Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Биодиагностика устойчивости предгорных и горных почв Западного Кавказа к загрязнению нефтью и нефтепродуктами

ВАК РФ 03.02.08, Экология (по отраслям)

Автореферат диссертации по теме "Биодиагностика устойчивости предгорных и горных почв Западного Кавказа к загрязнению нефтью и нефтепродуктами"

На правах рукописи

4849465

Татлок Руслан Кимович

БИОДИАГНОСТИКА УСТОЙЧИВОСТИ ПРЕДГОРНЫХ И ГОРНЫХ ПОЧВ ЗАПАДНОГО КАВКАЗА К ЗАГРЯЗНЕНИЮ НЕФТЬЮ И НЕФТЕПРОДУКТАМИ

03.02.08 - экология (биологические науки)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

9 ИЮН 2011

Ростов-на-Дону - 2011

4849465

Работа выполнена на кафедре землеустройства Майкопского государственного технологического университета

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Колесников Сергей Ильич

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, доцент

Минкина Татьяна Михайловна

доктор биологических наук, профессор Калиниченко Валерий Петрович

Ведущая организация: Институт биологии Уфимского НЦ РАН

Защита диссертации состоится 24 июня 2011 г. в 15.00 на заседании диссертационного совета Д 212.208.32 по биологическим наукам при!южном федеральном университете (344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Большая Садовая, 105, ЮФУ, ауд. 304, e-mail: denisova777@inbox.ru, факс: (863) 263-87-23).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Южного федерального университета (344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 148).

Автореферат разослан «_» мая 2011 г. и размещен в сети Интернет

на сайте ЮФУ www.sfedu.ru

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук

Т.В. Денисова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. В 2014 году в г. Сочи пройдут зимние олимпийские игры. Развитие инфраструктуры в районе проведения олимпийских игр неминуемо негативно отразится на состоянии почвенного покрова предгорий и гор Западного Кавказа. Одним из предполагаемых негативных экологических последствий будет химическое загрязнение почв, в результате строительства и эксплуатации дорог, автозаправок, котельных и т.д. В случае реализации проекта строительства дороги (дорог) к Красной поляне через Республику Адыгея и/или Карачаево-Черкесскую Республику, площадь негативного воздействия на окружающую среду значительно расширится.

Почвенный покров Западного Кавказа уникален и чрезвычайно разнообразен: от черноземов до альпийских почв. В силу существенных различий эколого-генетических свойств этих почв, таких как содержание гумуса, реакция среды, поглотительная способность, оструктуренность, интенсивность биологических процессов и др. (Вальков и др., 2008), почвы сильно различаются по устойчивости к химическому загрязнению.

Устойчивость почв региона к загрязнению тяжелыми металлами была исследована ранее в работах З.Р. Тлехас (2007, 2008) и С.И. Колесникова с соавт. (2008, 2009, 2010), а для оценки устойчивости к загрязнению нефтью и нефтепродуктами было проведено настоящее исследование.

Цель и задачи исследования. Цель работы — оценить устойчивость предгорных и горных почв Западного Кавказа к загрязнению нефтью и нефтепродуктами по биологическим показателям в условиях модельного эксперимента.

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:

1. Выявить закономерности изменения биологических свойств почв предгорий и гор Западного Кавказа в условиях загрязнения нефтью и нефтепродуктами, таких как активность каталазы и дегадрогеназы, обилие бактерий рода /ко/о-Ьас(ег, показателей прорастания и начального развития редиса и др.

2. Исследовать изменения свойств почв в зависимости от природы загрязняющего вещества (нефть, мазут, бензин, солярка) и его концентрации в почве.

3. Оценить устойчивость к загрязнению нефтью и нефтепродуктами предгорных и горных почв Западного Кавказа: черноземов выщелоченных слитых, бурых лесных, серых лесных, дерново-карбонатных и горно-луговых субальпийских почв.

4. Провести сравнительный анализ возможности и целесообразности использования различных биологических показателей в целях оценки экологического состояния почв, загрязненных нефтью, мазутом, бензином, соляркой.

5. Установить количественные ориентиры для разработки региональных нормативов содержания нефти, мазута, бензина и солярки в предгорных и горных почвах Западного Кавказа.

Основные положения, выносимые на защиту.

Загрязнение предгорных и горных почв Западного Кавказа нефтью и нефтепродуктами в подавляющем большинстве случаев вызывает ухудшение их биологических свойств.

По степени устойчивости к загрязнению нефтью и нефтепродуктами почвы предгорий и гор Западного Кавказа образуют следующий ряд: черноземы выщелоченные слитые >= дерново-карбонатные почвы >= серые лесные почвы >= горно-луговые почвы > = бурые лесные почвы.

По степени токсичности к биологическим свойствам исследованных почв нефть и нефтепродукты образуют следующую последовательность: нефть >= мазут >= бензин >= солярка.

Предложены количественные ориентиры для разработки региональных нормативов содержания нефти, мазута, солярки, бензина в предгорных и горных почвах Западного Кавказа с учетом их эколого-генетических особенностей.

Научная новизна работы. Впервые для предгорных и горных почв Западного Кавказа установлены закономерности изменения основных биологических свойств, таких как активность каталазы и дегидрогеназы, обилие бактерий рода Аго^Ьа^ег, показателей прорастания и начального развития редиса и др. в условиях загрязнения нефтью, мазутом, бензином, соляркой. Дана оценка устойчивости к загрязнению нефтью и нефтепродуктами предгорных и горных почв Западного Кавказа: черноземов выщелоченных слитых, бурых лесных, серых лесных, дерново-карбонатных и горно-луговых субальпийских почв. Проведен сравнительный анализ возможности и целесообразности использования различных биологических показателей в целях оценки экологического состояния почв, загрязненных нефтью, мазутом, бензином, соляркой. Установлены количественные ориентиры для разработки региональных нормативов содержания нефти, мазута, бензина и солярки в предгорных и горных почвах Западного Кавказа.

Практическая значимость. Результаты исследования можно использовать при биомониторинге и биодиагностике состояния почв и экосистем, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, оценке воздействия на окружающую среду и проведении экологической экспертизы, оценке риска природных и антропогенных катастроф, разработке региональных нормативов содержания нефти и нефтепродуктов в почвах, рекультивации загрязненных нефтью и нефтепродуктами почв, оценке, сертификации и паспортизации земель, в других природоохранных и производственных мероприятиях. Кроме того, результаты исследования используются в учебном процессе в Майкопском государственном технологическом университете и Южном федеральном университете при преподавании следующих дисциплин: «Экология», «Почвоведение», «Рациональное природопользование и охрана природы», «Мониторинг и биоиндикация», «Экологическая экспертиза», «Нормирования качества окружающей среды».

Связь работы с научными программами. Исследование выполнено при финансовой поддержке Президента РФ (грант по государственной поддержке ведущих научных школ РФ НШ-5316.2010.4), ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы (государственные контракты П169, П1298, П322), Российского фонда фундаментальных исследований (грант 07-04-00690-а).

Личный вклад автора. Диссертационная работа является обобщением результатов исследований автора, проведенных в 2008-2011 гг. Тема, цель, задачи, объекты, методы и программа исследования определены автором совместно с научным руководителем. Полевые исследования и отбор почв для модельных экс-

периментов осуществлены автором совместно с участниками комплексной экспедиции. Лабораторные модельные опыты и анализы проведены лично автором или с его участием. Анализ и обобщение полученных результатов, формулировка выводов и основных защищаемых положений сделаны лично автором при направляющем и корректирующем участии научного руководителя.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на Ежегодной научной конференции в ЮФУ «Неделя науки. Секция экологии и природопользования» (Ростов-на-Дону, 2009, 2010, 2011), Межрегиональной научно-практической конференции «Социально-экономическое и экологическое развитие Северо-Кавказкого региона» (Белореченск, 2009), Международной конференции «Экокультура и фитобиотехнологии улучшения качества жизни на Каспии» (Астрахань, 2010), Научной конференции «Актуальные проблемы экологии и биологии почв» (Ростов-на-Дону, 2010), Всероссийской научной конференции «Модернизация науки и образования». Секция 1: «Биологические науки» (Махачкала, 2011), Научной конференции «Актуальные проблемы экологии и природопользования» (Ростов-на-Дону, 2011), IV Международной научно-практической конференции «Экологические проблемы природных и урбанизированных территорий» (Астрахань, 2011).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 научных работ, объемом 6,6 п.л., из них 4 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК. Доля участия автора в публикациях составляет 50% (3,3 п.л.).

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 160 страницах печатного текста. Состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы. Содержит 24 таблицы, 34 рисунка, 10 фотографий. Список литературы включает 222 источника, из них 25 на иностранных языках.

Автор глубоко признателен за помощь в работе своему научному руководителю — заведующему кафедрой экологии и природопользования ЮФУ, д.с.-х.н., профессору С.И. Колесникову, сотрудникам кафедры землеустройства МГТУ и кафедры экологии и природопользования ЮФУ.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ГЛАВА 1. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ПОЧВ В УСЛОВИЯХ ЗАГРЯЗНЕНИЯ НЕФТЬЮ И НЕФТЕПРОДУКТАМИ

В главе представлена химическая и экотоксикологическая характеристики нефти и нефтепродуктов, описаны источники загрязнения ими окружающей среды, проведен анализ их поведения и трансформации в почве, влияния на морфологические, физические, физико-химические, химические, биологические и биохимические свойства почвы, микроорганизмы, растения, животных и человека, описаны факторы, определяющие экологические последствия загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами, освещены проблемы нормирования и рекультивации нефтезагрязнеиных земель.

ГЛАВА 2. ПРЕДГОРНЫЕ И ГОРНЫЕ ПОЧВЫ ЗАПАДНОГО КАВКАЗА

В качестве объектов исследования были использованы все основные предгорные и горные почвы Западного Кавказа: черноземы выщелоченные слитые, серые лесные, бурые лесные, дерново-карбонатные (рендзины) и горно-луговые субальпийские почвы. Эти почвы занимают основную территорию предгорий и гор Западного Кавказа. При этом они существенно различаются по эколого-генетическим характеристикам, таким как содержание гумуса, щелочно-кислотные и окислительно-восстановительные условия, содержание карбонатов, поглотительная способность, биологическая активность и другим свойствам, определяющим устойчивость почвы к химическому загрязнению.

Почва для модельных опытов была отобрана в следующих районах Западного Кавказа: чернозем выщелоченный слитой (окрестности г. Белореченск, Краснодарский край); серая лесная почва (окрестности с. Даховская, Республика Адыгея); бурая лесная кислая почва (окрестности п. Никель, Республика Адыгея); дерново-карбонатная выщелоченная почва (Азишский хребет, Краснодарский край); горнолуговая субальпийская почва (плато Лаго-Наки, Республика Адыгея). Почва для модельных экспериментов была отобрана из верхнего слоя 0-20 см. Именно в этом слое накапливается основное количество загрязняющих почву веществ.

Основные эколого-генетические и эколого-биологические показатели почв предгорий и гор Западного Кавказа представлены в табл. 1.

ГЛАВА 3. МЕТОДИКА И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Была проведена серия модельных экспериментов, позволивших решить поставленные задачи.

Таблица 1

Эколого-генетические и эколого-биологические характеристики почв предгорий и гор Западного Кавказа

№ Почва Содержание гумуса, % И о. Гранулометрический состав 1 §2 М «л} азм Ш с $ 5 §н Активность дегидрогеназы, мг ТФФ /10 г почвы за 24 часа Обилие бактерий рода Аго1оЬасгег, % комочков обрастания

1. Чернозем выщелоченный слитой 9,7 7,0 глинистый 7,1 12,6 89

2. Серая лесная почва 7,3 7,3 тяжелосуглинистый 7,9 11,7 53

3. Бурая лесная кислая почва 1,8 5,8 тяжелосуглинистый 2,1 9,7 19

4. Дерново-карбонатная выщелоченная почва 14,4 7,6 тяжел осуглинистый 7,4 13,1 78

5. Горно-луговая субальпийская почва 6,8 6,1 среднесуглинистый 3,5 2,2 71

Исследовали загрязнение почв нефтью, мазутом, бензином и дизельным топливом (соляровым маслом, соляркой, газолином). Использовали нефть средней плотности, со средним содержанием серы и хлористых солей, низким содержанием механических примесей; топочный мазут 40, IV вида, со средним содержанием серы, средней зольности, температурой застывания — минус 15°С; бензин автомобильный неэтилированный Регуляр-92, экологический класс 2; топливо дизельное марки Л (летнее), экологический класс 2.

ПДК нефти, мазута, бензина и солярки в почве не разработаны. Для выражения их концентрации в почве использовали процентное содержание. Изучали действие разных концентраций нефти, мазута, бензина и солярки —1,5 и 10 % от массы почвы.

Загрязнение почвы нефтью, мазутом, бензином и соляркой в исследованном диапазоне до 10 % от массы почвы и более часто встречается в районах нефтедобычи, транспортировки и переработки нефти, получения, транспортировки и потребления нефтепродуктов (Пиковский, 1993; Трофимов и др., 2000, Рубанова, Цхадая, 2000).

Исследовали равномерное загрязнение нефтью и нефтепродуктами всего объема почв. Для этого после внесения загрязняющего вещества почву в сосуде перемешивали. Нефть и нефтепродукты вносили во влажную почву.

Почву инкубировали в вегетационных сосудах при комнатной температуре (20-22°С) и оптимальном увлажнении (60% от полевой влагоемкости) в трехкратной повторности.

Биологические параметры состояния почв определяли через 30 суток после загрязнения. При оценке химического воздействия на почву этот срок является наиболее информативным (Колесников и др., 2006).

Через указанный срок всю массу почвы извлекали из вегетационного сосуда и перемешивали, тем самым получали «средний образец», из которого отбирали пробы на определение биологических показателей — по 3 из каждого сосуда.

Лабораторно-аналитические исследования выполнены с использованием общепринятых в биологии и экологии почв методов в модификации К.Ш. Казеева, С.И. Колесникова (Казеев и др., 2003). Определяли обилие бактерий рода Аго(оЬас1ег, активность каталазы и дегидрогеназы, целлюлозолитиче-скую активность, фитотоксические свойства почв и другие показатели. Обилие бактерий рода АгошЪаМег учитывали методом комочков обрастания на среде Эшби (Методы почвенной микробиологии и биохимии, 1991). Целшолозолитиче-скую способность определяли по степени разложения хлопчатобумажного полотна (Гельцер, 1986), экспонированного в почве в течение 30 дней. Активность каталазы измеряли по методике Галстяпа (1978), дегидрогеназы — по методике Галстяна в модификации Хазиева (1990). О фитотоксичиости почв судили по изменению показателей прорастания семян (всхожесть, энергия прорастания, друж-

ность прорастания, скорость прорастания) и интенсивности начального роста проростков (длина корней, длина надземных побегов) (Бабьева, Зенова, 2004). В качестве тест-объекта использовали редис (сорт Корунд). Содержание гумуса определяли по методу Тюрина со спектрофотометрическим окончанием (Орлов, Гришина, 1981). Реакцию почв (рН) определяли потенциометрическим методом (Практикум по почвоведению, 1986). Содержание гумуса и реакцию почв (рН) определяли только на контроле — в незагрязненной почве.

С целью выявления общих закономерностей воздействия того или иного негативного фактора, в частности загрязняющего вещества, на экологическое состояние почв С.И. Колесников, К.Ш. Казеев, В.Ф. Вальков (2001) рекомендуют использовать интегральный показатель биологического состояния (ИПБС) почвы, который определяется на основе наиболее информативных показателей биологической активности почвы. В настоящем исследовании ИПБС был рассчитан по следующим показателям: обилие бактерий рода АгоЮЬа^ег, активность каталазы и дегидрогеназы, целлюлозолитическая активность, длина корней редиса (фито-токсичность). Бактерии рода А2о1оЬаМег традиционно и успешно используют как индикатор химического загрязнения почвы. Каталазная, дегидрогеназная и целлюлозолитическая активность отражают интенсивность различных биологических процессов в почве. При этом активность ферментов служит показателем потенциальной биологической активности почвы, а скорость разложения полотна характеризует актуальную активность. Каталаза и дегидрогеназа принадлежат к окислительно-восстановительным ферментам - наиболее чувствительным к нефтяному загрязнению. Длина корней редиса отражает фитотоксические свойства загрязненной почвы. Таким образом, представленный набор показателей дает информативную картину о протекающих в почве биологических процессах и о ее экологическом состоянии.

Для расчета ИПБС почвы значение каждого из пяти указанных выше показателей в контроле (в незагрязненной почве) принимали за 100% и по отношеншо к нему выражали в процентах значения в остальных вариантах опыта (в загрязненной почве). Затем определяли среднее значение пяти выбранных показателей для каждого варианта. Использованная методика позволяет интегрировать (объединить) относительные значения разных показателей, абсолютные значения которых не могут быть суммированы, так как имеют разные единицы измерения.

Из методов математической статистики были использованы дисперсионный анализ с последующим определением наименьшей существенной разности (НСР), корреляционный и регрессионный анализы (Доспехов, 1979; Дмитриев, 1995). Для расчетов использовали компьютерную программу 81аЙ8Йса 6.0.

ГЛАВА 4. ИЗМЕНЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВ ЗАПАДНОГО КАВКАЗА ПРИ ЗАГРЯЗНЕНИИ НЕФТЬЮ И НЕФТЕПРОДУКТАМИ

Сравнительная оценка токсичности нефти и нефтепродуктов. В результате исследования было установлено, что загрязнение нефтью и нефтепродуктами почв Западного Кавказа вызвало ухудшение их биологических свойств.

В таблице 2 представлены результаты влияния нефти и нефтепродуктов на биологические свойства чернозема выщелоченного слитого. Данные о влиянии загрязнения на серые и бурые лесные, дерново-карбонатные и горно-луговые почвы содержатся в диссертационной работе.

Таблица 2

Влияние загрязнения нефтью и нефтепродуктами на биологические свойства чернозема выщелоченного слитого

Элемент Доза загрязняющего вещества

Контроль 1 % 5% 10 % | НСР05

Активность каталазы, мл Ог на 1 г почвы за 1 мин

Нефть 7Д 5,9 4,2 2,9 0,5

Мазут 7Д 5,3 4,2 2,2 0,4

Бензин 7,1 7,2 7,0 6,9 0,6

Солярка 7,1 6,5 6,1 5,1 0,6

НСР05 0,4 0,5 0,5

Активность дегидрогеназы, мг ТФФ на 10 г почвы за 24 часа

Нефть 9,7 8,4 7Д 5,0 1,0

Мазут 9,7 7,2 6,9 4,7 1,0

Бензин 9,7 8,4 8,2 6,7 1,1

Солярка 9,7 8,7 8,9 7,8 1,2

НСР05 0,7 0,8 0,8

Целлюлозолитическая активность, % от контроля

Нефть 100 48 16 7 4

Мазут 100 70 45 33 6

Бензин 100 29 10 4 3

Солярка 100 36 12 5 3

НСР05 8 8 6

Обилие бактерий рода АгошЬаМег, % комочков обрастания

Нефть 89 46 42 42 10

Мазут 89 50 38 34 7

Бензин 89 78 58 53 9

Солярка 89 80 63 69 10

НСР05 6 5 7

Длина корней эедиса (фитотоксичиость), % от контроля

Нефть 100 77 61 53 12

Мазут 100 87 77 54 14

Бензин 100 60 56 34 11

Солярка 100 95 75 37 13

НСР05 6 6 4

Степень снижения значений биологических показателей зависела от природы загрязняющего вещества, его концентрации в почве и эколого-генетических особенностей почвы.

В большинстве случаев, степень снижения значений биологических показателей находилась в прямой зависимости от концентрации в почве загрязняющего вещества.

Нефть и нефтепродукты образуют следующие ряды токсичности по отношению к исследованным почвам предгорий и гор Кавказа (ряды усреднены по дозам загрязняющего вещества).

По отношению к черноземам выщелоченным слитым: нефть > мазут >= бензин >= солярка. По отношению к серым лесным почвам: нефть >- бензин > мазут >= солярка. По отношению к бурым лесным почвам: нефть > мазут > бензин > солярка. По отношению к дерново-карбонатным почвам: мазут >= нефть > солярка >= бензин. По отношению к горно-луговым субальпийским почвам: нефть >=мазут >= бензин >= солярка.

По степени токсичности к исследованным почвам предгорий и гор Западного Кавказа (в среднем) нефть и нефтепродукты образуют следующую последовательность". нефть >= мазут >= бензин >= солярка.

Нефть и мазут оказали несколько более сильное угнетающее действие на большинство биологических показателей, чем бензин и солярка. По-видимому, это связано с тем, что бензин и солярка представлены более легкими углеводородными фракциями и частично испаряются из почвы. Кроме того, они легче разлагаются микроорганизмами, так как имеют более короткие углеводородные цепи.

Схожая закономерность была установлена ранее на черноземах обыкновенных М.Л. Татосян и С.И. Колесниковым (2003,2006,2007).

Негативное действие нефти и нефтепродуктов на биологические процессы в почве объясняют обволакиванием нефтяными углеводородами почвенных частиц, содержанием в нефти тяжелых металлов, ароматических углеводородов, фенолов, накоплением в почве продуктов окисления углеводородов, таких как гек-садециловыЙ спирт, пальмитиновая, бензойная, салициловая кислоты и др., значительным увеличением соотношения и др. (Киреева и др., 1998).

Статистически достоверных случаев стимулирующего действия нефти и нефтепродуктов на биологические свойства почв в настоящем исследовании зафиксировано не было.

Сравнительная оценка устойчивости биологических свойств почв Западного Кавказа к загрязнению нефтью и нефтепродуктами. Результаты исследования представлены в табл. 3 и на рис. 1.

Таблица 3

Степень снижения интегрального показателя биологического состояния почвы (ИПБС) (значения усреднены по дозам), % от контроля

№ Почва Нефть Мазут Бензин Солярка Среднее значение

1. Чернозем выщелоченный слитой 65 69 70 72 69

2. Серая лесная почва 61 70 62 73 66

3. Бурая лесная почва 58 62 65 69 64

4. Дерново-карбонатная почва 65 62 72 69 67

5. Горно-луговая субальпийская почва 62 64 65 68 65

Среднее значение 62 65 67 70 66

А

Б

12 В

120 100

Чс Сл Бл Дк Гл

□ Контроль 01% 0 5% 010%

Г

Рис. 1. Устойчивость предгорных и горных почв Западного Кавказа к загрязнению нефтью (А), мазутом (Б), бензином (В), соляркой (Г) (по степени снижения ИПБС, % от контроля): Чс — черноземы выщелоченные слитые, Сл — серые лесные почвы, Бл — бурые лесные почвы, Дк — дерново-карбонатные почвы, Гл — горно-луговые субальпийские почвы

Почвы предгорий и гор Западного Кавказа образуют следующие ряды устойчивости к загрязнению нефтью и нефтепродуктами (ряды усреднены по дозам загрязняющего вещества).

По степени устойчивости к загрязнению нефтью: черноземы выщелоченные слитые = дерново-карбонатные почвы > горно-луговые почвы >= серые лесные почвы > бурые лесные почвы. По степени устойчивости к загрязнению мазутом: серые лесные почвы >= черноземы выщелоченные слитые > горно-луговые почвы >= дерново-карбонатные почвы = бурые лесные почвы. По степени устойчивости к загрязнению бензином: дерново-карбонатные почвы >= черноземы выщелоченные слитые > горно-луговые почвы = бурые лесные почвы >= серые лесные почвы. По степени устойчивости к загрязнению соляркой: серые лесные почвы >= черноземы выщелоченные слитые >= дерново-карбонатные почвы = бурые лесные почвы >= горно-луговые почвы.

