Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Изменение биологических свойств почв Республики Адыгея при химическом загрязнении

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Изменение биологических свойств почв Республики Адыгея при химическом загрязнении"

ооз

На правах рукописи

ТЛЕХАС ЗАРА РАМАЗАНОВНА

ИЗМЕНЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВ РЕСПУБЛИКИ АДЫГЕЯ ПРИ ХИМИЧЕСКОМ ЗАГРЯЗНЕНИИ

03 00 27 — почвоведение 03 0016—экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

1 6 АПР 2СС8

Ростов-на-Дону - 2008

003166941

Работа выполнена на кафедре землеустройства Майкопского государственного технологического университета

Научные руководители

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Колесников Сергей Ильич

доктор биологических наук, доцент Сиротюк Эмилия Айсовна

Официальные оппоненты

доктор биологических наук Приваленко Валерий Владимирович

кандидат биологических наук, доцент Минкина Татьяна Михайловна

Ведущая организация

Новочеркасская государственная мелиоративная академия (НГМА)

Защита диссертации состоится 6 мая 2008 г в заседании диссер-

тационного совета Д 212.208 16 по биологическим наукам при Южном федеральном университете (344006, г Ростов-на-Дону, ул Б Садовая, 105, ЮФУ, ауд 205, e-mail kravtsova@bio rsu ru, факс (863)2638723.

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

Автореферат разослан «с£-» Сыу>£ЛА- 2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук, доцент Кравцова Н Е

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Республика Адыгея обладает уникальными природными ресурсами Однако все возрастающее антропогенное воздействие негативным образом сказывается на их состоянии Одной из актуальных экологических проблем республики является загрязнение почв различными химическими веществами Источниками загрязнения служат автотранспорт, промышленность, сельское хозяйство и др Приоритетными загрязняющими веществами природных и естественных экосистем на Северном Кавказе являются РЬ, Си, N1 и Сг (Шеуджен, 2003, Дьяченко, 2004)

Особую актуальность работа приобретает в свете подготовки России к проведению зимних олимпийских игр в 2014 году в Сочи Развитие инфраструктуры в районе олимпийских игр, а в частности реализация проекта строительства дорог к Красной поляне через Республику Адыгея, неминуемо негативно отразится на состоянии почвенных ресурсов Адыгеи

Почвенный покров Адыгеи очень разнообразен от черноземов до альпийских почв В силу различий эколого-генетических свойств этих почв (содержание гумуса, реакция среды, интенсивность биологических процессов и др ), они сильно различаются по устойчивости к химическому загрязнению (Вальков и др , 2008)

Цель и задачи исследования. Цель работы — установить закономерности изменения биологических свойств почв Республики Адыгея при химическом загрязнении

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи

1 Установить закономерности изменения основных биологических свойств почв Адыгеи в условиях химического загрязнения, таких как ферментативная активность, обилие микроорганизмов, фитотоксичность и др

2 Исследовать изменения свойств почв в зависимости от природы загрязняющего вещества (нефть и тяжелые металлы — Сг, Си, N1, РЬ) и концентрации его в почве Провести сравнительный анализ степени токсичности элементов и веществ, различающихся по химической природе и классам опасности

3 Оценить устойчивость к химическому загрязнению основных почв Адыгеи черноземов выщелоченных слитых, бурых лесных, серых лесных, дерново-карбонатных и горно-луговых (субальпийских) почв

4 Определить возможность и целесообразность использования различных эколого-биологических показателей в целях мониторинга, диагностики, индикации и нормирования загрязнения почв Адыгеи

5 Определить количественные ориентиры для разработки региональных нормативов содержания нефти и тяжелых металлов в почвах Адыгеи

Основные положения, выносимые на защиту.

1 Загрязнение почв Адыгеи Сг, Си, N1, РЬ, нефтью в подавляющем большинстве случаев ведет к ухудшению их эколого-биологических свойств

2 По степени устойчивости к химическому загрязнению исследованные почвы Адыгеи образуют следующую последовательность черноземы выщелоченные слитые = дерново-карбонатные почвы > серые лесные почвы >= горно-луговые (субальпийские) почвы > бурые лесные почвы

3 По степени токсичности к исследованным почвам Адыгеи тяжелые металлы образуют следующий ряд Сг > Си = РЬ >= N1

4 Принятые ПДК не подходят для почв Адыгеи Предложены региональные нормативы содержания Сг, Си, N1, РЬ и нефти в основных почвах Адыгеи с учетом их эколого-генетических особенностей

Научная новизна работы. Впервые для почв Адыгеи установлены закономерности изменения основных биологических свойств, таких как ферментативная активность, обилие микроорганизмов, фитотоксичность и др в условиях химического загрязнения (нефть и тяжелые металлы — Сг, Си, N1, РЬ) Дана сравнительная оценка устойчивости к химическому загрязнению основных почв Адыгеи черноземов выщелоченных слитых, бурых лесных, серых лесных, дерново-карбонатных и горно-луговых (субальпийских) почв Определены возможность и целесообразность использования различных эколого-биологических показателей в целях мониторинга, диагностики, индикации и нормирования загрязнения почв Адыгеи Предложена схема экологического нормирования загрязнения почв Адыгеи тяжелыми металлами и нефтью по степени нарушения экологических функций почв

Практическая значимость Результаты исследования используются научными и могут быть использованы природоохранными организациями при мониторинге и диагностике экологического состояния почв и их за-

грязнения различными химическими веществами, оценке воздействия на окружающую среду, оценке устойчивости почв и экосистем в целом, экологическом нормировании загрязнения почв, оценке риска природных и антропогенных катастроф, проведении экологической экспертизы и т д

Материалы исследований используются при преподавании дисциплин по экологии, почвоведению, природопользованию и охране окружающей среды, экологической экспертизе, мониторингу и биоиндикации в Южном федеральном университете и Майкопском государственном технологическом университете

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на Научно-практической конференции «Актуальные проблемы экологии в сельскохозяйственном производстве» (Персиановский, 2006), Межрегиональной научно-практической конференции «Экологические и социально-экономические аспекты развития предгорной зоны Северного Кавказа» (Белореченск, 2007), Международной научно-практической конференции «Экология биосистем проблемы изучения, индикации и прогнозирования» (Астрахань, 2007), Международной научно-практической конференции «Ноосферные изменения в почвенном покрове» (Владивосток, 2007), III Международной научно-практической конференции «Эволюция и деградация почвенного покрова» (Ставрополь, 2007), Международной научной конференции «Экология и биология почв» (Ростов-на-Дону, 2007)

Публикации По теме диссертации опубликовано 9 научных работ, объемом 1,8 п л , из них 1 статья в издании, рекомендованном ВАК Доля участия автора в публикациях составляет 50% (1,0 п л )

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 151 странице печатного текста Состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы Содержит 42 таблицы, 35 рисунков и 2 картосхемы Список литературы включает 202 источника, из них 16 на иностранных языках

Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (гранты № 07-04-00690-а и № 07-04-10132-к) и Федерального агентства по науке и инновациям (гранты № МД-3944 2005 4 и № МД-3155 2007 4)

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ГЛАВА 1. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ХИМИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ

В главе представлен анализ проблемы загрязнения окружающей среды, в том числе почв, ТМ и нефтью Охарактеризованы фоновое и предельное содержание в почве, источники загрязнения, поведение и трансформация в почве, значение для живых организмов, последствия недостатка и избытка, механизмы устойчивости живых организмов к повышенным концентрациям, проблемы нормирования, методы охраны почв от загрязнения, санации и рекультивации загрязненных земель

Представлен подробный обзор влияния ТМ и нефти на морфологические, химические, физико-химические, физические и особенно биологические свойства почвы численность и видовой состав микроорганизмов, состояние почвенных микробоценозов, активность биохимических процессов в почве, фитотоксичность почвы

ГЛАВА 2. ПОЧВЫ РЕСПУБЛИКИ АДЫГЕЯ

В качестве объектов исследования были использованы следующие почвы Адыгеи черноземы выщелоченные слитые, бурые лесные, серые лесные, дерново-карбонатные (рендзины) и горно-луговые (субальпийские) почвы Эти почвы занимают основную территорию Республики Адыгея и существенно различаются между собой по эколого-генетическим характеристикам, таким как содержанию гумуса, щелочно-кислотным (рН) и окислительно-восстановительным условиям, содержанию карбонатов, поглотительной способности, биологической активности и другим свойствам, определяющим устойчивость почвы к химическому загрязнению

Почва для модельных опытов была отобрана в следующих районах Адыгеи чернозем выщелоченный слитой (окрестности с Белое), серая лесная почва (окрестности с Даховская), бурая лесная почва (окрестности п Никель), дерново-карбонатная почва (окрестности плато Лаго-Наки), горнолуговая (субальпийская) почва (плато Лаго-Наки) Почва для модельных экспериментов была отобрана из слоя 0-25 см

Основные эколого-генетические и эколого-биологические показатели почв Адыгеи представлены в таблице 1

ГЛАВА 3. МЕТОДИКА И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

В качестве загрязняющих веществ были выбраны нефть и ТМ Эти вещества значительно различаются по своим свойствам Из ТМ исследовали Сг, Си, N1, РЬ, так как именно ими в наибольшей степени загрязнены почвы на Юге России (Шеуджен, 2003, Дьяченко, 2004) Кроме того, выбранные ТМ

интересны для сравнения, поскольку имеют схожую степень токсичности — их ПДК составляют 100 мг/кг почвы Использованы значения ПДК, разработанных в Германии (Касьяненко, 1992) Во-первых, потому, что ПДК в почве валовых форм меди и никеля в России отсутствуют Во-вторых, «российская» ПДК свинца зачастую не может быть использована, так как меньше содержания этого элемента во многих почвах (Колесников и др, 2000)

Таблица 1

Эколого-генетические и эколого-биологические характеристики почв Адыгеи

№ Почва Содержание гумуса, % 5С о. Грануло-мелрический состав О 2 я « я а з м ¡13 < 1 5 д = Активность дегидрогеназы, 1 мгТФФ /10 г почвы за 24 часа Обилие бактерий рода Аго1оЬас1ег, % комочков обрастания

1 Чернозем выщелоченный слитой 5,1 6,3 глинистый 8,2 13,6 94

2 Серая лесная почва 3,7 6,6 тяжелосу гл и н исты й 6,4 6,1 57

3 Бурая лесная почва 2,7 5.4 среднесуглинистый 3,2 5,3 8

4 Дерново-карбонатная почва 8,8 7,6 тяжелосуглинистый 3,5 9,9 79

5 Горно-луговая (субальпийская) почва 11,6 5,3 среднесуглинистый 2,4 2,7 43

Также не разработана ПДК в почве нефти, поэтому для выражения концентрации нефти в почве использовали ее процентное содержание

В исследовании предпринята попытка проанализировать весь диапазон концентраций ТМ в почве, встречающийся в настоящее время в окружающей среде Изучали действие разных концентраций загрязняющих веществ в почве ТМ — 1, 10, 100 ПДК (100, 1000 и 10000 мг/кг соответственно), нефть — 1,5, 10 % от массы почвы Тяжелые металлы вносили в почву в форме оксидов Загрязнение почвы ТМ на 70-90% происходит в форме оксидов (Горбатов, 1988)

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

Биологические параметры состояния почв определяли через 30 суток после загрязнения При оценке химического воздействия на почву этот срок является наиболее информативным (Колесников и др , 2000)

Лабораторно-аналитические исследования выполнены с использованием общепринятых в экологии, биологии и почвоведении методов (Практикум по агрохимии, 1989, Методы почвенной микробиологии и биохимии, 1991 и др , Казеев и др , 2003) Определяли обилие бактерий рода Аг^оЬайег, активность каталазы и дегидрогеназы, целлюлозолитическую активность, фитоток-сические свойства почв и другие показатели АгоЬЬа^ег учитывали методом

комочков обрастания на среде Эшби Целлюлозолитическую способность определяли по степени разложения хлопчатобумажного полотна, экспонированного в почве в течение 30 дней Активность каталазы измеряли по методике Галстяна (1978), дегидрогеназы — по методике Галстяна в модификации Ха-зиева (1990) О фитотоксичности почв судили по изменению показателей прорастания семян (всхожесть, энергия прорастания, дружность прорастания, скорость прорастания) и интенсивности начального роста проростков (длина корней, длина зеленых проростков, масса корней (воздушно-сухая), масса зеленых проростков (воздушно-сухая) В качестве тест-объекта использовали редис

С целью выявления общих закономерностей воздействия того или иного негативного фактора, в частности загрязняющего вещества, на экологическое состояние почв С И Колесников, К Ш Казеев, В Ф Вальков (2000) рекомендуют использовать интегральный показатель биологического состояния почвы (ИПБС), который определяется на основе наиболее информативных показателей биологической активности почвы В настоящем исследовании интегральный показатель был рассчитан по следующим показателям обилие бактерий р АгоЮЬаЛег, активность каталазы и дегидрогеназы, целлюлозоли-тическая активность, длина корней (фитотоксичность) Бактерии рода АгоЮЬайег традиционно и успешно используют как индикатор химического загрязнения почвы Каталазная, дегидрогеназная и целлюлозолитическая активность отражают интенсивность различных биологических процессов в почве При этом активность ферментов служит показателем потенциальной биологической активности почвы, а скорость разложения полотна характеризует актуальную активность Каталаза и дегидрогеназа принадлежат к окислительно-восстановительным ферментам - наиболее чувствительным к химическому загрязнению Длина корней редиса отражает фитотоксические свойства химически загрязненной почвы Таким образом, представленный набор показателей дает объективную и информативную картину о протекающих в почве биологических процессах и о ее экологическом состоянии

Биологические свойства почвы характеризуются высокой степенью варьирования В исследовании были использованы дисперсионный анализ с последующим определением наименьшей существенной разности (НСР), корреляционный и регрессионный анализы

ГЛАВА 4. ИЗМЕНЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВ РЕСПУБЛИКИ АДЫГЕЯ ПРИ ЗАГРЯЗНЕНИИ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ И НЕФТЬЮ

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

Таблица 2

Влияние химического загрязнения на эколого-биологические свойства чернозема выщелоченного слитого

Элемент Содержание элемента в почве

(вещество) Контроль 1 пдк* 10 ПДК 100 ПДК НСРоз

(1 %") (5 %) (10 %)

Активность каталазы, мл (Ь на 1 г почвы за 1 мин

Сг 8,2 7,4 4,3 3,3 0,5

Си 8,2 8,0 7,1 6,0 0,7

№ 8Д 7,8 7,5 6,3 0,7

РЬ 8,2 8,3 7,4 6,9 0,7

Нефть 8,2 8,1 6,7 4,6 0,6

НСР05 0,7 0,8 0,7

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

Сг 13,6 9,0 5,8 2,3 1,0

Си 13,6 7,6 6,1 4,7 1,1

N1 13,6 8,4 9,5 5,5 1,2

РЬ 13,6 9,6 5,0 4,3 1,1

Нефть 13,6 10,2 7,2 4,6 1,2

НСРоз 1,1 1,0 0,8

Целлюлозолитическая активность, % от контроля

Сг 100 60 35 17 5

Си 100 68 46 36 6

N1 100 64 57 31 6

РЬ 100 65 39 30 6

Нефть 100 67 39 10 7

НСРоз 8 6 3

Обилие бактерий рода АгоШЬайег, % комочков обрастания

Сг 94 71 41 11 10

Си 94 85 63 50 10

N1 94 86 64 52 10

РЬ 94 81 61 43 9

Нефть 94 93 90 75 12

НСРоз 10 10 9

Длина корней редиса (фитотоксичность), % от контроля

Сг 100 62 16 4 12

Си 100 86 73 58 14

№ 100 91 61 42 13

РЬ 100 84 73 53 13

Нефть 100 90 72 59 14

НСРоз 11 10 9

Интегральный показатель биологического состояния почвы (ИПБС), %

Сг 100 71 38 18

Си 100 79 63 51

N1 100 81 69 49

РЬ 100 81 61 49

Нефть 100 84 71 46

Примечание * — ПДК для ТМ, ** — % для нефти

В результате исследования было установлено, что загрязнение основных почв Адыгеи ТМ (Сг, Си, N1, РЬ) и нефтью приводит к ухудшению их состояния В большинстве случаев наблюдается достоверное снижение всех исследованных биологических показателей Степень снижения зависит от природы загрязняющего вещества, его концентрации в почве и эколого-генетических особенностей почвы

Полученные результаты свидетельствуют о том, что наиболее значительное негативное воздействие оказывает хром Три других ТМ (свинец, медь и никель) проявили меньшее по силе воздействие Проводить сравнение между собой токсического действия ТМ и нефти представляется неправильным, так как невозможно корректно сопоставить их концентрации в почве

Что касается зависимости свойств почвы от содержания в ней загрязняющих веществ, то в большинстве случаев для всех исследованных веществ зарегистрирована прямая зависимость между концентрацией в почве загрязняющего вещества и степенью снижения биологических показателей

Причины негативного воздействия на биологические свойства почв ТМ и нефтью следующие Тяжелые металлы связываются с сульфгидрильными группами белков, в результате чего с одной стороны подавляется синтез белков, в том числе и ферментов, с другой стороны нарушается проницаемость биологических мембран И то, и другое, в конечном счете, приводит к нарушению обмена веществ (Торшин и др, 1990, и др) Негативное действие нефти на биологические процессы в почве объясняют обволакиванием нефтяными углеводородами почвенных частиц, содержанием в нефти тяжелых металлов, ароматических углеводородов, в частности фенолов, накоплением в почве продуктов окисления углеводородов, таких как гексадециловый спирт, пальмитиновая, бензойная, салициловая кислоты и др, значительным увеличением соотношения С N и др (Киреева и др, 1998, и др )

Случаи стимулирующего действия различных химических веществ, поступающих в живые организмы или почву в малых количествах, широко известны в экотоксикологии и получили название «эффекта малых токсичных доз»

Сравнительная оценка токсичности ТМ. Так как использованные ПДК хрома, меди, никеля и свинца одинаковы (100 мг/кг), возможно корректное сравнение их ингибирующей способности по отношению к исследуемым биологическим показателям Полученные результаты свидетельствуют о том, что наиболее значительное негативное воздействие оказывает хром Три других ТМ (свинец, медь и никель) проявили меньшее по силе воздействие

Исследованные ТМ образуют следующие ряды токсичности по отношению к почвам Адыгеи Представленные ряды усреднены по дозам загрязняющего вещества

По отношению к черноземам выщелоченным слитым и серым лесным почвам Сг> РЬ >= Си >=N1

По отношению к бурым лесным почвам Сг > N1 >= Си = РЬ По отношению к дерново-карбонатным почвам Сг > Си = РЬ = N1

По отношению к горно-луговым (субальпийским) почвам Сг > Си >= РЬ >=N1

По степени токсичности к почвам Адыгеи (в целом) ТМ образуют следующую последовательность Сг> Си - РЪ >= N1

Аналогичная последовательность была получена ранее другими исследователями для черноземов обыкновенных (Колесников и др, 2000, Евреино-ва, Колесников, 2006)

Важным моментом представляется следующее Несмотря на то, что все четыре металла вносили в почву в одинаковом количестве — 100 мг/кг почвы, что составляет их ПДК в Германии — степень воздействия хрома была значительно выше, чем меди, свинца и никеля, оказавших приблизительно равное по силе воздействие Эта закономерность проявилась на всех исследованных почвах То есть значения ПДК этих четырех элементов не могут быть равны между собой, и, следовательно, ПДК этих элементов, разработанные в Германии, не совершенны

Не удовлетворяют необходимым требованиям и принятые в России ПДК для двух из четырех исследованных элементов Так ПДК хрома в почве составляет 90 мг/кг, а свинца — 32 мг/кг И это притом, что хром является более токсичным, чем свинец (Следует оговориться, что в данном случае речь идет об экологическом нормировании, где оценивается воздействие загрязняющих веществ на окружающую природную среду, а не о санитарно-гигиеническом, где во главе угла влияние загрязнения на здоровье человека В настоящем исследовании хром показал себя более опасным, чем свинец, по отношению к почве Влияние этих элементов на человека в настоящей работе не оценивается )

Таким образом, проведенное исследование подтвердило необходимость разработки региональных нормативов содержания загрязняющих веществ в почвах с учетом их эколого-генетических особенностей

Сравнение между собой токсического действия ТМ и нефти представляется нецелесообразным, поскольку корректное сопоставление их концентрации в почве, по нашему мнению, невозможно Это связано с рядом причин Основные из них, на наш взгляд, следующие Во-первых, значительные различие в молекулярной массе соединений ТМ и химических веществ нефти Во-вторых, сложность химического состава нефти и соответственно невозможность вычленения и раздельной оценки токсического действия отдельных химических веществ, входящих в состав нефти

Сравнительная оценка устойчивости биологических свойств почв Адыгеи к химическому воздействию. Результаты исследования представлены на рисунках 1-5 Почвы Адыгеи образуют следующие ряды устойчивости к загрязнению различными загрязняющими веществами Представленные ряды усреднены по дозам загрязняющего вещества

По степени устойчивости к загрязнению хромом дерново-карбонатные почвы > черноземы выщелоченные слитые >= серые лесные почвы >= горнолуговые (субальпийские) почвы > бурые лесные почвы

120 100 80 60 40 20 0

__□ Контроль__В 1 ПДК И 10 ПДК В 100 ПДК

I

I

Чс Сл Бл Дк Гл

Рис. 1. Устойчивость основных почв Адыгеи к загрязнению хромом (по степени снижения ИПБС, % от контроля). Условные обозначения: Чс — черноземы выщелоченные слитые, Сл — серые лесные почвы, Бл — бурые лесные почвы, Дк — дерново-карбонатные почвы, Гл — горно-луговые (субальпийские) почвы

Рис. 2. Устойчивость основных почв Адыгеи к загрязнению медью (по степени снижения ИПБС, % от контроля). Условные обозначения: см. рис. 1.

Рис. 3. Устойчивость основных почв Адыгеи к загрязнению никелем (по степени снижения ИПБС, % от контроля). Условные обозначения: см. рис. I.

Рис. 4. Устойчивость основных почв Адыгеи к загрязнению свинцом (по степени снижения ИПБС, % от контроля). Условные обозначения: см. рис. I.

Рис. 5. Устойчивость основных почв Адыгеи к загрязнению нефтью (по степени снижения ИПБС, % от контроля).

Условные обозначения: см. рис. 1.

По степени устойчивости к загрязнению медью: черноземы выщелоченные слитые >— дерново-карбонатные почвы > серые лесные почвы > горнолуговые (субальпийские) почвы > бурые лесные почвы.

По степени устойчивости к загрязнению никелем: черноземы выщелоченные слитые >= дерново-карбонатные почвы > серые лесные почвы > = горно-луговые (субальпийские) почвы > бурые лесные почвы.

По степени устойчивости к загрязнению свинцом: черноземы выщелоченные слитые >= дерново-карбонатные почвы > серые лесные почвы = горно-луговые (субальпийские) почвы > бурые лесные почвы.

По степени устойчивости к загрязнению нефтью: черноземы выщелоченные слитые > = дерново-карбонатные почвы > серые лесные почвы = горно-луговые (субальпийские) почвы > бурые лесные почвы.

По степени устойчивости к химическому загрязнению (в целом) исследованные почвы Адыгеи образуют следующую последовательность: черноземы выщелоченные слитые = дерново-карбонатные почвы > серые лесные почвы >= горно-луговые (субальпийские) почвы > бурые лесные почвы.

Такая последовательность определяется эколого-генетическими свойствами исследованных почв.

Наибольшую буферную способность к химическому загрязнению проявили черноземы слитые и дерново-карбонатные почвы. Черноземы отличает высокое содержание гумуса и емкость поглощения, глинистый гранулометрический состав, близкая к нейтральной реакция среды и другие свойства, способствующие закреплению ТМ, а также высокие биологическая активность и окислительная способность, способствующие разложению нефти.

Высокая устойчивость к загрязнению дерново-карбонатных почв определяется высоким содержанием карбонатов, и, следовательно, нейтральной реакцией среды, хорошей оструктуренностью и высоким содержанием гумуса, окислительными условиями и высокой биологической активностью благодаря дерновому процессу, тяжелосуглинистым гранулометрическим составом

Наименьшей устойчивостью к химическому загрязнению отличаются бурые лесные почвы Это объясняется тем, что для них характерны низкое содержание гумуса, среднесуглинистый гранулометрический состав, кислая реакция среды, и как следствие высокая подвижность ТМ, низкая биологическая активность и окислительная способность, а, следовательно, медленное разложение нефти

Серые лесные почвы имеют промежуточные между черноземами слитыми и бурыми лесными почвами эколого-генетические характеристики, такие как содержание гумуса, уровень биологической активности, тяжелосуглинистый гранулометрический состав и др Соответственно они показали «промежуточную» степень устойчивости

Горно-луговые почвы имеют высокое содержание органического вещества в верхнем горизонте, кислую реакцию среды, среднесуглинистый гранулометрический состав В естественных условиях (in situ) эти почвы являются очень ранимыми, неустойчивыми к внешним воздействиям, в частности антропогенным, вследствие жестких климатических условий, и, следовательно, медленному протеканию процессов восстановления почв В то же время, в лабораторных условиях при оптимальной влажности и комнатной температуре эти почвы проявили высокую устойчивость к химическому загрязнению По-видимому, это связано с высоким содержанием в них органического вещества, что привело к связыванию ТМ, и резким возрастанием биологической активности в оптимальных гидротермических условиях лаборатории, что обеспечило высокую скорость разложения нефти В естественных условиях степень ухудшения биологического состояния горно-луговых почв будет более выражено

Возможности применения биологических показателей при мониторинге загрязнения почв Адыгеи тяжелыми металлами и нефтью.

Определение информативности показателей Степень информативности показателя можно оценить по тесноте корреляции между показателем и содержанием в почве загрязняющего вещества Коэффициенты корреляции исследованных биологических показателей представлены в таблице 3

По степени информативности (по тесноте корреляции между показателем и содержанием в почве загрязняющего вещества) исследованные биологические показатели располагаются следующим образом

При загрязнении хромом активность каталазы >= обилие бактерий рода Azotobacter >= длина корней (фитотоксичность) >= активность де-гидрогеназы > = целлюлозолитическая способность

Таблица 3

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

№ Показатель Сг Си N1 РЬ Нефть Среднее значение

1 Активность каталазы -0,83 -0,91 -0,88 -0,88 -0,99 -0,90

2 Активность дегидрогеназы -0,75 -0,59 -0,74 -0,58 -0,93 -0,72

3 Целлюлозолитическая активность -0,73 -0,73 -0,78 -0,80 -0,97 -0,80

4 Обилие бактерий рода АгЛоЬайег -0,81 -0,80 -0,82 -0,82 -0,98 -0,85

5 Длина корней редиса (фитотоксичность) -0,78 -0,81 -0,90 -0,73 -0,89 -0,83

6 ИПБС -0,78 -0,78 -0,84 -0,76 -0,98 -0,83

При загрязнении медью активность каталазы > длина корней (фито-токсичность) >= обилие бактерий рода Аго1оЬас1ег > целлюлозолитическая способность > активность дегидрогеназы

При загрязнении никелем длина корней (фитотоксичность) >= активность каталазы > обилие бактерий рода Аго1оЬас1ег > целлюлозолитическая способность > активность дегидрогеназы

При загрязнении свинцом активность каталазы > обилие бактерий рода Аго1оЬас1ег >= целлюлозолитическая способность > длина корней (фитотоксичность) > активность дегидрогеназы

При загрязнении нефтью активность каталазы >= обилие бактерий рода А2о1оЬа&ег >= целлюлозолитическая способность > активность дегидрогеназы > длина корней (фитотоксичность)

При химическом загрязнении в целом (в среднем): активность каталазы > обилие бактерий рода Аго!оЬас1ег >= длина корней (фитотоксичность) >= целлюлозолитическая способность > активность дегидрогеназы

Таким образом, наиболее информативным показателем из исследованных как при загрязнении почв ТМ, так и при загрязнении нефтью, является активность каталазы Наименее информативным является показатель активности дегидрогеназы

Наиболее высокую степень корреляции исследованные показатели проявили при загрязнении почв нефтью (коэффициент корреляции от -0,89 до -0,99) При загрязнении почв нефтью, показатели фитотоксичности, в частности длины корней растений, являются менее информативными по сравнению с другими показателями, чем при загрязнении ТМ

Все пять показателей, использованных для определения ИПБС, имеют коэффициенты корреляции больше 0,7 (за исключением активности дегидрогеназы при загрязнении медью и свинцом) Следовательно, эти показатели биологической активности находятся в тесной (>0,7) зависимости от содержания в почве ТМ и нефти, и их целесообразно использовать для нахождения ИПБС

Найденные коэффициенты корреляции сильно зависят от природы элемента Так нефть имеет наиболее высокие коэффициенты корреляции (в среднем по пяти показателям -0,98), затем следуют никель (-0,84), хром (0,78) и медь (-0,78), свинец (-0,76)

Определение чувствительности показателей О степени чувствительности показателя можно судить по степени снижения его значений в вариантах с загрязнением по сравнению с контролем Значения степени снижения исследованных биологических показателей представлены в таблице 4 Они усреднены по дозам и типам почв

Таблица 4

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

№ Показатель Сг Си N1 РЬ Нефть Среднее значение

1 Активность каталазы 42 65 66 64 67 61

2 Активность дегидрогеназы 40 57 59 56 60 54

3 Целлюлозолитическая активность 33 50 48 49 53 46

4 Обилие бактерий рода АгйоЬаМег 50 64 64 63 64 61

5 Длина корней редиса (фитотоксичность) 38 53 57 55 60 53

6 ИПБС 41 58 59 57 61 55

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

По отношению к загрязнению хромом целпюлозолитическая способность > длина корней (фитотоксичность) >= активность дегидрогеназы >— активность каталазы > обилие бактерий рода АгоюЬаМег

По отношению к загрязнению медью целпюлозолитическая способность > = длина корней (фитотоксичность) > активность дегидрогеназы > обилие бактерий рода АгоШЪаМег > активность каталазы

По отношению к загрязнению никелем целпюлозолитическая способность > длина корней (фитотоксичность) >= активность дегидрогеназы > обилие бактерий рода Аго^ЬаШг >= активность каталазы

По отношению к загрязнению свинцом целлюлозолитическая способность > длина корней (фитотоксичность) >= активность дегидрогеназы > обилие бактерий рода Аю1оЬас1ег >= активность каталазы

По отношению к загрязнению нефтью целлюлозолитическая способность > длина корней (фитотоксичность) = активность дегидрогеназы > обилие бактерий рода АгоизЬааег >= активность каталазы

По отношению к химическому загрязнению в целом (в среднем) целлюлозолитическая способность > длина корней (фитотоксичность) >= активность дегидрогеназы > обилие бактерий рода Аю1оЬас1ег = активность каталазы

Таким образом, наиболее чувствительным показателем из исследованных как при загрязнении почв ТМ, так и при загрязнении нефтью, является целлюлозолитическая активность почвы

Наименее чувствительными являются показатели активности каталазы и обилия бактерий рода Azotobacter, но при этом они являются наиболее информативными из исследованных показателей

Полученные в настоящем исследовании результаты в основном совпадают с данными, полученными ранее другими исследователями (Звягинцев, 1978, Колесников и др, 2000,2006, и др)

Таким образом, все использованные в работе показатели биологической активности почв — активность каталазы и дегидрогеназы, целлюлозолитиче-ская способность, обилие бактерий рода Azotobacter, длина корней редиса (фитотоксичность) — отличаются достаточной информативностью, чувствительностью, воспроизводимостью, допустимым варьированием показателя, небольшой ошибкой опыта, простотой, малой трудоемкостью и высокой скоростью методов определения, широкой распространенностью методов и т д

Вышеуказанное позволяет рекомендовать исследованные эколого-биологические показатели в целях мониторинга, диагностики, индикации и нормирования химического загрязнения почв Адыгеи

Нормирование химического загрязнения почв Адыгеи. Существует два подхода к нормированию качества окружающей природной среды С одной стороны, можно нормировать содержание загрязняющих веществ в объектах окружающей среды, с другой стороны, — степень трансформации окружающей среды в результате ее загрязнения Каждый из этих подходов или их сочетание целесообразно использовать в разных случаях (Методические указания , 1987, Шандала и др , 1992, Матвеев и др, 2001, Колесников и др , 2006, и др )

При нормировании содержания загрязняющих веществ в почве часто используют понятие «предельно допустимой концентрации» (ПДК) В настоящее время общепризнанна значительная несостоятельность ПДК Она заключается не столько в конкретных значениях, сколько в самом подходе к нормированию Можно выделить ряд объективных причин, создающих непреодолимые препятствия разработки единой ПДК того или иного загрязняющего вещества в почве полифункциональность почвы, гетерогенность почвы, разнообразие почв, разнообразие химических форм соединений загрязняющих веществ, явления синергизма и антагонизма, способность живых организмов к адаптации, а почвы к самовосстановлению и т д (Колесников и др, 2001)

Перечисленные факторы определяют необходимость создания бесконечного множества ПДК загрязняющих веществ в почве для каждого конкретного случая, что является нереальным Поэтому все когда-либо разработанные ПДК загрязняющих веществ в почве, будут в большой степени условными

Справедливости ради необходимо отметить, что разработаны более обоснованные и детализированные ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) тяжелых металлов для почв с различным гранулометрическим со-

ставом и реакцией среды (рН) (Матвеев и др , 2001) К сожалению, такие ОДК определены только для пяти элементов Си, С<1, Ъл, N1, РЬ

Другой подход в нормировании заключается в мониторинге степени изменения компонентов окружающей среды в ответ на воздействие Если мы ставим целью сохранить полноценное выполнение почвой своих экологических функций, т е рассматриваем почву как компонент биогеоценоза, а почвенный покров как компонент биосферы, то проводить нормирование загрязнения целесообразно по степени изменения тех или иных показателей состояния почвы, то есть нормировать трансформацию почвы под влиянием загрязнения

В результате исследований С И Колесникова с соавт (2001, 2002) было установлено, что нарушение экологических функций почвы происходит в определенной очередности По мере увеличения концентрации загрязняющего почву химического вещества срыв выполняемых ею экосистемных функций происходит в следующей последовательности информационные —> биохимические, физико-химические, химические и целостные -> физические (Классификация экосистемных функций почв дана по Г В Добровольскому, Е Д Никитину (1990)) Тот факт, что различные экологические функции почвы нарушаются при различной концентрации загрязняющего вещества в почве, может лежать в основе экологического нормирования загрязнения почв В качестве критерия степени нарушения экологических функций почвы предлагается использовать интегральный показатель биологического состояния почвы (ИПБС) Установлено, что если значения ИПБС уменьшились менее чем на 5 %, то почва выполнят свои экологические функции нормально, при снижении значений ИПБС на 5-10% происходит нарушение информационных экофункций, на 10-25 % — биохимических, физико-химических, химических и целостных, более чем на 25 % — физических (Колесников и др , 2002)

По результатам настоящего исследования были определены уравнения регрессии, отражающие зависимость снижения значений ИПБС от содержания в почве загрязняющего вещества По этим уравнениям были рассчитаны концентрации ТМ и нефти, при которых происходит нарушение тех или иных групп экологических функций почвы (табл 5) Предложенный подход и полученные количественные значения содержания ТМ и нефти в почве, вызывающие нарушение разных групп экологических функций, представляется целесообразным использовать при экологическом нормировании, где главной целью должно быть сохранение экологических функций почвы

В таблице 5 предложена схема экологического нормирования загрязнения почв Адыгеи ТМ и нефтью по степени нарушения экологических функций почв и адекватные способы санации («оздоровления») почв

Разработанную методологию оценки экологических последствий деградации почв на основе нарушения ее экологических функций можно использовать при проведении целого ряда научных и природоохранных мероприятий

Таблица 5

Схема экологического нормирования загрязнения почв Адыгеи приоритетными химическими загрязнителями по степени нарушения экофункций и необходимые ответные действия

Почвы Не загряз- Слабо- Средне- Сильно-

ненные загрязненные загрязненные загрязненные

Степень

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

показателя1

Химические,

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

Химическая мелиорация внесение органических веществ, ионообменных смол, фосфорных удобрений, извести, цеоли- Удаление за-

Наиболее целесообразные ответные действия (способы санации почв) Санация не требуется Фиторемедиация, промывки грязненного слоя почвы и замена его новым экологически и сельскохозяйственно полноценным

тов и т д

1 2 3 4 5

Черноземы выщелоченные слитые

Элемент Содержание ТМ в почве, мг/кг

Сг <115 115-130 130-210 >210

Си <55 55-85 85-400 >400

№ <65 65-100 100-450 >450

РЬ <50 50-75 75-320 >320

Вещество Содержание нефти в почве, %

нефть <0,45 0,45-1,30 1,30-4,5 >4,5

Серые лесные почвы

Элемент Содержание ТМ в почве, мг/кг

Cr <110 110-120 120-190 > 190

Си <55 55-80 80-225 >225

№ <55 55-75 75-250 >250

РЬ <50 50-65 65-200 >200

Вещество Содержание нефти в почве, %

нефть <0,25 0,25-0,75 0,75-3,2 >3,2

Бурые лесные почвы

Элемент Содержание ТМ в почве, мг/кг

Cr <110 110-115 115-150 > 150

Си <55 55-70 70-150 >150

Ni <55 55-75 75-150 >150

РЬ <50 50-65 65-150 >150

Вещество Содержание нефти в почве, %

нефть <0,20 0,20-0,70 0,70-2,4 >2,4

Окончание таблицы 5

1 2 з 4 5

Дерново-карбонатные почвы

Элемент Содержание ТМ в почве, мг/кг

Сг <110 110-120 120-250 >250

Си <55 55-85 85-350 >350

N1 <55 55-85 85-350 >350

РЬ <50 50-75 75-350 >350

Вещество Содержание нефти в почве, %

нефть <0,40 0,40-1,20 1,20-4,0 >4,0

Горно-луговые почвы

Элемент Содержание ТМ в почве, мг/кг

Cr <110 110-120 120-190 > 190

Си <55 55-65 65-175 > 175

N1 <55 55-85 85-225 >225

РЬ <50 50-65 65-200 >200

Вещество Содержание нефти в почве, %

нефть <0,20 0,20-0,90 0,90-3,3 >3,3

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

ВЫВОДЫ

1 Загрязнение почв Адыгеи Сг, Си, N1, РЬ, нефтью в подавляющем большинстве случаев, ведет к ухудшению их эколого-биологических свойств Как правило, наблюдается прямая зависимость между концентрацией загрязняющего вещества и степенью ухудшения исследуемых свойств почвы

2 По степени токсичности к исследованным почвам Адыгеи ТМ образуют следующий ряд Сг > Си = РЪ>= N1 Сравнение между собой токсического действия ТМ и нефти представляется нецелесообразным, поскольку корректное сопоставление их концентрации в почве, по нашему мнению, невозможно

3 По степени устойчивости к химическому загрязнению исследованные почвы Адыгеи образуют следующую последовательность черноземы выщелоченные слитые - дерново-карбонатные почвы > серые лесные почвы >= горно-луговые (субальпийские) почвы > бурые лесные почвы Такая последовательность определяется эколого-генетическими свойствами исследованных почв, прежде всего, содержанием органического вещества, ще-лочно-кислотными и окислительно-восстановительными условиями, биологической активностью

4 По степени чувствительности (по степени снижения значений) к загрязнению ТМ и нефтью исследованные биологические показатели располагаются следующим образом целлюлозолитическая способность > длина кор-

ней (фитотоксичностъ) >= активность дегидрогеназы > обилие бактерий рода Azotobacter = активность каталазы

5 По степени информативности (по тесноте корреляции между показателем и содержанием в почве загрязняющего вещества) исследованные биологические показатели образуют следующий ряд активность каталазы > обилие бактерий рода Azotobacter >= длина корней (фитотоксичностъ) >= целлюлозолитическая способность > активность дегидрогеназы

6 Использованные в работе показатели биологического состояния почв — активность каталазы и дегидрогеназы, целлюлозолитическая способность, обилие бактерий рода Azotobacter, длина корней редиса (фитотоксичностъ) — отличаются достаточной информативностью, чувствительностью, воспроизводимостью, допустимым варьированием показателя, небольшой ошибкой опыта, простотой, малой трудоемкостью и высокой скоростью методов определения, широкой распространенностью методов и т д, что позволяет рекомендовать эти показатели к широкому использованию в целях мониторинга, диагностики, индикации и нормирования химического загрязнения почв

7 Проведенное исследование подтвердило необходимость разработки региональных нормативов содержания загрязняющих веществ в почвах с учетом их эколого-генетических особенностей Принятые ПДК не подходят для почв Адыгеи Предложены региональные нормативы содержания Cr, Си, Ni, Pb и нефти в основных почвах Адыгеи с учетом их эколого-генетических особенностей

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статья в зданиях рекомендованных ВАК

1 Тлехас 3 Р, Колесников С И Изменение биологических свойств бурых лесных почв Адыгея при химическом загрязнении // Изв вузов Сев -Кавк регион Естеств науки. - 2007 № 5 - С 89-91 (80 % 0,4 п л)

Статьи и тезисы в других изданиях

2 Тлехас 3 Р, Азнаурьян Д К, Колесников С И Изменение биологических свойств бурых лесных почв Республики Адыгея при загрязнении медью и нефтью II Материалы научно-практической конференции «Актуальные проблемы экологии в сельскохозяйственном производстве» -Персиановский - 2006 - С 45-46 (50 % 0,04 п л )

3 Азнаурьян Д К, Тлехас 3 Р, Колесников С И Влияние загрязнения нефтью на активность каталазы в бурых лесных почвах Северного Кавказа // Материалы межрегиональной научно-практической конференции «Экологические и социально-экономические аспекты развития предгорной зоны Северного Кавказа» - Белореченск - 2007 - С 225 (30 % 0,02 п л)

4 Тлехас 3 Р, Колесников С И Влияние загрязнения свинцом, медью, никелем, хромом на активность каталазы в бурых лесных почвах Северного

Кавказа II Материалы межрегиональной научно-практической конференции «Экологические и социально-экономические аспекты развития предгорной зоны Северного Кавказа» - Белореченск - 2007 - С 224 (80 % 0,03 пл).

5 Колесников С И , Тлехас 3 Р, Чижик В В Оценка применимости различных биологических показателей в целях мониторинга, диагностики и индикации загрязнения почв тяжелыми металлами // Материалы международной научно-практической конференции «Экология биосистем проблемы изучения, индикации и прогнозирования» Астрахань 2007 С 6768 (30% 0,15 пл)

6 Азнаурьян Д К, Тлехас 3 Р, Ковалева Н Н, Колесников С И Влияние загрязнения нефтью на фитотоксичность почв Юга России // Материалы международной научно-практической конференции «Ноосферные изменения в почвенном покрове» - Владивосток - 2007 - С 341-343 (30% 0,12 п л)

7 Колесников С И, Тлехас 3 Р Моделирование химического загрязнения бурых лесных почв Адыгеи с целью оценки их устойчивости // Материалы международной научно-практической конференции «Ноосферные изменения в почвенном покрове» - Владивосток - 2007 - С 344-346 (50 % 0,08 п л)

8 Тлехас 3 Р, Герцовская С.А , Колесников С И Изменение активности каталазы в серой лесной почве Адыгеи при химическом загрязнении // Материалы III международной научно-практической конференции «Эволюция и деградация почвенного покрова» - Ставрополь - 2007 - С 160163 (50 % 0,08 п л)

9 Тлехас 3 Р, Колесников С И. Изменение ферментативной активности лесных почв Адыгеи при химическом загрязнении // Материалы Международной научной конференции «Экология и биология почв» - Ростов-на-Дону -2007 - С 231-232 (80 % 0,09 п л)

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

Бл — бурые лесные почвы,

Гл — горно-луговые (субальпийские) почвы,

Дк — дерново-карбонатные почвы,

ИПБС — интегральный показатель биологического состояния почвы,

НСР — наименьшая существенная разность,

ОДК — ориентировочно допустимая концентрация,

ПДК — предельно допустимая концентрация,

Сл — серые лесные почвы,

ТМ — тяжелые металлы,

ТФФ — трифенилформазан,

Чс — черноземы выщелоченные слитые

Печать цифровая Бумага офсетная Гарнитура «Тайме» Формат 60x84/16 Объем 1,0 уч -изд -л Заказ № 692 Тираж 120 экз Отпечатано в КМЦ «КОПИЦЕНТР» 344006, г Ростов-на-Дону, ул Суворова, 19, тел 247-34-88

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Тлехас, Зара Рамазановна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ХИМИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ.

1.1. Загрязнение почв тяжелыми металлами.

1.1.1. Понятие «тяжелые металлы».

1.1.2. Источники загрязнения и поведение тяжелых металлов в почве.

1.1.3. Влияние тяжелых металлов на живые организмы.

1.1.4. Нормирование содержания тяоюелых металлов в почве.

1.1.5. Санация и рекультивация земель, загрязненных тяжелыми металлами.

1.2. Загрязнение почв нефтью и нефтепродуктами.

1.2.1. Экотоксикологическая характеристика химического состава нефти.

1.2.2. Источники загрязнения, поведение и трансформация нефти и нефтепродуктов в почве.

1.2.3. Влияние загрязнения нефтью и нефтепродуктами на свойства почвы и живые организмы.

1.2.4. Нормирование нефтяного загрязнения почв.

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

ГЛАВА 2. ПОЧВЫ РЕСПУБЛИКИ АДЫГЕЯ.

2.1. Почвенный покров Республики Адыгея.

2.2. Черноземы выщелоченные слитые.

2.3. Серые лесные почвы.

2.4. Бурые лесные почвы.

2.5. Дерново-карбонатные почвы.

2.6. Горно-луговые (субальпийские) почвы.

2.7. эколого-генетические и эколого-биологические особенности почв Адыгеи.

ГЛАВА 3. МЕТОДИКА И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Методика проведения модельных исследований.

3.2. Биологические свойства почв.

3.3. Методы определения экологических и биологических свойств почв.

3.4. Статистическая обработка результатов.

ГЛАВА 4. ИЗМЕНЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВ РЕСПУБЛИКИ АДЫГЕЯ ПРИ ЗАГРЯЗНЕНИИ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ И НЕФТЬЮ.

4.1. Влияние химического загрязнения на биологические свойства чернозема выщелоченного слитого.

4.2. Влияние химического загрязнения на биологические свойства серой лесной почвы.

4.3. Влияние химического загрязнения на биологические свойства бурой лесной почвы.

4.4. Влияние химического загрязнения на биологические свойства дерново-карбонатной почвы.

4.5. Влияние химического загрязнения на биологические свойства горно-луговой (субальпийской) почвы.

4.6. Влияние химического загрязнения на интегральный показатель биологического состояния почвы.

4.7. Сравнительная оценка устойчивости биологических свойств почв Адыгеи к химическому воздействию.

4.8. Возможности применения биологических показателей при мониторинге загрязнения почв Адыгеи тяжелыми металлами и нефтью.

4.8.1. Определение информативности показателей.

4.8.2. Определение чувствительности показателей.

4.8.3. О целесообразности использования исследованных биологических показателей при мониторинге загрязнения почв Адыгеи тяжелыми металлами и нефтью.

4.9. Нормирование химического загрязнения почв АДыгеи.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Изменение биологических свойств почв Республики Адыгея при химическом загрязнении"

Актуальность исследования. Республика Адыгея обладает уникальными природными ресурсами. Однако все возрастающее антропогенное воздействие негативным образом сказывается на их состоянии. Одной из актуальных экологических проблем республики является загрязнение почв различными химическими веществами. Источниками загрязнения служат автотранспорт, промышленность, сельское хозяйство и др. Приоритетными загрязняющими веществами природных и естественных экосистем на Северном Кавказе являются РЬ, Си, № и Сг (Шеуджен, 2003; Дьяченко, 2004).

Особую актуальность работа приобретает в свете подготовки России к проведению зимних олимпийских игр в 2014 году в Сочи. Развитие инфраструктуры в районе олимпийских игр, а в частности реализация проекта строительства дорог к Красной поляне через Республику Адыгея, неминуемо негативно отразится на состоянии почвенных ресурсов Адыгеи.

Почвенный покров Адыгеи очень разнообразен: от черноземов до альпийских почв. В силу различий эколого-генетических свойств этих почв (содержание гумуса, реакция среды, интенсивность биологических процессов и др.), они сильно различаются по устойчивости к химическому загрязнению (Вальков и др., 2008).

Цель и задачи исследования. Цель работы — установить закономерности изменения биологических свойств почв Республики Адыгея при химическом загрязнении.

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:

1. Установить закономерности изменения основных биологических свойств почв Адыгеи в условиях химического загрязнения, таких как ферментативная активность, обилие микроорганизмов, фитотоксичность и др.

2. Исследовать изменения свойств почв в зависимости от природы загрязняющего вещества (нефть и тяжелые металлы — Сг, Си, N1, РЬ) и концентрации его в почве. Провести сравнительный анализ степени токсичности элементов и веществ, различающихся по химической природе и классам опасности.

3. Оценить устойчивость к химическому загрязнению основных почв Адыгеи: черноземов выщелоченных слитых, бурых лесных, серых лесных, дерново-карбонатных и горно-луговых (субальпийских) почв.

4. Определить возможность и целесообразность использования различных эколого-биологических показателей в целях мониторинга, диагностики, индикации и нормирования загрязнения почв Адыгеи.

5. Определить количественные ориентиры для разработки региональных нормативов содержания нефти и тяжелых металлов в почвах Адыгеи.

Основные положения, выносимые на защиту.

• Загрязнение почв Адыгеи Сг, Си, РЬ, нефтью в подавляющем большинстве случаев ведет к ухудшению их эколого-биологических свойств.

• По степени устойчивости к химическому загрязнению исследованные почвы Адыгеи образуют следующую последовательность: черноземы выщелоченные слитые = дерново-карбонатные почвы > серые лесные почвы >= горно-луговые (субальпийские) почвы > бурые лесные почвы.

• По степени токсичности к исследованным почвам Адыгеи тяжелые металлы образуют следующий ряд: Сг > Си = РЬ >= N1.

• Принятые ПДК не подходят для почв Адыгеи. Предложены региональные нормативы содержания Сг, Си, №, РЬ и нефти в основных почвах Адыгеи с учетом их эколого-генетических особенностей.

Научная новизна работы. Впервые для почв Адыгеи установлены закономерности изменения основных биологических свойств, таких как ферментативная активность, обилие микроорганизмов, фитотоксичность и др. в условиях химического загрязнения (нефть и тяжелые металлы — Cr, Си, Ni, Pb). Дана сравнительная оценка устойчивости к химическому загрязнению основных почв Адыгеи: черноземов выщелоченных слитых, бурых лесных, серых лесных, дерново-карбонатных и горно-луговых (субальпийских) почв. Определены возможность и целесообразность использования различных эколого-биологических показателей в целях мониторинга, диагностики, индикации и нормирования загрязнения почв Адыгеи. Предложена схема экологического нормирования загрязнения почв Адыгеи тяжелыми металлами и нефтью по степени нарушения экологических функций почв.

Практическая значимость. Результаты исследования уже используются научными и могут быть использованы природоохранными организациями при мониторинге и диагностике экологического состояния почв и их загрязнения различными химическими веществами, оценке воздействия на окружающую среду, оценке устойчивости почв и экосистем в целом, экологическом нормировании загрязнения почв, оценке риска природных и антропогенных катастроф, проведении экологической экспертизы и т.д.

Материалы исследований используются при преподавании дисциплин по экологии, почвоведению, природопользованию и охране окружающей среды, экологической экспертизе, мониторингу и биоиндикации в Южном федеральном университете и Майкопском государственном технологическом университете.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на Научно-практической конференции «Актуальные проблемы экологии в сельскохозяйственном производстве» (Персиановский, 2006); Межрегиональной научно-практической конференции «Экологические и социально-экономические аспекты развития предгорной зоны Северного Кавказа» (Бе-лореченск, 2007); Международной научно-практической конференции «Экология биосистем: проблемы изучения, индикации и прогнозирования» (Астрахань, 2007); Международной научно-практической конференции «Ноо-сферные изменения в почвенном покрове» (Владивосток, 2007); III Международной научно-практической конференции «Эволюция и деградация почвенного покрова» (Ставрополь, 2007); Международной научной конференции «Экология и биология почв» (Ростов-на-Дону, 2007).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 научных работ, объемом 1,8 п.л., из них 1 статья в издании, рекомендованном ВАК. Доля участия автора в публикациях составляет 50% (1,0 п.л.).

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 151 странице печатного текста. Состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы. Содержит 42 таблицы, 35 рисунков и 2 картосхемы. Список литературы включает 202 источника, из них 16 на иностранных языках.

Заключение Диссертация по теме "Почвоведение", Тлехас, Зара Рамазановна

выводы

1. Загрязнение почв Адыгеи Сг, Си, №, РЬ, нефтью в подавляющем большинстве случаев, ведет к ухудшению их эколого-биологических свойств. Как правило, наблюдается прямая зависимость между концентрацией загрязняющего вещества и степенью ухудшения исследуемых свойств почвы.

2. По степени токсичности к исследованным почвам Адыгеи ТМ образуют следующий ряд: Сг> Си = РЬ >— Ш. Сравнение между собой токсического действия ТМ и нефти представляется нецелесообразным, поскольку корректное сопоставление их концентрации в почве, по нашему мнению, невозможно.

3. По степени устойчивости к химическому загрязнению исследованные почвы Адыгеи образуют следующую последовательность: черноземы выщелоченные слитые = дерново-карбонатные почвы > серые лесные почвы >= горно-луговые (субальпийские) почвы > бурые лесные почвы. Такая последовательность определяется эколого-генетическими свойствами исследованных почв, прежде всего, содержанием органического вещества, щелочно-кислотными и окислительно-восстановительными условиями, биологической активностью.

4. По степени чувствительности (по степени снижения значений) к загрязнению ТМ и нефтью исследованные биологические показатели располагаются следующим образом: целлюлозолитическая способность > длина корней (фитотоксичность) >= активность дегидрогеназы > обилие бактерий рода АгоЮЬаМег = активность каталазы.

5. По степени информативности (по тесноте корреляции между показателем и содержанием в почве загрязняющего вещества) исследованные биологические показатели образуют следующий ряд: активность каталазы > обилие бактерий рода АгоШЬаМег >= длина корней (фитотоксичностъ) >= целлюлозолитическая способность > активность дегидрогеназы.

6. Использованные в работе показатели биологического состояния почв — активность каталазы и дегидрогеназы, целлюлозолитическая способность, обилие бактерий рода АгоШЬа^ег, длина корней редиса (фитотоксич-ность) — отличаются достаточной информативностью, чувствительностью, воспроизводимостью, допустимым варьированием показателя, небольшой ошибкой опыта, простотой, малой трудоемкостью и высокой скоростью методов определения, широкой распространенностью методов и т.д., что позволяет рекомендовать эти показатели к широкому использованию в целях мониторинга, диагностики, индикации и нормирования химического загрязнения почв.

7. Проведенное исследование подтвердило необходимость разработки региональных нормативов содержания загрязняющих веществ в почвах с учетом их эколого-генетических особенностей. Принятые ПДК не подходят для почв Адыгеи. Предложены региональные нормативы содержания Сг, Си, РЬ и нефти в основных почвах Адыгеи с учетом их эколого-генетических особенностей.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Тлехас, Зара Рамазановна, Майкоп;Ростов-на-Дону

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

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

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

4. Алексеев A.A. Подвижность цинка и кадмия в почвах. Автореф. дис. . канд. наук. М., 1979. 24 с.

5. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. М.: Агропромиз-дат, 1987. 140 с.

6. Алиев С.А., Гаджиев ДА. Влияние загрязнения нефтяным органическим веществом на активность биологических процессов почв // Изв. АН АзССР Сер. биол. наук. 1977. № 2. С. 46-19.

7. Андресон Р.К., Выониченко Т.Ф. К вопросу охраны окружающей среды от загрязнения нефтью // Коррозия и защита в нефтегазовой промышленности. 1977. № 10. С. 22-25.

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

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

10. Бабьева М.А., Зенова H.K. Биология почв. М.: Изд-во МГУ, 1989. 336 с.

11. Байдина H.JI. Инактивация тяжелых металлов гумусом и цеолитами в техногеннозагрязненной почве //Почвоведение. 1994. № 9. С. 121-125.

12. Барсукова B.C. Физиолого-генетические аспекты устойчивости растений к тяжелым металлам: Аналит. обзор. Новосибирск: СО РАН ГПНТБ, 1997. 67 с.

13. Н.Безуглова О.С., Игнатенко E.JL, Морозов И.В., Шевченко И.Д. Влияние бурого угля на снижение подвижности меди и свинца в черноземе обыкновенном //Почвоведение. 1996. № 9. С. 1103-1106

14. Биогеохимический цикл тяжелых металлов в экосистеме Нижнего Дона / Бессонов O.A., Белова C.JL, Водолазкин Д.И. и др. Ростов н/Д: Изд-во Ростовского ун-та, 1991. 112 с.

15. Бирагова Н.Ф. Основные источники поступления тяжелых металлов в окружающую среду. Хранение и переработка сельхозсырья. 2003. № 6. С. 35-36.

16. П.Большаков В.А., Краснова Н.М., Борисочкина Т.Н. и др. Аэротехногенное загрязнение почвенного покрова тяжелыми металлами: источники, масштабы, рекультивация. М: Изд-во Почвенного ин-та им. В.В. Докучаева, 1993. 92 с.

17. Бондарев Л.Г. Ландшафты, металлы и человек. М.: Мысль, 1976. 72 с.

18. Быстрицкая Т.Л., Тюрюканов А.Н. Черные слитые почвы Евразии. М.: Наука, 1971.255 с.

19. Важенина Е.А. Влияние техногенных выбросов через атмосферу на агрохимические свойства дерново-подзолистых почв // Агрохимия. 1983. № 5. С. 74-80.

20. Вальков В.Ф., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Методология исследования биологической активности почв на примере Северного Кавказа // Научная мысль Кавказа. Изд-во СКНЦВШ. 1999. № 1. С. 32-37.

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

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

23. Водяницкий Ю.Н., Добровольский В.В. Железистые минералы и тяжелые металлы в почвах. М.: Почвенный институт им. В.В. Докучаева РАСХН. 1998. 216 с.

24. Воздействие на организм человека опасных и вредных экологических факторов. Метрологические аспекты. В 2-х томах. Под ред. Исаева JI.K. М.: ПАИМС, 1997. Том 1. 512 с. Том 2. 496 с.

25. Воробейчик E.JL, Садыков О.Ф., Фарафонтов М.Г. Экологическое нормирование техногенных загрязнений наземных экосистем (локальный уровень). Екатеринбург: УИФ Наука, 1994. 281 с.

26. Вредные химические вещества. Справ, изд. JL: Химия, 1988. 512 с.

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

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

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

30. Герасименко В.Г. Тяжелые металлы в сельскохозяйственных растениях фоновых зон лесостепи УССР // Тяжелые металлы в окружающей среде. М., 1980. С. 98-103.

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

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

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

34. Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. М.: Высш. шк., 1988. 328 с.

35. Глазовская М.А. Принципы классификации почв по их устойчивости к химическому загрязнению // Земельные ресурсы мира, их использование и охрана. М.: Наука, 1978. С. 85-89.

36. Гончарук Е.И., Сидоренко Г.И. Гигиеническое нормирование химических веществ в почве: Руководство. М., 1986. 320 с.

37. Горбатов B.C. Трансформация соединений цинка, свинца и кадмия в почвах. Дис. . канд. биол. наук. М., 1983. 161 с.

38. Горбатов B.C. Устойчивость и трансформация оксидов тяжелых металлов (Zn, Pb, Cd) в почвах // Почвоведение. 1988. №1. С. 35-43.

39. Горбатов B.C., Обухов А.И. Динамика трансформации малорастворимых соединений цинка, свинца и кадмия в почвах // Почвоведение. 1989. №6. С. 129-133.

40. Горленко М.В. Функциональное биоразнообразие почвенных микроорганизмов: подходы к оценке / Труды конференции «Перспективы развития почвенной биологии». М., 2001. С. 228-234.

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

42. ГОСТ 17.4.1.02—83. Охрана природы. Почвы. Классификация химических веществ для контроля загрязнения.

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

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

45. Громов Б.В., Павленко Г.В. Экология бактерий. JL: Изд-во Ленинградского университета, 1989. 248 с.

46. Гузев B.C., Левин C.B. Техногенные изменения сообщества почвенных микроорганизмов / Труды конференции «Перспективы развития почвенной биологии». М., 2001. С. 178-219.

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

48. Джогман Р.Г.Г., Тер Браак С.Дж.Ф., Ван Торгерен О.Ф.Р. Анализ данных в экологии сообществ и ландшафтов. M.: РАСХН, 1999. 306 с.

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

50. Добровольский В.В. Биосферные циклы тяжелых металлов и регулятор-ная роль почвы // Почвоведение. 1997. № 4. С. 431-441.

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

52. Добровольский В.В. Основы биогеохимии: Учеб. пособие для вузов. М.: Высш. Шк., 1998. 413 с.

53. Добровольский Г.В., Гришина JI.A. Охрана почв. М.: Изд-во МГУ, 1985. 224 с.

54. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Функции почв в биосфере и экосистемах (экологическое значение почв). М.: Наука, 1990. 261 с.

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

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

57. Дьяченко В.В. Геохимия, систематика и оценка состояния ландшафтов Северного Кавказа. Ростов-на-Дону: Издательский центр «Комплекс», 2004. 268 с.

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

59. Елпатьевский П.В. Эколого-геохимические принципы установления ПДК тяжелых металлов в почве // Химия в сель, хоз-ве. 1982. № 3. С. 10-11.

60. Жегневская JI.B. Барахнина В.Б. Изучение биодеградации углеводородов нефти // Матер. 4Т науч.-тех. конф. студ., аспирантов и молодых ученых Уфимского гос. нефт. ун-та. Уфа. 1996. Т. 1. С. 124.

61. Звягинцев Д.Г. Современные проблемы экологии почвенных микроорганизмов //Микробиология окружающей среды. Алма-Ата, 1980. С. 65-78.

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

63. Илларионов С.А. Экологические аспекты восстановления нефтезагряз-ненных почв. Екатеринбург: УрО РАН, 2004. 194 с.

64. Ильин В.Б. О надежности гигиенических нормативов содержания тяжелых металлов в почве // Агрохимия. 1992. № 12. С. 78-85.

65. Ильин В.Б. О нормировании тяжелых металлов в почве // Почвоведение. 1986. № 9. С. 90-98.

66. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в городских почвах. Сибирский экологический журнал. 2002. Т. 9. №3. С. 285-292.

67. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва — растение. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1991. 151 с.

68. Ильин В.Б., Байдина H.JL, Конарбаева Г.А., Черевко A.C. Содержание тяжелых металлов в почвах и растениях Новосибирска // Агрохимия. 2000. № 1.С. 66-73.

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

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

71. Исмаилов Н.М., Пиковский Ю.М. Современное состояние методов рекультивации нефтезагрязненных земель // Восстановление нефтезагряз-ненных почвенных экосистем. М.: Наука. 1988. С. 222-230.

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

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

74. Кадацкий В.Б., Васильева Л.И., Тановицкая Н.И., Головатый С.Е. Распределение форм тяжелых металлов в естественных ландшафтах Беларуси. Экология. 2001. № 1. С. 33-37.

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

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

77. Касимов Н.С. Тяжелые металлы в степных и пустынных ландшафтах // Геохимия тяжелых металлов в природных и техногенных ландшафтах. Под ред. М.А. Глазовской. М.: Изд-во МГУ, 1983. 196 с.

78. Касимов Н.С., Гребенюк В.Б., Королева Т.В., Проскуряков Ю.В. Поведение компонентов ракетного топлива в почвах, водах и растениях // Почво-веденеие. 1994. № 9. с. 110-120.

79. Касьяненко A.A. Контроль качества окружающей среды. М.: Изд-во РУДН, 1992. 136 с.

80. Кахаткина ММ., Середина В.П., Изерская JI.A. Изменение свойств почв под влиянием загрязнения нефтью // Проблемы охраны окружающей среды в районах с интенсивно развивающейся промышленностью. Кемерово, 1982. С. 66-67.

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

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

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

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

85. Киреева H.A., Новоселова Е.И., Хазиев Ф.Х. Использование активного ила для рекультивации почв, загрязненных нефтью // Почвоведение. 1996а. № 11. С. 1399-1403.

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

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

88. Ковальский В.В. Биохимические пути приспособляемости организмов к условиям геохимической среды // Биологическая роль микроэлементов иих применение в сельском хозяйстве и медицине. М.: Наука, 1974а. С. 1628.

89. Ковальский В.В. Геохимическая экология. Очерки. М., Наука, 1974Ь. 299 с.

90. Колесников С.И, Казеев К.Ш., Вальков В.Ф. Биоэкологические принципы мониторинга и нормирования загрязнения почв. Ростов-на-Дону: Изд-во ЦВВР, 2001.65 с.

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

92. Колесников С.И., Казеев К.Ш., Татосян М.Л., Вальков В.Ф. Влияние загрязнения нефтью и нефтепродуктами на биологическое состояние чернозема обыкновенного // Почвоведение. 2006. № 5. С. 616-620.

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

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

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

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

97. Красильников H.A. Микроорганизмы почвы и высшие растения. М.: Изд-во АН СССР. 1958. 462 с.

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

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

100. Кулматов P.A. Закономерности распределения и миграции токсичных элементов в окружающей среде аридной зоны СССР. Автореф. дис. . д-ра физ.-мат. наук. Ташкент, 1988. 32 с.

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

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

103. Ладонин Д.В., Решетников С.И., Садовникова Л.К., Нежданова A.A. Активность ионов меди в загрязненных и фоновых почвах в условиях модельного эксперимента // Почвоведение. 1994. № 8. С. 46-52.

104. Ладонина H.H., Ладонин Д.В., Наумов В.М., Большаков В.А. Загрязнение тяжелыми металлами почв и травянистой растительности Юго-Восточного округа г. Москвы // Почвоведение. 1999. № 7. С. 885-893.

105. Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высшая школа, 1980. 293 с.

106. Ларина Г.Е., Обухов А.И. Загрязнение тяжелыми металлами почв газонов Ленинского района г. Москвы // Почвоведение. 1996. № 11. С. 13991403.

107. Левин C.B., Гузев B.C., Асеева И.В., Бабьева И.П., Марфенина O.E., Умаров М.М. Тяжелые металлы как фактор антропогенного воздействияна почвенную микробиоту // Микроорганизмы и охрана почв. М.: Изд-во МГУ, 1989. С. 5-46.

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

109. Масливец Т.А. Опыт математического описания трансформации ароматических углеводородов в почвах, загрязненных нефтью // Бактериальный фильтр Земли: Тез. докл. семинара, 30-31 мая 1985. Пермь, 1985. С. 35-37.

110. Методические указания по степени опасности загрязнения почвы химическими веществами. М., 1987.

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

112. Минеев В.Г., Кочетавкин A.B., Нгуен Ван Бо. Использование природных цеолитов для предотвращения загрязнения почвы и растений тяжелыми металлами // Агрохимия. 1989. № 8. С. 89-95.

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

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

115. Мишустин Е.Н/ Микроорганизмы как компоненты биогеоценоза. М.: Наука. 1984. 161 с.

116. Мишустин E.H., Перцовская М.И., Горбов В.А. Санитарная микробиология почвы. М., 1979. 304 с.

117. Мотузова Г.В. Соединения микроэлементов в почвах: системная организация, экологическое значение, мониторинг. М., 1999.

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

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

120. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. М.: Изд-во МГУ, 1990. 325 с.

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

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

123. Орлов Д.С., Малинина М.С., Мотузова Г.В., Садовникова Л.К., Соколова Т.А. Химическое загрязнение почв и их охрана. М.: Агропромиздат, 1991. 303 с.

124. Орлов Д.С., Малинина М.С., Мотузова Г.В., Садовникова Л.К., Соколова Т.А. Химическое загрязнение почв и их охрана. М.: Агропромиздат, 1991. 303 с.

125. Островская Л.К. Микроэлементы. Поступление, транспорт и физиологические функции в растениях. Киев: Наук, думка, 1987. 255 с.

126. Остроумов С.А. Введение в биохимическую экологию. М.: Изд-во МГУ, 1986. 176 с.

127. Перелыгин В.М, Разнощик В.В. Гигиена почвы и санитарная очистка населенных мест. М.: Медицина, 1977. С. 43-57.

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

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

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

131. Покровская С.Ф. Новое в деконтаминации загрязненных почв (опыт развитых стран). Информматериал ВНИИ ТЭИ агропрома. М.: ВНИИ ТЭИ, 1998.

132. Покровская С.Ф. Подходы и нормы при оценке загрязнения почв тяжелыми металлами с точки зрения сельскохозяйственного производства. Аналитический информматериал ВНИИ ТЭИ агропрома. М.: ВНИИ ТЭИ, 1998.

133. Помазкина Л.В., Котова Л.Г., Лубнина Е.В. Биогеохимический мониторинг и оценка режимов функционирования агроэкосистем на техногенно загрязненных почвах. Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 1999. 208 с.

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

135. Практикум по агрохимии / Под ред. В.Г. Минеева. М.: Изд-во МГУ, 1989. 304 с.

136. Практикум по почвоведению / Под. ред. И.С. Кауричева. М.: Агропром-издат, 1986. 336 с.

137. Приваленко В.В. Геохимическая оценка экологической ситуации в г. Ростове-на-Дону. Ростов-на-Дону, 1993. 167 с.

138. Приваленко В.В., Остроухова В.М., Домбровский Ю.А., Шустова В.Л., Базелюк A.A., Остробородько Н.П. Эколого-геохимические исследования городов Нижнего Дона. Ростов-на-Дону, 1994. 268 с.

139. Реймерс Н.Ф. Природопользование: Словарь-справочник. М.: Мысль, 1990. 637.

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

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

142. Рыбакова З.П. Методы отбора микробов-стимуляторов по их влиянию на семена // Некоторые новые методы количественного учета почвенных микроорганизмов и изучения их свойств. Методические рекомендации. Ленинград, 1987. С. 32-40.

143. Садовникова Л.К. Тяжелые металлы // Почвенно-экологический мониторинг и охрана почв. М.: Изд-во МГУ, 1994. С. 105-126.

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

145. Сидоренко Г.И., Гончарук Е.И., Ховака В.В. Методические особенности изучения влияния загрязнения почвы экзогенными химическими веществами на здоровье населения // Гигиена и санитария. 1981. № 1. С. 5-7.

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

147. Справочник по токсикологии и гигиеническим нормативам (ПДК) потенциально опасных химических веществ. М., 1999. 530 с.

148. Степанов A.M. Методология биоиндикации и фонового мониторинга экосистем суши / Экотоксикология и охрана природы. М.: Наука, 1988. С. 28-108.

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

150. Тихомиров Ф.А., Рерих В.И., Зырин Н.Г. Накопление растениями природного и внесенного кобальта и цинка // Агрохимия. 1979. № 6. С. 96103.

151. Тихомиров Ф.А., Розанов Б.Г. Методологические вопросы охраны почвенного покрова от загрязнения // Экология. 1985. № 4. С. 3-11.

152. Торшин С.П., Удельнова Т.М., Ягодин Б.А. Микроэлементы, экология и здоровье человека // Успехи современной биологии. Т. 109. Вып. 2. 1990. С. 279-292.

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

154. Тульская Е.М., Звягинцев Д.Г. Сравнительное изучение каталазной и каталитической активности верхних горизонтов почв // Почвоведение. 1979. № 10. С. 92-97.

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

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

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

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

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

160. Хазиев Ф.Х., Тишкина Е.И., Киреева H.A. Влияние нефтепродуктов на биологическую активность почв // Биол. науки. 1988а. № 10. С. 93-99.

161. Хазиев Ф.Х., Тишкина Е.И., Киреева H.A., Кузяхметов Г.Г. Влияние нефтяного загрязнения на некоторые компоненты агроэкосистемы // Агрохимия. 1988b. № 2. С. 56-61.

162. Хамитова Р.Я., Степанова Н.В. Оценка загрязненности тяжелыми металлами городских почв. Здоровье населения и среда обитания. 2004. № 7. С. 28-32.

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

164. Цаплина М.А. Трансформация и транспорт оксидов свинца, кадмия и цинка в дерново-подзолистой почве // Почвоведение. 1994. № 1. С. 45-50.

165. Черных H.A., Ефремова JLJL Защита почв и растений от загрязнения тяжелыми металлами // Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф. "Проблемы повышения плодородия почв в условиях интенсивного земледелия". М., 1988. С. 28.

166. Черных H.A., Ладонин В.Ф. Вопросы нормирования содержания тяжелых металлов в почве // Химия в сель, хоз-ве. 1995. № 10. С. 10-13.

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

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

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

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

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

172. Экологический атлас Ростовской области / Под ред. В.Е. Закруткина. Ростов н/Д: Изд-во СКНЦ ВШ, 2000. 120 с.

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

174. Antonovics I., Bradshaw A.D., Turner R.G. Heavy metals tolerance in plants, Adv. Ecol. Res., 7,1, 1971.

175. Ausmus B.S. An argument for ecosystem level monitoring. Anviron. Monit. Asses., 1984. V.4. P. 275-291

176. Brummer G.W., Tiller K.G., Herms U., Clayton P.M. Adsorption-desorption and/or precipitation-dissolution processes of zinc in soil // Geoderma. 1983. V. 31.4. P. 337-354.

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

178. Cox R.M., Hutchinson T.C. Multiple metal tolerance in the grass Deshampsia cespitosa L. Beauv. from the Sudbury Smelting area, New Phytol., 84, 631, 1980.

179. Ellis R., Adams R.S. Contamination of soils by petroleum hydrocarbons // Adv. Agron, 1961. Vol. 13.

180. Foy C.D., Chaney R.L., White M.C., The physiology of metal toxicity in plants. 1978. Annu. Rev. Physiol., 29, 511.

181. Kabata-Pendias A., Pendias H. Szkodliwoscnadmernego stezenia metali ciez-kich w srodowisku biologicznym. Zesz. Probl. postpow nauk roln., 1973. C. 145. S. 63-68.

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

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

184. Mcgill W.W. Soil restoration following oil spills. Review // J. Canad. Petrol. Technol. 1977. Vol. 16. N2.

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

186. Mohr H.D. Einfluss von Kalk, Torf und Kationenaustauschenharz auf die Schwermetallaufhahme der Rebe (Vitis vinifera L.) aus kontaminierten Boden HZ. Pflanzenernahr., Bodenkunde. 1980. Bd 143. H. 5. S. 494-504.

187. Thornton-Moning J.R., Jones D.D., Federle T.W. Effect of experimental manipulation of environmental factors on phenol mineralisation in soil // Environ. Toxicol. And. Chem. 1987. V. 6. № 8. P. 615-621.

188. Van Asche C., Jensen G. Anwendund von selektiv wirkenden Kationenaustauschern auf mit Schwermetallen kontaminierten Boden // Landwirtschaft. Forsch. 1977. Bd 34. № 2. S. 215-228.

189. Wainwrigth M. Effect of exposure to atmospheric pollution on microbial activity in soil // Plant Soil. 1980. Vol. 55. P. 199-204.