Влияние солевых антифризов на экологическое состояние городских почв

Азовцева, Наталья Анатольевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Влияние солевых антифризов на экологическое состояние городских почв
ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Влияние солевых антифризов на экологическое состояние городских почв"

На правах рукописи

АЗОВЦЕВА НАТАЛЬЯ АНАТОЛЬЕВНА

ВЛИЯНИЕ СОЛЕВЫХ АНТИФРИЗОВ НА ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ

ГОРОДСКИХ ПОЧВ

Специальность: 03.00.27 - почвоведение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва - 2004

Работа выполнена на кафедре физики и мелиорации почв факультета почвоведения Московского государственного университета им. М.В.

Ломоносова

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ

кандидат биологических наук А. В. Смагин

НАУЧНЫЙ КОНСУЛЬТАНТ

кандидат геолого-минералогических наук Е.В. Лазарева

Официальные оппоненты

доктор с-х наук Н.Б. Хитров кандидат биологических наук Г.В. Стома

Ведущая организация

Всероссийский научно-исследовательский институт охраны природы

Защита состоится 2004г. в 15 часов 30 минут в ауд. М-2 на заседании

диссертационного совета К 501.001.04 при МГУ им. М.В. Ломоносова

Адрес диссертационного совета: 119992, ГСП-2, Москва, Ленинские горы, МГУ им. М.В Ломоносова, факультет почвоведения

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

Автореферат разослан 2004 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета кандидат биологических наук

Л. Г. Богатырев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы:

Москва - один из самых северных мегаполисов мира. Развитие мегаполисов вызывает проблемы, связанные с локальным, усилением негативных антропогенных воздействий. Следствием этого является загрязнение окружающей среды, ухудшение роста и развития растений.

В последнее время в Москве увеличилось использование солевых противогололедных средств (антифризов). Это вызвало искусственное засоление городских почв и гибель большого количества древесных насаждений, а в ряде случаев и травяного покрова Негативные тенденции в состоянии растений в городе обозначились впервые в 1995-1996 годах и продолжают сохраняться. Это может быть соотнесено с изменением стратегии использования противогололёдных препаратов, выразившейся в изменении состава солевых антифризов и увеличении их вносимых доз. Несмотря на негативные последствия, практика борьбы с гололёдом посредством использования солевых антифризов активно внедрена в городское хозяйство. Одной из причин этого является, по-видимому, недостаточная изученность проблемы деградации городских почв и зелёных насаждений под влиянием искусственного засоления. В связи с этим особую актуальность приобретает комплексная характеристика изменений почвенного и растительного покрова отдельных территорий города Москвы, где активно используются солевые антифризы. На основе этой характеристики можно судить об экологическом состоянии и функционировании почв в городских условиях и выявить основные факторы негативного состояния почв в связи с проблемой озеленения и комплексного благоустройства городской среды.

Целью работы явилось исследование влияния солевых антифризов на экологическое состояние почв и зеленых насаждений в условиях города Москвы. Для её достижения были поставлены следующие задачи:

- Разработка и совершенствование критериев и методов оценки экологического состояния городских почв.

- Оценка экологического состояния типичных участков почв г. Москвы, подвергшихся искусственному засолению; сравнительный анализ основных факторов негативного состояния городских почв.

- Оценка влияния солевых антифризов на физические и биологические свойства городских почв, продуктивность и фотосинтетическую активность растений.

- Изучение механизмов взаимодействия почвенной матрицы с солевыми антифризами и тяжелыми металлами методом характеристических (резонансных) потенциалов.

Научная новизна.

В результате проведённых исследований показана возможность использования информативных, простых и доступных критериев и методов комплексной оценки состояния почв в условиях города с целью сохранения зеленых насаждений, наиболее эффективного проведения работ по озеленению и благоустройству, а также мониторинга экологического состояния городской среды. Впервые на основе сравнительного анализа факторов функционирования почв в городской среде с использованием критериев экологического состояния городских почв удалось показать, что в большинстве случаев основной вклад в ухудшение состояния почз я растительности принадлежит солевым антифризам. Исследованы взаимодействия солевых антифризов с различными составляющими системы почва-растение. Рассмотрены механизмы взаимодействия почвенных поллютантов - тяжёлых металлов и солевых антифризов - с минеральной матрицей почв. Оценена степень влияния солевых антифризов на биологическую активность

почв, продуктивность и фотосинтетическую активность растений в зависимости oi уровня засоления.

Практическая ценность, предложенный ряд основных критериев пригодности почв к озеленению и нетрудоемкие методики их получения позволяют оперативно оценить экологическое состояние и функционирование почв и грунтов в городских условиях. На основе предложенной системы критериев возможно проведение сравнительной оценки территорий различного использования и выявление основных факторов негативного состояния почв в связи с проблемой озеленения и комплексного благоустройства городской среды.

Апробация: Материалы диссертационной работы докладывались на Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов 1999г», г. Москва, на III Съезде Докучаевского общества почвоведов 2000 г., г. Суздаль, Доку-чаевских молодежных чтениях в г. Санкт-Петербурге (2001,2003), Всероссийской конференции «Устойчивость почв к естественным и антропогенным воздействиям» (Москва 2002 г.), на заседаниях кафедры физики и мелиорации почв факультета Почвоведения МГУ, на заседании лаборатории кафедры коллоидной химии Химического факультета МГУ.

Публикации'. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ: 6 тезисов, 3 статьи. Структура и объем работы'. Диссертация изложена на 120 страницах, состоит из введения, 5 глав и выводов, включает 8 таблиц, 22 рисунка. Список литературы включает 146 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Литературный обзор

На основе анализа отечественной и зарубежной литературы рассмотрено влияние солевых антифризов на экологическое состояние почв и зеленых насаждений. В главе обсуждается зависимость жизнеспособности растений в городских условиях от стратегии использования противогололедных препаратов. В условиях функционирования мегаполиса в городские почвы непрерывно поступают различные токсичные для живых организмов вещества Поллютанты (тяжелые металлы, солевые антифризы, нефтепродукты, пестициды, сильнодействующие ядовитые вещества, радиоактивные вещества и др.) накапливаются в почвах города и трансформируются, вступая во взаимодействия с почвенными составляющими, что приводит к изменению её физических и химических свойств. Почва является своеобразным «фильтром» биосферы, и в городской среде она превращается в «депо» токсических соединений и одновременно становится одним из важнейших геохимических барьеров для поллютантов на пути их миграции в грунтовые воды и речную сеть (Строганова, 1990).

Специфическими загрязнителями почв в условиях города являются противогололедные препараты, используемые для повышения безопасности автомобильных магистралей в зимний период. В России борьбу с гололедом при помощи противогололедных препаратов начали в середине прошлого века. Для этого применялась смесь из песка (92%) и технической соли (8% - №0). В Москве от такой смеси отказались в 1994 г. Негативной стороной применения солевых антифризов в условиях города явилось угнетение развития и гибель большого количества зеленых насаждений. По последним данным негативные тенденции в состоянии растений в городе обозначились впервые в 1995-1996 гг. и продолжают сохраняться (Быков, 2002). Это совпало с использованием в течение двух лет технологии снегоуборки с повышенным расходом технической соли и снижением доли песка в противогололедной смеси. Высокая химическая активность ионов хлора и натрия, а также эффект многолетнего использования

хлорсодержащих противогололедных материалов (ПГМ), сделали экологичсски неприемлемым ежегодное применение около 350 тыс. т технической соли за зимний период. Эта технология использовалась вплоть до зимы 2000-2001 гг. Несмотря на постоянное ужесточение нормирования расхода соли и ограничение предельно допустимой дозы ее одноразового внесения до 50 г/м2, негативные последствия ощутимы и в настоящее время. По статистическим данным, в Российской Федерация средний сброс хлоридов со стоками и снегом за пределы дорог составляет приблизительно 500 тыс. т в год. Это резко негативно отражается на состоянии почв и растений. В результате использования больших количеств солевых антифризов за 1996 год в городе Москве погибло 250 тысяч деревьев, из них 6,5 тысяч - вдоль магистралей. Причины гибели растений многофакторны - это загрязнение почв и атмосферы тяжелыми металлами СГМ) и другими вредными выбросами производств и автотранспорта, болезни, возраст и др. В то же время сопоставление данных о воздействии на растения почв, загрязненных только ТМ без участия легкорастворимых солей и с участием последних позволяет утверждать, что именно легкорастворимые соли являются одним из главных факторов, угнетающих рост и развитие деревьев на территории Москвы (Черноусенко, 2003). Электролиты, поступающие в почву в виде минерализованных поливных вод, удобрений, солевых антифризов и других химически активных агентов, негативно влияют на функционирование почв и жизнедеятельность растений. Концентрация солей в почвенном растворе может достигать высоких значений, соответствующих по абсолютной величине осмотическому давлению более 15 атмосфер. При этом почвенная влага недоступна или труднодоступна многим видам растений - они испытывают осмотический (солевой) стресс (Зайцева, 2003). Засоление проявляется в изменении физических параметров почв, выражаясь в образовании глыбистой почвенной структуры (Смагин, 2003).

Глава 2. Объекты и методы исследований

Исследования проводились в 2001-2002 годах в городе Москве на трех тестовых территориях. Объектами с наивысшей антропогенной нагрузкой послужили территории вдоль обочин и тротуаров проспекта Вернадского в районе м. Университет под посадками яблонь и редким травяным покровом. На данной территории малым буром Качин-ского было взято 120 образцов из 30 точек пробоотбора. Была исследована также территория газонов вблизи пересечения проспекта Вернадского и улицы Строителей. На данном участке было отобрано 75 образцов из 25 точек. Относительным контролем явились участки закрытой для посещения зоны Ботанического сада МГУ под яблонями на окультуренной дерново-подзолистой легкосуглинистой почве (Н=25±8 см), 40 образцов. Исследования на отдельных объектах включали мониторинг выбранных показателей, что позволило осуществить анализ сезонной динамики экологического состояния городских земель. Проводилась комплексная характеристика состояния почвенного и растительного покрова исследованных территорий. Анализ электропроводности почвенных вытяжек, являющейся комплексным показателем солевого состояния почв, проводился при помощи портативного кондуктометра «HANNA». Исследование динамики электропроводности осуществлялось по сезонам, и различным глубинам почвы в зависимости от удаления от автомагистрали. При изучении состава солей в верхнем слое почв тестовых территорий содержание ионов определялось методами пламенной фотометрии, ионоселективных электродов и атомно-адсорбционной спектрофотомет-рии. Традиционными методами физики почв определялись плотность сложения, плотность твердой фазы, влажность почв, а также их гранулометрический состав. (Вадюни-на, Корчагина, 1986). Потенциометрическим методом определялся рН почвенных вытяжек. Влияние уровня засоления на ОГХ почв и на их биологическую активность оценивалось методом равновесного центрифугирования и методом инкубирования в закрытых сосудах (Смагин и др., 1999). Состояние зелёных насаждений оценивалось по

категориальным шкалам состояний (Карпачевский, 1998). Состояние травяного покрова оценивалось методом учетных площадей. Для определения влияния солевых антифризов на развитие растений и их фотосинтетическую активность был использован метод вегетационных миниатюр. Фотосинтетическая активность определялась по флюоресценции зеленого листа (Асланмди и др., 1998). При изучении механизмов взаимодействия почвенных минералов с тяжёлыми металлами и антифризами, а также при оценке фиторемедиацвонной способности растений в системе почва-растение использовались методы специфической адсорбции по Е.А.Нечаеву (Нечаев, 1979), метод вегетационных миниатюр, модифицирование сорбентов, метод колонок, метод определения аминогрупп с TNBSA, метод инкубирования в закрытых сосудах, газовой хроматографии, атомной спектрофотометрии. Статистическую обработку результатов проводили по руководству Е.А.Дмитриева (1995).

Глава 3. Экологическая оценка состояния почв и зеленых насаждений в поле-выхусловиях

В процессе исследований была использована новая система критериев и методов оценки экологического состояния городских почв, разработанной в результате совместной деятельности исследователей ф-та Почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова, НИиПИ Экологии Города и института Лесоведения РАН (Табл. 1.)

Таблица 1. Основные показатели экологического состояния почв и грунтов

Показатель, обозначение, единицы измерения, метод определения: Градации: Комментарии (влияние на плодородие почв, окружающую среду, растительность и здоровье человека):

1.Гранулометрический состав. Метод раскатывания. в шнур Песок Возможно угнетение роста растений из-за недостатка влаги и элементов питания

Супесь

Легкий суглинок При хорошей структуре - наиболее плодородные и оптимальные для большинства растений почвы -

Средний суглинок

Тяжелый суглинок Возможно угнетение роста из-за плохой аэрирован-ности и недоступности влаги и элементов питания

Глина

2. Мощность биогенного (гумусиро-ванного) слоя Н, см • Буровой метод или метод прикопок Пески, супеси i Суглинки и глины Различия в градациях в зависимости от вида почв и грунтов

<7 <10 Недостаточная мощность, растения могут испытывать недостаток питательных веществ и влаги.

7-15 10-20 Удовлетворительная мощность. Нетребовательные к питанию виды развиваются нормально.

1525 20-30 Достаточная мощность. Большинство растений развиваются нормально.

>25' >30 Высокая мощность. Окультуренная или исходно высоко плодородная почва. Удовлетворяет потребностям культурных растений и требовательных к питанию видов.

3. Плотность сложения (для 0-20см минерального слоя), Рь, г/см3. Буровой метол 0,9-1,2 норма Почаа хорошо проводит воду и воздух. Растения чувствуют себя нормально

1,2-1,4-слабое уплотнение Частичное снижение впитываемости влаги и аэрации. Большая часть растений не реагирует

1,4-1,5 - среднее уплотнение Резкое снижение впитываемости и газообмена, усиление поверхностного стока. Проявляется угнетение роста, развитие анаэробных процессов.

1,5-1,6 - сильное уплотнение Сильное угнетение роста, анаэробиозис, сильные поверхностный сток и эрозия почвы

>1,6 - переуплотнение Почва полностью непригодна для растений, и без рыхления они обречены на гибель. Почва практически не проводит воду и воздух.

4. Степень насыщенности почвы влагой, АУЛУ« W,% - влажность почвы, ТУ8,%-полная влагобмкость Буровой метод Пески: Супеси, торфа: Легкие и средние суглинки: Тяжелые суглинки и глины: Различия в градациях в зависимости от вида почв и грунтов

>0,8-0,9 >0,85-0,9 >0,85-0,9 >0,85-0,9 Высокие непродуктивные потери влаги (сток, испарение), угнетение роста из-за переувлажнения

0,2-0,85 0,4-0,85 0,5-0,85 0,6-0,85 Норма для растений, но остаются высокие непродуктивные потери влаги и часто неблагоприятны технологические свойства.

0,05-0,3 0,15-0,4 0,3-0,5 0,4-0,6 Доступная для растений влага при невысоких непродуктивных потерях

<0,0 5 <0,1-0,15 <0,2-0,3 <0,3-0,4 Недоступная влага, гибель растений

5. Электропроводность порового раствора, Ее, дСм/м. Кондукто-метрический метод <2 незаселенные Растения развиваются нормально

2-4 очень слабо-засоленные Наступает угнетение роста чувствительных к засолению видов (бобовые, зонтичные, луковичные, розы, плодовые деревья и кустарники, ягодные, лещина)

4-8 слабозасо-ленные Гибель чувствительных видов, угнетение роста и снижение до 50% продуктивности большинства растений, . неблагоприятные изменения физико-химических свойств почв.

8-16 среднезасо-ленные Снижение до 50-70% продуктивности толерантных к засолению видов (тополь, осина, ольха, райграс, пырей, овсяница), гибель большинства растений, необратимые изменения структуры почвы

16-32 сильноза-соленные Гибель практически всех растений, необратимая деградация почвы и разрушение ее структуры

> 32 очень сильно засоленные Бесплодные и безжизненные грунты

6. Степень кислотности почвы (грунта), рН водной <4 очень сильно кислые Большинство высших растений гибнет. Активное разрушение и вынос элементов минерального питания (оподюливание почвы)

4-4,5 сильно кислые Культурные растения угнетены. Оподзоливание.

вытяжки Потенцио-метрический метод 4,5-5,5 средне кислые Оптимум для хвойных растений и сопутствующей борсальной группы напочвенного покрова

5,5-6,5 слабо кислые Нормальное состояние растений, включая культурные. Сочетание хвойных и лиственных пород с сопутствующей неморально-бореальной группой напочвенного покрова

6,5-7,5 нейтральные Нормальное состояние растений, включая культурные. Доминирование лиственных пород и неморальной группы.

7,5-8,5 щелочные Угнетение роста многих видов растений, засоление почв.

>8,5 избыточно щелочные Сильное угнетение и гибель большинства растений, необратимая деградация структуры, засоление, осо-локцеваяие и осолодение почв.

7. Дыхание почвы в стандартизированных условиях (оптимум биологической активности), Д. мгОг/кгчас Инкубационный метод 0-2 - очень низкая биологическая активность Отсутствие или очень низкое содержание органического вещества почвы и (или) угнетение биологической активности загрязняющими веществами и электролитами (солями). Почва непригодна для выращивания растений.

2-4 — низкая биологическая активность Недостаточный уровень плодородия и (или) значительные загрязнение и засоление почвы. Растительность будет испытывать угнетение.

4-8 — нормальная биологическая активность Нормальное функционирование почвы, обеспечивающее продуктивность растений. Отсутствие или не существенный уровень загрязнения и засоления.

>8 - высокая биологическая активность Наличие в почве свежего органического субстрата, высокая концентрация ферментов. Растения в хорошем состоянии, однако, почва генерирует избыточное количество газов, приводя к локальному ухудшению городской атмосферы.

В ней отражены приоритетные для городских почв негативные экологические факторы: чрезмерное уплотнение почвы и неблагоприятный водно-воздушный режим, засоление почв электролитами, низкая биологическая активность, дисбаланс круговорота органического углерода и биофильных элементов. Сопоставление отдельных критериев косвенно позволяет оценить вероятность преобладания какого-либо негативного фактора над остальными. Это даёт возможность целенаправленно проводить восстановительные мероприятия. В силу естественной и антропогенной динамики свойств почвы, многие из предложенных показателей (например, 3-6) носят характер мониторинговых.

Анализ динамики солевого состояния территории вдоль пр-та Вернадского показывает, что засоление участков на данной территории устойчиво сохраняется в течение круглого года, не зависимо от смены сезонов и, соответственно, режимов увлажнения почвы (рис.1). Концентрация электролитов максимальна в верхних (5-10 см) слоях в летнее время. Это можно объяснить капиллярным поднятием с восходящими токами -влаги из нижних слоев, где за годы использования противогололёдных препаратов. сформировалось своеобразное «депо» электролитов (Ес= 10-20 дСм/м). Промывка почвы осенними осадками, по-видимому, лишь перераспределяет электролиты в почве, приводя к некоторому снижению их содержания в верхней толще. Однако, к началу нового вегетационного сезона происходит восстановление высоких концентраций солей в приповерхностных слоях из-за внесения в зимнее время новых порций

противогололедных средств и поступления из нижележащих горизонтов (эффект вторичного засоления). Ни корни, ни семена обычных для гумидной зоны растений не в состоянии развиваться в таких условиях и неминуемо гибнут. Исследование сезонной динамики степени увлажнения почвы показывает, что в летнее время происходит иссушение приповерхностных горизонтов до критических величин W/Ws<0,2-0,3, особенно на участках, вплотную примыкающих к автодороге (рис.1). Вероятно, этому способствуют дополнительный приток тепла от автомагистрали и искусственные ветровые

потоки от двигающегося транспорта. В остальное время года водно-воздушный режим почв в основном благоприятный и лишь в 10-15% случаев отмечается избыточное увлажнение (W/^Vs—>1) с застоем влаги на переуплотненных участках (рис. 1).

На другом тестовом участке на пересечении проспекта Вернадского с улицей Строителей весной 2002 г. были проведены одномоментные исследования солевого, водно-воздушного состояний почв и их плотности в зависимости от удаленности от проспекта Несмотря на весенний период, влажность верхних слоив почвенной толщи исследуемого участка было довольно низкая и изменялась в пределах от 20-30% в верхнем шестисантиметровом слое до 10-20% в почвенном слое 6-30 см. Такая тенденция сохраняется при удалении от автомагистрали, начиная от 0,4 м до 2 м. На расстоянии 2 м от проспекта в верхнем слое почвы влажность достигает 30-40%, а при удалении от автомагистрали на 2,8м в верхнем слое почвы появляются участки с влажностью 40-50%. Близость автомагистрали сказывается на солевом состоянии почв исследуемой территории. Критические значения электропроводности были выявлены в непосредственной близости от автотрассы. Электропроводность верхнего трехсантиметрового слоя составила 15-20 дСм/м; в слое 3-6 см на расстоянии 0,4-0,6 м от дороги. Ее изменялась с глубиной от 10 до 15 дСм/м. При удалении от проезжей части на расстояние от 0,6 до 2,8 м электропроводность верхнего почвенного слоя находилась в пределах от 05 дСм/м; на расстоянии от 0,6 до 1,4 м встречались участки с Ес= 5-И0 дСм/м. Почвы с наибольшей плотностью встречались в непосредственной близости от автомагистрали. На расстоянии от 0,4 до 1,2 м от автомагистрали плотность верхнего тридцатисантиметрового слоя находилась в пределах 1-1,5 г/см3 с участками в слое 6-30см с плотностью 1,5+2 г/см3. От 1,2м до 2,6 м от проезжей части плотность была в пределах Рь=0-Ю,5 г/см3; рь'Ш.З-ИдСм/м, что, вероятно, связано с использованием торфяных присыпок и техногенным мусором. На расстоянии 2,6-2,8 м от автомагистрали плотность почв вновь приобретает высокие значения до 2 г/см3.

Сравнительный анализ вероятностных распределений исследованных показателей (рис.2) выявил, что фактор искусственного засоления почвы является основной причиной негативного экологического состояния городских почв на участке вдоль проспекта Вернадского под яблоневыми посадками. Если вероятность переуплотнения составила 56%, неблагоприятного водно-воздушного режима - 16%, то засоленность почвы по критерию электропроводности встречалась в 95% случаев измерений (рис.2). При этом средняя и сильная степени засоления возникали на участках вплотную примыкающих к автодороге (0,4 и 0,6 м), а зона, удаленная на 3 м, характеризовалась преимущественно как слабозасоленная (2-8 дСм/м). По-видимому, с использованием солевых антифризов связано подщелачивание городских почв. На исследуемых участках в 78% случаев была выявлено превышение рН уровня 7,5, начиная с которого наблюдаете* угнетение растительности. Полученные результаты свидетельствуют о том, что в условиях города часто не агрохимические факторы плодородия и не токсические вещества (тяжелые металлы, органические поллютанты), а неблагоприятные физические и биологические свойства приводят к угнетению роста, плохой приживаемости растений и невыполнению почвами их экологических функций. Действие электролитов, по нашему, мнению следует рассматривать как физический фактор, поскольку не зависимо от состава и возможной токсичности солей, основной причиной угнетения растительности является высокое осмотическое давление, создаваемое электролитами в почвенном растворе. Согласно, Бреслеру и др (1987), электропроводность связана с осмотическим потенциалом влаги как = -ЗбЕс, то есть при экстремально высоких значениях

дСм/м, осмотический потенциал влаги достигнет Как показано в ра-

ботах И.И Судницына (1979, 1995, 2003), подобные величины потенциала почвенной влаги свидетельствуют о ее недоступности растениям.

Рис. 2. Вероятностные распределения показателей экологического состояния почи вдоль пр-та Вернадского (2001-2002)

В условиях искусственного засоления травяной покров на исследуемых участках встречается спорадически, вырожден по видовому составу, а состояние древесных культур (яблони) характеризуется как неудовлетворительное (Таб. 2.).

Таблица 2. Оценка состояния яблоневых посадок по категориальным шкалам состояний

Характеристика состояния

Отличное

Хорошее

Удовлетворительное Плохое

Доля деревьев ЯБЛОНЯ (Malus prinifolia) на тестовых территориях (выборка 100 деревьев)

Яблоневая аллея вдоль пр-та Вернадского

36 60

Ботанический сад МГУ им. М.В. Ломоносова

В 90% случаев деревья поражены гнилью, находятся частично или полностью без листвы, наблюдаются хлороз, суховершинность и отмирание ветвей. На контрольных участках близлежащей территории Ботанического сада МГУ аналогичные культуры близкого возраста находятся в отличном состоянии, а почва под ними обладает невысокими значениями Ее = 1±0,ЗдСм/м и рыхлым сложением (ръ~ 1,2+0,2 г/см3).

Тенденция засоления подтверждается и сезонной динамикой запасов солей в почвах исследуемых территорий (рис.3). В почвенно поглощающем комплексе почв вдоль проспекта Вернадского достоверно доминируют ионы натрия, что свидетельствует об осолонцевании почв данного участка - процессе несвойственном для почв гу-мидной зоны. Запасы ионов натрия в верхней двадцатисантиметровой почвенной толще летом максимальны в почвах на расстоянии 0,4 метра от автомагистрали в слое 15-20 см (32,58 г/м2) и уменьшаются с удалением от трассы. На расстоянии 0,6 метра запасы ионов натрия максимальны в слое 15-20 см (26,44 г/м2), на расстоянии 3 метра от проспекта Вернадского максимум наблюдается в слое 15-20 см (15,07 г/м2) Осенью запасы ионов натрия максимальны в почвах на расстоянии 0,4 метра от проспекта Вернадского в слое 15-20 см (28,91 г/м2). На расстоянии 0,6 м от автомагистрали запасы ионов натрия достигли максимального значения на глубине 10-15 см (38,01 г/м2). С удалением от проспекта на расстояние 3 м запасы ионов натрия уменьшаются, максимальное значение запасов ионов натрия было определено на глубине 10-15 см (20,82 г/м2). Запасы ионов кальция сравнительно невелики. Летом они достигают максимального значения на расстоянии 0,4 м от автомагистрали на глубине 10-15 см (11,57 г/м2). Запасы ионов кальция на расстоянии 0,6 м максимальны на глубине 10-15 см (8,37 г/м2), на расстоянии 3 м максимум запасов ионов кальция в верхних слоях почвенной толщи составил 9,81 г/м2 на глубине 0-5 см. Запасы ионов калия в почвах тестовых территорий соответствуют фоновым величинам для гумидной зоны. Летом максимум запасов ионов калия на расстоянии 0,4 ми 0,6 м наблюдался на глубине 15-20 см и равнялся 0,40 г/м2 и 0,28 г/м соответственно. На расстоянии 3 м от автомагистрали запасы ионов калия были максимальны на глубине 5-10 см (0,21 г/м2). Осенью величины запасов ионов калия максимальны на расстоянии 0,4 м от пр-та Вернадского на глубине 10-15 см (0,076 г/м2), на расстоянии 0,6 м и 3 м - на глубине 0-5 см, равнялись 0,14 г/м2 и 0,16 г/м2 соответственно.

Рис. 3.

Запасы солей в верхних слоях почвы близ проспекта Вернадского, удаление от дороги 0,4 м, лето 2001 г. запас вещества, г/м2

0 10 20 30 40 50 60 70

□ С1 !

а№! ■ к |

□ Са I

□ Мд;

Запасы солей в верхних слоях почвы близ проспекта Вернадского, удаление от дороги 0,6 м, лето 2001 г.

0-5см

| 5-10см ю

Е 10-15СМ.

15-20см

запас вещества, г/м

20 30

ОС1 :

Запасы солей в верхних слоях почвы блнз проспекта Вернадского, удаление от дорога 3 м, лето 2001 г.

0-5см

3. 5-10 см х

Е. 10-15ем 15-20СМ

запас вещества, г/м*

5 10 15 20

□ С1

■ На

■ К

□ Са

□ Мд

Были определены запасы ионов магния в верхних слоях почв исследуемой территории. Летом максимальные величины запасов ионов магния в почвах на расстоянии 0,4 м и 0,6 м от автомагистрали были определены на глубине 15-20 см и равнялись 1,33 г/м2 и 1,30 г/м2. На расстоянии 3 м от трассы запасы магния были максимальны на глубине 0-5 см (1,21 г/м2). Осенью максимальные величины запасов ионов магния на расстояниях 0,4 м и 0,6 м были определены на глубине 10-15 см и составили 0,91 г/м2 и 1,0 г/м2. На расстоянии 3 м от автомагистрали величина запасов ионов магния была максимальна в образцах из почвенного слоя 0-5 см и составила 1,37 г/м2. Были определены запасы ионов хлора в верхних слоях почвенной толщи исследуемого участка. Летом максимальные запасы хлора были определены в слое 15-20 см на расстоянии 0,4 м от автомагистрали и составили 33,59 г/м2, на удалении 0,6 м от дорожной трассы максимальные запасы ионов хлора были в слое 15-20 см и составили 21,33 г/м , на расстоянии 3 м от дороги запасы хлора составили 11,94 г/м2. Осенью максимум запасов ионов хлора был определен на расстоянии 0,6 м от автотрассы на глубине 10-15 см, запасы составили 16,39 г/м2. Максимум запасов хлора в верхнем слое почв на расстоянии 0,4 м от проезжей части был определен на глубине 15-20 см и составил 16,34 г/м2. Максимальные запасы ионов хлора на расстоянии 3 м от проспекта были определены в слое 0-5 см и составили 2,43 г/м\

Анализ запасов основных катионов в исследуемых почвах выявляет доминирование натрия в ППК. Эту тревожную тенденцию к образованию в растворе избытка обменного натрия, а, следовательно, и потенциальную опасность осолонцевания почвы при использовании солевых антифризов выявляет удобный показатель относительного содержания Na в поглощающем комплексе почвы - натриевое адсорбционное отношение (SAR), SAR=[Na+]/(Ca2++Mg2+)1/2, мг-экв/л1/2. Степень солонцеватости служит хорошим индикатором относительной степени накопления обменного Na на участках ио-нообмена в почве в условиях поступления солей при орошении минерализованными водами и при противогололедных мероприятиях с использованием солевых антифризов. Для почв с участков вдоль пр-та Вернадского была исследована динамика SAR в зависимости от сезона, удаленности от автодороги и глубины. Весной 2001 года максимальное значение SAR почвенных растворов образцов, отобранных на расстоянии Зм от проспекта Вернадского, были определены в слое 0-5 см (5,46 мг-экв/л). Летом максимум SAR почвенных растворов почв, удалённых от проспекта Вернадского на 3 м, был определен в слое 5-10 см. Максимальные значения показателя адсорбируемости натрия в почвенных растворах почв на расстояниях 0,6 м и 0,4 м были получены в слое 15-20 см и равнялись 19,44 мг-экв/л и 27,12 мг-экв/л соответственно. Осенью максимум SAR растворов почв, удаленных от автомагистрали на 3 м, был определён в слое 5-10 см (18Д мг-экв/л), а удалённых на 0,6 м и 0,4 м - в слое 15-20 см, и равнялся 29,09 мг-экв/л и 29,56 мг-экв/л соответственно. Основными базовыми параметрами при изучении засоления являются электрическая проводимость Ее и степень солонцеватости SAR. Как и при использовании границы засоления (Ее), рассматриваемой в виде некоторого интервала опасных значений, так и значения SAR в пределах от 10 до 20 следует считать потенциально опасными и изучать более внимательно для выявления ожидаемых условий землепользования. Результаты измерений SAR почв исследуемой территории выявили опасность засоления почв. Если весной состояние почв по степени со-лонцеватости можно считать относительно благоприятными, то летом и осенью относительное содержание обменного Na в почвенном растворе резко увеличилось, что можно объяснить капиллярным подтягиванием солей из нижних слоев к поверхности почвы вместе с восходящими токами почвенной влаги.

Глава 4. Исследование влияния солевых антифризов на физические, биологические свойства почв и продуктивностьрастений

Для растений развивающихся в городской среде, где почвы функционируют при интенсивном использовании электролитов: солевых антифризов, удобрений, минерализованных поливных вод и других химически активных агентов, актуален вопрос о со-леустойчивости, как способности выживать и развиваться при неблагоприятных условиях, создаваемых засоленностью почв. Обычно солеустойчивость растительных культур принято выражать через снижение их урожайности (продуктивности) при возрастании засоленности почвы или через отношение урожайности на засоленной почве к соответствующему значению для незасоленной почвы. Солеустойчивость декоративных растений можно выражать с точки зрения их выживаемости и внешнего вида. Разработки по теме влияния уровня засоленности почв на продуктивность культур с разной солеустойчивостью были ещё в 1970-ых годах (Maas, Hoffinan, 1977). Согласно этим исследованиям растительные культуры можно подразделить на четыре группы по их солеустойчивости: чувствительные, среднечувствительные, среднеустойчивые и устойчивые. Было показано, что с возрастанием электропроводности линейно снижается продуктивность растений. Мы оценили в своих работах, как снижается продуктивность растительных культур с разной солеустойчивостью (рис.4), выращенных в разных электролитических условиях. Методом вегетационных миниатюр был поставлен опыт с проростками пшеницы. В вегетационные сосуды с почвой из Ботанического сада МГУ была посеяна пшеница сорта «Любава» по 20 зерен в каждом варианте опыта. Масса почвы в каждом сосуде составляла 100 г. Первый вариант опыта был фоновым, во втором - в почву с пшеницей была внесена медь (7 мг/100 г) в виде водного раствора медного купороса. В третьем варианте опыта в почву был внесен солевой антифриз «Анти-

100 п

Рис. -I. Влияние загрязнения почвы электролитами на биомассу мест культуры (вегетационный опыт)

биомасса. г/м}

te Ш i m

1 1 1 1

n fl

/ J

^ ^

/ / / / /

* / . снег!» в количестве 0,4% от массы почвы. В четвёртом варианте опыта в почву внесли

солевой антифриз «Антиснег 2» в количестве 0,4% от массы почвы. В пятом вариаше опыта в почву с пшеницей внесли «Антиснег 1» в количестве 0,3% от массы почвы. В тестом варианте в почву внесли «Лнтиснег 2» в количестве 0,3% от массы почвы. В седьмом варианте в почву внесли медь (7 мг/100 г), антифриз «Антиснег 1» ( 0.3% от массы почвы). В восьмом варианте в почву была внесена медь в том же количестве и «Антиснег 1» (0,4% от массы почвы). В девятом варианте опыта в почву, помимо меди в прежнем количестве (7 мг/100 г), было внесен антифриз «Антвснег 2» в количестве 0^3% от массы почвы. В десятом варианте в почву внесли медь (7 мг/100 г) и «Антиснег 2», 0,4% от массы почвы. В четвертом, шестом и десятом вариантах с внесением в почву антифриза «Антиснег 2» в количествах 0,4%, 0,3% от массы почвы и «Антиснег 2» (0,4% от массы почвы) совместно с медью (7 мг/100 г), проростков не было (рис. 4). Максимальные запасы биомассы были в фоновом варианте (93,77 г/м2), в варианте с внесением в почву ионов меди (II), в том же количестве запасы биомассы составили 61,22 г/м2. Запасы биомассы растений, выращенных в вариантах с различным количеством внесенного антифриза «Антиснег 1» различались примерно в 2 раза: 60,86 г/м2 («Антиснег 1» 0,3%), 33,26 г/м2 («Антиснег1» 0,4%). В вариантах опыта с одновременным внесением ионов меди (7 мг/100 г) и антифриза «Антиснег 1» при содержании антифриза в количестве 0,4% от массы почвы запасы биомассы были равны 63,34 г/м2, а при содержания антифриза 0,3% - 9,55 г/м2. !>ги результаты можно объяснить наличием взаимодействия между ионами меди (II) и анионами солевых антифризов. В варианте опыта с внесением в почву антифриза «Антиснег 2» в количестве 0,3% от массы почвы совместно с ионами меди (7 мг/100 г) запасы биомассы составили 15,92% г/м2.

Было рассмотрено влияние солевых электролитов на активность фотосинтетического аппарата как потенциального механизма продуктивности растений. Фотосинтетическая активность исследовалась методом флуоресценции зеленого листа (Асланиди и др., 1998). Пигменты зеленого листа поглощают свет. Поглотив квант света, молекула пигмента переходит в короткоживущее возбужденное состояние, быстро выделяет эту энергию в виде тепла, в виде света (флуоресценция и в меньшей степени фосфоресценция), тратится на фотохимическую работу. Чем интенсивнее флуоресценция, тем выше потери энергии фотосинтетического аппарата. Поэтому на основе данных об интенсивности флуоресценции можно судить об активности фотосинтетического аппарата. Было выявлено, что по сравнению с фоном флуоресценция растительных образцов, выращенных в варианте с антифризом «Антиснег 1» (0,4% от массы почвы), происходила в 1,6 раза интенсивнее. Флуоресценция растений пшеницы, выращенных в варианте с медью (7 мг/100 г), превосходила флуоресценцию растений из фонового варианта в 1,18 раза. Флуоресценция пшеницы в варианте с внесенными в почву ионами меди(П) и антифризом «Антиснег 1» превосходила флуоресценцию растений из фонового варианта в 1,21 раза. Наблюдается прямое влияние электролитов на активность фотосинтетического аппарата и, тем самым, на жизнеспособность и продуктивность растений.

Об эффективности функционирования почв позволяет судить потенциальная биологическая активность, оцениваемая по величине дыхания (поглощения кислорода). В модельном эксперименте, методом инкубирования в закрытых флаконах, по величине дыхания (поглощения кислорода) было оценено влияние степени засоления на биологическую активность почв. В почвенные образцы из Ботанического сада МГУ в виде водного раствора был внесен солевой антифриз «Антиснег 2» в разных концентрациях, так, чтобы электропроводность почвенных вытяжек соответствовала разным уровням засоления почв, диагностируемым в городских условиях. Было выявлено, что с увеличением электропроводности интенсивность дыхания почвенных образцов уменьшается. По сравнению с фоном (Ес=0,9 дСм/м) интенсивность почвенного дыхания в почвенных образцах с электропроводностью в диапазоне Ес=2+5 дСм/м уменьшилась в 1,3

раза, в диапазоне Ес=5+Ю дСм/м уменьшилась в 1,81 раза, в диапазоне Ес=1(Н20 дСм/м уменьшилась в 1,95 раза. Биологическая активность почвенных образцов с электропроводностью в диапазоне Ес=20+30 дСм/м уменьшилась по сравнению с фоном в 1,94 раза. При увеличении степени засоления почв биологический оптимум почвенных микроорганизмов сместился, в зависимости от величины относительной влажности, из области W/Ws=0,6-K),8 в область значений относительной влажности близкой к полной почвенной влагоёмкости. Это можно объяснить тем, что в засоленных почвах лишь относительно разбавленная вода при влажности близкой к полной влагоёмкости доступна микроорганизмам, с уменьшением влажности почвы концентрация солей в почвенном растворе заметно возрастает, происходит снижение осмотического потенциала и доступности почвенной влаги, условия функционирования микроорганизмов изменяются, при влага не может потребляться микроорганизмами.

Наряду с химическими показателями, с проблемами засоления почв тесно взаимосвязаны некоторые физические параметры, описывающие энергетический режим и движение почвенной влаги. Было оценено влияние электролитов на физические почвенные составляющие. Интегральным базовым показателем физического состояния почвы является основная гидрофизическая характеристика - зависимость между термодинамическим потенциалом влаги и её содержанием в почве (влажностью). Методом центрифугирования были определены ОГХ почв с участка на пересечении проспекта Вернадского и улицы Строителей (рис. 5). На графике заметно разделение ОГХ почв по

3.5 3 2,5 а. * 1,5 ■ 1 • 0.5 0

механическому составу на относительно лёгкие и относительно тяжёлые. В этих двух группах почв с разным механическим составом, по кривым водоудерживающей способности видно влияние электролитов на физические свойства почв. Формирование физического состояния почвы происходит в результате взаимодействия её фаз - твёрдой, жидкой, газовой, причем, по-видимому, существенная роль в этом взаимодействии принадлежит силам молекулярной природы. Молекулярному притяжению противодействуют силы ионно-электростатического отталкивания. Ионно- электростатические силы создают условия для проявления набухания, удерживая заряженные частицы от взаимной молекулярной адгезии, которая, будучи не реализованной по отношению к твер-

Рнс. 5. ОГХ почв на пересечении пр. Вернадского пул. Строителей

20 30 VI %

40 50

дой фазе, является основной причиной связывания влаги при набухании. Ионно-электростатическое отталкивание частиц стабилизирует систему, предохраняя eе oт коагуляции (агрегации). При засолении почв ионно-электростатический барьер ликвидируется, и энергия частиц реализуется в коагуляции и образовании глыбистой структуры (Смагин, 2003). По кривым ОГХ можно проследить изменение водрудерживаю-щей способности высокодисперсных почв в зависимости от значения электропроводности. Чем она выше, тем сильнее происходит сдвиг ОГХ при засолении с уменьшением (по модулю) значений потенциала влаги и равновесной влажности. Засоление, выражающееся в повышения молярной концентрации ионов и осмотического потенциала жидкой фазы, в целом снижает энергию взаимодействия почвенного раствора с твердой фазой. Поэтому из засоленных почв механически проще удалить влагу. Но она будет практически недоступна растениям из-за высокого осмотического давления.

Глава 5. Исследование механизмов взаимодействия солевых антифризов, тяжелых метахлов с минеральной матрицей почв.

От энергия взаимодействия солевых антифризов, загрязняющих веществ и минеральной матрицы почв во многом зависит подвижность почвенных поллютантов и их влияние на рост растений, а также возможность очищения почв посредством фиторе-медиации восстановления почв с помощью растений. Для оценки адсорбции в модельной системе был использован метод специфической адсорбция, предложенный Е.А.Нечаевым. Основная идея метода специфической адсорбции состоит в том, что взаимодействия адсорбата и адсорбента зависят от совпадения потенциалов ионизации органических веществ и характеристических (резонансных) потенциалов минералов. Метод даёт однозначные результаты только в модельных системах, так как в почвах любые примеси органических и минеральных веществ могут повлиять на взаимодействия тестовых агентов. Были исследованы сорбционные характеристики модельных сорбентов, мотмориллонита и бентонита, как в их естественном состоянии, так и в модифицированном виде. На основе сравнения резонансных потенциалов модельных сорбентов - монтмориллонита и монтмориллонита, модифицированного медью, были установлены резонансные потенциалы меди, соответствующие адсорбционным центрам, на которых возможно взаимодействие ионов меди с сорбентами. Медь сорбируется на центрах с потенциалами ионизации 9,71эВ и 9,57эВ. Были оценены резонансные потенциалы бентонита (Рис. б), бентонита, модифицированного противогололедным препаратом «Антиснег 1» (Рис. 7), и бентонита, модифицированного солевым антифризом «Антиснег 2» (Рис.8). На основе сравнения резонансных потенциалов модельных систем было установлено, что бентонит, модифицированный «Антиснегом 2», имеет меньше резонансных потенциалов, обеспечивающих взаимодействия,. чем бентонит, модифицированный реагентом «Антиснег 1». Это свидетельствует о том, что «Антиснег 2», адсорбируясь на бентоните, ликвидирует большинство его резонансных потенциалов, что делает невозможным сорбцию ионов меди (II) на бентоните, тяжелый металл становится более миграционно способным. Возможны взаимодействия ионов меди с бентонитом, модифицированным препаратом «Антиснег 1», из-за наличия у последнего адсорбционных центров с потенциалами, совпадающими с резонансными потенциалами меди(П). Исходя из анализа адсорбционных характеристик, внесение в почву антифризов негативно отражается на функционировании почвы и развитии растений. Это подтверждается и в вегетационном опыте (рис. 4), где была оценена продуктивность растений при внесении в почву и ионов меди, антифризов «Антиснег 1», «Антиснег 2». Показано, что «Антиснег 1» и «Антиснег 2» в присутствии меди оказывают си-нергетическое отрицательное действие на функционирование почв и продуктивность растений. Повышение концентрации антифриза «Антиснег 1» в почве снижает продуктивность растений. Внесение меди совместно с антифризами по-разному влияет на

продуктивность растений. Результаты исследований адсорбционных характеристик антифриза «Антиснег 2», свидетельствующие о его негативных по отношению к почве свойствах, подтверждаются нулевой продуктивностью растительных культур в вариантах с внесением препарата «Антиснег 2» в количестве 0,3% , 0,4% от массы почвы и совместно «Антиснег 2» 0,4% и медь(7мг/100г).

В условиях роста антропогенной нагрузки на окружающую среду, выражающейся в поступлении и аккумуляции в почву токсических веществ, таких как тяжелые металлы, солевые антифризы, нефтепродукты, требуется проведение рекультивационных мероприятий. Фиторемедиация - очистка почв и грунтов от поллютантов с помощью расте-

ний . Суть фиторемедиации заключается в переведении загрязняющих веществ из почв или грунтов в растения, и удалении токсикантов с растительной биомассой. Для повышения эффективности фиторемедиации используются вещества увеличивающие под-

вижность токсикантов, за счет чего возрастает их поступление в растения. Подобным веществом в наших исследованиях явился природный полисахарид хитозан. Хитозан бил выбран как модельное органическое вещество по ряду причин: 1) благодаря наличию в его структуре гидроксо- и аминогрупп он является эффективным комплексообра-зующим соединением для ионов меди; 2) являясь производным хитина, хитозан встречается в почвах в естественном состоянии. В то же время в литературе (Кривцов, 1996) имеются данные об эяиситорных - имунноповышающих - свойствах хитозаиа. Были исследованы адсорбционные характеристики хитозана. Были выявлены адсорбционные характеристики хитозаиа в области 8,1; 9,21; 9,57; 10,2; 10,7; 11,2 эВ. Для монтмориллонита, модифицированного соединениями двухвалентной меди, выявлены резонансные потенциалы 7.7; 8,0; 8,1; 9,55; 9,7; 10,4 и 11,2 эВ. Так как у хитозана имеются резонансные потенциалы в области 8,1 и 11,2 эВ, то возможно образование соединений хитозана с медью при участии адсорбционных центров с этими резонансными потенциалами. При использовании хитозана для фиторемедиации почв, загрязненных тяжелыми металлами, требуется знать потенциальную мияерализуемость хитозана. Скорость разложения полисахарида определяли по количеству выделившегося углекислого газа методом газовой хроматографии (Смагнн и др., 1999). Для этого был проведен опыт по инкубации дерново-подзолистой почвы и кварца с различными дозами хитозана и в разных термодинамических условиях.

Таблица 3. Оценка потенциальной минералшуемости хитозана в модельных системах

^интенсивность выделения углекислого газа образцом (мгССЬ/кгчас) М%- процент минерализации хитозана С,% - концентрация хитозана в образцах

В варианте с дерново- подзолистой почвой минерализация максимальна при температуре 20°С и концентрации хитозана 0,05% от массы почвы. В опыте с кварцевым песком максимум минерализации наблюдается при температуре 30°С и концентрации хитозана равной 0,05%. Вероятно эти условия являются оптимальными для жизнедеятельности почвенных гидролитиков. Нами была изучена миграция хитозана в колонках через модельные пористые среды: кварцевый песок и смесь кварцевого песка с бентонитом, с фильтрующимися потоками почвенной влаги при различных уровнях рН. Количество вымытого хитозана находили методом определения аминогрупп с TNBSA. Было определено, что вынос хитозана происходит интенсивнее при рН 4,91, чем при рН 6, в обоих вариантах эксперимента. На миграцию полисахарида влияют и сами сорбенты. Вынос хитозана из смеси кварцевого песка с бентонитом почти в 1,5 раза меньше по сравнению с пористой системой представленной кварцевым песком. Это можно объяснить как различной дисперсностью минералов, так и характером поверхности (см. ранее).

При изучении миграционной способности меди в системе почва- растение был поставлен опыт с проростками пшеницы методом миниатюр. В три сосуда поместили по 100 г дерново-подзолистой почвы, в которую посеяли по 12 зерен пшеницы, добавляли в первом варианте опыта хитозан и внесли 7 мг меди в водном растворе медного купороса, во втором варианте - только раствор медного купороса, третий вариант был фоновым. Содержание меди в проростках пшеницы определяли методом атомной спектро-фотометрии. После проведения статистической обработки данных получили среднее содержание меди в пшенице (мг/г сухого вещества) и доверительный интервал среднего с а=0,05. В первом варианте опыта среднее равнялось 0,3039мг/г, доверительный интервал среднего находился в промежутке от 0,2069 до 0,4009 мг/г; во втором и третьем варианте - соответственно: 0,1701 мг/г и (0,1200+0,2202) мг/г сухого вещества, и 0,1273 мг/г и (01006+0,1540) мг/г сухого вещества. Показано, что присутствие хитозана в почве может повышать содержание меди в ростках пшеницы в фазе первого листка в

Рис. 8. Заенаыоапь адсорбции органических веществ на бентоните, моднфнцщххюннаи противогололедным ¡цуенщютаи "Антнснег 2", от иотенциалов нонпкпрш

7 7.5 8 8,5 9 9.5 10 10,5 11 11,5 12 1,эВ '

2 раза по сравнению с контролем.

Таким образом, хитозан увеличивает миграционную способность ионов меди и его можно рекомендовать для использования при фиторемедиации почв в городской среде.

ВЫВОДЫ

1. На основе оригинальной системы критериев проведена комплексная оценка состояния почв тестовых участков г. Москвы, подверженных искусственному засолению при использовании противогололедных средств. Засоление является основной причиной угнетения растительности (96% случаев), наряду с другими исследованными факторами: повышенной щелочностью (78%), плотностью (57%) и неблагоприятным вводно-воздушным режимом (16%).

2. В качестве интегрального показателя засоления использована электропроводность почвенного раствора (Ее). Значения этого показателя закономерно уменьшаются с расстоянием от автомагистрали от 7-20 (0,4 м от дороги) до 2-5 дСм/см (3 м от дороги). Максимальные значения Ее приурочены к поверхностным слоям (15-20 см).

3. Наибольшая степень засоления возникает в летние месяцы при иссушении почвы и концентрировании электролитов в верхних горизонтах. Рассоления за счет весенних и осенних осадков не наблюдается, электролиты лишь перераспределяются по профилю и в летнее время подтягиваются с капиллярным током я корнеобитаемую зону.

4. В составе катионов солей доминирует натрий (до 32,58 г/м2). Высокий уровень SAR почвенного раствора (до 27 мг-экв/л), независимо от дисперсности указывает на процесс осолонцевания исследуемых поча. Сезонные наблюдения не выявили существенной динамики этого показателя, и лишь в весенний период он снижался до 5 мг-экв/л.

5. Модельные эксперименты показали, что при типичном для исследуемых почв уровне электропроводности дыхание почвы, фитомасса тест культуры и её фотосинтетическая активность уменьшаются 1,5-2 раза.

6. В грубодисперсных и богатых органическим веществом почвах солевые антифризы нового поколения (Антиснег 1, Антиснег 2) не оказывают заметного влияния на ОГХ почв, тогда как в тонкодисперсных почвах закономерно уменьшаются равновесная влажность и абсолютные величины матричного потенциала. Снижение водоудерживающей способности и образование глыбистой структуры, предположительно, связано с разрушением ионно-электростатического барьера между высокодисперсными почвенными частицами под действием атектролитов.

7. С помощью методики резонансных потенциалов (Нечаевский ряд) исследованы взаимодействия антифризов нового поколения («Антиснег-1 и 2») с тяжелыми металлами и минеральной матрицей почвы. Впервые показано, что использование поверхностно-активных веществ в виде добавок к антифризам приводит к полной блокировке сорбционных центров минеральной матрицы почвы и снижению способности поглощать тяжелые металлы, что в свою очередь почти полностью подавляет продуктивность тест-культуры. С помощью метода специфической сорбции показана возможность предпочтительной сорбции тяжелых металлов на хитозане, что увеличивает их миграционную способность и поступление в растения при фиторемедиации почв.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Изучение миграционной способности тяжелых металлов на примере меди, в системе почва-растение, в присутствии хитозана, тезисы. Тез. докл. VII Между-нар. Конференции студентов и аспирантов по фундаменльным наукам «Ломоносов 1999», секция «Почвоведение» (12-16 апреля 1999), с.1, в соавторстве.

2. Комплексное исследование поведения хитозана в системе почва-растение, тезисы. Тезисы докладов III съезда Докучаевского общества почвоведов (11-15 июля 2000 г., Суздаль) Москва 2000, с.1, в соавторстве.

3. Влияние хитозана на миграционную способность меди в системе почва-растение, доклад. Тезисы докладов Докучасвских молодежных чтений 2001, СПб, Изд-во СпбГУ, 2001 г. с. 1.

4. Влияние хитозана на миграционную способность меди в системе почва-растение, доклад. «Материалы по изучению русских почв» Сборник докладов Докучаевских молодежных чтений 2001 СПб, Изд-во СпбГУ, 2001 г., с.4.

5. Исследование механизмов взаимодействия ионов меди с глинистыми минералами, тезисы. Тезисы докладов Всероссийской конференции «Устойчивость почв к естественным и антропогенным воздействиям» Москва 2002 г., с.1, в соавторстве.

6. Исследование влияния хитозана на подвижность меди в дерново-подзолистой почве и пористых средах, статья. Почвоведение, 2003 г, с. 10, в соавторстве.

7. Критерии и методы оценки экологического состояния городских земель, статья. Почвоведение, 2003 г., с.22, в соавторстве.

8. Влияние солевых антифризов на экологическое состояние городских почв, тезисы. Тезисы докладов Докучаевских молодежных чтений 2003, СПб, Изд-во СпбГУ,2003г.с.1.

9. Комплексное исследование влияния солевых антифризов на экологическое состояние почв и жизнедеятельность растений в городской среде. Тезисы докладов Докучаевских молодежных чтений 2004, СПб, Изд-во СпбГУ, 2004 г. с.2

КОПИ-ЦЕНТР св. 77:07:10429 Тираж 100 экз.

тел. 185-79-54

г. Москва м. Бабушкинская ул. Енисейская 36 комната №1 (Экспериментально-производственный комбинат)

»2- 72 7 2

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Азовцева, Наталья Анатольевна

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Литературный обзор.

1.1. Урбанизация — новый экогеологический фактор. Масштабы урбанизации.

1.2. Подходы к изучению состояния городских почв,.

1.3. Изменения элементов природной среды в результате деятельности человека.

1.4. Стратегия использования солевых антифризов в зимний период и оценка их воздействия на компоненты окружающей среды,.

1.5. Оценка воздействия солевых антифризов на жизнеспособность растений.

Глава 2. Объекты и методы исследования.

2.1. Исследование влияния солевых электролитов на продуктивность растительных культур.

2.2 Влияние солевых электролитов на активность фотосинтетического аппарата.

2.3. Влияние электролитов на физические почвенные составляющие.

2.4 Влияние электролитов на биологическую активность почв.

2.5 Исследование механизмов взаимодействия солевых антифризов, тяжелых металлов с минеральной матрицей почв.

Глава 3. Экологическая оценка состояния почв и зеленых насаждений в полевых условиях.

Глава 4. Исследование влияния солевых антифризов на физические, биологические свойства почв и продуктивность растений.

Глава 5. Исследование механизмов взаимодействия солевых антифризов, тяжелых металлов с минеральной матрицей почв.

Выводы.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Влияние солевых антифризов на экологическое состояние городских почв"

Актуальность работы:

Москва - один из самых северных мегаполисов мира. Развитие мегаполисов вызывает проблемы, связанные с локальным усилением негативных антропогенных воздействий. Следствием этого является загрязнение окружающей среды, ухудшение роста и развития растений.

В последнее время в Москве увеличилось использование солевых противогололедных средств (антифризов). Это вызвало искусственное засоление городских почв и гибель большого количества древесных насаждений, а в ряде случаев, - и травяного покрова. Негативные тенденции в состоянии растений в городе обозначились впервые в 1995-1996 годах и продолжают сохраняться. Это может быть соотнесено с изменением стратегии использования противогололёдных препаратов, выразившейся в изменении состава солевых антифризов и увеличении их вносимых доз. Несмотря на негативные последствия, практика борьбы с гололёдом посредством использования солевых антифризов активно внедрена в городское хозяйство. Одной из причин этого является, по-видимому, недостаточная изученность проблемы деградации городских почв и зелёных насаждений под влиянием искусственного засоления. В связи с этим особую актуальность приобретает комплексная характеристика изменений почвенного и растительного покрова отдельных территорий города Москвы, где активно используются солевые антифризы. На основе этой характеристики можно судить об экологическом состоянии и функционировании почв в городских условиях и выявить основные факторы негативного состояния почв в связи с проблемой озеленения и комплексного благоустройства городской среды.

- Разработка и совершенствование критериев и методов оценки экологического состояния городских почв.

Научная новизна.

В результате проведённых исследований показана возможность использования информативных, простых и доступных критериев и методов комплексной оценки состояния почв в условиях города с целью проведения озеленения и благоустройства, а также мониторинга экологического состояния городской среды. На основе сравнительного анализа критериев экологического состояния городских почв удалось показать, что в большинстве случаев основной вклад в ухудшение состояния почв и растительности принадлежит солевым антифризам. Исследованы взаимодействия солевых антифризов с различными составляющими системы почва-растение. Рассмотрены механизмы взаимодействия почвенных поллютантов - тяжёлых металлов и солевых антифризов — с минеральной матрицей почв. Оценена степень влияния солевых антифризов на биологическую активность почв, продуктивность и фотосинтетическую активность растений в зависимости от уровня засоления.

Практическая ценность', предложенный ряд основных критериев пригодности почв к озеленению и нетрудоемкие методики их получения позволяют оценить экологическое состояние и функционирование почв и грунтов в городских условиях. Предложенная система критериев позволяет проводить сравнительную оценку территорий различного использования и выявить основные факторы негативного состояния почв в связи с проблемой озеленения и комплексного благоустройства городской среды.

Апробация: Материалы диссертационной работы докладывались на Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов 1999г», г. Москва, на III Съезде Докучаевского общества почвоведов 2000г., г. Суздаль, Докучаевских молодежных чтениях в г. Санкт-Петербурге (2001, 2003, 2004г.), Всероссийской конференции «Устойчивость почв к естественным и антропогенным воздействиям» (Москва 2002 г.), на заседаниях кафедры физики и мелиорации почв факультета Почвоведения МГУ, на заседании лаборатории кафедры коллоидной химии Химического факультета МГУ.

Публикации: По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ: 7 тезисов, 3 статьи. * »

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 120 страницах, состоит из введения, 5 глав и выводов, включает 9 таблиц, 22 рисунка. Список литературы включает 146 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Почвоведение", Азовцева, Наталья Анатольевна

Выводы

2. В качестве интегрального показателя засоления использована электропроводность почвенного раствора (Не). Значения этого показателя закономерно уменьшаются с расстоянием от автомагистрали от 7-20 (0,4 м от дороги) до 2-5 дСм/см (3 м от дороги). Максимальные значения Ее приурочены к поверхностным слоям (15-20 см).

4. В составе катионов солей доминирует натрий (до 32,58 г/м ). Высокий уровень SAR почвенного раствора (до 27), независимо от дисперсности указывает на процесс осолонцевания исследуемых почв. Сезонные наблюдения не выявили существенной динамики этого показателя, и лишь в весенний период он снижался до 5.

5. Модельные эксперименты показали, что при типичном для исследуемых почв уровне электропроводности дыхание почвы, фитомасса тест-культуры и фотосинтетическая активность уменьшаются 1,5-2 раза.

7. С помощью методики резонансных потенциалов (Нечаевский ряд) исследованы взаимодействия антифризов нового поколения («Антиснег 1 и 2») с тяжелыми металлами и минеральной матрицей почвы. Впервые показано, что использование поверхностно-активных веществ в виде добавок к антифризам приводит к полной блокировке сорбционных центров минеральной матрицы почвы и снижению способности поглощать тяжелые металлы, что в свою очередь почти полностью подавляет продуктивность тест-культуры. С помощью метода специфической сорбции показана возможность предпочтительной сорбции тяжелых металлов на хитозане, что увеличивает их миграционную способность и поступление в растения при фиторемедиации почв.

Благодарности

Автор выражает сердечную благодарность своим научным руководителям - кандидату биологических наук, доценту кафедры физики и мелиорации почв факультета почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова Смагину А.В., кандидату геолого-минералогических наук, научному сотруднику кафедры коллоидной химии химического факультета МГУ Лазаревой Е.В. за постоянное внимание и помощь в написании диссертации, доктору биологических наук, профессору кафедры физики и мелиорации почв Карпачевскому Л.О. за советы и консультации при изучении состояния зеленых насаждений, а так же аспиранту физического факультета МГУ, Францеву В.В. за консультации и помощь в проведении исследований фотосинтеза растений. Автор благодарен сотрудникам кафедры физики и мелиорации почв факультета почвоведения МГУ, сотрудникам кафедры коллоидной химии химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова за помощь, поддержку и консультации. Автор признателен студентам и аспирантам Колесникову А.В., Панину П.Г., Володиной И.В. за помощь в проведении полевых исследований.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Азовцева, Наталья Анатольевна, Москва

1. Агаркова М.Г., Целищева Л.К., Строганова М.Н. Морфолого-генетические особенности городских почв и их систематика. Вестн. МГУ. Сер. 17, Почвоведение. 1991. №2. С. 11 -16.

2. Азовцева Н.А., Смагин А.В., Лазарева Е.В. Исследование влияния хитозана на миграционную способность меди в дерно-подзолистой почве и пористых средах. Почвоведение.2004. №6. с. 12.

3. Алексеев Ю.А. Тяжелые металлы в почвах и растениях. Л.: ВО «Аг-ропромиздат», 1987. 140 с.

4. Анненская Г.Н., Жучкова В.К., Калинина В.Р., Мамай И.И., Низов-цев В.А., Хрусталева М.А., Цесельчук Ю.Н. Ландшафты Московской области и их современное состояние. Смоленск: Изд-во СГУ, 1997.296 с.

5. Анненская Г.Н., Жучкова В.К., Мамай И.И. и др. Ландшафты Московской области // Вестн. Моск. ун-та. Сер. География. 1987. № 2. С. 45-56.

6. Аржанова B.C. Миграция микроэлементов в почвах (По данным лизиметрических исследований). Почвоведение, 1977, №4, с. 71-78

7. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: Изд-во МГУ, 1970. 491 с.

8. Артюнова Н.В. Влияние хлоридного и сульфатного засоления на метаболизм аминокислот и полиаминов у растений. А/реф. На соиск. Уч.ст. к.биол.н. Ташкент, 1988

9. Асланиди К.Б., Шалапенок А.А., Карнаухов В.Н., Берестовская Н.Г., Шавкин В.И. Метод определения функционального состояния растений по спектрам флуоресценции хлорофилла. Пущино. 1998. с.44.

10. Ачкеева М.Н., Колмычков Н.С., Морозов И.В. Дороги без соли реальность!?//Наш дом, моя квартира. 2001. №12. С.54-56

11. Баширова Ф.Н. Некоторые показатели промышленного и бытового загрязнения почв в городах Кузбасса. // Охрана природы на Урале. Вып.У. 1966. с.79-83.

12. Баширова Ф.Н. Почвы индустриальных центров Кузбасса и изменение их свойств под влиянием промвыбросов и бытового загрязнения. // Проблемы комплексного изучения географического района и методика краеведческой работы в школе. Новокузнецк. 1970. с.44-46.

13. Баширова Ф.Н. Характеристика почв промышленных городов Кузбасса в связи с озеленением. // Автореф. канд. дисс. Новосибирск. 1075. с.25.

14. Белецкий Ю.Д., Шевякова Н.И., Карнаукова Т.Б. Пластиды и адаптация растений к засолению (науч. доклад). Ростов: Изд-во Ростовского ун-та, 1990.

15. Беликов П.С., Дмитриева Г.А. Физиология растений. М.: Изд-во РУДН. 1992. с.248.

16. Бинеев Р.Г., Хабибулин Ф.Х., Шаряпова А.И., Григорьян Б.Р. Влияние хелатообразователей на поглощение меди растениями. Почвоведение, 1982, №11.с.34-38

17. Бондарев А.Г. Теоретические основы и практика оптимизации физических условий и плодородия почв // Почвоведение, 1994, №11. С.35-42.

18. Бреслер Э., Макнил Б.Л., Картер Д.Л. Солончаки и солонцы. Принципы, динамика, моделирование. Л. Гидрометеоиздат.1987, 300с.

19. Бульботко Г.В., Влияние физических свойств почв на развитие корневой системы яблони. Почвоведение, 1973, №4, с. 65-70

20. Бурков B.H. Влияние противогололедных веществ на окружающую среду// Тез. докл. респ. научн. конф. «Пром. ботан. Состояние и перспективы развития». Киев: 1990.

21. Бурков В.Н. Влияние противогололедных веществ на окружающую среду // Тез. докл. респ. науч. конф. «Пром. ботан. Состояние и перспективы развития». Киев: 1990.

22. Быков М.В. Экономическая целесообразность замены грунта при проведении посадочных работ на магистралях города. Лесной вест-. ник.2002. №4. с. 57-59.

23. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв и грунтов. М.: Высшая школа. 1973. 399с.

24. Воейков А.И. Воздействие человека на природу. Геогрофгиз, 1949.

25. Вознесенский B.C., Зеленский О.В. Семихатова О.А. Методы исследования фотосинтеза и дыхания растений. Л.: Изд-во «Наука» 1965. 306с.

26. Волкова В.Д. Влияние городских условий на некоторые показатели биологического круговорота веществ в травяных экосистемах г.Москвы. Тез. докл. VIII Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов 2001».

27. Воробьева Л.А. Химический анализ почв. М.МГУ, 1998. 217с.

28. Воронин А.Д. Структурно-функциональная гидрофизика почв М.МГУ, 1984.204с.

29. Воронин А.Д. Физика почв, М.: Изд-во МГУ, 1986. 243 с.

30. Воронин А.Д. Энергетическая концепция физического состояния почв. Почвоведение.1990. №5. с.7-19.

31. Герасимова М.И., Строганова М.Н., Можарова Н.В., Прокофьева Т.В. Антропогенные почвы: генезис, география, рекультивация.// Под редакцией академика РАН Г.В. Добровольского. Смоленск: Ойкумена, 2003. 268 с.

32. Горбатенко И.Ю., Онищук И.А., Кривцов Г.Г., Ванюшин Б.Ф. Эли-ситорное и регулирующее рост растений действие хитозана // Известия РАН. Серия биологическая. 1996. №4. С. 402-405.

33. Горбатов B.C., Зырин Н.Г. Адсорбция Zn, Pb, Cd почвой и кислотно-основное равновесие. Вестн. Моск.ун-та. Сер. 17, Почвоведение. 1988. №3. С. 21-32.

34. Громова А. Скользкий вопрос. The Chemical Journal. №2, 2003, 34-35 с. http://tci.rcc.ru

35. Дараб К. Ионная структура почвенных растворов и ее влияние на образование и свойства засоленных почв. Почвоведение. 1980. № 1. с.69-77.

36. Достанова Р.Х. Фенольный комплекс растений при засолении среды. А/реф. дисс. на соиск. уч. ст. д.биол.н., СПб, 1993

37. Завалишин А.А. Почвенный покров // Природа города Москвы и Подмосковья. М., Л.: Изд-во АН СССР, 1947

38. Захарин А.А. Водно-солевой обмен растений при солевом стрессе. А/реф. дисс. на соиск. уч. ст. д.биол.н., М., 1994

39. Захаров С.А. Московский уезд // Материалы по изучению почв Московской губернии. М., 1913. Вып.1.

40. Звягинцев Д.Г. Биологическая активность почв и шкалы для оценки некоторых её показателей. Почвоведение, 1978, №6, с. 48-55

41. Зыкина Г.К. Особенности метода ионометрии при оценке активности ионов в различных типах почв. Почвоведение, 1990, №12, с. 26-36

42. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва-растение. Новосибирск: Наука, 1991.148 с.

43. Кавтарадзе Д.Н. Конструктивно-экологические аспекты сохранения биосферы и урбанизированные регионы. // Автореф. докт. дисс. М.: МГУ. 1993. с.45.

44. Кавтарадзе Д.Н., Николаева Л.Ф., Поршнева Е.Б., Фролова Н.Б. Автомобильные дороги в экологических системах (проблемы взаимодействия). М.: ЧеРо, 1999, 240 с.

45. Калашникова О.В. Влияние противогололедных препаратов на состояние зеленых насаждений. Сборник докладов IV Международной научно-практической конференции «Проблемы управления городской среды». М., Издательство Прима-Пресс-М., 2001. с.267-269.

46. Калашникова О.В. Техногенное загрязнение почв и состояние древесных насаждений в г. Москве. Автореф. канд. дисс. М., 2003. с.20.

47. Классификация и диагностика почв СССР. М.: Колос. 1997. с.223.

48. Классификация почв России. Под ред. Шишов Л.О., Добровольский Г.В. М.: Почвенный институт им. В.В. Докучаева РАСХН. 1997. с.236.

49. Ковда В.А. Биогеохимия почвенного покрова. М.: «Наука», 1985, 263 с.

50. Кораблева Л.И. Агрохимическая характеристика почв поймы реки Москвы // Почвоведение. 1961. №4. С. 30-39

51. Котлов Ф.В. Изменения геологической среды под влиянием деятельности человека. М.: Недра. 1978. с.263.

52. Котлов Ф.В. Изменения природных условий территории Москвы под влиянием деятельности человека и их инженерно-геологическое значение. М. издательство АНСССР,1962, 263стр.

53. Кривцов Г.Г., Лоскутова Н.А., Конюхова Н.С., Хорьков Е.И., Коно-ненко Н.В., Ванюшин Б.Ф. Действие хитозановых элиситоров на растения пшеницы // Известия РАН. Серия биологическая. 1996. №1. С. 23-29.

54. Ладонин Д.В. Соединения тяжелых металлов в почвах — проблемы и методы изучения. Почвоведение.2002. №6. с.682-692.

55. Лазарев А.А. Почвы Серебряно-Прудского района Московской области. М.: Изд-во АН СССР. 1951. 155 с.

56. Ласик Я. Гордиенко С.А. Комплексообразование полисахаридов почвенных бактерий с металлами. Почвоведение. 1977. №4. с.92-98.

57. Лепнева О.М., Обухов А.И. Поступление загрязняющих веществ в снежный покров и почвы городских газонов. Вестн. Моск.ун-та. Сер. 17, Почвоведение. 1988. №3. С. 17-20.

58. Лепнева О.М., Обухов А.И. Тяжелые металлы в почвах и растениях территории МГУ. Вестн. МГУ. Сер.7. Почвоведение. 1987. №1. с.36-42.

59. Лепнева О.М., Обухов А.И. Экологические последствия влияния урбанизации на состояние почв Москвы. Сб.: Экология и охрана окружающей среды Москвы и Московской области. М. 1990. с.63-69.

60. Лысиков А. Б. Изменения химических и фитотоксических свойств почвы сосновых лесов вдоль автодорог. Лесоведение, 2000, № 1, с. 51-55.

61. Лысиков А.Б. Влияние автомагистрали на почвенно-экологические условия сосновых насаждений. Лесоведение. №2, 1996, 73-84 с.

62. Лысиков А.Б. Доклад на комиссии по применению противогололедных солей при министерстве экологии и защиты природной среды правительства Москвы (2002 г.). 6 с.

63. Маслов Б.С., Минаев И.В., Губер К.В. Справочник по мелиорации. М.: Росагропромиздат. 1989. с.384.

64. Меланхолии П.Н., Лысиков А.Б. Изменения лесной растительности и почвы под влиянием Московской кольцевой автодороги. Лесоведение. №4,2002, 53-60 с.

65. Мелиорация почв: Методическое пособие / Составители: Л.Ф.Смирнова, Ю.И.Рыдкин, А.С.Никифорова, Л.И.Абрамова, Н.И.Петрова М.: Изд-во МГУ, 1994, с.40

66. Методические указания по оценке городских почв при разработке градостроительной и архитектурно-строительной документации. М. НИиПИЭГ, 1996. 36с.

67. Минеев В.Г. Агрохимия. М. МГУ, 1990. 485с.

68. Мокроносов А.Т., Гавриленко В.Ф. Фотосинтез. Физико-экологические и биохимические аспекты. Издательство Московского Университета. 1992 г. с.320.

69. Москва: геология и город. Под ред. Осипова В.И. и Медведева О.П. М.: АО «Московские учебники и картолитография». 1997. с.400.

70. Нечаев Е.А. Хемосорбция органических веществ из водных растворов на окислах и металлах: Дис. . д-ра хим. наук. М., 1979. 187 с.

71. Никифорова Е.М., Лазукова Г.Г. гл. Москва. Покровский р-н.//В кн.: Экогеохимия городских ландшафтов. М.: МГУ,1995. С.57-90.

72. Никодемус О.Э., Раманн К.К. Агрохимические исследования почв зеленых насаждений крупных городов. // Сб.: Почвенно-агрохимические исследования в ботанических садах СССР. Апатиты. 1984.

73. О состоянии окружающей природной среды г. Москвы в 1992 г.//Государственный доклад. М., 1993. 166с.

74. О состоянии окружающей природной среды г. Москвы в 1993 гг.// Государственный доклад. Проект. М., 1994. 94 с.

75. О состоянии окружающей природной среды г. Москвы в 1995 г.//Государственный доклад. М.: Москомприрода, 1996. 237с.

76. Обухов А.И., Лепнева О.М. Экологические последствия применения противогололедных соединений на городских автомагистралях и меры по их устранению// Экологические исследования в Москве и Московской области. М.,1990. с. 197-202.

77. Орлов Д.С. Химия почв: М.: Изд-во МГУ, 1985. 375 с.

78. Оценка почв и грунтов в ходе проведения инженерно-экологических изысканий для строительства. М. НИиПИЭГ 2001. 30с.

79. Пакшина С.М., Закономерности движения и распределения солей в почве и пути управления ими. Почвоведение, 1989, №12, с. 102-111

80. Пакшина С.М., Закономерности движения и распределения солей в почве. М. 1994. 138 с.

81. Пакшина С.М., Орунов А.Ш. Количественная оценка дифференциации качественного состава солей по профилю почвы. Почвоведение. 1990. №6, С.93-101.

82. Пинский Д.Л. Ионнообменные процессы в почвах. Пущино, 1997. 166с.

83. Пинский Д.Л., К вопросу о механизмах ионообменной адсорбции тяжелых металлов почвами. Почвоведение, 1998, №11, с. 1348-1355

84. Полевые и лабораторные методы исследования физических свойств и режимов почв: Методическое руководство/Под ред. Е.В. Шеина.-М.: Изд-во МГУ, 2001. 200 с.

85. Полякова Г.А., Гутников В.А. Парки Москвы: экология и флористическая характеристика. М.: ГЕОСДООО. 406с.

86. Полякова Г.А., Малышева Т.В., Флеров А.А. Антропогенное влияние на сосновые леса Подмосковья. М.: Наука, 1981. 144с.

87. Полякова Г.А., Малышева Т.В., Флеров А.А. Антропогенные изменения широколиственных лесов Подмосковья. М.: Наука, 1983. 120с.

88. Полякова Г.А., Ротов Р.А., Швецов А.Н., Каплан Б.М. Напочвенный покров старых усадебных парков, проблемы его охраны и реставрации. //Бюлл. ГБС. Вып. 171, 1995. с.89-94.

89. Полякова Г.А., Швецов А.Н. Сохранение и восстановление напочвенного покрова усадебных парков. // Сохранение и восстановление природно-культурных комплексов Подмосковья. М.: Улисс. 1995.с. 186-190.

90. Полякова И.Б. Медленная индукция флуоресценции листьев растений при разной фотосинтетической активности. Автореф. канд. дисс. М. 2002. с.22.

91. Почва, город, экология //Под общей ред. акад. РАН Г.В. Добровольского. М.: Фонд «За экономическую грамотность», 1997, 320с.

92. Прокофьева Т.В., Седов С.Н., Строгонова М.Н., Каздым А.А. Опыт микроморфологической диагностики городских почв. Почвоведение. 2001. №7. с. 879-890.

93. Пфайффер Э. Плодородие земли его поддержание и обновление Калуга, «Духовное познание», 1994. 302с.

94. Рыдкин Ю.И. Почвенно-мелиоративные изыскания, составление карты и обоснование мелиоративного проекта. М.МГУ, ф-т почвоведения. 1993,40с.

95. Рысин Л.П. Зеленая книга Москвы. М., 2003. 147 с.

96. Самодурова Т.В. Организация борьбы с зимней скользкостью на автомобильных дорогах по данным прогноза. А/реф. На соиск. Уч.ст. к.биол.н. М., 1992

97. Сизов А.П., Медведева О.Е., Клюев Н.Н., Строганова М.Н., Саваев С.Б., Малев И.М. О новом подходе к исчислению размера ущерба, вызываемого захламлением, загрязнением и нарушением городских земель. Почвоведение. 2001. №6. с.732-740.

98. Смагин А.В. Газовая фаза почв. М.: Изд-во МГУ, 1999. 200 с.

99. Смагин А.В. Теория и методы оценки физического состояния почв. //Почвоведение №3, 2003. с.328-341.

100. Смагин А.В., Губер А.К., Шеин Е.В., Мунир Гайз. Разработка почвенных конструкций и режимов орошения озеленяемых городских ландшафтов в условиях аридного климата // Деградация почв и опустынивание. М.МГУ, 1999. С. 470-482.

101. Смагин А.В., Курбатова А.С., Мягкова А.Д., Азовцева Н.А., Степанов A.JL, Смагина М.В. Критерии и методы оценки экологического состояния городских земель. Почвоведение. 2004. с.21 (в печати).

102. Смагин А.В., Н.Б. Садовникова, Мизури Маауиа Бен Али, Определение основной гидрофизической характеристики почв методом центрифугирования. Почвоведение, 1998, №11, с.1362-1371

103. Смагин А.В., Садовникова Н.Б, Смагина М.В., Глаголев М.В. и др. Моделирование динамики органического вещества почв. М. МГУ. 2001. 120с.

104. Смагин А.В., Садовникова Н.Б., Хайдапова Д.Д., Шевченко Е.М. Экологическая оценка биофизического состояния почв. М.: Изд-во МГУ, 1999. 48 с.

105. Стома Г.В. Некоторые физические свойства корнеобитаемых горизонтов почв городских территорий. Труды Всероссийской конференции: «Фундаментальные физические исследования в почвоведении и мелиорации». М.: МГУ. 2003. с.120-121.

106. Стома Г.В. Особенности биологического круговорота веществ в экосистемах городских территорий. Тез. «Материалы международной конференции «Функции почв в биосферно-геосферных системах». М. 2001. с.235-236.

107. Стома Г.В. Сементовская К.В. К вопросу о возможных путях эволюции почв в городских условиях. В книге «Проблемы эволюции почв». Пущино. 2001. с. 194-195.

108. Строганова М.Н. Городские почвы: генезис, систематика и экологическое значение (на примере г.Москвы). Автореф. дисс. доктора биологических наук. М. 1998. с.72.

109. Строганова М.Н., Агаркова М.Г. Городские почвы: опыт изучения и систематики (на примере почв юго-западной части г. Москвы). Почвоведение. 1992. №7.С. 16-23.

110. Строганова М.Н., Мягкова А.Д., Прокофьева Т.В. Роль почв в городских экосистемах. Почвоведенье. 1997. №1. с.96-101.

111. Судницын И.И. Движение почвенной влаги и водопотребление растений. М.6 Изд-во Моск. Ун-та. 1979. 255с.

112. Судницын И.И. Экологическая гидрофизика почв. М. МГУ. 1995. 80с.

113. Судницын И.И. Экологическая гидрофизика почв. Часть I: Гидрофизические свойства почв и методы их исследования. Дубна: Международный университет природы, общества и человека «Дубна», 1999. 108 с.

114. Судницын И.И., Зайцева Р.И., Никитина И.С. Влияние солей почвенного раствора на доступность влаги всходам ячменя. Вестн. МГУ. Сер.7. Почвоведение. 2001. №1. с.43-47.Моск.,2001.

115. Тарасевич Ю.И., Овчаренко Ф.Д. Адсорбция на глинистых минералах. Киев: Наукова Думка, 1975. 350 с.

116. Тихонов А.Н. Молекулярные преобразователи энергии в живой клетке. Соросовский образовательный журнал. 1997. № 7. с. 10-17.

117. Тихонов А.Н. Регуляция световых и темновых стадий фотосинтеза. Соросовский образоватьльеый журнал. 1997. №11. с. 8-15.

118. Тихонов А.Н. Трансформация энергии в хлоропластах — энер го преобразующих органеллах растительной клетки. Соросовский образовательный журнал. 1996. №4. с.24-32.

119. Тонконогов В.Д., Шишов JI.JI. О классификации антропогенных преобразованных почв. Почвоведение. 1990. №1. с.72-79.

120. Тяжелые металлы и радионуклиды в агроэкосистемах. М.: Наука, 1994. 292 с.

121. Федоровский Д.В. Поступление воды и питательных веществ в растения при низкой влажности почвы и высоком осмотическом давлении почвенного раствора // Труды Почв, ин-та им. Докучаева. 1953. Т. XL I. С. 5-70.

122. Ферсман А.Е. Геохимия, т.2, Л., ОНТИ,1934.

123. Физические и химические методы исследования почв. М: Изд-во МГУ, 1994. 152 с.

124. Физические условия почвы и растение. М. Изд-во Ин. Лит-ры. 1955. 568 с.

125. Фотосинтез и биопродуктивность: методы определения/ Пер. с англ. Н.Л. Гудскова, Н.В. Обручевой, К.С. Спекторова, С.С. Чаяновой; Под ред. И с предисл. А.Т. Мокроносова, М.; ВО «Агропромиздат», 1989.460 с.

126. Фотосинтез, т.1, под ред. Говинджи. 1987. Москва «Мир», с.732.

127. Хитров Н.Б. Всероссийская конференция «Устойчивость почв к естественным и антропогенным воздействиям». Почвоведение.2003. №3. с.370-376.

128. Хитров Н.Б.Методы исследования ионно-солевого состава почвы в мелиоративных целях. В сборнике Проблемы почвоведения: Советские почвоведы к XIV Международному конгрессу почвоведов. М.: Наука, 1990. с.243-249.

129. Хомяков Д.М., Умаров М.М., Костина Н.В., Дурихина Н.В., Искан-дарян Р.А. Доклад на тему: «Разработка новых противогололедных реагентов и технологий их применения в условиях города». 2002. с.47.

130. Цветкова М.В. Оценка состояния лесонасаждений Московского региона. Лесной вестник. 2003. №1. с.65-66.

131. Черноусенко Г.И., Ямнова И.А., Скрипникова М.И. Антропогенное засоление почв Москвы. Почвоведение, 2003, № 1.С. 97-105.

132. Черноусенко Г.И., Ямнова И.А., Скрипникова М.И., Борисочкина Т.И. О засолении и загрязнении почв тяжелыми металлами юго-восточного округа Москвы.//Доклад РАСХН. 2000

133. Четвериков А.Г., Гачковский В.Ф. Влияние водного дефицита и солевого стресса на системы энергообеспечения у хлопчатника. Вестн. МГУ. Сер. Биологическая. 1990. №4. с.532-541.

134. Чижевский Г. Почвы Московской области и пути повышения их урожайности. М.: Моск. рабочий, 1936. 52

135. Шпольский Э.В. Атомная физика. 6 изд. т.1. М. 1974.

136. Якубов Х.Г., Седова Н.Б. Экологические проблемы применения противогололедных смесей и засоление почв (последствия для зеленых насаждений). // Качество городской среды. Изд-во «Прима-Пресс-М». 2002 г. с.З.

137. Bockheim J.G. Nature and properties of highly disturbed urban soils. // Philadelphia, Pennsylvania. 1974. Paper presented before Div. S-5, Soil Science of America, Chicago, Illinois.

138. Brack H.P. Tirmizi S.A. Rizen W.M. Polimer. V.38. iss 10. 1997. p.2351-2362.

139. Breckle S.-W., Scheck-Hoffmann A. Streusalzwirkungen am Auto-bahnrand. // «Verh. Ges. Okol. Bd. 13.13. Jahrestag., Bremen, 25 Sept.-l Okt., 1983». Gottingen 1985, P.657-663.

140. Bridges E.M. Soils in the urban jungle. //Geographical magaz., 1989. 61, P.l-4.

141. Brod H.-D. Risiko-Abschatzung fur den Einsatz von Tausalzen// Verker-stechnik Hett, 1995, v. 12

142. Craul P.G. Urban soils in landscape design. 1992. 396 p.

143. HarteJ., Holden C., Schneider R., Shirely C. "Toxics A to Z" a Guide to Every Day Pollution Hazards. Berkley; Los Angeles; Oxford: Univ. Calif. Press. 1991. 680p.

144. Hsu Martha Т. Roadside deicing chemical accumulation after 10 years. / «Transp. Res. Rec.» //1984. №969. P.36-40.

145. Kreutzer K. Bodenkundliche Aspecte der Streusalzanwendung. // «Eur. J. Forest Pathol.» //1974. 4. № 1. P.39-41.

146. Kuen Yong Lee, Won Ho Jo. Physicocemical characteristics of self-aggregates of hydrophobically modified chitosans // Langmuir. 1998. №14. 2329-2332.

147. Letey J. Relationship between soil physical properties and crop production//Advances in Soil Sci. Springer-Verlag N.Y. 1985. P.277-294.

148. Maas E.V., Hoffman G.J. Crop-salt tolerance evaluation of existing data -J. Irrig. Drain. Div., 1977. v.103. p.l 15-134.

149. Muzzarelli R.A.A. Rocchetti R. Carbogidrate Polymers. 1985 v.5. №4. p.165-170.

150. Piron E. Accominotti M. Domard A. Interaction between chitosan and uranyl ions. Role of physical and physicochemical parameters on the kinetics of sorption // Langmuir. 1997. №13. 1653-1658.

151. Sachs I. Ein Beitrag zur Kenntniss der Ernahrungstatigkeit der Blatter. 1884.Arb. Bot. Inst., Wurzburg, Bd. 3, H.l, SS. 1-33

152. Scofield C.S. Pecos River joint investigation: Reports of participating agencies. US National Resources Planning Broad, Washington, DC. 1942. p. 263-334

153. Semoradova E. The effect of the doses and kinds of road salts on the soil.//Sci. agr. bohemosl. 1984. 16. №2. P. 89 -106.

154. Vink A.P.A. Landscape ecology and Land use // London and New York, 1983 P.264.

Информация о работе

Азовцева, Наталья Анатольевна
кандидата биологических наук
Москва, 2004
ВАК 03.00.27

Диссертация

Влияние солевых антифризов на экологическое состояние городских почв - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы