орлов Д.С. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении. -М: Высшая школа, 2002. 334 с.

144. Орлов Д.С., Гришина JI.A. Практикум по химии гумуса. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1981. - 271 с.

145. Перельман А. И., Касимов Н. С. Геохимия ландшафта: Учебное пособие. Издание 3-е, перераб. и доп. М.: Астрея-2000, 1999. - 768 с.

146. Перельман А.И. Геохимия биосферы. М.: Наука, 1973. 167 с.

147. Перязева Е.Г. Миграция тяжелых металлов в окружающей среде //Экология и промышленность России. 2001. - октябрь. - с.29 — 31.

148. ПНД Ф 16.2.2:2.3:3.27-02. Методика выполнения измерений массовой доли влаги (влажности) в твердых и жидких отходах производства и потребления, осадках, шламах, активном иле, донных отложениях гравиметрическим методом.

149. ПНД Ф 16.2.2:2.3:3.28-02. Методика выполнения измерений содержания хлоридов в твердых и жидких отходах производства и потребления, осадках, шламах, активном иле, донных отложениях меркурийметрическим методом.

150. ПНД Ф 16.2.2:2.3:3.33-02. Методика выполнения измерений водородного показателя рН в твердых и жидких отходах производства и потребления, осадках, шламах, активном иле, донных отложениях потенциометрическим методом.

151. Попова О.В., Федорова А.И. Индикация дальности и интенсивности влияния Новолипецкого металлургического комбината на прилегающуютерриторию (по реакциям клена платанолистного). // Вестник ВГУ Серия Химия. Биология. Фармация. 2005. - №1. - с. 135 - 142.

152. Почвенно-экологический мониторинг и охрана почв: Учебное пособие. /Под ред. Орлова Д.С., Васильевской В. Д. М.: Изд-во МГУ, 1994. -272 с.

153. Практикум по агрохимии/ Под ред. Минеева В.Г. М.: Изд-во МГУ, 1989.-304 с.

154. Прокопович Е.В., Кайгородова С.Ю. Трансформация гумусового состояния почв под действием выбросов среднеуральского медеплавильного завода // Экология. 1999. - №5. - с.375 - 378.

155. Протасова Н.А. Микроэлементы: биологическая роль, распределение в почвах, влияние на распространение заболеваний человека и животных //Соросовский образовательный журнал. 1998. - №12. - с.32 - 37.

156. Пьянкова В.И., Москвитинова Т.Е., Пантелеева JI.A., Павлова С.Ш. Экологические аспекты действия химических загрязнителей. Часть II. Металлы как экологический фактор риска для биосферы.- Пермь, 2001. 334 с.

157. Растения в экстремальных условиях минерального питания: Эколого-физиологические исследования /Под ред. Школьника М.Я., Алексеева-Попова Н.В. Л.: Наука, 1983. - 176 с.

158. Реуце К., Кырстя С. Борьба с загрязнением почвы. М.: Агропромиздат, 1986.-221 с.

159. Рылова Н.Г., Степусь, Н.Ф. Изменение целлюлазной активности почв в результате загрязнения тяжелыми металлами //Вестник Удмуртского университета. Биология. 2005. - №10. - с.65 - 70.

160. Савинов А.Б., Курганова JI.H., Шекунов Ю.И. Интенсивность перекисного окисления липидов у Taraxacum offisinale Wigg. И Vicia cracca L. в биотопах с разными уровнями загрязнения почв тяжелыми металлами // Экология. 2007. - №3. - с.191 - 197.

161. Садовникова Л.К., Орлов Д.С., Лозановская И.Н. Экология и охрана окружающей среды при химическом загрязнении. М.: Высшая школа, 2006. - 334 с.

162. Садыков О.Ф. Экологическое нормирование: проблемы и перспективы. // Экология. 1989. - №3. - с.З - 11.

163. Сает Ю.Е., Ревич Б.А. Эколого-геохимические подходы к разработке критериев нормативной оценки городской среды. // Известия АН СССР. Серия география. 1988. - №4. - с.37 - 46.

164. Самкаева Л.Т., Ревин В.В., Рыбин Ю.И., Кулагин А.Н., Новикова О.В., Пугаев С.В. Изучение аккумуляции тяжелых металлов растениями //Биотехнология. 2001. - №1. - с.54 - 59.

