Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Экологическое состояние природных ресурсов в зоне функционирования хвостохранилища Михайловского ГОКа КМА

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Экологическое состояние природных ресурсов в зоне функционирования хвостохранилища Михайловского ГОКа КМА"

На правах рукописи

ФИЛЪЧАКОВ Юрий Владимирович

ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ В ЗОНЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ХВОСТОХРАНИЛИЩА МИХАЙЛОВСКОГО ГОКа КМА

03 00 16 - Экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

ииз166484

Курск-2008

003166484

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И И Иванова»

Научный руководитель- доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Стифеев Анатолий Иванович

Официальные оппоненты доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Масютенко Нина Петровна

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

Остапенко Екатерина Александровна

Ведущая организация ФГОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет»

Защита состоится 11 апреля 2008 г в 13 час 00 мин на заседании диссертационного совета Д 220 040 01 при ФГОУ ВПО «Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И И Иванова» по адресу: 305021, г Курск, ул Карла Маркса, 70

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки ФГОУ ВПО «Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И И Иванова»

Автореферат разослан « <f » _2008 г

Объявления и автореферат размещены на сайте www kgsha ru.

Ученый секретарь

диссертационного совета Засорина Э В

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы: За последние 50 лет человеческая деятельность стала ведущим по значимости и масштабам экологическим фактором Наибольшге проявление негативных процессов наблюдается на территориях добычи и переработки минерального сырья.

В условиях центральной лесостепи длительное время функционирует три крупнейших железорудных комбината (Михайловский, Лебединский и Стой-ленский), где добыча железной руды осуществляется открытым способом, который приводит к повышенной техногенной нагрузке и необратимым изменениям окружающей природной среды Исследованиями Харламовой, Заломыхиной (2005) установлено, что предприятиями по добыче железной руды на т;рритории КМА выбрасывается 55 химических ингредиентов, 9 из них относится к выбросам 1 и 2 класса опасности

Значительное негативное влияние на окружающую среду отказывают отходы обобщения железистых кварцитов, объём которых на предприятиях КМА составляет около 50 млн т/год Отходы сбрасываются в хвостохранили-ща, при подсыхании поверхности которых образуются пляжные зоны В результате дефляции с их поверхности происходит перенос пылевых частиц объемом свыше 200 т/га в год на прилегающую территорию (Муха, Стифеев, Прозоров, 1996), что приводит к загрязнению атмосферного воздуха, почвенного и растительного покрова, водных ресурсов

В данной работе излагаются результаты исследований по содержанию тяжёлых металлов в природных ресурсах, расположенных в прилегающей к хвостохра «шищу территории

Цель исследований: изучить экологическое состояние природных ресурсов, определить продуктивность ячменя и влияние древесно-кустарниковых насаждений на снижение содержания тяжелых металлов в зоне функционирования хвос.тохранилища МГОКа

Для достижения поставленной цели нами решались следующие задачи

- Определить источники загрязнения почв и растительного покрова в зоне функцион фования Михайловского ГОКа

- Изучить физические, агрохимические и биологические свойства почв и физико-химический состав отходов МГОКа, сбрасываемых в хвостохранилище

- Выяиить особенности накопления и распределения тяжёлых металлов в почвах, растительности, снежном покрове, иле в зоне влияния хвостохранилища

- Определить продуктивность ячменя в почвах, загрязненных разным уровнем валового железа

- Уста ловить роль полезащитных древесно-кустарниковых насаждений в поглощении пылевых выбросов, поступающих с поверхности хвостохранилища

Научная новизна. Впервые, в условиях функционирования Михайловского ГОКа КМА изучено накопление тяжёлых металлов в почвах, растениях и снежном покрове, прилегающих к территории хвостохранилища Определена биологическая активность почв, загрязнённых разным уровнем тяжелых металлов. Предложены мероприятия по улучшению экологической ситуации в зоне влияния хвостохранилища

Практическая значимость. Результаты исследований являются основой для разработки рекомендаций по охране природных ресурсов и проведению монитори <га в зоне влияния хвостохранилища МГОКа Материалы исследова-

ний используются при преподавании учебных курсов «Экология», «Охрана окружающей среды» в Курской ГСХА и Курском ГУ Положения, выносимые на защиту:

1 Основными источниками загрязнения окружающей природной среды на территории Михайловского железорудного месторождения КМА являются пылевые выбросы тяжелых металлов из карьера и отходы обогащения хвосто-хранилища

2 Почвенный и растительный покров, прилегающий к хвостохранилищу Михайловского ГОКа, загрязняется валовыми формами тяжелых металлов, среди которых преобладает железо

3. Накопление тяжелых металлов на прилегающей к хвостохранилищу территории подавляет биологическую активность почв, приводит к увеличению их содержания в растениях и снижает продуктивность ячменя

4 Древесно-кустарниковые насаждения являются биологическим барьером, позволяющим задерживать пылевые выбросы с поверхности хвостохранилища и снижать загрязнение прилегающей территории

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и получили одобрение на научных конференциях профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов КГСХА (2003-2006 гг ), региональных научно-практических конференциях 2004, 2005 г «Проблемы экологии и экологической безопасности Центрального Черноземья РФ», Липецк, 2004, 2005 г Международной научно-практической конференции, Екатеринбург (2005 г )

Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 155 страницах компьютерного текста и состоит из введения, 4-х глав, заключения, списка использованных литературных источников, включающего 207 наименований и приложения Основной текст диссертации содержит 21 таблицу и 10 рисунков Организация исследований и личный вклад автора. Автором работы сформулированы задачи и программа исследований, собрана информация об объектах Михайловского месторождения железных руд, определен химический состав субстрата хвостохранилища, изучены физические и агрохимические свойства серых лесных почв, прилегающих к хвостохранилищу, определены тяжелые металлы в почвах, растениях, снеге и воде на территории объекта загрязнения, заложены экспериментальные исследования с ячменем, определена роль древесно-кустарниковых насаждений в поглощении пылевых выбросов с поверхности хвостохранилища

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ общим объемом 2 п л, в том числе одна — в журнале, находящемся в списке изданий, рекомендованных ВАК

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы, формируются цель и задачи исследования, определяется его научная новизна, раскрывается практическая значимость полученных результатов, определяются выносимые на защиту основные положения диссертационной работы В первой главе «Степень изученности вопроса» (краткий обзор литературы) приведен обзор литературных источников о влиянии тяжелых металлов на-загрязнение окружающей среды Исследованиями многих ученых (Глазовская, 1988, Розанов,

1984, Ког да, 1985, Одум, 1986, Перельман, 1998, Степановских, 2001 и др) установлено, что поступление тяжелых металлов в окружающую среду приводит к образованию биохимических циклов, связанных с антропогенной деятельностью

К наиболее токсичным загрязняющим веществам отнесены Pb, Со, Си, Zn, Ni, Cd, Ci, Hg Часть тяжелых металлов относится к микроэлементам (Fe, Со, Си, Zn, Мп), в малых количествах они являются необходимыми для живых организмов, недостаток или превышение какого-нибудь из этих элементов приводит к нарушению нормальной жизнедеятельности организмов Вопросам изучения тяжелых металлов как поллютантов окружающей среды посвящены многочисленные работы как отечественных, так и зарубежных исследователей (Алексеева - Попова, 1990, Ганиятуллина, 1996, Щербакова, Протасовой, Беляева, 2000, Воривохина, 1998, Lehn Н , 1982, Reiner Sch, 1994 и др )

Устаьовлено, что основной путь поступления металлов в атмосферу связан с переносом их ветром в виде газов и аэрозолей с последующим накоплением их в почве, растениях, водоемах С удалением от источников загрязнения отмечается уменьшение концентраций тяжелых металлов в атмосферном воздухе, вследствие чего зона их интенсивного воздействия, в которой отмечается превышение ПДК, сравнительно невелика Накапливаясь в почве и воде в больших количествах, тяжелые металлы способны изменять их некоторые свойства, в первую очередь биологические, что приводит к изменению флоры и фауны в сторону уменьшения Основная масса тяжелых металлов концентрируется в верхнем слое почвы, наземных и корневых частях растений, после отмирания которых металлы снова поступают в почву Тяжелые металлы сокращают популяции полезных микроорганизмов и более активно проявляются на малопродуктивных землях Изучено, что почвы выступают в роли фильтра на пути аэрального потока тяжелых металлов в ландшафты Педосфера регулирует массопотоки элементов посредством системы равновесий и взаимопереходов между различными их формами В этом процессе принимают участие практически все компоненты почвенного поглощающего комплекса, но их роль в каждом конкретном случае различна (Муха, 2004) Осговную роль в закреплении металлов в почве играет органическое вещество, глинистые минералы и гидрооксиды железа и марганца Гумусовые вещества фиксируют тяжелые металлы путем специфической и неспецифической адсоэбции, которая осуществляется при переходе металла в раствор по механизму ионного обмена, в ее основе лежат силы электростатического взаимодейств! [я Основная роль в фиксации тяжелых металлов принадлежит гуминовьш кислотам При антропогенных загрязнениях тяжелые металлы аккумулируются прежде всего в верхнем 5-10 см слое почвы

Растения — чуткие индикаторы состояния экологической среды Тяжелые металлы накапливаются в них не только из почвы, но также из воздуха Существует дб а основных пути поступления тяжелых металлов в растения корневой и фолиарный (через листья) Наибольшее поступление тяжелых металлов в растения осуществляется путем адсорбции корнями растений, скорость поглощения которых корнями положительно коррелирует с их доступным :апасом в почве Тяжелые металлы, поглощенные листьями, перемещаются по растению Избыточное количество их откладывается в корнях Какая-то часть их выделяется вместе с трансформируемой влагой на поверхность листьев и смывается водой Растительный покров является своеобразным барьером (механическим и биохимическим) на пути техногенного

потока тяжелых металлов Интенсивность трансформирующего влияния определяется в первую очередь площадью листовой поверхности, а также количеством биомассы и характером её пространственного размещения В этой связи, создание в санитарно-защитных зонах (техногенных ландшафтах) лесозащитных насаждений является основным мероприятием по снижению эрозионных процессов и распространению техногенной пыли Поступление техногенных тяжелых металлов в поверхностные водотоки происходит непосредственно как из атмосферы, так и с поверхностными и грунтовыми водами Наиболее интенсивно техногенные металлы, выпавшие на поверхность в зимний период, поступают в поверхностные воды в процессе снеготаяния Тонкая взвесь в водах поверхностных водоёмов по химическому составу ближе к составу пыли, накапливающейся в снеге, чем к илистой фракции верхних горизонтов почв В условиях Курской области в маловодные годы, 60-100 % элементов в поверхностных водах составляют элементы из снежного покрова В процессе снеготаяния тяжелые металлы активно переходят из толщи снежного покрова в почву и сопредельные среды

Существенное влияние на концентрацию тяжелых металлов в водах рек и водохранилищ оказывают донные отложения Концентрация металлов в донных осадках, как правило, превышают таковые в почвах водосбора, особенно при тяжелом гранулометрическом составе последних Между водной толщей и донными отложениями существует подвижное равновесие концентрации тяжелых металлов, десорбция последних может быть вызвана изменением окислительно-восстановительных и кислотно-щелочных условий, деятельностью микрофлоры по разложению органики и т п

Тяжелые металлы активно участвуют в метаболизме высших растений и соответственно по пищевым цепям в жизнедеятельности консументов Избыток тяжелых металлов влияет на животный и растительный мир как прямым, так и косвенным способом. Косвенное влияние проявляется на их жизнедеятельности, подавлении полезной микрофлоры, снижении продуктивности и качества продукции

Прямое влияние тяжелых металлов на организмы проявляется в виде угнетения роста, возникновения болезней, изменения морфологических признаков, корликовости и т д

По величине абсолютного содержания в растениях микроэлементы располагаются в следующем порядке Ре>Мп>В>2п>Си>Мо>Со В условиях функционирования Михайловского ГОКа значительное антропогенное воздействие на природные ресурсы оказывает хвостохранилище отходов обогащения железа МГОКа, с поверхности которого распыляется громадное количество загрязняющих веществ, в том числе и тяжелых металлов

Во второй главе «Объекты, методика и условия проведения исследований» приведены основные природно-территориальные составляющие Железногор-ского района Курской области Отмечено, что землепользование района находится в северном агроклиматическом районе Курской области и составляет 98754 га Рельеф местности, являясь элементом природного ландшафта, оказывает различные условия для почвообразовательного процесса и распространения почв на поверхности Основным типом почв Железногорского района являются серые лесные почвы, образованные на лессовидных суглинках

На территории Железногорского района расположено Михайловское железорудное месторождение, на базе которого функционирует Михайловский

горнообогатительный комбинат. Месторождение приурочено к северозападной полосе магнитных аномалий КМА и образованию так называемым рудным узлом шириной 2,5 км и протяженностью 6,5 км. Геологическое строение Михайловского месторождения приведено на рис. 1.

Рис. 1. Геологическое строение Михайловского месторождения:

1 - известково-песчано-глинистые отложения осадочного чехла; 2 - кварц-серицитовые сланцы, метапесчаники нижнего протерозоя; 3 - мггнетитовые, гематит-магнетитовые и гематитовые кварциты четвертой пачки; 4 - гематит-магнетитовые и магнетит-гематитовые кварциты третьей пачк и; 5 - магнетит-гематитовые кварциты второй пачки; 6 - карбонатно-магн гтитовые и магнетитовые кварциты первой пачки; 7 — углистые кварц-хлорит-серицитовые сланцы стойленской свиты курской серии; 8 - богатые железные руды; 9 - окисленные железистые кварциты; 10 - оси складчатых структур; 11 - контур карьера на 01.01.06 г.; 12 — проектный контур карьера; 13 - перспективный контур карьера; 14 - скважины и их номера.

Данные геологического строения свидетельствуют о том, что железорудная толща месторождения сложена различными отложениями осадочного чехла и образована породами различного геологического возраста. Добыча железной руды осуществляется открытым способом, глубина карьера в 2006 году достигла отметки свыше 300 м. Запасы железной руды оцениваются 309,6 млн. т, неокисленных железистых кварцитов - 16533,8 млн.т, окисленных железистых кварцитов - 4995,7 млн. т.

Полная отработка месторождения может обеспечить добычу более 10 млрд. т пэлезного ископаемого. Предпологается добычу железной руды на Михайлов :ком железорудном месторождении закончить через 250 лет после начала егс освоения. Для равномерного распределения хвостов при намыве и повышении количества оборотной воды хвостохранилище разделено перемычками на три отсека, которые оборудованы водоперепускными руслами. Для проведения исследований на прилегающей к Михайловскому железорудному карьеру было отобрано 39 почвенных образцов на расстоянии до 25 км

от карьера, в образцах определяли валовое содержание 34 химических элементов, концентрации которых удалось определить и они отличались от нулевых значений.

Для определения содержания тяжелых металлов, накапливающихся в почве, растениях и талой воде, выделялись пробные площадки по координатной сетке с равными расстояниями от источника загрязнения. Анализ на содержание металлов проводился по 9 элементам: железу, меди, кадмию, марганцу, кобальту, хрому, свинцу и цинку. Общую загрязненность природных ресурсов характеризует валовое количество тяжелых металлов. Обследовалось 12 точек на расстоянии от хвостохранилища 50 м; 500 м; 1000 м; 2000 м; 3000; 4000; 5000; 6000; 7000; 8000; 9000 и 10000 м (рис.2).

• - точка отбора почвенных проб

Рис. 2. Схематическое расположение хвостохранилища Михайловского ГОКа

Кроме того было проведено 5 почвенных разрезов типичных серых лесных почв на расстоянии 500 м; 2000; 4000; 6000; 8000 м от хвостохранилища. Почвенные разрезы закладывались в наиболее типичных местах, что позволило изучить полный профиль почв с вскрытием всех горизонтов до глубины 1,7 м.

На остальных точках были проведены прикопки почвы на глубину 50 см, для этого использовали тростевой бур типа ВП - 25-15. Пробы, отобранные для анализа, высушивали до воздушносухого состояния, удаляли включения (не-разложившиеся корни и растительные остатки, камни), измельченные пробы хранили в бумажных пакетах. Перед взятием навески почву тщательно перемешивали и высыпали на ровную поверхность, распределяли слоем не более 1 см и отбирали пробу на анализ из пяти точек

Содержание гумуса в почве определяли по методу Тюрина согласно ГОСТ 262130-91 подвижного фосфора и обменного калия - по Чирикову в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26204-91), реакцию почв определяли потенциомет-рическим методом Анализ растительного материала проводили по методикам Ягодина и др (1987), Кауричева( 1986)

Морфологические признаки почв описывали по Розанову (1970). При этом во внимание принималась роза ветров, рельеф местности, растительный покров и другие факторы (ГОСТ 17 4 306 - 86)

Листьл деревьев в полезащитных полосах отбирались в нижней части кроны на расстоянии вытянутой руки со стороны, обращенной к хвостохранилищу. Листья березы отбирались в сухой период (июль) Определяли площадь 100 листьев, затем смывали пыль, выпаривали и устанавливали массу пыли

Образцы снега отбирали снегоотборником в конце февраля, четырехкратной повтсрности, недалеко от точек отбора почв, удаленных на разное расстояние от хвостохранилища

Полевые, камеральные и аналитические работы по отбору, описанию, анализу почв и растений выполнялись согласно инструкции по обследованию территории и общим требованиям по отбору проб при загрязнении (ГОСТ 17 4 3 01 — 83; СТСЭВ - 3847-82) Лабораторные исследования проводили общепринятыми методами (Аринушкина, 1983) Анализ тяжелых металлов исследовали методом атомно-адсорбционной спектрофотометриина AAS - 30 в лабораториях ВНИИ и ЗПЭ и ООО «Центра экологических анализов и расчетов» г Курска

Биоло! ическая активность микроорганизмов определялась по общепринятой методике (Шильникова, Переверзева, 1987) Вегетационные опыты закладывались в оранжерее Курской ГСХА в соответствии с общепринятой методикой (Методика ,1967) Повторность в опытах пятикратная Экспериментальные данные обработаны статистически (Доспехов, 1985), с помощью программь Statistica 5 0 for Wmdows

Метеорологические условия в годы проведения исследований незначительно о гличались от средних многолетних и в основном были благоприятными для произрастания растений и формирования продуктивности агроценозов

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Источники загрязнения почв растительного покрова в зоне функционирования Михайловского ГОКа

В зоне функционирования Михайловского ГОКа были проведены исследования л о установлению источников загрязнения атмосферы и почв. Взрывные работы приводят к образованию пылевого облака и при скорости

ветра 3 м/с, пыль выпадает в пределах 5 км, а основная ее масса осаждается в пределах 3-4 км от места взрыва Основное количество пыли выпадает вблизи карьера (400-500 мг/м ) За год выпадает до 1000 кг/га, что соизмеримо с количеством пыли, поступающей на поверхность земли в самых запыленных городах Кроме карьера с его периодическими выбросами пыли в атмосферу после взрывов, на территории МГОКа происходят неорганизованные выбросы пыли, прежде всего от хвостохранилища, поставляющие до 50 % всего количества выбросов

Загрязнение атмосферы и почвенного покрова происходит еще от целого ряда других источников. В первую очередь это последствия глобального загрязнения атмосферы после Чернобыльской катастрофы и связанного с ней трансграничного переноса загрязняющих веществ, попадающих на поверхность почвы при выпадении жидких и твердых атмосферных осадков. К глобальному загрязнению добавляется загрязнение от выбросов других предприятий и жилищно-коммунальной сферы, особенно в период зимнего отопительного сезона, когда кислотность атмосферных осадков резко возрастает, а при сжигании угля и мазута образуются десятки опасных загрязняющих веществ Большое количество загрязняющих веществ (более 200) поступает в атмосферу и почвенный покров от автомобильного транспорта. Кроме того, свой вклад в загрязнение почвенного покрова вносит агропромышленный комплекс, при внесении минеральных, органических удобрений и пестицидов В результате различных химических загрязнителей происходит синергизм, усиливающий их негативное воздействие на окружающую среду.

Таким образом, в атмосферу, а через нее и в почвенный покров Железно-горского района поступает большое количество разнообразных загрязняющих веществ от десятков локальных, региональных и глобальных источников.

Для оценки загрязнения почвенного покрова тяжелыми металлами в зоне функционирования МГОКа образцы отбирали на пашне, на нераспахиваемых участках, в лесу и на лугах, в том числе в поймах рек и ручьев, а также в карьере МГОКа Анализ проб проводился с помощью гамма-спектрометрического анализа

Результаты определения свидетельствуют о том, что следствием регионального техногенного загрязнения почв района МГОКа можно выделить следующие тяжелые металлы Ре, Мп, N1, Си, РЬ, Содержание остальных элементов не превышает ПДК их фонового содержания в серых лесных почвах

Характеристика хвостохранилища Михайловского ГОКа

Хвостохранилище обогатительной фабрики Михайловского ГОКа - одно из крупнейших в России по площади и объему Площадь земельного отвода 22,5' км . Объем ежегодно складируемых хвостов обогащения железистых кварцитов составляет более 12 млн м3, объем хвостов, уложенных с начала эксплуатации - 284,3 млн м Хвостохранилище намывного типа, 2 класса опасности, представляет собой естественную емкость, образованную плотиной в русле реки Песочной и ограждающими дамбами по берегам Общая длина ограждающих дамб и головной плотины - более 19 км.

Полезная площадь хвостохранилища Михайловского ГОКа составляет 1535 га и представляет окаймленную дамбой пониженную территорию (рис 3)

Рис.3. Схема складирования хвостов

Субстрат хвостохранилища характеризуется слабощелочной реакцией среды (рН от 7,2 до 7,6), невысокой гидролитической кислотностью от 0,35 до 0,52 мг жв./ЮО г. Сумма обменных оснований до 3,6 мг-экв./ЮО г. Содержании калия высокое (32,2 мг/100 г), следы органического вещества, азота и фосфора. Валовой состав отходов обогащения имеет ряд особенностей в сравнена и с таковыми в зональных серых лесных почвах. Количество железа в отходах эбогащения достигает 37,4 %, что в 10 раз больше, чем в зональных почвах ('.1,2 %), содержание кремния - 58,2 %.

Характеристика субстрата хвостохранилища

Отходы обогащения являются побочным продуктом горно-обогатитгльного комбината Михайловского ГОКа и имеют свои особенности. Так, например, на МГОКе в технологическом цикле комбината перерабатываемый рудный материал подвергается следующим воздействиям: дроблению горной породы в шаровых мельницах; сепарации измельченного материала с извлечением магнитного железа; гидравлической транспортировки и укладки шламов 11 понижения рельефа. Состав отходов обогащения формируется в результате поступления шламов от магнитной сепарации, слив дешламаторов, гидроциклонов и хвостов флотации.

Исследования гранулометрического состава промежуточной зоны хвостохранилища Михайловского ГОКа подтверждают тенденцию дифференциации частиц при гидроскладировании отходов обогащения (табл.1).

Из данных таблицы видно, что в верхнем слое промежуточной зоны поступают частицы субстрата размером 0,05-0,01 мм, способные к дефляции.

На химические свойства субстрата хвостохранилища значительное влияние оказывает минералогический состав.

В крупных фракциях отходов обогащения он представлен кварцем до 49,3%. Эго наиболее устойчивый к выветриванию минерал. Здесь присутствует групга рудных минералов: гематит (23,4%), магнетит (4,7%), а также слюды, гмфиболы. Они легко поддаются выветриванию и содержатся в небольшом количестве в виде мелких кристаллов. Так, если в фракции I - 0,25 мм содержание щелочных амфибол 5,4%, а слюд-8,2%, то в илистой фракции они составляют уже 6,5% и 23% соответственно.

Оснсву илистой фракции в отходах обогащения составляют слюды и мел-кораздро зленный кварц. Именно это обстоятельство, а также небольшое содержа? ие илисто-коллоидной фракции определяет неблагоприятные физико-химические, водно-физические и агрохимические свойства отходов

Таблица 1 Гранулометрический состав отходов обогащения хвостохранилища МГОКа, %

Глубина отбора образца, см Диаметр частиц, мм

1 0,5 0,25-0,005 0,05-0,01 0,1-0,05 0,05

Зона выпуска Промежуточная зона Зона выпуска Промежуточная зона Зона выпуска Промежуточная зона Зона выпуска Промежуточная зона Зона выпуска Промежуточная зона

0-20 21,32 0,60 68,44 6,93 7,82 77,54 2,21 10,62 0,21 4.31

20-40 15,45 0,12 62,30 18,65 12,53 64,72 2,33 6,43 7,39 10,08

40-60 16,02 0,07 70,28 6,71 8,64 78,24 1,38 7,63 3,68 7,35

60-80 17,52 0,23 73,22 20,40 5,73 69,53 0,84 3,25 2,69 6,59

80-100 7,53 0,08 77,74 33,13 8,62 52,68 1,12 6,92 4,69 7,19

Среднее значение 15,57 0,22 70,40 17,16 8,67 69,54 1,53 6,9 3,79 7,10

обогащения В связи с чем, отходы обогащения не способны создавать и удерживать достаточное количество влаги для произрастания растений в условиях действующего хвостохранилища, его поверхность является мертвым субстратом не обеспечивающим прорастание семян растений

Общая характеристика серых лесных почв, прилегающих к хвостохранилищу

Наибольшее распространение в зоне функционирования хвостохранилища Михайловского ГОКа получили серые лесные почвы, которые характеризуются наличием в поглощающем комплексе обменных катионов водорода и кислой реакцией, невысоким содержанием органического вещества, заметным признаком оподзоленности, слабокислой реакцией и благоприятным водным, воздушным и пищевым режимом. Анализ физических свойств почв показал, что плотность сложения верхнего гумусового слоя (0-36 см) составляет от 0,97 до 1,45 г/см, плотность твердой фазы от 2,60 до 2,66 г/см С глубиной эти показатели соответственно возрастают до 1,68 и 2,71 г/см .

Агроэкологические свойства серых лесных почв, прилегающих к хвостохранилищу МГОКа, свидетельствуют о том, что содержание гумуса в слое 036 см составляет 2,78 %, реакция среды слабокислая (рН-5,6), сумма обменных оснований 20,0 м/экв/100 г, количество подвижных элементов питания аота,

Босфора и калия невысокое и составляет соответственно 99,9 мг/кг, 90,5 и 12,0 мг/кг. С глубиной количество гумуса и элементов питания резко убывает и в слое более 115 см количество гумуса составляет 0,60 %, азота, фосфора и калия соответственно до 3,3 мг/кг, 9,1 и 91,2 мг/кг

Таким образом, физические и агрохимические свойства почв, прилегающих к хвостохранилищу МГОКа, практически не отличаются от свойств серых лесных почв Железногорского района

Биологические свойства почв, прилегающих к хвостохранилищу

Процесс почвообразования во многом определяется деятельностью живого веществе, в его развитии принимают непосредственное участие самые различные группы живых организмов Среди них наибольшее значение имеют микроор ^анизмы, имеющие широкое распространение в природе.

Микроорганизмы встречаются в воздухе, воде, пустынях, глубинах морей и океанов и тд Особенно широкое распространение микробы имеют в почве Здесь распространены целлюлозоразлагающие, азотфиксирующие, аммонифицирующие, нитрифицирующие, денитрифицирующие и множество других видов микроорганизмов (бактерий, грибов, актиномицетов и т д ) Почва является ед!-нственной природной средой, где для нормального их развития существуют все необходимые условия (Аристовская, 1980, Емцев, Мишустин, 1993, Виноградский, 1952, Красильников, 1958)

В 1 I серых лесных почв содержится более 500 млн бактерий, масса которых достигает 1 т/га Наибольшее количество микроорганизмов сосредоточено в верхне ч слое почвы, где находится основная масса корней, выделяющих во внешнюю среду различного рода органические соединения, служащие хорошим источником питания для микроорганизмов Чем богаче почва, тем больше содержи"ся в ней микроорганизмов (Мишустин, 1975, Костычев, Аристовская, 1980, Зв» гинцев, 1989)

Основную роль в разложении растительных остатков, состоящих в основном из клетчатки (>80%), выполняют целлюлозоразрушающие бактерии Биохимический процесс распада целлюлозы происходит как в аэробных, так и в анаэробных условиях Результаты определения биологической активности почв приведены в таблице 2

Таблица 2 Целлюлозоразрушающая активность микроорганизмов серых лесных почв, при разном удалении от хвостохранилища Михайловского ГОКа (среднее за 2004-2006 гг )

Ра .стояние от хвостохранилища, м Степень разложения клетчатки, % Среднее, % Отклонение к контролю, %

2004г 2005 г 2006 г

50 (сонтроль) 1,4 5,9 3,7 3,7 100,0

500 5,9 10,7 6,5 7,7 208,1

1000 9,6 19,8 12,9 14,1 381,0

2000 12,5 23,5 18,2 18,1 489,2

3000 12,9 23,4 21,1 19,1 516,2

4000 13,2 25,5 21,3 20,0 540,5

5000 13,4 25,9 21,4 20,2 545,9

6000 13,4 26,0 21,3 20,2 545,9

НСР 0,7 3,6 3,0

Анализ данных таблицы свидетельствует о том, что целлюлозоразрушающая активность микроорганизмов в почве заметно отличалась в зависимости от расстояния до хвостохранилища и климатических особенностей года Как отмечает (Мишустин, 1993, Теппер, Звягинцев, 1989) одним из важнейших экологических факторов активности микроорганизмов является наличие влаги в почве Наибольшая активность микроорганизмов проявляется при 60% полевой вла! оемкости, в связи с чем, наиболее благоприятными летними

периодами оказались 2005 и 2006 годы, в период нахождения клетчатки в почве (июнь) количество выпавших осадков соответственно составило 92 и 93 мм Менее благоприятным оказался вегетационный период 2006 года, 2003-2004 гг., где соответственно в этот период выпало 36 и 53 мм осадков

По нашему мнению, другим фактором, сдерживающим активность микроорганизмов, явилось загрязнение почвенного покрова пылевыми выбросами субстрата с поверхности хвостохранилища Как отмечает Стифеев, Головасти-кова, 1999, Харламова, Заломихин, 2005; Евдокимова, 1978 загрязнение почвенного покрова антропогенными выбросами приводит к резкому снижению биологической активности

Одним из индикаторов биологической активности почв является ферментативная активность, особенно наличие окислительно-восстановительного фермента - каталазы. Образование каталазы связано с деятельностью грибов и водорослей, а также корней высших растений Каталаза является не только внутриклеточным ферментом, она активно выделяется микроорганизмами в окружающую среду, обладает высокой устойчивостью, может накапливаться и длительно храниться в почве

Результаты наших исследований свидетельствуют о том, что активность почвенного микронаселения и содержание каталазы во многом зависит от загрязнения почв тяжелыми металлами В непосредственной близости к хвостохранилищу (50-500 м) биологическая активность целлюлозоразрушаю-щих микроорганизмов в среднем за 4 года соответственно составила 3,7-7,7 %, ферментативная активность каталазы - 2,3 см 0,1 М КМп04 на 1 г почвы за 20 мин По мере удаления от хвостохранилища биологическая и ферментативная активность возрастает и на расстоянии от хвостохранилища (5000 м) соответственно составила 20,2 %. Ферментативная активность каталазы 3,1 см 02 см 0,1 М КМп04 на 1 г почвы за 20 мин

Влияние хвостохранилища на содержание тяжелых металлов в почве, прилегающей к хвостохранилищу

Нашими исследованиями установлено, что прилегающая к техногенным ландшафтам территория подвергается геохимическому загрязнению в результате взрыва пластов кварцитов, дефляции с поверхности хвостохранилища и отвалов. Данные свидетельствуют о том, что рассеивание субстрата с поверхности хвостохранилища приводит к увеличению содержания в почве тяжелых металлов. Так, наблюдается превышение ПДК по меди от 1,6 до 8,9 раза, по кадмию 0,2 ПДК до 3,6 раза, по кобальту 4,6 раза, по никелю, цинку и свинцу отмечено незначительное превышение ПДК и составляет 0,5-0,3 Наибольшее превышение железа от его фонового содержания в серых лесных почвах составляет от 6 до 30 раз

При этом следует отметить, что наибольшее содержание тяжелых металлов наблюдается в почвах на расстоянии отбора образцов до 5000 м, при дальнейшем удалении от хвостохранилища их количество постепенно убывает Наибольшая концентрация тяжелых металлов отмечена в верхнем 0-10 см слое почвы Таким образом, результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что дефляция с поверхности хвостохранилища приводит к загрязнению почвенного покрова железом, медью, кадмием, кобальтом По содержанию никеля, цинка и свинца превышение ПДК в почвах незначительное Количество марганца и хрома в почвах находится ниже ПДК

Содержание тяжелых металлов в растениях

Определение тяжелых металлов (Си, Zn, Pb, Cd, N1, Fe, Co) нами проводилось в фитоценозе с преобладанием злаковых трав (Роа pratensis, Dactylis glomerata, Arrhenatherum elatius)

Результаты определения тяжелых металлов в злаковых травах свидетельствуют о том, что их содержание не превышает ПДК, за исключением железа, количество которого зависит от расстояния их произрастания от хвостохрани-лища Максимальное количество железа в растительной массе отмечено на расстоянии до 4000 м от поверхности хвостохранилища, где ПДК по железу превышав от 2,3 до 3,0 При последующем удалении от хвостохранилища содержа? ие валового железа в растениях резко убывает и на расстоянии 6000 м его количество не превышает ПДК.

Больной интерес для нас представляло определение продуктивности ячменя, произрастающего на почвах, удаленных от хвостохранилища на различное расстояние Урожай зерна ячменя в полевом мелкоделяночном опыте приведен в таблице 3

Таблица 3 Урожайность ячменя (ц/га) по вариантам опыта (2005-2006 гг)

Варианты опыта Годы Среднее за 2 года Отклонение от контроля

2004 2005 ц/га %

500 м (от хвостохранилища) 16,4 17,2 16,8 100

2000 18,0 19,2 18,6 2,4 110,7

4000 18,6 20,0 19,3 2,5 114,8

6000м(от хвостохранилища) 19,7 21,3 20,5 3,7 122,2

НСРо, 1,1 1,5

Данные таблицы свидетельствуют о том, что урожайность ячменя во многом зависела от места его произрастания Минимальная продуктивность ячменя в среднем за 2 года отмечена на варианте удаления от хвостохранилища на 500 м и составила 16,8 ц/га По мере удаления посевов ячменя от хвостохранилища урожайность зерна возросла, и максимальная продуктивность получена на варианте 6000 м от хвостохранилища и составила 20,5 ц/га Аналога ная закономерность проявилась и в вегетационных опытах

Таким образом, хвостохранилище Михайловского ГОКа является очагом загрязнения почвенного и растительного покрова Наибольшее количество валового железа в верхнем слое почв (0-10 см, 10-20 см) отмечено на расстоянии до 5 км от ложа хвостохранилища, затем наблюдается устойчивая тенденция по его уменьшению. Превышение ПДК по железу в зависимости от места отбора образцов составляет в почвах от 6 раз (10 км) до 30 раз (500 м), а в растениях до 3 ПДК Превышение ПДК по другим тяжелым металлам в почве колеблется от 0,2 ПДК по кадмию до 8,9 ПДК по меди

Дрсвесно-кустарниковые насаждения - как фактор подавления пылевых выбросов

Одним из перспективных приемов закрепления поверхности техногенных ландшафт ов является посадка на их поверхности древесно-кустарниковых насаждений Проведенные нами исследования по облесению техногенных

ландшафтов, отсыпанных вскрышными породами разного химического состава, следует считать облепиху крушиновидную (ШррорЬае гЬашпо^ез) Посадка облепихи с заглублением корневой шейки позволяет сформировать многоярусную корневую систему, обеспечивающую лучший рост и развитие саженцев На конвеерных отвалах МГОКа хорошими таксационными показателями характеризуется акация белая (ЯоЬииа рзеш1оасаст) На корнях этих культур поселяются актиномицеты, фиксирующие атмосферный азот, являющийся основным компонентом роста и развития растений

Древесно-кустарниковые насаждения обладают свойством поглощать пылевые выбросы, тяжелые металлы, создают микроклимат, оздоровляют окружающую среду и т д

В этой связи, мы провели исследования по определению количества пыли, осаждающейся на поверхности листьев березы Нами определялась площадь 100 листьев березы, накопление пыли на листьях и содержание тяжелых металлов в почвах под деревьями На глубине 10 см непосредственно под насаждениями и на расстоянии 25 м от лесополосы, в противоположном от хвостохранилища направлении Полезащитные лесные насаждения были удалены на расстоянии 3100 и 10200 м от хвостохранилища Расположение лесных полос было перпендикулярно розе ветров В почвенных образцах определяли Ре, N1, Со, Мп, ¿п, Са, РЬ, Си Для контроля была взята лесная полоса, расположенная на расстоянии 10200 м от хвостохранилища

Данные определения показывают, что площадь листовой поверхности у березы, произрастающей на расстоянии 10200 м от хвостохранилища, составила 1759,8 см , а количество пыли, осажденной на поверхности листьев, составило 0,23 г Количество тяжелых металлов находилось в пределах ПДК

На втором варианте (удаление от хвостохранилища на расстоянии 3100 м) отмечается уменьшение площади листовой поверхности до 1487,5 см , но количество пыли на листовой поверхности увеличилось до двух раз в сравнении с контрольным вариантом Содержание тяжелых металлов в образцах почв также увеличилось Превышение по железу составило свыше 30 раз в сравнении с контролем Изменилась реакция среды с 5,7 (на контроле) до 6,2 на втором варианте Определение тяжелых металлов в почвах, отобранных на расстоянии 25 м за лесополосой (2-ой вариант) показало, что их содержание уменьшилось, в сравнении с таковыми под лесными насаждениями Количество валового железа в почве незначительно превышало его фоновое содержание

Таким образом, древесно-кустарниковые насаждения являются надежным барьером подавления пылевых выбросов, поступающих в атмосферный воздух с поверхности хвостохранилища, что позволит улучшить состояние окружающей среды, в зоне влияния загрязняющего объекта

Содержание тяжелых металлов в талой воде, иле и воде хвостохранилища

Одним из значимых показателей загрязнения окружающей среды является накопление тяжелых металлов в снежном покрове Пылевые частицы го атмосферного воздуха оседают постепенно на поверхность снега и в условиях длительного нахождения снега (декабрь-март) можно определить количество загоязнителей поступивших за этот период Образцы снега нами отбирались в 2003-2005 гг. в конце февраля Результаты исследований приведены в таблице 4

Таблица 4 Содержание тяжелых металлов в талой воде (снеге), мг/л (среднее за 2003-2005 гг)

Варианты Бе Си Сс1 Мп N1 Со Сг РЬ Ъп

50 м 90 45 1,5 следы 10 следы 90 следы 79

500 м 50 50 3 следы следы следы 110 следы $7

1 км 70 40 4 следы следы следы 100 следы ЙЗ

2 км 50 40 1 следы следы следы 60 следы 37

3 км 50 50 2 следы 10 следы 60 следы 43

4 км 50 50 2 следы следы следы 40 следы 27

5 км 40 40 2 следы следы следы 40 следы 27

6 км 40 40 1,5 следы следы следы 40 следы 30

7 км 40 30 2 следы следы следы 50 следы 29

8 км 40 30 2 следы следы следы 60 следы 17

9 км 40 20 2 следы следы следы 60 следы 16

10 км 40 30 2 следы следы следы 50 следы 19

ПДК 3,0 1 0,1 следы 0,1 0,01 10 0,1 10

Установлено, что максимальное накопление тяжелых металлов в талой воде отмечено в основном в зоне до 4 км, затем наблюдается их постоянное снижени; Сравнивая количество воды с ПДК «Вода питьевая», следует отметить, что практически во всех образцах обнаружены значительные отклонения по содер канию тяжелых металлов в талой воде Их превышение с показателями ПДК «Вода питьевая» составило для меди - 50 раз, кадмия - 40, никеля -10, эфома -11, цинка - 8,7 раза

Исследование данных ила в хвостохранилище показало, что содержание валового железа в нем составляет 9847 мг/кг

Эколого-статистическое моделирование

Нами проводилось статистическое исследование уровня загрязненности, измеряете по ежегодному увеличению накопления железа в почве (в течение шести лег) на различных расстояниях от карьера (от одного до 10 км с градацией один км) При этом использовались экологические функции -однофаюорные уравнения регрессии, устанавливающие темпы изменения загрязненности на различных расстояниях от карьера в зависимости от временнсго периода

Проведенный анализ показывает, что на всем интервале удаленности от хвостохр.шилища на расстоянии от одного до 10 км, загрязненность железом ежегодно возрастает, так как все уравнения регрессии, построенные по данным о концентрации железа на различных расстояниях в зависимости от номера года в рядах динамики, являются линейными функциями, выражающими трямо пропорциональную зависимость между изучаемыми показате/ ями

Как показывает статистический анализ, построенные нами экологические зависимости являются значимыми и достоверными

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1 В условиях добычи железной руды открытым способом на Михайловском железорудном месторождении КМА выбрасывается громадное количество пыли, объем которой достигает до 1000 кг/га Загрязнение окружающей среды отмечается в зоне 0-10 км от карьера

2 Наибольшее распространение в зоне функционирования хвостохрани-лища Михайловского ГОКа получили серые лесные почвы, которые по физическим и агрохимическим свойствам не отличаются от свойств серых лесных почв Железногорского района

3 В зоне влияния хвостохранилища МГОКа ареал техногенного загрязнения простирается до 10 км, где происходит постепенное ожелезнение почв, накопление валового железа в растениях и воде.

4. Накопление тяжелых металлов в верхнем (0-10 см) слое почв зависит от расстояния до хвостохранилища и оказывает значительное влияние на биологическую активность почв Так, наименьшее разложение целлюлозы (3,77,7 %) и активность каталазы - 2,3 см отмечено на расстоянии 50-500 м от источника загрязнения При дальнейшем удалении от хвостохранилища (5000 м) биологическая активность соответственно возрастает до 20,2% и 3,1 см

5 Наибольшее количество тяжелых металлов в серых лесных почвах отмечается на расстоянии 5 км от источника загрязнения. При этом превышение ПДК по меди составляет 8,8 раза, по кадмию- 3,6; по кооальту-4,6, по железу более 30 раз. По остальным элементам: марганцу, хрому, никелю, цинку и свинцу превышение ПДК незначительное

6 Наколнение валового железа отмечено в злаковых травах (Роа pratensis, Dactyhs glomerata, Arrhenatherum elatius), произрастающих в зоне влияния хвостохранилища Содержание Си, Zn, Pb, Ni, находятся в пределах ПДК

7 Продуктивность ячменя в полевых мелкоделяночных и вегетационных опытах во многом определялась расстоянием от источника загрязнения Минимальная продуктивность зерна ячменя (16,8 ц/га) получена на расстоянии 500 м, максимальная - 20,5 ц/га на расстоянии 6000 м от хвостохранилища.

8 Полезащитные лесные полосы эффективно снижают загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами На 100 листьях березы, произрастающей на расстоянии 3100 м от хвостохранилища осаждается за сутки 23 г пыли, площадь их составляет 1487,5 см . На удалении от хвостохранилища до 10200 м увеличивается площадь 100 листьев до 1759,8 см и снижается количество пыли в два раза (Н2) В условиях загрязнения окружающей среды хвостохранилища древесно-кустарниковые насаждения следует рассматривать как один из важнейших фитофильтров, улучшающих состояние природных ресурсов

9 Содержание тяжелых металлов в талой воде (снеге) прослеживается на расстоянии до 5 км При этом накопление тяжелых металлов в сравнении с питьевой водой составило для меди 50 раз, кадмия-40, никеля-10, хрому-11, цинка-8,7 раз. В донном иле хвостохранилища содержание валового железа достигает 9847 мг/кг

10 Построенные нами эколого-статистические функции закономерностей загрязненности ландшафта в зоне функционирования хвостохранилища свидетельствуют о том, что на всем интервале удаленности от источника дефляции (1-10 км) загрязненность валовым железом ежегодно возрастает

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1 В агроценозах ООО «Восход», прилегающих к хвостохранилищу Михайловского ГОКа следует выращивать сельскохозяйственные культуры на технические цели (сахарная свекла, ячмень)

2 Мих Шловскому горно-обогатительному комбинату по периметру хво-стохранилища создать защитные древесно-кустарниковые насаждения из лиственных пород облепиха, береза, ива, акация, тополь, рябина

3 Комитету природных ресурсов г Железногорска организовать проведение мониторинга на территории, загрязненной отходами субстрата хвостохранилища

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1.Фил1 чаков, Ю.В. Влияние хвостохранилища Михайловского ГОКа КМА на почвенный и растительный покров / Ю.В. Фильчаков, А.И. Стифеев // Аграрная наука - 200 7. - №9. - С. 8-10.

2 Стифеев, А И Ресурсосберегающие технологии рекультивации нарушенных земель КМА / А И Стифеев, Е В Герасименко, Ю В Фильчаков, Н С Зубкова // Агроэкологические проблемы Центрального Черноземья мат-лы всеросс науч - практ конф в 2-х частях Ч 1-Курск Изд-во КГСХА, 2004 -С 118-120

3 Фил1 .чаков, Ю В КМА - как источник геохимического загрязнения территории Курской области / Ю В Фильчаков // Проблемы развития сельского хозяйства Центрального Черноземья мат-лы всеросс науч -практ конф в 2-х частях Ч 1 - Курск Изд-во КГСХА 2005 - С 7-9

4 Фильчаков, Ю В Состояние почвенного и растительного покрова в зоне функционирования хвостохранилища Михайловского ГОКа / Ю В Фильчаков // Проблемы развития се 1ьского хозяйства Центрального Черноземья мат-лы всеросс науч - практ конф в 2-х гастях Ч 2 - Курск Изд-во КГСХА 2005 - С 114-119

5 Фильчаков, Ю В Вопросы деградации, охраны и восстановления плодородия почв / Ю В Фильчаков // Экология Центрально-Черноземной области Российской Федерации -Липецк Липецкий эколого-гуманитарный ин-т, 2005 -№1 С 19-22

6 Стифеев, А И Хвостохранилище Михайловского ГОКа - источник загрязнения природных ресурсов / А И Стифеев, А А Стифеев, Ю В Фильчаков, О В Бабенко // Экология Центрально-Черноземной области Российской Федерации - Липецк Липецкий эколого-гуманитарный ин-т, 2005 -№2 - С 114-116

7 Стиф ;ев, А И Облесение - оптимальное направление биологической рекультивации техногенные ландшафтов КМА / А И Стифеев, А А Стифеев, М И Лукьянчикова, В Г Егоров, Ю Е Фильчаков // Экология фундаментальная и прикладная мат-лы межд науч -практ конф - Екатеринбург изд-во Урал ун-та, 2005 - С 324-326

8 Фильчаков, Ю В Основные направления по снижению отрицательного влияния хвостохрат лища ГОКа на природные ресурсы / Ю В Фильчаков // Проблемы развития аграрного сектора региона мат-лы всеросс науч - практ конф в 3-х частях 4 2-Курск КГС <А, 2006 - С 157-159

9 Бессо -юва, Е А Железорудные комплексы КМА и их влияние на окружающую среду региона / Е Л. Бессонова, А И Стифеев, Ю В Фильчаков // Проблемы экологии и экологической безопасности Центрального Черноземья Российской Федерации мат-лы всеросс науч - практ конф - Липецк Липецкий эколого-гуманитарный ин-т, 2006 - С 75-78

Формат 60x84 1/16 Бумага для множительных аппаратов Печать на копировальном аппарате КГСХА Уел печ л 1,0 Уч -изд л 1,0 Тираж 100 экз

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Фильчаков, Юрий Владимирович

I. Степень изученности вопроса (краткий обзор литературы)

1.1. Тяжелые металлы как загрязняющие вещества.

1.2. Миграция тяжелых металлов в почвах.

1.3. Миграция тяжелых металлов в растениях.

1.4. Поступление тяжелых металлов в поверхностные воды.

1.5. Влияние тяжелых металлов на метаболизм высших растений.

II. Объекты, методика и условия проведения исследований

2.1'. Характеристика территории расположения объектов Михайловского ГОКа.

2.2. Краткая характеристика Михайловского ГОКа.

2.3. Методика исследования.

2.4. Климат и метеорологические условия.

III; Результаты исследования

3.1. Источники загрязнения почв и растительного покрова в зоне функционирования Михайловского ГОКа.

3.2. Характеристика хвостохранилища Михайловского ГОКа.

3.2.1. Характеристика субстрата хвостохранилища.

3.3 Характеристика серых лесных почв, прилегающих к хвостохранилищу Михайловского ГОКа

3.3.1. Условия почвообразования серых лесных почв.

3.3.2. Строение профиля, физические и химические свойства серых лесных почв.

3.3.3 Биологические свойства почв, прилегающих к хвостохранилищу МГОКа.

3.4. Влияние хвостохранилища МГОКа на содержание тяжелых металлов в почвах, прилегающих к хвостохранилищу.

3.5. Содержание тяжелых металлов в растениях, произрастающих в зоне функционирования хвостохранилища.

3.5.1 Мелкоделяночный опыт с ячменем.

3.5.2 Вегетационный опыт с ячменем.

3.5.3.Древесно-кустарниковые насаждения как фактор подавления пылевых выбросов.

3.6. Содержание тяжелых металлов в снежном покрове, воде и иле водохранилища.

IV. Эколого-статистические модели

4.1. Статистическое изучение динамических и территориально протяженных закономерностей уровня загрязненности территории, прилегающей к хвостохранилищу МГОКа.

Выводы.

Предложения производству.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Экологическое состояние природных ресурсов в зоне функционирования хвостохранилища Михайловского ГОКа КМА"

Актуальность проблемы: За последние 50 лет человеческая деятельность стала ведущим по значимости и масштабам экологическим фактором. Развитие промышленного и сельскохозяйственного производства приводит к трансформации природных циклов миграции элементов. Вещества, используемые в промышленности, чаще всего относятся к металлам, в том » , I > числе характеризующимся низкими кларками, в результате чего в агропромышленных регионах происходит «металлизация» ландшафтов. Наибольшие проявления этих процессов наблюдаются на территориях добычи и переработки минерального сырья, при функционировании электростанций, работающих на угле, урбанизированных городах и т.д. При. . этом экологический фактор проявляется на локальном и региональном уровнях, что в конечном итоге способствует возникновению глобальных экологических проблем.

В условиях Центральной лесостепи длительное время функционирует три крупнейших железорудных комбината (Михайловский, Лебединский и Стойленский), где добыча железной руды осуществляется открытым способом, который приводит к повышенной техногенной нагрузке и необратимым изменениям окружающей природной среды.

На смену естественным ландшафтам приходят искусственные техногенные ландшафты, представленные отвалами вскрышных пород, хвостохранилищами отходов обогащения горно-обогатительных комбинатов и другими промышленными объектами.

В результате водоотбора подземных вод в крупных центрах возмущения (г. Курск, Железногорск, Орёл, Брянск, Старый Оскол) образовалась обширная региональная воронка депрессии, которая взаимодействует между собой на гидропьезе + 160 м (Переверзев, 2005; Попков, 2005).

Исследованиями Харламовой, Заломыхиной (2005) установлено, что предприятиями по добыче железной руды на территории КМА выбрасывается 55 химических ингредиентов, 9 из них относятся к выбросам 1 и 2 класса опасности.

Значительное негативное влияние на окружающую среду оказывают отходы обогащения железистых кварцитов, объём которых на предприятиях КМА составляет около 50 млн. т/год. Транспортировка отходов обогащения осуществляется гидротранспортом с использованием дренажных вод. Вместе с водой в хвостохранилище поступают различные ингредиенты, • f ! , представленные кремнием (63 %), железом трёхвалентным (35 %), другие элементы (титан, марганец, кальций, фосфор, калий и т.д.) составляют 2%.

При подсыхании поверхности хвостохранилища образуются пляжные зоны, в результате дефляции происходит перенос в течение года свыше 200 т/га пылеобразных частиц (Муха, Стифеев, Прозоров, 1996), что приводит к загрязнению атмосферного воздуха, почвенного и растительного покрова, водных ресурсов. Поэтому изучение загрязнения природных ресурсов, прилегающих к территории хвостохранилища, имеет важное научное и практическое значение.

В данной работе излагаются результаты исследований по содержанию тяжёлых металлов в природных ресурсах, расположенных в прилегающей к хвостохранилищу территории.

Цель исследований: изучить экологическое состояние природных ресурсов, определить продуктивность ячменя и влияние древесно-кустарниковых насаждений на снижение содержания тяжелых металлов в зоне функционирования хвостохранилища МГОКа.

Для достижения поставленной цели нами решались следующие задачи:

- Определить источники загрязнения почв и растительного покрова в зоне функционирования Михайловского ГОКа.

- Изучить физические, агрохимические и биологические свойства почв и физико-химический состав отходов МГОКа, сбрасываемых в хвостохранилище.

- Выявить особенности накопления и распределения тяжёлых металлов в почвах, растительности, снежном покрове, иле в зоне влияния хвостохрани-лища.

- Определить продуктивность ячменя в почвах, загрязненных разным уровнем валового железа.

- Установить роль полезащитных древесно-кустарниковых насаждений в поглощении пылевых выбросов, поступающих с поверхности хвостохрани I I , < ' ' лища.

Научная новизна. Впервые, в условиях функционирования Михайловского ГОКа КМА изучено влияние хвостохранилища на накопление тяжёлых металлов в снежном покрове, почвах и растениях, прилегающих к территории хвостохранилища. Определена биологическая активность почв, загрязнённых разным уровнем валового железа. Впервые предложены мероприятия по улучшению экологической ситуации в зоне влияния хвостохранилища Михайловского ГОКа.

Практическая значимость работы заключается в том, что изученные результаты являются основой для разработки рекомендаций по охране природных ресурсов, расположенных в зоне влияния хвостохранилища МГОКа. Материалы исследований используются при преподавании учебных курсов: «Экология», «Охрана окружающей среды» в Курской ГСХА и КГУ.

Положения, выносимые на защиту:

1. Основными источниками загрязнения окружающей природной среды на территории Михайловского железорудного месторождения КМА являются пылевые выбросы тяжелых металлов из карьера и отходы обогащения хвостохранилища.

2. Почвенный и растительный покров, прилегающий к хвостохранилищу Михайловского ГОКа, загрязняются валовыми формами тяжелых металлов, среди которых преобладает железо.

3. Накопление тяжелых металлов на прилегающей к хвостохранилищу территории подавляет биологическую активность почв, приводит к увеличению их содержания в растениях и снижает продуктивность ячменя.

4. Древесно-кустарниковые насаждения являются биологическим барьером, позволяющим задерживать пылевые выбросы с поверхности хвостохрани-лища и снижать загрязнение прилегающей территории.

Апробация. Основные положения работы доложены и получили одобрение на научных конференциях профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов КГСХА (2003-2006), Международной конференции Екатеринбург 2005, региональной научно-практической конференции «Проблемы экологии и экологической безопасности Центрального Черноземья РФ 2005», Липецк, 2004.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 научных работ.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, предложений производству общим объёмом 155 страниц компьютерного текста. Она содержит 21 таблицу, 10 рисунков, 8 приложений. Список использованной литературы включает 207 наименований, в том числе 24 иностранных источника.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Фильчаков, Юрий Владимирович

Выводы

1. В условиях добычи железной руды открытым способом на Михайловском железорудном месторождении КМА выбрасывается громадное количество пыли, объем которой достигает до 1000 кг/га. Загрязнение окружающей среды отмечается в зоне 0-10 км от карьера.

2. Наибольшее распространение в зоне функционирования хвостохранилища Михайловского ГОКа получили серые лесные почвы, которые по физическим и агрохимическим свойствам не отличаются от свойств серых лесных почв Железногорского района.

3*. В зоне влияния хвостохранилища МГОКа ареал техногенного загрязнения простирается до 10 км, где происходит постепенное ожелезнение почв, накопление валового железа в растениях и воде.

4. Накопление тяжелых металлов в верхнем (0-10 см) слое почв зависит от расстояния до хвостохранилища и оказывает значительное влияние на биологическую активность почв. Так, наименьшее разложение целлюлозы (3,7-7,7 о и активность каталазы - 2,3 см отмечено на расстоянии 50-500 м от источника загрязнения. При дальнейшем удалении от хвостохранилища (5000. о м) биологическая активность соответственно возрастает до 20,2% и 3,1 см .

5. Наибольшее количество тяжелых металлов в серых лесных почвах отмечается на расстоянии 5 км от источника загрязнения. При этом превышение ПДК по меди составляет 8,8 раза, по кадмию-3,6; по кобальту-4,6; по железу более 30 раз. По остальным элементам: марганцу, хрому, никелю, цинку и свинцу превышение ПДК незначительное.

6. Наколнение валового железа отмечено в злаковых травах (Роа pratensis, Dactylis glomerata, Arrhenatherum elatius), произрастающих в зоне влияния хвостохранилища. Содержание Си, Zn, Pb, Ni, находятся в пределах ПДК.

7. Продуктивность ячменя в полевых мелкоделяночных и вегетационных опытах во многом определялась расстоянием от источника загрязнения. Минимальная продуктивность зерна ячменя (16,8 ц/га) получена на рас стоянии 500 м, максимальная - 20,5 ц/га на расстоянии 6000 м от хвостохранилища.

8. Полезащитные лесные полосы эффективно снижают загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами. На 100 листьях березы, произрастающей на расстоянии 3100 м от хвостохранилища осаждается за сутки 23 г пыли, площадь их составляет 1487,5 см". На удалении от хвостохранилища до 10200 м увеличивается площадь 100 листьев до 1759,8 см и снижается количество пыли в два раза. В условиях загрязнения окружающей среды хвостохранилища древесно-кустарниковые насаждения следует рассматривать как один из важнейших фитофильтров, улучшающих состояние природных ресурсов.

9. Содержание тяжелых металлов в талой воде (снеге) прослеживается на расстоянии до 5 км. При этом накопление тяжелых металлов в сравнении с питьевой водой составило: для меди 50 раз, кадмия-40, никеля-10, хрому-11, цинка-8,7 раз. В донном иле хвостохранилища содержание валового железа достигает 9847 мг/кг.

10. Построенные нами эколого-статистические функции закономерно-^ стей загрязненности ландшафта в зоне функционирования хвостохранилища свидетельствуют о том, что на всем интервале удаленности от источника дефляции (1-10 км) загрязненность валовым железом ежегодно возрастает.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ.

1 .В агроценозах ООО «Восход», прилегающих к хвостохранилищу Михайловского ГОКа, следует выращивать сельскохозяйственные культуры на технические цели (сахарная свекла, ячмень)

2.Михайловскому горно-обогатительному комбинату по периметру хвостохранилища создать защитные древесно-кустарниковые насаждения из лиственных пород: облепиха, береза, ива, акация, тополь, рябина.

3.Комитету природных ресурсов г. Железногорска организовать проведение мониторинга на территории, загрязненной отходами субстрата хвостохранилища.

В заключение приводятся основные выводы и рекомендации производству.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата сельскохозяйственных наук, Фильчаков, Юрий Владимирович, Курск

1. Алексеев, В.В. Атмосферное загрязнение и оценка состояния деревьев и древостоя/ В А. Алексеев // Влияние промышленных предприятий на окружающую среду: тез. докл. Пущино, 1984. - С. 78-81.

2. Алексеев, Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях /Ю.В. Алексеев. -Д.: Агропромиздат, 1987. 142 с.

3. Алексеева-Попова, Н.В. Внутривидовая дифференциация дикорастущих видов под влиянием избытка тяжелых металлов в среде // Биогеохимическая лаборатория: науч. тр. 1990. - Т. 22. - С. 62-71.

4. Алексеева-Попова, Н.В. Накопление цинка, марганца и железа в растениях при разном уровне меди в среде / Н.В. Алексеева-Попова // Растения в экстремальных условиях минерального питания. JL, 1983. -С.54-64.

5. Алексеева-Попова, Н.В. Токсичность цинка для высших растений / Н.В. Алексеева-Попова // Устойчивость к тяжелым металлам дикорастущих видов. Л., 1991.-С. 23-32.

6. Аринушкина, Е.В. Руководство по химическому анализу почв / Е.В. Ари-нушкина. М.: Изд - во МГУ, 1961. - 312 с.

7. Аристовская, Т.В. Микробиология процессов почвообразования / Т.В. Аристовская JL: Наука, 1980. 187 с.

8. Амосова, Я.М. Охрана почв от химического загрязнения / Я.М. Амосова, Д.С. Орлов, Л.К. Садовникова. М.: Изд - во МГУ, 1989. - 96 с.

9. Антипов, В.Г. Устойчивость древесных растений к промышленным газам / В.Г. Антипов. Минск: Наука и техника, 1979. - 216 с.

10. Агроэкология / В.А. Черников, P.M. Алексахин, А.В. Голубев и др.; под ред. В.А. Черникова, А.И. Чекереса — М.: Колос, 2000. — 536 с.

11. Байжанова, М.К. Пылезадерживающая способность листьев некоторых древесных пород / М.К. Байжанова // Роль растений в оздоровлении воздушного бассейна городов Казахстана.- Алма-Ата: Наука, 1982. С. 36-42.

12. Балков, В.А. Водные ресурсы Башкирии / В.А. Балков. Уфа: . Башкни-гоиздат, 1978.- 176 с.

13. Бандман, А.Л. Вредные химические вещества / А.Л. Бандман. М.: Химия, 1988.-512с.

14. Баранова, Л.К. Содержание и динамика накопления железа в вегетативных органах растений, произрастающих вблизи металлургических предприятий/ Л.К. Баранова. Флора и растительность Украины. -Киев, 1986.-С.З-5.

15. Баталов, A.A. Balicaceae и их участие в формировании растительного покрова техногенных ландшафтов Южного Урала / А.А. Баталов, Р.Х. Ги-миятуллин, И.Р. Кагарманов, А.Ю. Кулагин // Флора и растительность

16. Сибири и Дальнего Востока: тез. докл. конф., посвященной памяти JI.M. Черемшина. Красноярск, 1991. - С. 73-74.

17. Баширова, Ф.Н. Некоторые показатели промышленного и бытового загрязнения почв в городах Кузбасса / Ф.Н. Баширова. // Растительность и промышленные загрязнения. Охрана природы на Урале. Свердловск, 1966.-С. 79-82.

18. Башкин, В.Н. Оценка степени риска при расчетах критических нагрузок загрязняющих веществ на экосистемы // Тяжелые металлы в окружающей среде: мат — лы. междунар. симпозиума. - Пущино: ОНТИ НЦ БИ, 1997. -С. 177-186.

19. Биогеохимическое районирование и геохимическая экология: труды биогеохимической лаборатории. Т. XIX.- М.: Наука, 1981. - 204 с.

20. Биоиндикация загрязнения наземных экосистем. М: 1988. - 348 с.

21. Большаков, В.А. Загрязнение почв и растительности тяжелыми металлами / В.А. Большаков, Н.Я. Гальпер, Г.А. Клименко, Т.Н. Лычкина, Е.В. Башта // Загрязнение почв и растительности тяжелыми металлами. М.: ВНИИТЭИ - сельхоз. ВАСХНИЛ, 1978. - С. 52.

22. Важенина, Е.А. Химические и минералогические исследования почв в окрестностях металлургических предприятий / Е.А. Важенина // Бюл. почв ин-та им. В.В. Докучаева. 1983. - Вып. 35. - С. 32-36.

23. Василевская, В.Д. Фракционный состав соединений металлов в почвах Южно-таёжного Заволжья / В.Д. Василевская, И.Н. Шибаева // Почвоведение. 1991. -№11. -С. 14-23.

24. Виноградов, А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах / А.П. Виноградов. М.: Изд-во АНСССР, 1957. - 237с.

25. Воривохина, Н.М. Аккумуляция тяжелых металлов почвами и растениями под воздействием природных и техногенных факторов в районе угольного месторождения «Каражира» (Республика Казахстан Восточно

26. Геохимия окружающей среды / Сост. Б.А. Ревич, Е.П. Янин и др. М.: Недра, 1990.-335 с.

27. Гиниятуллин, Р.Х. Накопление металлов древесными растениями в условиях промышленного загрязнения / Р.Х. Гиниятуллин // Дендроэкология: техногенез и вопросы лесовосстановления. — Уфа:1. Гилем, 1996.-С. 58-64.

28. ГОСТ 17.4.1.02.-83. Охрана природы. Почвы. Классификация химических веществ для контроля загрязнения.

29. ГОСТ 27662-87. Корма растительного происхождения. Методы отбора проб.

30. Гудериан, Р. Загрязнение воздушной среды / Р. Гудериан. М.: Мир, 1979. -200 с.

31. Галстян, А.Ш. Ферментативная активности почв / А.Ш. Галстян // Проблемы и методы биологической диагностики и индикации почв. М.: Изд — во МГУ, 1984.-С. 46-54.

32. Грин, Т. Аэрозоли: пыли, дыма и тумана / Т. Грин, В. Лейн. JI, 1972.

33. Диагностика загрязненности биогеоценозов выбросами автотранспорта / Д.З. Бериня, А .Я. Берзиня JI.K. Калвиня и др. // Бюл. / Почвенный институт им. В.В. Докучаева. М.: 1983. - Вып. 35. - С. 41-45.

34. Добровольский, В.В. Ландшафтно геохимические критерии оценки загрязнения почвенного покрова тяжелыми металлами / В.В. Добровольский // Почвоведение. - 1999. - №5. - С. 639 - 645.

35. Добровольский, В.В. Биогеохимические циклы тяжелых металлов / В.В. Добровольский // Геохимия. 1988. №2. - С. 307-320.

36. Дончева, А.В. Техногенное поступление веществ в сфере воздействия металлургического производства / А.В. Дончева // Геохимия ландшафтов и борьба с загрязнениями природной среды. М.: 1977. - С. 2-4.

37. Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта / Б.А. Доспехов. М.: Колос, 1979.-416с.

38. Джувеликян, Х.В. Жизнеемность населения" и окружающая среда / Х.В. Джувеликян // Математика. Образование. Экология. Тендерные проблемы: мат-лымежд. конф., 26-30 мая 2003 г.-М.; 2003. С. 178-179.

39. Джувеликян, Х.В. Роль железорудной промышленности в загрязнении окружающей среды тяжелыми металлами / Х.В. Джувеликян // Экология и промышленность России: мат лы межд. конф. - М.; 2002. - С. 26-29.

40. Доклад о состоянии и охране окружающей среды на территории Курской области в 2006 г. / Правительство Курской области. Департамент экологической безопасности и природопользования. Областной экологический фонд. Курск: ОАО «ИПП», 2007. - 172 с.

41. Ермаков, Е.И. Стратегия биоремедиации химически загрязненных экосистем / Е.И. Ермаков, Г.Г. Панова, О.А. Степанова // Экология. 2005.-№3.-С. 193-200.

42. Емцев, В.Т. Микробиология 4-е изд. Перераб. и доп. / В.Т. Емцев, Е.Н. Мишустин. -М.: Колос, 1993. -383 с.

43. Звягинцев, Д.Г. Почва и микроорганизмы / Д.Г. Звягинцев. М.: Изд — во МГУ, 1989.-325 с.

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

45. Ильин, В.Б. Влияние тяжелых металлов на рост, развитие и урожайность сельскохозяйственных культур / В.Б. Ильин, Г.А. Гармаш, Н.Ю. Гармаш // Агрохимия. 1985. -№6. - С. 90-100.

46. Ильин, В.Б. О фоновом содержании тяжелых металлов в растениях / В.Б. Ильин, М.В. Степанова // Изв. Со Ан СССР. Сер. биол. наук. 1981. -Вып.1, №5.-С. 26-32.

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

48. Ильин, В.Б. Тяжелые металлы в системе почва растение / В.Б. Ильин. Новосибирск: Наука, 1991. - 151с.

49. Ильин, В.Б. Тяжелые металлы, защитные возможности почв и растений / В.Б. Ильин, М.Д. Степанова // Химические элементы в системе почва растение. - Новосибирск: Наука, 1982. - С. 73-92.

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

51. Карпачевский, JI.O. Молекулярные механизмы устойчивости почв / JI.O. Карпачевский, Т.А. Зубкова //Устойчивость почв к естественным и антропогенным воздействиям: тез. докл. Всеросс. конф., 24-25 апреля 2002.-М., 2002. С. 88.

52. Касимов, Н.С. Фоновая почвенно геохимическая структура лесостепи Приволжской возвышенности / Н.С. Касимов // Почвоведение. - 1992. - № 8. -С. 5 -21.

53. Каталымов, М.В. Микроэлементы и микроудобрения / М.В. Каталымов. -М., 1965.-124 с.

54. Кирейчева, JI.B. Толерантность сельхоз культур к загрязнению черноземов тяжелыми металлами / JI.B. Кирейчева, Ю.А. Мажайский, А.В. Ильинский // Агроэкология. 2003. - № 8. - С. 19-20.

55. Ковальский, В.В. Геохимическая экология / В.В. Ковальский. М.: Наука, 1974.-298с.

56. Ковда, В.А. Биогеохимия почвенного покрова / В.А. Ковда. М.: Наука. -263 с.

57. Ковда, В.А. О биологической реакции растений на тяжелые металлы в среде / В.А. Ковда, Б.Н. Золотарев, И.Н. Скрипниченко // ДАН СССР. -1979. Т.247, № 3. - С. 766-768.

58. Койцик, Г.Н. Загрязнение почв лесных экосистем тяжелыми металлами под влиянием атмосферных выбросов комбината «Погенганикель» / Г.Н. Койцик, Н.П. Недбаев, И.Н. Павлик // Почвоведение. 1998. - №8. - С. 988995.

59. Коссович, П.С. Основы учения о почве / П.С. Коссович. СПБ, 1911.4.11, вып.1,. -215 с.

60. Коришков, И.И. Адаптация растений к условиям техногенного загрязнения среды / И.И. Коришков. Киев: Наукова думка, 1966. - 239 с.

61. Крупская, JI.T. Техногенная трансформация почв под влиянием горного производства / JI.T. Крупская // Проблемы антропогенного почвообразования.: тез. докл. межд. конф. М.: Почв, ин-т им. В.В. Докучаева РАСХН, 1997.-Т. 1.-С. 276-279.

62. Кулагин, А.Ю. Ивы: Техногенез и проблемы оптимизации нарушенных ландшафтов / А.Ю. Кулагин. Уфа: Гилем, 1998. - 193 с.

63. Кулагин, Ю.З. Древесные растения и промышленная среда. / Ю.З. Кулагин. М.: Наука, 1974. - 125 с.

64. Костычев, П.А. Избранные произведения. — М. Л.: Академии наук"СССР, 1951.

65. Кирейчева, А.В. Толерантность сельхозкультур к загрязнению черноземов тяжелыми металлами / А.В. Кирейчева, Ю.А. Мажайский, А.В.Ильинский // Агроэкология. 2003. - №8. - С. 19-20

66. Кольцова, О.М. Ферментативная активность чернозема выщелоченного как интегрированный показатель биологической активности / 0:М. Кольцова, Н.В. Стекольникова // Агроэкологический вестник. — Воронеж: ВГАУ. 2002. Вып. -4. - С. 123-127.

67. Кононова, М.М. Ферментативная активность как диагностический показатель почв / М.М. Кононова // Почвоведение. 1970.-№7. - С. 26-27.

68. Либрович, Л.С. Основные черты геологического строения / Л.С. Либро-вич // Геология СССР. Т. XIII. 4.1. М: Наука, 1964. - С. 16-31.

69. Лукьянец, А.И. Ландшафтно экологическое зонирование территорий, подверженных воздействию дымо - газовых выделений медеплавильных предприятий Урала / А.И. Лукьянец // Человек и ландшафты. - Свердловск: УНЦ АНСССР, 1979. - С. 28-31.

70. Мажайский, Ю.А., Торбатов С.А., Дубенок Н.Н., Погожин Ю.П. Агроэкология техногенно загрязненных ландшафтов: монография. Смоленск: Маджента, 2003. - 384 с.

71. Максимова, М.П. Критерии оценки антропогенной составляющей содержания тяжелых металлов в речном стоке / М.П. Максимова, С.А. Соколова // Водные ресурсы. 1993. - Т.20, №2. - С. 270-273.

72. Матвеев, Н.М. Экологические основы аккумуляции тяжелых металлов сельскохозяйственными растениями в лесостепном и степном Поволжье / Н.М. Матвеев. Самара: Изд - во Самарский университет, 1997. - 215 с.

73. Матвеев, Н.М. Экологические основы аккумуляции тяжелых металлов сельскохозяйственными растениями в лесостепном и степном Поволжье / Н.М. Матвеев, В.А. Павловский, Н.В. Прохорова. Самара: Изд-во Самарский университет, 1997. - 215 с.

74. Махонько, Э.П. Загрязнение окружающей среды токсичными металлами от предприятий черной металлургии / Э.П. Махонько, С.Г. Малахов, Г.К. Вертинская и др. // Труды ин-та экспериментальной метеорологии. — М., 1981.-Вып. 5.-С. 41-49.

75. Методические рекомендации по обследованию и картографированию почвенного покрова по уровням загрязненности промышленными выбросами /сост. Важенин. М.: Почвен. ин-т им. В.В. Докучаева, 1987. - 25с.

76. Минеев, В.Г. Тяжелые металлы и окружающая среда в условиях совре- . менной химизации. Свинец / В.Г. Минеев, А.А. Алексеев, Т.А. Гришина // Агрохимия. 1982. - № 9. - С. -126-140.

77. Москаленко, Н.Н. О биологическом поглощении химических элементов в городах / Н.Н. Москаленко, Р.С. Смирнова // Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах: тр.5. Всесоюз. совещ. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. - С. 212-217.

78. Мартинсон, В.Н. Современное состояние и перспективы развития карьера / В.Н. Мартинсон, И.Я. Швец // Горный журнал. 2006. - №7. - С.52-54.

79. Мещеряков, П.В. Трансформация экологических условий почвообразования и формирования гумусовых веществ под влиянием урбогенеза / П.В. Мещеряков, Е.В. Прокопович, И.Н. Коркина // Экология. 2005. - №1. - С. 11-19.

80. Мишустин, Е.Н. Биологическая фиксация атмосферного азота / Е.Н. Мишустин, В.К. Шильникова. М.: Колос, 1968. - 532 с.

81. Муха, В.Д. Агропочвоведение: учебник для вузов/ В.Д. Муха, Н.И. Кар-тамышев, Д.В. Муха. 2-ое изд., испр. и доп. - М.: Колос, 2004. - 528 с.

82. Муха, В.Д. Естественно-антропогенная эволюция почв (Общие закономерности и зональные особенности)/ В.Д. Муха. М.: Колос, 2004.-271 с.

83. Николаевский, B.C. Биологические основы газоустойчивости растений / B.C. Николаевский. Новосибирск: Наука, 1979. - 280 с.

84. Обухов, А.И. Миграция и трансформация соединений свинца в дерново-подзолистой почве / А.И. Обухов, М.В. Цаплина // Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах: тр. 5 Всесоюзн. со-вещ. -JL: Гидропромиздаат, 1989. С. 194-200.

85. Одум, Ю. Экология. В 2 х т. Т 1/ Ю. Одум. - М.: Мир, 1986. - 328 с.

86. Опекунова, М.Г. Особенности почв фоновых и аномальных лесостепных ландшафтов Южного Урала/ М.Г. Опекунова // Вестник ЛГУ.- 1986. -Сер. 7. №3.

87. Овчаренко, М.М. Факторы почвенного плодородия и загрязнение продукции тяжелыми металлами / М.М. Овчаренко, В.В. Бабкина, Н.А. Киричникова//Агрохим. вестник 1998. - №3. — С.31-32.

88. Орлов, Д.С. Химическое загрязнение почв и их охрана: словарь справочник / Д.С. Орлов, М.С. Малинина, Г.В. Мозутова. М.: Агропромиздат, 1991.- 162 с.

89. Охрана окружающей среды: учебник для вузов / Автор — составитель А.С. Степановских. М.: ЮНИТИ - ДАНА, 2001. - 559 с.

90. Общая экология: учебник для вузов / Автор составитель А.С. Степановских. - М.: ЮНИТИ - ДАНА, 2002. - 510 с.

91. Пасынкова, М.В. Проблема охраны окружающей среды при добыче медной руды открытым способом / М.В. Пасынкова // Биоразнообразие и биоресурсы Урала и сопредельных территорий: мат. медждунар. науч. конф. Оренбург: ИГПС Газпромпечать, 2001. - С. 364-365.

92. Перельман, А.И. Геохимия ландшафта / А.И. Перельман, Н.С. Касимов. М, 1998.-596 с.

93. Перельман, А.И. Геохимия ландшафта / А.И. Перельман. М.: Высшая школа, 1975.-342 с.

94. Пигорев, И.Я. Экология техногенных ландшафтов КМА и их биологическое освоение / И.Я. Пигорев. Курск: КГСХА, 2006. - 366 с.

95. Плеханова, И.О. Накопление тяжелых металлов сельскохозяйственными растениями при внесении осадков сточных вод / И.О. Плеханова // Почвоведение. 1995. - №12. - С. 1535-1536.

96. Попков, А.И. Мониторинг подземных вод в Михайловском промышленном районе/ А.И. Попков// Рациональное использование ископаемых подземных вод: мат лы междунар. науч.- практ. конф./ В 3 ч, Ч. 2. - Курск: КГМУ, 2005. - С.47-53.

97. Попов, В.А. Контроль загрязнения почв тяжелыми металлами / В.А. Попов, Г.А. Соловьев // Химизация сельского хозяйства. -1991.-№11.-С.80-82.

98. Протасова, Н.А. Микроэлементы в ландшафтах Тамбовской области и биогеохимическое районирование ее территории / Н.А. Протасова, И.М. Голубев, Н.И. Коробейникова // Почвоведение. 1996. - №12. - С. 1459-1466:

99. Протасова, Н.А. Редкие и рассеянные элементы в почвах Центрального Черноземья / Н.А. Протасова, А.Т. Щербаков, М.Т. Копаева. Воронеж: Изд-во Воронежского ун-та, 1992. - 168 с.

100. Прохорова, Н.В. Аккумуляция тяжелых металлов дикорастущими и культурными растениями в лесостепном и степном Поволжье / Н.В. Прохорова, Н.М. Матвеев, В.А. Павловский. Самара: изд-во Самарский Университет, 1998. - 131с.

101. Прохорова, Н.В. Распределение тяжелых металлов в почвах и растениях в зависимости от экологических особенностей лесостепного и степного Поволжья / Н.В. Прохорова: дис. канд. биол. наук. — Самара, 1996.-290 с.

102. Рекомендации по фитомелиоративному закреплению шламохранилищ горнообогатительных комбинатов КМА: метод, рекомендации / сост. В.Д. Муха, А.И. Стифеев, В.И. Прозоров. Курск: КГСХА, 1996. - 9с.

103. Реймерс, Н.Ф. Экология (теория, законы, правила, принципы и гипотезы) / Н.Ф. Реймерс. -М.: Россия молодая, 1994. 366 с.

104. Роде, А.А. Почвоведение / А.А. Роде // Гослесбумиздат. М. - JL, 1955. - 524 с.

105. Садовникова, J1.K. Показатели загрязнения почв тяжелыми металлами и неметаллами в почвенно-химическом мониторинге / JI.K. Садовникова, Н.Г. Зырин // Почвоведение. 1985. - №10. -С. 84-89.

106. Семенютина, А.В. Озеленение санитарно-защитных зон предприятий / А.В. Семенютина // Экология, окружающая среда и здоровье населения Центрального Черноземья: мат-лы межд. науч.- практ. конф. В 3 х частях. Часть2. - Курск: КГМУ, 2005. - С. 164-166.

107. Серебренникова, JI.H. Содержание и распределение тяжелых металлов в почвах техногенных ландшафтов / JI.H. Серебренникова, А.И. Обухов, С.И. Решетников, B.C. Горбатов//Почвоведение. 1982. -№12. - С. 71-76.

108. Сродных, Т.Б. Рост лесных культур в условиях загрязнения магнезитовой пылыо / Т.Б. Сродных, С.Л. Меньшиков //Техногенные воздействия на лесные сообщества и проблемы их восстановления. Екатеринбург: Ин - т леса УРО РАН, 1992.- С. 87-92.

109. Степанок, В.В. Влияние сочетания соединений тяжелых металлов на урожай сельскохозяйственных культур и поступление тяжелых металлов в растения / В.В. Степанок // Агрохимия. 2000. - №. 1. - С.74-80.

110. Садовникова, Л.К. Показатели загрязнения почв тяжелыми металлами и неметаллами в почвенно химическом мониторинге / Л.К Садовникова, 1 Н.Г. Зырин // Почвоведение, 1985. - №10. С. - 84-89.

111. Солнцева, Н.П. Геохимическая устойчивость природных систем к техногенным нагрузкам. Принципы и методы изучения, критерии прогноза. Добыча полезных ископаемых и геохимия природных экосистем / Н.П. Солнцева. М.: Наука, 1982. - С. 181-216.

112. Справочник предельно допустимых концентраций вредных веществ в пищевых продуктах и среде обитания. М., 1993. - 142 с.

113. Стифеев, А.И. Хвостохранилище Михайловского ГОКа источник загрязнения природных ресурсов / А.И. Стифеев, Ю.В. Фильчаков, О.В. Бабенко // Экология Центрально - Черноземной области Российской Федерации.-2005. №2.-С. 114-116.

114. Стифеев, А.И. Биопедоценоз как показатель экологического состояния техногенного ландшафта / А.И. Стифеев, А.В. Головастикова // Экология. -1999. №6. - С.449-454.

115. Смольянинов, В.М. Комиленская оценка антропогенного воздействия на природную среду при обосновании природоохранных мероприятий /

116. B.М. Смольянинов, П.С. Русинов, Д.М. Панков. — Воронеж: Изд — во Воронеж. гос. аграр. ун-та, 1996. — 126 с.

117. Сводный статистический сборник по Курской области. Областной комитет государственной статистики. — Курск: Курские ведомости, 2002. — 510 с.

118. Тинсли, И. Поведение химических загрязнителей в окружающей среде / И. Тинсли. М.: Мир, 1982. - 280с.

119. Теппер Е.З. Практикум по микробиологии // Е.З. Теппер, В.К. Шильни-кова, Г.И. Переверзева. М.: Колос, 1993. - 175 с.

120. Тюрин, И.В. Географические закономерности гумусообразования / И.В. Тюрин: труды юбилейной докучаевской сессии Академии наук СССР. М., 1949.-С. 27-29.

121. Устойчивость к тяжелым металлам (Pb, Zn, Си)/ Н.В. Алексеева-Попова, Т.И. Игошина, А.В. Косицин, H.JI. Ильинская // Растения в экстремальных условиях минерального питания: науч. тр. Липецк, 1983.1. C. 22-42.

122. Федорищак, М.Р. Антропогенные изменения почв в зоне влияния металлургических заводов / М.Р. Федорщак // Почвоведение. 1978. -№11.-С. 133-137.

123. Фильчаков, Ю.В. КМА как источник геохимического загрязнения территории Курской области: мат - лы всеросс. научно - практической конф. в 2 - х. частях. 4.1 - Курск: КГСХА, 2005. - С.7-9.

124. Фильчаков, Ю.В. Состояние почвенного и растительного покрова в зоне функционирования хвостохранилища Михайлрвского ГОКа / Ю.В. Фильчаков // Мат-лы всеросс. нучно-практ. конф. в 2 х частях, часть 2. -Курск: КГСХА, 2005. - С. 114-119.

125. Фильчаков, Ю.В. Влияние хвостохранилища на почвенный и растительный покров / Ю.В. Фильчаков // Агроэкология. 2007. - №9. - С. 8-10.

126. Фокин, А.Д. Исследование переноса цикла в подзолистых почвах методом радиоактивных индикаторов / А.Д. Фокин, С.А. Талдикин, В.В. Рачинский // Почвоведение. -1982. №7. - С. 54-60.

127. Хусаинов, А.Ф. Состав флоры отвалов медно колчеданных месторождений южного Зауралья / А.Ф. Хусаинов // Экология. - 2005. -№3.-С. 231234.

128. Хромов, С.П. Метеорология и климатология : учебное пособие / С .П. Хромов, М.А. Петросян. М., 2004. - 190 с.

129. Хабаров, А.В. Рекомендации по учету показателей загрязнения*земельных участков тяжелыми металлами при оценке их качества в целях сертификации /А.В. Хабаров, А.А. Яскин, А.С. Фрид. М., 1997. - 52с.

130. Хазиев, Ф.К. Экотоксиканты в почвах Башкортостана / Ф.К. Хазиев, Ф.Я. Багаутдинов, А.З. Сахабатдинова. Уфа: Гилем, 2000. - 62 с:

131. Черных, Н.А. Вопросы норм содержания тяжелых металлов в почве / Н.А. Черных, В.Ф. Ладонин // Химия в сельском хозяйстве. — 1995. № 5. . -С. 10-13.

132. Чернявский, А.Г. Поведение никеля и меди в почвах в условиях техногенного загрязнения / А.Г. Чернявский, Г.Н. Копцак // Тезисы докладов III съезда Докучаевского общества почвоведов. М.: Почв ин-т им. Докучаева РАСХН,2000. - Кн. 1.-С. 315-316. •

133. Черников, В.А. Экологическая безопасность и устойчивое развитие / В.А. Черников, Н.З. Милащенко, О.А. Соколов // Устойчивость почв к антропогенному воздействию. Книга 3. Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 2001. — 203 с.

134. Шильников, И.А. Факторы, влияющие на поступление тяжелых, металлов в растения /И.А. Шильников, Л.А. Лебедев, С.Н. Лебедев. // Агрохимия. 1994.-№ Ю.-С. 94-101.

135. Шиханов, Н.С. О фоновом содержании некоторых микроэлементов в растениях на территории Кировской области / Н.С. Шиханов, И.Г. Юлушев

136. Рациональное использование и охрана лугов Урала. Пермь, 1984.-С. 127131.

137. Шихова, Н.С. Аккумуляция тяжелых металлов древесными породами в условиях интенсивного техногенеза / Н.С. Шихова // Лесоведение. 1997. -№5.-С. 32-41.

138. Школьник, М.Я. Микроэлементы в жизни растений / М.Я. Школьник. -Л.: Наука, 1974.-324с.

139. Школьник, М.Я. Растения в экспериментальных условиях минерального питания / М.Я. Школьник, Н.В. Алексеева-Попова. Л.: Наука, 1983. -176с.

140. Щербаков, А.П. Геохимия макро и микроэлементов в зональных почвах Центрального Черноземья России / А.П. Щербаков, Н.А. Протасова, А.Б. Беляев //Антропогенная эволюция черноземов. Воронеж: ВГУ, 2000. -С. 175-203.

141. Щербакова, Т.А. Ферментативная активность почв и трансформация органического вещества / Т.А. Щербакова. Минск, 1983. - 220 с.

142. Юнусбаев, У.Б. Степи Башкирского Зауралья: пастбищная дигрессия и> возможности их восстановления (на примере Баймакского района): автореф. дисс. .канд. биол. наук/У.Б. Юнусбаев. Уфа, 2000. - 16с.

143. Яговой, П.Н. К вопросу о задержке радиоактивной пыли зелеными насаждениями / П.Н. Яговой, В.И. Шендевицкий, Н.Н. Ивчук // Гигиена и санитария. 1966. - №7. - С. 88-90.

144. Ягодин, Б.А. Кадмий в системах почва растения - животные организма и человека / А.Б. Ягодин, СБ. Виноградова, В.В. Говорила // Агрохимия. -1989. -№5.-С. 1.18-129.

145. Ягодин, Б.А. Применение удобрений и охрана окружающей среды / Б.А.Ягодин // Аргохимия: учебник для ВУЗов. М.: Агропромиздат, 1989. -С. 626-649.

146. Яковлев, А.С Порядок определения размеров ущерба от загрязнения земель химическими веществами / А.С. Яковлев, В.П. Кузнецов, Ю.М. Матвеев, В.Д. Симонов. М., 1993. - 38с.

147. Adriano D.C. Trace Element in the Terrestrial Environment. Spinger-Verlag, New York, Berlin, Heidelberg, Tokyo, 1986. - 533p.

148. Autonovies J., Bradshaw A.D., Turner R.G. Heavy metal tolerance in plants.

149. Adv. Ecol. Res, 1991. V7. P. 2-53.

150. Back K.C Cowter V.L., Thomas A. Occupational hazardous of missile operations with special regard to the hydrazine propellants //Aviation space and environmental medicine 1978. V. 49. №4. P. 591-598.

151. Blackman J., William С Basic hazardous waste management. Boca Raton, Florida, 1992. 339 p.

152. Bould C, Nicholas J.D., Tolhurst J.A. Potter J.M.S Zine deficiency of fruit trees in Great Britain // J. Horticult. Sci., 1953. V28. №4. P. 126-135.

153. Brune H. Schwermetall gehalte hessischer Boden und das Aufhamepotential verschidener Pflanzenart. Angewandte Botanik . - 1984. Bd 58. - N 1 - S. 11-20.

154. Bruwaene R. et al. Cadmium contamination in agrikulture and zootechnology. Experementia, 1984, v. 40. - N 38. - P. 43-51.

155. Cadiz R.T., Los Santos M.A. Trees as biological control against air pollution I Canory, 1982. V. 8 №11. 77p.

156. Ensley B. Phytoremediation. MABC Rep. // Mat. Agr Biotechno). Concil, Ithaca (NY). 1996. № 8. P. 145-148.

157. Florence T.M. Batley G: E. Chemical speciation in natural waters. CRC Critical Rev. Anal 1 Chem., 1980, №3. P. 219 -196.

158. Gartl M. Schwermetallen . Landwirtschaftliche Forschung. - 1983. - N 39. -S. 115-120.

159. Kongshaung G., Kaarstadt О., Могка H. Input of trace elements to soils and plants // Chem. Climatol, and Geomed. Probl.: Int. Symp. Oslo, 21-22 may -1992. - С 185-216.

160. Krauss M., Dicz Th. Schwermctallgehalte und schwermetallanreicherung in landwirtschaftlich genutzten Boden Bayers. Bayer. Landwirt. Yarb. - 1992. -69.-N3.-C 343-355.

161. King L.D. Retention of metals by several soils of the Southeastern United States / L.D.King, J. Environ II. Qnal., Vol. 17. №2, 1988. P. 246-250.

162. Lehn H. Blei in Pflanzen und Boden in der umgebung der Blei und Silberkulte Braubach. - Naturwissenschaft. 1982. - Bd.69. -N 10. - S. 496-498.

163. Mayer R. Veranderungen von Bodeneigenschaften durch luft verunreinigungen. Zeitschrift fur Kulturtechnik und Flurbereinigung. 1984. -Bd. 25.-N 4.-S. 214-226.

164. Martin H.W., Temporal changes in cadmium, thallium, and wanadium mobility in soil and phytoavaliaafiliti under field conditions / H.W. Martin, D.J. Kaplan //Water, air and soil pollution 103: 399-410, 1988

165. Monographs on the evaluation of carcinogenic risk of chemicals to man / Agency for Research on Cancer Lion 1974 V.4.P. 137-141.

166. Meistrik V., The fallout of particles in the vicinity of coal fired power plants in Czechoslovakia/V. Meistrik, J. Sracha//Sci Total Environ, 1988. 72. -P.43-55.

167. Pruess A., Turian G., Schweikle V., Noltker T. Bestimmung pflanzenverfugbarer Schwermetallgehalte in Boden //Mitt. Dt. Bodenkunde Ges.Gottingen. 1990. - 6.- C. 123-126.

168. Reiner Sch. Boden, Funktion, Belastung und schutz. //Zurich. Bull. - 1994. -N253. С 29-31.

169. Sauerbeck D. Welche Schwermetallgehalte in Pflanzen durfen nicht ubcrschritten werden, um Wachstumbeeintrachtigungen zu Vermeiden. // Landwirtschaftliche Forschung, Kongressband. 1982. - S. 108-129.

170. Sweet C.W. Atmospheric deposition of trace metals at three sites near the Great lakes I C.W. Sweet, A. Weiss, S.J. Vermette II Water, air and soil pollution 103: 423-439, 1998.

171. Vetter H., Kowalewski H. Wie hoch Cadmiumbelastung von Boden und Pflanzen ?. DLG - Mitteilungen. - 1984. N 11/12. - S. 720-721.