По степени устойчивости к загрязнению нефтью и нефтепродуктами (в среднем) почвы предгорий и гор Западного Кавказа образуют следующую последовательность: черноземы выщелоченные слитые >= дерново-карбонатные почвы > = серые лесные почвы > = горно-луговые почвы > = бурые лесные почвы.

Как видно из табл. 3, разница в степени снижения значений ИПБС разных почв была незначительная. Другими словами устойчивость разных почв предгорий и гор Кавказа к загрязнению нефтью и нефтепродуктами приблизительно одинаковая, несмотря на существенные различия в генетических свойствах этих почв.

Как было установлено ранее З.Р. Тлехас и С.И. Колесниковым (2008, 2009, 2010), устойчивость этих же почв к загрязнению тяжелыми металлами (хромом, медью, никелем и свинцом) различается в значительно большей степени. Но при этом сама последовательность почв по устойчивости к загрязнению такая же. То есть, черноземы слитые и дерново-карбонатные почвы в обоих случаях более устойчивы к загрязнению, чем горно-луговые и бурые лесные почвы, но при загрязнении тяжелыми металлами разница в устойчивости значительная, а при загрязнении нефтью и нефтепродуктами — незначительная.

Установленная последовательность почв предгорий и гор Кавказа по устойчивости к загрязнению нефтью и нефтепродуктами определяется эколого-генетическими свойствами этих почв. Чем лучше оструктуренность почвы, а, следовательно, и окислительные условия, а также чем выше биологическая активность почвы, тем выше ее устойчивость к загрязнению нефтью и нефтепродуктами.

Оценка возможности использования биологических показателей в диагностике устойчивости предгорных и горных почв Западного Кавказа к загрязнению нефтью и нефтепродуктами

Определение информативности показателен. Степень информативности показателя можно оценить по тесноте корреляции между показателем и содержанием в почве загрязняющего вещества. Коэффициенты корреляции исследованных биологических показателей представлены в табл. 4.

Таблица 4

Коэффициенты корреляции (г) между содержанием в почве нефти и нефтепродуктов и показателями биологической активности (а=0,05)

№ Показатель Нефть Мазут Бензин Солярка Среднее значение

1. Активность каталазы -0,94 -0,88 -0,94 -0,93 -0,92

2. Активность дегидрогеназы -0,90 -0,87 -0,85 -0,85 -0,87

3. Целлюлозолитическая активность -0,79 -0,90 -0,72 -0,80 -0,80

4. Обилие бактерийрода АтгоЬаЫег -0,78 -0,84 -0,84 -0,90 -0,84

5. Длина корней редиса -0,85 -0,89 -0,87 -0,95 -0,89

6. ИПБС -0,86 -0,89 -0,84 -0,91 -0,88

По степени информативности (по тесноте корреляции между показателем и содержанием в почве загрязняющего вещества) исследованные биологические показатели образовали следующие последовательности.

При загрязнении нефтью: активность каталазы > активность дегидроге-назы > длина корней (фитотоксичностъ) > целлюлозолитическая способность > = обилие бактерий рода АгоюЬаМег.

При загрязнении мазутом: целлюлозолитическая способность >= длина корней (фитотоксичностъ) >= активность каталазы >= активность дегидро-геназы > обилие бактерий рода Аго(оЬас1ег.

При загрязнении бензином: активность каталазы > длина корней (фитотоксичностъ) >= обилие бактерий рода Аго1оЬас1ег >= активность дегидроге-назы > целлюлозолитическая способность.

При загрязнении соляркой: длина корней (фитотоксичностъ) >= активность каталазы > обилие бактерий рода Аго1оЬас1ег > активность дегидрогена-зы > целлюлозолитическая способность.

При загрязнении нефтью и нефтепродуктами в целом (в среднем): активность каталазы > длина корней (фитотоксичностъ) >= активность дегидроге-назы > обилие бактерий рода Аго^Ьас1ег > целлюлозолитическая способность.

Таким образом, наиболее информативным показателем из исследованных является активность каталазы, а наименее информативным — целлюлозолитическая способность почвы. Как будет видно ниже, по чувствительности наблюдается обратная картина.

Все пять показателей, использованных для определения ИПБС, имеют коэффициенты корреляции больше 0,7 (с 0,78 до 0,95). Следовательно, эти показатели биологической активности находятся в тесной (>0,7) зависимости от содержания в почве нефти или нефтепродукта и их целесообразно использовать для определения ИПБС.

Коэффициенты корреляции незначительно зависят от природы вещества. Так наиболее высокие коэффициенты корреляции имеет солярка (в среднем по пяти показателям -0,91), затем следуют мазут (-0,89), нефть (-0,86) и бензин (0,84).

Определение чувствительности показателей. О степени чувствительности показателя можно судить по степени снижения его значений в вариантах с загрязнением по сравнению с контролем. Значения степени снижения исследованных биологических показателей представлены в табл. 5. Они усреднены по дозам и типам почв.

Таблица 5

Степень снижения исследованных биологических показателей (значения усреднены по дозам и типам почв), % от контроля

№ Показатель Нефть Мазут Бензин Солярка Среднее значение

1. Активность каталазы 70 57 87 81 74

2. Активность дегидрогеназы 73 65 64 66 67

3. Целлюлозолитическая активность 16 42 И 19 22

4. Обилие бактерий рораАго1оЬас1ег 41 45 60 64 52

5. Длина корней редиса 47 58 58 74 59

6. ИПБС 50 53 56 60 55

По степени чувствительности (по степени снижения значений) к загрязнению нефтью и нефтепродуктами исследованные биологические показатели располагаются следующим образом.

По отношению к загрязнению нефтью: целлюлозолитическая способность

> обилие бактерий рода Аго(оЬас1ег > длина корней (фитотоксичность) > активность каталазы >= активность дегидрогеназы.

По отношению к загрязнению мазутом: целлюлозолитическая способность >= обилие бактерий рода АгоШЬас1ег > активность каталазы >= длина корней (фитотоксичность) > активность дегидрогеназы.

По отношению к загрязнению бензином: целлюлозолитическая способность > длина корней (фитотоксичность) >— обилие бактерий рода Аго1оЬас(ег

> активность дегидрогеназы > активность каталазы.

По отношеншо к загрязнению соляркой: целлюлозолитическая способность

> обилие бактерий рода Аго1оЬас1ег >= активность дегидрогеназы >= длина корней (фитотоксичность) > активность каталазы.

По отношению к загрязнению нефтью и нефтепродуктами в целом (в среднем): г^ллюлозолитическая способность > обилие бактерий рода Аго(оЬас1ег > длина корней (фитотоксичность) > активность дегидрогеназы > активность каталазы.

Таким образом, наиболее чувствительным показателем при загрязнении нефтью, мазутом, бензином или соляркой является целлюлозолитическая активность почвы, наименее чувствительным — активность каталазы.

При этом активность каталазы является наиболее информативным показателем, а целлюлозолитическая активность наименее информативным.

Следовательно, эти показатели хорошо взаимодополняют друг друга и должны определяться совместно при оценке биологического состояния загрязненных почв.

Результаты настоящего исследования в основном совпадают с данными, полученными ранее другими исследователями (Звягинцев, 1978; Татосян, 2003; Азнаурьян, 2009; Гайворонский, 2009; Ротина, 2010; Колесников и др., 2000, 2006). Интересно, что активность каталазы и обилие бактерий рода АгоЮЬаМег были более чувствительны к тяжелым фракциям углеводородов — мазуту и нефти.

Особо следует отметить высокую чувствительность всех пяти использованных биологических показателей даже при относительно невысоком — однопроцентном содержании нефти и нефтепродуктов в почве.

Таким образом, высокие информативность и чувствительность использованных в работе биологических показателей состояния почв позволяют рекомендовать их для диагностики устойчивости предгорных и горных почв Кавказа к загрязнению нефтью и нефтепродуктами.

Нормирование загрязнения предгорных и горных почв Западного Кавказа нефтью и нефтепродуктами. В последнее время и в России, и за рубежом, при оценке состояния окружающей среды и нормировании ее качества экологический подход стал доминирующим. Нами предлагается оценивать степень негативного воздействия химического загрязнения на основе «эмерджентного» подхода по степени нарушения экологических и хозяйственных функций, выполняемых почвой в природной экосистеме, агроэкосистеме или урбосистеме. В качестве критерия степени нарушения экофункций предлагается использовать интегральный показатель биологического состояния (ИПБС) почвы, определенный на основе набора наиболее информативных биологических показателей, первыми реагирующими на антропогенное воздействие. Колесниковым С.И. с соавт. (2002) было установлено, что если значения ИПБС уменьшились менее чем на 5 %, то почва выполнят свои экологические функции нормально, при снижении значений ИПБС на 5-10% происходит нарушение информационных экофункций, на 10-25 % — биохимических, физико-химических, химических и целостных, более чем на 25 % — физических (классификация экосистемпых функций почв дана по Добровольскому Г.В., Никитину Е.Д. (1990)).

По результатам проведенных исследований были определены уравнения регрессии, отражающие зависимость снижения значений ИПБС от содержания в

почве того или иного загрязняющего вещества. По этим уравнениям были рассчитаны концентрации загрязняющих веществ, при которых происходит нарушение тех или иных групп экологических функций почвы.

В результате предложена региональная схема экологического нормирования загрязнения предгорных и горных почв Западного Кавказа нефтью и нефтепродуктами по степени нарушения экофункций (табл. 6). Предложенный подход и полученные количественные значения содержания нефти и нефтепродуктов в почве, вызывающие нарушение разных групп экологических функций, представляется целесообразным использовать при экологическом нормировании, где главной целью должно быть сохранение экологических функций почвы.

Использованную технологию оценки экологических последствий деградации почв на основе нарушения ее экологических функций можно использовать при проведении целого ряда научных и природоохранных мероприятий: при оценке воздействия на окружающую среду (разработке ОВОС); при биоиндикации и биодиагностике деградационных изменений в почве; при биомониторинге состояния почв, а также естественных и антропогенно нарушенных экосистем в целом; при экологическом нормировании загрязнения почв и других деградационных процессов, разработке региональных ПДК или ОДК; при определении степени ответственности (размера штрафа и др.) предприятий при нерациональном природопользовании; при разработке методов санации (восстановления) загрязненных почв; при определении предельно допустимой антропогенной нагрузки на территорию; при создании экологических карт (районирования, фактологических и прогнозных); при прогнозировании экологических последствий хозяйственной деятельности на данной территории; при оценке риска катастроф; при проведении экологической экспертизы, паспортизации, сертификации территории или хозяйственного объекта и т.д.

Таблица 6

Региональная схема экологического нормирования загрязнения предгорных и горных почв Западного Кавказа нефтью и нефтепродуктами по степени нарушения экофункций

Почвы Не загрязненные Слабо-загрязненные Средне-загрязненные Сильно-загрязненные

1 2 3 4 5

Степень снижения интегрального показателя1 <5% 5-10% 10-25% > 25 %

Нарушаемые экологические функции2 - Информационные Химические, физико-химические, биохимические; целостные Физические

Окончание таблицы 6

1 2 3 4 5

Способы санации почв Санация не требуется Активации аборигенной углеводо-родокисляющей микрофлоры путем оптимизации агрофизических и агрохимических свойств загрязненных почв Использование препаратов с углеводо-родокисляющими микроорганизмами, применение минеральных или органо-минеральных удобрений, посев многолетних бобовых трав Удаление загрязненного слоя почвы и замена его новым экологически и сельскохозяйственно полноценным

Черноземы выщелоченные слитые

Вещество Содержание загрязняющего вещества в почве, %

нефть <0,15 0,15-0,20 0,20-0,70 >0,70

мазут <0,15 0,15-0,25 0,25-0,90 >0,90

бензин <0,15 0,15-0,20 0,20-0,90 >0,90

солярка <0,15 0,15-0,30 0,30-1,10 >1,10

Серые лесные почвы

Вещество Содержание загрязняющего вещества в почве, %

нефть <0,10 0,10-0,20 0,20-0,50 >0,50

мазут <0,15 0,15-0,20 0,20-0,90 >0,90

бензин <0,10 0,10-0,15 0,15-0,50 >0,50

солярка <0,15 0,15-0,30 0,30-1,10 >1,10

Бурые лесные почвы

Вещество Содержание загрязняющего вещества в почве, %

нефть <0,10 0,10-0,15 0,15-0,45 >0,45

мазут <0,15 0,15-0,20 0,20-0,60 >0,60

бензин <0,15 0,15-0,20 0,20-0,70 >0,70

солярка <0,15 0,15-0,25 0,25-0,90 >0,90

Дерново-карбонатные почвы

Вещество Содержание загрязняющего вещества в почве, %

нефть <0,15 0,15-0,20 0,20-0,70 >0,70

мазут <0,15 0,15-0,20 0,20-0,60 >0,60

бензин <0,15 0,15-0,25 0,25-1,10 >1,10

солярка <0,20 0,20-0,30 0,30-0,90 >0,90

Горно-луговые почвы

Вещество Содержание загрязняющего вещества в почве, %

нефть <0,15 0,15-0,20 0,20-0,60 >0,60

мазут <0,15 0,15-0,25 0,25-0,70 >0,70

бензин <0,15 0,15-0,20 0,20-0,65 >0,65

солярка <0,15 0,15-0,25 0,25-0,85 >0,85

Примечание: 1 .Определение интегрального показателя по С.И. Колесникову, К.Щ. Казееву, В.Ф. Валькову (2000). 2.Классификация экологических функций по Г.В. Добровольскому и Е.Д. Никитину (1990).

ВЫВОДЫ

1. Загрязнение предгорных и горных почв Западного Кавказа нефтью и нефтепродуктами в подавляющем большинстве случаев вызывает ухудшение их биологических свойств. Как правило, степень снижения значений биологических показателей находится в прямой зависимости от концентрации в почве загрязняющего вещества.

2. По степени устойчивости к загрязнению нефтью и нефтепродуктами почвы предгорий и гор Западного Кавказа образуют следующий ряд: черноземы выщелоченные слитые >= дерново-карбонатные почвы >= серые лесные почвы >— горно-луговые почвы >= бурые лесные почвы. Такая последовательность определяется эколого-генетическими свойствами исследованных почв, прежде всего, окислительно-восстановительными условиями и биологической активностью.

3. По степени токсичности к биологическим свойствам исследованных почв нефть и нефтепродукты образуют следующую последовательность: нефть > = мазут >= бензин >= солярка. Нефть и мазут оказали более сильное угнетающее действие на большинство биологических показателей, чем бензин и солярка. По-видимому, это связано с тем, что бензин и солярка представлены более легкими углеводородными фракциями и частично испаряются из почвы, а также легче разлагаются микроорганизмами, так как имеют более короткие углеводородные цепи.

4. По степени информативности (по тесноте корреляции между показателем и содержанием в почве загрязняющего вещества) при загрязнении нефтью и нефтепродуктами биологические показатели располагаются следующим образом (обобщено для разных типов почв и загрязняющих веществ): активность каталазы > длина корней (фитотоксичность) >= активность дегидрогеназы > обшие бактерий рода АгоШЪа^ег > г(етюлозолитическая способность.

5. По степени чувствительности (по степени снижения значений) к загрязнению нефтью и нефтепродуктами биологические показатели образуют следующий ряд (обобщено для разных типов почв, загрязняющих веществ и их доз): г/ел-люлозолитическая способность > обилие бактерий рода Аго^ЬаМег > длина корней (фитотоксичность) > активность дегидрогеназы > активность каталазы.

6. Использованные в работе биологические показатели (активность каталазы и дегидрогеназы, целлюлозолитическая способность, обилие бактерий рода АгошЬасЬсг, длина корней редиса) подтвердили свое соответствие необходимым требованиям, предъявляемым к показателям, используемым для мониторинга, диагностики и нормирования химического загрязнения почв. Они отличаются высокими информативностью и чувствительностью, достаточной вое-

производимостью, допустимым варьированием, небольшой ошибкой опыта, простотой, малой трудоемкостью, высокой скоростью и широкой распространенностью методов определения. 7. Проведенное исследование подтвердило необходимость разработки региональных нормативов содержания нефти и нефтепродуктов в почвах с учетом их эколого-генетических особенностей. Предложены количественные ориентиры для разработки региональных нормативов содержания нефти, мазута, солярки, бензина в предгорных и горных почвах Западного Кавказа с учетом их эколого-генетических особенностей.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Колесников С.И., Тлехас З.Р., Татлок Р.К., Казеев К.Ш., Денисова Т.В., Даденко Е.В. Оценка устойчивости дерново-карбонатных почв Северного Кавказа к химическому загрязнению по биологическим показателям // Экология и промышленность России. 2010. № 12. С. 48-51. (20 %, 0,2 п.л.)

2. Татлок Р.К., Колесников С.И. Биодиагностика устойчивости бурых лесных почв Северо-Западного Кавказа к загрязнению нефтью и нефтепродуктами // Вестник Майкопского государственного технологического университета. 2011. № 1.С. 31-35 (50%, 0,3 п.л.)

3. Татлок Р.К., Колесников С.И. Изменение биологических свойств субальпийских почв Адыгеи при загрязнении нефтью, мазутом, бензином и соляркой // Вестник Адыгейского государственного университета. 2011. № 1 (76). С. 28-32 (50 %, 0,3 п.л.)

4. Татлок Р.К., Колесников С.И. Влияние загрязнения нефтью и нефтепродуктами на биологические свойства слитых черноземов // Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2011. № 3. С. 39-43 (50 %, 0,3 п.л.)

Статьи и тезисы в других изданиях:

5. Татлок Р.К., Тлехас З.Р., Колесников С.И. Биодиагностика устойчивости предгорных и горных почв Северного Кавказа к загрязнению нефтью // Материалы межрегиональной научно-практической конференции «Социально-экономическое и экологическое развитие Северо-Кавказкого региона». Белоре-ченск. 2009. С. 189-190. (33 % 0,1 п.л.)

6. Татлок P.IC, Тлехас З.Р., Колесников С.И. Изменение биологических свойств горно-луговых почв Кавказа при химическом загрязнении // Актуальные

проблемы экологии и биологии почв. Ростов-на-Дону. 2010. С. 101-111. (33 % 0,3 п.л.)

7. Татпок Р.К, Тлехас З.Р., Колесников С.И. Влияние химического загрязнения на биологические свойства бурых лесных почв Адыгеи // Актуальные проблемы экологии и биологии почв. Ростов-на-Дону. 2010. С. 91-100. (33 % 0,3 п.л.)

8. Колесников С.И., Татпок Р.К., Тлехас З.Р. Разработка региональных нормативов содержания нефти в почвах юга России // Материалы Международной конференции «Экокультура и фитобиотехнологии улучшения качества жизни на Каспии». Астрахань. 2010. С. 264-267. (33 % 0,3 п.л.)

9. Татлок Р.К., Колесников С.И. Влияние загрязнения нефтью, мазутом, бензином, дизтопливом на биологические свойства горно-луговых почв Северного Кавказа // Материалы Всероссийской научной конференции «Модернизация науки и образования». Секция 1: «Биологические науки». Махачкала. 2011. С. 153-154. (50 % 0,1 п.л.)

Ю.Татлок Р.К., Колесников С.И. Биодиагностика устойчивости высокогорных почв Кавказа при загрязнении нефтью и нефтепродуктами // Материалы научной конференции «Актуальные проблемы экологии и природопользования». Ростов-на-Дону. 2011. С. 111-114. (50 % 0,3 п.л.)

II.Татлок Р.К., Тлехас З.Р., Колесников С.И. Изменение биологического состояния черноземов выщелоченных слитых при химическом загрязнении // Материалы научной конференции «Актуальные проблемы экологии и природопользования». Ростов-на-Дону. 2011. С. 122-128. (33 % 0,3 п.л.)

И.Татлок Р.К., Тлехас З.Р., Колесников С.И. Влияние химического загрязнения на биологические свойства серых лесных почв Адыгеи // Материалы научной конференции «Актуальные проблемы экологии и природопользования». Ростов-на-Дону. 2011. С. 114-121. (33 % 0,3 п.л.)

13.Хоружая Д.О., Чумак Я.С., Колесникова Д.В., Татлок Р.К, Колесников С.И. Определение реакции среды предгорных и горных почв Кавказа для оценки устойчивости к химическому загрязнению // Материалы ежегодной научной конференции студентов и аспирантов Южного федерального университета «Неделя науки-2011». Секция «Экология и природопользование». Ростов-на-Дону. 2011. С. 137-138. (20 % 0,1 п.л.)

14.Никитенко К.С., Татлок Р.К, Шабанова A.A., Колесникова Д.В., Колесников С.И. Влияние нефти и нефтепродуктов на активность каталазы дерново-карбонатной почвы // Материалы ежегодной научной конференции студентов и аспирантов Южного федерального университета «Неделя науки-2011». Секция «Экология и природопользование». Ростов-на-Дону. 2011. С. 82-84. (20 % 0,1 п.л.)

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

Бл — бурые лесные почвы, Гл — горно-луговые почвы, Дк — дерново-карбонатные почвы,

ИПБС — интегральный показатель биологического состояния почвы,

НСР — наименьшая существенная разность,

ПДК — предельно допустимая концентрация,

ОДК — ориентировочно допустимая концентрация,

Сл — серые лесные почвы,

ТФФ — трифенилформазан,

Чс — черноземы слитые.

Сдано в набор 18.04.2011 г. Подписано в печать 18.04.2011 г. Заказ № 106.

Тираж 100 экз. Формат 60*84 1/16. Печ. лист 1,0. Усл. печ. л. 1,0. Копировально-множительный отдел Южного федерального университета 344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Большая Садовая, 105, тел (863) 263-82-91.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Татлок, Руслан Кимович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ПОЧВ В УСЛОВИЯХ ЗАГРЯЗНЕНИЯ НЕФТЬЮ И НЕФТЕПРОДУКТАМИ.

1.1. химия нефти и нефтепродуктов.

1.2. экотоксикологическая характеристика нефти и нефтепродуктов.

1.3. источники загрязнения, поведение и трансформация нефти в почве.

1.4. Влияние загрязнения нефтью на свойства почвы и живые организмы.

1.4.1. Влияние загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами на морфологические, физические, физико-химические и химические свойства почвы.

1.4.2. Влияние загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами на комплекс почвенных микроорганизмов.

1.4.3. Влияние загрязнения нефтью и нефтепродуктами на ферментативную активность почв.

1.4.4. Влияние загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами на растения, животных и человека.

1.5. Нормирование загрязнения почв нефтью.

1.6. Санация и рекультивация земель, загрязненных нефтью и нефтепродуктами.

ГЛАВА 2. ПРЕДГОРНЫЕ И ГОРНЫЕ ПОЧВЫ ЗАПАДНОГО КАВКАЗА.

2.1. Общая характеристика исследуемых почв.З

2.2. Черноземы выщелоченные слитые.

2.3. Серые лесные почвы.

2.4. Бурые лесные почвы.

2.5. Дерново-карбонатные почвы (рендзины).

2.6. Горно-луговые почвы.

2.7. эколого-генетические и эколого-биологические особенности почв предгорий и гор Западного Кавказа.

ГЛАВА 3. МЕТОДИКА И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Методика проведения модельных исследований.

3.2. Биологические свойства почв.

3.3. Методы определения биологических свойств почв.

3.4. Статистическая обработка результатов.

ГЛАВА 4. ИЗМЕНЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВ ЗАПАДНОГО КАВКАЗА ПРИ ЗАГРЯЗНЕНИИ НЕФТЬЮ И НЕФТЕПРОДУКТАМИ.

4.1. Влияние загрязнения нефтью и нефтепродуктами на биологические свойства чернозема выщелоченного слитого.

4.2. Влияние загрязнения нефтью и нефтепродуктами на биологические свойства серой лесной почвы.

4.3. Влияние загрязнения нефтью и нефтепродуктами на биологические свойства бурой лесной почвы.

4.4. Влияние загрязнения нефтью и нефтепродуктами на биологические свойства дерново-карбонатной почвы.

4.5. Влияние загрязнения нефтью и нефтепродуктами на биологические свойства горно-луговой субальпийской почвы.

4.6. Влияние загрязнения нефтью и нефтепродуктами на интегральный показатель биологического состояния почв.

4.7. Сравнительная оценка устойчивости биологических свойств предгорных и горных почв Западного Кавказа к загрязнению нефтью и нефтепродуктами.

4.8. Оценка возможности использования биологических показателей в диагностике устойчивости предгорных и горных почв Западного Кавказа к загрязнению нефтью и нефтепродуктами.

4.8.1. Определение информативности показателей.

4.8.2. Определение чувствительности показателей.

4.8.3. Общая оценка.

4.9. Нормирование загрязнения предгорных и горных почв Западного Кавказа нефтью и нефтепродуктами.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Биодиагностика устойчивости предгорных и горных почв Западного Кавказа к загрязнению нефтью и нефтепродуктами"

Актуальность исследования. В 2014 году в г. Сочи пройдут зимние олимпийские игры. Развитие инфраструктуры в районе проведения олимпийских игр неминуемо негативно отразится на состоянии почвенного покрова предгорий и гор Западного Кавказа. Одним из предполагаемых негативных экологических последствий будет химическое загрязнение почв, в результате строительства и эксплуатации дорог, автозаправок, котельных и т.д. В- случае реализации проекта строительства дороги (дорог) к Красной поляне через Республику Адыгея и/или Карачаево-Черкесскую« Республику, площадь негативного воздействия на'окружающую среду значительно расширится.

Почвенный покров региона уникален и чрезвычайно разнообразен: от черноземов до альпийских почв: В: силу существенных различий* эколого-генетических свойств этих почв, таких,как содержание гумуса, реакция среды, поглотительная способность, интенсивность биологических процессов и др. (Вальков и др., 2008), почвы сильно различаются по устойчивости к химическому загрязнению.

Устойчивость почв региона к загрязнению тяжелыми металлами была исследована ранее в работах З.Р. Тлехас (2007, 2008) и С.И. Колесникова с соавт. (2008, 2009, 2010), а для оценки устойчивости к загрязнению нефтью и нефтепродуктами было проведено настоящее исследование.

Цель и задачи, исследования. Цель работы — оценить устойчивость предгорных и горных почв Западного Кавказа к загрязнению нефтью и нефтепродуктами по биологическим показателям в условиях модельного эксперимента.

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:

1. Выявить закономерности изменения биологических свойств почв предгорий и гор Западного Кавказа в условиях загрязнения нефтью и нефтепродуктами, таких как активность каталазы и дегидрогеназы, обилие бактерий рода АгоЮЪаМег, показателей прорастания и начального развития редиса и др.

2. Исследовать изменения свойств почв в зависимости от природы загрязняющего вещества (нефть, мазут, бензин, солярка) и его концентрации в почве.

3. Оценить устойчивость к загрязнению нефтью и нефтепродуктами предгорных и горных почв Западного Кавказа: черноземов выщелоченных слитых, бурых лесных, серых лесных, дерново-карбонатных и горно-луговых субальпийских почв.

4. Провести сравнительный анализ возможности и. целесообразности использования различных биологических показателей в целях оценки экологического состояния почв, загрязненных нефтью, мазутом, бензином, соляркой.

5. Установить количественные ориентиры для разработки региональных нормативов содержания нефти, мазута, бензина и солярки в предгорных и горных почвах Западного Кавказа.

Основные положения, выносимые на защиту.

Загрязнение предгорных и горных почв Западного Кавказа нефтью и нефтепродуктами в подавляющем большинстве случаев вызывает ухудшение их биологических свойств.

По степени устойчивости к загрязнению нефтью и нефтепродуктами почвы предгорий и гор Западного Кавказа образуют следующий ряд: черноземы выщелоченные слитые >= дерново-карбонатные почвы >= серые лесные почвы >= горно-луговые почвы >= бурые лесные почвы.

По степени токсичности к биологическим свойствам исследованных почв нефть и нефтепродукты образуют следующую последовательность: нефть >= мазут > = бензин >— солярка.

Предложены количественные ориентиры для разработки региональных нормативов содержания* нефти, мазута, солярки, бензина в предгорных и горных почвах Западного Кавказа с учетом их эколого-генетических особенностей.

Научная новизна работы. Впервые для предгорных и горных почв Западного Кавказа установлены закономерности изменения основных биологических свойств, таких как активность катал азы и дегидрогеназы, обилие бактерий рода Аго^ЬаЫег, показателей прорастания и начального развития* редиса и др. в условиях загрязнения нефтью, мазутом, бензином, соляркой. Дана оценка устойчивости к загрязнению нефтью и нефтепродуктами предгорных и горных почв Западного Кавказа: черноземов выщелоченных слитых, бурых лесных, серых лесных, дерново-карбонатных и горно-луговых субальпийских почв. Проведен сравнительный анализ возможности и целесообразности использования различных биологических показателей в целях оценки экологического состояния почв, загрязненных нефтью, мазутом; бензином, соляркой. Установить количественные ориентиры для разработки региональных нормативов, содержания- нефти, мазута, бензина и солярки в предгорных и горных почвах Западного Кавказа.

Практическая значимость. Результаты исследования можно использовать при^ биомониторинге и биодиагностике состояния почв и экосистем, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, оценке воздействия- на окружающую среду и проведении экологической экспертизы, оценке риска природных и антропогенных катастроф, разработке региональных нормативов- содержания нефти» и нефтепродуктов, в почвах, рекультивации загрязненных нефтью и нефтепродуктами почв, оценке, сертификации и паспортизации земель, в других природоохранных и производственных мероприятиях. Кроме того, результаты исследования используются в учебном процессе в Майкопском государственном технологическом университете и Южном федеральном университете при преподавании следующих дисциплин: «Экология», «Почвоведение», «Рациональное природопользование и охрана- природы», «Мониторинг и биоиндикация», «Экологическая, экспертиза», «Нормирования качества окружающей среды».

Связь работы с научными программами. Исследование выполнено при* финансовой поддержке Президента РФ (грант по государственной поддержке ведущих научных школ РфьНШ>5316.2010.4), ФЦП «Научные и, научно-педагогические кадры инновационной* России»^ на 2009-2013 годы (государственные контракты П169, П1298, П322), Российского фонда фундаментальных исследований (грант 07-04-00690-а).

Личный вклад«автора. Диссертационная работа является обобщением результатов исследований автора, проведенных в 2008-2011 гг. Тема, цель, задачи, объекты, методы и программа исследования определены автором» совместно с научным руководителем. Полевые исследования и отбор почв для модельных экспериментов осуществлены автором совместно с участниками комплексной экспедиции. Лабораторные модельные опыты и анализы, проведены лично автором или с его участием. Анализ и обобщение полученных результатов, формулировка выводов, и основных защищаемых положений сделаны лично автором при направляющем и корректирующем участии научного руководителя.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на Ежегодной научной'конференции в ЮФУ «Неделя науки. Секция экологии и природопользования» (Ростов-на-Дону, 2009, 2010, 2011), Межрегиональной научно-практической конференции «Социально-экономическое и экологическое развитие Северо-Кавказкого региона» (Белореченск, 2009), Международной конференции «Экокультура и фитобиотехнологии улучшения качества жизни на Каспии» (Астрахань, 2010), Научной конференции «Актуальные проблемы экологии и биологии почв» (Ростов-на-Дону, 2010), Всероссийской научной конференции «Модернизация науки и образования». Секция 1: «Биологические науки» (Махачкала, 2011), Научной конференции «Актуальные проблемы экологии и природопользования» (Ростов-на-Дону, 2011), IV Международной научно-практической конференции «Экологические проблемы природных и урбанизированных территорий» (Астрахань, 2011).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 научных работ, объемом 6,6 п.л., из них 4 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК. Доля участия автора в публикациях составляет 50% (3,3 п.л.).

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 160 страницах печатного текста. Состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы. Содержит 24 таблицы, 34 рисунка, 10 фотографий. Список литературы включает 222 источника, из них 25 на иностранных языках.

Заключение Диссертация по теме "Экология (по отраслям)", Татлок, Руслан Кимович

ВЫВОДЫ

1. Загрязнение предгорных и горных почв Западного Кавказа нефтью и нефтепродуктами в подавляющем большинстве случаев вызывает ухудшение их биологических свойств. Как правило, степень снижения значений биологических показателей находится в прямой зависимости от концентрации в почве загрязняющего вещества.

2. По степени устойчивости к загрязнению нефтью и'нефтепродуктами почвы предгорий и гор Западного Кавказа образуют следующий ряд: черноземы выщелоченные слитые >~ дерново-карбонатные почвы >— серые лесные почвы >= горно-луговые почвы >= бурые лесные почвы. Такая последовательность определяется эколого-генетическими свойствами исследованных почв, прежде всего, окислительно-восстановительными условиями и биологической активностью.

3. По степени токсичности к биологическим» свойствам исследованных почв нефть и нефтепродукты образуют следующую последовательность: нефть >= мазут >= бензин >= солярка. Нефть и мазут оказали более сильное угнетающее действие на большинство биологических показателей, чем бензин и солярка. По-видимому, это связано с тем, что бензин и солярка представлены более легкими- углеводородными фракциями и частично испаряются из почвы, а также легче разлагаются микробами, так как имеют более короткие углеводородные цепи.

4. По степени информативности (по тесноте корреляции между показателем и содержанием в почве загрязняющего вещества) при загрязнении нефтью и нефтепродуктами биологические показатели располагаются следующим образом- (обобщено для разных типов почв и загрязняющих веществ): активность каталазы > длина корней (фитотоксичность) >= активность дегидрогеназы > обилие бактерий рода Аго^Ьа^ег > целлюлозолитиче-ская способность.

I 5. По степени чувствительности (по степени снижения значений) к загрязнению нефтью и нефтепродуктами биологические показатели образуют следующий ряд (обобщено для разных типов почв, загрязняющих веществ и их доз): целлюлозолитическая способность > обилие бактерий рода Аго№Ьа&ег > длина корней (фитотоксичностъ) > активность дегидро геназы > активность каталазы. I

6. Использованные в работе биологические показатели (активность каталазы и дегидрогеназы, целлюлозолитическая способность, обилие бактерий рода Аго^Ьа^ег, длина корней редиса) подтвердили свое соответствие необходимым требованиям, предъявляемым к показателям, используемым для мониторинга, диагностики и нормирования химического загрязнения почв. Они отличаются высокими информативностью и чувствительностью, достаточной воспроизводимостью, допустимым варьированием, небольшой ошибкой опыта, простотой, малой трудоемкостью, высокой скоростью и широкой распространенностью методов определения.

7. Проведенное исследование подтвердило необходимость разработки региональных нормативов содержания нефти и нефтепродуктов в почвах с учетом их эколого-генетических особенностей; Предложены количественные ориентиры для разработки региональных нормативов содержания нефти, мазута, солярки, бензина в предгорных и горных почвах Западного Кавказа с учетом их эколого-генетических особенностей.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Татлок, Руслан Кимович, Майкоп

1. Абрамян-С.А. Изменение ферментативной активности почв под влиянием естественных и антропогенных факторов // Почвоведение. 1992. № 7. С.70-82.

2. Александрова JI.H. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. JL: Наука. Ленингр. отд-ние, 1980. 288 с.

3. Андресон Р.К., Мукатанов А.Х., Бойко Т.Ф. Экологические последствия загрязнения нефтью // Экология. 1980. № 6. С. 21-25.

4. Андресон Р.К., Телин А.Г., Галимзянова Н.Ф., Агафонова Я.М., Багаутдинов Ф.Л. Бойко Т.Ф., Гарипов Т.Т. Биологическая рекультивация почвы, загрязненной нефтью, в промысловых условиях // Защита от коррозии и охрана окружающей среды. 1997. № 4-5. С. 21-23.

5. Антоненко A.M., Занима О.В. Влияние нефти на ферментативную активность аллювиальных почв Западной Сибири // Почвоведение. 1992. № 1. С. 38-43.

6. Аринбасаров М.У., Шкидченко А.Н., Мурыгина В.П., Воронин A.M. Комплексная технология очистки почв и водоемов от загрязнений нефтью и нефтепродуктами // Тез. докл. "Биотехнология Подмосковья-99"Пущино, 1999. С. 15-16.

7. Артемьева Т. И., Штина Э. А. Экологические последствия загрязнения почв нефтью // Бактериальный фильтр Земли: Тез. докл. семинара, 30-31 мая 1985 г. Пермь, 1985. Т. 1. С. 28-29.

8. Ю.Атлавините О.П. Оценка изучения биологической активности почвы в вегетационных сосудах / Биологическая диагностика почв. М.: Наука, 1976. С. 24-25.

9. Бабьева М.А., Зенова Н.К. Биология почв. М.: Изд-во МГУ, 2004. 336 с.

10. Барышникова JI.M., Грищенков В.Г., Аринбасаров М.У., Шкидченко А.Н:, Воронин A.M. Биодеградация нефтепродуктов штаммами-деструкторами-и их ассоциациями в жидкой среде // Прикладная биохимия» и микробиология. 2001. Т. 37. Вып. 5. С. 542-548.

11. Биоиндикация загрязнений наземных экосистем / Э. Вайнерт, Р. Вольтер, Т. Ветцель и др. Пер. с нем. М., 1988. 346 с.

12. Быстрицкая Т.Л., Тюрюканов А.Н. Черные слитые почвы Евразии. М.: Наука, 1971. 255 с.

13. Ваккеров-Коузова Н. Д. Экологическая оценка влияния азобензола на бактериальное разнообразиедерново-подзолистой почвы//Почвоведение. 2005. №11. С.1353-1356.

14. Вальков В.Ф., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Почвы юга России. Ростов н/Д: Изд-во «Эверест», 2008. 276 с.

15. Вальков В.Ф., Колесников С.И., Казеев К.Ш. Почвы юга России: классификация и диагностика. Ростов н/Д: Изд-во СКНЦ ВШ, 2002. 168 с.

16. Вельков В.В. Биоремедиация: принципы, проблемы, подходы // Биотехнология. 1995. № 3-4. С. 20-27.

17. Веселовский В.А., Вшивцев B.C. Биотестирование загрязнения нефтью.по реакции' фотосинтетического аппарата растений // Восстановление нефте-загрязненных почвенных экосистем. М., 1988.

18. Воробейчик E.JL, Позолотина В.Н. Микромасштабное пространственное варьирование фитотоксичности лесной подстилки // Экология. — 2003. — № 6. — С. 420 — 427.

19. Габбасова И. М. Хазиев Ф. Х.„ Сулейманов Р. Р. Оценка состояния почв с давними сроками загрязнения сырой нефтью после биологической, рекультивации//Почвоведение. 2002. № 10. С. 1259-1273

20. Габбасова И.М. Деградация и рекультивация почв Южного Приуралья: Автореф. дис. д-ра с.-х. наук. М.: ТСХА. 2001. 45 с.

21. Гайворонский В.Г., Колесников С.И. Моделирование загрязнения чернозема слитого и бурой лесной почвы мазутом с целью установления его экологически безопасной концентрации // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион: Естеств. науки. 2008. № 4. С. 86-88.

22. Гайнутдинов М.З., Самосова С.М., Артемьева,Т.И. и др. Рекультивация нефтезагрязненных земель лесостепной зоны // Восстановление нефтезаг-рязненных почвенных экосистем. М.: Наука, 1988. С. 177-197.

23. Гайнутдинов М.З., Храмов И. Т., Гилязов М.Ю. Загрязнение слабовыще-лоченного чернозема нефтепромысловыми сточными водами // Почвоведение. 1986. № 2. С. 146-150.

24. Галиулин Р:В. Индикация загрязнения почв тяжелыми металлами путем определения активности почвенных ферментов // Агрохимия. 1989:- №11. С. 133-142.

25. Галстян А.Ш. Об устойчивости ферментов почв // Почвоведение. 1982. № 4. С. 108-110.

26. Галстян А.Ш. Унификация методов определения активности ферментов почв//Почвоведение. 1978. № 2. С. 107-114.

27. Галстян А.Ш. Ферментативная активность почв Армении. Ереван: Айа-стан, 1974. 275 с.

28. Гельцер Ю.Г. Биологическая диагностика почв. М.: Изд-во МГУ, 1986. 80 с.

29. Геннадиев А.Н., Козин И.С., Шурубор Е.И., Теплицкая Т.А. Динамика загрязнения почв полициклическими ароматическими углеводородами и индикация состояния почвенных экосистем // Почвоведение. 1990. № 10. С. 75-85.

30. Геннадиев А.Н., Пиковский Ю.И. Карты устойчивости почв к загрязнению нефтепродуктами и полициклическими ароматическими углеводородами: метод и опыт составления // Почвоведение. 2007. №1. С. 80-92.

31. Гецен М.В., Груздев Б.И. Программный проект «Экология и охрана восточно-европейских тундр». Сыктывкар, 1992. 32 с.

32. Гилязов М.Ю. Изменение некоторых агрохимических свойств выщелоченного чернозема при загрязнении его нефтью // Агрохимия. 1980. № 2. С. 72-75.

33. Гилязов М.Ю., Изменение некоторых агрофизических свойств выщелоченного чернозема при загрязнении товарной нефтью в условиях Татарстана//Почвоведение. 2002. № 12. С. 1515-1519.

34. Гилязов, М.Ю. Агроэкологическая характеристика и приемы рекультивации нефтезагрязненных черноземов республики Татарстан / М.Ю. Гиля-зов, И.А. Гайсин; Акад. наук Респ. Татарстан. Казань: Фэн, 2003. - 227 с.

35. Гилязов, М.Ю. Агроэкологическая характеристика нарушенных при нефтедобыче черноземов и приемы их рекультивации в условиях Закамья Татарстана / М.Ю. Гилязов; Сарат. гос. аграр. ун-т им. Н.И. Вавилова. — Саратов, 1999.-43 с.

36. Гилязов, М.Ю. Естественная деградация нефти в черноземах лесостепи Закамья Татарстана / М.Ю. Гилязов, И.А. Гайсин, Л.Г. Шамсиева // Достижения науки с.-х. производству. - Казань, 2002. - С.89-90.

37. Гиляров М.С. Зоологический метод диагностики почв. М., 1965. 275 с.

38. Гиляров М.С. Особенности почвы как среды обитания и ее значение в эволюции насекомых. M.-JL, 1949. 247 с.

39. Горникова С.В., Середина В.П. Влияние нефти на физико-химические свойства почв нефтегазоносных районов Томского Севера. Томск, 1985. 34 с.

40. Григорян К.В. Экологическая оценка компоненте биоценоза по активности ферментов почв в условиях техногенного загрязнения: Автореф. дис. . д-ра биол. наук. М.: МГУ, 1990. 32 с.

41. Гришина JI.A. Гумусообразование и гумусное состояние почв. М., 1986. 243 с.

42. Гузев B.C., Иванов П.И. Функциональная структура зимогенной части микробной системы почвы // Изв. АН СССР. Сер. биол. 1986. № 5. С. 739746.

43. Гузев B.C., Левин C.B. Техногенные изменения сообщества почвенных микроорганизмов / Труды конференции «Перспективы развития почвенной биологии». М., 20011 С. 178-219.

44. Гусев М.В., Коронелли Т.В. Микробиологическое разрушение нефтяного загрязнения //Изв. АН СССР. Сер. биол. 1981. № 6. С. 835-844.

45. Давыдова С.Л., Тагасов В.И. Нефть как топливный ресурс и загрязнитель окружающей среды. — М. :Изд-во РУДН,2004.

46. Даденко Е.В., Казеев К.Ш. Геостатистический анализ ферментативной активности« чернозема-«Персиановской степи» Экология и. биология почв юга России. Вып. 2. Ростов н/Д: Изд-во ЦВВР, 2003. С. 87-90.

47. Дмитриев Е.А. Математическая статистика в почвоведении. М.: Изд-во МГУ, 1995. 320 с.

48. Долгова Л.Г. Биохимическая активность почвы при загрязнении // Почвоведение. 1975. № 4. С. 113-118.

49. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1979. 416 с.

50. Дядечко В.Н., Толстокорова* Л.Е., Гашев С.Н., Гашева М.Н., Соромотин A.B., Жданова Е.Б. О биологической рекультивации нефтезагрязненных лесных почв Среднего Приобъя // Почвоведение. 1990. № 9. С. 148-151.

51. Евдокимова Г.А., Кислых Е.Е., Мозгова Н.П. Биологическая активность почв в условиях аэротехногенного» загрязнения на Крайнем Севере. Л.: Наука, 1984. 120 с.

52. Жегневская Л.В:. Барахнина В.Б. Изучение биодеградации углеводородов нефти // Матер. 47 науч.-тех. конф. студ., аспирантов и молодых ученых Уфимского гос. нефт. ун-та. Уфа. 1996. Т. 1. С. 124.

53. Звягинцев Д. Г., Гузев B.C., Левин С. В. Изменения в комплексе почвенных микроорганизмов при антропогенных воздействиях // Успехи почвоведения: Советские почвоведы к XIII Международному конгрессу почвоведов. Гамбург. 1986. М., 1986. С. 64-68.

54. Звягинцев Д.Г. Биологическая активность почв и шкалы для оценки некоторых ее показателей //Почвоведение. 1978. № 6. С. 48-54. i

55. Звягинцев Д.Г. Почва и микроорганизмы. М.: Изд-во МГУ, 1987. 256 с.62.3вягинцев Д.Г., Голимбет В.Е. Динамика микробной численности, биомассы и* продуктивности микробных сообществ в почвах // Успехи микробиологии. 1983. Вып. 18. С. 215-231.

56. Зубок, В.П. Техногенные нагрузки на биосферу при разведке и освоении недр / В.П. Зубок, И:В. Косаревич, И:И. Сидорова. Минск: Белорусская государственная политехническая академия, 1998. — 276 с.

57. Иванова E.H. Классификация почв СССР. М.: Наука, 1976. 225 с.

58. Ившина И.Б., Куюкина М.С., Костарев С.М: Применение экологически безопасной экспресс-технологии очистки нефтезагрязненных почв и грунтов (на примере районов нефтедобычи Пермской области)//Нефтяное хозяйство. 2003 .№9. С. 116-118.

59. Илларионов С.А. Экологические аспекты восстановления нефтезагрязненных почв. Екатеринбург: УрО РАН, 2004. 194 с.

60. Илларионов С.А., Назаров A.B., Калачникова И.Г. Роль микромицетов в фитотоксичности нефтезагрязненных почв // Экология. — 2003. — № 5. — С. 341 —346

61. Ильин Н.П., Калачинкова И.Г., Каркишко Т.И. и др. Наблюдение за самоочищением почв от нефти в средней и южной тайге // Добыча полезных ископаемых и геохимия природных экосистем. М., 1982. С. 245-258.

62. Исмаилов Н.М. Влияние нефтяного загрязнения на круговорот азота в почве//Микробиология. 1983. Т. 52. № 6. С. 1003-1007.

63. Исмаилов Н.М. Микробиология и ферментативная активность нефтезаг-рязненных почв // Восстановление нефтезагрязненных почвенных экосистем. М.: Наука. 1998. С. 42т46.

64. Исмаилов Н.М. Способ рекультивации нефтезагрязненных почв. Авт. спид. 1158258. СССР: Б. И. № 20: 1985. МКИВ 09 В 3/00; С 12 R1/72.

65. Исмаилов Н.М., Пиковский Ю.М. Современное состояние методов ре-культивации нефтезагрязненных' земель // Восстановление нефтезагрязненных почвенных экосистем. М.: Наука. 1988. С. 222-230.

66. Исмаилов, Н.М. Биодинамика загрязненной нефтью почвы / Н.М. Исмаи-лов, Ю.И. Пиковский // тр. / III Всесоюз. совещ.: Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах — JI., 1985. — С. 185-191.

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

68. Кабиров P.P., Манибаев Р.Г. Влияние нефти на почвенные водоросли // Почвоведение. 1992. № 1. С. 86-91.

69. Казакова E.H., Калачникова И.Г., Маеливец Т.А. Биодеградация углеводородов в нефтезагрязненной почве северной тайги // Влияние промышленных предприятий на окружающую-среду. Всесоюзн. школа, Звенигород, 4-8 дек. 1984: Тез. докл., Пушино, 1984. С. 84-85.

70. Казеев К.Ш., Вальков В.Ф:, Колесников С.И. Атлас почв юга России. Ростов н/Д: Изд-во «Эверест», 2010. 128, с.

71. Казеев К.Ш., Колесников С.И., Вальков В.Ф. Биологическая диагностика и индикация почв: методология и методы исследований. Ростов н/Д: Изд-во Рост, ун-та, 2003. 204 с.

72. Каретникова Е.А., Жиркова А.Д. Миграция n-алканов дизельного топлива по,трофической цепи: бактерии-инфузории // Изв. РАН. Сер. биол. 2005. №3. С. 375-379.

73. Киреева H.A. Использование биогумуса для ускорения деструкции нефти в почве // биотехнология. 1995. № 5-6. С.32-35.

74. Киреева H.A. Микробиологические процессы в нефтезагрязненных почвах. Уфа, 1994. 171 с.

75. Киреева H.A., Водопьянов В.В., Мифтахова A.M. Влияние нефтяного загрязнения на целлюлазную активность почв // Почвоведение. 2000. № 6. С. 748-753.

76. Киреева H.A., Митрофанова A.M., Кузяхметов Г.Г. Влияние загрязнения нефтью на фитотоксичность серой лесной почвы // Агрохимия. 2001а. № 5. С. 64-69.

77. Киреева H.A., Мифтахова A.M., Кузяхметов Г.Г. Влияние удобрений на продуктивность викоячменной смеси на почвах, загрязненных нефтью // Агрохимия. 2004. № 7. С. 72-76.

78. Киреева H.A., Новоселова Е.И., Онегова Т.С. Активность каталазы и де? гидрогеназы в почвах, загрязненных нефтью и нефтепродуктами // Агрохимия, 2002а. № 8. С. 64-72.

79. Киреева H.A., Новоселова Е.И., Хазиев Ф.Х. Активность карбогидраз в нефтезагрязненных почвах // Почвоведение. 1998. № 12. С. 1444-1448.

80. Киреева H.A., Новоселова Е.И., Хазиев Ф.Х. Использование активного ила для рекультивации почв, загрязненных нефтью // Почвоведение. 1996а. № п. с. 1399-1403.

81. Киреева H.A., Новоселова Е.И., Хазиев Ф.Х. Ферменты азотного обмена в нефтезагрязненных почвах // Известия АН. Серия биологическая. 1997а. № 6. С. 755-759.

82. Киреева H.A., Новоселова Е.И., Хазиев Ф.Х. Фосфогидролазная активность нефтезагрязненных почв //Почвоведение. 1997b. № 6. С. 723-725.

83. Киреева H.A., Новоселова Е.И., Ямалетдинова Г.Ф. Активность оксире-дуктаз в нефтезагрязненных и рекультивируемых почвах // Агрохимия. 2001b. №4. С. 53-59.

84. Киреева H.A., Юмагузина Х.А., Кузяхметов Г.Г. Рост и развитие растений овса на почвах, загрязненные нефтью // С.-х. биология. 1996b. № 5. С. 4854.

85. Классификация и диагностика почв России. Авторы и составители: JT.JI. Шишов, В.Д. Тонконогов, И.И. Лебедева, М.И. Герасимова. Смоленск: Ойкумена, 2004. 342 с.

86. Классификация почв СССР. М.: Наука, 1977. 225 с.

87. Кобзев E.H., Петрикевич С.Б., Шкидченко А.Н Биодеструкция нефти и дизтоплива ассоциацией микроорганизмов в открытой проточной системе // Тез. докл. конф. «Экобиотехнология: борьба с нефтяным загрязнением окружающей среды". «Пущино, 2001. С. 31-33.

88. Кобзев E.H., Петрикевич С.Б., Шкидченко А.Н. Исследование устойчивости ассоциаций микроорганизмов-деструкторов в открытой системе // Прикладная биохимия и микробиология. 2001. Т. 37. Вып. 4. С. 413-417

89. Колесников С.И., Казеев К.Ш., Вальков В.Ф. Экологические функции почв и влияние на них загрязнения тяжелыми металлами // Почвоведение.2002. № 12. С. 1509-1514.

90. Колесников С.И., Казеев К.Ш., Вальков В.Ф. Экологическое состояние и функции почв в условиях химического загрязнения. Ростов н/Д: Изд-во < Ростиздат, 2006. 385 с.

91. Колесников С.И., Казеев К.Ш., Вальков В.Ф., Тлехас З.Р. Устойчивость почв Республики Адыгея к химическому загрязнению. Ростов н/Д: Изд-во «Эверест», 2008. 156 с.

92. Колесников С.И., Тлехас З.Р., Казеев К.Ш:, Ротина E.H., Вальков В.Ф. Влияние загрязнения тяжелыми1 металлами и. нефтью на биологические свойства чернозема'выщелоченного: слитого,// Агрохимия: 2010. № 7. С. 62-67.

93. Колесников С.И., Тлехас З.Р., Татлок Р.К., Казеев K.III., Денисова T.B., Даденко E.B. Оценка устойчивости дерново-карбонатных почв Северного

94. Кавказа к химическому загрязнению по биологическим показателям // Экология и промышленность России. 2010. № 12. С. 48-51.

95. Кононова М.М. Органическое вещество почвы. М.: АН СССР, 1963'. 315 с.

96. Кононова М.М. Проблема^почвенного гумуса и современные задачи его изучения. М., 1951. 392 с.

97. Коронелли Т.В. Принципы и методы интенсификации биологического разрушения углеводородов в окружающей среде (обзор) // Прикладная биохимия и микробиология. 1996. № 6. С. 579-585.

98. Кочетков И.А., Лазарева И.О. Влияние некоторых загрязнителей на показатели биологической активности почвы // Вопросы экологии и охраны природы в лесостепной и степной зонах: Междунар. межвед. сб. науч. тр. Самара: СГУ, 1999. С. 160-165.

99. Краткая медицинская энциклопедия: В 3-х т. АМН СССР. М.: Советская энциклопедия. Т. 1. 1989. 624 с. Т. 2. 1989. 608 с. Т. 3. 1990. 560 с.

100. Криволуцкий Д.А., Покаржевский А.Д., Сизова М.Г. Почвенная фауна в кадастре животного мира. Ростов н /Д, 1985. 96 с.

101. Крючков В.В. Рекультивация нарушенных земель на Севере // Журнал «Природа». М., 1985.- № 7.

102. Купревич В.Ф. Почвенная энзимология // Научные труды. Т.4. Минск: Наука и Техника. 1974. 404 с.

103. Купревич В.Ф., Щербакова Т.А. Почвенная энзимология. Минск: Наука и техника, 1966. 275 с.

104. Курочкина Г.Н., Шкидченко А.Н., Амелин A.A. Влияние нового биопрепарата на ремедиацию нефтезагрязненной серой лесной почвы // Почвоведение. 2004.№10. С. 1241-1249

105. Леднев A.B., Содержание элементов минерального питания в почве при загрязнении ее нефтью // Плодородие. 2005. № 4. С. 34-35.

106. Лесные экосистемы и атмосферные загрязнения. Л., 19901 198 с.

107. Логинов О.Н., Бойко Т.Ф., Костюченко В.П., Комаров С.И., Подцепихин А.К., Галимзянова Н.Ф. О биологической очистке технологических отвалов от нефтепродуктов // Почвоведение. 2002. № 4. С. 481-486.

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

109. Микробиологическая рекультивация нефтезагрязненных почв / H.A. Ки-реева, В.В. Водопьянов, Е.И. Новоселова и др. М.: ВНИИОЭНГ, 2001. -40 с.

110. Мирчинк Т.Г. Почвенная микология. М.: Изд-во МГУ, 1988. 220 с.

111. Михновська А.Д., Тете Л.Г. Микрофлора почв, загрязненных нефтепродуктами // Агрохимия и почвоведение (Киев). 1980. № 40. С. 79-85.

112. Мишустин E.H. Микроорганизмы и плодородие почвы. М.: Изд-во АН СССР, 1956. 246 с.

113. Мишустин E.H. Микроорганизмы как компоненты биогеоценоза. М.: Наука. 1984. 161 с.

114. Назарюк В.М. Баланс и трансформация азота в агроэкосистемах. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2002. 256 с.

115. Назарюк В.М., Кленова М.И., Калимуллина Ф.Р. Роль минерального питания в повышении продуктивности растений и регулировании пищевого режима почвы, загрязненной нефтью // Агрохимия. 2007. № 7. С. 64-73.

116. Овчинникова М.Ф. Изменение каталазной активности дерново-подзолистой почвы под влиянием симазина // Химия в сел. хоз-ве. 1982. № 9. С. 56-59.

117. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. М.: Изд-воМГУ, 1990. 325 с.

118. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв. М.: Изд-во МГУ, 1974. 332 с.

119. Орлов Д.С., Аммосова Я.М. Методы контроля почв, загрязненных нефтепродуктами // Почвенно-экологический мониторинг. М., 1994.

120. Орлов Д.С., Гришина Л.А. Практикум по химии гумуса. М.: Изд-во МГУ, 1981.271 с.

121. Орлов Д.С., Малинина М.С., Мотузова Г.В., Садовникова Л.К., Соколова Т.А. Химическое загрязнение почв и их охрана. М.: Агропромиздат, 1991.303 с.

122. Паников Н.С., Афремова В.Д., Асеева И.В. Кинетика разложения целлюлозы в почве // Почвоведение. 1984. № 1. С. 56-63.

123. Пиковский Ю. И., Геннадиев А. Н., Чернявский С. С., Сахаров Г. Н. Проблема диагностики и нормирования загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами //Почвоведение. 2003.№9. С. 1132-1140

124. Пиковский Ю.И. Природные и техногенные потоки углеводородов в окружающей среде. М.: Изд-во МГУ, 1993. 208 с.

125. Пиковский Ю.И. Трансформация техногенных потоков нефти в почвенных экосистемах // Восстановление нефтезагрязненных почвенных экосистем. М.: Наука. 1988. С. 7-22.

126. Пиковский Ю.И., Солнцева Н.П. Геохимическая трансформация дерново-подзолистых почв под влиянием* потока нефти // Техногенный поток веществ в ландшафтах и состояние экосистем. М., 1981.

127. Плещева О. В. Морфологические нарушения фитоценоза растительных сообществ естественного формирования на участках нефтяных загрязнений почв // Бактериальный фильтр Земли: Тез. докл. семинара. 30-31 мая 1965. Пермь, 1985. С. 34-35.

128. Плоткин М.Р. Основы промышленного производства. М.: Высшая школа. 1977.304 с.

129. Почвенно-экологический атлас Республики Адыгея. Майкоп, ГУРИПП «Адыгея», 2001.

130. Рахимова Э.Р., Гарусов A.B., Зарипова С.К. Биологическая активность нефтезагрязненной почвы при засолении // Почвоведение. 2005. №4. С. 481-485.

131. Рубанова H.A., Цхадая Н.Д. Экология нефти и газа. Системный подход. Ростов-на-Дону: Изд-во «ЗАО «Цветная печать», 2000. 254 с.

132. Рыбак В.К., Овчарова Е.П., Коваль Э.З! Микрофлора почвы, загрязненной нефтью // Микробиологический журн. 1984. Т. 46, № 4. С. 29-32.

133. Савицкая С.H. и др. Изменение растительности и организация мониторинга в зоне Новогорского ПО «Азот» // Актуальные вопросы ботаники. Алма-Ата, 1988. С. 249-253.

134. Самосова С.М:, Фильченкова В.И., Кипрова P.P. и др. Микрофлора черноземных почв,и ее активность при загрязнении нефтью // Казанск. ин-т биол. Казан, фил. АН СССР. (Рукопись деп. в ВИНИТИ 15 ноября 1983 г., № 6073-83) Казань, 1983. 18 с.

135. Славнина Т.П1, КахаткинаMiffi, Середина В.П., Изерская Л.А. Загрязнет ние нефтью и нефтепродуктами // Основы использования и охраны почв Западной Сибири. Новосибирск: Наука. Сиб. о гд-ние, 1989. С. 186-207.

136. Солнцева Н.П. Добыча нефти и геохимия природных ландшафтов; М., 1998:

137. Солнцева Н.П., Садова А.П. Закономерности> миграции нефти и нефтепродуктов в почвах лесотундровых, ландшафтов Западной Сибири // Почвоведение. 1998. № 8. С. 996-1008.

138. Стом Д:И., Потапов Д.С., Балаян А.Э., Матвеева О.Н. Трансформация нефти в почве-микробиологическим препаратом и дождевыми- червями // Почвоведение. 2003. № 3. С. 359-361.

139. Стом Д.И., Потапов Д.С., Балаян А.Э., Матвеева О.Н., Баранская; В.К. Трансформация нефти в простейшей трофической цепи // Проблемы систематики; экологии и токсикологии беспозвоночных. Иркутск: Изд-во ИГУ, 2000. С. 90-95

140. Стом Д.И., Потапов Д.С., Баранская В.К, Матвеева О.Н., Балаян А.Э. Элиминирование нефти и нефтепродуктов в бинарной системе // Международный симпозиум: Россия-Германия: история, культура, наука. Иркутск, 1999. С. 81-83.

141. Татлок Р.К., Колесников С.И. Биодиагностика устойчивости бурых лесных почв Северо-Западного Кавказа к загрязнению нефтью и нефтепродуктами // Вестник Майкопского государственного технологического университета. 2011. № 1.

142. Татлок Р.К., Колесников С.И. Биодиагностика устойчивости высокогорных почв. Кавказа; при загрязнении нефтью и нефтепродуктами1// Материалы: научной конференции «Актуальные проблемы экологии- и природопользования»; Ростов-на-Дону. 2011. С. 111-114.

143. Татлок Р.К., Тлехас З.Р., Колесников С.И; Влияние химического загрязнения на биологические свойства бурых лесныхшочв Адыгеи // Актуальные проблемы экологии и биологии почв: Ростов-на-Дону. 2010. С. 91100;

144. Татлок Р.К., Тлехас З.Р., Колесников С.И. Влияние химического загрязт нения, на биологические свойства серых лесных; почв Адыгеи // Материалы научной конференции «Актуальные проблемы экологии и природопользования». Ростов-на-Дону. 2011. С. 114-121.

145. Татлок Р.К., Тлехас З.Р., Колесников С.И. Изменение биологических свойств горно-луговых почв Кавказа при химическом загрязнении // Актуальные проблемы экологии и биологии почв. Ростов-на-Дону. 2010. С. 101-111.

146. Татосян M.JL Влияние загрязнения нефтью и нефтепродуктами на биологическую активность чернозема обыкновенного // Автореф. дис. . канд. биол. наук. Ростов-на-Дону, 2003. 24 с.

147. Тлехас З.Р. Изменение биологических свойств почв Республики Адыгея при химическом загрязнении // Автореф. дис. . канд. биол. наук. Ростов-на-Дону, 2008. 24 с.

148. Тлехас З.Р:, Колесников С.И. Изменение биологических свойств бурых лесных почв Адыгея при химическом загрязнении // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. 2007. № 5. С. 89-91.

149. Трофимов С .Я., Аммосова Я.М., Орлов Д.С., Осипова H.H., Суханова Н.И. Влияние нефти на почвенный покров и проблема создания нормативной базы по влиянию нефтезагрязнения на почвы // Вестн. Моск. унта. Сер. 17. Почвоведение. 2000. № 2. С.30-34.

150. Тульская Е.М., Звягинцев Д.Г. Сравнительное изучение каталазной и каталитической активности верхних горизонтов почв // Почвоведение. 1986: № 10. С. 92-97.

151. Тюрин И.В. Органическое вещество и его роль в почвообразовании и плодородии. M.-JL, 1937. 287 с.

152. Тюрин И.В. Органическое вещество почв и его роль в плодородии. М.,1965.319 с.

153. Хазиев Ф.Х. Методы почвенной энзимологии. М.: Наука, 1990. 189 с

154. Хазиев Ф.Х. Системно-экологический анализ ферментативной активности почв. М.: Наука, 1982. 203 с.

155. Хазиев Ф.Х. Ферментативная активность почв. М., 1976. 180 с.

156. Хазиев Ф.Х., Багаутдинов Ф.Я. Углеводные компоненты органического вещества почвы. Уфа: БФ АН СССР, 1987. 146 с.

157. Хазиев Ф.Х., Фатхиев Ф.Ф. Изменение биохимических процессов в почвах при нефтяном загрязнении и активация разложения нефти // Агрохимия. 1981. № 10. С. 102-111.

158. Химическая энциклопедия: В 5 т.: т. 3. М.: Большая Российская энцикл., 1992. 639 с.

159. Шандала М.Г., Кондрусев А.И., Беляев А.Н. и др. Гигиеническое1 и экологическое нормирование: методологические подходы и пути их интеграции // Гигиена и санитария. 1992. № 4. С. 70-75.

160. Шилова И.И. Биологическая рекультивация нефтезагрязненных земель в условиях таежной зоны // Восстановление нефтезагрязненных почвенных экосистем. М.: Наука, 1988. С. 159-168.

161. Шилова И.И., Макаров Н.М. Культурфитоценозы на нефтезагрязненных землях таежной зоны (в полевом, эксперименте) // Растения и промышленная среда. Свердловск, 1985.

162. Щербакова Т.А. Почвенные ферменты, их выделение свойства и связь с компонентами почвы//Почвоведение. 1980. №5. С. 102-113.

163. Щербакова.Т. А. Ферментативная активность почв и трансформация органического вещества: (В естественных и искусственных фитоценозах). Минск: Наука и техника, 1983. 222 с.

164. Щербакова Т.А. Галушко Н.А. Характеристика некоторых свойств активного белка, выделенного из почвы // Физиолого-биохимические основы повышения продуктивности растений. Минск: Наука и техника. 1974. С. 163-169.

165. Яковлев'С.А. Почвы и грунты по линии Армавир-Туапсинской железной дороги. СПб, 1914.

166. Яшвили Н.Н., Берадже М.А. Влияние загрязнения нефтью и нефтепродуктами на биологическую активность почв Колхидской низменности // Изв. АНГССР. Сер. Биол. 1982. Т. 8. № 6. С. 413-418.

167. Ammosova J.M., Golev M.J. Monitoring of soil degradation caused by oil contamination. Proceedings of the Conference "Towards Sustainable Land Use". Vol. 2, 31. Bonn. 1998:

168. Binnet Ph., Portal J.M., Leyval C. Fate of polycyclis aromatic hydrocarbon-(PAH) in the rhizoshere and mycorrhizosphere of ryegrass // Plant and Soil. 2000. №227. P. 207-213.

169. Brohon В., Gourdon R. Influence of soil.microbial activity level on the determination of contaminated soil toxicity using Lumistox and Met Plate bioas-says // Soil. Biol. Biochem. 2000. V. 32. P. 853-857.

170. Cerna M. Vliv organickych Latek a pomeru C : N na dehydrogenazovon acti-vitu v pude // Rostl. Vyroba. 1973. V. 19. № 9. P. 923-930.

171. Coulon, F. Degradation of petroleum hydrocarbons in twosub-antarctic soils: Influence of an oleophilic fertilizer / Coulon F., Pelletier E. Louis R. S., Gourant L., De-lille D.// Environ. Toxicol. Chem. 2004. Vol. 23. № 8. - pp. 18931901.

172. Denl J., Penninckx MJ. Nitrification and autotrophic nitrifyinc bacteria in hydrocarbon-polluted soil // Appl. Environ. Progress. 1994. V. 13. P. 226-231.

173. Diamantina T. C., Almeida E., Soares A., Guilhermino L. Lactate dehidroge-nase activity as an effect criterion in toxicity tests with Daphnia magna Straus // Chemosphere. — 2001. — № 4. — P. 553 — 560

174. Frankenberger W.T., Johanson Jr., Johanson J.B. Influence of crude oil and refined petroleum products on soil dehydrogenase activity // J. Environ. Qual. 1982. V. 11. №4. P. 602-607.

175. Heider, J. Anaerobic bacterial metabolism of hydrocarbons / Heider J., Spormann A.M., Beller H.R. Widdel F. // Federation of Eur. Microbiol. Soc. Microbiol. Rev. 1999.V. 22. - pp. 459-473.

176. Hodenberg V. Adelheid: Ermittlung von toxizitatis-Grenzwerten fur kuper, zink und blei in getreide, rotklee und ruben sowie aufklarung der toxizi-tatsschaden an feld pflanzen im Harzvorland. Inaug. Diss. Kiel, 1974. P. 171.

177. Hylemon P.B., Harder J. Biotransformation of monoterpenes, bile acids, and other isoprenoids in anaerobic ecosystems // Federation of Eur. Microbiol. Soc. Microbiol. Rev. 1999. V. 22. P. 475-488.

178. Kramer U., Chardonnens A.N. The use of transgenic plants in the bioremedi-tation of soil contaminated by trace elements // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2001. №55.P.661-672

179. Lee E., Swindoll M. Bioventinc for in situ remediation //Hidrol. Sei. J. 1993. V. 24. P. 113-125.

180. Linkins A.E., Fetcher N. Effect of surface-applied prudhoe bay crude oil on vegetation and soil processes in tussock tundra // Perma frost: 4-th Int. Conf. Proc. Julv. 17-22 1983. Washington D.C., 1983^:723-728:.

181. Margesin R., Zimmerbauer A., Schinner F. Monitoring of bioremediation by soil biological activities // Ghemosphere. 2000. V. 40. P. 339-346.

182. Margesin R., Zimmerbauer A., Schinner F. Soil' lipase activity — a useful indicator of oil biodegradation // Biotechnol. Techniq. 1999. V. 13. № 3. P. 859-863.

183. McgilltW.W. Soil restoratiomfollowingioil spills. Review// J. Canad. Petrol. Technol. 1977. Vol. 16. N 2.215:.Meagher R.B. Phytoremeditation of toxic elemental and organic pollutants // Curr. Opin. Plant. 2000. № 3. P. 153-162

184. Mils S., Prankenberger W.T. Evaluation of phosphorus sources promoting bioremedintion of diesel* fuel:: in> soil? // Bui; Environ. Contaminat: Toxicol. 1994. V. 53. P. 280-284.

185. Piutti S., Hallet S.,Rousseaux D. Accelerated mineralization of antrazine in maize rhizoshere:soil // Biol- Fértil Soils; 2002Í. №36. P.434L441.

186. Popa A. Activitatea dehidrogenazica in sol ca.test ecotoxicologic pentru po-luanti anorganici si organici // Stud. Univ. Babes-Bolyai. Biol. 1999. V. 44. № 1-2. P. 169-178.

187. Toxicol. And. Chem. 1987. V. 6. № 8. P. 615-621.

188. Wilke B.-M. Effects of non-pesticide organic pollutants on soil microbial activity//Adv. GeoEcol. Reiskirchen. 1997. № 30. P. 117-132.

189. Wilke B.-M., Koch G. Combination effects of selected PAHs, PCBs and heavy metals on bacteria and dehydrogenase activity of sewage farm soils // Res. 16 Coner. Mondial Sci. Soil. Motpellier, 1998. V. 2. P. 685.