165. СанПиН 2.1.7.1287-03. Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы. 23 с.

166. Серегин И.В. Фитохелатины и их роль в детоксикации кадмия у высших растений. //Успехи биологической химии. 2001. - Т. 41. - с. 283 - 300.

167. Сливинская Р.Б. Нарушение водного баланса растений под воздействием тяжелых металлов //Тезисы докладов II Съезда Всесоюзного общества физиологов растений, М., 1992. с. 193.

168. Смеян Н.И., Цытрон Г.С. Антропогенно-преобразованные почвы Республики Беларусь и их классификация // Почвоведение и агрохимия-Минск, 1993 Выпуск 28. - с.З - 7.

169. Смеян Н.И., Цытрон Г.С. Усливия формирования, диагностика и классификация антропогенно-преобразованных почв Беларуси

170. Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия аграрных наук. 2004. - №2. - с. 15 - 20.

171. Смирнов П.М., Муравин Э.А. Агрохимия. М.: Агропромиздат, 1991. -288 с.

172. Смит У.Х. Лес и атмосфера. М: Прогресс, 1985. - 432 с.

173. Снакин В. В. Экология и охрана природы. М.: Academia, 2000. - 384 с.

174. Соколов М.С., Павлова Т.В., Чуприна В.П. и др. Отклик агроландшафта на воздействие загрязняющих веществ и их экологическое нормирование //Агрохимия. 1999. - № 6. - с.46 - 60.

175. Степанов A.M. Биоиндикация на уровне экосистем. // Биоиндикация и биомониторинг. М., 1991. - с.59 - 64.

176. Степанов A.M. Методология биоиндикации и фонового мониторинга экосистем суши. // Экотоксикология и охрана природы. М., 1988. - с. 28- 108.

177. Степанов A.M. Экспериментальное определение допустимой антропогенной нагрузки на лесные экосистемы // Проблемы устойчивости биологических систем. Харьков, 1990. с.352 - 353.

178. Строганов Н.С. Биологический аспект проблемы нормы и патологии в водной токсикологии. // Теоретические проблемы водной токсикологии. -М., 1983.-с. 5-21.

179. Строганов Н.С. Принципы оценки нормального и патологического состояния водоемов при химическом загрязнении. // Теоретические вопросы водной токсикологии. Л., 1981. - с. 16 - 29.

180. Тонконогов В.Д., Шишов Л.Л. О классификации антропогенно-преобразованных почв // Почвоведение. 1990. - №1. - с.72 - 79.

181. Трифонова Т.А., Сенатов А.С. Оценка предельно допустимой техногенной нагрузки на водотоки малого речного бассейна. //Геоэкология. Инженерная геология. Гидрология. Геокриология. 2008. - №4. - с.322 - 330.

182. Трифонова Т.А., Чеснокова С.М. Биологические методы оценки качества объектов окружающей среды. В 2-х ч. Часть 1: Методы биоиндикации. -Владимир: Изд-во ВлГУ, 2007. 70 с.

183. Трифонова Т.А., Ширкин JI.A., Селиванова Н.В. Исследование миграции тяжелых металлов в системе «гальваношлам почва» //Безопасность жизнедеятельности. - 2002а. - №3. - с.28 - 30.

184. Трифонова Т.А., Ширкин Л.А., Селиванова Н.В. Миграционные свойства тяжелых металлов в системе «отходы почва — растения» //Экология речных систем: Труды 2-й Международной научно-практической конференции. - Владимир: ВГУ. - 20026. - с.31 - 35.

185. Трифонова Т.А., Ширкин Л.А., Селиванова Н.В. Эколого-геохимический анализ загрязнения ландшафтов. Владимир: ООО «Владимир Полиграф», 2007. - 170 с.

186. Трубина М.Р., Махнев А.К. Динамика напочвенного покрова лесных фитоценозов в условиях хронического загрязнения фтором //Экология. -1997. №2. - с.90 - 95.

187. Федоров В.Д., Сахаров В.Б., Левич А.П. Количественные подходы к проблеме оценки нормы и патологии экосистем. // Человек и биосфера. Выпуск 6.-М., 1982. с. 3 - 42.

