Влияние угледобывающего комплекса "Каражыра" на содержание химических элементов в системе "почва-растение"

Евлампиева, Елена Петровна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Влияние угледобывающего комплекса "Каражыра" на содержание химических элементов в системе "почва-растение"
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Влияние угледобывающего комплекса "Каражыра" на содержание химических элементов в системе "почва-растение""

□03462818

На правах рукописи

ЕВЛАМПИЕВА ЕЛЕНА ПЕТРОВНА

ВЛИЯНИЕ УГЛЕДОБЫВАЮЩЕГО КОМПЛЕКСА «КАРАЖЫРА» НА СОДЕРЖАНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В СИСТЕМЕ «ПОЧВА-РАСТЕНИЕ»

03.00.16 - Экология

Автореферат

диссертации па соискание ученой степени кандидата биологических наук

11овоспбпрск 2009

003462818

Работа выполнена в Республиканском государственном казенном предприятии Семипалатинский государственный педагогический институт

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор Минин Михаил Семенович

Официальные оппонен ты:

доктор биологических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ Наплекова Надежда Николаевна

доктор биологических наук, профессор Пузанов Александр Васильевич

Ведущее учреждение: Учреждение российской Академии наук

Институт почвоведения и агрохимии СО РАН

Защита состоится « $Jb » </ЛЩ)№й/ 2009 г. в часов на

заседании диссертационного совета Д 221).048.03 при ФГОУ ВПО Новосибирский государственный аграрный университет по адресу: 630039, г. Новосибирск, ул. Добролюбова, 160.

Телефон/факс: (383) 264-29-34, e-mail: norge@ngs.m

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО Новосибирский государственный аграрный университет н на сайте НГАУ www.nsau.edu.ru

Автореферат разослан (^Zb^Q JUZ/l

009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Марешсов В.Г.

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Рост экономики Восточного Казахстана п значительной степени зависит от развития угледобывающей промышленности, которое сопровождается увеличением загрязнения природной среды, формированием геохимических аномалий химических элементов, прежде всего тяжелых металлов (ТМ), содержащихся в повышешгых количествах во вскрышных породах и угле. При этом высокие концентрации химических элементов способны оказывать негативное воздействие на все компоненты биосферы, в том числе на почвы и растения, от которых зависит величина, минеральная полноценность и экологическая безопасность растительной продукции, употребляемой животными и человеком.

Для разработки стратегии рационального природопользования и мероприятий по охране объектов окружающей среды Восточно-Казахстанской области актуальны научные исследования, расширяющие и уточняющие представления о негативном воздействии па компоненты биосферы деятельности угольной добычи на месторождении «Каражыра», отмеченного ранее (Панин, 1999). В связи с этим важное значение имеет изучение элементного химического состава вскрышных пород и угля месторождения, их летучих компонентов, почв и растений, а также валового содержания и концентрации подвижных форм приоритетных ТМ в почвах, их поведения в системе «почва-растение» и особенностей аккумуляции в разных видах растений.

Цель исследования. Изучение и экологическая оценка элементного химического состава иоллютантов, почв и растений, поведения приоритетных тяжелых металлов в системе «почва-растение» в зоне влияния угледобычи на месторождении «Каражыра».

В задачи исследования входило:

- изучение и экологическая оценка химического состава вскрышных пород и угля месторождения «Каражыра»;

- исследование загрязнения атмосферы про душами угледобычи по содержанию химических элементов в снежном покрове;

- экологическая оценка валового содержания химических элементов в почвах в зоне воздействия на окружающую среду открытой угледобычи;

- определение пространствешюго изменения валового содержания и концентрации форм соединений приоритетных ТМ - Cu, Zn, Pb, Cd в почвах;

- изучение особенностей накопления ТМ в доминантных видах растений {Artemisia marschaliana, Parmelia vagans), определение их биогеохимических индикационных и экологических показателей.

Научная новизна работы. Впервые проведено сопряженное исследование валового содержания широкого перечня химических элементов во вскрышных породах и угле, атмосферных выпадениях, почвах и растениях. Определены формы соединений приоритетных ТМ - Cu, Zn, Pb, Cd в почвенном покрове санитарно-защигной зоны месторождения. Распределение 'ГМ в растительном покрове и их поведение в системе «почва-растение» зависит от расстояния и направления от контура угледобывающего разреза. Между содержанием элементов в почвах и растениях установлена положительная корреляция. Дана оценка эколого-биогеохимической обстановки на исследуемой территории, проведено её экологическое картографирование.

Теоретическая и практическая значимость. Выявленные закономерности распределения химических элементов во вскрышных породах, угле, снеге, почвах

и растениях, подвижные и доступные растениям формы тяжелых металлов в атмосферных выпадениях и почвах служат теоретической основой для биогеохимической и экологической оценки территорий нарушенных угледобычей. Полученные данные и составленные картосхемы, отражающие уровни накопления химических элементов в почвенном и растительном покровах месторождения, должны учитываться при организации мониторинговых исследований, разработке стратегии рационального природопользования и рекультивации, установлении границ сани-тарно-защитной зон. Они обеспечат научную обоснованность оценки воздействия угледобычи на компоненты природной среды, повысят социально-экономическую эффективность принимаемых решений по минимизации воздействия угледобычи на неё.

Результаты исследования включены в учебный процесс Семипалатинского государственного педагогического института на факультете естественных наук при чтении лекций для студентов и магистрантов специальностей «Экология», «Химия», «Биология», «География» по следующим дисциплинам: «Экология», «Экология и природопользование», «Мониторинг окружающей среды», «Тяжелые металлы в окружающей среде», «Химическая экология», «Экология почв», «Экология Казахстана» и «Промышленная экология».

Апробация работы. Результаты исследований, изложенные в диссертации, представлены и обсуждены на следующих научных конференциях: на II, III, IV и V Международной научно-практической конференции «Тяжелые металлы и радионуклиды в окружающей среде» (Семипалатинск, 2002, 2004, 2006, 2008), на VII Международной экологической студенческой конференции «Экология России и сопредельных территорий. Экологический катализ» (Новосибирск, 2002), на III Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы экологии» (Караганда, 2004), на 59-ой Республиканской научной конференции молодых ученых «Актуальные вопросы современной биологии и биотехнологии» (Ал-маты, 2005), на V Международной биогеохимической школе «Актуальные проблемы геохимической экологии» (Семипалатинск, 2005), на Международной конференции «Ядерная энергетика Республики.Казахстан» (Курчатов, 2007), а также на ежегодных внутривузовских конференциях для преподавателей и студентов Семипалатинского государственного педагогического института (Семипалатинск, 2004-2008 гг.).

Публикации результатов исследования. Материалы диссертации изложены в 26 публикациях в сборниках материалов конференций, симпозиумов и совещаний, в 4 статьях в журналах ВАК «Химия в интересах устойчивого развития», «Поиск», «Вестник Павлодарского государственного университета им. С. Торай-гырова», «Вестник Томского государственного университета».

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Вскрышные породы, угли, снежный покров месторождения «Каражыра», характеризующиеся специфическим геохимическим составом, способны оказывать воздействие на содержание элементов в почвах и растениях.

2. Степень загрязнения почв и растений на территории месторождения неодинакова. Она определяется уровнем запыленности атмосферы частицами вскрышных пород и угля и преобладающим направлением их воздушной миграции, природными ландшафтно-геохимическими особенностями территории и её техногенным нарушением.

3. Содержание и соотношение форм химических соединений ТМ в техно-

генной пыли и почвах меняется с удаленностью от источника загрязнения и оказывает влияние на накопление металлов в растениях.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 162 страницах, включает 35 таблиц, 29 рисунков. Состоит га введения, 3 глав, выводов, научно-практических рекомендаций и приложений. Список литературы включает 220 источников, в том числе 23 на иностранных языках.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ АККУМУЛЯЦИИ, МИГРАЦИИ И НОРМИРОВАНИИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПРИРОДНЫХ ОБЪЕКТАХ (обзор литерату ры)

Приводится обзор данных литературы о биологической роли и токсикологическому действию ТМ на живые организмы, об основных источниках загрязнения химическими элементами окружающей среды. Рассматривается прямое и косвенное влияние угледобывающего производства на биосферу. Обсуждается поступление и распределение элементов и почвах и растениях и нормирование их содержания.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Полевые исследования проводились в зоне воздействия угольного месторождение «Каражыра», расположенного в 130 км к юго-западу от г. Семей Восточно-Казахстанской области Республики Казахстан на землях бывшего испытательного ядерного полигона. На месторождении'открытым способом ежегодно добывается 4,7 млн. тонн угля, средней зольностью 15,7%. При добыче и переработке угля в атмосферу выбрасывается 592,63 т/год загрязняющих веществ, разносимых ветром на прилегающие территории.

Объектами исследования послужили: 1) отвалы вскрышных пород (51 проба) и угля (46 проб); 2) снег (48 проб); 3) почвы (190 проб); 4) растеши (270 проб). Пробы отбирались согласно ГОСТам 11022-90, 10742-71, 5681-84, 17.42.01.81 и методическим рекомендациям.

Для изучения пространственного изменения элементного химического состава почв было отобрано 280 почвенных проб из слоя 0-20см, в зависимости от удаления от угольного разреза в соответствии с розой ветров радиально по 8 маршрутным направлениям на расстоянии от 250 до 5000 м от источника загрязнения. Фоновые образцы почв, растений и снега взяты со стороны противоположной преобладающему направлению ветров, на расстоянии 60 км на восток от границ разреза.

Сопряженно с почвами отбирались пробы доминантных видов растений: полынь вида Artemisia marschaliana (семейство Астровых) и напочвенный лишайник с листоватым талломом Parmelia vagans (пармелия блуждающая). .

Валовое содержание 28 макро- и микроэлементов во вскрышных породах и почвах, золе угля и растений измерялось количественным методом атомно-эмиссиошюй спектрометрии с применением дугового аргонового двухструйного плазмотрона Д111-50 и спектрографов ДФС-8 и ИСП-28. Чувствительность метода для определяемых элементов составила 1х10~5 -1x10"6 %.

Содержание химических элементов в жидкой и твердой фракциях снежного покрова определяли методом атомной абсорбции на спектрофотометре с электротермическим анализатором HGA-74 и дейтериевым корректором фона. Чувствительность - 0,0002 г/т.

Определение физико-химических свойств почв проводили в соответствии с общепринятыми методами исследований (Аринушкина Е.В., 1970; Агрохимические методы исследования почв, 1975). Буферность почв по отношению к тяжелым металлам оценивали согласно градации, разработанной В.Б. Ильиным (1995).

Содержание Zn, Си, РЬ и Cd в потаенных и растительных образцах после сухого озоления определяли фотоколориметрическим химическим дитизоновым методом Г.Я. Ринькиса (1963,1987).

Экспериментальные данные обработаны вариационно-статистическими методами по руководству Н.А. Плохинского (1970) с использованием программы Microsoft® Excel. Карты-схемы составлены с помощью программы Maplnfo Professional Version 5.0.

Для оценки накопления тяжелых металлов в исследуемых компонентах использовались следующие эколого-геохимические показатели: кларк концентрации (Кк) - отношение валового содержания элемента в изучаемом объекте к его кларку в земной коре; коэффициент концентрации (Кс) - отношение содержания элемента в изучаемой почве к его количеству в почве на фоновой территории; коэффициент опасности (К0) - отношение содержания элемента в почве к его предельно допустимой концентрации (ПДК); суммарные показатели загрязнения (Zc и Z0 по Ю.Е. Саету и др., 1990) - аддитивная сумма превышений коэффициентов концентраций Кс (опасности К0) химических элементов над единичным (фоновым) уровнем; коэффициент биологического поглощения (КБП по А.И. Перельману) - отношение концентрации элемента в золе растений к его кларку в земной коре; коэффициент накопления (К„) или индекс аккумулятивной биоиндикации - отношение концентрации элемента в растеши к его содержанию в почве; фактор биологической доступности (BF - bioavailability factor, по JI.B. Переломову и др., 2005) -отношение всех концентраций подвижных форм к общей концентрации элемента; коэффициент биогеохимической активности (БХА по А.Д. Айвазян и др., 1979) -отношение суммы КБП катионогенных и анионогенных элементов к числу соответствующих суммированных элементов.

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 3.1. Экологическая оценка компонентов угледобычи и природной среды 3.1.1. Содержание химических элементов во вскрышных породах

Во вскрышных породах разреза «Каражыра» среднее валовое содержание химических элементов, с учетом классов экологической опасности, убывает в следующем порядке (мг/кг): I класс опасности (высокотоксичные) - Р (870,0) > As (15,0) > РЬ (10,5) > Be (1,5) > Se (0,5) > Cd (0,3) > Hg (0,1); II класс опасности (умеренно-токсичные) - F (311,0) > Zn (93,0) > V (74,0) > Cr (65,0) > Ni (43,0) > Cu (39,0) > Со (16,0) > Mo (2,5) > Sb (0,5); III класс (малотоксичные) - Ti (3300,0) > Mn (790,0) > Ba (260,0) > Zr (165,0) > Sr (80,0) > Li (14,4) > Sn (1,2); IV класс (yc-ловно-токсичные) - Y (24,0) > Se (15,0) > Ga (11,0) > Nb (9,0) > Ag (0,7).

Экологическая оценка среднего валового содержания элементов во вскрышных породах указывает на то, что оно ниже ПДК для почв. Но расчет кларков концентрации (Кк) показал, что количество некоторых элементов во вскрышных породах карьера превышает кларк их в земной коре: кадмий - в 17,7; мышьяк - в 5,2; ртуть - в 18,1; селен-в 20,8; молибден-в 2,1; сурьма-в 2,0; серебра - в 12,8 раза. Эти элементы способны образовывать техногенные геохимические аномалии при загрязнении природной среды пылеватыми частицами вскрышных пород.

