Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Экологическая оценка интенсивности загрязнения агроэкосистем на примере Рязанской области
ВАК РФ 03.02.08, Экология (по отраслям)
Автореферат диссертации по теме "Экологическая оценка интенсивности загрязнения агроэкосистем на примере Рязанской области"
На правах рукописи
Блохова Юлия Александровна
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ИНТЕНСИВНОСТИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АГРОЭКОСИСТЕМ НА ПРИМЕРЕ РЯЗАНСКОЙ ОБЛАСТИ
Специальность 03.02.08 - экология (биология)
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук
5 л п! о ?п'?
Владимир-2012
005020204
005020204
Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Рязанском государственном агротехнологическом университете имени П.А. Костычева на кафедре экономики сельского хозяйства
Научный руководитель:
Кандидат сельскохозяйственных наук, Евтюхин Владимир Федорович
доцент
Официальные оппоненты:
Доктор биологических наук, профессор Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева,
заведующий кафедрой экологии Васенёв Иван Иванович,
Доктор биологических наук, профессор,
Владимирский государственный университет
имени А.Г. и Н.Г. Столетовых, профессор кафедры Весёлкин Геннадий
ботаники, зоологии и экологии Алексеевич
Ведущая организация: ГНУ Рязанский Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Россельхозакадемии
Защита состоится «20» апреля 2012 года в 1600 часов на заседании диссертационного совета ДМ. 212.025.07 во Владимирском государственном университете имени А.Г. и Н.Г. Столетовых (600000, г. Владимир, ул. Горького, 87, корпус 1, аудитория 335).
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Владимирского государственного университета имени А.Г. и Н.Г. Столетовых по адресу: 600000, г. Владимир, ул. Горького, 87.
Автореферат разослан « А 2012 года
Ученый секретарь диссертационного Н.В. Мищенко
совета, кандидат биологических наук, доцент
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследований. Для центра Нечерноземной зоны Российской Федерации, в том числе Рязанской области, одним из приоритетных направлений является ведение сельского хозяйства в условиях техногенного загрязнения биосферы. Антропогенное воздействие на агроландшафты, заключающееся в химическом загрязнении отходами, выбросами, сточными водами промышленного и сельскохозяйственного производства приобрело глобальный характер, прогрессирует и требует необходимых мер защиты почвы, воды и растительности. Устойчивость экосистем сохраняется в том случае, когда не нарушаются её долговременные функции: продуктивность, биоразнообразие.
Фотохимические процессы в атмосфере, физико-химические и биологические - в водной и почвенной среде, не обеспечивают детоксикации резко возросшего количества загрязнителей. Опасными являются высокие концентрации тяжелых металлов, оксидов азота, аммиака, которые поступают в атмосферу и биосферу в результате промышленных выбросов. При этом изменяются природные процессы миграции и трансформации веществ, естественный химический состав почв, растений и подземных вод.
Ведение земледелия, на техногенно загрязненных почвах, становится одной из актуальных проблем экологии и сельскохозяйственного производства. Наиболее масштабными источниками атмосферного загрязнения Рязанского региона являются промышленные комплексы г.г. Рязани, Пронска. Аэрогенный перенос загрязнений является наиболее масштабным способом воздействия на природную систему, так как он является непрерывно действующим.
Разработка научно обоснованных приемов детоксикации почв актуальна и необходима для обеспечения устойчивости земледелия, получения экологически безопасной продукции, предупреждения дальнейшего распространения загрязнителей через почву, растения и подземные воды. Поэтому изучение целого комплекса миграции поллютантов в системе «атмосфера (ее осадки) - почва - растения - подземные воды», их интенсивности загрязнения направлено на решение проблемы реабилитации загрязненных сельскохозяйственных угодий, представленные в диссертационной работе, весьма актуальны.
Цель исследований - экологическая оценка поступления приоритетных загрязняющих веществ в сельскохозяйственные и природные экосистемы Рязанской области и разработать экологически обоснованные мероприятия по снижению возможных неблагоприятных эффектов загрязнения, в том числе средствами комплексных мелиорации.
Для реализации указанной цели были поставлены следующие задачи:'
- изучить источники и степень техногенного воздействия на окружающую природную среду;
- дать оценку современного состояния экологической ситуации в аг-
роэкосистеме Рязанского региона;
- проследить динамику миграции, трансформации химических элементов в зоне воздействия Рязанской ГРЭС;
- определить спектр приоритетных загрязняющих веществ в объектах исследований;
- дать экспериментальное обоснование агрохимических мероприятий, направленных на реабилитацию техногенно загрязненных почв в условиях вегетационного опыта;
оценить эколого-экономическую эффективность исследуемых агрохимических мелиораций для детоксикации загрязненных почв.
Научная новизна работы заключается в обосновании набора приоритетных загрязняющих веществ специфичных для Рязанского региона в соответствии со сложившимся уровнем техногенного воздействия и геохимической специализацией промышленности, выявлении пространственных закономерностей эколого-геохимической устойчивости агроэкосистем различных типов, а также в теоретическом обосновании и разработке эколого-экономически оптимальных агромелиоративных мероприятий, способствующих получению экологически безопасной продукции.
Основные положения, выносимые на защиту:
- оценка региональных техногенных источников загрязнения атмосферы предприятиями основных отраслей экономики Рязанской области;
- характеристика интенсивности загрязнения агроценозов тяжелыми металлами, показать географическую специфику распространения загрязнителей;
оценка интенсивности загрязнения азотными соединениями снежного покрова и биосферы центральной части Рязанского региона;
балансовый анализ загрязнения приоритетными элементами геосистем зоны воздействия Рязанской ГРЭС;
- закономерности миграции загрязняющих веществ в агроландшаф-тах Рязанского региона и процессы их геохимической трансформации;
влияние агрохимических приемов на экологические функции темно-серой лесной тяжелосуглинистой почвы;
- эколого-экономическое обоснование мелиоративных мероприятий по повышению геохимической устойчивости техногенно загрязненных агроэкосистем.
Практическая значимость полученных результатов состоит в том, что они нашли востребование в проектной и эксплуатационной деятельности производственных организаций (Проектно-изыскательский институт «Авто-дормостпроект» филиал ОАО «Рязаньавтодор», Управление Федеральной службы по надзору в сфере природопользования (Росприроднадзора) по Рязанской области) и внедряются рядом хозяйств Пронского и Скопи некого районов Рязанской области.
Основы оптимизации загрязненных ТМ темно-серых лесных почв мо-
гут также использоваться для обоснования параметров и технологий улучшения эффективного плодородия малопродуктивных почв.
Результаты исследований включены в отчет о научно-исследовательской работе по подзаданию: 03.01.03.05 «Разработать агробиологические мелиорации техногенно загрязненных почв южной части Нечерноземной зоны РФ» (2006-2008), этап: разработать технологический регламент и рекомендации к применению агрохимической мелиорации почв, подверженных техногенному загрязнению, в условиях южной части Нечерноземной зоны РФ» (2008).
На основании результатов исследований для ООО «Агрофирма МТС Нива-Рязани» Скопинского района Рязанской области были подготовлены и переданы рекомендации по ликвидации техногенного загрязнения деградированных почв, что позволило обеспечить благоприятные экологические условия для выращивания сельскохозяйственной продукции и повысить урожайность зерна на 36%.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на международных, всероссийских и отраслевых конференциях и совещаниях: «Проблемы мелиорации водохозяйственного строительства и обустройства сельских территорий на современном этапе» (Горки, Беларусь, 2001); «Ресурсосберегающие и энергоэффективные технологии и техника в орошаемом земледелии» (Коломна, ООО «Инлайт», 2003); «Экологическое состояние природной среды и научно-практические современные мелиоративные технологии» (Рязань, 2004); «Экологическое состояние природной среды и научно-практические современные мелиоративное технологии» выпуск 2 (Рязань, 2006); «Журнал для ученых, специалистов и практиков «Плодородие» - № 1(46)2009; «Современные энерго- и ресурсосберегающие, экологически устойчивые технологии и системы сельскохозяйственного производства» (Рязань, 2009).
Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 5 печатных работах, из них 3 статьи в журналах из списка ВАК.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и выводов, изложенных на 149 страницах. Библиография включает 231 источник, в том числе 8 на иностранных языках. Работа содержит 18 рисунков, 35 таблиц.
Автор глубоко признателен своему научному руководителю кандидату сельскохозяйственных наук, доценту В.Ф. Евтюхину за постоянную помощь и поддержку при выполнении работы; доктору сельскохозяйственных наук, профессору Ю.А. Мажайскому, доценту кафедры географии РГУ им. Есенина, кандидату биологических наук С.А Тобратову, научному консультанту, кандидату сельскохозяйственных наук, доценту Т.К. Никушиной за ценные советы и помощь при проведении почвенных анализов; выражает большую благодарность родителям и родственникам за поддержку.
Объекты и методы исследования
Решение намеченных задач почвенно-экологического обследования осуществлялось в рамках региональных и местных программ (ЗК РФ от 25.10.2001 № 136-ФЭ). Контроль за выполнением программы мониторинга земель Рязанской области на 2005-2010 гг. осуществлялся комитетом по земельным ресурсам и землеустройству Рязанской области и главным управлением природных ресурсов РФ по Рязанской области.
Для изучения возможной транслокации загрязняющих веществ в природной среде на основе эмпирического метода. При этом разработана квалификационная шкала техногенного воздействия для Рязанского региона, которая по интенсивности антропогенного воздействия дифференцирована на очень высокие, высокие, повышенные, средние, низкие, очень низкие нагрузки.
В точках постоянных наблюдений за антропогенными загрязнениями агроэкосистем отбирали почвенные пробы в соответствии с ГОСТ 17.4.3.0384, ГОСТ 17.4.4.02-84, с методическими рекомендациями, указаниями ЦИ-НАО, 1992 г., с применением масс-спектрометра и атомно-эмиссионного спектрометра 0рйта-4300 с индуктивно-связанной плазмой Е1ап-6100 в АСИЦ ВИМС.
Пробы растений приурочивались к стационарным пробоотбора почв. В золе растений (ЦИНАО, 1992), в природных, внутрипочвенных водах определяли ТМ по методическим указаниям (1975) и руководству (1977).
Оценка уровней загрязнения тяжелыми металлами проводилась на основе регионального геохимического фона по предложенной градации Ю.А. Мажайским, В.Ф. Евтюхиным, отраженной в диссертации (табл. 2.4).
В комплексе исследований проводилась оценка техногенного привноса ТМ в агроландшафты зоны влияния выбросов Рязанской ГРЭС по методике, предложденной Н.Ф. Глазовским с соавт. (1983). На основе снегосъемки в исследованиях азотных загрязнителей атмосферы (совместно с С.А. Тобрато-вым), в центральной зоне Рязанской области, в 53 точках отбирался снег на всю глубину снежного покрова. Расчет плотности атмосферного потока азота нитратного и аммонийного использовали линейную интерполяцию, применяли более сложную квадратичную для решения промежуточных значений функций.
Для изучения агрохимических приемов детоксикации очень высокого загрязнения темно-серой тяжелосуглинистой почвы РЬ, Сё проводили в вегетационных сосудах и в полевом мелкоделяночном опыте. Повторность исследований 3-х кратная. Опыты проводились с однолетними травами (вико-овсяная смесь). Почва загрязнялась РЬ(СН3СОО)2 • ЗН20 • С<^04 ■ 8НгО (табл. 1,2).
В качестве мелиорантов использовали высокую дозу навоза (100 т/га). Известь, минеральные удобрения вносили оптимальными дозами (СаС03 т/га = Нг • 1,5), минеральные - №0Р40К40. Влагонасыщенные в вегетационном опыте моделировали: а) естественное увлажнение (средняя 13,7 мм в месяц);
Таблица 1. Схема закладки и проведения вегетационного опыта
Варианты Сокращения в таблицах
Условия
1 фактор 2 фактор
Исходная почва Нет 1. Контроль
ТМ - фон Нет 2. ТМ
ТМ +Навоз 100 т/га а) естественное увлажнение 3 ТМ+Н ест.ув.
б) оптимальное орошение , ТМ+Н 4. оптим.
в) орошение 1,5 нормой 5 ТМ+Н 1,5 норма
ТМ + Навоз 100 т/га + 6 т/га СаСОз а) естественное увлажнение 6 ТМ+Н+Са ест.ув.
б) оптимальное орошение ТМ+Н+Са оптим.
в) орошение 1,5 нормой „ ТМ+Н+Са 1,5 норма
Таблица 2. Схема закладки и проведения опыта. Культура - вико-овсяная смесь
№ варианта Сокращения в таблицах Содержание вариантов
1. Контроль Исходная почва
2. ТМ Фон - загрязнение РЬ и Сс1
3. ТМ + Н Фон + навоз КРС 100 т/га под предшествующую культуру
4. TM + H + NPK + Ca Фон + навоз КРС 100 т/га под предшествующую культуру, минеральные удобрения Ж0Р40К40 + СаС03 - 6 т/га
5. ТМ + Н + Са Фон + навоз КРС 100 т/га + известь из расчета СаСОз -6 т/га
6. TM + NPK Фон + оптимальная доза К40Р40К40
б) оптимальное орошение (сумма в месяц 40-50 мм); в) переувлажнение - 1,5 оросительные нормы (60-75 мм в месяц).
Цифровой материал обрабатывали методами дисперсионной и вариационной статистик, коэффициентов корреляции с помощью компьютерных программ Microsoft и Exsel. При определении достоверных различий между показателями в различных вариантах исследований по уровню значимости (НСР0,95) рассчитывали доверительные интервалы средних значений (±) и коэффициентов корреляций.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Экологическое состояние агроландшафтов Рязанской области.
Атмотехногенный путь поступления металлов в ландшафты является главным источником загрязнения. Для того чтобы учесть возможную транслокацию загрязняющих веществ в природной среде, выявить связи между техногенными выбросами в биосферу и уровнем ее загрязнения, необходимо выявить количественные связи условий трансформации, миграции ТМ в атмосферу.
По данным государственной статистики установлено, что 17 административных районов региона имеют низкие и очень низкие нагрузки. Вокруг 8 административных образований (гг. Рязань, Пронск. Касимов, Сасоио и др.) формируются источники техногенных выбросов с очень высокой, высокой, повышенной и средней нагрузками (табл. 3).
Таблица 3. Классификация по выбросам вредных веществ стационарных техногенных источников региона (среднее за 2003-2005 гг.)
Административные образования (районы) Количество источников Выброшено вредных веществ в атмосферу, тыс. тонн Характеристика антропогенных нагрузок
г. Рязань + Рязанский Пронский 87 10 53,308 36,276 Очень высокая
Касимовский Михайловский 28 13 6,438 11,028 Высокая
Спасский Старожиловский 8 3 2,808 2,717 Повышенная
Сасовский 17 1,158 Средняя
Скопинский 17 1,139
Шиловский 12 0,866
Ряжский 8 0,283
Шацкий 8 0,079
Кадомский 7 0,435 Низкая
Клепиковский 7 0,099
Кораблинский 7 0,307
Сараевский 7 0,148
Исследования 2006 г. позволили уточнить, дополнить и подтвердить результаты исследований 1995 г. Из 62 опробованных элементов ограничились следующими: Ъа, Си,Сс1, РЬ, Мо, Мп, В, Со, N1, V, Бп, а также Аэ, При этом для Аз, ^ за фоновый критерий приняты их кларки в земной коре. Первые 11 элементов в почвах региона содержатся в разной степени превышающих региональный геохимический фон.
Для выявления количественных показателей экологического состояния агроэкосистем нами проведен пробоотбор вблизи г. Рязани и в ключевых точках региона на основных типах почв. В результате установлено, что стационарные точки наблюдений, расположенные к юго-востоку от г. Рязани на расстоянии от 5 до 20 км, испытывают высокую техногенную нагрузку. Почвы этой территории накопили Ъа, V, РЬ, Сс1, Ая до уровней повышенной,
средней и низкой загрязненности (табл. 4). При этом аллювиальные почвы ООО «Рязанская пойма» ближе всех расположены к г. Рязани и р. Ока. Концентрация 2п в них достигает повышенного уровня загрязнения, а Сс1 и РЬ -среднего, накопление А& и - выше мирового кларка. Другие элементы перешли порог незагрязненной почвы и оцениваются как низкий уровень загрязнения. В почвах ЗАО «Московское», расположенных дальше ООО «Рязанская пойма», концентрация элементов в них несколько меньше. На первое место в комплексе загрязнителей выступает ванадий, который поступает в значительных количествах из выбросов местных котелен близлежащих поселений. Накопление других поллютантов в почвенном покрове оцениваются как низкое и среднее загрязнения.
В Касимовском районе, где находятся в основном дерново-подзолистые почвы, при исследовании почвенных проб прослеживается влияние Еыбросов Касимовского завода цветных металлов в загрязнении педо-сферы Си. Непосредственная близость завода к пашне СПК «Дружба» повлияла на накопление Си до 80 мг/кг, а в двух других точках, ООО «Пригородное» и СПК «Борьба», 55-57 мг/кг (исследования 1995 г.). Средние показатели в СПК «Дружба» 1995 г. - 60 мг/кг, а в 2006 - 55+12 мг/кг, что превышает региональный фон больше чем в 2 раза. В двух других хозяйствах, в которых содержание Си в почвах находилось в пределах 39,9-40,8 мг/кг, произошло увеличение элемента, но менее чем в 1,5 раза. В дерново-подзолистых оторфо ванных почвах ООО «Тюково» накопление Сс1 составляло в среднем 0,48 мг/кг, что больше регионального фона в 2,7 раза. Все другие элементы имели превышение регионального фона в 1,2-2 раза. В среднем дерново-подзолистые почвы оцениваются как имеющие низкий уровень загрязнения.
В лесостепных и степных зонах области, характеризующихся наибольшим распространением серых лесных и черноземных почв, среднее содержание РЬ составляло соответственно 23,3+3,2 и 18,8+2,0 мг/кг, Си - 50,6+5,9 и 44,9+6, С<1 - 0,26+0,04 и 0,31+0,03, V - 156+39 и 165±23, 7м - 46,9+5 и 55,6+5,9 мг/кг и т.д. Эти средние показатели указывают на низкую степень загрязнения. Анализ результатов в индивидуальных точках позволили выявить существенную техногенную эмиссию потока РЬ и С<1. Так, в почвах СПК «Колос» содержание РЬ составило 37+8 мг/кг, что оценивается как повышенный уровень загрязнения. Отмечены индивидуальные точки с содержанием его 50 мг/кг. В других точках РЬ было значительно меньше и характеризовалось средним уровнем загрязнения. Экотоксикант Сс1 в среднем в лесостепных и степных почвах накопился до низкого уровня. Более высокое аккумулирование произошло в почвах СПК «Альютово» (0,39+0,14 мг/кг) и ООО «Эверест - Захарово» (0,39+0,09 мг/кг), то есть средний уровень загрязнения. Элемент ванадий, который попадает в педосферу от угля, мазута, выходит на первые позиции приоритетных металлов. В Альютове 253+60 мг/кг, Рязанских садах - 250+43, Эвересте - 240±51 мг/кг, что по региональной градации - повышенный и средний уровни загрязнения. Си, Мп, В, Со в
Таблица 4. Интенсивность загрязнения разных агроэкосистем (2006 г.), мг/кг
Элементы Регион, фон * Рязанский] эайон Дерново-подзолистые почвы
1 2 3 4 Среднее 5 6 7 8 9 Среднее
2п 35 96,6 145 67,2 57,7 86,4+17 34,3 52,4 27,2 25,0 38,5 35,3+5,1
Си 27 48 66 52,8 39 53,4+10 32,2 43,3 40,8 39,9 55,0 38,8+6
РЬ 12 27 37 21,8 21,5 30,3+5 17,1 23,6 9,8 11 16,9 16,2+2,6
С(1 0,18 0,51 0,62 0,28 0,28 0,43+0,09 0,18 0,48 0,14 0,123 0,093 0,21+0,08
Ав 5,0 6,5 6,1 2,91 3,88 4,73+0,84 1,09 6,2 1,73 2,43 1,47 2,4+0,93
Щ 0,07 0,097 0,097 0,087 0,052 0,080+0,008 0,044 0,019 0,047 0,06 0,065 0,047+0,008
Мо 0,7 1,3 1,5 0,77 1,69 1,31+0,40 ~р6 1,13 0,94 1,11 0,93 0,96+0,11
Мп 400 717 855 562 628 700+95 728 738 487 335 516 587+110
Со 9 14,8 14,0 7,7 8 11+1,9 6,4 12,5 5,6. 6,8 6,5 7,2+1,1
№ 20 39 30 20 23,2 26,6+4,4 23,3 32,2 13,3 15,3 15,1 18,4+2,5
V 83 341 47 175 84,9 133+47 60,8 100,2 91,5 95 160 80,2+13,9
Бп 2,6 5,5 6,5 4,6 3,1 5,0+0,9 2,7 3,4 2,8 3,5 4,0 2,92+0,65
Элементы Регион, фон Чернозем Серые лесные почвы
10 11 12 13 14 Среднее 15 16 17 18 19 Среднее
2п 35 43,1 60,8 52,5 50,2 67,1 55,6+5,1 38,8 56,0 36,3 52,6 71,7 46,9+5
Си 27 55 38,9 79,5 48,8 20,5 44,9+6,0 32,9 36,4 41,9 58,4 88,5 50,6+5,9
РЬ 12 15,4 28,3 15,5 19,4 15,5 18,8+2,0 18,9 28,6 14,9 29,3 37 23,2+3,2
СА 0,18 0,27 0,32 0,38 0,29 0,29 0,31+0,03 0,28 0,28 0,18 0,39 0,23 .0,26+0,04
Аэ 5,0 4,0 4,79 3,43 4,35 4.0 4,1+0,3 3,69 3,8 1,26 3,3 3,8 3,07+0,48
0,07 0,051 0,056 0,056 0,054 0,054 0,054+0,006 0,033 0,046 0,065 0,046 0,055 0,050+0,008
Мо 0,7 0,79 1,08 0,97 1,84 0,69 1,14+0,27 0,74 0,81 0,70 0,96 0,86 0,84+0,07
Мп 400 415 594 659 595 804 621+98 716 675 711 790 805 737+94
Со 9 10,5 12,7 13,5 15,6 11,3 12,8+1,3 10,8 11,3 9,0 15,6 9,9 11,3+1,1
№ 20 27 35,3 31,7 26,5 31,7 31,3+2,9 30 29,8 18,6 28.6 25 25,8+2.4
V 83 153,7 132,6 240 148 161,7 165±23 250 82 76,6 253 100 156+39
Бп 2,6 1,53 3,42 1,6 3,1 1,5 2,57+0,56 3,02 2,96 2,0 3,7 2,5 2,8+0,4
Примечание: под №№ 1 - ЗАО «Московское»; 2 - ООО «Рязанская пойма»; 3 - ЗАО «Заборье»; 4 - СУЗ Рязанский аграрный технику™; 5 - СПК «Пролетарское»; 6 - ООО «Тгоково»; 7 - ООО «Пригородное»; 8 - СПК «Борьба»; 9 - СПК Дружба»; 10 - СПК «Эра»; 11 - СПК «Мичуринский»; 12 - ООО «Эверест-Захарово»; 13 - СПК «Горняк»; 14 - ООО «Ладога»; 15 - ООО «Рязанские сады»; 16 -ТОО «Сапожковское»; 17 - СПК «Заря»; 18 - СПК «Альютово»; 19 - СПК «Колос»; "Аэ, Н§ - общемировой кларк.
среднем превысили региональный геохимический фон. На фоне иизкого загрязнения выделяются почвы СПК «Колос», в которых концентрируются Си (88,5+7 мг/кг), Ъх\ (71,7+26 мг/кг), Мп (805+112 мг/кг); СПК «Альютово» -Си (58,4+13 мг/кг), Мп (790+99 мг/кг); ООО «Эверест» - Си (79,5+4,2 мг/кг); СПК «Горняк» - Мо (1,84+0,43 мг/кг); ООО «Ладога» - Мп (804+168 мг/кг); СПК «Эра» - Си (55,0+10 мг/кг). Такая концентрация расценивается как среднее загрязнение и требует особого экологического внимания.
Итак, ассоциация металлов в почвенном покрове региона создается под влиянием трансграничного переноса и местных источников. Это аэрозоли Рязанской ГРЭС, промышленных предприятий, пылевые воздействия пустых шахтных пород, выбросы Скопинского и Касимовского заводов цветных металлов и др. источники.
Рязанская ГРЭС является крупнейшим предприятием по объему выбросов в атмосферу. Исследования вклада ТМ в атмосферные выпадения проводились на основе снегосъемок 1999-2003 гг. Их средние показатели представлены в виде кривых распределения массы атмосферных выпадений Си, ¿п, РЬ, Сс) на рис, 1.
Для атмосферного поступления РЬ и Сс1 характерно два максимума. Первый соответствует в интервале значений 3300-4125 и 330-385 г/км2, второй 4950-5775 и 495-550 г/км2 соответственно. Фактически данные интервалы свидетельствуют о том, что рассматриваемые выборки состоят из двух различных групп проб, для каждой характерны особые условия атмосферных выпадений этих элементов. Круг точек опробования, относящихся ко второму максимуму для РЬ и Сё практически идентичен и включает пробы, расположенные в ближнем радиусе воздействия РГРЭС и к северу-востоку и востоку от станции. Отличия между ними сводятся к тому, что техногенный свинец более интенсивно осаждается из атмосферы по направлению преобладающих ветров и менее интенсивно - лесных массивов. Зона аномальных выпадений Сё тяготеет к юго-восточному сектору зоны воздействия.
Рис. 1. Кривые распределения величин атмосферных выпадений ТМ (Р) в зоне воздействия РГРЭС (по данным снегосъемок)
Атмосферные выпадения ТМ делятся на нерастворимые и растворимые (табл. 5). Изучение их количеств отличает неравномерность выпадения
элементов. Данная изменчивость, вероятно, связана с происходящими по годам естественными условиями, а также с элементным составом энергоресурсов ТЭС. Объем выпадений убывает в ряду гп > РЬ > Си > С<1.
Таблица 5. Атмосферные выпадения тяжелых металлов в зоне воздействия Рязанской ГРЭС в среднем за 1999-2003 гг., г/км2 в год
Нерастворимые Растворимые Сумма
Эле- среднее ко- коэффици- среднее ко- коэффици- среднее ко- коэффици-
мен- личество енты пре- личество енты пре- личество енты пре-
ты выпадения, образован- выпадения, образован- выпадения, образован-
г/км2 в год ности г/км2 в год ности г/км2 в год ности
Си 931,8 25 770,4 15 1702,2 20
Zn 4736,2 22 5047,3 22 9783,5 22
РЬ 2111,2 29 2990,4 20 5101,6 ' 24
Cd 292,8 32 266,3 38 499,1 35
Было установлено, что максимальной миграционной способностью в атмосфере обладают свинец и кадмий, что связано с более интенсивной их возгонкой (переходом в паро-газовую фазу аэрозоля) при сжигании топлива. В зоне воздействия РГРЭС отмечается высокий уровень концентрации РЬ и Сё, близкие к фоновым Си и 1п, в осадках. Высокая интенсивность атмосферной миграции ЗВ является экологически неблагоприятным фактором, которая подтверждается коэффициентами антропогенной преобразованности атмосферных выпадений ТМ (табл. 5), которые характеризуют вероятность попадания различных секторов зоны воздействия РГРЭС в область техногенного максимума выпадений того или иного металла.
Расчет данных, коэффициентов базируется на выявлении техногенных аномалий атмосферной поставки ТМ путем анализа кривых распределения. Они показывают сколько раз за период исследований каждая из стационарных точек опробования снежного покрова попадала в зону аномального повышения выпадений ЗВ; показатели суммируются.
При равных условиях атмосферного рассеяния Сё выделяется наибольшими коэффициентами преобразованности. Атмотехногенный поток другого активного мигранта - РЬ (особенно нерастворимых форм) локализован преимущественно в зоне основного переноса ЗВ от ГРЭС. Миграционная способность Тп достаточно велика, поэтому охват территории аномальными зонами значителен.
Одной из важнейших сред трансформации атмотехногенных ТМ является почвенный покров. Почвенно-геохимическая характеристика изучаемых агроландшафтов несколько отличается от показателей регионального фона (табл. 6). Хп и Сё в почвах зоны содержатся больше, а Си и РЬ - меньше. Следует отметить, что в среднем существенного загрязнения почв сельхозугодий в зоне воздействия ТЭС не произошло.
Однако имеет место техногенного влияния (в первую очередь в отношении Сё, РЬ и Zn), проявляющееся, в частности, в наличии точек в обследовании, где отмечена аккумуляция этих металлов в 1,5-2 раза выше геохими-
ческого фона.
Таблица 6. Результаты исследований содержания 7.п, Си, РЬ, Сс1 в агроланд-шафте РГРЭС, мг/кг
Элемент Региональный фон Содержание
валовое подвижные (ацетатко-аммонийный буфер рН 4,8)
кларк миким. максим. среднее миним. максим. среднее
гп 35 50 33,1 76,7 44,4+3,5 0,37 4,98 1,17±0,25
Си 27 20 9,2 15,6 12,9+1,5 0,11 0,51 0,20+0,03
РЬ 12 10 6,3 17,4 10,9+1,1 0,13 2,48 0,76+0,14
Сй 1,18 1.0 0,22 0,40 0,33+0,03 0,04 0,21 0,083±0,011
Приоритетный ряд са > гп > рь > Си
Она четко коррелируют с атмосферными выпадениями нерастворимых форм ТМ и локализуются в районе промплощадок ГРЭС, на Среднерусской возвышенности и по направлению господствующих ветров к северо-востоку от станции. В то же время, степень подвижности Сс1 в ряде случаев достигает 63,4%, РЬ - 22,8%, тогда как для Си и Хп этот показатель составил 1,2% и 11,2% соответственно. Данный факт приводит к росту их миграции в подземные и поверхностные воды.
Фитогеохимические исследования показали, что элементный состав фитомассы изученных ландшафтов формируется в соответствии с биологическими особенностями растений: их принадлежностью к определенным систематическим группам и жизненным формам. При этом соблюдаются известные биогеохимические закономерности в накоплении металлов злаками: повышение содержания токсикантов (РЬ и Сс1) в вегетативных, а биофилов (Си и Zn) - в запасающих органах (табл. 7). Основным источником формирования элементного состава растений считается запас подвижных форм ТМ в почве. Однако регрессионный анализ не выявил зависимости концентраций ТМ в фитомассе от запасов их подвижных форм в почвах, что может являться признаком их фолиарного поглощения.
В ходе гидрогеохимических исследований установлено, что 84-91% валового количества 'ГМ мигрирует в растворенной форме (табл. 8). Примечательно высокое содержание растворенного РЬ, который обычно подвергается седиментации, и его концентрации свыше 10 мкг/л отмечаются в основном в загрязненных водах, в бассейнах которых преобладают черноземы. При этом концентрация Сс1 также высокая и в большинстве проб превышает ПДК (1 мкг/л). Это может быть обусловлено прямым поступлением в водотоки обогащенной металлами атмотехногенной пыли. Содержание Си и Хп зачастую ниже фонового уровня. Как свидетельствуют результаты балансовых расчетов (табл. 9), рассматриваемые элементы по преобладающим фак-
Таблица 7. Влияние техногенной обстановки в зоне воздействия РГРЭС на накопления тяжелых металлов в растениях
Культуры Элементы
Си 2п РЬ са
Пшеница озимая (зерно) 2,70-5,77 22,9-44,6 0,32-0,52 0,014-0,044
3,54+0,88 33,9+6,9 0,42+0,05 0,022+0,08
Пшеница озимая (солома) 0,81-1,67 4,27-11,4(Р 0,73-1,26 0,031-0,045
1,07+0,32 7,83+2,09 0,84+0,30 0.039+0,004
Яровые зерновые (сено) 2,42-3,09 0,80-0,95 0,028-0,047
2,64+0,54 17,3+1,4 0,87+0,10 ~1 0,039+0,013
Луговое разнотравье 2,27-7,83 13,4-63,5 0,78-1,69 0,051-0,149
4,92+1,51 27,5+1,21 1,24+0,22 0,077+0,026
Лесное разнотравье 5,52-11,60 33,9-71,2 1,06-1,75 0,108-0,274
8,08+3,2 46,6+17,9 1,55+0,35 0,186+0,078
Лесная подстилка 5,39-9,38 27,8-109,6 1,67-6,13 0,112-0,286
8,28+2,02 44,6+50,6 3,33+2,16 0.196+0,088
Г1ДК в продовольственном зерне 10 50 0,5 0,1
МДУ в кормах для животных 30 50 5,0 0,3
Примечание: над чертой минимальные и максимальные значения; под чертой -средний и доверительный показатели.
Таблица 8. Показатели водной миграции тяжелых металлов в ландшафтах зоны воздействия РГРЭС
Показатель, единица измерения Си гп РЬ С<1
Концентрация растворенных форм, мкг/л 0,9-7,9 0,6-60 1,4-19 0,1-2,3
2,8 7,8 10,3 0,95
Концентрация взвешенной формы, % от валовой 11 16 14 9
Концентрация во взвеси поверхностных вод (частицы крупнее 10 мкм), мг/кг 0,7-74 5,5-193 23-590 0,9-47
21,5 59.7 162,9 13,4
Концентрация во взвеси поверхностных вод (частицы мельче 10 мкм), мг/кг 1,5-74 1,6-240 10-303 0,9-7,9
26,9 89.1 82,5 1,9
Коэффициент водной миграции (К„ по Перельману) 0,45 0,39 2,14 6,21
Примечание: над чертой - минимальные и максимальные значения, под чертой -средние.
торам миграции могут быть подразделены на две группы. Биогенная миграция, гдепреобладает Си и 7п вследствие их концентрирования в продукции растениеводства и органических удобрениях. В связи с чем, роль таких статей баланса, как выщелачивание и атмосферные выпадения, относительно снижена. В то же время, атмотехногенный привнос составляет 90-77% поступления в ландшафты РЬ и Сс1, а основной расход - потери (82-95%) их водная миграция. Итак, характер трансформации ТМ в агроландшафтах зоны обследования определяется в основном степенью их биофильности. В связи с чем, конечным звеном аккумуляции и приоритетных ЗВ выступают поверхностные и грунтовые воды.
Таблица 9. Баланс тяжелых металлов в агроландшафтах зоны воздействия Рязанской ГРЭС (северо-восточный сектор)
Статьи баланса Си гп РЬ С(1
а> ВСЕГО, г/км в год 3082 11585 4747 574
5 Атмосферные выпадения 39% 62% 90% 77%
ё Минеральные удобрения 1,5% 1% 1,5% 7%
£ Органические удобрения 54% 34% 6,3% 15%
о Из весть 4% 1% 2,2% 1%
Семена 2% 2% 0,6% 0,1%
ВСЕГО, г/км2 в год 799 4839 1070 109,5
о X Вынос с урожаем 58% 70% 14% 3,8%
СЯ Водная миграция 31% 25% 82% 95%
Технол. эрозия 11% 5% 4% 1,2%
Баланс, г/км^в год +2283 +6746 +3677 +464
Интенсивность накопления в 10 см слое пахотных почв 74% 58% 77% 81%
Вторым этапом в обследовании техногенной ситуации в рязанском регионе стало исследование азотных загрязнителей атмосферы на основе сне-госъемки 2007 г. совместно с С. А. Тобратовым.
Зимние осадки вымывают из атмосферного потока ЗВ азотные соединения. И на какое-то время их депонируют. Поэтому исследование интенсивности загрязнения природной среды оксидами азота и аммонием проводили с помощью метода снсгосъемки.
Данные снегосъемки являются более представительными для исследований Техногенной составляющей атмосферных поступлений ЗВ в ландшафты. Точки отбора проб приурочены к определенным экосистемам. Дифференциация атмосферных выпадений азота (табл. 10) показала, что в отрицательных элементах рельефа (поймах и западинах) - уровень выпадений № N03 в 1,4 раза выше среднего по району исследования, но все же, в 1,5 раза ниже, чем под пологом хвойных. Минимальный уровень этих выпадений в 1,4-1,9 раза меньше среднего, характерен для агроландшафтов ближнего радиуса воздействия промышленного предприятия. Дифференциация выпадения нитратов в целом сходна с таковой аммония. В частности их минимальный уровень выпадения характерен для промышленных зон. Однако для нитратов максимальное значение выпадения отмечается не в хвойных лесах как для N-N1^, а в поймах и западинах.
Тривиальная взаимосвязь выпадения от расстояния до предприятия (чем больше удаленность, тем ниже атмосферная поставка загрязнителя) вообще не зафиксирована. По-видимому, это исключение, нежели правило. Логично предположить, что реакция экосистем на атмосферный поток азота будет еще более дифференцирована в соответствии с их природными свойствами. Оценку интенсивности загрязнения азотными соединениями экосистем, их геохимическую устойчивость, мы попытались выполнить на основе
методологии критических нагрузок.
Таблица 10. Дифференциация атмосферных выпадений соединений азота по типам природных и антропогенных экосистем (результаты дисперсионного анализа), кг/км2 в год
Экосистемы N-N114 N-N0,
X X V,0/»
Сельскохозяйственные поля 191 80 2043 64
Лиственные леса 250 47 1662 35
Хвойные леса 553 44 3787 202
Поймы рек и западины 367 57 4438 53
Территории, прилегающие к промышленным предприятиям 142 58 1559 17
Среднее района исследований 270+64 1963+394
г» 0,356 0,02
а 0,001 0,3
Основным фактором, определяющим величины интенсивности Ы-нагрузок на природные экосистемы, является биопродукционный процесс (табл. 11). Поэтому после расчетов интенсивности выпадения атмосферного азота на экосистемы сделана попытка определить зависимость ее от типа растительных сообществ.
Минимальные величины характерны для торфянистых почв (8,1 кг/га в год) и соответствующих им растительных сообществ; максимальные величины - для серых лесных почв (56,7 кг/га в год). К минимальным величинам достаточно близки показатели интенсивности азотных нагрузок сообществ сосновых лесов (11,5 кг/га в год) на дерново-подзолистых почвах, влажных елово-широколиственных лесов на пойменных почвах и заболоченных сосновых лесов на болотно-торфянистых почвах, ложбин и лощин Мещерской низменности (лишь в 2,1 раза больше минимальных значений). Промежуточное положение азотных величин в 3 раза выше минимальных и 2,5 выше максимальных значений - занимают сообщества ясеневых дубрав (20,7 кг/га в год) на темно-серых лесных почвах, липовые леса (42,8 кг/га в год), влажные дубравы (24,9 кг/га в год), а также экосистемы верховых сфагновых облесенных болот Мещеры.
Значительно более устойчивыми к атмосферным выпадениям азота (ниже в 1,5 раза их максимальных значений) являются экосистемы липовых на светло-серых лесных почвах (42,8 кг/га в год) и елово-мелколиственных лесов (45,6 кг/га в год) на глеево-подзолистых почвах. Однако максимум достигается в центре изучаемой территории, развивающийся в пределах ареала серых лесных почв (56,7 кг/га в год).
На основании исследований плотности атмосферного потока азотных соединений была разработана карта-схема (рис. 2). Для получения предварительной оценки интенсивности азотных нагрузок на экосистемы центра Рязанской области использовали линейную интерполяцию. Для решения промежуточных значений функций использовали более сложную квадратичную
интерполяцию.
Таблица 11. Зависимость накопления азота в фитомассе от интенсивности атмосферных его выпадений (составлено по среднезональным оценкам)
Типы почв Типы растительных сообществ Интенсивность нагрузок кг/га* год Среднее накопление в приросте, кг/га Средний возврат с опадом, кг/га Аккумуляция в биомассе, кг/га
Выщелоченные черноземы Дубрава осково-снытьевая 24,9 83 61 22
Дерново-подзолистые Сосняк-брусничник 11,5 27 16 11
Южные пойменные Дубрава влажная 21,9 67 47 20
Темно-серые лесные Дубрава ясеневая сны-тьево-осоковая 20,7 91 72 19
Светло-серые лесные Липняк осоково-снытьевый 42,8 105 66 39
Серые лесные Осинник осоково-снытьевый, дубрава ос-ково-сныгьевая, липняк осоково-снытьевый 56,7 127 72 55
Болот) го-торфянистые Сосново-сфагновое болото 17,0 40 25 15
Торфянистые Ельник травяно-зелено- мошный, березняк 8,1 53 46 7
Глеево-подзолистые Ельник осиново-березовый, березняк травный 45,6 125 80 45
Северные пойменные Еловая суборь влажная, судубрава влажная 15,3 60 46 14
Песчаные Сосновое искусственное насаждение 23,4 139 116 23
Для этого на схему центра Рязанской области нанесли сетку в 336 квадратов. Расчет интенсивности ]\1-нагрузок на экосистемы проводили по результатам аналитических исследований при снегосъемке. На рис. 2 отражены результаты предварительной оценки нагрузок общего азота, а в приложениях 7, 8 (диссертации) представлены плотности атмосферного потока Ы-N0, и N-№14.
Представленная карто-схема (рис. 2) отражает интенсивность атмосферного азота по типам экосистем Рязанского региона. На ней, для оценки интенсивности атмосферных азотных выпадений, представлена группировка, которая характеризует загрязняющий эффект по восьми уровням. На картосхеме хорошо заметна приуроченность минимальных значений азотных нагрузок к песчаным почвам Мещеры и Раново-Пронского зандра; к югу и юго-западу области присуще значение их близкое к среднему для региона,
аналогичные значения характерны для территорий в юго-восточной Мещере, а так же в северной Мещере по периферии верховых болот.
Максимальные значения данного показателя группируются в центре исследуемой территории и частично на северо-западе, включая территорию г. Рязани и ближайших окрестностей. Данную территорию можно назвать «зональной почвенно-растительной осью региона», которая, по нашему предположению, обладает наибольшей устойчивостью к возможному химическому загрязнению (по крайней мере, к поступлению биогенных элементов). В настоящее время нигде не наблюдается превышений суммарного атмосферного привноса азота над возможностями природных экосистем трансформи- Рис. 2. Результаты оценки интенсивности ровать его без неблагоприят- 1Ч-нагрузок на экосистемы
ных последствий. Рязанской области
Однако экосистемы, сообщества зональных сосняков на автоморфных дерново-подзолистых почвах, заболоченные западины, поймы в дальнем радиусе воздействия крупнейших промышленных источников азота - г. Рязани и Рязанской ГРЭС, находятся в зоне риска.
Результаты экспериментальных исследований способов декомпенсации экосистем за счет агротехнических мероприятий в условиях высокого уровня загрязнения почв
Экспериментальные исследования по детоксикации загрязненных ТМ темно-серой лесной тяжелосуглинистой почвы проводили в условиях вегетационного опыта. Вегетационные сосуды выполнены из химически инертного материала (полиэтилена) с приспособлениями для сбора просочившейся через почву воды. Темно-серая лесная почва характеризовалась слабокислой реакцией почвенного раствора (рН 5,4), гидролитическая кислотность - 4 мг-
экв./ЮО г, повышенное содержание подвижного фосфора 14 мг/100 Р2О5, среднее обменного калия - 9 мг/100 К20, содержание гумуса - 5,46%. Таблица 12. Продуктивность вико-овсяной смеси на загрязненной тяжелыми металлами почве под влиянием комплексной мелиорации
Варианты Биометрические показатели Урожайность сухой массы вики и овса, г/сосуд
средняя длина растений, см среднее количество зерен в метелке
средний изменения +
1. Контроль 56 4,5 11,5 - +7,4
2. ТМ - фон 39 - 4,1 -7,4 -
3 ТМ+Н ест. увл. 39 3,3 10,0 -1,5 +5,9
. ТМ + Н 4. ..... опт. увл. 38 4,7 14,4 +2,9 +10,3
, ТМ + Н 1,5 нормы 40 1,8 5,1 -6,4 +1,0
6 ТМ + Н + Са сст. увл 45 3,0 5,4 -6,1 +1,2
ТМ + Н + Са опт. увл. 48 1,8 8,6 -2,9 +4,5
„ ТМ + Н + Са 1,5 нормы 38 0,7 5,4 -6,1 +1,3
НСРо,95 4 0,5 | 1,1 - - :
Наиболее существенной интегральной характеристикой устойчивости и экологического состояния любого ландшафта является биопродуктивность. На фоне очень высокого загрязнения почвы РЬ и Сс! отмечен минимальный урожай сена вико-овсяной смеси (4,1 г/сосуд). На контроле, в отсутствии загрязнения ТМ, урожайность возрастала почти втрое и достигала 11,5 г/сосуд (табл. 12). Однако это не является максимальным значением: наибольший урожай (14,4 г/сосуд) вико-овсяной смеси получен в варианте ТМ + Н + опт. увл. в условиях последействия органического удобрения и оптимального водного режима почвы. Следовательно, наивысшая продуктивность вико-овсяной смеси явилась следствием эффективности агромелиоративных приемов, что позволило получить высокий урожай и на загрязненной ТМ почве. Необходимо подчеркнуть, что урожай в варианте ТМ + навоз, с моделированием условия естественного атмосферного увлажнения, был на 13% ниже и уступал контролю. Оптимальное орошение увеличило прибавку до 10,3 г/сосуд.
В то же время орошение, где применялась известь, дает несопоставимо меньший эффект: урожай оказывается почти вдвое ниже, чем в вариантах без извести. Очевидно, что рост подвижности ТМ под влиянием взаимодействия метаболитов внесенной органики с известью угнетает растения. Это является еще одним доказательством вероятной доступности органо-минеральных комплексов ТМ для биопоглощения. В условиях переувлажнения, урожайность была близка ко 2-ому варианту, минимальной. При переувлажнении высокие почвенные концентрации ТМ значительно усиливали угнетение рас-
тений, результатом чего являлось замедление обменных процессов, что в ряде случаев снижало и биопоглощение самих токсикантов. Наиболее значительное (до 6,1-6,4 г/сосуд) снижение урожайности, однолетних трав, вызванное застойно-промывным режимом, что в значительной мере связано с параллельным ростом концентрации РЬ в почвенных водах.
Как было показано выше, урожайность вико-овсяной смеси, в 1-м блоке вариантов с навозом заметно зависела от условий увлажнения. Однако проведенный нами дисперсионный анализ (табл. 13) показал, что с добавлением извести фактор орошения становится даже более важным. Об этом свидетельствуют величины внутриклассовых коэффициентов корреляции, определяющих значимость влияния исследуемого фактора на результативный признак: урожайность определяется орошением соответственно на 33 и 43%, причем во 2-м блоке вариантов возрастает и уровень доверительной вероятности связи.
Таблица 13. Результаты дисперсионного анализа урожайности культуры
Вариант X, г/сосуд о2, г/сосуд а г»
ТМ + Н естественное увлажнение 10,0 23,3 0,023 0,33
оптимальное увлажнение 14,4 2,7
переувлажнение 5Д 0,2
ТМ+Н+СаСОз естественное увлажнение 5,4 0,08 0,013 0,43
оптимальное увлажнение 8,6 3,09
переувлажнение 5,4 0,52
Примечание: X - среднее, с2 - дисперсия, а - уровень значимости, 14»- внутриклассовый коэффициент корреляции
В настоящее время очевиден факт, что все непредвиденные отрицательные последствия антропогенной деятельности человека существенно влияют на биохимический режим окружающей природной среды. Поэтому земледелие должно быть направлено на сокращение выхода химических веществ из биологического круговорота. При этом необходимо подчеркнуть, что в естественных условиях в летний период грунтовые воды переходят на автономный режим. Суммарное испарение обусловлено, главным образом, транспирацией, то есть имеется прямая связь с водопотреблением. Поэтому в вариантах (1, 2, 3, 6), где не применялось орошение, не наблюдался внутри-почвенный сток.
На фоне достаточно высокой вариабельности по повторностям, объем дренажного стока однозначно возрастает от вариантов оптимального орошения к вариантам с 1,5 нормой увлажнения (табл. 14), что является следствием переувлажнения, когда орошение преобладает над суммарным водопотреблением, и в почве формируется промывной режим. Характерно, что санация загрязнения с добавлением извести количество просочившейся воды было на 20-35%меньше, чем при применении только навоза. По-ввдимому, это обусловлено, что на фоне повышения гумусированности (от навоза), изменяется состав поглощенных оснований (за счет Са), происходит улучшение всего
комплекса физических и физико-механических свойств, что приводит к росту водоудерживающей способности почв.
Таблица ! 4. Влияние орошения на миграцию тяжелых металлов с внутрнпоч-венным стоком
Варианты Сред, объем почв, вод, мл РЬ Сй Си
Сред, конц. мкг/л Вынос за вр. иссл., мкг/ сосуд Сред, конц. мкг/л Вынос за вр. иссл., мкг/ сосуд Сред, конц. мкг/л Вынос завр. иссл., мкг/ сосуд Сред, конц. мкг/л Вынос за вр. нссл., мкг/ сосуд
ТМ+Н опт. орош. 1470 5,7 8,38 0,90 1,32 5,7 8,38 69,6 102,3
1,5 норма 2070 5,8 12,06 0,97 2,01 6,4 12,25 40,3 83,4
ТМ+Н-Са опт. орош. 1160 5,3 6,11 1,23 1,47 14,6 16,94 54,3 63,0
1,5 норма 1380 5,7 7,87 1,00 1,38 6,6 9,11 39,5 54,5
Концентрация просачившихся через почвенную толщу С<1, Си, Ъх\ изменялась под влиянием мелиорантов (табл. 14), а РЬ практически оставалось неизменной. Но, тем не менее, на фоне навоза под влиянием переувлажнения почвы усиливалось вымывание Сс1, РЬ, Си и увеличивался вынос их за пределы корнеобитаемого слоя. Используя известь, процесс вымывания Сс1 и Си снизился. Поведение Ъ\\ в переувлажненной почве зависело от объема лизиметрических вод, то есть наблюдался эффект разбавления.
Следует подчеркнуть, что 2п и Сс1 являются химическими аналогами. Этим, на наш взгляд, объясняются некоторые черты сходства их гидрохимии в условиях эксперимента. В тоже время Си и РЬ, несмотря на различие в степени биофильности, по типу взаимодействия с гумусовыми кислотами близки друг к другу. Причем известно, что высокомолекулярные водорастворимые органические вещества (ВОВ) наиболее стабильны в растворе в щелочных условиях. В этой связи примечателен рост миграционной способности меди при применении извести и навоза (несмотря на то, что загрязнение почвы медью не моделировалось).
Транслокация ТМ в фитомассу характеризуют данные табл. 15. Си и РЬ, Ъ\\ и Сс1 - ведут себя сходно. Обращает на себя внимание высокий уровень содержания Сс1 - на порядок выше, чем в полевых условиях, и в несколько раз выше ПДК.
Концентрация РЬ на контроле оказалась весьма близкой к величине в естественных условиях, тогда как во всех иных вариантах опыта она была в 3-6 раз выше. Особенно высоким оказалось накопление РЬ в фитомассе варианта фон, а также - применение навоза в условиях переувлажнения.
Таблица 15. Содержание тяжелых металлов в фитомассе вико-овсяной смеси (мг/кг воздушно-сухой фитомассы)
Варианты Си га РЬ са
1. Контроль 3,00 31,2 2,15 0,96
2. ТМ 8,89 45,6 11,23 1,17
3. ТМ + Н + ест. увл. 2,93 25,2 10,78 1,86
4. ТМ + Н + оптим. увл. 2,73 23,3 8,40 1,60
5. ТМ + Н + 1,5 норма увл. 5,44 26,1 12,33 1,54
6. ТМ + Н + Са + ест. увл. 3,96 17,7 8,33 1,97
7. ТМ + Н + Са + опт. увл. 3,81 20,5 8,15 0,84
8 ТМ + Н + Са+1,5 норма увл. 3,89 17,7 6,67 1,15
НСР095 1,01 2,5 1,52 0,19
пдк 30 50 5 0,3
Зона воздействия РГРЭС 4,5 22,9 2,20 ; 0,1
Для оценки режима увлажнения на транслокацию ТМ был проведен дисперсионный анализ, результаты которого содержатся в табл. 16. Показано, что для РЬ и Сс1 в варианте влияния водного режима почвы на их концентрацию в растениях не значимо при р = 0,95 и даже при р = 0,90 (вследствие высокой внутригрупповой дисперсии, особенно в варианте ТМ + Н с орошением); причем фактор увлажнения определяет накопление РЬ растительностью лишь на 20%, а более подвижного Сё - на 5%. Для варианта ТМ + Н + Са рассчитаны существенно иные зависимости: роль фактора увлажнения увеличивается для РЬ до 83%, для С<1 несколько менее - до 44%; внутригруп-повая дисперсия в варианте ТМ + Н + Са при оптимальном орошении была уже, наоборот, невысокой.
Таблица 16. Результаты дисперсионного анализа накопления тяжелых металлов вико-овсяной смесью
Варианты Свинец Кадмий
X о* . а г» X а2 а г„-
ТМ + Н естественное увлажнение 10,8 2,98 0,25 0,2 1,86 0,02 0,37 0,05
оптимальное увлажнение 8,4 12,2 1,60 0,14
1,5 норма 12,3 5,2 1,54 0,06
ТМ + Н + Са естественное увлажнение 8,3 0,88 0,004 0,83 1,97 0,032 0,10 0,44
оптимальное увлажнение 8,15 0,77 0,84 0,033
1,5 норма 6,67 1,97 1,15 0,032
Примечание: X - среднее, а2 - дисперсия, а - уровень значимости, г„ - внутриклассовый коэффициент корреляции.
Эколого-экономическая эффективность оптимизации агроландшафта агрохимическими приемами в условиях техногенного загрязнения почвы
К техническим и технологическим решениям природоохранного назначения относятся такие, которые соответствуют основным требованиям: имеют положительную природоохранную основу; достаточно просты в конструктивном и технологическом исполнении; экономичны. Кроме того многие мероприятия, направленные на повышение плодородия почв, одновременно способствуют и их реабилитации в условиях высокого содержания в них ТМ.
Наиболее интенсивным показателем эффективности детоксикации является урожайность сельскохозяйственных культур и ее качество, то есть содержание токсикантов.
Таблица 17. Результаты исследований агромелиорирующих приемов в условиях химического загрязнения темно-серой тяжелосуглинистой почвы
Варианты Урожай вико-овсяной смеси, сухих веществ, и/га Содержание в растениях, мг/кг
Средний Изменения РЬ С«1
ц/га %
1. Контроль 85,2 +18,2 21 1,43 0,12
2. ТМ-фон 67,0 - - 54,7 1,30
3. ТМ+Н 77,9 +10,9 16 2,36 0,13
4. ТМ+Н+ОТК+Са 93,1 +26,1 40 14,8 0,41
5. ТМ+Н+Са 72,3 +5,3 8 3,7 0,33
6. ТМ+ЫРК 95,3 +28,3 42 30,6 0,68
НСРо.95 - 7,7 - МДУ:5,0 0,3
Темно-серая лесная почва, без использования мелиорантов, сформировала сравнительно высокий урожай сена - 85,2 ц/га. Высокое загрязнение почвы РЬ, С(1 создало токсичный эффект резко снизив урожай на 18,2 ц/га (21%). При этом качество сена не отвечало требованиям максимально допустимого уровня (МДУ). Агротехнологические средства дали существенные прибавки. Урожайность вико-овсяной смеси увеличивалась в ряду от применения 1ЧРК > Н + ЫРК + Са > Н > Н + Са. Однако экологическое качество было лучшим от применения навоза, где уровень загрязнения РЬ, Сс1 (2,36 и 0,13 мг/кг) было ниже МДУ (табл. 17).
В основе оценки эффективности применения агрохимических средств детоксикации техногенно загрязненных почв положены принципы не только сопоставимости сальдо денежного потока, но и получения экологически безопасной продукции.
Считаем, в создавшихся условиях лучшая эколого-экономическая эффективность получена от использования навоза, где получен доход с одного гектара 2506 руб., а с учетом коэффициента дисконтирования (0,79) сальдо приростного потока составило 1980 руб. При этом на один рубль затрат получено 1,28 руб. прибыли.
Таблица 18. Расчет экономической эффективности приемов по детоксикации темно-серой лесной загрязненной почвы
Показатели Варианты
ТМ ТМ + Н ТМ + Н + + МРК + Са ТМ + ЫРК
Притоки, руб/га 1070 11708 13933 14324
Стоимость растениеводческой продукции 1070 11708 13933 14324
Оттоки, в т.ч.: 16678 9202 11841 6905
Заработанная плата 5941 702 840 716
Внесение удобрений - 3000 5058 904
Семена 1235 1235 1235 1235
ГСМ 3927 1278 1539 1146
Амортизация 1600 1630 1630 1630
Транспортные расходы 3525 937 1119 854
Прочие 80 80 80 80
Общехозяйственные расходы 340 340 340 340
Сальдо денежного потока -6608 2506 2152 7419
Коэффициент дисконтирования 0,79 0,79 0,79 0,79
Дисконтированное сальдо приростного потока -5220 1980 1700 5861
ВЫВОДЫ
1. Основными источниками антропогенного загрязнения агроланд-шафта Рязанской области являются предприятия промышленности и теплоэнергетики г.г. Рязани и Пронска. Их выбросы в атмосферу достигают 53,336,3 тыс. т/год. В категорию высоких загрязнителей входят предприятия Касимовского и Михайловского районов, выбрасывающие 6,4-11,0 тыс. т загрязняющих веществ.
2. Накопление токсичных элементов в пахотном слое зависит от особенностей почвообразования. Черноземы выщелоченные и оподзоленные изучаемого региона по сравнению с общемировыми аккумулируют в корне-обитаемых слоях больше РЬ, Си, В, меньше - Ъп, Сс1, Мп, Мо; серые лесные - больше РЬ, 7п, Си, Мп, В, Со, меньше - Сс1, V, Мо. От разнообразия почвообразовательных процессов зависит геохимическая обстановка и формы возникающих химических загрязнений. Серые лесные и черноземные почвы региона характеризуются в основном низкой загрязненностью, но в них отмечены локальные участки аномально повышенного содержания РЬ, С<3, что связано с близостью промышленных комплексов.
3. Для исследований интенсивности загрязнения атмосферных осадков оксидами азота, аммония была использована методика оценки критических нагрузок, базирующаяся на экосистемном подходе и позволяющая максимально подробно учесть природную неоднородность геохимической устойчивости. Установлено, что средний уровень атмосферных выпадений
нитратного азота в регионе составляет 1962,7+399 кг/км2 в год, а аммонийного 270,3+64 кг/км2 в год. Однако отмечено, что экосистемы, расположенные на дерпово-подзолистых песчаных почвах, заболоченные западины, поймы рек находятся в зоне риска.
4. Атмотехногенный поток РЬ, С(1 свидетельствует об активных их процессах трансформации. Элементный состав растений формируется в соответствии с их биологическими особенностями, повышении концентрации токсикантов в вегетативных, а микроэлементов - генеративных органах. Водная миграция тяжелых металлов преобладает в растворенной форме (8491%). Однако высокая концентрация отмечается в поверхностных водах, что может быть обусловлено прямым поступлением в водотоки обогащенной металлами атмотехногенной пыли.
5. Балансовый анализ тяжелых металлов в зоне техногенных воздействий указывает на их положительный баланс. Интенсивность накопления в верхнем слое пахотных почв составляет: Сс1 - 81%, РЬ - 77%, Си - 74%, 7.п -52% от всего поступления.
6. Выявлено, что наиболее оптимальным способом снижения поступления тяжелых металлов в растения является внесение повышенных доз навоза с применением орошения, агрономически обоснованными нормами.
7. Эколого-экономическая оценка показала, что оптимальная эффективность от применения рекультивационных мер получена от использования высокой дозы навоза (100 т/га), где продукция отвечала санитарно-гигиеническим требованиям. При этом на один рубль затрат получено 1,28 руб. прибыли.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
В связи с актуальностью проблемы загрязнения агроландшафтов тяжелыми металлами в Центральном регионе России необходимо осуществлять постоянный мониторинг поступления токсикантов в природную среду (в частности - с атмосферными осадками). При высоком уровне атмосферных выпадений первостепенное внимание уделять земельным угодьям, приуроченным к местности с эрозионным рельефом и лесными массивами, где вероятность сверхнормативного загрязнения многократно возрастает.
На основании результатов исследований составлены технологический регламент и рекомендации к применению агрохимической мелиорации почв, подверженных техногенному загрязнению, в условиях южной части Нечерноземной зоны РФ (подзадание 03.01.03.05 «Разработать агробиологические мелиорации техногенно загрязненных почв южной части Нечерноземной зоны РФ», 2006-2008 гг.).
Необходимо: вывести загрязненные участки в отдельный севооборот; определить гидролитическую кислотность почвы каждого участка; провести известкование из расчета 2 х Нг = т/га. Известняковую муку внести так, чтобы распределить нейтрализующий материал по всему пахотному слою. Для
этого половину дозы заделать плугом на всю глубину вспашки. Другую часть - культиватором.
Наиболее эффективным способом детоксикации является применение органических удобрений. Поэтому органические удобрения следует вносить после уборки парозанимающей культуры или яровой зерновой под основную вспашку. Желательно, чтобы первой культурной была пропашной (свекла, картофель, кукуруза). При этом надо знать обеспеченность почвы подвижными элементами питания. В случае недостатка, для улучшения питания, следует использовать рациональные дозы минеральных удобрений (N60-90, Р60-120, К60-120 кг/га).
Производственные испытания рекомендуемых приемов для повышения продуктивности техногенного загрязнения чернозема тяжелосуглинистого проведены в ООО «Агрофирма МТС Нива-Рязани» Скопинского района Рязанской области. Урожайность зерна ячменя выросла на 36%, а продукция была экологически безопасной.
Основные положения диссертации изложены в следующих работах:
В изданиях, рекомендованных ВАК РФ
1. Кондрашова, Ю.А. Особенности распределения тяжелых металлов в почвах лесных экосистем / Ю.А. Кондрашова, Ю.А. Мажайский, С.А. Тоб-ратов // Плодородие / ВНИИА Россельхозакадемии им. Прянишникова, № 1(46)2009.-С. 51-52.
2. Кондрашова, Ю.А. Природные и техногенные факторы естественной радиоактивности почв центра России / Ю.А. Кондрашова, H.H. Дубенок, Ю.А. Мажайский, С.А. Тобратов, Г.А. Кононова // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук, № 4,2010. - С. 27-31.
3. Блохова, Ю.А. Экосистемные закономерности критических нагрузок и их анализ / Ю.А. Блохова, В.Ф. Евтюхин // Агрохимический вестник, № 1,2012.-С. 24-26.
В других изданиях:
4. Кондрашова, Ю.А. Обоснование воздействия промышленных предприятий на сопредельные территории на примере Рязанской ГРЭС / Ю.А. Кондрашова, Ю.А. Мажайский, С.А. Тобратов // Экологическое состояние природной среды и научно-практические аспекты современных мелиоративных технологий: Сб. науч. тр. Выпуск 2. - Рязань, 2006. - С. 444452. 5. Кондрашова, Ю.А. Закономерности распределения тяжелых металлов в почвах лесных экосистем (на примере центральной части рязанского региона) / Ю.А. Кондрашова, Ю.А. Мажайский, С.А. Тобратов // Экологическое состояние природной среды и научно-практические аспекты современных мелиоративных технологий: Сб. науч. тр. Выпуск 3 - Рязань, 2010. - С. 523-532.
Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Блохова, Юлия Александровна
Введение.
Глава 1. Проблема техногенного загрязнения агроландшафтов и возможные пути ее решения (обзор литературы).
1.1. Основные загрязнители природной среды.
1.2. Трансформация техногенных загрязняющих веществ в экосистемах.
1.3. Комплексные мелиорации как средство снижения негативного влияния техногенеза на природную среду.
1.4. Методы оценки интенсивности загрязнения тяжелыми металлами экосистем.
Глава 2. Характеристика объектов, методов и условий исследований
2.1. Характеристика техногенного состояния экосистем Рязанской области.
2.2. Почвенные условия и характеристика объектов исследований
2.3. Методы проведения исследований.
2.4. Метеорологические условия в годы исследований.
Глава 3. Экологическое состояние агроландшафтов Рязанской области
3.1. Оценка интенсивности загрязнения тяжелыми металлами почв агроландшафтов Рязанской области.
3.2. Оценка экологической ситуации в зоне воздействия Рязанской ГРЭС.
3.3. Анализ азотных загрязнителей атмосферы в агроэкосисте-мах Рязанского региона.
Глава 4. Результаты экспериментальных исследований способов декомпенсации экосистем за счет агротехнических мероприятий в условиях высокого уровня загрязнения почв.
4.1. Влияние удобрений и орошения на продуктивные функции вико-овсяной смеси в условиях смоделированного загрязнения темно-серой лесной почвы свинцом и кадмием.
4.2. Оценка влияния санации почвы на транслокацию токсикантов в системе «почва - растение - лизиметрические воды»
Глава 5. Эколого-экономическая эффективность оптимизации агроланд-шафта агрохимическими приемами в условиях техногенного загрязнения почвы.
5.1. Влияние агромелиоративных приемов по детоксикаци загрязненной свинцом и кадмием почвы на урожай и качество вико-овсяной смеси.
5.2. Экономическая эффективность комплекса мероприятий по детоксикации загрязненной тяжелыми металлами темно-серой лесной тяжелосуглинистой почвы.
Выводы.
Предложения производству.
Список используемой литературы.
Введение Диссертация по биологии, на тему "Экологическая оценка интенсивности загрязнения агроэкосистем на примере Рязанской области"
Актуальность исследований. Для центра Нечерноземной зоны Российской Федерации, в том числе Рязанской области, одним из приоритетных направлений является ведение сельского хозяйства в условиях техногенного загрязнения биосферы. Антропогенное воздействие на агроландшафты, заключающееся в химическом загрязнении отходами, выбросами, сточными водами промышленного и сельскохозяйственного производства приобрело глобальный характер, прогрессирует и требует необходимых мер защиты почвы, воды и растительности. Устойчивость экосистем сохраняется в том случае, когда не нарушаются её долговременные функции: продуктивность, биоразнообразие.
Фотохимические процессы в атмосфере, физико-химические и биологические - в водной и почвенной среде, не обеспечивают детоксикации резко возросшего количества загрязнителей. Опасными являются высокие концентрации тяжелых металлов, оксидов азота, аммиака, которые поступают в атмосферу, в биосферу в результате промышленных выбросов. При этом изменяются природные процессы миграции и трансформации веществ, естественный химический состав почв, растений и подземных вод.
Ведение земледелия, на техногенно загрязненных почвах, становится одной из актуальных проблем экологии и сельскохозяйственного производства. Наиболее масштабными источниками атмосферного загрязнения Рязанского региона являются промышленные комплексы г.г. Рязани, Пронска. Аэрогенный перенос загрязнений является наиболее масштабным способом воздействия на природную систему, так как он является непрерывно действующим.
Разработка научно обоснованных приемов детоксикации почв актуальна и необходима для обеспечения устойчивости земледелия, получения экологически безопасной продукции, предупреждения дальнейшего распространения загрязнителей через почву, растения и подземные воды. Поэтому изучение целого комплекса миграции поллютантов в системе «атмосфера (ее осадки) - почва - растения - подземные воды», их интенсивности загрязнения направлено на решение проблемы реабилитации загрязненных сельскохозяйственных угодий, представленные в диссертационной работе весьма актуальны.
Цель исследований - экологическая оценка поступления приоритетных загрязняющих веществ в сельскохозяйственные и природные экосистемы Рязанской области и разработать экологически обоснованные мероприятия по снижению возможных неблагоприятных эффектов загрязнения, в том числе средствами комплексных мелиораций.
Для реализации указанной цели были поставлены следующие задачи:
• изучить источники и степень техногенного воздействия на окружающую природную среду;
• дать оценку современного состояния экологической ситуации в аг-роэкосистеме Рязанского региона;
• проследить динамику, миграции, трансформации химических элементов в зоне воздействия Рязанской ГРЭС;
• определить спектр приоритетных загрязняющих веществ в объектах исследований;
• дать экспериментальное обоснование агрохимических мероприятий, направленных на реабилитацию техногенно загрязненных почв в условиях вегетационного опыта;
• оценить эколого-экономическую эффективность исследуемых агрохимических мелиораций для детоксикации загрязненных почв.
Научная новизна работы заключается в обосновании набора приоритетных загрязняющих веществ специфичных для Рязанского региона в соответствии со сложившимся уровнем техногенного воздействия и геохимической специализацией промышленности, выявлении пространственных закономерностей эколого-геохимической устойчивости агроэкосистем различных ных типов, а так же в теоретическом обосновании и разработке эколого-экономически оптимальных агромелиоративных мероприятий, способствующих получению экологически безопасной продукции.
Основные положения, выносимые на защиту:
• оценка региональных техногенных источников загрязнения атмосферы предприятиями основных отраслей экономики Рязанской области;
• характеристика интенсивности загрязнения агроценозов тяжелыми металлами, географическая специфика распространения загрязнителей;
• оценка интенсивности загрязнения азотными соединениями снежного покрова и биосферы центральной части Рязанского региона;
• балансовый анализ загрязнения приоритетными элементами геосистем зоны воздействия Рязанской ГРЭС;
• закономерности миграции загрязняющих веществ в агроландшафтах Рязанского региона и процессов их геохимической трансформации;
• влияние агрохимических приемов на экологические функции темно-серой лесной тяжелосуглинистой почвы;
• эколого-экономическое обоснование мелиоративных мероприятий по повышению геохимической устойчивости техногенно загрязненных агроэкосистем.
Практическая значимость полученных результатов состоит в том, что они нашли востребование в проектной и эксплуатационной деятельности производственных организаций (Проектно-изыскательский институт «Авто-дормостпроект» филиал ОАО «Рязаньавтодор», Управление Федеральной службы по надзору в сфере природопользования (Росприроднадзора) по Рязанской области) и внедряются рядом хозяйств Пронского и Скопинского районов Рязанской области.
Основы оптимизации загрязненных ТМ темно-серых лесных почв могут также использоваться для обоснования параметров и технологий улучшения эффективного плодородия малопродуктивных почв.
Результаты исследований включены в отчет о научно-исследовательской работе по подзаданию: 03.01.03.05 «Разработать агробиологические мелиорации техногенно загрязненных почв южной части Нечерноземной зоны РФ» (2006-2008), этап: разработать технологический регламент и рекомендации к применению агрохимической мелиорации почв, подверженных техногенному загрязнению, в условиях южной части Нечерноземной зоны РФ» (2008).
На основании результатов исследований для ООО «Агрофирма МТС Нива-Рязани» Скопинского района Рязанской области были подготовлены и переданы рекомендации по ликвидации техногенного загрязнения деградированных почв, что позволило обеспечить благоприятные экологические условия для выращивания сельскохозяйственной продукции и повысить урожайность зерна на 36%.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на международных, всероссийских и отраслевых конференциях и совещаниях: «Проблемы мелиорации водохозяйственного строительства и обустройства сельских территорий на современном этапе» (Горки, Беларусь, 2001); «Ресурсосберегающие и энергоэффективные технологии и техника в орошаемом земледелии» (Коломна, ООО «Инлайт», 2003); «Экологическое состояние природной среды и научно-практические современные мелиоративные технологии» (Рязань, 2004); «Экологическое состояние природной среды и научно-практические современные мелиоративные технологии» выпуск 2 (Рязань, 2006); «Журнал для ученых, специалистов и практиков «Плодородие» - № 1(46)2009; «Современные энерго- и ресурсосберегающие, экологически устойчивые технологии и системы сельскохозяйственного производства» (Рязань, 2009).
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и выводов, изложенных на 149 страницах. Библиография включает 231 источник, в том числе 8 на иностранных языках. Работа содержит 18 рисунков, 35 таблиц.
Заключение Диссертация по теме "Экология (по отраслям)", Блохова, Юлия Александровна
ВЫВОДЫ
1. Основными источниками антропогенного загрязнения агроланд-шафта Рязанской области являются предприятия промышленности и теплоэнергетики г. Рязани и г. Пронска. Их выбросы в атмосферу достигают 53,3 -36,3 тыс.т./год. В категорию высоких загрязнителей входят предприятия Касимовского и Михайловского районов, выбрасывающие 6,4 - 11,0 тыс. т. загрязняющих веществ.
2. Накопление токсичных элементов в пахотном слое зависит от особенностей почвообразования. Черноземы выщелоченные и оподзоленные изучаемого региона по сравнению с общемировыми аккумулируют в корне-обитаемых слоях больше РЬ, Си, В, меньше - Ъа, Сё, Мл, Мо; серые лесные - больше РЬ, Ъп, Си, Мл, В, Со, меньше - Сё, V, Мо. От разнообразия почвообразовательных процессов зависит геохимическая обстановка и формы возникающих химических загрязнений. Серые лесные и черноземные почвы региона характеризуются в основном низкой загрязненностью, но в них отмечены локальные участки аномально повышенного содержания РЬ, Сё, что связано с близостью промышленных комплексов.
3. Для исследований интенсивности загрязнения атмосферных осадков оксидами азота, аммония была использована методика оценки критических нагрузок, базирующаяся на экосистемном подходе и позволяющая максимально подробно учесть природную неоднородность геохимической устойчивости. Установлено, что средний уровень атмосферных выпадений нитратного азота в регионе составляет 1962,7+ 399 кг/км в год, а аммонийного 270,3+ 64 кг/км2 в год. После перехода из ионной формы к выпадениям собственно азота и суммирования нитратного и аммонийного дает величину 6,5 кг/га в год. Экосистемы, расположенные на дерново-подзолистых песчаных почвах, заболоченные западины, поймы рек находятся в зоне риска.
4. Атмотехногенный поток РЬ, Сё свидетельствует об активных их процессах трансформации. Элементный состав растений формируется в соответствии с их биологическими особенностями, повышении концентрации токсикантов в вегетативных органах, а микроэлементов в генеративных органах. Водная миграция тяжелых металлов преобладает в растворенной форме (84 - 91%). Однако высокая концентрация отмечается в поверхностных водах, что может быть обусловлено прямым поступлением в водотоки обогащенной металлами атмотехногенной пыли.
5. Балансовый анализ тяжелых металлов в зоне техногенных воздействий указывает на их положительный баланс. Интенсивность накопления в верхнем слое пахотных почв составляет: Сё - 81%, РЬ - 77%, Си - 74%, Ъп -58% от всего поступления.
6. Выявлено, что наиболее оптимальным способом снижения поступления тяжелых металлов в растения является внесение повышенных доз навоза с применением орошения, агрономически обоснованными нормами.
7. Эколого-экономическая оценка показала, что оптимальная эффективность от применения рекультивационных мер получена от использования высокой дозы навоза (100 т/га), где продукция отвечала санитарно-гигиеническим требованиям. При этом на один рубль затрат получено 1,28 руб. прибыли.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
В связи с актуальностью проблемы загрязнения агроландшафтов тяжелыми металлами в Центральном регионе России осуществлять постоянный мониторинг поступления токсикантов в природную среду (в частности - с атмосферными осадками). При высоком уровне атмосферных выпадений первостепенное внимание уделять земельным угодьям, приуроченным к местности с эрозионным рельефом и лесными массивами, где вероятность сверхнормативного загрязнения многократно возрастает.
На основании результатов исследований составлены технологический регламент и рекомендации к применению агрохимической мелиорации почв, подверженных техногенному загрязнению, в условиях южной части Нечерноземной зоны РФ (подзадание 03.01.03.05 «Разработать агробиологические мелиорации техногенно загрязненных почв южной части Нечерноземной зоны РФ» (2006-2008).
Необходимо: вывести загрязненные участки в отдельный севооборот; определить гидролитическую кислотность почвы каждого участка; провести известкование из расчета 2хНг=т/га. Известняковую муку внести так, чтобы распределить нейтрализующий материал по всему пахотному слою. Для этого половину дозы заделать плугом на всю глубину вспашки. Другую часть -культиватором.
Наиболее эффективным способом детоксикации является применение органических удобрений. Поэтому органические удобрения следует внести после уборки парозанимающей культуры или яровой зерновой под основную вспашку. Желательно, чтобы первая культура была пропашная (свекла, картофель, кукуруза). При этом надо знать обеспеченность почвы подвижными элементами питания. В случае недостатка, для улучшения питания, следует использовать рациональные дозы минеральных удобрений (N60 - 90, Р60 -120, К 60 - 120 кг/га).
Производственные испытания рекомендуемых приемов для повышения продуктивности техногенного загрязнения чернозема тяжелосуглинистого проведены в ООО «Агрофирма МТС Нива-Рязани» Скопинского района Рязанской области. Урожайность зерна ячменя выросла на 36%, а продукция была экологически безопасной.
Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Блохова, Юлия Александровна, Владимир
1. Агроклиматические условия Рязанской области. Рязань, 1989.53 с.
2. Агрохимия / Б.А. Ягодин, П.М. Смирнов, A.B. Петербургский и др; Под ред. Б.А. Ягодина. М.: Агропромиздат, 1989. - 639 с.
3. Адаптивно ландшафтная система земледелия Рязанской области. - Модель XXI столетия / Под ред. С.Я. Полянского. - Рязань, Рязанский НИПТИ АПК, 2000. - 183 с.
4. Азаров Б.Ф., Соловиченко В.Д., Лобарева А.Г., Азаров В.Б. Содержание тяжелых металлов в сахарной свекле и ячмене в зависимости от их концентрации в почве и уровня удобренности // Химия в сельском хозяйстве, 1995, №5.-С. 31.
5. Александрова Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. Л.: Наука, 1980. - 280 с.
6. Алексеев Ю.В. Осипов А.И. Уменьшение содержания тяжелых металлов в культурных растениях с помощью сорняков // Тяжелые металлы в окружающей среде. Пущино: ОНТИ НЦБИ, 1997. - С. 237 - 240.
7. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. Л.: Агропромиздат, 1987. -142 с.
8. Аммосова Я.М., Орлов Д.С., Садовникова Л.К. Охрана почв от химического загрязнения. М.: Издательство МГУ, 1989. - 96 с.
9. Артамонов В.И. Растения и чистота природной среды. М.: Наука, 1986. - 172 с.
10. Бабкин В.В., Завалин A.A. Физико-биохимические аспекты действия тяжелых металлов на растения // Химия в сельском хозяйстве, 1995. -№5.-С. 17-21.
11. Барановская В.А. Оптимизация гумусного состояния почв // Поч-венно-экологические проблемы в степном земледелии / Сборник научных трудов. Пущино, 1992. - С. 79.
12. Берлянд М.Е. Современные проблемы атмосферной диффузии и загрязнения атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. - 447 с.
13. Благовещенская Г.Г., Булгакова Л.Ю. , Завалин A.A. и др. Устойчивость агроценозов при длительном применении органических и минеральных удобрений // Доклады РАСХН, 2005. № 6. - С. 26-28.
14. Большаков В.А., Борисочкина Т.И. Гистерезисные явления и их роль в устойчивости почв к загрязнению тяжелыми металлами // Устойчивость почв к естественным и антропогенным воздействиям: Тез. докл. Все-рос. конф. М., 2002. - 86 с.
15. Большаков В.А., Краснова Н.М., Борисочкина Т.И., Сорокин С.Е., Граковский В.Г. Аэротехногенное загрязнение почвенного покрова тяжелыми металлами: источники, масштабы, рекультивация. М., 1993. - 90 с.
16. Бреус И.П., Садриева Г.Р. Миграция тяжелых металлов с инфиль-трационными водами в основных типах почв Среднего Поволжья // Агрохимия, 1997, №6.-С. 56-64.
17. Будыко М.И. Климат в прошлом и будущем. Л.: ГМИ, 1980.
18. Булыгин С.Ю., Можейко Г.А., Тимченко Д.О. Скорость эродирования черноземов Донецкой степи // Агрохимия, 1992, № 8. С. 121-128.
19. Василевская В.Д., Шибаев И.Н. Фракционный состав соединений металлов в почвах южнотаежного Заволжья // Почвоведение, 1991, № 11. -С. 14-23.
20. Вертинская Г.К., Неспятина Т.В., Махонько Э.П. Распределение тяжелых металлов в профиле черноземов и по различным элементам рельефа / Тр. Ин-та экспериментальной метеорологии. Вып. 7 (76). М.: Гидрометеоиздат, 1977.-С. 102-108.
21. Гармаш Г.А. Распределение тяжелых металлов в почве в зоне воздействия металлургических предприятий // Почвоведение, 1985. № 2. -С. 27-32.
22. Геохимия окружающей среды / Ю.Е. Сает, Б.А. Ревич, Е.П. Янин и др. М.: Недра, 1990. - 335 с.
23. Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов. СССР. М.: Высш. шк., 1998. - 328 с.
24. Глазовская М.А. Методические основы оценки эколого-геохимической устойчивости почв к техногенным воздействиям // Методическое пособие, 1997. 71 с.
25. Глазовская М.А. Теория геохимии ландшафтов в приложении к изучению техногенных потоков рассеяния и анализ способности природных систем к самоочищению // Техногенные потоки вещества в ландшафтах и состояние экосистем. М.: Наука, 1981. - С .7-41.
26. Глазовский Н.Ф., Злобина А.И., Учватов В.П. Химический состав снежного покрова некоторых районов Верхнеокского бассейна // Региональный экологический мониторинг. -М.: Наука, 1983. С. 67-86.
27. Герман Д., Гольдберг Р. Солнце, погода и климат. JL: ГМИ, 1981.-319 с.
28. Голенецкий С.П., Жигаловская Т.Н., Голенецкая С.И. Роль атмосферных выпадений в формировании микроэлементного состава почв и растений // Почвоведение, 1981. № 2. - С. 41-48.
29. Горбатов B.C., Обухов А.И. Динамика трансформации малорастворимых соединений цинка, свинца и кадмия в почвах // Почвоведение, 1989.-№6.-С. 129-133.
30. Гришин Г.Е. Изменение пищевого режима чернозема выщела-ченного под влиянием различных систем удобрений и известкования // Бюллетень ВИУА. М., 2001.-№ 115.-С. 124-125.
31. Гришина A.B., Баранов В. Н., Иванова В.Ф. Экологоагрохимиче-ская характеристика Тяжелых металлов в земледелии // Бюллетень ВИУА. -М., 2001.-№ 115. -С. 125-126.
32. ГОСТ 17.4.1.02-83. Охрана природы. Почвы. Классификация химических веществ для контроля загрязнений. М.: Изд-во стандартов, 1984. -7с.
33. ГОСТ 17.4.3.03-84. Охрана природы. Почвы. Общие требования к контролю и охране от загрязнения. -М.: Изд-во стандартов, 1985. 7 с.
34. ГОСТ 17.44.02-84. Общие требования к контролю и охране от загрязнения. М.: Изд-во стандартов, 1985. - 7 с.
35. ГОСТ 17.4.3.01-83. Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб. М.: Изд-во стандартов, 1984. - 7 с.
36. ГОСТ 28168-89. Почвы. Отбор проб. М.: Изд-во стандартов, 1990.-7 с.
37. Государственный доклад об использовании природных ресурсов и состоянии окружающей среды в Рязанской области в 2000 году. Белая книга.-Рязань, 2001.-398 с.
38. Государственный доклад «О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 1999 году». М., 2000. - 580 с.
39. Государственный доклад о состоянии окружающей среды Рязанской области в 1997 году. Белая книга. Рязань, 1998. - 210 с.
40. Государственный доклад о состоянии и об охране окружающей среды Рязанской области в 2003 году (Белая книга) Рязань, 2004. - 336 с.
41. Государственный доклад о состоянии окружающей среды Рязанской области в 1995 году (Белая книга). Рязань, 1996. - 217 с.
42. Григорьев А.И., Сидорова Т.И. О некоторых закономерностях оседания и аккумуляции на местности промышленного аэрозоля // Журнал технической физики, 1998. Т. 68. - № 3. - С. 20-24.
43. Григорьев А.Ю., Серебряный М.М. Кислотное загрязнение атмосферных осадков в Московском столичном регионе // Изд. АН СССР, сер. географическая, 1992. № 4. - С. 75-82.
44. Гусева Т.М. Оценка изменения экологического состояния агро-ландшафта Окского бассейна под влиянием антропогенных нагрузок: Дис. . канд. сельскохоз. наук. Рязань, 2001. - 170 с.
45. Давыдова Н.Д., Покатилов Ю.Г. Особенности влияния выбросов ГРЭС на геосистемы западного участка КАТЭКа // География и природные ресурсы, 1981, № 4. С. 92-100.
46. Давыдова С.Л. О токсичности ионов металлов. М.: Знание, 1991.-32 с.
47. Дмитриев Е.А. Математическая статистика в почвоведении. М.: МГУ, 1972.-272 с.
48. Добровольский В.В. Биосферные циклы тяжелых металлов и ре-гуляторная роль почв // Почвоведение, 1997. № 4. - С. 431-441.
49. Добровольский В.В. География микроэлементов: Глобального рассеивания. М.: 1983. - 272 с.
50. Добровольский В.В. Некоторые аспекты загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами /Биологическая роль микроэлементов. М.: Наука, 1983.-С. 44-54.
51. Добровольский Г.В., Гришина Л.А. Охрана почв. М.: 1985.224 с.
52. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Экологические функции почвы. М.: Изд-во МГУ, 1986. - 136 с.
53. Добровольский В.В. Рассеянные металлы в природе. М.: Знание, 1979.-48 с.
54. Доклад. Состояние окружающей среды Липецкой области в 1996 г.-Липецк, 1997.-147 с.
55. Доклад. Состояние окружающей природной среды Тамбовской области в 1996 г. Тамбов, 1997. - 144 с.
56. Доклад. Состояние окружающей среды Луховицкого района в 1998 г. Луховицы, 1999. - 147 с.
57. Доклад. Состояние окружающей природной среды Тульской области в 2001 г. Тула, 2002. - 94 с.
58. Доклад о состоянии и охране окружающей среды Ярославской области в 2003 г. Ярославль. 2004. - 202 с.
59. Доклад о состоянии и об охране окружающей среды Ивановской области в 2004 г. Иваново, 2005. - 137 с.
60. Дзердзеевский Б.Л. Общая циркуляция атмосферы и климат. -М.: Наука, 1975.-285 с.
61. Духанин Ю.А. Агрохимия, биология и экология песчаных и субпесчаных дерново-подзолистых почв. М.: ФГ НУ «Росинфорагртех, 2003.-240 с.
62. Дыбин В.В. Влияние тяжелых металлов на состав лизиметрических вод//Бюллетень ВИУА. М., 2001.-№ 115.-С. 125-128.
63. Евтюхин В.Ф., Никушина Т.К. Влияние многолетнего применения минеральных удобрений на некоторые агрохимические и экологические показатели серой лесной тяжелосуглинистой почвы // Проблемы агрохимии и экологии, 2008. -№ 2. С. 13-18.
64. Елпатьевский П.В. Геохимия миграционных потоков в природных и природно-техногенных геосистемах. М.: Наука, 1993. - 253 с.
65. Ероховец М.А., Лукин C.B. Географические закономерности изменения кислотности почв Белгородской области // Устойчивость почв к естественным и антропогенным воздействиям: Тез. докл. Всерос. конф. М., 2002. - 378 с.
66. Есипова Е.Б. Влияние длительного применения удобрений на содержание и фракционный состав гумуса выщелоченного чернозема // Бюллетень ВИУА. М., 2001.-№ 115-С. 179-180.
67. Жабин A.M., Лищенкова О.И., Рымар В.Т., Мухина C.B. Агро-экологическая оценка почв хозяйств юго-востока Воронежской области // Агрохимический вестник. 2004. № 2. - С. 8-10.
68. Жидеева В.А., Васенев И.И., Щербаков А.П. Фракционный состав соединений Pb, Cd, Ni, Zn в лугово-черноземных почвах, загрязненных выбросами аккумуляторного завода // Почвоведение, 2002. № 6. - С. 725733.
69. Зайдельман Ф.Р. Процесс глиобразования и его роль в формировании почв. М.: МГУ, 1998. - 316 с.
70. Зайдельман Ф.Р., Давыдова И.Ю. Причины ухудшения химических и физических свойств черноземов при орошении неминерализованными водами // Почвоведение, 1989. № 11. - С. 101-108.
71. Заиков Г.Е., С.А. Маслов, В.П. Рубало Кислотные дожди и окружающая среда. -М.: Химия, 1991. 144 с.
72. Закруткин В.Е., Шишкина Д.Ю. Некоторые аспекты распределения меди и цинка в почвах и растениях агроландшафтов Ростовской области // Тяжелые металлы в окружающей среде: Мат. междунар. симпоз. Пущино: ОНТИНЦБИ, 1997.-С. 101-110.
73. Закруткин В.Е., Шкафенко Р.П. Некоторые аспекты распределения свинца в почвах и растениях Ростовской области // Тяжелые металлы в окружающей среде: Мат. междунар. симпоз. Пущино: ОНТИ НЦБИ, 1997. -С. 110-117.
74. Защита атмосферы от промышленных загрязнений: Справочник / Под ред. С. Калверта и Г.М. Инглунда. Ч. 2. М.: Металлург, 1988. - 711 с.
75. Золотарева Б.Н. Миграция и трансформация экзогенных форм соединений тяжелых металлов в почвах (натурное моделирование) // Тяжелые металлы в окружающей среде: Мат. междунар. симпозиума. Пущино: ОНТИ НЦБИ, 1997. - С. 35-42.
76. Зотов С.И. Бассейново-ландшафтная концепция природопользования // Изв. АН РФ, серия георгафическая, 1992. С. 55-65.
77. Зырин Н.Г., Каплунова Е.В., Сердюкова A.B. Нормирование содержания тяжелых металлов в системе «почва растение» // Химия в сельском хозяйстве, 1985. - Т. XXIII. - № 6. - С. 45-48.
78. Иванов H.H. Мировая карта испаряемости. Л.: Гидрометеоиз-дат, 1979.-375 с.
79. Израэль Ю.А. и др. Кислотные дожди. JI.: Гидрометеоиздат, 1989.-411 с.
80. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. Д.: Гидрометеоиздат, 1978. - 379 с.
81. Ильин В.Б. Оценка буферности почв по отношению к тяжелым металлам // Агрохимия, 1995. № 10. - С. 109-113.
82. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва-растение. — Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1991. 151 с.
83. Илялетдинов A.M. Микробиологические превращения металлов. Алма-Ата: Наука, 1984. - 268 с.
84. Кабата-Пендиас А., Пендиас X. Микроэлементы в почвах и растениях. М.: Мир, 1989. - 439 с.
85. Казаков JI.K. Изменения в структуре ареалов воздействия ТЭС // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5, география, 1977. № 4. - С. 77-81.
86. Кароль И.Л. Введение в динамику климата Земли. Л.: ГМИ.1988.
87. Касимов Н.С., Геннадиев А.Н., Лычагин М.Ю. Фоновая геохимическая дифференциация ландшафтов и мониторинг природной среды // Мониторинг фонового загрязнения природных сред. Вып. 5. Л.: Гидрометео-издат, 1988.-С. 162-179.
88. Касимов Н.С., Королева Т.В., Проскуряков Ю.В. Биогеохимия городских ландшафтов (на примере г. Тольятти)// Экогеохимия городских ландшафтов / Под ред. Н.С. Касимова. М.: МГУ, 1995. - С. 273-282.
89. Кауричев И.С., Ноздрунова Е.М. Учет миграции некоторых соединений в почвах с помощью лизиметрических хромаграфических колонок // Почвоведение. 1960. - № 12. - С. 116-122.
90. Качинский H.A. Физика почвы. М.: Высш. шк., 1965. - Ч. 1.323 с.
91. Кирпичников H.A., Черных H.A., Черных И.М. Влияние антропогенных факторов на распределение тяжелых металлов в почвах ландшафтов юга Московской области // Агрохимия, 1993. № 2. - С. 93-101.
92. Коваленко С.Г. Влияние свинца и кадмия на продуктивность кукурузы (на зеленый корм) при корневом и некорневом поступлении их в растения // Совершенствование методологии агрохимических исследований. -М.: МГУ, 1997. С. 384-388.
93. Колесников С.И., Казеев К.Ш., Вальков В.Ф. Влияние загрязнения тяжелыми металлами на щелочно-кислотные и окислительно-восстановительные условия в черноземе обыкновенном // Агрохимия, 2001. -№ 9. С. 54-59.
94. Короткое A.A., Бурматов И.М., Филипченкова Г.И. Влияние внесения минеральных удобрений на накопление в почве и растениях тяжелых металлов // Агрохимия, 1994. -№ 10. С. 102-108.
95. Кривцов В.А. Рельеф Рязанской области. Рязань: Изд-во РГПУ, 1998.- 195 с.
96. Кривцов В.А., Водорезов A.B. Особенности строения и формирования рельефа на территории Рязанской области. Рязань, 2006. - 279 с.
97. Кузьмич М.А., Графская Г.А., Хостанцева Н.В. Влияние известкования на поступление ТМ в растения // Агрохимический вестник, 2000. -№5.-С. 28-29.
98. Кузнецов Н.П., Никушина Т.К., Мажайский Ю.А., Пчелинцева С.А. Тяжелые металлы в почвах Рязанской области // Химия в сельском хозяйстве, 1995. -№ 5. С. 22-25.
99. Кулагин А.Ю., Баталов A.A., Гиниятуллин Р.Х., Салихова Р.Н. Роль древесных растений в ограничении циркуляции некоторых металлов в техногенных ландшафтах // Тяжелые металлы в окружающей среде: Мат. междунар. симпоз. Пущино: ОНТИ НЦБИ, 1997. - С. 43-49.
100. Кураков В.И., Ситникова В.В., Александрова JI.B. и др. Основные параметры воспроизводства почвенного плодородия, обеспечивающие максимальной выход экологически чистой продукции при длительном применении удобрений в зерно.
101. Ладонин Д.В. Влияние техногенного загрязнения на фракционный состав меди и цинка в почвах // Почвоведение, 1995. № 10. - С. 1299— 1305.
102. Ладонин Д.В., Марголина С.Е. Взаимодействие гуминовых кислот с тяжелыми металлами // Почвоведение, 1997. № 7. - С. 806-811.
103. Лебедева Л.Н., Соловьева Ю.Б. Экологическое значение агрохимических фонов при возделывании ячменя на дерново-подзолистой почве, загрязненной кадмием // Доклады РАСХН, 2002. № 1. - С. 22-24.
104. Линник П.Н., Набиванец Б.И. Формы миграции металлов в пресных поверхностных водах. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. - 268 с.
105. Мажайский Ю.А. Обоснование режимов комплексных мелиора-ций в условиях техногенного загрязнения агроландшафта. Дисс. . доктора с.-х. наук. Москва, 2002. - 386 с.
106. Мажайский Ю.А. Экологические факторы регулирования водного режима почв в условиях техногенного загрязнения агроландшафтов. М.: Изд-воМГУ, 2001.-386 с.
107. Мажайский Ю.А. Агроэкология техногенно загрязненных агроландшафтов. Монография /Мажайский Ю.А., Тобратов С.А., Дубенок H.H. и др. Смоленск: Маджента, 2003. - 384 с.
108. Максимова М.П., Соколова С.А. Критерии оценки антропогенной составляющей содержания тяжелых металлов в речном стоке // Водные ресурсы, 1993. Т. 20. - № 2. - С. 270-273.
109. Малахов С.Г., Тулупов Т.Б., Махонько Э. П. и др. Контроль загрязнения почв токсичными веществами, содержащимися в промышленных выбросах // Проблемы мониторинга и охраны окружающей среды. JL, 1989. -56 с.
110. Маслов Б.С., Комапов A.B., Гулюк Г.Г., Гусенков Е.П. История мелиорации в России. Т.З. М.: ФГНУ «Росинформмагротех», 2002. - 260 с.
111. Масютенко Н.П. Устойчивость органического вещества чернозема типичного к внешним воздействиям // Устойчивость почв к естественным и антропогенным воздействиям: Тез. докл. Всерос. конф., 24-25 апреля 2002 г.-М., 2002.-С. 223.
112. Махонько К.П. Аэрозольное и корневое загрязнение никелем в окрестностях действующего предприятия // Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах. ТР. 5 Всесоюзное совещание. Д.: Гидро-метеоиздат, 1989. - С. 207-212.
113. Методические рекомендации по учету поверхностного стока и смыва почв при изучении водной эрозии. Л.: ГМИ, 1975. - 88 с.
114. Методические рекомендации по оценке степени загрязнения почвы химическими веществами. М., 1987.
115. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов мелиорации сельскохозяйственных земель. РД АПК 3.000.01.003-03 // Федеральное государственное унитарное предприятие «Госэкономмелиовод» Минсельхоза России, 2003. - 73 с.
116. Методические указания по агрохимическому обследованию почв сельскохозяйственных угодий. М.: ЦИНАО, 1982. - 157 с.
117. Методические указания: методика выполнения измерений массовой доли кислоторастворимых форм металлов (меди, свинца, цинка, никеля, кадмия) в пробах почвы атомно-абсорбционным анализом. РД 52.18.191-89. -М.: Гос. комитет СССР по Гидрометеорологии, 1990.
118. Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства. М.: ЦИНАО, 1992. -62 с.
119. Методические указания по проведению локального мониторинга на реперных участках. М.: ЦИНАО, 1993. - 61 с.
120. Мещеряков П.В., Прокопович Е.В. Экологические условия формирования гумусовых веществ в зоне влияния СУМЗа // Экология, 2003. -№4.-С. 314-317.
121. Микроэлементы в почвах Советского Союза. Вып.1. Микроэлементы в почвах Европейской части СССР / Под ред. В.А. Ковды, Н.Г. Зыри-на. -М.: МГУ, 1973.-281 с.
122. Милащенко Н.З., Соколов O.A., Брайсон Т., Черников В.А. Устойчивое развитие агроландшафтов. Т. 1. Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 2000.-316 с.
123. Милащенко Н.З., Соколов O.A., Брайсон Т., Черников В.А. Устойчивое развитие агроландшафтов. Т. 2. Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 2000.-282 с.
124. Мирошниченко H.H. Устойчивость почв к химическому загрязнению: механизмы формирования и параметры оценки // Устойчивость почв к естественным и антропогенным воздействиям: Тез. докл. Всерос. конф. -М., 2002.-С. 20.
125. Михеева И.В. Изменение пространственной вариабельности свойств почвы при антропогенном воздействии // Почвоведение, 1997. № 1. -С. 102-109.
126. Моисеенко Т.И. Теоретические основы нормирования антропогенных нагрузок на водоемы Субарктики. Апатиты: Изд-во Кольского научного центра РАН, 1997. - 242 с.
127. Муха В.Д., Сулима А.Ф., Карпинец Т.В., Левшаков Л.В. Соотношение содержания тяжелых металлов в почве и почвообразующей породе каккритерий оценки загрязненности почв // Почвоведение, 1998. № Ю. -С.1265-1270.
128. Научные основы мониторинга земель Российской Федерации. -М.: АПЕК, 1992.- 172 с.
129. Национальный доклад по проблемам изменения климата. М., 2002. - 29 с.
130. Небольсин А.Н., Небольсина С.П., Алексеев Ю.В., Яковлева JI.B. Известкование почв, загрязненных тяжелыми металлами // Агрохимия, 2004. -№ 3. С. 48-54.
131. Никифорова М.В. Влияние загрязнения почв тяжелыми металлами на потери элементов питания с инфильтрационными водами // Бюллетень ВИУА.-М., 2001.-№ 114. С. 138-139.
132. Николаев В.А. Основы учения об агроландшафтах // Агроланд-шафтные исследования. Методология, методика, региональные проблемы. -М„ 1992.-22 с.
133. Нормативные данные по предельно допустимым уровням загрязнения вредными веществами объектов окружающей среды: Справочный материал. СПб., 1994. - 232 с.
134. Нечаева Е.Г., Макаров С. А. С нежный покров как объект регионального мониторинга среды обитания // География и природ, ресурсы. -1996.-№2.-С. 43-^48.
135. Обухов А.И. Устойчивость черноземов к загрязнению тяжелыми металлами // Проблемы охраны, рационального использования и рекультивации черноземов. М.: Наука, 1989. - С. 33^1.
136. Обухов А.И., Цаплина М.В. Миграция и трансформация соединений свинца в дерново-подзолистой почве // Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах: Тр. 5 Всесоюзн. совещ. JL: Гидрометеоиз-дат, 1989.-С. 194-200.
137. Овчаренко М.М. Реакция почвенной среды и кальция на содержание тяжелых металлов в растениях // Агрохимический вестник, 2001. -№ з. С. 24-27.
138. Овчаренко М.М. Тяжелые металлы в системе почва растения -удобрения // Химия в сельском хозяйстве, 1995. - № 4. - С. 8-16.
139. Орлов Д.С. Микроэлементы в почвах и живых организмах // Со-росовский образовательный журнал, 1998. -№ 1. С. 61-68.
140. Орлов Д.С., Садовникова Л.К., Лозановская И.Н. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении. М.: «Высшая школа», 2002.
141. Орлов Д.С. Химия почв. М.: Изд-во МГУ, 1985. - 376 с.
142. Орлов Д.С. Экологические функции почв, обусловленные спецификой их химического состава, свойств и процессов как биокосных тел // структурно-функциональная роль почв и почвенной биоты в биосфере. М.: Наука, 2003. - 364 с.
143. О состоянии окружающей природной среды и здоровья населения Владимирской области в 2001 году. Ежегодный доклад 12 вып. Владимир, 2005.-189 с.
144. Охрана окружающей среды в РФ в 1992 г. М.: Респ. информ.-изд. центр, 1993. - 175 с.
145. Охрана окружающей среды в Рязанской области / Статис. сборник. Рязань, 2004. - 122 с.
146. Охрана окружающей среды при использовании пестицидов / Под ред. В.Г. Васильева. Киев: Урожай, 1983. - 125 с.
147. Павловский Е.С. Экологические и социальные проблемы агромелиорации. М.: Агропромиздат, 1988. - 182 с.
148. Пампура Т.В. Сопряженный анализ изотерм адсорбции и форм сорбированных черноземом меди и цинка // Тяжелые металлы в окружающей среде: Мат. междунар. симпоз. Пущино: ОНТИ НЦБИ, 1997. С. 281-292.
149. Паракюта А.Н., Столяров А.И., Сустов В.П. и др. Влияние многолетнего применения удобрений на накопление тяжелых металлов в черноземе, выщелоченном // Агрохимия, 2000. № 11. - С. 62-65.
150. Первунина Р.И., Малахов С.Г. Подвижность металлов, выпавших на почву в составе выбросов промышленных предприятий // Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах. Тр. 5 Всесоюзн. со-вещ. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. - С. 171-179.
151. Перельман А.И. Геохимия ландшафта. М.: Высшая школа, 1975.-342 с.
152. Перельман А.И., Касимов Н.С. Геохимия ландшафта. М., 1999. - 728 с.
153. Пинский Д.Л., Фиала К., Моцик А., Душкина Л.Н. Исследование механизма поглощения меди, кадмия и свинца лугово-черноземной карбонатной почвой // Почвоведение, 1986. № 11. - С. 58-66.
154. Плановский А.Н., Рамм В.М., Каган С.З. Процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия, 1968.
155. Полевое обследование и картографирование уровня загрязненности почвенного покрова техногенными выбросами через атмосферу. ВАСХНИЛ, Почвенный институт им. В.В. Докучаева, 1980.
156. Полянский С .Я., Маркова В.Е., Рощина Г. Д. Влияние промышленного загрязнения на сельскохозяйственное производство // Мат. выступл. на обл. конф. по охране природы, 1999. С. 91-92.
157. Попова A.A. Влияние минеральных и органических удобрений на состояние тяжелых металлов в почвах // Агрохимия, 1991. № 3. - С. 62-67.
158. Почвоведение / Под ред. Кауричева И.С. М.: Колос, 1975.496 с.
159. Почвенно-геологические условия Нечерноземья. М.: Изд-во МГУ, 1984.-608 с.
160. Праздников С.С. Способы рекультивации загрязненных тяжелыми металлами почв // Совершенствование методологии агрохимических исследований. -М.: МГУ, 1997. С. 173-178.
161. Практикум по почвоведению / Под ред. И.С. Кауричева. М.: Агропромиздат, 1986. - 279 с.
162. Практикум по агрохимии / Под ред. Б.А. Ягодина. М.: Агропромиздат, 1987. - 512 с.
163. Прокошев В.В., Дерюгин И.П., Носов H.H. Рациональное применение калийных удобрений в современных условиях // Бюллетень ВИУА. -М., 2001.-№ 115.-С. 59.
164. Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России. Учебное и справочное пособие. 2- е изд. М.: Финансы и статистика, 2000. - 672 с.
165. Протасова Н.А., Копаева М.Т. Редкие и рассеянные элементы в почвах Среднерусской возвышенности // Почвоведение, 1985. № 1. - С. 2937.
166. Прохорова Н.В., Матвеев Н.М. Тяжелые металлы в почвах и растениях лесостепного и степного Поволжья // Тяжелые металлы в окружающей среде: Мат. междунар. симпоз. Пущино: ОНТИ НЦБИ, 1997. - С. 6069.
167. Ровинский Ф.Я., Бурцева Л.В., Петрухин В.А. и др. Фоновое содержание свинца, ртути, мышьяка и кадмия в природных средах (по мировым данным) // Мониторинг фонового загрязнения природных сред. Вып. 1. -Л.: Гидрометеоиздат, 1982. С. 14-33.
168. Руководство по моделированию и картированию критических нагрузок // Конвенция ЭКЕ ООН по трансграничному загрязнению воздуха на большие расстояния, 2004.
169. Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши. -Л.:ГМИ, 1977.-351 с.
170. Русский чернозем, 100 лет после В.В. Докучаева. М.: Наука, 1983.-304 с.
171. Рязанская ГРЭС: перспективы деятельности // Пронская газета, 2000.-№121.
172. Рязанская область в цифрах. Рязань РОССТАТ, Рязаньстат, 2005.-242 с.
173. Санитарные нормы предельно допустимого содержания вредных веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. СанПиН 42-121-4130086. М.: Минздрав СССР, 1986.
174. Сатаров Г.А. Тяжелые металлы на выщелоченных черноземах лесостепного Поволжья // Совершенствование методологии агрохимических исследований. М.: МГУ, 1997. - С. 171-172.
175. Семенов М.Ю. Критические нагрузки подкисляющих соединений на наземные экосистемы Азиатской части России // География и природ, ресурсы. 2001. - № 4. - С. 67-73.
176. Сигал И.Я. Защита воздушного бассейна при сжигании топлива. -Л.: Недра, 1988.-312 с.
177. Система ведения агропромышленного производства Рязанской области на 1998-2010 гг. / Под ред. C.B. Сальникова, Г.М. Туникова, С.Я. Полянского. Рязань, 1999. - 258 с.
178. Смирнов Ю.Г., Кайгородова С.Ю. Особенности накопления и перераспределения техногенной пыли в тяжелосуглинистых почвах Среднего Урала // Устойчивость почв к естественным и антропогенным воздействиям: Тез. докл. Всерос. конф. М., 2002. - 426 с.
179. Снакин В.В., Рухович О.В., Флоринский И.В. и др. Свинец в почвах России // Тяжелые металлы в окружающей среде: Мат. междунар. сим-поз. -Пущино: ОНТИ НЦБИ, 1997. С. 250-257.
180. Сокаев К.Е., Бестаев В.В., Бясов К.Х., Сокаева P.M. Транслокация тяжелых металлов в системе почва растения // Агрохимический вестник, 2004.-№2.-С. 17-18.
181. Соколов O.A., Черников В.А. Экологическая безопасность и устойчивое развитие. Книга 1. Атлас распределения тяжелых металлов в объектах окружающей среды. Пущино, ОНТИ ПНЦ РАН, 1999. - 164 с.
182. Солнцева Н.П. Методика ландшафтно-геохимических исследований влияния техногенных потоков на среду // Техногенные потоки вещества в ландшафтах и состояние экосистем. М.: Наука, 1981. - С. 41-77.
183. Справочник агрохимика / Кореньков Д.А., Гаврилов К.А., Шиль-ников И.А., Васильев В.А. -М.: Россельхозиздат, 1980. 287 с.
184. Статистический сборник «Охрана окружающей среды в Рязанской области». Рязань, 2004. - 172 с.
185. Степанова М.Д. Микроэлементы в органическом веществе почв (черноземов и дерново-подзолистых). Новосибирск: Наука, Сибирск. отд-ние, 1976.-106 с.
186. Тиво П.Ф., Быцко И.Г. Тяжелые металлы и экология. Минск: ЮНИПОЛ, 1996. - 192 с.
187. Тобратов С.А., Хламцова О.В. К вопросу об изменениях климата Рязанской области, за период инструментальных измерений / Вопросы региональной географии и геоэкологии. Рязань, 2007. - С. 101-107.
188. Трифонова Т.А., Карпова Д.В. Поведение тяжелых металлов в почвах Владимирского ополья различной антропогенной нагрузки // Устойчивость почв к естественным и антропогенным воздействиям: Тез. докл. Все-рос. конф. М., 2002. - С. 435.
189. Тяжелые металлы в системе почва растение - удобрение / Под общ. ред. М.М. Овчаренко. - М., 1997. - 289 с.
190. Урусевская И.С., Хохлова О.С., Соколова Т.А. Влияние почвооб-разующих пород на дифференциацию почв и почвенного покрова северной части Приволжской возвышенности // Почвоведение, 1992. № 8. - С. 22-38.
191. Учватов В.П., Башкин В.Н. Гидрогеохимия тяжелых металлов в природных водах центра Европейской России // Тяжелые металлы в окружающей среде: Мат. междунар. симпоз. Пущино, ОНТИ НЦБИ, 1997. - С. 130-145.
192. Учватов В.П., Глазовский Н.Ф. Миграция свинца в системе пыле-' вые аэрозоли растительность - почва - речная взвесь // Почвоведение, 1983. -№ 7.-С. 41-48.
193. Учватов В.П. Природные и антропогенные потоки вещества в ландшафтах Русской равнины / Дисс. д-ра биол. наук. Пущино, 1994. -471 с.
194. Учватов В.П. Микроэлементы в серых лесных почвах Южного Подмосковья // Почвоведение, 1988. № 11. - С. 54-62.
195. Учватов В.П. Фоновые и антропогенные потоки вещества в ландшафтах Русской равнины // Мониторинг фонового загрязнения природных сред. Вып. 2. — JI.: Гидрометеоиздат, 1984. С. 180-191.
196. Фокин А.Д., Талдыкин С.А., Рачинский В.В. Исследования переноса цинка в подзолистых почвах методом радиоактивных индикаторов // Почвоведение, 1982. № 7. - С. 54-60.
197. Хакимов Ф.И., Припутана И.В., Орлинский Д.Б., Деева Н.Ф. Распределение тяжелых металлов в почвах Серпуховского района Московскойобласти // Тяжелые металлы в окружающей среде: Мат. междунар. симпоз. — Пущино: ОНТИНЦБИ, 1997. С. 164-176.
198. Химия окружающей среды / Под ред. Бокрис Дж. О.М. и др. М.: Химия, 1982. - 670 с.
199. Химия тяжелых металлов, мышьяка и молибдена в почвах / Под ред. Н.Г. Зырина, JI.K. Садовниковой. -М.: МГУ, 1985. 206 с.
200. Хуа Ло. Буферность почв по отношению к тяжелым металлам и фтору в некоторых районах КНР // Изв. ТСХА, 1991. Вып. 1. - С. 202-206.
201. Черных H.A., Ладонин В.Ф. Вопросы нормирования содержания тяжелых металлов в почве // химия в сельском хозяйстве, 1995. №. 5. -С. 10-13.
202. Черных H.A., Милащенко Н.З., Ладонин В.Ф. Экотоксикологиче-ские аспекты загрязнения почв тяжелыми металлами. М.: Агроконсалт, 1999.- 175 с.
203. Черных H.A., Черных И.Н. О качестве растениеводческой продукции при разных уровнях загрязнения почв тяжелыми металлами // Агрохимия, 1995.-№5.-С. 97-101.
204. Чудаева В.А. О соотношении химических элементов в различных фазах речного стока // Геохимия зоны гипергенеза и техническая деятельность человека. Владивосток, 1976. - С. 65-72.
205. Чуков С.Н. Гумусовые вещества как фактор устойчивости наземных экосистем // Устойчивость почв к естественным и антропогенным воздействиям: Тез. докл. Всеросс. конф., 24-25 апреля 2002 г. -М., 2002. С. 91.
206. Шильников И.А., Лебедева Л.А., Лебедев С.Н. и др. Факторы, влияющие на поступления тяжелых металлов в растения // Агрохимия, 1994. -№ 10.-С. 94-101.
207. Шильников И.А., Никифорова М.В. Химический состав лизиметрических вод в условиях их загрязнения // Плодородие, 2002. № 3 (6). -С. 19-21.
208. Шумилов Т.И., Земчихин Н.Н., Сердюков В.А. и др. Экологический мониторинг Рязанской ГРЭС (из цикла «Комплексные исследования воздействия тепловых электростанций на окружающую среду»). Новоми-чуринск, 1997. - 21 с.
209. Экологическая программа электроэнергетики России. М.: РАО ЕЭС России, 1996.
210. Экологический мониторинг Рязанской ГРЭС и природной среды в зоне ее воздействия. Этап 1: анализ и обобщение результатов комплексных натурных исследований в районе расположения РГРЭС. М., 1998. - 159 с.
211. Ягодин Б.А., Виноградова С.Б., Говорина В.В. Кадмий в системе почва растения - животные организмы и человек // Агрохимия, 1989. - № 5. -С. 118-129.
212. Adriano D.C. Trace elements in the terrestrial environment. SpringerVerlag N.Y., Berlin, Heidelberg, Tokyo, 1986.
213. Andersson A. Some aspects on the siqniflcance of heavy metals in sewaqe sluqe and related products // Swedish Journal of Aqrucultural Research, 1977, V. 7. -№ l.-P. 1-5.
214. Andersson A. Swedish y. argcic, 1976. Vol.6. P. 27-36.
215. Bowen H.J.M. Trace elements in biochemistry. New York. L: Academic press, 1966. - 241 p.
216. Iimura R., Ito H., Chino M. Behaviour of contaminant heavy metals in soil plant system // Proc. Inst. Sem. SEFMIA. - Tokyo, 1977. - P. 357-364.
217. Martin H.W., Kaplan D.I. Temporal changes in cadmium, thallium, and vanadium mobility in soil and phytoavaliability under field conditions // Water, Air and Soil Pollution 1998. 103: 399-410.
218. Snitzer M., Skinner S. Organo-metallic interactions in soils. 1. Reactions between a number of metal ions and the organic matter of a podsol Bh horizon. «Soil sci.», 1963. - V.96. - № 2. - P. 86-94.
219. Tietjen C. The admissible rate of waste (residue) application to land with regard to high efficiency in crop production and soil pollution abatement // Land as a waste management alternative. Publishers inc., 1976. - 78 p.
- Блохова, Юлия Александровна
- кандидата биологических наук
- Владимир, 2012
- ВАК 03.02.08
- Оптимизация экологического состояния и функционирования базовых компонентов черноземных агроэкосистем восточной части ЦЧР в условиях повышенной антропогенной нагрузки
- Оценка экологического состояния серой лесной почвы в агроэкосистемах в зависимости от приемов основной обработки почвы
- Анализ функционирования агроэкосистем с позиции энергетического подхода
- Баланс и циклы азота в агроэкосистемах на техногенно загрязняемых почвах Прибайкалья
- Взаимовлияние почв и радиоактивности в экосистемах полесья и ополья юго-запада России