188. Физиология растительных организмов и роль металлов. /Под ред. Чернавской Н.М. -М: Изд-во Московского университета, 1989. 157 с.

189. Хазиев Ф.Х. Методы почвенной энзимологии. М.: Наука, 2005. - 252 с.

190. Хаустов А.П., Редина М.М. О формировании системы экологической отчетности предприятий //Экология и промышленность России, 1999, февраль, с. 33 36.

191. Химическое загрязнение почв и их охрана: Словарь-справочник /Под ред. Орлова Д.С., Малинина М.С., Мотузовой Г.В. и др. М.: Агропромиздат, 1991. - 303 с.

192. Ху Ж. Цз., Пей Д. Л., Лиан Ф., Ши Г. С. Влияние загрязнения воды кадмием на рост растений Sagittaria sagittifolia. И Физиология растений.- 2009. Т.56. - №5.- с.759 - 767.

193. Черненькова Т.В. Реакция лесной растительности на промышленное загрязнение. М.: Наука, 2002. - 191 с.

194. Черных Н.А., Ладонин В.Ф. Нормирование загрязнения почв тяжелыми металлами //Агрохимия. 1995. - № 6. - с.71 - 80.

195. Черных Н.А., Милащенко Н.З., Ладонин В.Ф. Экотоксикологические аспекты загрязнения почв тяжелыми металлами. М.: Агроконсалт, 1999. - 176 с.

196. Шадрина Е.Г., Вольперт Я.Л., Данилов В.А. Показатели нарушения стабильности развития растений и животных как критерии качества среды в зоне воздействия угледобывающей промышленности Якутии. // Проблемы региональной экологии. 2009. - №3. - с.43 - 48.

197. Шашурин М.М., Журавская А.Н. Изучение адаптивных возможностей растений в зоне техногенного воздействия. // Экология. 2007. - №2. -с.93 - 98.

198. Шварц С.С. Теоретические основы глобального экологического прогнозирования. // Всесторонний анализ окружающей природной среды: Труды II Советско-американского симпозиума. Л., 1976. - с. 181 -191.

199. Шварц С.С. Теоретические основы глобального экологического прогнозирования. // Всесторонний анализ окружающей природной среды: Труды II Советско-американского симпозиума. Л., 1976. - с. 181 -191.

200. Шевченко О. Морфологическая изменчивость листьев березы повислой (Betula pendula) в условиях радиоактивного загрязнения среды. // Вестник института биологии Коми НЦ УрО РАН. 2005. - №6. - с. 16 -17.

201. Ширкин Л.А. Миграция и трансформация тяжелых металлов из гальваношламов в почвах. Диссертация на соискание ученой степеникандидата химических наук. Владимир, 2002. - 190 с.

202. Школьник М.Я. Микроэлементы в жизни растений. Л., 1974. - 324 с.

203. Шульгин А.И. Эффективная рекультивация нарушенных земель // Экология и промышленность России, 2000, март, с. 29 32.

204. Щербина В.В. Основы геохимии. М.: Наука, 1972. - 352 с.

205. Экосистемы в критических состояниях. /Под ред. Пузаченко Ю. Г. М.: Наука, 1989. - 155 с.

206. Ягодин Б.А., Виноградова С.Б., Говорина В.В. Кадмий в системе почва удобрения - растения - животные организмы и человек // Агрохимия. -1989. - №5. - с.118 - 128.

207. Якушевская И. В. Микроэлементы в природных ландшафтах. М.: Изд-во МГУ, 1973.-219 с.

208. Ярошенко П.Д. Геоботаника. -М.: Просвещение, 1969. 200 с.

209. Baker A.J.M., Reeves R.D., Hajar A.S.M. Heavy metal accumulation and tolerance in British populations of the metallophyte Thlaspi caerulescens II New Phytopatology, 1994. Vol. 127. - p. 61-68.

210. Bashkin V.N. and G r e g о г H.D. (Eds). Calculation of critical loads of air pollutants at ecosystems of East Europe . Pushchino: ONTI Publishing House- Berlin : UB A. 1999. 132 pp.

211. Bazzaz F.A., Rolfe G.L., Carlson R.W. Effect of Cd+ on photosynthesis and transpiration of excised leares of corn and simflower. // Plant Physiol. 1974.- Vol.32. №3. - p.373 - 376.