К элементам, превышающим ПДК почв, относятся мышьяк (Коф - 0,8, Коыако - до 2,5), цинк (Коср - 0,93, Комакс - 8,0) и кобальт (Ко^ - 0,2, Комакс - до 1,2), марганец (Коср - 0,5, Коыакс - до 1,3). Суммарный показатель загрязнения (7х) изменяется для пород от 1 до 9,5, составляя в среднем - 1,4, что свидетельствует о ншком уровне опасности за1рязнения пород отвалов.

В результате проведенных работ получена достаточно полная эколого-геохимическая характеристика вскрышных пород месторождения. В региональном геохимическом плане вскрышные породы обогащены мышьяком, селеном, кадмием, молибденом и серебром, по значительного их рассеяния из вскрышных пород месторождения пока не происходит. Но при складировании пород в отвалы возможно распыление с рассеиванием токсичных элементов в воздух, почвы, что будет способствовать поглощению их растениями.

3.1.2. Содержание химических элементов в углях

В угле разреза «Каражыра» среднее каловое содержание изученных макро- и микроэлементов не превышает ПДК почв, а бериллия, ртути, олова и серебра находится ниже 1 мг/кг. Относительно среднего количества элементов в углях мира (Клер В.Р., 1975), в угле разреза больше: ртути - в 3,4; фосфора - в 2,3; кобальта, никеля и хрома - в 2,0; меди - в 4,1; кадмия - в 4,5 раза.

По величине коэффициента концентрации элементов в каражыринском угле относительно их содержания в углях месторождений мира элементы образуют следующий убывающий ряд: Бс (4,5) > Си (4,1) > Щ (3,4) > Р (2,3) > № (2,0) > Со (1,9) > Сг (1,8) > ЫЬ (1,2) > Бг = Бп (1,1) > V (1,0) > У (0,8) > 2п = 1л (0,7) > Мп = 14 (0,6) > Мо = Ва = = Ая (0,5) > Ве (0,4) > РЬ = Оа (0,2).

При расчете кларков концешраций (Кк) выявлено, что в угле разреза в основном накапчиваются ртуть (Кк = 2,0) и сурьма (Кк = 2,2), что соответственно в 24,1 и в 8,8 раза выше их кларка в земной коре.

В целом, несмотря на геохимически аномальное содержание некоторых элементов, угли месторождения с экологической точки зрения могут считаться нетоксичными и удовлетворяющими требованиям «Инструкции..., 1987».

3.2. Загрязнение снегового покрова угольного мссторояздсппя

Оценка загрязнения снега химическими элементами разных классов опасности показала, что по количеству их в атмосферных выпадениях (в т/год) они образуют следующий убывающий ряд: И (423,37) > Р (216,77) > Мп (75,51) > Ва (67,66) > 7,п (36,04) > Эг (29,28) > Ъх (17,60) > Б (16,20) > V (8,00) > Си (8,01) > Аэ (4,52) > РЬ (3,96) > Сг (3,94) > № (2,88) > У (2,30) > Оа (1,42) > Со (¡,36) = Ы (1,36) > 5п (1,25) > ЫЪ (1,12) > Эс (0,71) > Яе (0,38) > Ве (0,23) > Мо (0,18) > Щ (0,03) > Ag (0,01).

Среди элементов I класса опасности, наибольшим накоплением в снеге, как информативном объект-индикаторе техногенного захрязнения атмосферы, отличается фосфор, а наименьшим - ртуть. Из элементов II класса - сильнее других концентрируется в снеге цинк, а слабее - молибден. Среди элементов III и IV класса в снеге активно накапливаются титан и иттрий, а пассивно - олово и серебро соответственно.

В снеговом покрове изученной территории химические элементы в основном находятся в твердофазных (пылевых) выпадениях, в которых их концентрация выше, чем в снеговой воде. Наибольшие различия между элементами, находящимися в твердой и водорастворимой фракциях снега обнаружены для селена, ртути

и мышьяка, достигающих 6552, 5000 и 4520 раз соответственно, а наименьшие -для фосфора -1,6, цинка - 7,3 и меди - 9,7 раза.

Интенсивность пылевых выпадений в районе углеразреза варьирует в широких пределах от 0Д4><10"6 до 0,21 *10"г т/км2-сут. Минимальные выпадения отмечены на западе, юго-западе и юго-востоке от разреза, где и были выбраны фоновые участки. Увеличение же количества пылевых выпадений наблюдается к северу и северо-востоку от территории угледобычи. ,

■ В среднем на 1 км2 территории разреза выпадает 0,04><10"2 т пыли в сутки, что согласно «Методическим рекомендациям по оценке загрязнения атмосферного воздуха населенных пунктов металлами по их содержанию в снежном покрове и почве», свидетельствует о среднем уровне загрязнения снежного покрова.

В пыли па территории разреза концентрации химических элементов в несколько раз превышают их содержание в пыли на фоновых территориях: медь - в 6; ртуть - в 5,4; хром - в 5,1; кадмий - в 4,8: свинец и ванадий - и 4,2; бериллий - в 3,9; никель - в 3,6; олово - в 3,0; цинк, кобальт и стронций - в 2,9; молибден - в 2,6; марганец - в 1,6 раза.

Расчеты суммарного показателя загрязнения' - 2с показали, что'по концентрации металлов в пыли снегового покрова, район разреза относится к территориям с низким уровнем загрязнения (7х 40,1), средние уровни загрязнения (гс74,2 и 66,0) отмечаются только на западе и севере санигарно-защитной зоны (СЗЗ) предприятия.

Химические элементы, растворенные в снеговой воде, составляют 11,2 % от суммарного количества выпадений со снегом. Причем основная роль в водорастворимой массе (%) принадлежит фосфору - 80; титану - 4,5; цинку и марганцу -по 4,2; стронцию - 2,7; барию - 1,5 и цирконию - 1,1. Количество остальных определяемых элементов составляет менее 1,0 %. Следовательно, со снеговой водой в окружающую среду поступают умеренно-токсичные и малотоксичные элементы и лишь отчасти высокотоксичные и условно-токсичные элементам.

На изученной территории в снеговой воде наблюдается увеличение содержания меди, свинца, фосфора с юга на север, в то же время как максимальные концентрации цинка и селена в ней отмечены на юге и у пос. Балапан. По величине Ъй снеговые воды в основном соответствует допустимому уровню загрязнения (¿с - до 64,0), лишь на крайнем северо-востоке зафиксирована умеренная степень загрязнения вод (¿с - 75,8).

Таким образом, судя по загрязнению снегового покрова района разреза «Ка-ражыра», он относится к территориям с низким уровнем загрязнения.

3.3. Химические элементы в почвенном покрове СЗЗ месторождения

3.3.1. Валовое содержание химических элементов в почвах

Почвенный покров изученной территории представлен разными родами и видами светло-каштановых почв, а также луговыми почвами и солонцами: светло-канггановые маломощные (17,1 %), светло-каштановые среднемощные (42,9 %), лугово-светло-каштаповые (8,6 %), луговые светло-каштановые (2,8 %) солонцы светло-каштановые мелкие (28,6 %). Для этих почв характерно низкое содержание гумуса - от 1,1 до 3,3 % (в среднем 1,7 %), широкое варьирование содержания физической глины - от 11,4 до 80,9 (39,7%) и величины рН от 6,1 до 9,5 (7,7), сумма поглощенных оснований - от 4,2 до 6,9 (5,4) мг-экв на 100 г почвы, сумма полу-

торных оксидов железа и алюминия - от 2,8 до 3,6 (3,0) %, содержание илистой фракции - от 8,15 до 12,11 (10,43 %). Буферная емкость пота - средняя.

В почвах месторождения «Каражыра» валовое содержание химических элементов варьирует в широких пределах и несущественно отличается от их количества в фоновых почвах, за исключением цинка, среднее содержание которого здесь превышает фон в 2,9 раза (табл. 1). По сравнению со кларком в почвах мира в почвах угольного месторождения повышено содержание селена (Ксср. - 50,0; Ксмакс. - 150,0), ртути (4,0; 22,0), меди (2,0; 4,0), фтора (1,8; 3,4), свинца (1,5; 4,0), марганца = бария (1,2; 2,4) и понижено содержание фосфора, хрома, бериллия, кобальта (Кс <1,0).

В целом содержание элементов в почвах месторождения не превышает их ПДК в почвах, но иногда отдельные элементы встречаются в количествах, превышающих ПДК, на пример мышьяк - до 80 мг/кг - 4,0 ПДК.

Величина суммарного загрязнения (Zc) почв но ТМ уменьшается по мере удалештя от разреза по всем направлениям. Она максимальна на расстоянии 250500 м от контура разреза (Zc=l 1,9), а минимальна - 3-5 км (Zc=6,0).

Основная часть почв зоны воздействия разреза «Каражыра» имеет допустимый - низкий и средний (Zc - до 10) уровень загрязнения, а по величине'показателя опасности загрязнения относится к фоновым (Zo < 1,2) и низко загрязненным (Zo - от 1,2 до 1,5) территориям.

3.3.2. Валовое содержание приоритетных тяжелых металлов в почвах

В почвах СЗЗ (250-750 м от контура разреза) валовое содержание приоритетных ТМ варьирует в широких пределах (табл. 2) и составляет в среднем (мг/кг):' цинк - 118,9, медь - 84,4, свинец - 53,6 и кадмий - 3,16, что выше чем в фоновых почвах в 4,3, 2,8, 4,0 и 4,7 раза соответственно. Среднее содержание ТМ в почвах месторождения превышает их кларк в почвах мира: по цинку - 1,6, меди - 3,0; свинцу - 3,4 и кадмию - в 4,0 раза.

В зависимости от удаленности от разреза, в загрязненных почвах уменьшается величина превышения среднего содержания приоритетных ТМ над их количеством в фоновых почвах: на расстоянии 250 м превышение достигает по цинку -! 5,8, меди - 2,6, свинцу - 5,9 и кадмию - 6,7 раза; 500 м - 3,6; 1,3; 3,1 и 3,6 раза; 750 м - 3,6; 1,4; 2,7 и 3,3 раза; 1000 м - 3,2; 1,1; 2,4 и 3,0 раза; 1500 м - 2,4; 1,0; 1,7 и 2,1 раза соответственно. На расстояниях 3000 и 5000 м от месторождения со-! держание ТМ в почвах соответствует фоновым значениям. В целом по мере уда-! ления от источника загрязнения наблюдается закономерное уменьшение количества ТМ в почвенном покрове по его периметру.

Максимальное загрязнение ТМ почв встречается в северном и северозападном направлениях, а минимальное - в восточном. Это объясняется расположением на севере погрузочного пандуса угля и северного отвала вскрыши, а также преобладающим направлением воздушных потоков - на север.

С удаленностью от контура разреза отмечено изменение коэффициентов варьирования (Cv) содержания ТМ в почвах (табл. 2). Так, Cv цинка увеличивается в 9 раз по мере удаления от угольного разреза (от 250 до 1500 мм) и уменьшения его содержания в почвах. Cv меди и кадмия, напротив, уменьшается в 8 и 4 раза соответственно. Cv свинца значительно (в 9 раз) увеличивается до расстояния 1500 м от контура разреза, затем снижается: Такой характер варьирования содержания

элементов в почвах, вероятно, обусловлен процессами конвенции воздушных потоков и образованием локальных очагов загрязнения.

При расчетах кларков концентрации (Кк) установлено высокое накопление кадмия в почвах (Кк=15,4) (табл. 3). В то же время отмечено, что цинк, медь и свинец; не образуют в почвах значительных геохимических аномалий, а их средние содержания в почвах СЗЗ не превышает ОДК (табл. 3). Исключением явился кадмий. Его коэффициент концентрации (Кс) в почвах достигает 4,5. По коэффициенту опасности (К0) превышение ПДК по ТМ не наблюдалось.

Расчет предельно допустимого уровш (ПДУ) ТМ в почвах (по В.Б. Ильину) составил: для цинка - 274, меди - 305, свища - 133, кадмия - 6,7 мг/кг. Превышений ПДУ приоритетных ТМ в почвах СЗЗ углеразреза не выявлено.

Таблица 1 - Содержание химических элементов в светло-каштановых почвах

угольного месторождения «Каражыра», мг/кг (п=190)

Элемент Среднее содержание в почве (X) 1ип ПДК почв (ЮокеА., 1980) Фон Кларк в почвах мира (Виноградов А.П., 1957)

I. КЛАСС - ВЫСОКОТОКСИЧНЫЕ

Бериллий 2,0 0,2-4,0 50 2.1 6,0

Кадмий 0,3 0,2 - 2,0 3 0,7 0,5

Мышьяк 5,0 2,0 - 80,0 20 13,0 5.0

Ргуть 0.04 0,04 - 0,2 1 0,06 0,01

Селен 0.5 0.5-1,5 4 0,5 0,01

Свинец 15,0 5,0 - 40,0 32* 13.3 10,0

Фосфор 600.0 500,0- 1000,0 - 550,0 800,0

И. КЛАСС - УМЕРЕННО-ТОКСИЧНЫЕ

Ванадий 95,0 20,0- 120,0 150 88,0 100,0

Кобальт 18,0 8,0 - 30,0 100 16,0 80,0

Медь 40,0 20,0 - 80.0 100 30,5 20,0

Молибден 1,5 1,0-5,0 5 1,5 2.0

Никель 37,0 60,0 - 80,0 100 35,0 40,0

Сурьма 0.5 0,2 - 2,0 4 0,3 -

Фтор 350,0 300,0 - 680,0 500 390,0 200,0

Хром 60,0 20,0 - 150,0 100 63,0 200,0

Цинк 80,0 30,0- 120,0 300 27,4 50,0

III. КЛАСС - МАЛОТОКСИЧНЫЕ

Цирконий 210,0 100,0 - 500,0 300 175,0 300.0

Марганец 1000,0 300,0 - 2000,0 1500 830,0 850,0

Барий 580,0 300,0- 1200,0 - 600,0 500,0

Стронций 220.0 100,0-2500,0 - 260,0 300,0

Титан 5000,0 2000,0 - 8000,0 5000 3500,0 4600,0

Литий 20,0 10,0 - 30,0 - 26,0 30,0

Олово 2,3 2,0 - 20,0 50 2,8 10,0

IV. КЛАСС - УСЛОВНО-ТОКСИЧНЫЕ

Серебро 0,1 0,05-0,3 - 0,09 0,1

Галлий 10,0 5,0 - 20,0 - 13,0 30,0

Скандий 14,0 8,0 - 30,0 - 12,0 7,0

Иттрий 27,0 10,0-40,0 - 26,0 50,0

Ниобий 9.0 6,0 - 12,0 - 11,0 -

Примечание: здесь и далее - прочерк означает отсутствие данных; * - данные по Ильин В.Б., Сысо А.И. (2001).

