ЭКОЛОГО-МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОХРАНЫ ПОЧВ В УСЛОВИЯХ ПРОМЫШЛЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА КРАЙНЕМ СЕВЕРЕ

Евдокимова, Галина Андреевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
ЭКОЛОГО-МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОХРАНЫ ПОЧВ В УСЛОВИЯХ ПРОМЫШЛЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА КРАЙНЕМ СЕВЕРЕ
ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "ЭКОЛОГО-МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОХРАНЫ ПОЧВ В УСЛОВИЯХ ПРОМЫШЛЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА КРАЙНЕМ СЕВЕРЕ"

АКАДЕМИЯ НАУК СССР

Институт эволюционной морфологии и экологии животных. им.А.Н.Северцова

На правах рукописи

ЕВДОКИМОВА Га пина Андреевна УДК 631.46:502.55

ЭКОПОГО-МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОХРАНЫ ПОЧВ В УСЛОВИЯХ ПРОМЫШЛЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА КРАЙНЕМ СЕВЕРЕ .

Специальность: 11.00.11 - Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

03.00.07 - Микробиология

А вгореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Москва 1090

Работа выполнена в Институте проблем промышленной экологии Севера Кольского научного центра АН СССР.

Официальные оппоненты:

доктор биологических неук Б.Р.Стриганова

доктор биологических наук Д.И.Никитин

доктор биологических наук, профессор И.О.Карначевский

Ведущее учреждение: Центральный цуэей почвоведения ни.В,Б.Докучаева

на заселении Спеиимиэ .

люционной морфологии и экологии животных им.А.Н.Северцова АН СССР по

Защита состоится

в библиотеке КЭЮЖ

Н.В.Вронский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Долгое время человечество развивало в с» свою деятельность на основе представлений о неограниченности природных ресурсов и самоочищащей способности природных экосистем, что привело к деградации качества среды в региональных и глобальных масштабах, обусловив тем самым, по данным ВОЗ, до 80% болезней человека. Особенно неустойчивы к антропогенным воздействиям экосистемы Крайнего Севера в сялу замедленности в них экерго- к массообмена. Биота почв высоких ойрот характеризуется относительно небольшим видовым разнообразием, короткими трофическими пенями, а следовательно, и ограниченными возможностями в утилизации различных поступающих извне соединений, нарушающих эболюционно сложившийся баланс биологического круговорота.

Охране почв уделяется значительно меньше внимания, чем это требуется в настоящее время. В СССР установлены ПДК для 800 различных веществ, загрязняющих воду, для 400 - загрязняощих атмосферный воздух и только для 20 веществ, загрязняющих почву, из них 9 ПДК по тяжелым металлам. Опенка степени загрязнения почвы и методы ее счистки разработаны слабее, чем для воды и воздуха. Между тем почва является не только природным телом, обладающим плодородием и обеспечивающим человечество продуктами питания, но и 'относится к важнейшим компонентам биосферы. Через почвенный покров осуществляются процессы обмена веществ мелщу земной корой, атмосферой к гидрострой. Почва является местообитанием для множества живых существ, создающих гуыус, трансформирующих различные природные и имеющие антропогенное происхождение вещества, осуществляющих процессы самоочищения среды. Заражение ее токсичными химическими веществами особенно опасно для природы, а следовательно, и человечества, так как оно длительное время может не проявляться в силу высокой буферное?1« почвы и огромной ее адсорбирующей поверхности; химическое загрязнение менее очевидно, чем разрушение почвы вследствие ветровой и водной эрозии.

Микроорганизмы являются показательными объектами для изучения загрязнения почвы проидзлеиными выбросами. Они тесно связаны с растительным и почвенным покровом и принимают непосредственное участие в почвообразовательных процессах. Концептуальной основой эколого-кикро-биологического подхода к охране почв от химического загрязнения явилось рассмотрение жизнедеятельности микробного компонента со следующих позиций: индикаторная роль микроорганизмов для определения качества среды обитания; регулятсрная функция микроорганизмов в миграции и ■грансформацяи загрязняющих веществ, аккумулирующая роль микробного компонента, сютаюдая'тбяси^^^^^й^ч^ГШНЁЖ^ПЭчз и, наконец, десг-] (РУЧНАЯ Ь-':,)'и К> ТЕК А' | 3

I 1 СиЛЬСКОХО ) .ТГЛДЗЫМ 1

и.и. К. А. Тинирияеа-» ' .....

аукционная деятельность почвенной биоты, разлагаяцей эагрязняэщие вещества до простьсс минеральных соединений.

Цель работы. Комплексное исследование организации, функционирования и закономерностей антропогенных изменений почвенной микробном в различных экотоксикологическнх ситуациях в условиях Крайнего Севера как основ« для разработки метопов охраны и рационального использования почв, предотвращения изменения их апологических функций и возможного их восстановления.

Задачи исследований. Для достижения доставленной цели необходимо было решение ряда конкретных задач: I) оценить состояние и тренды загрязнения тяжелыми металлами естественных и окультуренных подзолистых почв; 2) выявить закономерности взаимодействия тяжелых металлов и почвенных микроорганизмов; 3) исследовать сезонную и многолетнею динамику биохимических процессов в техногенных почвах; 4) изучить изменения зико-химических и агрохимических свойств почв при загрязнении; 5) провести поиск микробов-индикаторов и разработать биохимические тесты на загрязнение почв металлами с цеяьв ранней диагностики зтого процесса; 6) оценить генетическую активность загрязненных металлами почв в тестах с жхроорганизмоди; 7) исследовать б и оаккуцуляш® металлов микроорганизмами я роль микробного компонента в снижении почвенного токсикоза; в) научить защитные свойства почвы, противостояние загрязнение, и изыскать приемы восстановления утраченного плодородия.

Объекты и методы исследований. Объектами исследований явились окультуренные и целинные подзолистые почвы, находящиеся в зоне воздействия промышленных выбросов предприятия цветной металлургии (на приме* ре комбината "Североникель"). Наблюдения за воздействием выбросов на почву и биологические процессы* протекающие в ней, проводили в шюго-летнек полевом опыте с насыпной первоначально незагрязненной почвой (1976-1966 гг.); в полевом опыте по реверсии (возврату) этих почв в "чистые" условия (1966-1968 гг.); на мониторинговых плацадках с естественными почваш), длительное время (от 40 до 50 лет) испытывающим) влияние выбросов; на полях совхозов Мурманской области и в серии мос-рополевых к лабораторных опытов. Исследовались преобладающие на территории Кольского полуострова почвы: иллввиадьно-гуцусовые подзолистые (А1-Ре-гущсовые подзолы) как естественные) так и окультуренные и тор-фяно-бслотнве окультуренные.

Отбор почвенных образцов проводили ежемесячно с мая по октябрь в трехкратной повторности. В свежих образцах определяли численность микроорганизмов на широком наборе плотных и жидких питательных сред общепринятыми методами посева, а также призами методаш учета численности бактерий и грибов. Минимальный микробный пул определяли как накменьоее

значение показателей численности микроорганизмов в изучаемом типе почв путем ежедневных учетов в течение месяца, а максимальный (избыточный) -как наибольшее значение этих показателей. Исследования по генетической активности загрязненных металлами почв выполнены в тестах с микроорганизмами: сальмонеллой (тест Эймса), килечной палочной, дрожжами - сахаромицетами.

В высушенных почвенных образцах определяли состав и свойства почв по общепринятом методикам почвенного анализа; количество тяжелых металлов - атожто-абсорбционным методом на спектрофотометре AAS- iE. Биологическую активность почв определяли газохроматографическим методом, а также прямыми аппликационными методами. Фитотоксичностъ почв - по всхожести семян и развитию проростков на почвенных пластинках и по величине урожая. Статистическую обработку экспериментальных материалов проводили на ЭВМ "Правее,".

Защищаемые положения. I. Структурно-функциональная организация и антропогенные изменения микробного компонента в почвах Крайнего Севера при промышленном воздействии. 2. Система микробиологических и биохимических показателей для мониторинга почвенного покрова, характеризующая основные этапы техногенного воздействия и состоящая из следующих элементов: структуры и видового разнообразия микробного компонента, величины его пула, & также показателей биохимической активности ряда процессов, осуществляемых микроорганизмами. 3. Характеристика защитных свойств почвы, противостоящих отрицательному влиянию химического загрязнения. Шкала оценки степени токсичности почв, загрязненных тяжелы-not металлами, основанная на отношении сумш обменных оснований к количеству металлов в почве. Экологически допустимые промышленные воздействия на почвенную биоту, свидетельствующие о высокой резистентной ус-тойчивобти микробиоты к действии тяжелых металлов. 4. Характеристика мутагенной активности почв,"загрязненных промышленными выбросами предприятия цветной металлургии, в тестах с микроорганизмами.

Научная новизна. Впервые в экстремальных природных и антропогенных условиях Кольской Субарктики проведено комплексное исследование воздействия выбросов предприятия цветной металлургии на свойства почвы и почвенную микробйоту как в естествежых экосистемах, так и в агроце-ноэах. Сформулирована концепция эколого-микробиологического подхода к охране почв от химического загрязнения, основанная на индикаторной, регуляторной, аккучулируищей и деструкционной деятельности микроорганизмов.

Разработана система микробиологических и биохимических показателей, пригодная для мониторинга почвенного покрова и характеризуй!ал основные этапы техногенного воздействия на почву и биоту. Показано,

что функциональные {сред орегулирущие) показатели чувствительнее к действии тяжелых металлов, чей численность и структура микробоценоэа. Установлены экологически допустише воздействия меди и никеля на почвенную биоту, свкдетельствуадие о высокой резистентной устойчивости ашсробиота к загрязнению среды этими элементами.

Получены новые сведения о биоаккумуляции металлов микромицетами, дана оценка их роли в снижении почвенного токсикоза и в самозащите микробных сообществ от вредного действия тяжелых металлов за счет образования малоподвижных внеклеточных комплексных соединений между продуктами жизнедеятельности грибов и ионами металлов, а также активного их закрепления в биомассе.

Впервые проведена оценка генетической активности загрязненных тяжелыми металлами почв в тестах с широким набором микроорганизмов, позволяли ая сделать вывод об отсутствии цутагеннсй активности соединений, выделенных иа почв, содержащих различные концентрации с«, Со, А1, 2п, Ни.

Выявлены защитные механизм! почвы« противостоящие загрязнению, разработана шкала оценки степени фитотоксичностк почв, загрязненных медью и никелем, и изысканы мелиоративные приемы, ускоряющие процесс восстановления утраченных свойств почвы.

В многолетнем оригинальном опыте с насыпными почвами установлены изменения биологических и химических свойств окультуренных почв при их аэротехногеннои загрязнении, а затем изучено восстановление их при возврате почвы в "чистые" условия; рассчитан период удаления меди и никеля из окультуренной подзолистой почвы, свидетельствующий о трудновосстановимых, необратимых на глазах одного поколения изменениях в живой природе.

Практическая ценность и реализация работы. В результате познания современных химических и биологических процессов, происходящих в подверженных техногенному влиянию почвах, выявлены экологически допустимые промышленные воздействия на почву и почвенную биоту, разработаны мероприятия по оптимальному землепользованию в экстремальных приредных и антропогенных условиях.

Результаты исследований явились научных обоснованием практических рекомендаций "Определение степени токсичности загрязненных металлами почв и некоторые способы ее снижения" (1985), принятых к внедрение хозяйствами Мурманской области, находящимися в зоне воздействия металлургических предприятий. Они являются основой для проведения мероприятий по охране почв и их мелиорации. Выполнена оценха состояния загрязненности тяжелыми металлами полей совхозов Мурманской области, проведено ранжирование их по степени пригодности для сельскохозяйственного 6

производства« прослежена миграция тяжелых металлов по лицевой цепочке почва-растение-иолоко. На основании полученных материалов некоторое участки пашни переведены в земли "несельскохозяйственного назначения"; перенесено строительство нового тепличного комбината в экологически безопасную зону. Методика по определению токсичности почв использована при оценке пригодности для сельскохозяйственного производства новых земель в районе г.Мончегорска.

Материалы диссертации включены в спецкурсы по экологии и охране природы на факультете почвоведения МГУ, в Кировском сельскохозяйственном институте и используются при проведении экскурсий и занятий со специалистами в Центральном цузее почвоведения г.Ленинграда.

Результаты исследований по загрязнению естественных и окультуренных почв, а также растительности в зоне действия комбината "Северони-кель" на протяжении 6 лет (1963-1968 гг.) входили в "Ежегодник загрязнения почв Советского Союза", изд.Госкомгидромет, информация которых используется центральными партийными и хозяйственными органами. Материалы исследований вошли в сводный том "Охрана атмосферы и предельно допустимые выбросы (ПДВ)" (1963) и были использованы при нормировании промышленного воздействия на воздушный бассейн г.Мончегорска. Все внедрения подтверждены документально.

Апробация. Результаты исследований, изложенные в диссертации, доложены и обсуждены-на следующих научных собраниях: Всесоюзная конференция "Вопросы численности, биомассы^и продуктивности почвенных микроорганизмов" (Ленинград, i960); Второе региональное совещание почвоведов северо- и среднетаежных подзон европейской части СССР (Сыктывкар, 1972); научная сессия Северного филиала Географического общества СССР (Апатиты, 1972); Первый, Второй и Третий симпозиумы по биодинамике поив' (Таллин, 1974, 1979, 1988); Первая, Вторая и Третья Всесоюзные конференции "Микробиологические методы борьбы с'загрязнением окружающей среды"(Пущнно, 1975, 1979, i960); Пятый (Ереван, 1975), Шестой (Рига, 1980) и Седьмой (Алма-Ата, 1985) съезды Всесоюзного микробиологического общества, Четвертая конференция по аллелопатин (Киев, 1976); Всесоюзное совещание 'Проблемы и методы биологической диагностики и индикации почв" (Москва, 1976); Пятый делегатский съезд Всесоюзного общества почвоведов (Минск, 1977); Республиканская конференция "Агробиологические процессы в почвах и урожайность сельскохозяйственных культур" (Вильнюс, 1978); Третье, Четвертое и Пятое Всесоюзные совещания "Миграция загрязнкщих веществ в почвах и сопредельных средах" (Обнинск, 1978, 1983, 1967); Восьмой (Апатиты, 1979); Девятый (Сыктывкар, 1981) и Одиннадцатый (Якутск, 1986) симпозиумы "Биологические проблемы Севера"; Всесоюзное совещание "Влияние промьишеннык предприя-

тий на окружающую среду" (Звенигород, 1964); Третья Всесоюзная научная конференция "Микроорганизмы в сельском хозяйстве" (Иосква, 1966); Вторая Всесоюзная конференция "Тяжелые металлы а окружающей среде и охрана природы" (Москва, ДО, 1967); Ыеждународшй симпозиум "Геохимия окружающей среды в Северной Европе" (Рованиеми, Финляндия, 1969); Всесоюзная конференция "Проблею комплексного использования природных ресурсов Кольского полуострова" (Апатиты, 1989); Всесоюзная конференция "Растения и промышленная среда" (Днепропетровск, 1990).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 45 печатных работ, в том числе 3 - в международных изданиях и I монография.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, практических рекомендаций и списка литературы (£43 источника на русском языке, IIS - на иностранных), б приложений. Она включает 275 страниц машинописного текста, 44 рисунка и 134 таблицы.

CQOEfSAMiE РАБОТЫ

I. Тяжелые металлы в почвах г зоне действия комбината цветной металлургии

Тяжелые металлы в естественных почвах. Оценка состояния загрязнения естественных иллввиально-гуцусовых подзолистых почв показала, что такие приоритетные загрязнители,как тяжелые металлы: медь, никель, кобальт, накапливаются в основном в органогенном горизонте, играадем роль геохимического барьера, удерживающего элементы от стока в грунтовые воды, а там, где он эродирован, - в верхнем 0-10 см слое почвы. В эпицентре загрязнения в радиусе до I км от источника выбросов в слое 0-10 см уровень меди и никеля в среднем в 150 раз выше фонового, кобальта - в 20 раз. Вниз по профилю почвы содержание металлов резко снижается: в подзолистом горизонте их количество в 10 раз и более ниже, чем в органогенном и вновь незначительно возрастает в иллювиальном горизонте. Различия в содержании металлов в верхней части минерального профиля (горизонты Ag и Bj) вполне закономерны и обусловлены перераспределением юс под влиянием элювиального и иллювиального процессов (рис.1). Подвижность меди и никеля в разных почвенных горизонтах неодинакова. Так, в подстилке в кислотную вытяжку переходит около 90% меди от общего ее содержания и только около 30% никеля. Продвигаясь по почвенному профилю и взаимодействуя с почвенным раствором, соединения никеля увеличивают свою подвижность. Количество условно-подвижных и обменных форм никеля возрастает з нижних слоях в несколько раз в процентном выражении к валовому его содержании по сравнению с верхними, что может привести к потенциальной опасности загрязнения этим элемен-

Рис.1. Содержание тяжелых металлов в естественных подзолистых почвах. I - кобальт, 2 - медь. 3 - никель. По оси абсцисс - логарифм концентрации (К) металлов; по оси ординат - глубина. Расстояние от источника выбросов, км; I - 0; Л - 5; 1И - 15; 1У - 60

том грунтовых вод. Доля водорастворимых соединений меди и никеля составила а органогенном горизонте менее 1% от их валового содержания. Зависимость между количеством металлов в почве и расстоянием от источника выбросов описывается следующим уравнением регрессии; 1/у « а+вх, для Си 1/у => Э.М.иН.х-^Зб.КГ4 (ÍV77.8, г—0.96); для Hi I/y * г.Н.КГ^х-б.И-Ю-4 <Р*44.2, г—0.93); для Со 1/у - 6.43.10^.*+ 4.5I-I0-3 {£»133.9, г—0.97), где у - количество металлов в почве, мг/кг; х - расстояние от источника, км.

На расстоянии & км от комбината количество меди и никеля в органогенном горизонте в 40 раз превышает фоновый уровень, в 15 км - в 1520 раз, в 25 км - в 4-5 раз. Загрязнение почв тяжелыми металлами в 80-е годы возросло по сравнению с концом 70-* годов.

Нарда с тяжелыми металлами в выбросах комбината содержится большое количество сернистого газе, более 200 тыс.т/гад, который при окислении образует серную кислоту, выпадающую на растительность и почву. Сера антропогенного происхождения находится в почве в основном в вице сульфат-иона, распределение которого по почвенному профилю аналогично распределению тяжелых металлов. В минеральных горизонтах количество сульфат-иона снижалось в десятки раз относительно гумусового. В органогенном горизонте на расстоянии 5 км от источника выбросов содержалось 600 мг/кг ЗО^-, на расстоянии 15 км - в 3 раза меньше.

Тяжелые металлы в окультуренных почвах. На стационарных площадках с насыпными изначально "чистыми" почвами оценено состояние загрязнения почв тякелыш металлами в течение 10-летнего периода и составлен прогноз изменения их содержания на 20-летний период. Данные наблюдения за динамикой содергания меди, никеля и кобальта в этих почва« свидетельствуют о бистром и значительном их накоплении в эпицентре загрязнения. Особенно интенсивно этот процесс проходил в первые 5 мес с момента закладки опыта, когда металлы активно сорбировались ранее незагрязненной почвой, к процессы закрепления их органическими к минеральными компонентами почвы преобладали над процессами вэделачивания. За это время количество меди возросло здесь более чем в 20 раз по сравнению с исходным, никеля - в 16 раз. В последующие годы такого значительного накопления металлов в течение сезона не происходило, но тем не менее количество их в почве неуклонно возрастало. 5-летнее пребывание окультуренной подзолистой почвы в условиях проммменного загрязнения привело к ¿ущественноцу накоплению в ней тяжелых металлов и соединений серы преимущественно в слое 0-10 см. Количество меди в почве промплощадки возросло относительно исходной величины в 60 раз, никеля - в 40 раз, кобальта - в б раз, сульфат-иона - в 250 раз. На расстоянии 5 км от комбината количество меди в насыпной почве утроилось относительно исходной величины на 10-й год, садеркание никеля возросло за это время в 2 раза. Через 20 лет со времени закладки опыта (в 1995 г.) садеркание меди возрастет здесь в 4, никеля - в 3, кобальта - в 2 раза относительно исходного уровня при сохранении сущее твуотих мощностей предприятия и методов очистки технологических газов. В насыпной почве в 15 км от комбината количество меди и никеля за этот период удвоится.

В окультуренных почвах содержится меньше подвижных форм соединения меди и никеля, чем в целинных, сходных с ними по генезис;, так как 10

некоторые мелиоративные приемы способствуют закреплению металлов в почез в малоподвижных формах.

Вертикальная миграция металлов. В окультуренных почвах содержание металлов падает от приповерхностных слоев к более глубоким не столь резко, как в целинных, подстилка которых является биогеохююческим барьером, аккуцулирующим элементы.

В окультуренных подзолистых почвах изучено влияние навоза на миграцию металлов в почве. В вариантах с ежегодным его внесением валовое содержание металлов было ниже, чем в вариантах без органического удобрения. Установлено, что органические вещества, содержащиеся £ навозе, действуют на миграцию тяжелых металлов в почве неоднозначно. Имеющие~ ся в навозе, а также вновь образующиеся при его разложении водорастворимые органические соединения увеличивают миграционные возможности металлов путем образования низкомолекулярных комплексов, способствуя выщелачиванию их из верхних, наиболее корнеобитаемых слоев в нижние. В дальнейшем по мере более глубокой трансформации органических удобрений создаются с металлами органшинеральные комплексы, не растворимые в воде и кислой среде, начинает проявляться иммобилизующее действие органического вещества. Кроме того, органические удобрения повышают емкость обмена почвы, что также способствует.закреплению в ней тяжелых металлов.

Таким образом, органические вещества действуют на миграцию тяжелых металлов в почве неоднозначно: образуя как подвижные низкомолеку-дярные соединения, мигрирующие вниз по профилю почвы, так и прочные органоминерадьные комплексы, способствующие аккумуляции металлов в почве.

В модельном полевом опыте при искусственном внесении в почву водорастворимых содей меди и никеля (в ввде сульфатов) за пределы пахотного слоя в течение 3 лет было вынесено 30-4ОД меди и 7056 никеля. При совместном добавлении этих двух элементов никель вымывался еще интенсивнее и за 3 года был вынесен из пахотного горизонта практически полностью, Внесенная в почву медь закрепилась в основном в слое 0-20 с«, уже на глубине 40-50 см ее содержание было ниже исходного. Никель интенсивнее мигрирует по почвенному профилю - даже на глубине 60 см его количество превосходило исходную величину. Можно полагать, что более интенсивная по сравнению с медью водная миграция никеля по почвенное профилю происходит в силу особенностей пространственной структур« молекул комплексных соединений. Никель образует комплексные соединения плоскостные, легко передвигающиеся по профилю, а медь - сложной конфигурации, труднее мигрирующие вниз (Некрасов, 1970). Мель, находясь в почве совместно с никелем, ускоряет процесс избавления верхних почвен-

ных слоев от него, так как она активнее вступает в ионообменные реакции и закрепляется в почвенно-поглацагадем комплексе, а никель продвигается вниз по профилю.

Миграция тяжелых металлов в системе почва-растение. Растения поглощают токсичные элементы из почвенного раствора, регулируя их поступление в репродуктивные органы защитными механизмами, находящимися в корнях и на границе корень-стебель (Ильин, Степанова, 1980; Гарсии, 1983; Тихомиров и др., 1964; Ягодин, 1966). Природа этих механизмов до конца не выяснена. Нами обнаружена взаимосвязь между накоплением меди, ,никеля и кобальта в сельскохозяйственных растениях и содержанием их в почве, значением рН и видом растения. С повыпением уровня этих элементов в почве транслокация их в растения возрастает, но не в пропорциональных количествах, а согласно с известными в физиологии растений закономерностям! избирательного или пассивного поглощения элементов в зависимости от их концентрации в растворе. Чем вше кислотность почвы, тем подвижнее в ней изучаемое металлы, тем в большем количестве они переходят в растения. Определен оптимальный диапазон рН, при котором поступление металлов из почвы в растения наименьшее - 6.4-6.8(солК Дальнейшее повшение рН нецелесообразно, так как не оказывает влияния на размеры поступления металлов в растения. Выявлены пищевые и кормовые культуры, интенсивно аккумулирующие тяжелые металлы в своих органах и тканях: салат, цавель, многолетние злаки. Коэффициент биологического поглощения (КЩ) меди у салата - 1.31, никеля - 1.05. Низки КШ металлов у огурцов, зеленого лука, рки, овса. Так, у огурцов КШ по меди равен 0.08, по никелю - 0.03. Возделывание сельскохозяйственных культур в изучаемом районе не допустимо на расстоянии ближе 10 км от источника загрязнения по направлению господствующих ветров.

Установлено изменение элементного состава .растений, выращенных на почве, загрязненной тяжелыми металлами. Возрастает их зольность, и в целом изменяется пищевое и биологическое качество растениеводческой продукции, в первую очередь за счет высокого содержания в ней тяжелых металлов и нитратов (табл.1). Тис, в надземной части овса посевного, вырешенного на почве, содержащей медь и никель в количествах по 500 иг/хг, было з & раз больше нитратов по сравнению с контрольным образцом. Просматривается тенденция к возрастанию содержания общего азота и суммы аминокислот, которые выполняют защитную функцию, связывая экзогенно поступающий аммиак Шлешкэв и др., 1959). Изменяется аминокислотный состав растений, в 2 раза повивается содержание глутаминовой кислоты сто сравнению с контрольным вариантом. Определение содержания тяжелых металлов в молоке крупного рогатого скота, в рацион которого входят местные корма, выявило в нем свинец и никель, в концентрациях,

превышающих ПДК. На основании результатов этих исследований даны рекомендации по снижению влияния аэротехногенного воздействия на сельскохозяйственное производство.

Таблица I

Биологическое качество овса посевного на участках с разной степенью загрязнения

■ Степень загрязнения

Показатель --1-г—-

| высокая | низкая | контроль

Зольность, % 12.1 7.3 7.7

Азот общий, % 2.7 2.4 1.9

Азот белковый, % 1.2 1.3 1.0

Сумма аминокислот, г/кг 107.6 97.4 81,7

Клетчатка, г/кг 29.4 32.6 31.5

Жиры, г/кг 2.9 2.1 2.3

Каротин, г/кг о.е 10.9 13.6

Нитраты, мг/кг 7876.5 1609.5 Ш7.9

Медь, мг/кг 64.0 5.0 4.0

Никель, мг/кг 77.0 6.0 3.0

Взаимодействие тяжелых металлов и почвенных микроорганизмов

Согласно концепции общей экологии (Одуы, 1966), в работе рассматривается два типа стабильности микробного компонента почвенной экосистемы; резистентная устойчивость - способность систем* оставаться в устойчивом состоянии под техногенной нагрузкой н упругая устойчивость -способность системы восстанавливаться при прекращении антропогенного воздействия. Тяжелые металлы воздействуют на микроорганизмы как непосредственно, ингибируя процессы синтеза белка и активность ферментов, тан и косвенно - путем снижения продуктивности биогеоценозов и создания дефицита элементов литания, а также в результате изменения химических и физико-химических параметров среды их обитания. Многие металлы в малых концентрациях являются биогенными (Си, 2п, Со, Но, И и др.), а в повышенных дозах обладает токсическим действием. Биота природных сред Крайнего Севера характеризуется относительно небольшим видовым разнообразием, короткими трофическими цепями (Тихомиров, 1971; Чернов, 1980; Одум, 1966; Паринкина, 1989), а следовательно, и ограниченными возможностями утилизации различных поступающих извне соединений, не имеющих в природе специфических деструкторов. Такая особенность микрофлоры почв северных территорий требует разработки специфч-

ной система показателей для мониторинга почвенного покрова. На основании концепций пула (Звягинцев, 1967), устойчивости и гомеостаза биологических систем (Одум, 1966; Никитин, Никитина, 1978; Никитина, 1967), изменчивости и адаптации микроорганизмов (Ковальский, Ермаков, Летуно-ва, 1965, 1969; Авакян, 1973), а также учета специфики микрофлоры Севера, наш разработана система микробиологических и биохимических показателей, характеризующая основные »талы техногенного воздействия на почву и почвенную биоту в высоких широтах.

Микробиологический мониторинг почв в зоне воздействия медно-никелевого предприятия проводили в течение 10 лет. Длительное загрязнение почв выбросами предприятия цветной металлургии вызвало не столько.снижение общей численности микроорганизмов, как нарушение структуры микробного сообщества и сужение его видового разнообразия. Наиболее чувствительны к загрязнению почвы медью и никелем азотфиксирувдие и нитрифицирующие бактерии, сапрофитные неспоровые бактерии, использующие органические форш азота, и актинсмицеты. Высокой устойчивостью обладают споровые бактерии, грибы и представители автохтонной микрофлоры, участвующие в трансформации почвенного гуцуса. Принимая за I баял концентрацию металлов в почве, равную 200 мг/кг <м + 400 мг/кг Si,и учитывая, что с этой концентрации начинает достоверно снижаться численность наиболее чувствительных представителей различных групп микроорганизмов, можно составить следующий ряд их восприимчивости к данным элементам: азотфиксирущие и нитрифицирующие бактерии - 1 балл; сапрофитные неспоро вые бактерии, актиномицетьг, синеэеледае (цианобахтерии) и жедтеэеле-ные водоросли, целлюлозоразлагаощие бактерии - 2 балла; одноклеточные ' зеленые водоросли, споровые бактерии - & баллов; грибы - 10 баллов. На загрязненных участках, происходит селекция олиготрофных микроорганизмов, довольствующихся малым количеством питательных веществ и способных ассимилировать ях из рассеянного состояния (Аристовская, 1965). Показатели минерализации, педотрофтасти и олкготрофности на сильнозагряэненных металлами участках превышают таковые для контрольного участка.

Состав микробных сообществ по мере возрастания загрязнения постепенно смещается в сторону доминирования грибов, однако чувствительность их различных эколого-трофичееки* групп к тяжелы* металлам неодинакова. Быстрорастущие сапрофитные грибы, усваивающие легкодоступные углеводы (г - стратеги), восприимчивее к действию тяжелых металлов, чем гуцусо-литические микроыицеты, хорошо приспособленные к питанию за счет внутренних резервов почвы (К - стратеги). Устойчивость грибов к тяжелым металлам связана с их физиологическими особенностями. Выделяющиеся в процессе жизнедеятельности грибов органические кислоты нейтрализует действие металлов, образуя с ними комплексы менее токсичные, чем свободные

ионы (С1адеИ е* а1* , 1976; Сайд, ОгШШ, Ш) вt а1., 1965). Это едка из сторон регуляторнсго действия микрофлоры на «грацию металлов в почве. Однако устойчивость грибов к тяжелым металлам не беспредельна. При длительном (40 лет) воздействии промышленных выбросов на почву наблюдалось снижение биомассы и длины грибного мицелия, а также индекса разнообразия микрокипетов. На силънозагрязненшк участках длина грибных гиф была очень незначительна - 6.2-7.5 ы на I г абс. сухой почет, что составило в пересчете на сырую биомассу 0.43-0.60 мг/ кг, или 43-80 кг/га. В органогенном горизонте умереннозагрязненной почвы длина мицелия достигала 50-60 м в I г почвы, сырая масса - 0.400.45 мг/кг, или 400-450 кг/га. В загрязненных металлами почвах доминировали грибы родов Реп1с11Ииш ерр. И 1г1еЬо<1мгиа зрр.

Псд влиянием тяжелых металлов и соединений сер* происходят изменения в структуре и видовом составе водорослевых группировок. В исходной насыпной почве быпо 24 вида водорослей, через 4 года в эпицентре обнаружено всего 10 вццов, в 5 км от комбината - 13 видов водорослей. Адаптационные способности водорослей к изменившимся химическим условиям среды выражены слабее, чем у грибов и некоторых бактерий. При избытке меди в почве (0.1-0.2$) происходит обесцвечивание зеленых водорослей, измельчение клеток, интенсивное образование слизи у зеленых и синезеленых и тазовых вакуолей у синезеленых.

Проведенные наблюдения убеждают в высокой чувствительности многих видов почвенных водорослей к присутствию меди и никеля, причем наиболее уязвимы жеятозеленые и синезеленые водоросли, устойчивее их одноклеточные зеленые, особенно представители р.СЫаадуЛотсшав, Характеристика альгофлоры почвы может служить одним из надежных биологических критериев антропогенных нагрузок на почву. Индикационным признаком экстремальных условий, находяцихся на грани зон гомеостаза и стресса {Гуэев и др., 1980; Левин, 1983), является изменение группового состава водорослей. Динамика в пределах зоны резистентности хорошо отражается изменением видового состава водорослей.

Наблюдения за развитием амилолитического »«кровного сообщества тахже свидетельствуют о структурных перестройках и сужении видового разнообразия микроорганизмов под воздействием возрастающих концентраций меди и никеля. Амилолитическое микробное сообщество незагрязненной подзолистой А1-Се-гумусовой почвы характеризуется следующей структурой (рис.2). В состав доминирующих микроорганизмов входят, микромицеты родов Реп!сИИши, Ыисог и актшомицеты р-З-Ьгер^шусев гр.еПяеиж и я1Ьиа, несколько видов бактерий р. Рз еи<1 опюпаз эрр., использующих минеральный источник азота. Они обнаружены во всех исследуемых образцах, частота встречаемости - 100». Часто встречающиеся микромицеты представлены рр.

пыс/г

20005000

2400 1100

4000 Ш

2000 Си мг/кг

Рис.2. Состав амилсжитического шхробного сообщества в подзолистой почве, загрязненной медь» и никелем

Авр«гв±11шэ и Тг1сЬоввгпм (частота встречаемости 50-73$). Реже выявляется грибы рр, СЬае1о®1шв, Асгетоп1шп, споровые бактерии ВасШша ввв1отега1;ия, В.аиЪПЦв (частота встречаемости 20-35Й).

Изменения в структуре микробного сообщества происходят начиная с концентрации меди в почве 300-400 мг/кг и никеля 600-700 мг/кг, т.е. зона гомеостаза довольно широкая, что свидетельствует о высокой потенциальной устойчивости биоты к загрязнение. При превышении этих концентраций способность почвы находиться в равновесном состоянии и противостоять загрязнению нарушается, в результате чего изменяется структура микробного сообщества. Резко снизилось количество кеспороносных сапро-

Т6

фитных бактерий, актикомицетов, возросла доля микромицетов. Появился не отменявшийся в почве ранее новый вид неидентифицированной споровой бактерии. Этот диапазон концентраций тяжелых металлов характеризуется как зона стресса, в ней происходит перераспределение степени доминирования микроорганизмов, что свидетельствует о существенном превышении допустимого уровня техногенной нагрузки на микробный ценоз.

При дальнейшем повышении концентрации металлов в почве te» - 1200, Ni - 2400 иг/кг и выше) среди доминирующих микромицетов остается РеШ-cilllum зрр., a rrichoderma ерр. из часто встречаемых грибов в Ис- ■ ходном сообществе переходит в доминирующие. Часто выявляются дрожки Bbodotorula g lu tinle (Fres.) Harria cm и грибы р.Aspergillus. В зоне резистентности резко сократилось биологическое разнообразие микроорганизмов, произошло уменьшение числа редко встречающихся видов и обильный рост нескольких обычных видов. Грибная биомасса в почве с такой концентрацией металлов не уступала контрольной. Сообщество в интервале концентраций 1600-3000 мг/кг меди и 3500-6000 мг/кг никеля крайне обеднено и представлено только грибами p.Ienicillium. Однако полной стерилизации почвы в природе мы не наблюдали. Даже при концентрации меди, равной Э5й, а никеля SÍ, в ней обнаруживались грибы р.Penicilliuo spp. В целом эукариотные микроорганизмы, особенно грибы, менее чувствительны к. действию тяжелых металлов, чем прокарнотные - бактерии, ак-тиномицеты. Наблюдения за изменением состава и организации амилолити-ческого микробного сообщества подзолистой почвы по мере возрастания в ней концентраций меди и никеля подтверждают вывод об общей закономерности в реакции микробной системы на загрязнение почв тяжелыми металлами (Звягинцев и др., 1986).

Наметившиеся в насыпных почвах тенденции в изменении структуры и состава' микробных сообществ еще более усугублоттся при длительных антропогенных стрессах, действующих десятки лет (40-50 лет), йз сообществ естественных сильнозагрязненных почв микроорганизмы выпадают целыми группами, В них не обнаружены актиномицеты, нитрифицирующие бактерии как I, так и П фазы, свободноживущие азотфиксаторы р.Clostridium, аэробные целлюлозоразлагающие бактерии. В таких же по генезису лочваг, но удаленных от комбината, микроорганизмы этих групп присутствуют и функционируют. В азотном балансе целинных загрязненных почв заметную роль, вероятно, играют представители родов íeeudontonaa врр., Mycobacterium spp. В техногенных почвах угнетена даже наиболее устойчивая к металлам грибная флора, осуществляющая в них основные процессы минерализации растительных остатков. Альгофлора целинных почв имеет бедный ввдовой состав: на промплощвдке обнаружено только 2 вида одноклеточных зеленых водорослей, на расстоянии 5 км от источника выбросов найдено 4

вида зеленых, в 15 км - 6 видов и I вид желтоэеденых водорослей.

Концепция микробного пука как "запаса" микробов в почве помогла проследить в динамике за изменением минимального и максимального резервов микроорганизмов в почве, находящейся под воздействием прошш-ленных выбросов. Минимальный микробный (бактериальный) пул, определенный в первоначально незагрязненной почве путем ежедневных в течение месяца учетов численности бактерий пряаш методом, составил 0.55+ 0.10 мярд клеток в I г почвы, а максимальней - 4-6±0.25 мярд/г. Загрязнение почвы соединениями серы и тяжелыми металлами не привело к достоверному снижению величины минимального бактериального пула (0.41+ 0.05 млрд/г), но снизило максимальный пул (1.4+0,1 млрд/г). Такое уменьшение произошло за счет снижения численности зимогенной микрофлоры, развитие которой лимитируется поступлением в почву доступных органических веществ. Автохтонная микрофлора, участвующая в трансформации почвенного гуцуса, по-видимому, более устойчива к действию тяжелых металлов.

Медь для почвенной микрофлоры токсичнее никеля, ее отрицательное последствие более длительно. Никель даже в высоких концентрациях (0.2-О.ЗХ) стицулирует разложение бактерий, потребляя®« минеральные форш азота. В основное действие меди и никеля на почвенше биологические процессы носит независим^, аддитивный характер. Суммарное их действие ь почве проявляется очень редко и только при высоких концентрациях

Иногда при их взаимодействии выявляется антагонизм. Так, никель снижает сильное ингибкрупнее влияние меди на размножение обширных Групп бактерий, потреблявших минеральные форш азота, и бактерий, синтезирующих свободные аминокислот.

Необходимо отметить высокую адаптационную способность части бак-термального компонента микробного ценоза к изменившимся почвентм условиям. Об этом свидетельствуют данные по общей численности и биомассе бактерий - в сильноаагрязненнюс почвах эти величины не уступают контрольным. На среде с почвенной вытяжкой, приготовленной аз грунта аром-площадки, развивается больное количество селектнвшх, адаптированное к металлам форм микроорганизмов, не растущих на традиционнее питательное средах.

Адаптированные к изменившимся геохимическим условиям микромицети способны к высокой биоажфцулягоо) меди и никеля,к активному извлечению их из среды. Доминируя в загрязненных почвах, они концентрируют металлы не только в мицелии, но и собирают токсичные элемент вокруг своей биомассы путем образования металлоорганических комплексов. Аккумуляцию микромипетами токсичных элементов мокко рассматривать как способ самозащиты микробного сообщества и в целом как защитный механизм, Т8

препятствующий развитие почвенного токсикоза. Предварительно были выяснены пределы толерантности мнкромицетов к тяжелш металлам. Пороговые концентрации кеда и никеля для почвенных грибов, выделенных из загрязненных почв, были выше, тюк для коллекционных культур, что свидетельствует об их адаптации к изменившимся химическим условиям. Ыикро-мицеты р.Реп1с±11±ит аккумулируют в своей биомассе 0.3-0.4$ меди и никеля от массы сухого мицелия, предварительно тщательно отмытого от питательной среды, содержащей по 20 или 50 мг/л Сиг+ или Присут-

ствие никеля в среде активизировало биоаккумуляцию меди культурой Ая-рег£111и£ л^ег. Рассчитано, что грибной биомассой может быть закреплено одноразово, без учета оборачиваемости биомассы за сезон, 250340 г/га меди и столько же никеля.

Дрожжи Ыюао*оги1а способны к более высокой аккуцуляши

металлов, чем мицелиальные грибы. В среднем они накапливают 1% меди от веса сухой биомассы, поглощая до 60-70$ меди из раствора. Величина рН среды существенно влияет на биоахкуцуляцию металлов как мицелиальными, так и одноклеточными грибами. При подкислении среды возрастает подвижность металлов и их биологическая доступность.

Микромицеты следует рассматривать как компонент почвенной биоты, играющий заметную роль в иммобилизации токсичных элементов, исключении подвижных их форы из круговорота.

Генетическая активность загрязненных металлами почв в тестах с микроорганизмами. Важное место в системе оценки безопасности окружающей среда в условиях крупномасштабного индустриального производства Занимает методы микробиологического тестирования, с помощью которых можно исследовать не только токсичные, но и мутагенные свойства того или иного соединения. В настоящее время чрезвнчайно актуальным является изучение потенциальной генетической опасности для оценки и исключения вреда от загрязнителей окружающей среды не только для современников, но и будущих поколений.

Известно, что ряд металлов и их соединений обладает генетической активностью: са, Сгб+, Ил, 2а, сульфат Ее, селенаты (Новэтап,

1981; Дубинин, 1966; Ьвопахй, 1988). Несмотря на важность проблемы, литературные данные по мутагенной активности почв практически отсутствуют. Для выявления мутагенной активности почв были взяты пробы с промплощадон медно-никелебого и аллюминиевого предприятий с широким диапазоном валового содержания и водорастворимых форм соединений Си, Со, АХ, Зо, Сг, На.

Для оценки генетических эффектов использовали следующие тест-микроорганизмы: За1топе11а 1урЫшцг1д1т 1Т2 штшмы ТА102, ТА100, ТА98, ТА97, позволяющие выявить мутагены, вызывающие реверсии мутаций аухсо-

громкости so гистндину Citaron, Лш<е, 1983); кипенную палочку Eacheri-Chia с olí штаммы 172 и СШ71, различающиеся по способности к репарации ДНК и исследованные в тесте на индукщю реиарируежк повреждений ДНК (Tatzuel, Slabloka, 1977)i Дрожжи ЗлсоЬлгощуовв oerevlaae шташы ÍT2 и ртз, отличающиеся по способности к »кспизионной репарации и предназначенные для учета мутагенного и рексмбиногенного действия химических и физических факторов (Inee-Vecbtomov rfc al., 1S85). В тестах с дрожжами изучали также индукции репарируемых повреждений ДНК, используя пару уже упомянутых штаммов и изогенную парту штаммов, отличающихся по способности репарировать двунитевые разрывы ДНК: Д329 и Д329-дас1.

Первоначально провели оценку токсичного действия загрязненных металлами почв на штаты кишечной палочки и дрожжей методом спот-теста и количественным методом. Мутаген метилметаксульфонат значительно сильнее подавляет рост дефектного по репарации штаоша ДЭ29-шс1, чем штамма дикого типа по репарации Д329. Контрольный почвенный образец не подавляет рост дрожжей. Образцы же с промплощдки токсичны, но эта токсичность не связана с повреждениями ДНК, как токсичность метилметан-сульфоната. Такая же закономерность прослеживается и для почвенного образца с промшщадки комбината "Североникель" в действии на кишефогя палочку; он практически одинаково токсичен для обоих штатов, как и антибиотик тетрациклин, в то время как цутаген нитрохинолиноксид токсичен только для дефектного по репарации штата.

Была проведена количественная оценка токсичного действия водных вытяжек из почв проыплощадох на ттамш дрожжей, различавшихся по репарации (рис.3). В опыте использовали 10, 25 и их концентрации с экспозицией тест-организма в течение 24 ч. Вытяжки из почв проявленных площадок в разной степени токсичны, но ни в одном из вариантов не наблюдается рааличий в чувствительности шташов, отличающихся по репарации. Это означает* что среди водорастворишх соединений, выделенных из грунтов промплощадок в данной концентрации, не выявлено генетически опасных.

Исследование образцов почв и вытяжек из них в тесте Эймса с За1-monella typhl штйш было проведено без метаболической активации. Ни в полуколичественном тесте, ни методом спот-теста не была выявлена генетическая активность испытуемых проб с промплощадок медно-никелевого и алюминиевого предприятий. Ни одна из 15 проб не дала воспроизводимого повышения уровня ревертирования хотя бы одного штата сальмонеллы.

Исследованные образцы почв отличаются от контрольных в основном высоким содержанием в них соединений металлов и поэтому вполне правомочно допустить, что биологическое действие этих образцов связано именно с этими компонентами. С помощью высокочувствительных тест-скс-

Рис.3, Токсичное действие водных висяжек из почв на штаммы дрожжей, различающихся по репарации; а - шташы Р92 и РУЗ; б - аташы Д329 и Д3291мс1; по оси абсцисс: I - вода; 0 - контрольная почва; Щ - почва КАЗ; 1У - почва "Североникель" и концентрации вытяжек из почв; по оси ординат: количество дрояжевых колоний, % относительно их содержания в контроле

тем не выявлена генетическая активность соединений, выделенных из грунтов пропиленных площадок медно-никелевого и алюминиевого предприятий. В то же время установлена значительная токсическая активность исследуешх образцов. Их токсичность является основным биологическим

показателем, на основе которого моемо оценивать вред загрязненных почв для биосферы.

3. Биохимгческая активность загрязненных металлами почв

В почве, загрязненной тяжельми металлами, изменяется ^ункциокаль-ная (средорегулирущая) деятельность микробиоты, обеспечивающая устойчивость сложившегося в ней микробоценоза и динамическую стабильность условий среды обитания. В литературе освещается большое количество экспериментальных данных по снижению ферментативной, азотфиксирующей, нитрификационной и целлюлозоразруиающей активности почв. Эти исследования предприняты с целью разработки ранней диагностики загрязнения почв тяжелыми металлами. Показано, что степень снижения биохимической активности почв в первую очередь определяется загрязняющим элементом и типом почвы.

В таблице 2 приведены показатели, характеризующие чувствительность биохимических процессов к загрязнению почвы медью и никелем, присутствующими в ней одновременно. Почва - окулыуренный А1-Се-гуцу-совый подзол. Данные получены на основании многолетних наблюдений в природе с учетом результатов ежегодных анализов 72 почвенных образцов. Все эти показатели применяются при проведении биодинамических наблюдений в почвах. Такие процессы, как азотфиксирующая активность почв, активность некоторых ферментов, интенсивность разложения клетчатки, хорошо отражают степень окультуренности почвы, обогащенность ее источниками энергии и биогеннши элементами. Расположены они в порядке возрастания устойчивости к действию металлов. За нижнюю пороговую концентрацию принята минимальная концентрация элемента, достоверно снижающая активность биохимического процесса по сравнению с контрольным вариантом. За верхнюю пороговую концентрация принят уровень металлов, при котором данная биохимическая реакция полностью ингибируется. Для различных почв зонального ряда пороговые концентрации меди и никеля будут иными, но поряцок в ряду биологических показателей, расположенных по мере возрастания их устойчивости к неблагоприятным факторам, вероятно, не изменится.

Наиболее чувствительными тестами на загрязнение подзолистой почвы медью к никелем являются аэотфиксируюцая активность и синтез свободных аминокислот. Интенсивность этих процессов в природных условиях снижается начиная с концентрации меди, равной 200-300 иг/кг, и никеля - 400500 мг/кг почвы. Этот диапазон концентрации металлов и характеризует экологически допустимые воздействия данного производства на шкробный . компонент почвы и на почву в целом. Фугасционалыше свойства почвенной

Таблица 2

Чувствительность некоторых биохимических процессов к тяжелым металлам в почве

"Г

пороговая ¡Характер щия, мг/кг[совмест-

Биохимические показатели

Нижняя пороговая концентрация, мг/кг

медь

никель

Верхняя концентрация

медь

никель

• ного действия ые-",и и никеля на

ди

к.

I процесс

Синтез свободных аминокислот

АэотДиксирувдая активность

Ни трифпсаци онная активность

Ферментативная активность:

инвертаза

уре аза

Минерализация клетчатки

Разложение растительных остатков

200-300

300 700 400-500 700-600

400-600 3000-5000 7000-8000 Антагонистический

1800-2000 2500-3500 Аддитивный

3000 6000 Аддитивный или синерги-ческий

500-600 1000-1500 2000-2500 7000-8000 Антагони-

при реакции, близкой к нейтральной

500-600

1000

1000 2000 >1000 >2000

стический

2000-2500 7000-8000 Аддитивный

3500-4000 7500-8000 Аддитивный

Не вмяв- Не вняв- Аддитив-лена лена ный

микробйоты оказались боям "Гут^гтплтптыпм показателем к действии техногенных выбросов, чем чнсявнюсть и структура микроб оценоэа. Активность инвертаэы не является устойчивы* биохимическим тестом на загрязнение почв медьс и никелем. В значительной степени активность этого фермента определяется значением рН среди. Биогенность почвы и степень ее загрязненности не повлияли на интенсивность разложения остатков травянистых растений в течение 2-х лешего периода их экспозиции в почве. В целом трансформация соединений азота сильнее мнгибируется тяжелыми металлами, чем процессы превращений соединений углерода, ибо в биохимических реакциях круговорота углерода более, чем а других процессах, выражен принцип дублирования, давний возможность поддерживать гомеостаз микробного кошонента в почвенной системе даже 'при изменившихся фкзикй-хишгаесяих условиях среды.

Ни един из приведенных показателей не обладает высокой чувстви-

телькостью к повышенным концентраииям меди и никеля и не может быть использован для ранней диагностики загрязнения почвы этими элементами. Почва, являясь мэдным адсорбентом и нейтрализатором токсичных веществ, предохраняет микромир от их губительного действия. Этому способствует проявление максимальной активности почвенной микрофлоры, находящейся, по дамнш Т.В.Аристовской (1988), на твердых частицах, покрытых гумусовыми пленками, а не в жидкой фазе, содержащей токсичные соединения в растворимой, наиболее доступной для всего живого форме. Действие меди и никеля на биохимические процессы носило в основном аддитивный характер. Наблюдалось ослабление токсичности металлов при их совместном воздействии на синтез свободных аминокислот и активность инвертазы, а также синергическое действие на процесс нитрификации при высоких концентрациях элементов.

4- Влияние промышленных выбросов на физико-химические и агрохимические свойства почв

Установлен принцип неравномерности темпов изменений различных свойств почвы, подверженной антропогенной нагрузке. Физико-химические и агрохимические свойства более стабильны по своим характеристикам, чем биохимические, связанные с жизнедеятельностью почвенной биоты. Запас в почве углерода, азота, фосфора и калия характеризует ее энергию и плодородие. В круговороте перечисленных элементов решающая роль принадлежит микроорганизмам, жизнедеятельность которых в техногенных почвах нарушена. Это находит свое отражение в процессах миграции и трансформации биогенных элементов. Сравнительно кратковременное (5 лет), но достаточно интенсивное воздействие выбросов предприятия цветной металлургии на почву кардинально не повлияло на содержание и состав гуцуса, снизив в основном только количество водорастворимой, наиболее лабильной его частя. Отмечено также некоторое возрастание абсолютного содержания гуминовых кислот первой и, в особенности, третьей фракций и за счет этого - суммарного количества гуминовых кислот. Действие тяжелых металлов на органическое вещество почвы, вероятно, может быть отождествлено с действием других оснований. Внесение в почву больших количеств оснований при химической мелиорации почв приводит к некоторому перераспределению фракционного состава гуцуса, но не вызывает коренной перестройки тушеного состояния почв (Переверзев, Алексеева, 1900). В целом органическое вещество сохраняет основные свойства при аэротехно- . генном воздействии на почву выбросов предприятия цветной металлургии и способствует стабилизации ее свойств в экстремальных условиях.

Отмечена тенденция в изменении превращений органических и мюе-

ральных аз о тсодержащих соединений в почве эпицентра загрязнения. Она выразилась в увеличении содержания щелочногидролиэуемого азота, вероятно, вследствие более полного извлечения его из почвы при подщелачи-вании среды, и в некотором снижении количества аммонийного азота в связи с уменьшением численности и активности аммонифнкаторов.

Промышленные выбросы предприятия цветной металлургии обогащают почву фосфором, в том числе подвижншш его соединениями, содержание которых в насыпной почве в эпицентре возросло в в раз за 5-летний период. Количество обменных кальция и магния возросло за это время в 1.5-2.0 раза. С одной стороны, накопление в почве соединений фосфора, азота, кальция и магния следует рассматривать как положительный процесс, дополнительно вносящий в почву биогенные элементы, повышающие ее буферную способность, а следовательно, и защитные силы. С другой стороны, возникает опасность нарушения соотношения между основными питательными элементам!, приводящая к несбалансированному питанию растений, не говоря уже о накоплении некоторых элементов в почве в столь высоких дозах, что они становятся токсичными для всего живого.

Увеличивающееся содержание сульфат-иона способствует потере почвой ионов кальция и магния, приводит в ее подкисдению, но не очень значительному и неоднозначноцу на всех участках. В эпицентре загрязнения почва не подкисляется) а подщелачивается в силу обогащения ее катионами тяжелых металлов, кальция, магния из зромшвленжк выбросов. За 5 лет показатель рН как водной, тах и солевой вытяжек из насыпной почвы эпицентра загрязнения повысился на 0.6. Подкисление насыпных почв наблюдалось в 5 км и далее от источника я*5росов по направлен») господствующих ветров, заносщкх овца кислые аэроаоли. За 5 лет показатель рН почвы снизился на участке в 5 км на 0,8, через 10 лет - на 1.0, а на расстоянии 15 хм - на 0.7 за десятилетие.

В эпицентре загрязнения отмечено снижение гидролитической кислотности, увеличение содержания обменных кальция и магния, что в конечном итоге привело к возрастаю» степени насщенности почвы основаниями и закреплен*® в ней тяжелых металлов. Внесение навоза (80-100 т/га) стабилизирует кислотность загрязненных промышлешшми выбросами почв и уменьшает неблагоприятные изменения в трансформации азотсодержащих соединений.

5. Фитотоксичность загрязненных металлами почв и некоторые способы ее снижения

Выработка критериев для оценки степени деградации и токсичности почвенного покрова, загрязненного тяжелыми металлами, является весьма актуальной задачей. Пряжам показателем развития этих процессов может

служить содержание тяжелых металлов в почве, особенно подвижных форм их соединений. Однако почвы, содержащие одинаковое количество металлов, но различающиеся по механическому составу, количеству гумуса, величине емкости поглощения и другим показателям, будут неодинаково токсичны для растений и почвенной биоты. Предложен показатель - отношение содержания тяжелых металлов в почве к количеству в ней органического углерода (Садовникова и др., 1965; Ыахаревич и др., 1986). Но, как отмечают авторы этого предложения, свободные карбонаты кальция и магния даже при низком содержании гумуса хорошо невелируют отрицательное действие тяжелых металлов.

Материалы, полученные по миграции тяжелых металлов э растения в полевок модельном опыте и на производственных сельскохозяйственных плсщадях, свидетельствуют о-значительном влиянии ионов кальция на снижение биогенной миграции меди и никеля. Внесенный кальций повышает емкость обмена почвы, способствуя закреплению металлов в химически малоактивной форме. Кроме того, при повышении рН почвенного раствора возникает вероятность образования нерастворимых гидроокисей и карбонатов тяжелых металлов, что снижает их биогенную миграцию. При подщелачива-нии среды происходит также осаждение гидроокисей железа, алюминия и марганца вместе с сорбированным на их поверхности металлами.

Для оценки токсичности почв, загрязненных медью и никелем, нами предложена шкала отношений суикы обменных оснований к содержанию этих элементов в почве. В нетоксичной для растений почве отношение (Са+Нв)/ Си не должно быть ниже 30, а - ниже 20, в сильнотоксичной

почве эти отношения менее 9 и 4 соответственно Стабл.3). Данная шкала позволяет оценить степень загрязнения почв металлами и возможное поступление юс в растения в количествах, превышающих допустимые норш.

Таблица 3

Шкала'оценки степени токсичности окультуренной подаолистой почвы

| Са+Мг Се»М£

Почва { ----- } ——

Си И

Нетоксичная >30 >20

Слаботоксичная 10-29 5-19

Сильнотоксичная <9 <4

Пороговое значение 10 5

Восстановление свойств загрязненных металлами почв. Два противоположных процесса характеризуют загрязнеюше токсикантами антропогенного происхождения почвы, с одной стороны - деградация, с другой -

восстановление и* свойств. После 10-летнего пребывания в условиях промышленного загрязнения почва была возвращена в "чистые" условия,, и в течение 3 сезонов проведены наблюдения за процессами восстановления ее химических и биологических свойств. Вынос тяжелых металлов из загрязненной почвы происходил наиболее интенсивно в первые сроки ее пребывания в "чистой" среде. Количество меди и никеля снизилось в почве эпицентра загрязнения относительно исходного уровня за 3.5 мес в 2 раза, что составило 2000 и 1000 иг/кг почвы соответственно, за счет снижения содержания подвижных форм их соединений. Оставшееся количество металлов в течение последующих двух лет практически не уменьшалось. В целом можно сделать вывод о высокой интенсивности как накопления металлов в изначально незагрязненной почве, так и вгаоса юс из почвы при исключении источника воздушного загрязнения. Оба эти процесса протекают наиболее интенсивно в первые месяцы экспозиции, а в дальнейшем они замедляются с преобладанием аккумуляции над ощелачиванием металлов из почвы.

Рассчитанный период удаления тяжелых металлов из подзолистой окультуренной почвы до начальной их концентрации варьирует для никеля от 21 до 190 лет, для меди - от 42 до 700 лет. Из вариантов с совместным внесением меди и никеля убыль никеля из почвы происходит интенсивнее и завершается за более короткий отрезок времени - ДО-20 лет. Следует полагать, что истинное время удаления металлов будет между периодами, нижняя граница которых выражается десятками, а верхняя - сотнями лет. За это время почва может восстановить свои свойства после химического загрязнения, если еще не произошли необратимые их изменения, после которых даже при прекращении отрицательных внешних воздействий почвенная экосистема не сможет восстановить своего исходного состояния только за счет внутренних резервов.

Самыми "отзывчивыми" на улучшение абиотических условий среды оказались те группы микроорганизмов, которые проявили наибольшую чувствительность на загрязнение почвы промьшленныыи выбросами - это актиноми-цеты и сапрофитные неспоровые бактерии, количество последних возросло через год в десятки раз. Численность микроорганизмов.более устойчивых к загрязнению среды тяжелыми металлами, таких, как олигонитрофилов, споровых и использующих минеральные форыы азота, не возрастала так резко. Жизнедеятельность хемояитотрофных микроорганизмов (нитрифицирующих бактерий), а также анаэробных аэотфиксаторов оставалась полностью ингибированной на протяжении 3-х летнего периода. Количество микроорганизмов всех групп на участке 5-го км сравнялось с контрольными значениями через год. •

Таким образом, численность микроорганизмов различных эколого-тро-

фических и таксономических групп в осстакавливелась неодинаково быстро, что отразилось на их функциональной деятельности. В результате возрастания количества сапрофитных бактерий увеличилась интенсивность разложения органических веществ, вследствие чего проявилась уреазная активность в почве из эпицентра, не отмечавшаяся в ней ранее. В ряде случаев возрастание биохимической активности почвенных микроорганизмов отставало от роста их численности. Так остались без изменений в течение 2-х лет такие показатели, как активность инвертазы, содержание водорастворимого углерода, несмотря на значительное увеличение численности сапрофитных неспоровых бактерий и грибов.

Фитотоксичность почвы снижалась очень медленно. Даже через 6 лет первоначально сильноэ&грязненная медью и никелем почва (модельный опыт) оставалась бесплодной. Все процессы, направленные на активизацию жизнедеятельности почвенной микрофлоры, способствуют биологическое самоочищению почвы. Роль почвенной биоты в снижении токсичности загрязненных металлами почв сводится к их иммобилизации путем аккумуляции в клетках или образования малоподвижных и труднодоступных растениям органоминеральных комплексов между металлами и продуктами жизнедеятельности микроорганизмов. Познание защитных сил почвы, противостоящих загрязнению, и их мобилизация - основной цуть улучшения качества почвенного покрова в зоне промышленного воздействия. Наиболее эффективным приемом, сникающим токсичность почв, загрязненных медью и никелем, является известкование, служащее поставщиком ионов кальция, повышающего защитные свойства почвы (табл.4). При валовом содержании меди в почве, равном 0.2%, в надземной части овса в варианте с известкованием было обнаружено 7 мг меди в I кг абс.сухой массы, в варианте без известкования - 260 кг/кг, в контрольной массе - 6 мг/кг меди. Благоприятно для снижения токсичности почв внесение высоких доз навоза, действие которого на миграцию металлов в почве обсуждалось ранее. Закреплению

Таблица 4

Мероприятия, снижающие токсичность почв, загрязненных тяжелыми металлами

Мероприятия

! Дозы, т/га

Известкование, СаСОд Внесение навоза

Двойной суперфосфат со средним содержанием 455 Магниевые удобрения (из расчета 21е0)

рйсол б-4"5-8 100-150 0.3-0.4

0.03-0.08

металлов в химически малоактивной форме способствуют также фосфаты, причем они связывают медь и переводят ее в малоподвижные соединения в нейтральной и слабощелочной среде и оказываются неэффективными в кислой среде. Внесенные вещества успешнее снижают токсичность почвы, загрязненной медью, чем никелем,в силу ее высокой способности к комплек-сообразованию.

Все предлагаемые мероприятия повышают защитные способности почвы, и с их помощью можно частично решить проблему получения биологически чистой сельскохозяйственной продукции в зонах промышленного воздействия, но не проблем охраны почвенного покрова, его санкций в биосфере. Необходимы активные действия по охране окружающей среды путем устранения основных источников загрязнения природы за счет ресурсосбережения, освоения и широкого внедрения безотходных технологий.

Выводы

I. Предпринято комплексное исследование структуры, функций и антропогенных изменений микробного компонента целинных и окультуренных почв а зоне воздействия предприятия цветной металлургии, сопровождаемое определением ряда параметров среды обитания микроорганизмов. Установлен принцип неравномерности темпов изменения различных свойств почвы. В первую очередь в ней в больших количествах накапливаются тяжелые металлы и соединения серы. Оценка состояния загрязнения естественных А1-Се-гумусовых подзолистых почв показала, что такие приоритетные загрязнители, как медь, никель, кобальт, концентрируются в основном в органогенном горизонте, играющем роль геохимического барьера, а там, где он эродирован, - в верхнем 0-10 см слое почвы. Вниз по профилю почвы количество металлов резко снижается; различия в их содержании в верхней части минерального профия вполне закономерны и обусловлены перераспределением элементов под влиянием элювиального и иллювиального процессов. Аналогично тяжела* металлам распределяется по профилю сера, находящаяся в почве в основном в виде сульфат-иона. Содержание металлов в почве уменьшается по мере удаления от комбината в гиперболической зависимости. Оценка состояния и трендов загрязнения металлами насыпных окультуренных почв показала, что в эпицентре металлы накапливаются чрезвычайно быстро и в больших количествах за счет активной их сорбции и закрепления органическими и минеральными компонентами почвы. Количество меди и никеля возросло здесь за 5 лет в среднем в 50 раз по сравнению с исходным уровнем. На более удаленных участках (5 км) количество меди в почве утроилось, а никеля удвоилось через 10 дет; через 20 лет количество меди возрастет на этом участке в 4 раза, никеля - в

3 раза относительно исходного уровня.

2. Физико-химические и агрохимические свойства более стабильны по сбоим характеристикам, чем биохимические, связанные с функциональной деятельность*) почвенной бисты. Сравнительно кратковременное (5 лет), но достаточно интенсивное воздействие выбросов предприятия цветной металлургии на почву кардинально не повлияло на содержание и состав гумуса, в основном снизив только количество вещ орастворимой, наиболее лабильной его части. В целом органическое вещество сохраняет свои свойства в условиях техногенного загрязнения и способствует стабилизации свойств почвы в экстремальных, условиях. Отмечена тенденция в изменении трансформации органических и минеральных азотсодержащих соединений в почве эпицентра загрязнения. Она выразилась в увеличении содержания щелочногцдролизуемого азота и в некотором снижении количества аммонийного азота. Промышленные выбросы предприятия цветной металлургии обогащают почву соединениями фосфора, кальция и магния. Накопление в почве тяжелых металлов, ионов кальция и магния, а с другой стороны, сульфамюна приводит к не однозначным изменениям кислотно-щелочных условий среди. В эпицентре загрязнения почва подщелачивалась, на расстоянии 5 км и далее от комбината по направлению господствующих ветров, заносяцих сюда кислые аэрозоли, подкислялась.

3. Длительное загрязнение почвы выбросами предприятия цветной металлургии вызвало не столько снижение общей численности микроорганизмов, как нарушение структур) микробного сообщества, сужение его видового разнообразия.. Гонеостаз микробного компонента в подзолистой почве нарушается начиная с концентрации меди, равной 300-400 мг/кг, никеля - 600-700 мг/кг почвы, т.е. зона эта довольно широкая, что свидетельствует о высокой резистентной устойчивости почвенной микробиоты к загрязнению. Наиболее чувствительны к повышенным концентрациям меди и никеля аз о тфкк сидующие, нитрифицирующие, сапрофитные неспоровые бактерии и актияпдацеты, из водорослей - желтоэеленые и синеэеленые. Высокая устойчивость характерна для грибов, споровых бактерий, представителей аэтехтонной микрофлоры, участвующей в трансформации почвенного гумуса, из водорослей - для зеленых одноклеточных форм, особенно реда СЩащуйотоиаа зрр. Максимальной устойчивость« обладают микромицеты рода Реп!с!Шит ерр., доминирующие в скльнозагряэненных почвах. Минимальный микробный пул в почвах с повышенным уровнем меди и никеля не снизился, а максимальный уменьшился относительно его величины в контрольной почве.

4. Медь для почвенной микрофлоры токсичнее никеля. Суммарное действие металлов в почве проявляется редко, причем только при высоких их концентрациях. В основном действие меди и никеля на почвенные биодоги-30

ческие процессы носит аддитивный, независимый характер. Иногда проявляется антагонизм при их взаимодействии. Никель снижает ингибирующее влияние меди на процессы синтеза аминокислот и минерализации клетчатки, а также на размножение бактерий, потребляли«* минеральные формы азота.

5. Микроорганизмы оказывают регуляторное действие на процессы миграции металлов по почвенному профилю путем образования малоподвижных органоминеральных внеклеточных комплексных соединений между продуктами своей жизнедеятельности и ионами металлов, а также активного их закрепления в биомассе. Аккуцуляцию токсичных элементов почвенными мик-ромицетами следует рассматривать как способ самозащиты микробного сообщества и в целом как защитный механизм, препятствующий развитию почвенного токсикоза. Адаптированные к изменившимся геохимическим условиям микромицеты способны к высокой биоаккуцуляции металлов, накапливая в своей биомассе от 0.3 до 1.5% меди и никеля от веса сухого мицелия. Биомассой грибов может быть закреплено 250-340 г/га меди и столько же никеля (без учета ее оборачиваемости за сезон).

6. Функциональные (средорегулирующие) свойства почвенной микро-бноты чувствительнее к воздействию неблагоприятных факторов, чем такие показатели, как численность и структура микробоценоза. Интенсивность аэотфиксируицей активности и синтеза свободных аминокислот снижается в природных условиях начиная с концентрации меди, равной 200-300 мг/кг, и никеля - 400-600 мг/кг почвы. Этот диапазон концентрации металлов и характеризует экологически допустимее воздействия данного производства на микробный компонент почвы. Приведенные концентрации металлов довольно высоки, т.е. исследованные биохимические тесты не могут быть использованы для ранней диагностики загрязнения почвы медью и никелем.

7. С помощью высокочувствительных микробных тест-систем не выявлена мутагенная активность соединений, наделенных из почв, подверженных длительному воздействие выбросов медно-никелевого и алюминиевого предприятий. Загрязненные почвы обладают токсичностью по отношению к почвенной биоте, но генетически для нее не активны. Их токсичность -основной биологический показатель, к& основе которого следует оценивать вред загрязненного почвенного покрова для биосферы в целом.

8. Элементный состав растений, выращенных на почве, загрязненной тяжелыми металлами, изменяется. Возрастает их зольность, и в целом снижается пищевое и биологическое качество растениеводческой продукции в первую очередь за счет больного накопления в ней тяжелых металлов и нитратов. Просматривается тенденция к возрастанию содержания общего азота и суины аминокислот, а также к изменению аминокислотного состава растений. Обнаружена взаимосвязь между накоплением меди, никеля

и кобальта в сельскохозяйственных растениях и содержанием этих элементов в почве, значением рН среды и видом растения. Определен оптимальный диапазон рН, при котором поступление металлов из почвы в растения наименьшее - 6.4-6.0 сол. Выявлены пищевые и кормовые растения, интенсивно аккумулирующие тяжелые металлы: салат, щавель, многолетние злаки и растения с низким коэффициентом биологического поглощения: огурцы, зеленый лук, овес, рожь. Возделывание сельскохозяйственных культур в изучаемом районе не допустимо на расстоянии ближе 10 км от источника выбросов по направлению господствующих ветров.

9, Выявлена защитная роль ионов кальция и магния, снижающих биогенную миграцию меди, никеля и кобальта в растения. Для оценки $ито-токсичности почв, загрязненных этими элементами, предложена шкала отношений суммы обменных оснований к количеству тяжелых металлов в почве. В нетоксичной для растений почве отношение (Са+Ыг)/Си не должно быть ниже 30, а (Са+М^/Ю. - ниже 20; для сильнотоксичной почвы значения этих отношений не более 9 и 4 соответственно.

10. Нарушение структуре и экологических функций микробного сообщества, сужение его видового разнообразия под действием техногенеза на фоне замедленных процессов энерго- и массообмена в природных средах Крайнего Севера приводят к трудновосстановимым или необратимым изменениям в живой природе. Рассчитанный период удаления тяжелых металлов из окультуренной подзолистой почвы до первоначальной их концентрации варьирует от десятков до сотен лет. Все процессы, направленные на активизацию жизнедеятельности почвенной микрофлоры, способствуют биологическому самоочищению почвы, а при загрязнении тяжелыми металлами -иммобилизации их путей аккумуляции в клетках или образования малоподвижных и труднодоступных растениям внеклеточных комплексных соединений, Наиболее эффективными приемами снижения токсичности почв являются известкование (до Р&сол 6.4-6.8) и внесение высоких доз органических удобрений (100-150 т/га). Снизить токсичность загрязненных металлами поче в нейтральной и слабощелочной среде удается также фосфатами. Установлено, что органические вещества, содержащиеся в навозе, действует на миграцию тяжелых металлов в почве неоднозначно. Имеющиеся в навозе, а также вновь возникающие при его разложении водорастворимые органические соединения увеличивают миграционные возможности металлов путем образования ниэксмолекулярнюс комплексов, способствуя выщелачиванию их из верхних, наиболее корнеобитаемых слоев в нижние. В дальнейшем по мере более глубокой трансформации органических удобрений создаются с металлами органомкнеральные комплексы, не растворимые в воде и кислой среде, начинает проявляться иммобилизующее действие органического вещества. Все эти мероприятия повышают защитные способности почвы, про-

тивостоящие загрязнению, и частично решает проблецу получения биологически чистой сельскохозяйственной продукции в зонах промышленного воздействия.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Евдокимова Г.А. Динадока численности микроорганизмов в ризосфере некоторых злаков в условиях Кольского полуострова// Почвоведение. - 1973. » 12. С.38-46.

2. Евдокимова Г.А., Мозгова Н.П. Влияние промышленного загрязнения на микрофлору почв// Микробиологические методы борьбы с загрязнением окружающей среды: Тез.докл,Всесоюэ.науч.конф. 22-24 дек. 1975. -Пущино, 1975. C.I09-III.

3. Евдокимова Г.А. Динамика биологической продуктивности бактериальных сообществ в ризосфере злаков// Почвоведение. - 1976. № 12. С.97-102.

4. Евдокимова Г.Л., Мозгова Н.П. Влияние ионов тяжелых металлов на изменение численности микроорганизмов в почве// Биологическая диагностика почв: Тез.докл.Всесоюз.совещ. - М., 1976. С.83.

5. Евдокимова Г.А., Мозгова Н.П. Влияние ионов тяжелых металлов на численность микроорганизмов в почве: Тез.докл. У делегат.съезда Всесоюз.общ.почвоведов. - Минск, 1977. Вып.2. С.269-270.

6. EvdofclaoTW G.i-. Biological Productivity оГ »aoterial Communi-tiee 1л the Klzoapbere at Cereals under the Canditiaae of Jar Vorth, ibatracta о £ the International Congress of Microbilogy. München, 1976.

7. Евдокимова Г.А., Ыозгова Н.П, Изменение численности и биомассы грибов в почвах, загрязненных тяжелыми металлами// Мшсробиологические процессы в почвах и урожайность сельскохозяйственные культур. - Вильнюс: Изд-во Института ботаники АН Лит.ССР, 1978. C.I06-IC7.

8. Евдокимова Г.А., Мозгова Н.П. Влияние тяжелых металлов промышленных выбросов на микрофлору почвы// Микробиологические исследования на Кольском полуострове. - Апатиты: Изд-во Кольского филиала АН СССР, 1978. С.3-17.

9. Евдокимова Г.А., Кислых Е.Е., Ыозгова Н.П. Динамика биологической активности и некоторых соединений азота почв в условиях промышленного загрязнения// Биологические проблеш Севера: Тез.докл, УШ симп. - Апатита, 1979. С.Ю-И.

Х0. Евдокимова Г.А., Мозгова Н*П. Биологическая активность почв в условиях промышленного загрязнения// Сезонная динамика почвенных процессов. - Таллин: Изд-во АН ЭССР, 1979. С.190-193.

II. Евдокимова Г.А. Изменение биогенности окультуренных почв под действием прошшле иного загрязнения: Таз.докл. УХ съезда Всесовз.мик-

робиолог.общ. - Рига, i960. Т.6. С.39.

12. Евдокимова Г.А., Штина Э.А. Влияние выбросов металлургических заводов на почвенную альгофлору (на примере почв Кольского полуострова)// Биологические проблемы Севера: Тез.докл. IX Всесоюз.симп. - Сыктывкар, 1981. Ч.Х. С.59.

13. Евдокимова Г.А., Цоэгова Н.П. Содержание тяжелых металлов и микрофлора целинных шчв в зоне влияния предприятия цветной металлургии// Состояние природной среды Кольского Севера и прогноз ее изменения. - Апатиты: Изд-во Кольского филиала АН СССР, 1982. C.I05-II8.

14. Евдокимова Г.А. Микробиологическая активность почв при загрязнении тяжелыми металлами. На рус.и анг.яз.// Почвоведение. -1982. - » 6. СЛ25-132.

15. Евдокимова Г.А., Кислых Е.Е. Изменение агрохимических свойств почв в зоне влияния предприятия цветной металлургии// Агрохимия. -1962. - » 9. С.95-103.

16. Евдокимова Г.А. Фктотокснчность загрязненных металлами почв и некоторые способы ее снижения// Почвоведение и агрохимия в Мурманской области. - Апатиты: Изд-во Кольского филиала АН СССР, 1983. С.45-52.

17. Евдокимова Г.А., Кислых Е.Е., Ыозгова Н.П, Биологическая активность почв в условиях аэротехногенного загрязнения на Крайнем Севере. Наука, 1984. С.121.

18. Евдокимова Г.А. Микробиологический контроль при загрязнении почв тяжелыми металлами// Мониторинг природной среды Кольского Севера. - Апатиты: Изд-во Кольского филиала АН СССР, 1964. С.26-36.

19. Евдокимова Г.А. Влияние меди и никеля на биологические процессы в почве// Микробиологические и фитопатологические исследования на Кольском Севере. - Апатиты: Изд-во Кольского филиала АН СССР, 1984. С.5-23.

20. Евдокимова Г.А., Кислых Е.Е. Превращение азотсодержащих веществ в загрязненных металлами почвах// Микробиологические и фитопато-логическяе исследования на Кольском Севере. - Апатиты: Изд-во Кольского филиала АН СССР, 1984. С.23-29.

21. Евдокимова Г.А. Аккумуляция тяжелых металлов в почвах и растениях в результате аэротехногенного загрязнения// Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах: Тр. Ш Всесоюз.совещ. -Я.: Гвдрометеоиздат, 1985. C.I2I-X25.

22. Евдокимова Г.А., Егоров В.И. Биохимическая активность почв при загрязнении тяжелыми металлами// Известия АН СССР. - 1985. - Сер. биол., 2. С.Э01-Э04.

23. Евдокимова Г.А. Изменение кислотно-щелочных условий почвы при загрязнении тяжелыми металлами// Почвенно-акологические исследования в

Кольской Субаркткке. - Апатиты: Кэд-во Кольского филиала АН СССР, 1985. С .71-77.

24. Евдокимова ГЛ. Определение степени токсичности загрязненных металлами почв и некоторые способы ее снижения// Практические рекомендации. - Апатиты: Изд-во Кольского филиала АН СССР, 1985. С.12.

25. Евдокимова Г.А. Изменение микрофлоры и ее активности в загрязненных металлами почвах: Тез. JTC съезда Всесооз.микробиолог.общ. Алма-Ата, 1985. Т.6. С.61.

£6. Евдокимова Г.А. Сравнение токсичности меди и никеля для почвенной микрофлоры и способы ее снижения:'Тез.докл. УП делегат.съезда Зсесоюз.общ.почвоведов. - Ташкент, 1983. Ч.II. СЛ84.

27. Евдокимова Г.А., Мозгова Н.П. Влияние удобрений на содержание тяжелых металлов в почве// Миграция загрязняющих веществ в почве к сопредельных средах: Тр. 1У Всесоюз.совещ. - Д.: Гадрометеоиздат, 1985. С.195-198.

28. Евдокимова Г.А. Оценка степени токсичности загрязненных металлами почв// Биологические проблемы Севера: Тез.докл. XI Беесоюз, симп. - Якутск, 1986. Вып.Х. C.IOI-I02.

29. Евдокимова Г.А,, Мозгова Н.П. Микробиологическое состояние загрязненных тяжелыми металлами почв// Микроорганизмы в сельском хозяйстве: Тез, III Всесоюз.науч.конф. - М., 1986. С.148.

30. Евдокимова Г.А,, Штина Э.А, Реакция водорослей на загрязнение почвы тяжелыми металлами// Биологические проблеш Севера: Тез.докл. XI Всесоюз.симп, - Якутск, I9S6. Вып.2. С.92-93.

31. Евдокимова Г.А. Вынос растениями тяжелых металлов из почзы// Влияние промышленных предприятий на о кружащую среду. - II.: Наука, 1967. С. 164-166.

32. Евдокимова Г.А* Восстановление свойств загрязненных металлами почв// Биодинамика почв: Тез.докл. Ш Всесоюз.симп. 25-27 окт. 1986. -Таллин, 1968. С.74.

33. Евдокимова Г.А., Мозгова Н.П. Миграция тяжелых металлов из почвы в сельскохозяйственные культуры// Тяжелые металлы в окружающей среде и охрана природы: Матер. 2-й Всесоюз.науч.конф. 28-30 дек. 1987. - М., 1968. 4.II. С.209-213.

34. Евдокимова Г.А., Мозгова H.Q., Штина Э.А. Исследование влияния тяжелых металлов на почвенные водоросли в связи с проблемой биомониторинга// Антропогенное воздействие на экосистеи« Кольского Севера.-Апатиты: Изд-во Кольского фимала АН СССР, 1986. С.42-51.

35. Евдокимова Г.А., Мозгова НЛ. Аккумуляция меди и никеля почвенными грибами// Микробиологические методы защиты окружающей среды: Тез. Всесоюз. науч. конф, 5-7 апр. 1988. - Пущино^ 1988, 0.137-138.

36. Евдокимова Г.А. Действие меди и никеля на биологические процессы в подзолистой почве: Тез.докл. УШ съезда почвоведов, 14-18 авт. 1989. - Новосибирск, 1969. С.284.

37. Евдокимова Г.А. Восстановление микробиологических и биохимических свойств почвы после химического загрязнения// Плодородие почв Мурманской области. - Апатиты: Изд-во Кольского научного центра АН СССР, IS89. С.74-80.

38* Evdoklmora G..A., liozgova Я.P. Geoch«mical monitoring of heayj metals coatent in soil. Abstracts of Symposium oil Environmental Geochemistry in Horthen Europe, RoTaniemi, 19S9, p.47.

39. Евдокимова Г.А., Мозгова Н.П., Агеева Т.А. Миграция и трансформация соединений меди и никеля и их влияние на физико-химические свойства почвы// Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах: Тр. У Всесовз.совещ. Обнинск, 12-15 янв. 1988. - Д.: Гидроме-теоиздат, 1989. С.278-284.

Автореферат ЕВДСК1ШВА Галина Андреевна

ЭКОЛСГОЧ.ПЖРОВЮЛОГКЧЕСКЕ'Е ОСНОВЫ ОХРАНУ ПОЧВ 3 УСЛОВИЯХ ПРОМЫШЛЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА КРАЙЯЗЛ СЕВЕРЕ

Техническая редактор В.А.Гагагчев

Соппгсако к печати 03.04.90. ЯН - 0545?. Формат бумаге 00x34 1/16. Богата офоетная. Печать офсетная. Уел.печ.л. 2.33. Уч.-езд.л. 2.38. Усл.краскс-от; 2.33, Заказ ^ 135. Тираз 100 экз. Бесплатно.

Ордена Лекзна Кольский научный центр ш.С.М.Кирова АН СССР 164200, Апатита, Уургганская обчисть, Феремаяа, 14

Информация о работе

Евдокимова, Галина Андреевна
доктора биологических наук
Москва, 1990
ВАК 03.00.07

Автореферат

Похожие работы