212. Blackman J., William C. Basic hazardous waste management. Boca Raton: Florida, 1992. - 339 p.

213. Blaylock M. J., Elless M. P., Huang J. W., Dushenkov S. M. Phytoremediation of lead-contaminated soil at a New Jersey Brownfield site // Remediation. 1999. - Vol. 9. - №3. - p. 93 - 101.

214. Bradshaw A.D. Pollution and evolution. // Effects of air pollutants on plants.- Cambridge, 1976. p. 135 - 159.

215. Brown S.L., Chaney R.L., Angle J.S., Baker A.J.M. Phytoremediation potential of Thlaspi caerulescens and bladder campion for zinc- and cadmium-contaminated soil. //J Environ Qual 1994. - №23. - p. 1151 -1157.

216. Bublinec E. Intoxikation des Bodem im Bercich von magnesitwerken. // Acta Inst. Forest zvolenensis. 1973. - № 4. - s. 41-61.

217. Carlson R.W., Bazzaz F.A., Rolfe G.L. The effect of heavy metals on plants: 2. Net photosynthesis and respiration of whole corn and sunflower plants treated with Pb, Cd, Ni and Ti. // Erviron. Res. 1975. - Vol.10. - №1. -p. 113 - 120.

218. Chaney R.L., Brown S.L., Li Y.M., Angle JS, Homer F.A., Green CE: Potential use of metal hyperaccumulators //Mining Environmental Management. 1995. - Vol.3. - №3. - p. 9 - 11.

219. Chaney R.L., Malik M., Li Y.M., Brown S.L., Angle and A.J.M. Baker. Phytoremediation of soil metals //Current Opinions in Biotechnology. 1997. - №8. - p. 279-284.

220. Chardonnes A.N., W.M. den Bookum, Kuijper L.D.J, et al. Distribution of cadmium in leaves of cadmium tolerant and sensitive ecotypes of Silene vulgaris //Physiology Plantarium. 1998. - Vol. 104. - p.75 - 80.

221. Conner J.R. Chemical Fixation and Solidification of Hazardous Wastes. -New York: Van Nostrand Reinhold, 1990. 218 p.

222. Cotescu LM., Hutchinson T.S. The ecological consequences of soil pollution by metallic dust from the Sudbury smelters. Inst. Environ. Sci. Proc. 18th Annu. Techn. Meet.: Environ., Progr. Sci. and Educ., New York, 1972. S. 1. -p. 540- 545.

223. Cottenie A., Dhaese A., Camerlynck R. Plant Quality response to the uptake of polluting elements // Qual. Plantarum. -1976. Vol.26. - №3. - p.293 -319

224. De Filippis L.F., Hampp R., Ziegler H. The effect of sublethal concentrations of zinc, cadmium, ahd mercuty on Euglena. Growth and Pigments. // Z.Pflenzenphysiol. 1981. - Vol.101. -№1. -p.37 -47.

225. De Serres F.G., Bloom A.D., eds. Ecotoxicology and Human Health. A Biological Approach to Environmental Remediation. Boca Raton: CRC Press, 1995. - 256 p.

226. De Vries W., Bakker D.J. Manual for calculating critical loads of heavymetals for terrestrial ecosystems. DLO Winand Staring Centre, Report 166, The Netherlands, 1998. 144 pp.

227. Dushenkov S. M., Kapulnik Y., Blaylock M. et al. Phytoremediation: a novel approach to an old problem // Global Environmental Biotechnology / Ed. Wise D. L.Amsterdam: Elsevier Science. 1997. - p. 563 - 572.

228. Ebbs S.D., Lau J., Ahner B. et al. Phytochelatin synthesis is not responsible for Cd tolerance in the Zn/Cd hyperaccumulator Thlaspi caerulescens (J and C. Presl) //Planta. 2002. - Vol. 214. - p. 635 - 640.

229. Ensley В. Phytoremediation. MABC Rep. // Mat. Agr. Biotechnol. Consil, Ithaca (NY). 1996. - №8. - p. 145 - 148.

230. Eranen J.K. Rapid evolution towards heavy metal resistance by mountain birch around two subarctic cooper-nickel smelters. // J. Evol. Biol. 2008. -Vol.21-p.492-501.

231. Greger M. Salix as phytoextractor //Abstract V International Conerence «Biogeochemistry of Trace Elements». July 11-15. 1999. Vienna, Austria, 1999.-Vol. II.-p. 872-873.

232. Hemida S.K., Omar SA., Abdel-Mallek A.Y. Microbial populations and enzyme activity in soil treated with heavy metals // Water, Air, a. Soil Pollution. 1997. - Vol. 95. - № 1 - 4. - p. 13 - 22.

233. James B.R. The challenge of remediating chromium-contaminated soil. -Environ SCI Technol., 1996.-251 p.

234. Keller T. Begriff und Bedeutung der «latenten Immissionsschadigung». Allg. Forst-u. Jagdztg. 1977. - 148. - s. 115 - 120

235. Kiekens L. Behaviour of heavi metals in soils Sawage Sludge Land Raties Appl. And Long-Term eff. Metals. Proc. Semin., Uppsala, June 7- 9, 1984. -p. 126-134.

236. Killham K., Wainwrigth M. Chemical and microbiological change in soil following exposure to heavy atmospheric pollution //Environmental Pollution. 1984. - Vol. 33. - p. 121 - 131.

237. Kozlov M.V. Pollution resistance of mountain birch, Betula pendula subsp. czerepanovii, near the copper-nickel smelter: natural selection or phenotypic acclimation? // Chemosphere. 2005. - Vol.59 - p. 189 - 197.

238. Labrecque M., Teodorescu T.I., Daigle S. Effect of wastewater sludge on growth and heavy metal bioaccumulation on two Salix species // Plant and Soil. 1995. - №171. - p. 303 - 306.

239. Maier R. Aktivitet und multiple Formen der Peroxydase in unverblaiten und verblaiten Pflanzen von Zea Mays L. und Medicago Sativa L. // Phyton. -1978. №19. - s.83 - 96.

240. Maier R. Zur Bioundication von Bleiwirkungen in Pflanzen tiber Enzyme L. // Jahresbd.d.Ges.f. Okologie 1979. - VII. - s.315 - 322.

241. Mathys W. Ensymes of heavy metal resistant and non-resistant poplations of Silene cucubalus and their interactions with some heavy metals. // Physiol. Plant. 1975. - №33. - p.161 - 165.

242. Miller R.R. Phytoremediation: Groundwater Remediation Technologies Analysis Center Technology Evaluation Report. Pittsburgh, 1996. - 26 p.

243. Norris R.D., Hinchee R.E., Brown R. Handbook of Bioremediation. Boca Raton: Lewis Publ., 1993. - 159 p.V

244. Ouzounidou G., Ciamporova M., Moustakas M., Karataglis S. Responses of Maize (Zea mays L.) Plants to Copper Stress. I. Growth, Mineral Content and Ultrastructure of Roots // Environ. Exp. Bot. 1995. - Vol. 35. - p. 167-176.

245. Parsons P.A. Fluctuating asymmetry: a biological monitor of environmental and genomic stress. // Herididy. 1992. - №68. - p.361 - 364.

246. Phibrook J.N. Environmental audits: determining the need at mining facilities. // Min Eng. 1991. - Vol. 43. - p. 207 - 209.

247. Pollard J.A., Baker A.J.M. Deterrence of herbivory by zinc hyperaccumulation in Thlaspi Caerulescense {Brassicajunced) II New Phytopatology. 1997. - Vol. 135. - p.655 - 658.

248. Posch M., deSmet P.A.M., Hettelingh J-P., and Downing R.J. (Eds.). Calculation and Mapping of Critical Thresholds in Europe . Status Report 1999. Coordination Center for Effects, RIVM Report №.259101009, Bilthoven, the Netherlands , 1999. 165 pp.

249. Raskin I. Plant genetic engineering may help with environmental cleanup

250. Commentary) // Proceedings of the National Academy of Science. 1996. -Vol 93. - Issue 8. - April 16. - p. 3164 - 3166.

251. Richter C. Biophysical consequence of lipid peroxidation in membranes.// Chem. Phys. Lipids. 1987. - Vol. 44. - p. 175 - 189.

252. Robb J. Early cytological effect of zinc toxicity in white bean leaves . Ann. Botany - 1981. - Vol.47. - p. 829 - 834.

253. Rulkens W.H., Grotenhuis J.T.C, Tichy R. Methods for cleaning contaminated soils and sediments //Heavy Metals. Problems and solutions. Springer-Verlag, Berlin: Heidelberg. 1995. - p.165 - 191.

254. Salt D. E., Blaylock M., Nanda Kumar P. B. A. et al. Phytoremediation: a novel strategy for the removal of toxic metals from the environment using plants//Biotecnology. 1995. - Vol.13. -№5. - p.468 - 474.

255. Salt D. E., Smith R. D., Raskin I. Phytoremediation // Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology. 1998. - Vol.49. - p. 643 - 668.

256. Salt D.E., Blaylock ML, Kumar P.B.A.N., Dushenkov S., Ensley B.D., Chet I., Raskin I. Phytoremediation: A novel strategy for the removal of toxic metals from the environment using plants // Biomolecular Techniques. 1996. -№13.-p.468-474.

257. Saurbeck D. Welche Schwermetallgehalte in Pflanzen diirfen nicht liberschritten werden, um Wachstumsbeeintrachtigungen zu vermeiden? //Landwirtschaftliche Forschung: Kongressband. 1982. - S.-H. 16. - S.59 -72.

258. Sayler G.S., Fox R., Blackburn J.W., eds. Environmental Biotechnology for Waste Treatment. New York: Plenum Press, 1991. - 314 p.

259. Shannon C.E. A Mathematical theory of communication. The Bell System Technical Journal. 1948. - Vol. 27. - July, October. PP. 379 - 423, 623 -656.

260. Shirkin L.A. Trifonova T.A. Selivanova N.V. Gruzdkov D. The heavy metals migration from industrial wastes in soils. // The International Conference on Soils Urban Industrial, Traffic and Mining Areas, Nanjing, China. 2007. -October. - P. 18 - 27.

261. Simpson R.W., Williams G., Petroeschevsky A., Morgan G., Rutherford S. Associations between outdoor air pollution and daily mortality in Brisbane, Australia // Arch. Environ. Health. -1997. -№6. pp.442 - 454.

262. Smith L.A., Means J.L, Chen A. et al. Remedial Options for Metal-Contaminated Sities. Boca Raton: Lewis Publ., 1995. - 185 p.

263. Swiecki TJ. Endress A.G., Taylor O.C. Histological effects of aqueous acids and gaseous hydrogen chloride on bean leaves . // Amer. J. Bot. 1982. - 69. -p.141-149.

264. Wainwright S.J., Woolhouse H.W. Some physiological aspects of copper and zinc tolerance in Agrostis tenuis Sibth.: cell elongation and membrane damage II Journal of Experimental Botany. 1977. - Vol.28. - №105. - p. 1029-1036.

265. Watanabe M.E. Phytoremediation on the brink of commercialization. // Environmental Science Technology. 1997. -Vol.31.- № 4.- р.182А - 186A.

266. Weigel H.J., Jager H.J. Different effects of cadmium in vitro and in vivo on enzyme activities in bean plants (Phaseolus vulgaris L.). // Z.Pflenzenphysiol. 1980. - Vol.97. -№2. - p. 103 - 113.

267. Wu L., Thurman D.A., Bradshaw A.D. The uptake of copper and its effects upon respiratory process of roots of copper-tolerant and non-tolerant clones of Agrostis stolonifera. // New Phytol. 1975. - Vol.75. - №2. - p.225 - 229.

268. Yehuda Z., Shenker M., Romheld V., Marschner H., Hadar Y., Chen Y. The role of ligand exchange in the uptake of iron from microbial siderophores by gramineous plants. //Plant Physiol. 1996. - Vol. 112. - p. 1273 - 1280.

269. Содержание тяжелых металлов гальваношламе1. Параметры Zn Си Ni Fe Cdхср, мг/кг 66653,780 14915,760 1662,\020 30284,820 2113,310а, мг/кг 786,402 374,026 214,974 593,459 80,061

270. А 0,95, мг/кг 825,280 392,517 225,602 622,799 84,019

271. А 0.95/хср, % 1,238 2,632 2,944 2,056 3,976