Таблица 2 - Валовое содержание тяжелых металлов в светло-каштановых почвах угольного месторождения «Каражыра» в зависимости от расстояния

Эле- Расстояние от контура разреза, мг/кг Фон

мент 250 500 750 1000 1500 3000 5000

153.6- 165,2 55.2 - 137.8 70.2 - 133.6 59.2- 125.4 31.5 - 112,8 27.6 - 84.3 28.1 -36.2

гп 159,4 ±5,8 98,5 ± 10,4 98,8 ± 11,5 88,4 ± 11,9 66,7+11,1 44.8 ± 8,5 32,2 ±4,1 27,4

(5,1) (31,2) (27,8) (32,4) (43,2) (45,6) (17,7)

118.4-120,7 38.2- 115.9 44.5 - 108.3 34,8 - 83,9 29,8-64,7 30.1 -48.9 28.7-31.0

Си 119.6 ± 1,1 72,1 ± 8.7 61,4 ± 11,0 58,7+ 8,4 44,8 ± 4,9 35,5 ±2,6 29,9 ± 1,1 30,5

(41) (36.1) (43,2) (34.4) (28,4) (17.8) (5,4)

75.5-82.1 19.7-70.2 28.9-58.9 17.6-49.8 13.8-40.1 13.0-31,4 13.1 - 17.0

РЬ 78,8 ± 3,4 40,7 ±9,1 41,4 + 5,4 32,2 ± 5,7 23,1 ± 4,5 19,8 ±3,2 15,1 ±0,08 13,3

(5,9) (8,4) (31,6) (42,9) (50,2) (38,2) (16,7)

4.18-4.86 0.68-4.53 1,10-4,41 0.78 - 3.66 0,65 - 3.05 0.67-1.94 0.62 - 0,79

са 4,52 ±0.35 2,40 ± 0,43 2,58 ± 0,53 1,97 ±0,52 1,42 ±0,35 1,09 ±0,19 0,71 ±0,09 0,67

(24,5) (14.4) (21,0) (20,1) (13,1) (7,9) (5.9)

Примечание: В числителе - пределы колебания 1т (мг/кг); в знаменателе - среднее арифметическое и его ошибка х ± (мг/кг), в скобках -коэффициент варьирования Су (%).

Таблица 3 - Основные геохимические параметры исследуемых элементов

Металл Наши данные Кш1ТОсферы (Виноградов Л.П., 1957) Кк ОДК (Мотузова Г.В., 2001)

Цинк 27.6-165.2 82.3 83 0.3-2.0 1.1 220

Медь 28,7-120.7 59.3 47 0,6-2.6 1.3 120

Свинец 13,0-82.1 33.5 16 0.7-5.1 2,1 130

Кадмий 0.62-4.86 2,00 0,13 4.8-37,4 15,4 2

3.3.3. Формы соединений приоритетных тяжелых металлов в почвенном покрове в зависимости от расстояния и направления

Кислоторастеоримая форма (или «ближнийрезерв»). Содержание кисло-торастворимой фор>гы ТМ в почвах в пределах СЗЗ варьировало (мг/кг): цинк от 1,9 до 6,1, меди - от 6,0 до 19,5, свинца - от 3,8 до 12,8, кадмия - от 0,13 до 0,85. Средняя концентрация этой формы ТМ превышала фон: по цинку - в 3,9, меди - в 3,5, свинцу - в 4,2, а кадмию - в 5,2 раза. В зависимости от расстояния от контура разреза, от 250 до 5000 м, концентрация этой формы цинка уменьшалась в 6,1 раза, меди - в 4,9 раза, свинца - в 6,2 раза и кадмия!- в 8,5 раза. Доля кислотораствори-мой формы ТМ в их валовом содержании составляла: цинк - 3,6, медь и свинец -16, кадмий-18,0%.

Геохимическая структура почв месторождения «Каражыра» по содержанию кислоторастворимой формы ТМ (мг/кг) имеет следующий вид: Си (9,8) > РЬ (5,5) > Zn (3,0) > Cd (0,36).

Кс кислоторастворимой формы ТМ в почвах СЗЗ превышало фоновую концентрацию: по цинку в 2,7, свинца - в 1,4, кадмия - в 33,6 раза. Лишь по меди К0 > 1(1,3).

Обменная форма. Концентрация (мг/кг) обменной или подвижной формы ТМ в изученных почвах широко варьирует (мг/кг): цинк - от 0,9 до 2,4 (среднее 1,7), медь - от 2,4 до 6,3 (4,9); свинец - от 1,5 до 5,7 (3,8); кадмий - от 0,08 до 0,53 (0,35). Доля этой доступной растениям формы ТМ в их валовом содержании в почвах в среднем равна: цинк - 1,4, медь - 6,6, свинец - 7,2 и кадмий - 11,5 %.

Количество обменных цинка, меди и-свинца в почвах СЗЗ превышают их фоновый уровень в 3,5 раза, а кадмия - в 5 раз. По мере удаления от 250 до 5000 м от источника загрязнения содержание обменных ТМ в почвах уменьшается: цинк -в 6, медь - в 4, свинец - в 6,3 и кадмий - в 8,8 раза.

Геохимическая структура почв месторождения по обменной форме ТМ имеет следующий вид: Си (3,6) > РЬ (2,4) > Zn (1,2) > Cd (0,22).

Величина Кс данной формы ТМ составляет: цинк - 5,2, медь - 1,8, свинец -1,8, кадмий - 51,4. По К0 обменной формы изученных ТМ превышений ПДК не отмечено.

Водорастворимая форма. Среднее содержание водорастворимой формы ТМ в почвах СЗЗ составляло (мг/кг): цинк - 0,7, медь - 2,5, свинец - 0,43, кадмий -0,014. На долю наиболее доступной растениям и способной к водной миграции формы ТМ в их валовом содержании в почвах приходится (%): цинк - 0,9; медь -4,2; свинец - 1,3; кадмий - 0,72. В загрязненных почвах количества ТМ превышают их фоновый уровень но цинку в 2,3, меди - 2,5, свинцу - в 2,9 и'кадмию - в 3,5 раза. С удалением от месторождения (от 250 до 5000 м) концентрации водных ТМ уменьшаются: цинк - в 7,5, меди - в 5,3, свинца - в 6,6 и кадмия - в 8,5 раза.

Геохимическая структура почв углеразреза водорастворимой формы ТМ имеет следующий вид: Си (2,5) > Zn (0,7) > РЬ (0,43) > Cd (0,014).

Среднее содержание Кс водорастворимой формы цинка превышает фоновое значение в 9,0 раза, меди - в 2,8 раза, свинца - в 21,3 раза, кадмия - в 102,5 раза. Для Ко водорастворимой формы изученных ТМ превышения ПДК отсутствует.

Оценка биологической доступности ТМ (BF - bioavailability factor) показала, что от общего их содержания в почвах растеши могут поглощать в среднем: цинка - 6, меди - 27, свинца - 25, кадмия - 29,7 %.

Почвы с максимальными концентрациями кислоторастворимой, обменной и водорастворимой форм химических элементов в основном сосредоточены па расстоянии 250 м от источника загрязнения, на север и северо-запад от него, а с минимальными - на расстоянии 5000 м на восток от месторождения, что в целом соответствует распределению валового содержания металлов в почвах угледобывающего района. !

3.4. Содержание химических элементов в растениях угледобывающего месторождения «Каражыра» 3.4.1. Содержание химических элементов и полыни Artemisia marschalia-

1UI

На загрязняемых территориях наблюдается повышенное содержание многих элементов в золе в полыни, по сравнению с их фоновыми значениями (табл. 4). Элементы I класса опасности по уровню концешрации в золе образуют убывающий ряд: Р > As > Be > Pb > Se > Cd > Hg и превышают фон в растениях района: мышьяк - в 7,5; селен - 2,5; свинец - 1,4 раза. По сравнению с почвами в золе Польши содержание элементов выше: мышьяка - в 40; фосфора- 20; свинца - 3,3 и ртути - в 2,5 раза. ■

Концентрации элементов II класса в золе полыни в СЗЗ выше, чем па фоновой территории по сурьме - в 50, молибдену - 1,9, кобальту, хрому и цинку - в 1,4 раза. По сравнению с почвами, зола полыни обогащена: молибденом и цинком ^ в 3,3; медью - в 2,5 раза. Средние количество элементов III класса в золе растений на месторождении уменьшается по ряду Ti > Mn > Ва > Zr > Sn > Li > Sn и превышают фоновое содержание в растениях и почвах по марганцу, литию, стронцию. Содержание элементов IV класса умещ,шается в ряду Y > Ga > Sc > Nb > Ag и находится в пределах фоновых значений, за исключением серебра, содержание которого выше фона в растениях в 2,0 раза и фона в почвах - в 3,3 раза. Высокое нако-иление некоторых химических элементов в золе полыни объясняется их нахождением в подвижных, хорошо усваиваемых растениями формах в компонентах окружающей среды (в почвах и пыли).

Зола полыни на изученной территории отличается повышенной концентрацией (по Кс) мышьяка (Кс - 666,7), ртути (100), фтора (30), кадмия (25), свинца (5), титана (3) и пониженной (Кс <1) - других элементов. Среднее содержание ТМ в золе полыни превышает их кларк в растительности суши по свинцу - в 40, хрому ■ 16,7, кобальту- в 16, никелю - в 15, меди - в 12,5, цинку и ртути - в 8,3, марганцу и кадмию - в 7,2 раза.

Коэффициенты биологического, поглощения (КБП) элементов в полыни в СЗЗ разреза выглядят по классификации А.Д. Айвазян (1974) следующим образом: - катионогенные элементы

Pb > Zn > Си > Cd > Mn > Jig. > Sr > Ni > _Co_;

(3,1) (3,0) (2,1) (1,9) (1,5) (1,2) (1,1) (0,5) (0,4) - анионогенные элементы

As > Se > Mo > Ti > Zr > Cr .

(117,6) (10,0) (4,5) (0,7) (0,5) (0,4)

Таблица 4 - Содержание химических элементов в золе Польши Artemisia marscha-liáná ', мг/кг (n=270)_____

Элемент Среднее содержание в золе растения (х) 1т Зола наземных растений Фон в растениях района Фон в почвах района

I. КЛАСС - ВЫСОКОТОКСИЧНЫЕ

Бериллий 0,8 0,6 - 2,0 2,0 0,6 2,0

Кадмий 0,25 0-40,0 0,01 0.2 0,3

Мышьяк 200,0 5 - 20000 0.3 26,7 5,0

Ртуть 0.1 0,005 -1,5 0,001 0,1 0,04

Селен 0,5 0,5 - 25,2 - 0,2 0,5

Свинец 50,0 20.0 - 400,0 10,0 35,7 15,0

Фосфор 12000.0 2000,0 - 20000,0 70000,0 10000,0 600,0

II. КЛАСС - УМЕРЕННО-ТОКСИЧНЫЕ

Ванадий 60,0 8,10 - 150,0 61,0 60,0 95,0

Кобальт 8,0 1,0-40,0 15,0 5,7 18,0

Медь 100,0 50,0 - 200,0 200,0 83,3 40,0

Молибден 5,0 1,0 - 40,0 20,0 2.7 1,50

Никель 30,0 20,0 - 100.0 50,0 25,0 37,0

Сурьма 0.5 0,5 - 2000,0 - 0.01 0,5

Фтор 300,0 300,0 - 750,0 10,0 300,0 350,0

Хром 30,0 15,0- 100,0 250,0 21,4 60.0

Цинк 250,0 60,0 - 1200.0 900,0 178,6 80,0

III. КЛАСС-МАЛОТОКСИЧНЫЕ

Цирконий 80,0 60,0 - 200,0 - 72.7 210,0

Марганец 1500,0 600,0 - 6000,0 7500,0 1071,4 1000,0

Барий 400,0 200,0 - 800,0 - 363,6 580,0

Стронций 350,0 20,0 - 1000.0 300.0 318,2 220,0

Титан 3000,0 500,0 - 6000,0 1000,0 3000,0 5000,0

Литий 5,0 0 - 40,0 11,0 1,4 2,0

Олово 3,0 1,5-200,0 5,0 2,3 2,3

IV. КЛАСС - УСЛОВНО-ТОКСИЧНЫЕ

Серебро 0,2 0,08 - 8,0 1,0 0,1 0,06

Галлий 13,0 6,0 - 20,0 - 13,0 10,0

Скандий 11,0 4,0 - 20,0 11,0 14,0

Иттрий 18,0 6,0-30,0 - 18,0 27,0

Ниобий 7,0 6,0 - 10,0 - 7,0 9,0

Примечание: здесь и далее - прочерк означает отсутствие данных

Значения КБП (по классификации А.Н. Перельмана) указывают на то, что мышьяк относится к элементам энергичного накопления; кадмий, ртуть, селен, свинец, медь, молибден, цинк, марганец и стронций - сильного накопления; кобальт, никель, хром, титан и цирконий - слабого накопления и среднего захвата.

Для оценки общего аккумулятивною потенциала растений рассчитаны коэффициенты биогеохимической активности (БХА) катионо- и анионогепных эле-

У (РЬ, 2п, Си,Са,Мп, Не, 5г,М, Со) ментов: КБХА = ---£-- = 1,6

Ат = --' = 22,3

Расчеты показали, что полыпь вида Artemisia marschaliana п зоне техногенного влияния, по микроэле.меитному составу относится к гумидокатным видам, характеризующимся накоплением катионогенных элементов, обладающих наибольшей миграционной способностью.

Выявлено, что основные площади с повышенным уровнем загрязнения Польши (Zc > 128) отмечаются в зоне боевых скважин, на севере СЗЗ в районе пос. Балапап и вдоль дороги Курчатов-Семей, т.е. в областях техногенного и антропогенного влияния.

Суммарный показатель элементного загрязнения (Zc) полыни вида Artemisia marschaliana в среднем составляет 83,5 при колебаниях от 1,4 до 1309,0. Исходя из показателей, отраженных на карте Zc, полынь на локальных участках СЗЗ соответствует IV категории загрязнения - чрезвычайно опасной. Геохимически аномальные количества элементов в золе полыни встречаются лшпь в пределах их геохимических аномалиям в почвах района, в основном приуроченных к площадям ру-допроявлений, ландшафтных аномалий и зонам боевых скважин.

Полынь - составная часть пастбищных кормовых трав для сельскохозяйственных животных. В связи с этим проведена оценка токсичности элементов в пастбищных травах. По принятым нормам, химические элементы по степени возрастания опасности для сельскохозяйственных животных располагаются: избыточный уровень (ИУ), временно предельно допустимый уровень (ВГТДУ), субтоксичная доза (СТД, хронические интоксикации), токсичная доза (ТД, острое отравление). Полученные данные позволяет сделать вывод, что в полыни токсично фоновое содержание мышьяка (>30 мг/кг), а также аномальное количество кадмия и селена (> 5 мг/кг), субтоксичны аномальные концентрации свинца (> 10 мг/кг) и молибдена (> 5 мг/кг). Содержание меди, сурьмы, цинка и олова находится в пределах ВПДУ, а ванадия, хрома, марганца и титана - ИУ.

Содержание цинка, меди, свинца и кадмия в надземной и подземной частях Польши варьировало в широких пределах (рис. 1), что объясняется пространственным изменением свойств почв и техногенной нагрузки. Средняя концентрация ТМ в надземной и подземной частях полыни превышает фоновую и уменьшается с удалением от разреза (рис. 1). На расстояниях 3000 и 5000 м от него она достигает фонового уровня. Минимальное накопление химических элементов в полыни обнаружено на востоке, а максимальное - на севере, что повторяет распределение их в почвах месторождения. Среднее содержание изученных элементов в растеши не превышает ПДК в кормах растительного происхождения (В.Б. Ильин, А.И. Сысо, 2001) и от 1,3 раза - у цинка до 12,4 раза - у кадмия превышает региональный кларк в растениях (М.С. Панин, 1999).

Наибольшее накопление Меди, свинца и кадмия отмечено в корнях, что подтверждает мнение (Кабата-Пендиас Л., 1989; Панин М.С., 1999) об их защитных способностях как физиологического барьера на пути поступления ТМ из почвы в надземные органы (рис. 1 и табл. 5). Исключением оказался цинк, наибольшее накопление которого было в надземной части растений, возможно из-за внекорневого проникновения.

Цинк

Медь

250 500 750 1000 1500 3000 5000 250 500 750 1000 1500 3000 5000

|Í3 Надземная часть а Корни|

Рисунок 1 - Содержания тяжелых металлов в полыни Artemisia marschaliana в зависимости от расстояния от угольного месторождения «Каражыра» с учетом всех направлений

250 500 750 1000 1500 3000 5000

Кадмий

Свинец

250 500 750 1000 1500 3000 5000

Для определения экологической безопасности кормов используют санитарно-гигиенические критерии, в частности ПДК элеменгов в сухом веществе грубых кормов. В соответствии с этим критерием (табл. 5) среднее содержание в полыни цинка, меди и свинца находится в допустимых пределах, а кадмия превышает их. В некоторых случаях возможно существенное превышение допустимой концентрации по цинку, меди, особенно, кадмию. По «Критериям оценки экологической обстановки территорий..., 1992» и содержанию цинка, меди, свинца и кадмия в полыни месторождение «Каражыра» относится к территориям с относительно удовлетворительной ситуацией.

Таблица 5 - Содержание тяжелых металлов в золе и сухом веществе полыни АШ-татьскаНапа, мг/кг _______

Часть растения Элемент

Zn Си РЬ Cet

Содержание элемента в пересчет на золу

Надземная часть 249- 1306 870 39 - 606 329 7-78 36 0.1 23.0 6.0

Корни ос ЧО ^ сч 1 65 - 458 260 23-76 42 0.4-20.0 6,0

Содержание элемента в пересчете на мг/кг сухого вещества

Надземная часть 17.2 82.3 47,9 2.7-38,2 18,1 0.6 - 4.9 2,0 0.01 - 1.44 0.31

Корни 12.1-76.8 37,9 5.0-45.8 24,0 1.8-7,6 3.9 0.03 - 2.03 0,58

ПДК в грубых кормах 50 30 5,0 0.30

-Надземная чаогь

Рисунок 2 - Зольность полыни Ariemisia marschaliana угольного месторождения «Каражыра»

Зольность растений - важный эколого-биогеохимичеекий показатель, характеризующий содержание минеральных веществ в растениях. Между содержанием ТМ в сухом веществе полыни и их содержанием в золе выявлена положительная корреляционная зависимость. Увеличение зольности растений наблюдается от их надземной части к корням, а также при возрастании антропогенной нагрузки. В зависимости от удаленности от источника загрязнения зольность растений меняется. На расстоянии 250 м от источника зольность надземной части полыни составляла 6,4 %, а на расстоянии 5000 м уменьшалась до 5,7 %. В корнях зольность уменьшалась с 10,2 до 7,3 % соответственно.

Установлено, что между содержащим ТМ в почвах и в растениях прослеживается достоверная положительная корреляционная связь и прямая регрессионная закономерность. Это объясняется тем, что подвижные формы этих элементов активно сорбируются органическим веществом почвы, а затем переводятся в легкодоступные для поглощения растений соединения. Установлено, что все четыре элемента в надземной и подземной частях влияют друг на друга практически и равной степени, что подтверждает положительные коэффициенты корреляции между элементами.

В целом, химический состав полыни зависит от состава и свойств почв и избирательного поглощения растениями химических элементов. Учитывая, что полынь является составной частью пастбищных кормов сельскохозяйственных животных, необходимо учитывать локальный токсичный уровень накопления в пей ТМ.

3.4.2. Содержание химических элементов в лишайнике вида Parmelia va-

gaits

Лишайшки, в частности вида Parmelia vagans, служат хорошими индикаторами атмосферного загрязнения окружающей среды.

Изучение пространственного изменения содержания ТМ в лишайнике показало, что на расстоянии от 250 до 5000 м от контура разреза их количество уменьшается по цинку на 34,5, меди - 18,5, свинца - 24,1 и кадмия - 18,2 %. В этих границах среднее содержание в лишайнике выше фона по цинку в 1,7, меди - в 2,6, свинцу,- в 2,4, кадмию - в 2,2 раза. .В пределах 500-750 м от угольного разреза среднее содержание ТМ в лишайнике и его превышение фоновых значений выше и составляет: цинк - 80,0 мг/кг (в 2,0 раза выше фона); медь - 37,8 мг/кг (3,0); свинец - 2,9 мг/кг (2,8), кадмий - 0,12 мг/кг (3,0).

По сравнению с кларками в надземной растительности (по В.В. Добровольскому, 1983), средняя концентрация в лишайнике выше: по цинку в 2,3 раза, меди - в 4,1 раза, свинцу - в 2,6 раза и кадмию - в 2,7 раза.

Как и в почвах, полыни, максимальное накопление ТМ в лишайнике обнаружено на расстоянии 250 м от контура разреза в северном направлении. По мере удаления от угольной разработки «Каражыра» концентрация элементов в лишайнике закономерно снижается и на расстоянии 5000 м на юго-западе достигает фоновых значений.

Аналогично полыни Artemisia marshaliana зольность Parmelia vagans также выше на расстоянии 250 м (10,8 %) от источника загрязнения, чем на расстоянии 5000 м (8,4 %), что указывает на существенное влияние техногенного загрязнения окружающей среды на зольность растений. В зависимости от направления и расстояния от разреза зольность лишайника варьирует от 4,0 % до 11,2 %, составляя в среднем 7,3 % . Эти значения в несколько раз превышают естественное количество золы в лишайниках рода Parmelia - 1 -2 %.

По классификации А.И. Перельмана, по КБП цинк относится к элементам энергичного накопления, медь, свинец и кадмий - к элементам сильного накопления.

Наибольшее варьирование КБП установлено для меди (максимум больше минимума в 4,3 раза), а наименьшее - для цинка (в 2,3 раза). Способность лишайников к концентрации ТМ, обладающих высокой токсичностью по отношению к растениям, говорит о существовании у лишайников адаптационных механизмов, обусловливающих перевод ТМ в связанные (хелатированные) формы, о переносе и локализации их на поверхности талломов.

Коэффициенты накопления (К„) указывают на то, что лишайники, аналогично полыни, отличаются повышенным накоплением цинка. У всех элементов, за исключением свинца, К„ >1 относительно их кислоторастворимой и обменной форм в почвах. Это говориг о том, что загрязнение лишайников осуществляется не только из почв, но и в значительной мере из атмосферы. По отношению к формам соединений Кн характеризуется следующим рядом:

кислоторастворимая обменная водорастворимая

Z" .Си Pb Cd ' Zn Си Pb Cd ^ Zn Си ~Pb Cd ' 26^4 ЗД 0/7 0,3 64^ 9Д lj Oj 108Д) 13,7 9,0 7,4

Выявленные достоверно-положительные связи между содержанием ТМ в почвах и лишайнике свидетельствуют о том, что накопление ТМ в лишайнике зависит от их валового содержания и подвижных форм в почвах.

Между исследованными химическими элементами обнаружена прямая взаимозависимость при накоплении лишайнике. Она обусловлена в первую очередь природой загрязнения растений из постоянных источников с одинаковым со-держагагем в выбросах ТМ. Между отдельными парами ТМ выявлены общие тенденции и закономерности проявления синергизма между элементами, особенно между парой «медь-цинк». Полученные данные важны для диагностики почвенно-растительного покрова.

ВЫВОДЫ

1. Среднее содержание мышьяка и селена в отвалах вскрышных пород разреза «Каражыра» превышает их кларк в почвах мира в 30-50 раз, кларк в земной коре в 8,8-10 раз. Концентрация молибдена и серебра превышает их кларк в земной коре в 2,3-10,0 раза, а скандия и ртути - их кларк в почвах в 2,0-10,0 раза соответствен-

но. Содержание изученных химических элементов во вскрышных породах не превышает ГТДК.

2. Угли месторождения «Каражыра» с экологической точки зрения относятся к нетоксичным. Содержание в них нормируемых элементов не превышает ПДК почв и их кларк в земной коре. Исключение составляют сурьма и ртуть, их концентрация в 8,8 и 24,1 раза выше кларка в земной коре. Концентрации ртути, фосфора, кобальта, никеля, хрома, меди и кадмия незначительно (в 2-4,5 раза) превышают их кларк в углях мира.

3. Основными атмосферными загрязнителями снежного покрова углеразреза являются марганец, молибден, стронций, кобальт, цинк, олово, никель, бериллий, ванадий, свинец, кадмий, хром, ртуть и медь. Их концентрации в снеге выше фона в 1,6-6,0 раза. Фоновые атмосферные выпадения находятся на западе, юго-западе и юго-востоке от района месторождения. Увеличетше количества выпадений наблюдается к северу и северо-востоку от разреза. В среднем на 1 км2 территории разреза выпадает 0,04х 10"2 т пыли в сутки, что свидетельствует о среднем уровне загрязнения снежного покрова пьиыо района угольного месторождения. По суммарному показателю концентрации элементов в атмосферной пыли только на западе и севере территории отмечаются средние уровни загрязнения (Zc 74,2 и 66,0), а на северо-востоке преобладает умеренная степень загрязнения (Zc - 75,8).

4. Загрязнение почвенного покрова территории носит полиметальный характер. Максимальное содержание марганца, титана, циркония, фтора, хрома, свинца и мышьяка превышает их ПДК почв в 1,3-4,0 раза. Изученные химические элементы не образуют в почвах значительных геохимических аномалии по отношению к местному фону и их кларку в почве, за исключением цинка, среднее содержание которого превышает фон в 2,9 раза, и селена, содержание которого выше его кларка в почве в 50 раз. Основная часть территории СЗЗ разреза соответствует допустимой категории загрязнения почв (Zc - до 10), а по величине суммарного показателя опасности относится к фоновому (Zo < 1,2) и низкому (Zo - от 1,2 до 1,5) уровням опасности загрязнения.

5. Среднее валовое содержание цинка, меди и кадмия в потаенном покрове са-нитарно-защитной зоны не превышают ПДК, за исключением свинца, количество которого выше ПДК в 1,2 раза. В почвах СЗЗ содержание приоритетных ТМ превышает фон в 4,7-2,8 раза. Основной вклад в загрязнение почв вносят элементы, входящие в ассоциацию загрязняющих компонентов угледобывающего производства - цинк и медь. Максимальное накопление тяжелых металлов обнаружено в почвы на расстоянии 250 м от контура разреза. По мере удаления от разреза концентрация ТМ в почвах закономерно снижается (в среднем на 17,5 %) и на'расстоянии 5000 м приближается к фону. Максимум накопления ТМ в почвах наблюдается в северном направлении от разреза, а минимум - на востоке от него, что обусловлено преобладающими направлениями ветров и участками рельефа, преобразованными техногенным воздействием человека.

6. Формы химических соединений цинка, меди, свинца и кадмия в светло-каштановых почвах территории месторождения по средней концентрации элементов располагаются в убывающем порядке: кислоторастворимые > обменные > водорастворимые. Среднее содержание кислоторастворимых форм составляет 14 %, обменных - 7 %, водорастворимых - 2 % от их валового содержания в почве. Рас-

пределение подвижных форм-соединений элементов аналогично распределению их валового содержания в нощах района угледобычи.

7.; В доминантном виде растительности месторождения - полыни вида Artemi-siarnárschaliana - наблюдается превышение среднего фонового содержания молибдена, серебра, селена, лития, мышьяка, сурьмы в 2-50 раз. Среднее содержание цинка, ртути, марганца, кадмия, меди, никеля, кобальта, хрома и свинца в золе полыни от 7,2 до 4,0 раза превышают их кларк в растительности суши. Основные площади с повышенным загрязнением растительного покрова (Zc > 128) располагаются на севере территории. Выявлена токсичность фонового содержания в золе полыни мышьяка (> 30 мг/кг), токсичность аномального количества кадмия и селена (> 5 мг/кг), субтоксичность аномальной концентрации свинца (>10 мг/кг) и молибдена (> 5 мг/кг): Содёржание меди, сурьмы, пинка и олова в полыни находится в пределах временно предельно допустимого уровня, а ванадия, хрома, марганца и титана отнесено к избыточному.

8. Лишайник Parmelia vagans отличается повышенным накоплением одного из 4 приоритетных элементов - цинка, который относится к элементам энергичного накопления. Аналогично почвам и полыни содержание ТМ в лишайнике закономерно снижается в зависимости от расстояния от контура разреза (в среднем на 24 %).

9. Между содержанием ТМ в полыни Artemisia marschaliana и лишайнике Parmelia vagans от их валового содержания и подвижных форм соединений в почвах имеется высокая положительная корреляция.

10. Составленная картосхема распределения химических элементов в снеге, почвенном и растительном покрове углеразреза имеет большое прикладное значение для проведения экологического мониторинга района и оптимизации природопользования.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Панин М.С. Формы соединений меди, цинка, свинца, кадмия в почвах территории угольного месторождения «Каражыра» / М.С.. Панин, E.H. Артамонова, Е.П. Евламппева // Доклады II Международной научно-практической конференции «Тяжелые металлы, радионуклиды и элементы-биофилы в окружающей среде». - Семипалатинск, 2002 - Т. Í. - С. 343-353.

2. Евламппева Е.П. Формы соединений меди в почве вокруг угледобывающего комплекса «Каражыра» // Материалы VII Международной экологической студенческой конференции «Экология России и сопредельных территорий. Экологический катализ». .- Новосибирск: НГУ, 2002. - С. 80-82.

3. Панин М.С. Распределение меди и свинца в почве угледобывающего комплекса «Каражыра» Восточно-Казахстанской области Республики Казахстан / М.С. Панин, Е.П. Евламппева // Материалы международной научно-практической конференции «Современные проблемы естественных наук». - Караганда, 2003. - С. 72-75.

4. Панин М.С. Эколого-геохимическая характеристика цинка и кадмия в почвах месторождения «Каражыра» / М.С. Панин, Е.П. Евламппева // Материалы международной научно-практической конференции "Творчество молодых XXI веку". - Петропавловск, 2003-Т. 1,-С. 107-110.

5. Панин М.С. Цинк и кадмий в полыни района угольного разреза «Каражыра» Восточно-Казахстанской области / М.С. Панин, Е.П. Евламппева '// Материалы международной практической конференции «Актуальные вопросы ботаники и физиологии растений». - Саранск, 2004. - С. 181-182.

6. Панин М.С. Накопление кадмия полынью вокруг угольного месторождения «Каражыра» Восточно-Казахстанской области / М.С. Панин, Е.П. Евлампиева // Материалы международной научно-практической конференции «'Гаймаповскис чтения». - Уральск, 2004. - С. 123-125.

7. Евлампиева Е.П. Биохимическая характеристика свинца в полыни месторождения «Каражыра» Восточно-Казахстанской области // Материалы 58-й Республиканской научной конференции молодых ученых «Актуальные вопросы современной биологии и биотехнологии». - Алматы, 2004. - С. 23-24.

8. Панин М.С. Медь, цинк и кадмий в системе «почва-растение» в зоне влияния угольного производства «Каражыра» / М.С. Панин, Е.П. Евлампиева, П.П. Медведев// Доклады III Международной научно-практической конференции «Тяжелые металлы, радиолуклиды и элсменты-биофилы в окружающей средс». - Семипалатинск, 2004. - Т. 2. - С. 429-441.

9. Панин М.С. Лишайники - индикаторы загрязнения цинком и свинцом угледобывающего комплекса «Каражыра» / М.С. Панин, Е.П. Евлампиева ■// Доклады III Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы экологии». -Караганда: Изд-no КарГУ, 2004.-Т. 1.-С. 196-199.

10. Панин М.С. Цинк в лишайнике Pannclia vagans и зоне влияния угледобывающего комплекса «Каражыра» / М.С. Панин, Е.П. Евлампиева // Доклады III Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы экологии». -Караганда:' Изд-во КарГУ, 2004- Т.2. - С. 168-169. ■

11. Панин М.С. Цинк и свинец в почвах угольного месторождения «Каражыра» / М.С. Панин, Е.П. Евламппева // Материалы международной научной конференции «Экология и биология почв». - Роетов-на-Допу: Ростовский госуниверситет, 2005. -С. 389-393.

12. Панин М.С. Поведение кадмия в системе «почва-растснис» в зоне влияния угольного месторождения «Каражыра» / М.С. Панин, Е.Г1. Евлампиева // Доклады международной научно-практической конференции «Валихановские чтения-10», посвященной 170-летию со дня рождения III. Уалиханова. - Кокшетау, 2005. - С. 9599.

13. Еплампнепа Е.П. Цинк, медь и свинец в почвах угольного разреза «Каражыра» // Ежегодная конференция молодых ученых и специалистов «Проблемы землеустройства и кадастров». - Москва: Госуниверстпсг но землеустройству, 2005. - С. 120-125.

14. Евлампиева Е.П. Свинец в лишайнике Parmelia vagans, произрастающем в окрестностях угледобывающего производства // Тезисы докладов 59-ой Республиканской научной конференции молодых ученых «Актуальные вопросы современной биологии и биотехнологии». - Алматы: Казахский национальный университет им. аль-Фараби, 2005. - С. 33-34.

15. Папин М.С. Эколого-биогеохимическая оценка меди и свинца в системе «почва-лишайник» на территории угольного разреза «Каражыра» / М.С. Панин, Е.П. Евлампиева // 5 Международная биогеохимическая школа «Актуальные проблемы геохимической экологии». -Семипалатинск, 2005. -С. 114-119.

16. Панин М.С. Химические элементы в почвах угольной разработки «Каражыра» / М.С. Панин, Е.П. Евлампиева // Международная научно-практическая конференция «Экологические проблемы и перспективы применения чистых технологий для устойчивого развития регионов». - Павлодар, 2005. - С. 85-87.

17. Панин М.С. Химические элементы в почвах угольной разработки «Каражыра» / М.С. Панин, Е.П. Евлампиева Ц Международная научная конференция, посвященная 60-летию образования Института почвоведения им. У.У. Уепанова «Состояние и перспективы развития почвоведения». - Алматы: «Тетие», 2005. - С. 118-119.

18. Евлампиева Е.П. Влияние углеразреза «Каражыра» Восточно-Казахстанской области на содержание цинка в полыни // Тезисы докладов 60-ой Международной на-

учной конференции молодых ученых «Актуальные вопросы современной биологии и биотехнологии». - Алматы: Казахский национальный университет им. аль-Фараби, 2006. - С. .48-49.

19. Панин М.С. Особенности распределения свинца и кадмия в лишайнике, произрастающем в зоне влияния угольного месторождения «Каражыра» / М.С. Панин, Е.П. Евлампиева // 4 Международная научно-практическая конференция «Тяжелые металлы и радионуклиды в окружающей среде». — Семипалатинск, 2006. - С. 462-466.

20. Панин М.С. Оценка миграционной способности кадмия и меди в лишайниковом покрове месторождения угля «Каражыра» / М.С. Панин, Е.П. Евламппе-ва // Вестник Семипалатинского государственного педагогического института. -Семей, 2006. -№ 3 (6). - С. 34-38.

21. Панин М.С. Миграция цинка и кадмия в системе «почва-растение» в районе угледобывающего производства «Каражыра» / М.С. Панин, Е.П. Евлампиева // Химия в интересах устойчивого развития. - Новосибирск, 2007. - № 1 (15). - С. 85-95.

22. Евлампиева Е.П. Свинец и формы его соединений в техногенно загрязненных почвах угольной разработки «Каражыра» // Вестник Павлодарского государственного университета им. С. Торайгырова (серия химико-биологическая). - Павлодар, 2006. - № 4. - С. 41-53.

23. Панин М.С. Анализ воздействия Восточно-Казахстанской угольной промышленности «Каражыра» на содержание в полыни цинка и меди / М.С. Панин, Е.П. Евлампиева //Поиск.-Алматы,2007.-№1.-С. 83-88. .

24. Панин М.С. Химические элементы в почвах угольной разработки «Каражыра» / М.С, Папин, Е.П. Евлампиева II Международная конференция «Ядерная энергетика Республики Казахстан». - Курчатов, 2007. - С.85.

25. Евлампиева Е.П. Загрязнение снежного покрова химическими элементами в районе угольного производства «Каражыра» / Е.П. Евлампиева, М.С. Панин // 5 Международная научно-практическая конференция «Тяжелые металлы и радионуклиды в окружающей среде». - Семей, 2008. - Т.2. - С. 219-224.

26. Евлампиева Е.П. Накопление цинка, меди и свинца лишайником в районе угледобывающего месторождения «Каражыра» / Е.П. Евлампиева, М.С. Панин // Вестник Томского государственного университета. - Томск, 2008. - № 314. - С. 196-200.

Подписано в печать 17 февраля 2009 г. Формат 60x84/16. Офсетная печать. Бумага офсетная. Объем 1,0 уч. печ. л. Тираж 100 экз. Заказ № 312

Издательский дом «Интеллект» 071400, г. Семей, ул. Шугаева, 4

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Евлампиева, Елена Петровна

03.00.16-Экология

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель доктор биологических наук, профессор Панин М.С.

Семей

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ АККУМУЛЯЦИИ, МИГРАЦИИ И НОРМИРОВАНИИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

В ПРИРОДНЫХ ОБЪЕКТАХ (обзор литературы)

1.1. Понятие о тяжелых металлах

1.2. Общие представления об источниках загрязнения тяжелыми металлами

1.3. Содержание тяжелых металлов в почве

1.4. Поступление и распределение тяжелых металлов в растениях

1.5. Нормирование содержания тяжелых металлов в почвах и растениях

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Эколого-геохимическая характеристика исследуемой территории

2.1.1. Общая физико-географическая и эколого-геохимическая характеристика угольного месторождения «Каражыра»

2.1.2. Сведения о рельефе

2.1.3. Климатические условия

2.1.4. Характеристика предприятия как источника загрязнения

2.1.5. Гидрогеологические условия

2.2. Объекты исследования

ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ УГЛЕДОБЫВАЮЩЕГО КОМПЛЕКСА «КАРАЖЫРА» НА СОДЕРЖАНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В КОМПОНЕНТАХ ЕГО ПРОИЗВОДСТВА

И В ОБЪЕКТАХ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ результаты исследований) 60 3.1. Экологическая оценка основных компонентов угледобычи и природной среды

3.1.1. Содержание химических элементов во вскрышных породах

3.1.2. Содержание химических элементов в углях

3.2. Загрязнение снегового покрова угольного месторождения

3.3. Химические элементы в почвенном покрове санитарно-защитной зоны месторождения

3.3.1. Валовое содержание химических элементов в почвах

3.3.2. Валовое содержание приоритетных тяжелых металлов в почвах

3.4. Содержание химических элементов в растениях угледобывающего месторождения «Каражыра»

3.4.1. Содержание химических элементов в полыни Artemisia marschaliana

3.4.2. Содержание химических элементов в лишайнике вида Parmelia vagans

ВЫВОДЫ

Введение Диссертация по биологии, на тему "Влияние угледобывающего комплекса "Каражыра" на содержание химических элементов в системе "почва-растение""

Актуальность темы

Рост экономики Восточного Казахстана в значительной степени зависит от развития угледобывающей промышленности, которое сопровождается увеличением загрязнения природной среды, формированием геохимических аномалий химических элементов, прежде всего тяжелых металлов (ТМ), содержащихся в повышенных количествах во вскрышных породах и угле. В результате интенсификации протекающих экзогенных превращений отходы угледобывающего предприятия вызывают интенсивную трансформацию химического состава и структуры исходных (природных) миграционных процессов и приводят к глубоким изменениям как макро-, так и микрокомпонентного состава природных систем и в первую очередь почв и органической среды, от которых зависит величина, минеральная полноценность и экологическая безопасность растительной продукции, употребляемой животными и человеком. Почва представляет собой незаменимый природный ресурс, выполняющий ряд важнейших глобальных и экологических функций. В то же время она является мощным барьером на пути промышленных выбросов, содержащих токсичные вещества, а также высокоинформативным индикатором уровня содержания химических элементов в окружающей среде.

Для разработки стратегии рационального природопользования и мероприятий по охране объектов окружающей среды Восточно-Казахстанской области актуальны научные исследования, расширяющие и уточняющие представления о негативном воздействии на компоненты биосферы деятельности угольной добычи на месторождении «Каражыра». В связи с этим важное значение имеет изучение элементного химического состава вскрышных пород и угля месторождения, их летучих компонентов, почв и растений, а также валового содержания и концентрации подвижных форм приоритетных ТМ в почвах, их поведения в системе «почва-растение».

Учитывая вышесказанное, данные исследования имеют актуальность, являясь промежуточным этапом экологического мониторинга в районе углеразреза, целью которого является оптимизация природопользования для уменьшения ущерба окружающей среде, обслуживающему персоналу и повышения экономической эффективности угледобывающего комплекса.

Цель работы

Изучение и экологическая оценка элементного химического состава поллю-тантов, почв и растений, поведения приоритетных тяжелых металлов в системе «почва-растение» в зоне влияния угледобычи на месторождении «Каражыра».

Задачи исследования

1. Изучение и экологическая оценка химического состава вскрышных пород и угля месторождения «Каражыра».

2. Исследование загрязнения атмосферы продуктами угледобычи по содержанию химических элементов в снежном покрове.

3. Экологическая оценка валового содержания химических элементов в почвах в зоне воздействия на окружающую среду открытой угледобычи.

4. Определение пространственного изменения валового содержания и концентрации форм соединений приоритетных ТМ - Си, Zn, Pb, Cd в почвах.

5. Изучение особенностей накопления ТМ в доминантных видах растений (Artemisia marschaliana, Parmelia vagans), определение их биогеохимических индикационных и экологических показателей.

Научная новизна работы

Впервые проведено сопряженное исследование валового содержания широкого перечня химических элементов во вскрышных породах и угле, атмосферных выпадениях, почвах и растениях. Определены формы соединений приоритетных ТМ - Си, Zn, Pb, Cd в почвенном покрове санитарно-защитной зоны месторождения. Распределение ТМ в растительном покрове и их поведение в системе «почва-растение» зависит от расстояния и направления от контура угледобывающего разреза. Между содержанием элементов в почвах и растениях установлена положительная корреляция. Дана оценка эколого-биогео-химической обстановки на исследуемой территории, проведено её экологическое картографирование.

Теоретическая и практическая значимость работы

Выявленные закономерности распределения химических элементов во вскрышных породах, угле, снеге, почвах и растениях, подвижные и доступные растениям формы тяжелых металлов в атмосферных выпадениях и почвах служат теоретической основой для биогеохимической и экологической оценки территорий нарушенных угледобычей. Полученные данные и составленные картосхемы, отражающие уровни накопления химических элементов в почвенном и растительном покровах месторождения, должны учитываться при организации мониторинговых исследований, разработке стратегии рационального природопользования и рекультивации, установлении границ санитарно-защитной зон. Они обеспечат научную обоснованность оценки воздействия угледобычи на компоненты природной среды, повысят социально-экономическую эффективность принимаемых решений по минимизации воздействия угледобычи на неё.

Апробация работы

Результаты исследований, изложенные в диссертации, представлены и обсуждены на следующих научных конференциях: на II, III, IV и V Международной научно-практической конференции «Тяжелые металлы и радионуклиды в окружающей среде» (Семипалатинск, 2002, 2004, 2006, 2008), на VII Международной экологической студенческой конференции «Экология России и сопредельных территорий. Экологический катализ» (Новосибирск, 2002), на III Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы экологии» (Караганда, 2004), на 59-ой Республиканской научной конференции молодых ученых «Актуальные вопросы современной биологии и биотехнологии» (Алматы, 2005), на V Международной биогеохимической школе «Актуальные проблемы геохимической экологии» (Семипалатинск, 2005), на Международной конференции «Ядерная энергетика Республики Казахстан» (Курчатов, 2007), а также на ежегодных внутривузовских конференциях для преподавателей и студентов Семипалатинского государственного педагогического института (Семипалатинск, 2004-2008 гг.).

Основные положения, выносимые на защиту

1. Вскрышные породы, угли, снежный покров месторождения «Каражыра», характеризующиеся специфическим геохимическим составом, способным оказывать воздействие на содержание элементов в почвах и растениях.

3. Содержание и соотношение форм химических соединений ТМ в техногенной пыли и почвах меняется с удаленностью от источника загрязнения и оказывает влияние на накопление металлов в растениях.

Структура и объем диссертации

Работа состоит из введения, 3 глав, выводов, научно-практических рекомендаций и приложений. Диссертация содержит 162 страницы компьютерного текста, набранного в системе Microsoft Word 7.0 for Windows 2000, 29 рисунков и 35 таблиц. Список литературы включает 220 наименований, из них 23 на иностранных языках.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Евлампиева, Елена Петровна

Результаты работы могут быть использованы экологическими службами и администрацией угледобывающего комплекса «Каражыра» для принятия своевременных неотложных мер, для составления экологического паспорта углеразреза, зонирования его территории по степени экологической направленности и принятия природозащитных мероприятий.

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Знания валового содержания и содержания подвижных форм ТМ в почве имеет большое практическое значение для совершенствования организации геохимического мониторинга и разработки стратегии рационального природопользования, для оценки устойчивости и стабильности экосистем региона.

Проведенные исследования почвы и растений месторождения «Каражыра» позволяют рекомендовать проведение мероприятий по изменению транспортной системы: вывоз вскрыши во внутренний отвал. Благодаря этому снизится запыленность атмосферы, решатся проблемы рекультивации земель и занимаемое™ дополнительных площадей земельного отвода. Кроме того, для предотвращения сдувания пыли с поверхностей отвалов рекомендуется гидропосев многолетних трав. При посеве целесообразно использовать воду, семена и латекс с опилками.

Поскольку территория угольного комплекса находится на месте бывшего испытательного ядерного полигона необходимо вести мониторинг и исследования радиологической обстановки.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Евлампиева, Елена Петровна, Семей

1. Абдрахманова О.А. Лихенология. Алматы: Караганды, 2003. - 167 с.

2. Авцын П.А. Микроэлементозы человека: этиология, классификация, органо-патология / П.А. Авцын, А.А. Жаворонков, М.А. Риш, Л.С. Строчкова. М.: Медицина, 1991. - 496 с.

3. Агрохимические методы исследования почв. М.: Наука, 1975. - 656 с.

4. Айвазян А.Д. О геохимической специализации растений на примере Мугод-жар / А.Д. Айвазян, Н.С. Касимов // Вестник МГУ, Сер. 5, География, 1979. -№ 3. С. 42-47.

5. Акимова Т.А. Экология: Природа-Человек-Техника / Т.А. Акимова, А.П. Кузьмин, В.В. Хаскин. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. - 343 с.

6. Александрова Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. -Л.: Наука. Ленингр. отделение, 1980. — 288 с.

7. Алексеев П.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях Л.: Агропромиздат, 1987.- 142 с.

8. Алексеенко В.А. Геохимия ландшафта и окружающая среда. М.: Наука, 1990.- 142 с.

9. Алексеенко В.А. Экологическая геохимия. М., 2000. — 627 с.

10. Алексеенко В.А. Эколого-геохимические изменения в биосфере. Развитие, оценка. М.: Университетская книга, Логос, 2006. — 520 с.

11. Анализ материалов геоэкологической изученности месторождения угля «Каражыра». Рекомендации по безопасности технологии его освоения и по дальнейшему направлению экологических исследований. НЯЦ РК, Семипалатинск^ 1, 1993.-65 с.

12. Аржанова B.C. Формы миграции тяжелых металлов в почвенных водах / B.C. Аржанова, П.В. Елпатьевский, В.М. Седова // Миграция загрязняющих веществ в почвах и определенных средах. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. — С. 235-242.

13. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: Изд-во МГУ, 1970.-488 с.

14. Артамонова Е.Н. Радионуклиды и тяжелые металлы в подземных водах угольного месторождения «Каражыра» (Восточный Казахстан): Дис. канд. хим. наук. — Семипалатинск, 2004. 130 с.

15. Байтулин И.О. Экология Республики Казахстан / И.О. Байтулин, А.И. Байту-лин, В.П. Богачев и др. Алматы, 2001. — С. 27-43.

16. Баньковская В.М. Геохимические изменения природной среды в районах размещения отвалов угледобывающей промышленности / В.М. Баньковская, Максимович // География и природные ресурсы, 1989. № 2. - С.42-45.

17. Барсукова B.C. Физиолого-генетические аспекты устойчивости растений к тяжелым металлам. — Новосибирск, 1997. 63 с.

18. Биосфера: Загрязнение, деградация, охрана. -М.: ВШ, 2003. 125 с.

19. Благообразов В.А. Зольность растительного покрова северного склона хребта Терскей Ала-Тоо и вопросы ее сезонной динамики // Материалы по физической географии Иссык-кульской котловины. — Фрунзе, 1964. С. 97-121.

20. Богдановский Г.А. Химическая экология. М.: Изд-во МГУ, 1994. - 237с.

21. Бондарев JI.T. Ландшафты, металлы, человек. — М.: Мысль, 1976. 153 с.

22. Будников Г.К. Тяжелые металлы в экологическом мониторинге // Биология, 1998. -№ 5.-С. 23-24.

23. Бязров Л.Г. Лишайники в экологическом мониторинге. М., 2002. - 336 с.

24. Василенко В.Н. Мониторинг загрязнения снежного покрова / В.Н. Василенко, ИМ. Назаров, Ш.Д. Фридман и др. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. - 182 с.

25. Васильевская В.Д. Фракционный состав соединений металлов в почвах Южно-таежного Заволжья / В.Д. Васильевская, И.Н. Шибаева // Почвоведение, 1991.-№11.-С. 14-22.

26. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах.-М.: Изд-во АН СССР, 1957.-237 с.

27. Воздействие выбросов автотранспорта на природную среду. Рига: Зинанте, 1989.- 140 с.

28. Воробьева JI.A. Элементы прогноза уровня концентраций тяжелых металлов в почвенных растворах и водных вытяжках из почв / JI.A. Воробьева, Т.А. Рудакова, Е.А. Лобанова // Тяжелые металлы в окружающей среде. М.: Изд-во МГУ, 1980 - С. 28-34.

29. Галиулин Р.В. Инвентаризация и рекультивация почвенного покрова агро-ландшафтов, загрязненного различными химическими веществами // Агрохимия, 1994.-№ 7-8.-С.132-140.

30. Гарибова Л.В. и др. Водоросли, лишайники и мохообразные СССР. М., 1978.-368 с.

31. Гармаш Г.А. Содержание свинца и кадмия в различных частях картофеля в различных частях картофеля и овощей, выращенных на загрязненной этими металлами почве // Химические элементы в системе почва-растение. -Новосибирск: Наука, 1982.-С. 105.

32. Геохимия техногенеза. Новосибирск: Наука, 1986. - 143 с.

33. Геохимия тяжелых металлов в природных и техногенных ландшафтах. / Под ред. М.А. Глазовской. М.: Изд-во МГУ, 1983.- 196 с.

34. Герасимова М.И. Антропогенные почвы. Генезис. География. Рекультивация / М.И. Герасимова, М.Н. Строганова, Н.В. Можарова, Т.В. Прокофьева. М., 2003.-267 с.

35. Глазовская М.А. Методологические основы оценки эколого-геохимической устойчивости почв к техногенным воздействиям / Метод, пособие. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1997. - 102 с.

36. Глазовская М.А. Теория геохимии ландшафтов в приложении к изучению техногенных потоков рассеяния к анализу способности природных систем ксамоочищению // Техногенные потоки веществ в ландшафтах и состояние экосистем. -М.: Наука, 1981. С. 7-41.

37. Глуховский А.Б. Влияние удобрений на содержание тяжелых металлов в почве / А.Б. Глуховский, Н.Г. Малюга, Н.С. Котляров // Тяжелые металлы и радионуклиды в агроэкосистемах: Материалы научно-практ. конф. М., 1994.-С. 109-113.

38. Горбатов B.C. О выборе экстрагента для вытеснения из почв обменных катионов тяжелых металлов / B.C. Горбатов, Н.Г. Зырин // Вестник МГУ. Почвоведение, 1987. № 2. - С. 22-26.

39. ГОСТ 10742-71 (СТ СЭВ 752-77). Угли бурые, каменные антрацит, горючие сланцы и угольные брикеты. Методы отбора и обработка проб для лабораторных испытаний.

40. ГОСТ 11022-90 (ИСО 1171-81, СТ СЭВ 493-89 СТТ СЭВ 1461-78). Топливо твердое минеральное. Методы определения зольности.

41. ГОСТ 17.42.01.81. Почвы. Номенклатура показателей санитарного состояния.

42. ГОСТ 5681-84. Полевые исследования почвы. Порядок и способ определения работ. Основные требования к результатам.

43. Давыдова C.JI. Тяжелые металлы как супертоксиканты XXI века / С.Л. Давыдова, В.И. Тагасов. -М.: Изд-во РУДН, 2002. 140 с.

44. Дмитриев М.Т. Загрязнение почв и растительности тяжелыми металлами / М.Т. Дмитриев, Н.И. Казнина, Г.А. Клименко. М.: Изд-во МГУ, 1989. - 95 с.

45. Добровольский В.В. География микроэлементов. Глобальное рассеяние. -М, 1983.-272 с.

46. Добровольский В.В. Глобальные циклы миграции тяжелых металлов // Развитие идей В.И. Вернадского в геологических науках. — М.: Наука, 1991. С. 86-96.

47. Добровольский В.В. Основы биогеохимии. -М., 1998. -413 с.

48. Добровольский В.В. Почвоведение, биогеохимия, биосферная геохимия тяжелых металлов // Сохраним планету Земля: Докл. Междунар. экон. форума. СПб., 2004. - С. 19-24.

49. Добровольский В.В. Тяжелые металлы в окружающей среде и глобальная геохимия // Тяжелые металлы в окружающей среде. М.: Изд-во МГУ, 1980. -С. 3-12.

50. Добровольский В.В. Цинк и кадмий в окружающей среде. М.: Наука, 1983. -200 с.

51. Добровольский Г.В. Функции почв в биосфере и экосистемах (экологическое значение почв) / Г.В. Добровольский, Г.Р. Никитин. М.: Наука, 1990. - 261 с.

52. Доспехов Б.А. Математическая обработка геохимических данных. Л.: Наука, 1975.- 233 с.

53. Дылис Н.В. Основы биогеоценологии. -М.: Изд-во МГУ, 1978. 152 с.

54. Елпатьевский П.В. Геохимия миграционных потоков в природных и при-родно-техногенных геосистемах. М.: Наука, 1993. — 253 с.

55. Ермаков В.В. Биогеохимическая эволюция таксонов биосферы и коррекция загрязнений среды обитания организмов // Докл. Междунар. науч.-практ. конф. «Тяжелые металлы, радионуклиды и элементы-биофилы в окружающей среде». Семипалатинск, 2002. - 512 с.

56. Зырин Н.Г. Подвижность микроэлементов в почвах и доступность их растениям // Биологическая роль микроэлементов и их применение в сельском хозяйстве и медицине. М., 1974. - С. 178-184.

57. Изерская JI.A. Формы соединений тяжелых металлов в аллювиальных почвах Средней Оби / JI.A. Изерская, Т.Е. Воробьева // Почвоведение, 2000. -№1. С. 56-62.

58. Израэль Ю.А. Изучение фонового загрязнения окружающей природной среды в СССР: функциональная структура фонового мониторинга // Мониторинг фонового загрязнения природных сред. JI: Гидрометеоиздат, 1984. Вып. 2.-С. 3-10.

59. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. М., 1984. - 560 с.

60. Ильин В.Б. Буферные свойства почвы и допустимый уровень ее загрязнения тяжелыми металлами // Агрохимия, 1997. № 11. - С. 65-70.

61. Ильин В.Б. Защитные возможности системы почва-растение при загрязнении почв тяжелыми металлами / В.Б. Ильин, М.Д. Степанова // Тяжелые металлы в окружающей среде. М.: Издательство МГУ, 1980. - С. 80-85.

62. Ильин В.Б. Микроэлементы и тяжелые металлы в почвах и растениях Новосибирской области / В.Б. Ильин, А.И. Сысо. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2001.-229 с.

63. Ильин В.Б. Некоторые аспекты загрязнения среды, тяжелые металлы в системе почва-растение / В.Б. Ильин, М.Д. Степанова, Г.А. Гармаш // Известия СО РАН СССР, сер. биол. Наук, 1980. № 15. - С. 89-94.

64. Ильин В.Б. Относительные показатели загрязнения в системе почва-растение / В.Б. Ильин, М.Д. Степанова // Почвоведение, 1979. -№11.- С.61-67.

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

66. Ильин В.Б. Показатели для оценки загрязнения тяжелыми металлами системы почва-растение / В.Б. Ильин, М.Д. Степанова // Бюллетень почвенного института им. В.В. Докучаева, 1980. Вып. XXIV. - С. 3-17.

67. Ильин В.Б. Распределение свинца и кадмия в растениях пшеницы, произрастающей на загрязненных этими металлами почвах /В.Б. Ильин, М.Д. Степанова // Агрохимия, 1980. № 5. - С. 73.

68. Ильин В.Б. Система показателей для оценки загрязненности почв тяжелыми металлами // Агрохимия, 1995. № 1. - С. 94-99.

69. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в почвах Западной Сибири // Почвоведение, 1987. -№11. -С. 87-94.

70. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва-растение. Новосибирск: Наука. Сиб. отделение, 1991. - 151с.

71. Ильин В.Б. Химические элементы в системе почва-растение / В.Б. Ильин, М.Д. Степанова. Новосибирск: Наука, 1982. - С. 73.

72. Ильин В.Б. Химические элементы в системе почва-растение / В.Б. Ильин, М.Д. Степанова. — Новосибирск: Наука, 1982. 73 с.

73. Ильин В.Б. Элементарный химический состав растений. Новосибирск: Наука, 1985- 129с.

74. Ильин В.Б. Элементный химический состав растений: факторы его определяющие // Известия СО АН СССР, сер. биол. наук, 1977. № 10, вып. 2. - С. 3-15.

75. Инструкция по изучению и оценке попутных твердых полезных ископаемых и компонентов при разведке месторождений угля и горных сланцев. М.: Наука, 1987.-136 с.

76. Исидоров В.А. Введение в химическую экотоксикологию. СПб.: Химиздат, 1999. - 144 с.

77. Исследование брикетируемости длиннопламенных углей месторождения «Юбилейное» Семипалатинской области: Отчет / Комплексный научноисследовательский и проектно-конструкторский институт обогащения твердых горючих ископаемых. Фонд ФГП «Семей», 1993. - 47 с.

78. Исследование пригодности углей месторождения «Каражыра», как сырья для получения синтетических жидких топлив: Отчет / Институт органического синтеза и углехимии. Фонд ФГП «Семей», 1993. - 37 с.

79. Исследование физико-химических и теплотехнических свойств угля месторождения «Юбилейное»: Отчет / Урал НТИ. Фонд ФГП «Семей», 1993. -74 с.

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

81. Кадмий: Экологические аспекты. Женева: ВОЗ, 1994. - 160 с.

82. Кальницкий Б.Д. Минеральные вещества в кормлении животных. JL: Аг-ропромиздат, 1985. — 207 с.

83. Карпачевский JI.O. Экологическое почвоведение. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1993.- 184 с.

84. Карташев А.Г. Биосфера и человек. Томск: ТГУ, 2003. - 352 с.

85. Кеннет Г. Нарушения метаболизма микроэлементов // Внутренние болезни / Г. Кеннет, И. Фальчук. М.: Медицина, Кн.2., 1993. - С. 451-457.

86. Кист А.А. Биологическая роль химических элементов и периодический закон. Ташкент, 1973.

87. Клер В.Р. Изучение и геолого-экологическая оценка качества углей при геологоразведочных работах. М., 1975. - 319 с.

88. Коваль А.И. Пояснительная записка к оперативному приросту запасов углей месторождения «Каражыра» за 1993 г.: Отчет / А.И. Коваль, B.JI. Выползов. Фонд ТУ «Центрказнедра», 1993. - 83 с.

89. Коваль А.И. Технико-экономическое обоснование промышленных кондиций и целесообразности освоения месторождения углей «Каражыра»: Отчет / А.И. Коваль, B.JI. Выползов. Фонд ТУ «Центрказнедра», 1993. - 191 с.

90. Ковальский В.В. Геохимическая экология. М.: Колос, 1974. - 299 с.

91. КовдаВ.А. Биогеохимия почвенного покрова. М.: Наука,1985. - 263 с.

92. КовдаВ.А. Основы учения о почвах. -М.: Наука, 1973. -Кн.1. -448 е., Кн.2. -468 с.

93. Ковда В.А. Проблемы защиты почвенного покрова и биосферы планеты. — Пущино, 1989.-237 с.

94. ЮО.Ковда В.А. Роль и функции почвенного покрова в биосфере Земли. Пущино, ОНТИНЦБИ АН СССР, 1985.-С. 501-505.

95. Козловский Ф.И. Структурная модель миграционных процессов в геохимических ландшафтах // Геохимия ландшафтов. Теория миграции химических элементов в природных ландшафтах. — М., 1975. С. 27-42.

96. Козловский Ф.И. Структурно-функциональная и математическая модель миграционных ландшафтно-геохимических процессов // Почвоведение, 1972.- №4.-С. 122-138.

97. Колесников С.И. Экологические последствия загрязнения почв тяжелыми металлами / С.И. Колесников, К.Ш. Казеев, В.Ф. Вальков. Ростов-на-Дону: Изд-во СКНЦ ВШ, 2000. - 232 с.

98. Кондратюк Е.Н. Промышленная ботаника / Е.Н. Кондратюк, В.П. Тараба-рин, В.Н. Бакланов и др. Киев, 1980. - 258 с.

99. Красавин А.П. Защита окружающей среды в угольной промышленности. -М.: Недра, 1991.-221 с.

100. Кулжанов К.С. Экологические проблемы природной среды Казахстана и пути их решения / К.С. Кулжанов, Т.О. Омаркулова, М.Ш. Сулейменова // Актуальные проблемы охраны окружающей среды. Караганда, 2002. - С. 120-122.

101. Ладонин Д.В. Изменение фракционного состава меди, цинка, кадмия и свинца в некоторых типах почв при полиэлементном загрязнении / Д.В. Ладонин, О.В. Пляскина // Почвоведение, 2001. №1. - С. 1-14.

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

103. Левина Э.Н. Общая токсикология металлов. Л.: Наука,1972. - 184 с.

104. Либберт Э. Физиология растений. М.: Мир, 1976. - 580 с.

105. Лозановская И.Н. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении / И.Н. Лозановская, Д.С. Орлов, Л.К. Садовникова. М.: Высшая школа, 1998.-С. 187-200.

106. Лукашев В.К. Особенности распределения и формы нахождения кадмия в покровных отложениях Белоруссии / В.К.Лукашев, Т.Н. Симуткина. М.: Наука, «Геохимия», 1981. - С. 430-437.

107. Макаров В.Н. Свинец в биосфере Якутии. Якутск: Изд-во Института мерзлотоведения СО РАН, 2002. - 114 с.

108. Н.Максимович Н.Г. Геохимия угольных месторождений и окружающая среда //Вестник Перм. ун-та. — Пермь, 1997. -Вып.4. Геология. - С. 171-185.

109. Малюга Д.П. Биогеохимический метод поисков рудных месторождений. — М.: Наука, 1963.

110. Мартин Ю.Л. Биогеохимическая индикация загрязнения среды при помощи споровых растений // Изд. АН ЭССР. Сер. Биология, 1985. №1. - Т. 34.-С. 1-15.

111. Махонько Э.П. и др. Содержание тяжелых металлов в растворимых осадками формах в выпадениях в зависимости от источника загрязнения // Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах. Л.: Гид-рометеоиздат, 1980.-С. 53-58.

112. Махонько Э.П. и др. Фоновые уровни содержания тяжелых металлов в почве // Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах / Тр. Всесоюзного совещания. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. - С. 136-139.

113. Методические рекомендации по оценке влияния на окружающую среду размещенных в накопителях производственных отходов, а также складируемых под открытым небом продуктов и материалов. РНД 03.3.0.4.01-95. -Алматы, 1995.-68 с.

114. Методические рекомендации по оценке степени загрязнения атмосферного воздуха населенных пунктов металлами по их содержанию в снежном покрове и почве. М.: ИМГРЭ, 1990. - С.15.

115. Методические рекомендации по проведению полевых и лабораторных исследований почв и растений при контроле загрязнения окружающей среды металлами. М.: Гидрометеоиздат, 1981. - 108с.

116. Методические рекомендации по установлению ПДК химических веществ в почве. М.: Изд-во Минздрава СССР, 1976. - 63с.

117. Микроэлементы в окружающей среде / Под ред. Власюка П.А. Киев: Наукова дума, 1980. - 57 с.

118. Минеев В.Г. Экологические проблемы агрохимии. М.: Изд-во МГУ, 1988.-285 с.

119. Минкина Т.М. Формы соединений тяжелых металлов в почвах степной зоны / Т.М. Минкина, Г.В. Мотузова, О.Г. Назаренко, B.C. Крыщенко, С.С. Манджиева // Почвоведение, 2008. № 7. - С. 810-818.

120. Мотузова Г.В. Загрязнение почв и сопредельных сред. М.: Изд-во МГУ, 2000.-71 с.

121. Мотузова Г.В. Подвижные соединения поллютантов в почве и их экологическое значение // Материалы Межд. науч. конф. «Современные проблемы загрязнения почв». — Москва, 2004. С. 15-17.

122. Мотузова Г.В. Почвенно-химический экологический мониторинг. М.: Изд-во МГУ, 2001.-85 с.

123. Мотузова Г.В. Соединения микроэлементов в почвах: системная организация, экологическое значение, мониторинг. — М.: Эдиториал УРСС, 1999. — 168 с.

124. Мотузова Г.В. Устойчивость почв к химическому воздействию. М.: Изд-во МГУ, 2000. - 57 с.

125. Мур. Дж.В. Тяжёлые металлы в природных водах / Дж.В. Мур, С. Рама-мурти. М.: Мир, 1987. - 288 с.

126. Никоноров A.M. Биомониторинг металлов в пресноводных экосистемах / A.M. Никоноров, А.В. Жулидов. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. - 311 с.

127. Ноздрюхина Л.Р. Биологическая роль микроэлементов в организме животных и человека. — М.: Наука, 1977. 184 с.

128. Обзор «Окружающая среда и устойчивое развитие в Казахстане»: Серия публ. / ПРООН Казахстан. Алматы, 2004. - № UNDKAZ 06. - 210 с.

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

130. Орлов Д.С. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении / Д.С. Орлов, Л.К. Садовникова, И.Н. Лозановская. М.: ВШ, 2002. - 334 с.

131. Панин М.С. Аккумуляция тяжелых металлов растениями Семипалатинского Прииртышья. — Семипалатинск, 1999. 309 с.

132. Панин М.С. Загрязнения тяжёлыми металлами почв города Семипалатинск // Вестник университета «Семей», 1997. — №1.- С. 160-166.

133. Панин М.С. Формы соединений тяжелых металлов в почвах средней полосы Восточного Казахстана. — Семипалатинск, 1999. — 329 с.

134. Панин М.С. Химическая экология. Семипалатинск, 2002. - 852с.

135. Панин М.С. Экология Казахстана. Семипалатинск, 2005. — 548 с.

136. Панин М.С. Экология почв. Алматы: Изд-во «Раритет», 2008. - 528 с.

137. Панин М.С. Эколого-биогеохимическая оценка техногенных ландшафтов Восточного Казахстана. Алматы: Изд-во «Эверо», 2000. - 338 с.

138. Певзнер М.Е. Горное дело и охрана окружающей среды / М.Е. Певзнер, А.А. Малышев, А.Д. Мельков, В.П. Ушань. М.: Изд-во МГУ, 2000. - 300 с.

139. Переломов Л.В. Иммобилизация водорастворимых солей цинка в почве / Л.В. Переломов, Д.А. Пинский // Агрохимия, 2005. № 7. - С. 66-72.

140. Перельман А.И. Геохимия ландшафта. М.:ВШ, 1975. - 342 с.

141. Пинский Д.Л. Ионнообменные процессы в почвах. Пущино: Институт почвоведения и фотосинтеза РАН, 1997. - 168 с.

142. Плотников Н.И. Гидрогеологические аспекты охраны окружающей среды / Н.И. Плотников, С. Краевский. М.: Недра, 1983. - 203 с.

143. Плохинский Н.А. Биометрия. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1970. - 367 с.

144. Покатилов Ю.Г. Биогеохимия биосферы и медико-биологические проблемы (экологические проблемы химии биосферы и здоровья населения). -Новосибирск: Наука, 1993. 168 с.

145. Полевой В.В. Физиология растений. М.: Высшая школа, 1989. — 464с.

146. Предварительная и детальная разведка угольного месторождения «Каражыра» (Юбилейное): Отчет ГГА «Азимут» по комплексной геологическойи инженерно-геологической съемке масштаба 1:50000 с экологической направленностью. — Караганда, 1995. 231 с.

147. Предварительная и детальная разведка угольного месторождения «Каражыра». — Караганда, 1995. 44 с.

148. Программа работ по организации системы производственного мониторинга окружающей среды в зоне влияния деятельности ТОО «Каражыра ЛТД». -Усть-Каменогорск, 2005. 38 с.

149. Пронина Н.Б. Экологические стрессы (причины, классификация, тестирование, физиолого-биохимические механизмы). М.: Изд-во МСХА, 2000. -312 с.

150. Протокол № 14 заседания научно-технического совета АО «Павлодаргид-рогеология». с. Жетекши Павлодарской области, 2 декабря 1994 г.

151. Протокол совещания в отделе гидрогеологии, инженерной геологии Министерства геологии и охраны недр Республики Казахстан. Алма-Ата, 3 марта 1992 г.

152. Ринькис Г.Я. Колориметрический метод определения содержания свинца в почвах и растениях / Г.Я. Ринькис, Т.Я. Куницкая // Известия АН Латвийской ССР, 1989. № 8. - С. 505.

153. Ринысис Г.Я. Методы анализа почв и растений / Г.Я. Ринькис, Х.К. Рамане, Т.А. Куницкая. Рига: Зинатне, 1987. - 175 с.

154. Ринькис Г.Я. Методы ускоренного колориметреческого определения микроэлементов в биологических объектах. Рига: Изд-во АН J1CCP, 1963. -160с.

155. Ринькис Г.Я. Оптимизация минерального питания растений. Рига: Зинан-те, 1972.-355 с.

156. Ринькис Г .Я., Оптимизация минерального питания полевых и тепличных культур / Г.Я. Ринькис, В.Ф. Ноллендорф. Рига: Зинатне, 1977. - 168с.

157. Розанов Б.Г. Основные тенденции изменения почвенного покрова Земли под воздействием человека / Б.Г. Розанов, А.Б. Розанов // Почвенно-экологический мониторинг и охрана почв. М.: Геос, 1999. - 278 с.

158. Руководящие нормативные документы по отходам производства и потребления. Алматы, 1995. - 84 с.

159. Сает Ю.Е. и др. Геохимия окружающей среды. М.: Недра, 1990. - 46 с.

160. Свирко Е.В. Тяжелые металлы и радионуклиды в слоевищах лишайников в Новосибирской области, Алтайском крае и Республике Алтай / Е.В. Свирко, В.Д. Страховенко // Сибирский экологический журнал, 2006. № 3. - С. 385-390.

161. Сергейчик С.А. Растения и экология. Мн.: Ураджай, 1997. - 224 с.

162. Скарлыгина-Уфимцева М.Д. Техногенное загрязнение растений тяжелыми металлами и его эколого-биологический эффект // Тяжелые металлы в окружающей среде. М., 1980. - С.85-88.

163. Содержание и формы микроэлементов в почвах. М.: МГУ, 1979. - 350 с.

164. Тарабарин В.П. Физиология устойчивости древесных растений в условиях загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами // Микроэлементы в окружающей среде. Киев: Наукова думка, 1980. - С. 17.

165. Теплотехнические и технологические свойства углей месторождения «Юбилейное»: Отчет / Институт «КазНИИэнергетика». Фонд ФПГ «Семей», 1993.-34 с.

166. Технико-экономическое обоснование промышленных кондиций углей месторождения «Каражыра»: Отчет / ГАО «Карагандагипрошахт». Фонд ФПГ «Семей», 1994. - Кн. 1-4.

167. Техногенные потоки вещества в ландшафтах и состояние экосистем. М.: Наука, 1981.-256 с.

168. Титаева Н.А. и др. Исследования загрязнения окружающей среды микроэлементами в районе угольной электростанции // Геохимия, 1993. — № 12. — С. 1757-1767.

169. Тяжелые металлы в системе почва-растение-удобрение. М.: Изд-во «Пролетарский светоч», 1997. - 290 с.

170. Убугунов B.JL, Кашин В.К. Тяжелые металлы в садово-огородных почвах и растениях г. Улан-Удэ. Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2004. - 128 с.

171. Унифицированные методы мониторинга фонового загрязнения природной среды. — М.: Гидрометеоиздат, 1986. — С. 27.

172. Уфимцева М.Д. Фитоиндикация экологического состояния урбогеосистем Санкт-Петербурга / М.Д. Уфимцева, Н.В. Терехина. — СПб.: Наука, 2005. — 339 с.

173. Учет рельефа местности, его влияние при расчете загрязнения атмосферы. JI.: Гидрометеоиздат, 1987. ОНД-86.

174. Флора Казахстана. Алма-Ата, 1958. - Т.9. - 640 с.

175. Химия тяжелых металлов, мышьяка и молибдена в почвах / Под ред. Зыри-на Н.Г. М.: Изд-во МГУ, 1985. - 204 с.

176. Цинк и кадмий в окружающей среде. М.: Наука, 1992. - 200 с.

177. Чернавина И.А. Физиология и биохимия микроэлементов. М.: ВШ, 1970.-308 с.

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

179. Шаймерденов Н.Р. Определение основных расчетных гидрогеологических параметров по данным карьерного водоотлива и режимных наблюдений заподземными водами на участке «Каражыра». Павлодар: Павлодаргидро-геология, 1995.

180. Шаймерденов Н.Р. Основные гидрогеологические результаты по скважинам участка «Каражыра» за 1994 г. Павлодар: Павлодаргидрогеология, 1995.

181. Школьник М.Я. Микроэлементы в жизни растений. — JL: Наука, 1974. — 324с.

182. Школьник М.Я. Растения в экстремальных условиях минерального питания: эколого-физиологические исследования / М.Я. Школьник, Н. Алексеева-Попова. Л., 1983.- 176 с.

183. Эйхгорн Н.М. Неорганическая биогеохимия. М.: Мир, 1978. - 448 с.

184. Эмсли Д. Элементы. М.: Мысль, 1993. - 256 с.

185. Adriano D.C. Trace elements in the terrestrial environment. New York, Berlin, Heidelberg, Tokyo: Springer-Verlag, 1986. - 533 p.

186. Anke M. Toxizitatgrenzwerte ffir Spurenelemente in Futtermitteln Schwermet-alle in der Umwelt, 1987.-№ 2.-S. 110-121.

187. Antonovics J. Heavy metal tolerance in plants Advances in Ecological Research' / J. Antonovics, A.D. Bradshow, R.G. Turner. L., N.Y.: Academic Press, 1971. -Vol. 7.-P. 2-86.

188. Cannon H.A. Natural toxicants of geologic origin and their availability to man // Environmetal quality ant fool supply. New York: Futuro, 1974. - P. 143-163.

189. Clark R.B. Plant genotype differences in uptake, translocation, accumulation and of mineral elements required for plant growth // Genetic Aspects of Plant Nutrition. The Hague, Boston, Lancaster: Martinus Nijhoff Publ., 1983. - P. 49-70.

190. Cumming J.R. Mechanisms of metal tolerancein plants: Physiological adaptations for exclusion of metal ions from cytoplasm / J.R. Cumming, G.J. Taylor //

191. Stress Responses in Plants: Adaptation and Acclimation Mechnisms. Wiley-Liss, N.Y., 1990.-P. 329.

192. Grill E. Schutz der Pflanzen vor Schwermetallen / Jahrb. Akad. Wiss. Gottingen Jahr.1989. Gottingen, 1990. S. 21-24.

193. Jimura K. Behavior of contaminant heavy metals in soil plant system, in: Proc. / K. Jimura, H. Ifo, M. Chino, T. Morishita, H. Hirata. Inst. Sem. SEFMJA, Tokyo, 1977.-357 p.

194. Kabala C. Fractionation and Mobility of Copper, Lead, and Zinc in Soil Profiles in the Vicinity of a Copper Smelter / C. Kabala, B.R. Singh // J. Environ. Qual, 2001.-№30.-P. 485-492.

195. Kathryn M. Catlett. Soil Chemical Properties Controlling Zinc2+ Activity in 18 Colorado Soils./ Kathryn M. Catlett, Dean M. Heil, Willard L. Lindsay, and Michael H. Ebinger.// Soil Sci. Soc. Am. J., 2002. № 66. - P. 1182-1189.

196. Kloke A. Richwerte'80. Orientierungsdaten fur tolerierbare Gesamtgehalte einger Elemente in Kulturboden // Mitteilunger VDLUFA, 1980. H. 1-3. - S. 9-11.

197. Knox A.S. Chemophytostabilization of metals in contaminated soils / A.S. Knox, J. Seaman, D.C. Adriano, G. Pierzynski // Bioremediation of contaminated soils, Eds. D.L. Wise et al. N.Y., Marcel Dekker Ins, 2000. P. 811-836.

198. Lebensmittei Toxicologi (Autorenkollektiv). - Berlin: Akedemie-Verlag, 1989.-664 S.

199. Lindsay W.L. Chemical equilibria in soils. N.Y.: J.Wiley and Sons, 1979. — 449 p.

200. McBride M.D. Reactions controlling heavy metals solubility in soils // Adv. Soil Sci / Ed. В .A. Stewart. Berlin: Springer-Verlag, 1989. - V.10. - P. 306-366.

201. McLaren R.G. Studies on soil copper. I. The fractionation of copper in soils / R.G. McLaren, P.V. Grawford // J. Soil Sci, 1973. V.24. - P. 172-181.

202. Pannewitz S. T.G.A. Green et al. / S. Pannewitz, M. Schlensog Oecologia, 2003. -P. 30-38.

203. Sauerbeck D. Welhe schwermetallgechalte in pflazen durfen nicht uberschritten werden, um wachstumbeeintrachtigungen zu vermeiden? // Landwirdschaftliche Forschung / Kongressband. S.', 1982. H. 16. - S. 59-72.

204. Shuman L.M. Fractionatial method for soil microelements // Soil Sci, 1985. — №1. V. 140.

205. Tesser A. Sequential extraction procedure for the speciation of the particulate trace metals / A. Tesser, P.G.O. Campbell, M. Bisson // Analytical Chem, 1979. V.51. - 844 p.

206. Tyler G. Heavy metal pollution and soil enzymation activity / Plant and soil, 1974. V. 41. - № 2. - P. 413-422.

207. Vesper S.I. Effect of cadmium, nickel, copper, and zinc nitrogen fixation by soybeans / S.I. Vesper, T.S. Weidensaul // Water, Air, Sopil Pollut, 1978. V. 9. -P. 413-422.

208. Von Jung J. Einftuss von cadmiumhaltigen Dungerphospaten auf die cadmiu-manreicherung von Kulturboden und Nutzpflanzen, Landwirtsch / J. Von Jung, K. Isermsnn, G. Henjes. Forsch., 1979. - S.262

Информация о работе

Евлампиева, Елена Петровна
кандидата биологических наук
Семей, 2009
ВАК 03.00.16

Диссертация

Влияние угледобывающего комплекса "Каражыра" на содержание химических элементов в системе "почва-растение" - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы