Соединения тяжелых металлов в почвах Нижнего Дона как показатель их экологического состояния

Манджиева, Саглара Сергеевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Соединения тяжелых металлов в почвах Нижнего Дона как показатель их экологического состояния
ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Соединения тяжелых металлов в почвах Нижнего Дона как показатель их экологического состояния"

На правах рукописи

Манджиева Саглара Сергеевна

□03473950

СОЕДИНЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВАХ НИЖНЕГО ДОНА КАК ПОКАЗАТЕЛЬ ИХ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ

03.00.27 - почвоведение, 03.00.16- экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

1 б ШЭН 2000

Ростов-на-Дону 2009

003473950

Работа выполнена на кафедре почвоведения и агрохимии биолого-почвенного факультета Южного федерального университета

Научный руководитель: доктор биологических наук, доцент Минкнна Т.М.

доктор биологических наук, профессор Крыщенко В.С.

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук, профессор Закруткин В.Б.

кандидат биологических наук, доцент Луганская И.А.

Ведущее учреждение: Южный научный центр Российской академии наук

Защита диссертации состоится «30» июня 2009 года в 12.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.208.16 по биологическим наукам в Научно-исследовательском институте биологии Южного федерального университета (344090, г. Ростов-на-Дону, просп. Стачки 194/1, кафедра почвоведения, конференц-зал).

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

Автореферат разослан « 27" »¡АЯ? 100$ г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, кандидат биологических наук, доцент

Н.Е. Кравцова

Общая характеристика работы

Актуальность исследований. Глобальная экологическая роль почвы обусловлена тем, что она, являясь продуктом взаимодействия природных сред, сама оказывает на эти среды решающее влияние. Последнее обстоятельство особенно важно в условиях растущего техногенного воздействия на экосистемы, одним из наиболее опасных проявлений которого является химическое загрязнение.

Реальная связь между системой химических элементов всех компонентов биосферы осуществляется различными группами соединений химических элементов, специфическими для каждой из природных сред. Химическое загрязнение еще больше усложняет эти взаимодействия. Данное обстоятельство определяет возрастающее внимание к соединениям химических элементов почвы.

Определение форм соединений металлов, их присутствие в составе различных почвенных компонентов, селективный учет всех форм в почве является базовым для изучения малых геохимических циклов элементов в ландшафтах техногенных зон, выявления диагностической группы соединений металлов при определении уровня негативного влияния на окружающую среду и оценке устойчивости почвенной системы (Фатеев, Самохвалова, 2002).

В литературе накоплены довольно обширные сведения о содержании в почвах различных соединений тяжелых металлов (ТМ). Это обстоятельство, с одной стороны, предоставляет возможность для проведения некоторых обобщений, с другой стороны, вскрывает недостаточно решенные аспекты проблемы. Имеются данные по различным формам ТМ в почвах, в то же время отсутствуют подходы, которые дали бы возможность сопоставить эти результаты, оценить их информативность и предложить оценочные показатели. На данную проблему накладывается учет региональных особенностей состояния элементов в почвах.

Почвы Нижнего Дона заслуживают пристального внимания, так как регион является крупнейшим производителем сельскохозяйственной продукции и, одновременно, крупным промышленным регионом. Предприятия энергетической отрасли, наряду с предприятиями металлургической, угле- и рудодобывающей отраслей, являются активными источниками загрязнения окружающей среды ТМ. Так, 1% всех выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух в РФ приходится на филиал ОАО «ОГК-6» «Новочеркасская» ГРЭС (НчГРЭС), в Ростовской области - более 50%, на Новочеркасск - приходится около 99%.

Цель работы - изучить закономерности трансформации соединений тяжелых металлов в почвах района НчГРЭС и дать им экологическую оценку.

В задачи исследований входило:

1. Определить состав соединений ТМ (Сг, №, Мп, Сё, Ъа, Си, РЬ) в почвах территории НчГРЭС и модельного опыта.

2. Установить влияние техногенной нагрузки на трансформацию соединений ТМ в почвах.

3. Выявить взаимное влияние свойств почв и соединений ТМ.

4. Установить воздействие природных и антропогенных факторов на транслокацию соединений ТМ в системе «почва-растение».

5. Определить действие мелиорантов на трансформацию соединений металлов в загрязненной почве.

6. Оценить информативность результатов группового состава соединений ТМ как показателя экологического состояния почв.

Научная новизна. Впервые изучены закономерности формирования соединений ТМ в почвах, расположенных вокруг НчГРЭС, и их изменения под влиянием техногенных факторов. Проведен сравнительный анализ различных подходов и методов определения содержания соединений металлов в почве. Выявлены почвенные компоненты, определяющие накопление ТМ в незагрязненных и загрязненных почвах. Установлено влияние техногенной нагрузки на подвижность и групповой состав соединений металлов в почвах. Установлена взаимосвязь между групповым составом соединений ТМ и накоплением их в растениях. Изучены механизмы действия мелиорантов на процессы трансформации соединений ТМ в почвах. Определены показатели экологического состояния почв, которые зависят от группового состава соединений ТМ.

Практическая значимость. Выявлены локальные участки загрязнения почв и растений ТМ на территории, прилегающей к НчГРЭС. Составлена картосхема загрязнения почв района НчГРЭС. Предложена система показателей экологического состояния почв, основанная на определении группового состава соединений ТМ, которая найдет применение при организации мониторинговых исследований, экологического зонирования территорий. Выявленные закономерности транслокации ТМ в растения могут быть применены для целей нормирования содержания поллютантов в почвах. Показана эффективность применения мела и глауконита на загрязненных Zn и РЬ черноземах обыкновенных, что позволит решить практические вопросы оптимизации сельскохозяйственного производства на территориях с техногенным загрязнением.

Результаты работы используются в учебном процессе на кафедре почвоведения и агрохимии Южного федерального университета по курсам «Химическое загрязнение почв», «Групповой состав соединений тяжелых металлов в почвах», «Экологические функции почв» и на кафедре агроэкологии Донского государственного аграрного университета в курсах «Экотоксикология», «Охрана окружающей среды», «Сельскохозяйственная экология».

Защищаемые положения

1. Состав соединений металлов в почвах и их накопление в растениях зависят от количества поступивших металлов и их специфических особенностей, от присутствия других металлов в системе, от свойств загрязненных почв и длительности нахождения в них металлов.

2. Экологическое состояние почв непосредственно связано с групповым составом соединений металлов, формирующимся в результате различных трансформационных процессов.

3. Эффективность мелиорантов для целей ремедиации загрязненных ТМ почв определяется прочностью закрепления металлов в почве.

практической конференции «Тяжелые металлы, радионуклиды и элементы-биофилы в окружающей среде» (Семипалатинск, Казахстан, 2004); XVIII Международном Конгрессе почвоведов (США, Филадельфия, 2006); IV, V съезде Докучаевского общества почвоведов (Новосибирск, 2004; Ростов-на-Дону, 2008).

Данная научная работа была поддержана грантами Министерства образования и науки РФ № 15401, № 2.1.1/3819, № 2.2.2.2/3915; РФФИ № 04-04-96804, № 08-04-09308-моб з; президента РФ по поддержке ведущих научных школ (№ НШ-363.2008.3); международного фонда CRDF (США) № ВРЗС04, № ВР4М04; ФЦП «Интеграция» в 2000-2003 гг. (проекты № Б 0103, № 30001/1497). Исследования выполнялись совместно с д.б.н., проф. Г.В. Мотузовой, д.б.н., проф. О.Г. Назаренко, к.х.н., доц. Н.И. Борисенко, к.б.н. А.П. Самохину.

Личный вклад автора. Мониторинговые, модельные лабораторные и аналитические исследования проведены лично автором, при его участии или под его руководством.

Публикации. По материалам исследований опубликовано 42 работы (объемом 6,2 п.л.), включая 19 статей, из которых 11 опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК. Доля участия автора в публикациях составляет 30,6 %.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы, приложений, изложена на 202 страницах машинописного текста. Содержит 56 таблиц, 14 рисунков. Список литературы включает 326 наименований, в том числе 46 иностранных источников. Приложения включают 36 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

В данной главе представлен обзор публикаций, посвященный вопросам о формах нахождения ТМ в почвах и механизмах их поглощения, влиянии металлов на свойства почв и качество растений, способах ремедиации загрязненных почв. Подробно освящены разделы, касающиеся содержания ТМ в почвах региона и влияния НчГРЭС на экологическое состояние окружающей среды.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

В качестве объектов исследования были использованы почвы (залежь) территории, прилегающей к НчГРЭС (табл. 1). Площадки для мониторинговых исследований были заложены в 2000 году на расстоянии 1 - 20 км от НчГРЭС и приурочены к точкам единовременного отбора проб воздуха, который производился при разработке проекта по организации и обустройстве санитарно-защитной зоны северного промышленного узла г. Новочеркасска (точки № 1,2, 3, 5, 6, 7) (рис. 1). В соответствии с розой ветров по линии «генерального направления» отбирались образцы почв мониторинговых площадок № 4, 5, 8, 9, 10. Растительный покров мониторинговых площадок состоит из различных видов дикорастущей травянистой растительности: овсюг обыкновенный (Avena fatua), полынь горькая (Artemisia absinthium), дымянка обыкновенная (Fumaria officinalis), пырей ползучий (Agropyrum repens), просо куриное (Echinochloa crusgalli), пастушья сумка (Capsella bursa pastoris), вьюнок полевой (Convolvulus arvensis), амброзия полыннолистная (Ambrosia artemisifolia). Образцы растений отбирались ежегодно в течение 8 лет во второй декаде июня в фазу массового цветения, одновременно с почвенными образцами. Закладка участков и мониторинговые наблюдения проводились совместно с д.б.н., проф. ДонГАУ О.Г. Назаренко.

Таблица 1. Физико-химическая и агрохимическая характеристика почв территорий, прилегающих к Г ___(средние за 2000-2007гг.) (совместно с Т.М. Минкиной) _

№ площадки, направление и расстояние от источника, км Почва Физ. глина, % Ил, % Гумус, % рн СаСОз, % nh4+, мг/100г р

1. 1,0 СВ Чернозем обыкновенный карбонатный среднемощный малогумусный тяжелосуглинистый на лессовидных суглинках 52,3 29,6 4,2 7,6 0,5 2,8

2. 3,0 ЮЗ Аллювиально-луговая карбонатная слабогумусированная песчаная на аллювиальных отложениях 5,9 2,9 3,1 7,5 0,3 2,4

3. 2,7 ЮЗ Лугово-черноземная пойменная малогумусная легкоглинистая на аллювиальных отложениях 63,4 36,8 4,6 7,1 0,1 2,0

4. 1,6 СЗ Чернозем обыкновенный карбонатный среднемощный малогумусный тяжелосуглинистый на лессовидных суглинках 55,3 30,9 4,5 7,4 0,7 2,9

5. 1,2 СЗ Чернозем обыкновенный карбонатный среднемощный малогумусный тяжелосуглинистый на лессовидных суглинках 56,3 30,8 4,2 7,4 0,7 2,4

6. 2,0 ССЗ Лугово-черноземная среднемощная малогумусная тяжелосуглинистая на лессовидных суглинках 58,8 34,9 4,0 7,6 0,9 3,6

7. 1,5 С Чернозем обыкновенный карбонатный среднемощный малогумусный тяжелосуглинистый на лессовидных суглинках 53,7 30,3 4,2 7,5 0,6 2,9

8.5,0 СЗ Лугово-черноземная среднемощная малогумусная тяжелосуглинистая на лессовидных суглинках 60,0 32,4 4,8 7,2 0,7 2,0

9. 15,0 СЗ Чернозем обыкновенный карбонатный среднемощный малогумусный тяжелосуглинистый на лессовидных суглинках 54,3 31,8 4,2 7,6 0,2 2,0

10. 20,0 СЗ Чернозем обыкновенный карбонатный среднемощный малогумусный тяжелосуглинистый на лессовидных суглинках 55,1 30,0 4,5 7,7 0,6 3,9

Рис. 1. Карта-схема расположения мониторинговых площадок в зоне влияния НчГРЭС

Для изучения трансформации соединений Zn и РЬ при высоком уровне (10000 мг/кг) моно- и полиэлементного загрязнения ими почв, а также влияния мелиорантов на закрепление металлов в почве был заложен модельный лабораторный опыт, в котором использовали верхний 20-см слой чернозема обыкновенного мощного слабогумусированного тяжелосуглинистого на лессовидном суглинке Ростовского государственного сортоучастка Аксайского района Ростовской области (пашня), характеризующегося следующими свойствами: 3,5% гумуса; 58,0% физической глины; 34,5% ила; 0,1% СаСОз; рН 7,5; состав обменных оснований (мг-экв/100г): 30,0 Са2+, 7,0 Mg2+, содержание N-N03- 1,0 мг/100г; Р205 - 6,2 мг/100г; К20 - 35,8 мг/100г.

Через 2 месяца после закладки опыта в почву, загрязненную Zn и РЬ, в качестве

мелиорантов вносили мел и глауконит в дозе 50 г/кг по следующей схеме:

1,1---Повторность опыта трехкратная.

1 Без внесения „ , ,

Т Металл (Me)-Znl Металл (Ме) - РЬ °Тб°Р °браЗЦ°В ПР~ чеРез 12

—--Д '--—-Д --месяцев с момента загрязнения.

J_ Zn + СаС03- РЬ + СаСОз--Анализы почвенных образцов были

± Zn + глауконит РЬ + + глауконит выполнены с применением действующих

5 | Zn + РЬ- ГОСТов и общепринятых методик. Общее

содержание Cr, Ni, Mn, Cd, Zn, РЬ и Cu в почве определяли рентген-флюоресцентным

методом. Содержание металлов в растениях определено методом сухой минерализации

с атомно-абсорбционным окончанием (Методические указания по определению

тяжелых металлов..., 1992).

Для экстракции обменных соединений металлов использована вытяжка 1н аммонийно-ацетатного буфера (ААБ), рН 4,8 (Практикум по агрохимии, 1989); комплексные соединения металлов определяли по разнице между содержанием металлов в вытяжках 1% ЭДТА в 1 Н. ААБ и 1 Н. ААБ, рН 4,8. Содержание специфически сорбированных соединений находили по разнице между концентрациями соединений, экстрагируемых вытяжками 1 Н. НС1 и 1 Н. ААБ (Минкина и др., 2008). Для изучения связи металлов с различными компонентами почв осуществлялось их последовательное фракционирование по методу Тессиера (1979) (табл. 2) и по комбинированной схеме фракционирования Т.М. Минкиной (2008) (табл. 3), основанной

1 Без внесения

2 Металл (Me) - Zn Металл (Me) - РЬ

3 Zn + CaC03 РЬ + СаСОз

4 Zn + глауконит РЬ + + глауконит

5 Zn + Pb

на сочетании параллельных экстракций вышеуказанными реагентами и последовательного фракционирования.

Таблица 2. Метод последовательного фракционирования металлов по Тессиеру (Те531сг __ег а! 1979) _

Соединения металлов Экстрагент Соотношение почва:раствор Условия экстрагирования

Обменные 1ММёС12, рН 7,0 1:8 Взбалтывание 1ч при комнатной температуре

Связанные с карбонатами 1М1ЧаСН3СОО, рН 5,0 (с СНзСООН) 1:8 Взбалтывание 5ч при комнатной температуре

Связанные с (гидр)оксидами Ре, А1, Мп 0,04М Ш2ОН-НС1 в 25%-ой СНзСООН 1:20 Нагревание 8ч при 1=96±3°С при периодическом взбалтывании

Связанные с органическим веществом 0,02М Н1М03+ 30% Н202, рН 2,0 (с НШз), затем 3,2М Ш4СН3СОО в 20% НШ3 1:20 Нагревание 5ч при 1=85±2°С при периодическом взбалтывании

Остаточная фракция НР+НС104, затем ШОз«шщ. 1:25 Выпаривание

Таблица 3. Комбинированная схема фракционирования почвенных соединений металлов _ (Минкина и др., 2008)_

Показатель Способ нахождения

Экспериментальный Расчетный (по разности содержаний ТМ в вытяжках)

1. Содержание металла в обменной форме

- общее 1н ААБ, рН 4,8

- легко обменные 1ММвС12

- трудно обменные разность 1н ААБ - 1М М^С12

2. Содержание металла, связанного с карбонатами и в виде отдельных фаз

- общее нет метода

- непрочно связанные (специфически сорбированные) 1М]МаСН3СОО, рН 5

- прочно связанные (соосажденные, окклюдированные, хемосорбированные, осадки малорастворимых соединений ТМ) нет метода

3. Содержание металла, связанного с несиликатными соединениями Ре, А1, Мп:

- общее 0,04МШ2ОН-НС1

- непрочно связанные (специфически сорбированные) разность (1нНС1-!нААБ)- 1М ЫаСН,СОО

- прочно связанные (окклюдированные) разность 0,04М Ш2ОННС1 - (1н НС1 -1н ААБ - 1М №СН3СОО)

4. Содержание металла, связанного с органическим веществом:

- общее 30% Н202

- непрочно связанные (комплексные) разность 1% ЭДТА в 1н ААБ - 1н ААБ

- прочно связанные (хелаты) разность 30% Н202 -1 % ЭДТА

5. Содержание металла, прочно связанного с силикатами Вытяжка НР+НСЮ4 из остаточной фракции почвы разность между общим содержанием элемента в почве и суммарным содержанием всех фракций, (кроме остаточной)

Групповой состав соединений металлов (соотношение групп непрочно и прочно связанных соединений и входящих в них фракций) определен по методу Т.М. Минкиной (2008). Содержание ТМ во всех вытяжках определено методом атомно-абсорбционной спектрометрии.

ГЛАВА 3. СОЕДИНЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВАХ

3.1 Соединения тяжелых металлов в почвах при аэротехногенном загрязнении

Общее содержание исследуемых ТМ в почве наиболее удаленных от источника эмиссии площадках (№ 9 и 10) соответствует их фоновому уровню и не превышает величины ПДК. Исключение составляет Сг, фоновое содержание которого в почве выше ПДК. Содержание Хп, Си и РЬ в черноземе обыкновенном в 1,4-2,1 раз превышает их кларковые уровни и приближается к ПДК данных элементов. Выявлено повышенное содержание РЬ в почве площадки № 10, расположенной в 350 м от автомагистрали.

Концентрация обменных соединений металлов в незагрязненных почвах (табл. 4) не превышает 2-4% от их общего содержания. Концентрация комплексных форм ТМ в большинстве случаев меньше, чем обменных, и не превышает 2% (табл. 4). Наиболее высокое содержание подвижных соединений металлов представлено их специфически сорбированными формами, которые определяют потенциальный запас элементов. В незагрязненных почвах концентрация специфически сорбированных соединений элементов располагалось в следующей последовательности (% от общего содержания): РЬ (14) > Си (10) > Сг, №, Мп (9) > Хп (8) > Сё (7).

Определение форм соединений ТМ, выделенных с помощью последовательного экстрагирования (Тезз!ег е! а1, 1979), показало, что в почвах природных ландшафтов степной зоны Юга России ТМ сосредоточены в кристаллических решетках первичных и вторичных минералов, в меньшей степени в оксидах и гидроксидах Бе и Мп и органическом веществе.

Анализ группового состава показал распределение соединений металлов по группам прочно и непрочно связанных соединений. В исходных почвах прочно связанные соединения (ПС) металлов составляют 80-93 % от общего содержания, из которых 60-86% связаны с силикатами. Непрочно связанные соединения (НС) ТМ в почвах обусловлены для Мп, С<3, Си и 2п соединениями, удерживаемыми карбонатами, а для N1, Сг и РЬ - соединениями, специфически сорбированными на полуторных оксидах и гидроксидах Бе-Мп.

В результате аэрозольных выбросов НчГРЭС увеличивается общее содержание металлов и количество всех образуемых ими форм соединений. Участки, расположенные на расстоянии до 5 км от НчГРЭС по линии преобладающего направления розы ветров, имеют превышение общего содержания Сё, Си, 2п и РЬ над ПДК.

В близлежащих к НчГРЭС площадках № 4 и 5 установлено загрязнение почв подвижными соединениями Сг, С<1, Си, 2п и РЬ. По относительному содержанию обменных соединений в почвах данных площадок металлы распределяются следующим образом (% от общего содержания): 2п (18) > Сс1 (17) > РЬ (10) > Мп(7) > N1, Си (6) > Сг (5). Концентрация комплексных форм металлов увеличивается в следующей последовательности (% от общего содержания): Си (9) > РЬ (7) > Сг, Мп (5)> N1 (4)> 2п 3 >С(1 (2).

Таблица 4. Общее содержание тяжелых металлов и содержание их подвижных форм в 0-20 см слое почв монит!

№ площадки, направление и расстояние от источника, км Общее содержание Обменные соединени

Мп Сг Zn № Си РЪ Cd Мп Сг Zn Ni Си

1. 1,0 св 889 129 106 57 51 41 0,6 21 3,5 10,6 2,1 2,4

2. 3,0 ЮЗ 604 85 79 36 45 21 0,5 29 2,3 11,4 1,7 3,6

3. 2,7 ЮЗ 628 111 99 47 51 28 0,5 17 1,8 4,5 1,4 1,9

4. 1,6 СЗ 894 136 108 62 75 65 1,0 61 6,9 15,6 3,5 4,5

5. 1,2 СЗ 903 145 140 62 60 61 1,2 68 7,0 24,9 3,7 3,5

6. 2,0 ССЗ 940 137 116 61 59 61 1,0 51 4,9 12,7 2,9 3,7

7. 1,5 С 844 135 92 53 39 32 0,6 28 3,8 5,3 1,8 1,3

8. 5,0 СЗ 738 128 113 54 59 43 0,5 20 2,6 14,2 1,5 3,2

9. 15,0 СЗ 656 105 80 36 37 25 0,3 12 1,9 2,0 0,6 1,0

10.20,0 СЗ 681 107 72 37 37 37 0,3 10 1,7 1,2 0,6 0,7

НСРо.95 18,3 5,8 4,3 3,1 3,8 3,8 0,2 3,4 0,3 0,5 0,2 0,3

ПДК 1500 90 100 85,0 55,0 32 0,5 700 6,0 23 4,0 3,0

№ площадки, направление и расстояние от источника, км Комплексные соединения Специфически сорбированные

1. 1,0 СВ 36 3,8 3,8 1,5 2,3 2,9 0,01 163 17,8 29,0 12,5 9,8

2. 3,0 ЮЗ 13 0,8 1,0 0,8 1,3 0,3 0 116 13,4 17,9 9,6 6,1

3. 2,7 ЮЗ 27 2,7 4,4 1,2 1,6 1,4 0,01 108 12,3 19,7 8,7 5,9

4. 1,6 СЗ 44 6,3 3,6 2.6 4,9 3,3 0,02 227 26,8 23,9 17,7 14,9

5. 1,2 СЗ 43 6,0 3,1 2,7 5,4 4,4 0,03 253 25,9 31,2 18,2 12,7

6. 2,0 ССЗ 48 5,0 1,7 1,7 4,5 4,4 0,03 209 20,1 30,1 16,2 12,2

7. 1,5 С 35 4,2 1,2 1.6 1,9 1,8 0,01 133 18,8 17,8 10,7 7,2

8. 5,0 СЗ 19 2,3 3,3 1,3 4,4 2,8 0,01 114 17,8 21,9 9,7 12,0

9. 15,0 СЗ 5 1,7 1,1 0,2 0,7 0,4 0 74 9,4 7,5 3,2 5,5

10.20,0 СЗ 4 1,8 0,8 0,3 0,7 2,4 0 60 10,4 6,0 3,7 3,6

НСРо.95 2,1 0,4 0,9 0,2 0,4 0,3 0,004 4,0 0,7 21,2 0,7 0,4

Примечание: жирным шрифтом выделено превышение над ПДК

Относительное содержание специфически сорбированных соединений ТМ также увеличивается, при этом изменяется последовательность в распределении данных форм металлов по сравнению с незагрязненными почвами (% от общего содержания): Сё (35) > N1 (29) > Мп (28) > РЬ (23) > гп (22) > Си (21) > Сг (20).

Наблюдается тенденция к накоплению подвижных соединений и общего содержания элементов в почвах близлежащих к НчГРЭС в течение 8 лет исследований. Таким образом, основным агентом техногенного воздействия на почвы исследуемого района являются токсичные выбросы НчГРЭС; источником дополнительной эмиссии РЬ могут служить транспортные выхлопы.

При антропогенном поступлении ТМ в почву происходят изменения во фракционном составе металлов. Увеличивается доля наиболее подвижных фракций: обменной и связанной с карбонатами, последние проявляют наибольшую активность в удерживании металлов. Происходит снижение доли остаточной фракции металлов (рис. 2). Си и Сг интенсивнее накапливаются в органическом веществе, РЬ, СсЗ и Мп - в карбонатах, Хп - в несиликатных соединениях Ре и Мп и карбонатах.

о ч: с:

2 5

8 «1 9 64

| 18 Ё И ] и И н н И И

20% 40% 60% 80% 100%

10 й|1Е

0% 20% 40% 60% 80% 100%

□ Обменная

□ Связанная с карбонатами

□ Связанная с Ре-Мп оксидами

□ Связанная с органическим веществом

□ Остаточная

iii

ы iv 64

0% 20% 40%

ШШ1

И11

0% 20% 40%

Рис. 2. Распределение металлов по фракциям в незагрязненном (площадка № 10) и загрязненном (площадка № 5) черноземе обыкновенном, % от суммы фракций

Изучение трансформации ТМ в почвах на основе их группового состава (табл. 5) позволяет выявить влияние техногенной нагрузки, специфических особенностей элемента и свойств почв на прочность связи металлов с почвенными компонентами.

Аэротехногенное многолетнее загрязнение почв сопровождается повышением относительного содержания НС металлов практически до 50%. Наиболее подвижным элементом в загрязненных почвах является Сё, наименее - Сг.

Таблица 5. Соотношение групп непрочно и прочно связанных соединений тяжелых металлов (% от общего содержания) и их фракционный состав (в % от группы)

№ площадки НС/ПС Непрочно связанные соединения (НС) Прочно связанные соединения (ПС)

Обменные МеСЬ Комплексные Спеш сорби (фичсски ро ванные Органическим веществом (Гидр)оксидами Ре Силиката ми

на карбонатах на (гидр)оксидах Ре и Мп

Мп

1 23/77 1 18 62 19 10 21 69

2 21/79 4 10 79 7 8 22 70

3 23/77 1 20 67 12 17 20 63

4 31/69 1 16 56 27 10 24 66

5 33/67 2 14 56 28 10 23 67

6 29/71 1 19 68 12 12 18 70

7 20/80 2 20 68 10 9 26 65

8 20/80 2 14 77 7 9 20 71

9 12/88 1 6 81 12 9 18 73

10 11/89 3 6 76 15 9 19 72

Сг

1 20/80 12 16 29 43 18 13 69

2 22/78 8 5 33 54 4 28 68

3 14/86 7 17 41 35 19 12 69

4 26/74 15 16 35 34 18 14 68

5 25/75 15 16 43 26 14 17 69

6 20/82 8 18 35 39 19 16 65

7 21/79 11 16 31 42 19 11 70

8 19/81 9 10 21 60 18 7 75

9 13/87 10 14 36 40 14 15 71

10 13/87 8 14 25 53 12 14 74

1 26/74 3 10 63 24 13 14 73

2 29/71 7 7 57 29 10 16 74

3 20/80 6 11 53 30 19 12 69

4 33/67 5 12 53 30 17 14 69

5 33/67 5 12 46 37 16 17 67

6 32/68 9 9 55 27 18 15 67

7 26/74 5 12 35 48 15 16 69

8 20/80 0 12 45 43 19 8 73

9 8/92 0 6 44 50 15 11 74

10 10/90 0 8 38 54 18 10 72

С<1

1 41/59 9 4 65 22 6 30 64

2 42/58 10 0 85 5 7 57 36

3 33/67 6 6 82 6 6 36 58

4 47/53 22 4 54 20 10 25 65

5 48/52 29 5 45 21 11 27 62

6 44/56 22 7 53 18 16 26 58

7 42/58 8 4 80 8 8 22 70

8 31/69 0 7 72 21 6 45 49

9 7/93 0 0 50 50 8 23 69

10 10/90 0 0 50 50 11 17 72

Результаты комбинированной схемы фракционирования показали, что при загрязнении наиболее активными компонентами, удерживающими металлы, являются органическое вещество и несиликатные соединения Ре. При этом происходит изменение прочности связи металлов с данными компонентами в сторону увеличения их непрочно связанных форм (табл. 5). С увеличением техногенной нагрузки на почвы эти изменения становятся более выраженными.

3.2 Соединения тяжелых металлов в почвах при загрязнении в условиях модельного опыта

При загрязнении чернозема обыкновенного Хп и РЬ их общее содержание в почве повысилось и составило около 10 ООО мг/кг (табл. 6). При этом в большей степени возросло абсолютное содержание трех фракций подвижных соединений металлов. Количество обменных форм 7л\ увеличилось в 3500 раз, РЬ - в 3000 раз, при этом содержание комплексных соединений возросло в 3000 и 5000 раз, соответственно, а специфически сорбированных - в 600 и 800 раз. При полиэлементном загрязнении количество обменных соединений Ъл возрастает в большей степени (табл. 6).

Таблица 6. Общее содержание и непрочно связанные соединения Zn и РЬ в черноземе

обыкновенном при моно- и полиэлементном загрязнении и его изменение после __внесения мелиорантов, мг/кг_

Варианты опыта Обменные Комплексные Специфически сорбированные Общее содержание

Zn РЬ Zn РЬ Zn РЬ Zn РЬ

Без внесения 0,7 0,9 0,6 0,5 7,1 3,0 67 25

Металл 2478 2962 1628 2443 4386 2568 9890 9851

гп+РЬ 2844 2658 1545 2434 4183 2334 9776 9940

Металл + СаСОз 782 1062 660 1267 2578 1986 9791 9826

Металл + глауконита 1034 1462 916 1385 2537 2047 9633 9776

НСР 0.95 335 444 318 353 623 355 617 759

пдк 23 6 - - 60 60 100 32

При внесении высоких доз 2п и РЬ в почву существенно изменяется их фракционный состав (рис. 3). Наибольшим изменениям подверглась обменная фракция, что является наиболее опасным последствием загрязнения почв высокими дозами ТМ.

Увеличение концентраций 2п и РЬ сопровождается переходом от явного доминирования содержания в них ПС металлов к уменьшению их количества (до 1419% от общего содержания). Основное направление происходящих изменений -повышение доли более мобильных соединений среди непрочно связанных форм (табл. 7). Увеличивается относительное содержание обменных (2п - в 3,6 и 4,1 раза, РЬ - в 1,8 раз) и комплексных форм (¿п - в 2,7 раза, РЬ - в 2,8-3,0 раза). Этот процесс усиливается для 2п при совместном внесении металлов в почву.

Без внесения металла_|_Загрязненная почва

Рис. 3. Распределение Zn и РЬ по фракциям чернозема обыкновенного

2% 6%

11%

Шобменная

Шсвязанная с карбонатами □ связанная с ре-Мп оксидами 0 связанная с органическим веществом В остаточная

Таблица 7. Групповой состав Zn и РЬ в черноземе обыкновенном при моно- и полиэлементном загрязнении и его изменение после внесения мелиорантов, мг/кг

Варианты опыта НС/ПС (% от общего содержания) обменные/комплексные/специфически сорбированные (% от группы)

Zn РЬ Zn РЬ

Без внесения 13/87 18/82 8/7/85 20/11/68

Металл 86/14 81/19 29/19/52 37/31/32

гп+РЬ 88/12 75/25 33/18/49 36/33/31

Металл + 5% СаСОз 41/59 44/56 19/16/64 25/29/46

Металл + 50г глауконита 47/53 50/50 23/20/57 30/28/42

Преимущественный вклад в прочную фиксацию 2п в загрязненных почвах вносят оксиды и гидроксиды Бе, доля образованных с ними соединений металлов составляет около 70% от суммы всех прочно связанных соединений (табл. 8). В прочном удерживании РЬ сходная доля в групповом составе приходится на соединения, связанные с органическим веществом.

Таблица 8. Фракционно-групповой состав 2п и РЬ в черноземе обыкновенном при моно-

и полиэлементном загрязнении и его изменение после внесения мелиорантов, % от __группы__

Варианты опыта Непрочно связанные соединения Прочно связанные соединения

Обменные МвСЬ Комплексные Спет сорби 1фически ро ванные Органическим веществом (Гидр)оксид ами Ре Силнка тами

на карбонатах на (гидр)оксидах Ре и Мп

Ъп

Без внесения 4 8 78 10 2 10 88

Металл 27 20 33 20 10 68 22

Металл + СаСОз 17 17 51 15 14 31 55

Металл + глауконита 21 21 42 16 12 28 60

гп+ РЬ 31 19 35 15 21 55 24

РЬ

Без внесения 10 13 41 36 28 6 66

Металл 33 33 20 14 73 18 9

Металл + СаСОз 23 30 42 5 45 19 36

Металл + глауконита 29 29 35 7 38 13 47

2п+РЬ 32 35 27 6 66 26 8

При моделировании высокого уровня загрязнения образование непрочных связей металлов с оксидами и гироксидами Ре и Мп и органическим веществом идет более интенсивно (табл. 9), чем на почвах мониторинговых площадок.

Таблица 9. Соотношение непрочно/прочно связанных соединений РЬ и 2м в

органическом веществе и (гидр)оксидах Бе и Мп, %

Варианты опыта Органическое вещество (Гидр)оксиды Бе и Мп

га РЬ 2п РЬ

Без внесения 35/65 7/93 12/88 50/50

Металл 93/7 54/46 66/34 68/32

2п+ РЬ 85/15 52/48 63/37 34/66

Металл + СаС03 45/55 31/69 25/75 16/84

Металл + глауконита 59/41 41/59 32/68 34/66

Анализ группового состава соединений ТМ позволил выявить механизмы воздействия мелиорантов на подвижность ТМ в почве и оценить их эффективность (табл. 7, 8). Внесение глауконита и мела ведет к существенному снижению подвижности РЬ и Хп. Карбонаты оказывают как прямое, так и косвенное действие на закрепление ТМ. Прямое действие состоит в поглощении 2п и РЬ путем хемосорбции и осадкообразования. Косвенное действие заключается в увеличение сорбционной активности (гидр)оксидов Бе-Мп в прочном закреплении металлов в присутствии карбонатов (табл. 9). Основным механизмом прочного закрепления Хъ и РЬ глауконитом является их фиксация кристаллической решеткой минерала.

ГЛАВА 4. РОЛЬ СОЕДИНЕНИЙ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ОЦЕНКЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОЧВ И РАСТЕНИЙ

4Л Взаимное влияние свойств почв и соединений тяжелых металлов

Почвы мониторинговых площадок, в основном, имеют оптимальные агрохимические показатели, характерные для почв региона (табл. 1). Воздействие выбросов НчГРЭС в течение 44 лет не привело к существенному ухудшению их свойств.

В лугово-черноземных почвах с большим содержанием гумуса, физической глины и ила значительную роль в фиксации ТМ играет органическое вещество. В аллювиальных почвах отмечено увеличение содержание металлов во фракции, связанной с гидроксидами Ре и Мп (рис. 4).

Сг

■33:

0% 20% 40% 60% 80% 100%

№

11 иг 17 III 55

16 ЕЯБ! 52

0% 20% 40% 60% 80% 100%

□ Обменная

□ Связанная с карбонатами

Е Связанная с Ре-Мп оксидами

□ Связанная с органическим веществом

□ Остаточная

Рис 4. Относительное содержание фракций ТМ в аллювиально-луговой почве (площадка № 2) и лугово-черноземной почве (площадка № 3).

Подвижность металлов в почвах непосредственно зависит от их буферности по отношению к ТМ, которая, в свою очередь, определяется свойствами почв (рН, содержанием гумуса, физической глины, полуторных оксидов Бе и А1, карбонатов). Подвижность металлов в почве возрастала с уменьшением балла буферности, рассчитанного по методу В.Б. Ильина (1995), в ряду: лугово-черноземные > черноземы обыкновенные > аллювиально-луговые.

При высоких уровнях загрязнения почв в условиях модельного эксперимента (10000 мг/кг) химические свойства почв меняются существенно (табл. 10). Внесение Ъп в таких дозах привело к снижению количества обменных оснований и подвижного фосфора. Загрязнение РЬ вызвало уменьшение содержания нитратного азота в почве. При полиэлементном внесении металлов данные изменения выражены сильнее.

Использование мелиорантов существенно не повлияло на свойства чернозема обыкновенного, за исключением подщелачивания почвы при внесении карбонатов.

Таблица 10. Физико-химические и агрохимические свойства чернозема обыкновенного в ___ условиях модельного опыта ___

Вариант Физ. глина, % Гумус, % Сумма обменных оснований (Сан+МЕ2*), мг-экв/100г рН СаСОз, % N-NOj, мг/100г р205 ПОДВ-, мг/100г К20 обм., мг/100г

Без внесения 58 3,5 37 7,5 0,1 1,0 6,2 35,8

Металл 56 | 54 3,9 | 3,8 30 | 32 7,1 | 7,0 0,1 | 0,1 0,7 | 0,5 4.3 ] 5,6 35,5 | 40,5

гп + РЬ 56 4 0 32 7,2 0 1 0,4 4 5 37,8

Металл + СаСО, 54 55 3,5 3,5 34 37 7,8 7,5 4,0 3,6 0,7 0,4 3,9 5,1 33,4 34,3

Металл + глауконита 51 48 3,8 3,5 32 33 7,4 7,5 0,1 0,1 0,7 0,5 4,0 5,3 39,0 41,9

нср„,< 5,0 6,3 0,4 0,4 3,8 4,2 0,4 0.4 0,2 0,1 0,4 0,2 1,5 0,5 4,8 7,5

4.2 Тяжелые металлы в растениях

Установлена зависимость в поглощении металлов травянистой растительностью мониторинговых площадок от содержания металлов в почве (табл. 11). Различия в содержании металлов в растениях, произрастающих на наиболее близких и наиболее удаленных от НчГРЭС площадках, составляют:

Сс1 (в 13 раз) > Си (в 5 раз) > №, Сг, РЬ (в 3 раза) > Мп (в 2 раза).

Таблица 11. Содержание тяжелых металлов в растениях (естественный травостой) мониторинговых площадок и коэффициент биологического поглощения (КБП) металлов _растительностью, 2000-2007гг_

№ площадки, направление и расстояние от источника, км Содержание тяжелых металлов в растениях, мг/кг КБП

Мп Zn Си РЬ Ni Сг Cd Мп Zn Си РЬ Ni Сг Cd

1. 1,0 св 47 50 7,4 6,3 3,6 2,4 0,38 0,05 0,47 0,15 0,15 0,06 0,02 0,63

2. 3,0 ЮЗ 54 46 12,2 5,3 3,9 1.6 0,63 0.09 0,58 0,27 0,25 0,11 0,02 1,25

3. 2,7 ЮЗ 41 31 2,7 5,1 2,7 1,7 0,28 0,06 0,31 0,05 0,18 0,06 0,02 0,55

4. 1,6 СЗ 53 86 11,6 16,1 3,7 2,4 1,44 0,06 0,80 0,15 0,25 0,06 0,02 1,44

5. 1,2 СЗ 73 77 14,4 11,5 4,1 3,7 1,59 0,08 0,55 0,24 0,19 0,07 0,03 1,33

6. 2,0 ССЗ 50 37 12,8 8,3 3,8 3,5 0,50 0,05 0,31 0,22 0,14 0,06 0,03 0,50

7. 1,5 С 71 52 6,2 7,0 3,4 2,5 0,45 0,08 0,56 0,16 0.22 0,06 0,02 0,75

8. 5,0 СЗ 37 61 5.9 4,8 2,7 2,8 0,19 0,05 0,54 0,10 0,11 0,05 0,02 0,37

9. 15,0 СЗ 36 28 5,6 4,7 1,6 1.4 0,12 0,05 0,35 0,15 0,19 0,04 0,01 0,39

10.20,0 СЗ 32 25 3,0 13,4 1,7 1,2 0,17 0,05 0,35 0,08 0,36 0,05 0,01 0,56

Примечание: жирным шрифтом выделено превышение над ПДК

Загрязнение травянистых растений N1, Сс1, 2п и РЬ наблюдается на мониторинговых площадках «генерального направления» вблизи НчГРЭС (табл. 11). Другим источником загрязнения РЬ и Сс1 растений служат выбросы автотранспорта (площадка № 10). В малобуферных песчаных почвах (площадка № 2) аккумуляция ТМ растениями возрастает.

По содержанию металлов в сухой массе растений и в почве рассчитан коэффициент биологического поглощения (КБП). По величине КБП металлы образуют убывающий ряд: Cd > Zn > Pb> Cu> Mn > Ni >Cr (табл. 11). На участках, расположенных вблизи от НчГРЭС, интенсивность накопления поллютантов травянистой растительностью выражена сильнее, чем на удаленных.

4.3 Групповой состав металлов как показатель экологического состояния

почв

Предложена система показателей экологического состояния почв, основанная на групповом составе соединений металлов. Она включает в себя:

1. Показатель подвижности (Кп), рассчитываемый по формуле:

Кп = НС/ПС, (1) где НС и ПС - группы непрочно и прочно связанных соединений.

Кп может использоваться в качестве критерия степени загрязненности почв и возможной транслокации металлов в растения

2. Коэффициент накопления по непрочно связанным соединениям (КНнс):

КНнс = Сраст/НС, (2)

где Сраст - концентрация металла в растениях, мг/кг; НС - группа непрочно связанных соединений, мг/кг.

Данный показатель основан на формуле P.P. Брукса (1996): КН = Сраст/Сподв., где Сподв - содержание обменных форм металла в почве, мг/кг. Расчет КНнс является более объективным, поскольку установлена тесная связь между содержанием металлов в растениях и количеством всех их подвижных соединений в почве (г = 0,68±0,26 -0,87±0,17). КНнс можно использовать в качестве количественной меры защитной функции системы почва-растение, так как с одной стороны, он характеризуют изменения подвижности металлов в почве, а с другой - отклик на это растений.

3. Коэффициент защитных свойств почв (КЗнс):

К3нс= 100-НС/Собщ* 100%, (3) где Собщ - общее содержание металла в почве, мг/кг.

Показатель КЗ разработан А.И. Карпухиным и Н.Н. Бушуевым (2007) для установления защитных возможностей почв по отношению к ТМ, где вместо НС использовались кислоторастворимые соединения. Однако кислоторастворимые соединения металлов состоят из обменных и специфически сорбированных форм и не включают комплексные соединения, доступные растениям.

4. Фактор стабильности (RFnc):

RFnc = Сост* 100% /ПС, (4) где Сост - концентрация металла в «остаточной» фракции, мг/кг, ПС - группа прочно связанных соединений, мг/кг.

Фактор стабильности (recalcitrant factor), предложенный Кноксом (Knox et al., 2000), показывает долю металла в составе кристаллической решетки первичных и вторичных минералов от его общего содержании в почве. Это та часть соединений металла, которая не способна высвобождаться в почвенный раствор в реально обозримое время. RFnc более наглядно отражает изменения металлов в «остаточной» фракции при изменении техногенной нагрузки на почву.

5. Суммарный показатель загрязнения (Zchc), зависящий от набора и количества поллютантов:

Zc=£KcHC-(n-l), (5)

где Кене - коэффициент концентрации ряда химических элементов в среде, для которых этот коэффициент > 1, п - число учитываемых химических элементов с Кснс > 1. Расчет коэффициента концентрации (Кснс) следующий:

Кснс = НС/НС фон, (6) где НС фон - содержание непрочно связанных соединений элемента в почве, принятой за фоновый аналог загрязненной почвы. В качестве фона использовалось содержание непрочно связанных соединений ТМ на мониторинговой площадке № 10, для РЬ - на площадке № 9.

Выявленная взаимосвязь между аккумуляцией металлов в растениях и их подвижностью в почвах явилась основанием для того, чтобы модифицировать суммарный индекс загрязнения почв, предложенный Ю.Е. Саетом (1978), а именно: коэффициент концентрации элемента в почве предложено находить не по общему содержанию элемента в почве, а по содержанию НС.

Предлагаемые способы оценки состояния ТМ в почве могут служить важным критерием индикации степени загрязненности почв и возможной миграции металлов в сопредельные среды. Техногенный прессинг на почву ослабляет ее защитные возможности по отношению к загрязняющим веществам. Это находит отражение в предложенных показателях: увеличивается показатель Кп, а коэффициенты КЗнс, КНнс и ИРпс снижаются (табл. 12, рис. 5).

Таблица 12. Показатели экологического состояния почв мониторинговых площадок, _основанные на групповом составе соединений металлов_

№ площадки, направление и расстояние от источника, км Кп КЗнс, %

Сг Ni Мп Cd Zn Pb Си Сг Ni Mn Cd Zn Pb Си

1. 1,0 св 0,2 0,4 0,3 0,6 0,7 0,6 0,4 81 72 75 60 59 64 72

2. 3,0 ЮЗ 0,2 0,5 0,4 0,6 0,6 0,3 0,3 81 66 74 58 62 78 75

3. 2,7 ЮЗ 0,2 0,3 0,3 0,6 0,4 0,3 0,2 85 76 76 64 71 76 82

4. 1,6 СЗ 0,4 0,6 0,6 1,1 0,7 0,5 0,5 71 62 63 48 60 67 68

5. 1,2 СЗ 0,4 0,7 0.7 1,1 0,7 0,7 0,6 73 60 60 50 58 60 64

6. 2,0 ССЗ 0,3 0,5 0,5 0,9 0,6 0,5 0,5 78 66 67 51 62 65 66

7. 1,5 С 0,2 0,4 0,3 0,8 0,4 0,6 0,4 80 74 77 54 74 61 73

8. 5,0 СЗ 0,2 0,3 0,3 0,5 0,5 0,3 0,5 82 77 79 68 65 75 67

9. 15,0 СЗ 0,1 0,1 0,2 0,1 0,2 0,2 0.2 88 89 86 91 87 80 81

10. 20,0 СЗ 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,5 0,2 87 87 89 89 89 68 87

№ площадки, направление и расстояние от источника, км КНнс RFnc, %

1. 1,0 св 0,1 0,2 0,2 1,6 1,1 0,4 0,5 69 73 69 64 80 73 63

2. 3,0 ЮЗ 0,1 0,3 0,3 3,0 1,5 1,2 1,1 68 73 70 36 71 50 80

3. 2,7 ЮЗ 0,1 0,2 0,3 1,5 1,1 0,7 0,3 69 70 64 58 71 39 60

4. 1,6 СЗ 0,1 0,2 0,2 2,8 2,0 0,7 0,5 68 69 66 65 77 55 54

5. 1,2 СЗ 0,1 0,2 0,2 2,7 1,3 0,5 0,7 69 68 67 61 73 56 55

6. 2,0 ССЗ 0,1 0,2 0,2 1,0 0,8 0,4 0,6 65 67 70 58 68 38 38

7. 1,5 С 0,1 0,2 0,4 1,6 2,1 0,6 0,6 70 68 65 69 74 40 59

8. 5,0 СЗ 0,1 0,2 0,2 1,2 1,5 0,4 0,3 75 72 71 48 73 41 68

9. 15,0 СЗ 0,1 0,4 0,4 4,5 2,7 1,0 0,8 71 75 72 69 86 60 66

10. 20,0 СЗ 0,1 0,4 0,4 5,1 3,2 1,1 0,6 74 72 72 72 85 62 76

Удаленность от ГРЭС в СЗ

Рис. 5. Изменение экологических показателей содержания ТМ в почве в зависимости от удаленности от НчГРЭС по генеральному направлению на примере N1

Изменения для 7л и РЬ по Кп составили 7,0 и 3,5 раз, по КЗнс- 1,5 раза и 1,3 раз, по КНнс - 2,5 и 2,2 раза, по КЕ-пс -1,2 раза и 1,5 раз, соответственно (табл. 12).

С увеличением содержания металлов в почве (до 10000 мг/кг) изменение данных показателей более выражены (табл. 13): Кп 2п вырос в 61 раз, Кп РЬ - в 21 раз, а при совместном внесении - в 71 и 15 раз, соответственно. КЗнс на варианте с внесением Ъа уменьшился в 6 раз, РЬ - в 4 раза, при совместном внесении - в 7 и 3 раза, соответственно. При раздельном и совместном со РЬ внесении Zn Ш^пс снизился до 4 раз, тогда как при раздельном внесении РЬ - до 7 раз и при совместном с Ъп внесении -до 8 раз.

Таблица 13. Показатели экологического состояния почв модельного эксперимента, _основанные на групповом составе соединений металлов в почвах_

Варианты Кп КЗнс, % Мпс, %

Ъп РЬ га РЬ гп РЬ

Без внесения 0,1 0,2 87 82 89 65

Металл 6,1 4,2 14 19 22 9

гп + рь 7,1 3,0 12 25 24 8

Металл + СаС03 0,7 0,8 59 56 54 39

Металл + глауконита 0,9 1,0 53 50 60 47

Внесение мела способствовало большему закреплению металлов, чем внесение глауконита (табл. 13). Показатель Кп на вариантах с мелом уменьшился в случае с Ъ\ в 9 раз, со РЬ в 5 раз. При применении глауконита эти изменения составили 7 и 4 раза, соответственно.

На основании гене предложены категории загрязнения почв от допустимой до опасной. Категории загрязнения, установленные с учетом непрочно связанных соединений, объективно отражали уровень техногенной нагрузки на почву (табл. 14).

Таблица 14. Интегральная оценка загрязнения почв мониторинговых площадок

№ площадки, направление и расстояние от источника, км Коэффициент концентрации (Кс) Суммарный показатель загрязнения ас) Категория загрязнения*

Сг № Мп Сй гп Си РЬ

1. 1,0 СВ 1,8 3,5 3,0 7,2 5,4 2,9 3,0 21 Умеренно опасная

2. 3,0 ЮЗ 1,2 2,6 2,1 6,4 3,8 2,2 0,9 14 Допустимая

3. 2,7 ЮЗ 1,2 2,4 2,0 5,5 3,6 1,9 1,4 12 Допустимая

4. 1,6 СЗ 2,9 5,1 4,5 15,9 5,4 4,9 4,4 37 Опасная

5. 1,2 СЗ 2,8 5,3 4,9 18,2 7,4 4,4 5,0 42 Опасная

6. 2,0 ССЗ 2,2 4,5 4,1 14,9 5,6 4,1 4,3 34 Опасная

7. 1,5 С 1,9 3,0 2,6 8,4 3,0 2,1 2,5 18 Умеренно опасная

8. 5,0 СЗ 1.6 2,7 2,1 4,8 4,9 3,9 2,2 16 Умеренно опасная

9. 15,0 СЗ 0,9 0,9 1,2 0,8 1,3 1,5 1,0 4 Допустимая

10. 20,0 СЗ 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 2,4 2 Допустимая

шкала дана в соответствии с методическими указаниями по оценке загрязнения почвы химическими веществами (1987)

Таким образом, использование предложенного суммарного показателя загрязнения почв металлами (гене) позволил на территории, подверженной воздействию выбросов НчГРЭС, выявить участки с различной категорией загрязнения. Почвы этих участков различаются по экологическому состоянию, так как характеризующие их показатели находятся в соответствии с содержанием металлов в растениях, произрастающих на этих почвах.

ВЫВОДЫ

1. В почвах природных ландшафтов Нижнего Дона подвижность Сг, №, Мп, Сс1, Тм, Си и РЬ низка (доля непрочно связанных соединений составляет 7- 20% от общего содержания) и обусловлена преимущественно соединениями металлов, удерживаемых карбонатами. Количество обменных соединений металлов незначительно и составляет менее 4 % от их общего содержания. Значительная часть соединений металлов сосредоточена в кристаллических решетках первичных и вторичных минералов.

2. Аэротехногенное многолетнее загрязнение почв аэрозольными выбросами НчГРЭС сопровождается повышением подвижности металлов: относительное содержание непрочно связанных соединений увеличивается в 2-7 раз. Наиболее подвижным элементом в загрязненных почвах является Сё, наименее - Сг. Загрязнены Сё, Си, 2,п, Сг и РЬ почвы, на расстоянии до 5 км от НчГРЭС по линии преобладающего направления розы ветров. Установлена тенденция накопления подвижных соединений и общего содержания ТМ в почвах близлежащих к НчГРЭС мониторинговых площадок в течение 8 лет исследований.

3. Наиболее активны в прочном и непрочном удерживании металлов в техногенно загрязненных почвах оксиды и гидроксиды Ре и Мп и органическое вещество. №, Сг и РЬ преимущественно связаны с оксидами и гидроксидами Ре-Мп. Существенно участие карбонатов в фиксации почвами ТМ, особенно Мп, Сё, Си и Zn. Влияние почвенных компонентов на фиксацию металлов различно в почвах разных типов. В аллювиальных почвах велико влияние (гидр)оксидов Ре-Мп в удерживании металлов, в лугово-черноземных почвах — органических веществ.

4. С увеличением уровня загрязнения почв прочность связи металлов с почвенными компонентами уменьшается, происходит снижение доли остаточной

фракции металлов. При высоком уровне искусственного загрязнения почв (10000мг/кг металла) Zn и РЬ в основном сорбируется по ионообменному механизму. При этом доля непрочно связанных соединений металла может достигать 81-88 %.

5. Групповой состав соединений ТМ в почве определяет подвижность и доступность их растениям. По накоплению в травянистой растительности металлы выстраиваются в следующий ряд: Cd > Zn » Pb > Си > Mn > Ni > Сг. Загрязнение травянистых растений Ni, Cd, Zn и Pb наблюдается на мониторинговых площадках «генерального направления» вблизи НчГРЭС. Другим источником загрязнения РЬ и Cd растений служат выбросы автотранспорта.

6. При загрязнении в аллювиально-луговой почве доля непрочно связанных соединений металлов выше, чем в лугово-черноземной. Моделирование высокого уровня загрязнения привело к изменениям в физико-химических и агрохимических свойствах почвы. Внесение Zn в почву как раздельно, так и совместно со РЬ снизило количество обменных оснований. При загрязнении чернозема обыкновенного РЬ отмечено снижение содержания нитратного азота в почве. Внесение Zn существенно уменьшало концентрацию подвижного фосфора. При полиэлементном загрязнении влияние металлов на свойства почв усиливается.

7. Через 12 месяцев после внесения глауконита и мела в сильно загрязненную почву (10000 мг/кг металла) увеличивается доля прочно связанных соединений РЬ на 30% и Zn - на 40%. Предположительно этот эффект обусловлен прочным связыванием металлов карбонатами путем хемосорбции и образования труднорастворимых соединений Zn и РЬ. Основным механизмом прочного закрепления Zn и РЬ глауконитом является их фиксация кристаллической решеткой минерала.

8. Предложена система показателей оценки экологического состояния почв, основанная на групповом составе соединений металлов в почвах. Она включает коэффициент подвижности (Кп) и коэффициент накопления металлов растениями (КНнс), фактор стабильности почв (RFnc) и коэффициент защитных свойств почв (КЗнс) по отношению к загрязнению их металлами, а также интегральный показатель загрязнения (Zchc), позволивший установить категории загрязненных почв, подверженных воздействию выбросов НчГРЭС.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Манджиева, С.С. Комбинированный прием фракционирования почвенных соединений металлов и его информативность [Текст] / Т.М. Минкина, Г.В. Мотузова, О.Г. Назаренко, B.C. Крыщенко, С.С. Манджиева // Почвоведение. - 2008. - № 11. - С. 40 -48. (28% 0,417 пл.)

2. Манджиева, С.С. Формы соединений тяжелых металлов в почвах степной зоны [Текст] / Т.М. Минкина, Г.В. Мотузова, О.Г. Назаренко, B.C. Крыщенко, С.С. Манджиева // Почвоведение. - 2008. - № 5. - С. 1-9. (22% 0,375 п.л.)

3. Манджиева, С.С. Влияние различных мелиорантов на подвижность Zn и РЬ в загрязненном черноземе [Текст] / Т.М. Минкина, Г.В. Мотузова, О.Г. Назаренко, А.П. Самохин B.C. Крыщенко, С.С. Манджиева // Агрохимия. - 2007. - № 10. - С. 67-75. (17% 0,375п.л.)

4. Манджиева, С.С. Барьерные функции системы почва-растение [Текст] / Т.М. Минкина, Г.В. Мотузова, С.С. Манджиева // Вест. Моск. Ун-та. Сер. Почвоведение. -2008. - № 4. - С. 10-16. (30% 0,292 п.л.)

5. Манджиева, С.С. Изменение свойств загрязненной тяжелыми металлами почвы при использовании методов химической ремедиации [Текст] / Т.М. Минкина, О.Г. Назаренко, А.П. Самохин, С.С. Манджиева // Изв. вузов. Сев.-Кав. регион. Естественные науки. - 2006. - №.1. - С 76-80. (11% 0,208 п.л.)

6. Манджиева, С.С. Фракционный состав тяжелых металлов в почвах, загрязненных выбросами Новочеркасской ГРЭС [Текст] / Т.М. Минкина, О.Н. Назаренко, С.С. Манджиева // Вестник Южного научного центра РАН. - 2007. - Т. 3. - № 4. - С. 53-64. (33% 0,5 п.л.)

7. Манджиева, С.С. Экологическая оценка территорий, прилегающих к Новочеркасской ГРЭС [Текст] / О.Г. Назаренко, О.Н. Горобцова, Т.М. Минкина, С.С. Манджиева II Изв. вузов. Сев.-Кав. регион. Естественные науки. - 2007. - № 6. - С. 100103. (25% 0,167 п.л.)

8. Манджиева, С.С. Влияние Zn и РЬ на технологические показатели ярового ячменя. Сообщение 1 [Текст] / Т.М. Минкина, О.Г. Назаренко, В.С. Крыщенко, С.С. Манджиева // Изв. вузов. Сев.-Кав. регион. Естественные науки. - 2006. - №. 3. - С.66-70. (11% 0,208 п.л.)

Статьи, опубликованные в других изданиях

9. Манджиева, С.С. Использование химических мелиорантов для предотвращения загрязнения чернозема тяжелыми металлами [Текст] / С.С. Манджиева, Т.М. Минкина, С.В. Федосеенко II Геоэкологические проблемы загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами: материалы 1-ой междунар. геоэкологическая конф. / ТулГУ. -Тула, 2003. - С. 423-428. (22% 0,25 п.л.)

10. Манджиева, С.С. Анализ содержания тяжелых металлов в почве зоны воздействия Новочеркасской ГРЭС [Текст] / С.С. Манджиева, Т.М. Минкина, О.Г. Назаренко, Н.И. Борисенко, А.П. Самохин // Геоэкологические проблемы загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами: материалы 2-ой междунар. геоэкологическая конф. / ТулГУ. - Тула, 2004. - С. 410-415. (11% 0,25 п.л.)

11. Манджиева, С.С., Зависимость подвижности 2п и РЬ в черноземе от использования различных мелиорантов [Текст] / С.С. Манджиева, Т.М. Минкина, Н.И. Борисенко, В.И. Рыбаченко, Г. Шредер // Тяжелые металлы, радионуклиды и элементы-биофилы в окружающей среде: доклады IV междунар. науч.-практ. конф. -Семипалатинск, 2004. - Т. 2. - С. 245 -261. (17% 0,29 п.л.)

12. Манджиева, С.С. Влияние различных методов инактивации на подвижность РЬ в черноземе обыкновенном [Текст] / С.С. Манджиева, Т.М. Минкина // Современные проблемы загрязнения почв: материалы междунар. науч. конф. / МГУ, факультет почвоведения. - М., 2004. - С. И1-113. (25% 0,125 п.л.)

13. Манджиева, С.С. Влияние Новочеркасской ГРЭС на содержание тяжелых металлов в почвах [Текст] / С.С. Манджиева, Т.М. Минкина, О.Н. Горобцова, О.Г. Назаренко // Современные проблемы загрязнения почв: сб. материалов II междунар. науч. конф. / МГУ, факультет почвоведения. - М., 2007. - Т. 2. - С. 114-118. (21% 0,208 п.л.)

14. Манджиева, С.С. Подвижность Си, Хп и РЬ в загрязненных почвах степной зоны и способы ее оценки [Текст] / Т.М. Минкина, О.Г. Назаренко, С.С. Манджиева // Современные проблемы загрязнения почв: сб. материалов II междунар. науч. конф. / МГУ, факультет почвоведения. - М., 2007. - Т. 1. - С. 163-167. (33% 0,208 п.л.)

15. Манджиева, С.С. Интегральный показатель загрязнения в экологической оценке техногенных территорий [Текст] / О.Г. Назаренко, О.Н. Горобцова, Т.М. Минкина, С.С. Манджиева // Современные проблемы загрязнения почв: сб. материалов II междунар.

науч. конф. / МГУ, факультет почвоведения. - М., 2007. - Т. 2. - С. 130-133. (25% 0,167 п.л.)

16. Манджиева, С.С. Формы тяжелых металлов в почвах вокруг Новочеркасской ГРЭС [Текст] / С.С. Манджиева, Т.М. Минкина // Современные проблемы геохимии, геологии и поисков месторождений полезных ископаемых: материалы междунар. науч. конф. / Белорусский гос. ун-т. - Минск, 2007. - С. 54 - 59. (43% 0,25 п.л.)

17. Манджиева, С.С. Миграция и аккумуляция тяжелых металлов - в почвах при аэротехногенном загрязнении [Текст] / С.С. Манджиева, М.В. Бурачевская // Экологические проблемы. Взгляд в будущее: сб. трудов V междунар. науч.-практ. конф. / ЮФУ, геолого-географический фак. - Ростов-на-Дону, 2008. - С. 306-309. (65% 0,167 п.л.)

18. Манджиева, С.С. Использование мелиорантов для предотвращения загрязнения растений Zn и РЬ [Текст] / С.С. Манджиева, Т.М. Минкина, Г.В. Мотузова, О.Г. Назаренко, А.П. Самохин // Проблемы экологической геохимии в XXI веке: сб. материалов междунар. науч. конф. / Белорусский гос. ун-т. - Минск, 2008. - С. 261-266. (31% 0,25 п.л.)

19. Mandzhieva, S.S. Transformation of heavy metal compounds in soils of chernozem [Text] / T.M. Minkina, G.V. Motuzova, O.G. Nazarenko, S.S. Mandzhieva // 14th International Conference on Heavy Metals in the Environment: proceedings. - Taipei, Taiwan, 2008. - P. 539-542. (35% 0,167 п.л.)

Опубликовано также 23 тезисов, из них 8 на английском языке.

Список сокращений

ААБ - ацетатно-аммонийный буферный раствор

ГСУ - государственный сортоиспытательный участок

ЕКО - емкость катионного обмена

КБП - коэффициент биологического поглощения

КН - коэффициент накопления

Кп - показатель подвижности

НС - непрочно связанные соединения

НСР - наименьшая существенная разность

НчГРЭС - Новочеркасская государственная районная электростанция ПДК - предельно-допустимая концентрация ПС - прочно связанные соединения ТМ - тяжелые металлы

ФГУ ГЦАС - Федеральное государственное учреждение Государственный центр

агрохимической службы

ФЦП - Федеральная целевая программа

ЭДТА - этилендиаминтетрауксусная кислота

Сдано в набор 25.05.2009 г. Подписано в печать 25.05.2009 г. Формат 60x84 Vi6- Бумага офсетная. Гарнитура «Тайме». Оперативная печать. Печ. Лист 1,0. Усл.печ.л. 1,0.

Тираж 100 экз. Заказ № 445. Типография Южного федерального университета 344090, г. Ростов-на-Дону, пр. Стачки, 200/1, тел (863) 247-80-51.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Манджиева, Саглара Сергеевна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Источники поступления тяжелых металлов в почву. Новочеркасская ГРЭС

1.2. Формы нахождения тяжелых металлов и механизмы их поглощения в почвах

1.3. Влияние тяжелых металлов на свойства почвы

1.4. Транслокация тяжелых металлов в растения и их биологическая роль

1.5. Способы восстановления почв, загрязненных тяжелыми металлами

1.6. Тяжелые металлы в почвах исследуемого региона

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Объект исследований

2.1.1. Физико-географические условия и почвы территорий Новочеркасской 42 ГРЭС

2.1.2. Почвы модельного эксперимента

2.2. Методы исследований

2.2.1. Методика мониторинговых наблюдений

2.2.2. Методика модельного опыта

2.2.3. Методы исследования образцов почв и растений

Глава 3. СОЕДИНЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВАХ

3.1. Соединения тяжелых металлов в почвах при аэротехногенном загрязнении

3.1.1. Общее содержание тяжелых металлов в почвах мониторинговых площадок

3.1.2. Подвижные соединения тяжелых металлов в почвах мониторинговых 65 площадок

3.1.3. Фракционное распределение (фракционный состав) тяжелых металлов в 72 почвах мониторинговых площадок

3.1.4. Групповой состав тяжелых металлов в почвах мониторинговых площадок

3.2. Соединения тяжелых металлов в почвах при загрязнении в условиях 110 модельного опыта

3.2.1. Общее содержание и непрочно связанные соединения 7л\. и РЬ в черноземе 110 обыкновенном

3.2.2. Фракционный состав (фракционное распределение) Zn и РЬ в черноземе обыкновенном

3.2.3. Групповой состав Zn и РЬ в черноземе обыкновенном

3.3. Трансформация соединений Zn и РЬ при ремедиации загрязненных почв

Глава 4. РОЛЬ СОЕДИНЕНИЙ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ОЦЕНКЕ 133 ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОЧВ И РАСТЕНИЙ

4.1. Взаимное влияние свойств почв и соединений тяжелых металлов

4.1.1. Взаимосвязь соединений тяжелых металлов и свойств почв района 133 Новочеркасской ГРЭС

4.1.2. Взаимосвязь свойств почв и соединений тяжелых металлов модельного 138 эксперимента

4.2. Тяжелые металлы в растениях

4.3. Групповой состав металлов как показатель экологического состояния почв 159 ВЫВОДЫ 174 СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 176 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 177 ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение Диссертация по биологии, на тему "Соединения тяжелых металлов в почвах Нижнего Дона как показатель их экологического состояния"

Кларки химических элементов для всех природных сред отражают основные закономерности перераспределения элементов между земными компонентами. Региональные кларки химических элементов свидетельствуют о природном геохимическом разнообразии этих сред. Глобальная экологическая роль почвы обусловлена тем, что она, будучи продуктом взаимодействия абиотических и биотических природных сред, сама оказывает на эти среды решающее влияние. Последнее обстоятельство особенно важно в условиях растущего техногенного влияния на экосистемы одним из наиболее опасных проявлений которого является химическое загрязнение.

Реальная связь между системой химических элементов всех компонентов биосферы осуществляется различными группами соединений химических элементов, специфическими для каждой из природных сред. Химическое загрязнение еще больше усложняет эти взаимодействия. Это обстоятельство определяет возрастающее внимание к соединениям химических элементов почвы.

Исследования состава соединений металлов в почвах и механизмов их трансформации имеют более чем полувековую историю. Сведения об уровнях содержания поллютантов в почвах продолжают обобщаться, пополняться и оцениваться. Идет поиск отдельных химических показателей, характеризующих изменения в почвах под влиянием различных загрязняющих веществ. Но многие из них недостаточно методически и теоретически обоснованы, существует настоятельная необходимость в уточнении и расширении их перечня, повышения эффективности использования.

Актуальность этих работ растет в связи с необходимостью получения адекватной оценки сегодняшнего состояния загрязненных почв, прогноза их изменения, поиска путей их улучшения.

В настоящее время для оценки экологического состояния загрязненных почв Т.М.Минкиной (2008) предлагается использовать показатели, которые характеризуют групповой состав соединений металлов в почвах и связь их с различными почвенными компонентами (так называемые прочно и непрочно связанные соединения). Групповой состав тяжелых металлов (ТМ) определяет способность химических элементов к миграции и аккумуляции в ландшафте.

Методы определения состава соединений металлов в почвах постоянно совершенствуются. Первыми были предложены экстракционные методы, основанные на переведении в раствор соединений металлов, удерживаемых почвенными частицами с разной прочностью. Несмотря на то, что экстракционные методы определения соединений химических элементов почвы относятся к числу наиболее «старых», они пользуются, и будут пользоваться распространением для оценки, прежде всего, прочности удерживания химических элементов почвенными компонентами. Именно это свойство обусловливает доступность растениям соединений химических элементов, их миграцию в ландшафте и влияние на живые организмы, что имеет экологическое значение.

Наиболее используемые (с 60-х годов прошлого века) различные варианты последовательного экстракционного фракционирования соединений металлов традиционно были направлены на выделение в общем составе соединений металлов двух групп (Le Rich, 1963; McLaren, Crawford, 1973; Зырин и др., 1974; Tessier et al, 1979; Shuman, 1980). Одну группу представляют соединения относительно прочно связанные с почвенными компонентами, которые составляют органические вещества, несиликатные минеральные соединения и силикаты. Вторую группу представляют соединения металлов непрочно удерживаемые этими компонентами. Их фракционируют регентами, позволяющими обнаружить различия в прочности удерживания металлов.

Наряду с групповым фракционированием соединений металлов экстракционными методами раздельно определяют содержание соединений металлов, имеющих наибольшее практическое значение (Пейве, Ринькис, 1958; Крупский, Александрова, 1964; Crimme, 1967; Соловьев, 1989). Это так называемые подвижные соединения металлов, которые считают доступными для растений. К ним относятся кислоторастворимые и обменные соединения металлов, показатели содержания которых эффективны при оценке загрязнения почв. Подвижные соединения также включают соединения металлов, занимающие промежуточное положение между двумя вышеназванными. Это соединения металлов, непрочно связанные с органическими веществами почвы. Значение подвижных соединений определяется тем, что они активны в относительно непрочной фиксации металлов техногенного происхождения, которые в результате последующих трансформаций пополняют запас более прочно связанных форм.

И последовательное, и параллельное фракционирование характеризует одну п ту же систему соединений металлов почвы. Связь между результатами, полученными теми и другими методами очевидна, но ее, как правило, не анализируют.

Целесообразность совместного использования результатов, полученных двумя группами методов фракционирования, обусловлена двумя обстоятельствами.

Во-первых, необходимостью раскрыть, на сколько это возможно, понятия о соединениях металлов, экстрагируемых индивидуальными экстрагентами. Только представления о механизмах формирования запаса тех или иных экстрагируемых соединений металлов позволяют выявлять влияющие на них факторы, прогнозировать изменение их содержания.

Во-вторых, их использование предоставляет возможность находить содержание в почве тех соединений металлов, которые не названы отдельно ни в одной из схем фракционирования, но являются составными частями групп экстрагируемых соединений.

На этом основании была построена комбинированная схема фракционирования соединений металлов, включающая последовательную и параллельную обработку почв традиционно применяемыми реагентами, и предполагающая расчетным путем находить содержание ряда соединений металлов, которые отдельно не выделяются ни в одной из схем фракционирования.

Несовершенство экстракционных методов фракционирования соединений металлов в том, что используемые при этом экстрагенты не являются специфическими, они не позволяют извлечь и точно идентифицировать соединения. Применяемые реагенты способны переводить в растворимое состояние группы соединений этих элементов, объединенных каким-либо свойством, что обеспечивает возможность их группового экстрагирования.

В литературе накоплены довольно обширные сведения о содержании в почвах различных соединений ТМ. Это обстоятельство, с одной стороны, предоставляет возможность для проведения некоторых обобщений, с другой стороны, вскрывает недостаточно решенные аспекты проблемы. Имеются данные по различным формам ТМ в почвах, в то же время отсутствуют подходы, которые дали бы возможность сопоставить эти результаты, оценить их информативность и предложить оценочные показатели.

Имеют научное и практическое значение сведения о механизмах прочной фиксации металлов почвенными компонентами, в том числе в мелиорируемых почвах. Важны научно-обоснованные показатели барьерных функций почв, разработка которых возможна только на основе изучения механизмов трансформации в почвах соединений ТМ антропогенного происхождения, их подвижности и доступности для растений. Очевидна необходимость методической основы для сопоставления имеющихся результатов и оценки их информативности.

Актуально определение перечня почвенных соединений ТМ, доступных растениям. Дискуссионным остается ключевой вопрос о механизмах связывания металлов, определяющих пх подвижность и доступность для растений. Для оценки миграционной способности ТМ требуются экспериментальные данные об их дифференциации в верхнем горизонте почв и количественных взаимоотношениях в системе почва-растение.

Неоднозначность подходов к способам определения форм соединений ТМ, их подвижности и доступности для растений, несравнимость используемых при этом методов создает необходимость исследований в этом направлении. На данную проблему накладывается учет региональных особенностей состояния элементов в почвах.

Почвы Нижнего Дона заслуживают пристального внимания, так как регион является крупнейшим производителем сельскохозяйственной продукции и, одновременно, крупным промышленным регионом, что определяет высокий техногенный прессинг на окружающую среду, и, прежде всего, на почвы. Территория Нижнего Дона расположена в степной и сухостепной зонах с разнообразием природных условий, с высокой плотностью населения и промышленного производства, в том числе металлургической, угле- и рудодобывающей отраслей. Наряду с предприятиями энергетической отрасли (ТЭЦ, ГРЭЧ, АЭС), эти предприятия - активные источники загрязнения окружающей среды ТМ. Так, 1% всех выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух в РФ приходится на филиал ОАО «ОГК-6» «Новочеркасская» ГРЭС (НчГРЭС), в Ростовской области - более 50%, на Новочеркасск - приходится около 99 %. Степные почвы региона представлены черноземами - самыми ценными в сельскохозяйственном отношении почвами страны. Процессы трансформации соединений ТМ в них имеют ряд специфических особенностей, связанных с присутствием карбонатов.

Все эти обстоятельства определяют актуальность настоящей работы.

В задачи исследований входило:

1. Определить состав соединений ТМ (Сг, N1, Мл, Сё, Си, РЬ) в почвах территории НчГРЭС и модельного опыта.

2. Установить влияние техногенной нагрузки на трансформацию соединений ТМ в почвах.

3. Выявить взаимное влияние свойств почв и соединений ТМ.

5. Определить действие мелиорантов на трансформацию соединений металлов в загрязненной почве.

Научная новизна. Впервые изучены закономерности формирования соединений ТМ в почвах района НчГРЭС и их изменения под влиянием техногенных факторов. Проведен сравнительный анализ различных подходов и методов определения содержания соединений металлов в почве. Выявлены почвенные компоненты, определяющие накопление ТМ в незагрязненных и загрязненных почвах. Установлено влияние техногенной нагрузки на подвижность и групповой состав соединений металлов в почвах. Установлена взаимосвязь между групповым составом соединений ТМ и накоплением их в растениях. Изучены механизмы действия мелиорантов на процессы трансформации соединений ТМ в почвах. Определены показатели экологического состояния почв, которые зависят от группового состава соединений ТМ.

Практическая значимость. Выявлены локальные участки загрязнения почв и растений ТМ на территории, прилегающей к НчГРЭС. Составлена картосхема загрязнения почв района НчГРЭС. Предложена система показателей экологического состояния почв, основанная на определении группового состава соединений ТМ, которая найдет применение при организации мониторинговых исследований, экологического зонирования территорий. Выявленные закономерности транслокации ТМ в растения могут быть применены для целей нормирования содержания поллютантов в почвах. Показана эффективность применения мела и глауконита на загрязненных 2п и РЬ черноземах обыкновенных, что позволит решить практические вопросы оптимизации сельскохозяйственного производства на территориях с техногенным загрязнением.

Защищаемые положения

Апробация работы. Результаты исследований, представленные в диссертационной работе, доложены и обсуждены на I и II Международной научной конференции «Современные проблемы загрязнения почв» (Москва, МГУ, 2004, 2007); Международной конференции «Проблемы экологической геохимии в XXI веке» (Минск, 2008); XIV Международной конференции по тяжелым металлам в окружающей среде (Тайпей, Тайвань, 2008); VIII, IX Международной конференции по биогеохимии следовых элементов (Аделаида, Австралия, 2005; Китай, Пекин, 2007); Международной научной конференции «Современные проблемы геохимии, геологии и поисков месторождений полезных ископаемых» (Минск, 2007); Международной конференции «Eurosoil 2008» (Вена, Австрия, 2008); 1-й и 2-й Международной геоэкологической конференции «Геоэкологические проблемы загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами» (Тула, 2003, 2004); IV Международной научно-практической конференции «Тяжелые металлы, радионуклиды и элементы-биофилы в окружающей среде» (Семипалатинск, Казахстан, 2004); Всероссийской конференции «Устойчивость почв к естественным и антропогенным воздействиям» (Москва, 2002); V Международной научно-практической конференции «Экологические проблемы. Взгляд в будущее» (Ростов-на-Дону, 2008); XVIII

Международном Конгрессе почвоведов (США, Филадельфия, 2006); IV, V съезде Докучаевского общества почвоведов (Новосибирск, 2004; Ростов-на-Дону, 2008); I, И, III, IV Международной конференции по новым технологиям и приложениям современных физико-химических методов (ядерно-магнитный резонанс, хроматография/масс-спектрометрия, ИК-Фурье спектроскопия и их комбинации) для изучения окружающей среды, включая секции молодых ученых научно-образовательных центров России (Ростов-на-Дону, 2001, 2003, 2005, 2007); VI, VII, VIII, IX Международном семинаре по магнитному резонансу (спекроскопия, томография и экология) (Ростов-на-Дону, 2002, 2004, 2006, 2008); XI, XII Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов» (Москва, 2004, 2005); 2-й Ежегодной научной конференции студентов и аспирантов базовых кафедр ЮНЦ РАН (Ростов-на-Дону, 2006); Молодежной научной конференции «Пути решения экологических проблем в сельском хозяйстве» (Персиановский, 2000, 2002); Молодежной научной конференции «Экологические аспекты агропромышленного комплекса» (Персиановский, 2003); Школе-конференции молодых ученых «Биология - наука XXI века» (Пущино, 2003).

Данная научная работа была поддержана грантами Министерства образования и науки РФ № 15401 «Экологический мониторинг почв Ростовской области, находящихся в зоне действия Новочеркасской ГРЭС» в рамках ведомственной научной программы «Развитие научного потенциала высшей школы»; Министерства образования и науки РФ № 2.1.1/3819 «Разработка теоретических и экспериментальных основ контроля загрязнения почв»; РФФИ № 04-04-96804 «Разработка индикаторов химического и биологического состояния почв территорий промышленного загрязнения Нижнего Дона»; РФФИ № 08-04-09308-мобз на участие в международной конференции «Евросойл 2008»; президента РФ по поддержке ведущих научных школ (№ НШ-363.2008.3); международного фонда CRDF (США) № ВРЗС04, № ВР4М04; ФЦП «Интеграция» в 2000-2003 гг. (проекты № Б 0103, № 30001/1497); внутренними грантами Южного федерального университета.

Публикации. По материалам исследований опубликовано 42 работы (объемом 6,2 п.л.), включая 19 статей, из которых 11 опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК, и 23 тезисов, в том числе 8 работ на английском языке. Доля участия автора в публикациях составляет 30,6 %.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы, приложений, изложена на 200 страницах машинописного

Заключение Диссертация по теме "Почвоведение", Манджиева, Саглара Сергеевна

1. В почвах природных ландшафтов Нижнего Дона подвижность Cr, Ni, Mn, Cd, Zn, Си и РЬ низка (доля непрочно связанных соединений составляет 7- 20% от общего

содержания) и обусловлена преимущественно соединениями металлов, удерживаемых карбонатами. Количество обменных соединений металлов незначительно и составляет менее 4 % от их общего содержания. Значительная часть соединений металлов сосредоточена в кристаллических решетках первичных и вторичных минералов.2. Аэротехногенное многолетнее загрязнение почв аэрозольными выбросами НчГРЭС сопровождается повышением подвижности металлов: относительное содержание непрочно связанных соединений увеличивается в 2-7 раз. Наиболее подвижным элементом в загрязненных почвах является Cd, наименее - Сг. Загрязнены Cd, Си, Zn, Cr и РЬ почвы, на расстоянии до 5 км от НчГРЭС по линии преобладающего направления розы ветров.Установлена тенденция накопления подвижных соединений и общего содержания ТМ в почвах близлежащих к НчГРЭС мониторинговых площадок в течение 8 лет исследований.3. Наиболее активны в прочном и непрочном удерживании металлов в техногенно загрязненных почвах оксиды и гидроксиды Fe и Мп и органическое вещество.Ni, Cr и РЬ преимущественно связаны с оксидами и гидроксидами Fe-Mn. Существенно участие карбонатов в фиксации почвами ТМ, особенно Мп, Cd, Си и Zn. Влияние почвенных компонентов на фиксацию металлов различно в почвах разных типов. В аллювиальных почвах велико влияние (гидр)оксидов Fe-Mn в удерживании металлов, в лугово-черноземных почвах - органических веществ.4. С увеличением уровня загрязнения почв прочность связи металлов с почвенными компонентами уменьшается, происходит снижение доли остаточной фракции металлов. При высоком уровне искусственного загрязнения почв (10000мг/кг металла) Zn и РЬ в основном сорбируется по ионообменному механизму. При этом доля непрочно связанных соединений металла может достигать 81-88 %.5. Групповой состав соединений ТМ в почве определяет подвижность и доступность их растениям. По накоплению в травянистой растительности металлы выстраиваются в следующий ряд: Cd > Zn » Pb > Си > Mn > Ni > Cr. Загрязнение травянистых растений Ni, Cd, Zn и Pb наблюдается на мониторинговых площадках «генерального направления» вблизи НчГРЭС. Другим источником загрязнения РЬ и Cd растений служат выбросы автотранспорта.6. При загрязнении в аллювиально-луговой почве доля непрочно связанных соединений металлов выше, чем в лугово-черноземной. Моделирование высокого уровня загрязнения привело к изменениям в физико-химических и агрохимических свойствах почвы. Внесение Zn в почву как раздельно, так и совместно со РЬ снизило количество обменных оснований. При загрязнении чернозема обыкновенного РЬ отмечено снижение содержания нитратного азота в почве. Внесение Zn существенно уменьшало концентрацию подвижного фосфора. При полиэлементном загрязнении влияние металлов на свойства почв усиливается.7. Через 12 месяцев после внесения глауконита и мела в сильно загрязненную почву (10000 мг/кг металла) увеличивается доля прочно связанных соединений РЬ на 30% и Zn - на 40%. Предположительно этот эффект обусловлен прочным связыванием металлов карбонатами путем хемосорбции и образования труднорастворимых соединений Zn и РЬ. Основным механизмом прочного закрепления Zn и РЬ глауконитом является их фиксация кристаллической решеткой минерала.8. Предложена система показателей оценки экологического состояния почв, основанная на групповом составе соединений металлов в почвах. Она включает коэффициент подвижности (Кп) и коэффициент накопления металлов растениями (КНнс), фактор стабильности почв (RFnc) и коэффициент защитных свойств почв (КЗнс) по отношению к загрязнению их металлами, а также интегральный показатель загрязнения (ZCHC), позволивший установить категории загрязненных почв, подверженных воздействию выбросов НчГРЭС. СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ ААБ - ацетатно-аммонийный буферный раствор ААС - атомно-абсорбционная спектрофотометрия (атомно-абсорбционный

спектрофотометр)

ГСУ - государственный сортоиспытательный участок ЕКО - емкость катионного обмена КБП - коэффициент биологического поглощения КН - коэффициент накопления Кп - показатель подвижности КРС - крупный рогатый скот НВ - наименьшая влагоемкость НС - непрочно связанные соединения НСР - наименьшая существенная разность НчГРЭС - Новочеркасская государственная районная электростанция ОДК - ориентировочно-допустимая концентрация ПДК - предельно-допустимая концентрация ППК - почвенно-поглощаюший комплекс ПС - прочно связанные соединения ТМ - тяжелые металлы ФГ - функциональные группы ФК - фульвокислоты ФГУ ЩАС - Федеральное государственное учреждение Государственный центр агрохимической службы ФЦП - Федеральная целевая программа ЭДТА - этилендиаминтетрауксусная кислота

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Манджиева, Саглара Сергеевна, Ростов-на-Дону

1. Агафонов Е.В. Тяжелые металлы в черноземах Ростовской области // Тяжелые металлы и радионуклиды в агроэкосистемах. 1994. 22-26.

2. Агроклиматические ресурсы Ростовской области. - Л.: Гидрометеоиздат, 1972. - 251с.

3. Акимцев В.В. Микроэлементы и их применение. Ростов-на-Дону, 1962.

4. Акимцев В.В. Содержание микроэлементов в почвах // Агрономическая характеристика почв СССР (Районы Северного Кавказа). - М.: Наука, 1964.

5. Алексеев Ю.В., Вялушкина Н.И. Влияние кальция и магния на поступление кадмия и никеля из почвы в растения вики и ячменя // Агрохимия. - 2002. - № 1. - 82-84.

6. Алимарин И.П., Ушакова Н.Н. Справочное пособие по аналитической химии. - Изд-во МГУ, 1977.-104 с.

7. Антропогенное влияние выбросов Новочеркасской ГРЭС на окружающую среду города и окрестности ГРЭС. Отчет о НИР (НГЦЭ.И и М.) Новочеркасск, 1995. - 38с.

8. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. - М.: МГУ, 1961. - 490с.

9. Ахтырцев Б.П., Ахтырцев А.Б., Яблонских Л.А. Тяжелые металлы и радионуклиды в гидроморфных почвах лесостепи русской равнины и их профильное распределение // Почвоведение. 1999. № 4. с. 435-444

10. Аштаб И.В. Влияние свойств чернозема обыкновенного (Предкавказского) карбонатного на обеспеченность растений цинком: Автореф. дис... канд. сельскохозяйственных наук. - М., 1994. - 23 с.

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

12. Байдина Н.Л. О содержании тяжелых металлов в гранулометрических фракциях почвы в Новосибирске //Агрохимия. - 2001. - № 3. - 69-74.

13. Балюк А., Мирошниченко' Н.И., Фатеев А.И. Принципы экологического нормирования допустимой антропогенной нагрузки на почвенный покров Украины // Почвоведение. 2008. № 12. с. 1501-1509.

14. Барсукова B.C. Физиолого-генетические аспекты устойчивости растений к тяжелым металлам. Новосибирск: ГПНТБ СОР АН, 1997. 170с.

15. Башкин В.Н. Агрохимия азота. - Пущино, ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1987. - 59-103.

16. Безуглова О.С. Гумусное состояние почв юга России. - Ростов-на-Дону, Изд-во СКНЦ ВШ, 2001.-228 с.

17. Безуглова О.С, Морозов И.В. Методические указания к разделу главные составные части почв курса «Физико-химический анализ почв». Ростов-н/Д.: Изд-во Рост, ун-та, 1996. 40 с.

18. Белоусов B.C. Цеолитсодержащие породы Краснодарского Края // Агрохимия. - 2006. -№4.-С. 78-84.

19. Беляева О.Н. Биологическая активность чернозема обыкновенного и каштановой почвы Нижнего Дона при антропогенном воздействии: Автореф. дис... канд. биол. наук. -Ростов н/Д., 2002. - 29 с.

20. Биоиндикация загрязнений наземных экосистем - М.: Мир, 1988

21. Бирюкова О.А., Минкина Т.М., Никитюк Н.В. Биологическая активность чернозема обыкновенного при загрязнении металлами // Мелиорация антропогенных ландшафтов. -Новочеркасск, 1997. - Т. 3. - 105-108.

22. Богдановский Г.А. Химическая экология. - М.: Изд-во МГУ, 1994. - 237 с.

23. Богуш И.А., Радионова Л.М. Комплексное загрязнение почв города Новочеркасска. Мелиорация антропогенных ландшафтов. Т.6. Эколого-экономические проблемы городов Ростовской области. Новочеркасск: НГМАД998. с.3-7.

24. Большаков В.А., Краснова Н.М., Борисочкина Т.И., Сорокин Е., Граковский В.Г. Аэротехногенное загрязнение почвенного покрова тяжелыми металлами: источники, масштабы, рекультивация. - М.: Изд-во Почвенного ин-та им. Докучаева, 1993. - 92 с.

25. Брукс P.P. Биологические методы поисков полезных ископаемых. - М., 1996. - 201 с.

26. Вальков В.Ф. Генезис почв Северного Кавказа. - Ростов н/Д.: Изд-во Рост, ун-та, 1977.-160 с.

27. Вальков В.Ф. Почвоведение (почвы Северного Кавказа). - Краснодар: Сов. Кубань, 2002. - 728 с.

28. Вальков В.Ф. Экология почв Ростовской области. - Ростов н/Д.: Изд-во СКНЦ ВШ, 1994.-79 с.

29. Ведина О.Т. Атомно-абсорбционное определение и содержание мышьяка в почвах. Дис.к.б.н.М., 1979. 177 с.

30. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. - М., 1957. -68 с.

31. Владимиров А.Х., Ушаков И.И. Влияние микроудобрений на урожайность сельскохозяйственных культур на южных черноземах Ростовской области. // Микроэлементы и естественная радиактивность почв. - Ростов н/Д: РГУ, 1962. - 72-75.

32. Водяницкий Ю.Н. Изучение тяжелых металлов в почвах. - М.: Почвенный институт им. В.В. Докучаева РАСХН, 2005а. - 110 с.

33. Водяницкий Ю.Н. Оксиды марганца в почвах. - М.: ГНУ Почвенный институт им. В.В. Докучаева РАСХН, 20056. - 168 с.

34. Водяницкий Ю.Н. Роль почвенных компонентов в закреплении техногенных As, Zn и Pb в почвах // Агрохимия. - 2008а. - № 1. - 83-91.

35. Водяницкий Ю.Н. Сродство тяжелых металлов и металлоидов к фазам-носителям в почвах // Агрохимия. - 20086. - № 9. - 87-94.

36. Водяницкий Ю.Н., Васильев А.А., Власов М.Н. Гидрогенное загрязнение тяжелыми металлами аллювиальных почв г.Пермь // Почвоведение. 2008. № 11. с. 1399-1408

37. Водяницкий Ю.Н., Добровольский В.В. Железистые минералы в почвах. - М.: Почвенный институт им. В.В. Докучаева РАСХН, 1998. - 216 с.

38. Волков Н. Геохимия антропогенно измененных биогесистем // Геохимия природных и антропогенно изменных биогесистем // Отв. ред. Е.В. Филатова. М.: Изд-во Научный мир, 2006. 179-196

39. Временный максимально-допустимый уровень химических элементов в кормах с/х животных, № 123-41281-87 от 15.07.87г.

40. Гаврилюк Ф.Я., Вальков В.Ф., Клименко Г.Г. Генезис и бонитировка черноземов Нижнего Дона и Северного Кавказа // Научные основы рационального использования черноземов. -Ростов-н/Д.: Изд-во Рост, ун-та, 1976. - 12-21.

41. Гармаш Г.А. Накопление тяжелых металлов в почвах и растениях вокруг металлургических предприятий: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. - Новосибирск, 1985. -16 с.

42. Гармаш Г.А., Гармаш Н.Ю. Распределение тяжелых металлов по органам культурных растений // Агрохимия. - 1987. - №5. - 40-46.

43. Гармаш Н.Ю. Влияние тяжелых металлов на содержание элементов питания в пшенице // Химия в сельском хозяйстве. - 1987. - Т. XXV, № 3. - 57-60.

44. Гедройц К.К. Химический анализ почв. Избранные сочинения. - М. - Т. 2. - 1955.-601 с.

45. Геохимия окружающей среды. М.: Недра, 1990. - 335 с.

46. Глазкова Е.А., Стрельникова Е.Б., Иванов В.Г. Применение природных цеолитов месторождения Хонгуруу (Япония) для очистки нефтесодержащих сточных вод // Химия в интересах устойчивого развития. - 2003. - № 11. - 849-854

47. Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. М.: Высшая школа, 1988. 328 с.

48. Глазовская М.А. Критерии классификации почв по опасности загрязнения свинцом // Почвоведение. - 1994. - № 4. - 110-120.

49. Горбатов B.C., Зырин Н.Г. Адсорбция Zn, Pb, Cd почвой и кислотно-основное равновесие // Вестник МГУ. Серия 17. Почвоведение. - 1988 - №3. - 21-25.

50. Горбатов И.С. Трансформация соединений и состояние цинка, свинца и кадмия в почвах: Автореф. дис. канд. биол. наук. - М.: 1983. - 24 с.

51. Госкомгидромет СССР, № 02-10 51-233 от 10.12.90

52. ГОСТ 17.4.3.06-86. Охрана природы. Почвы. Общие требования к классификации почв по влиянию на них химичесгсих загрязняющих веществ. М.: Издательство стандартов, 1987.41с.

53. ГОСТ 26205-84. Почвы. Определение подвижных форм фосфора и калия по методу Мачигина в модификации ЦИНАО. М.: Изд-во стандартов, 1985.

54. ГОСТ 26213-91. Почвы. Методы определения органического вещества. М.: Изд-во стандартов, 1992.

55. ГОСТ 26423-85. Почвы. Определение рН водной вытяжки по методу ЦИНАО. М.: Изд-во стандартов, 1986.

56. ГОСТ 26951-86. Почвы. Определение нитратов ионометрическим методом. М.: Изд-во стандартов, 1987.

57. Государственный доклад «О состоянии окружающей природной среды г. Новочеркасска в 1997году». - Новочеркасск, 1998. - 27с.

58. Государственный доклад «О состоянии окружающей природной среды Российской федерации в 1992 году». М., 1993. 568 с.

59. Грин Р.Г. Минералогия глин. - М., 1959. - 452с.

60. Гришина Л.А., Копцик Г.Н., Макаров М.И. Трансформация органического вещества почв.-М., 1990.230 с.

61. Дабахов М.В., Соловьев Г.А., Егорова B.C. Влияние агрохимических средств на подвижность РЬ и Cd в светло-серой лесной почве и поступление их в растения // Агрохимия. 1998! № 3. 54-59.

62. Дистанов У.Г., Конюхова Т.П. Природные сорбенты и охрана окружающей среды // Химизация сельского хозяйства, 1990, № 9, с.34-39

63. Добровольский В.В. Биосферные циклы тяжелых металлов и регуляторная роль почвы // Почвоведение. -1997. - № 4. - 431-441

64. Добровольский В.В. Внутрипочвенное карбонатообразование, высокодисперстное вещество почв и геохимия тяжелых металлов // Почвоведение. - 2001. - № 12. - 1434-1442.

65. Добровольский В.В. Основы биогеохимии. М.: Высшая школа, 1998. 413 с.

66. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. - М.: Колос, 1968. - 336 с.

67. Дьяченко В.В. Определение региональных нормирующих содержаний химических элементов в почвах на ландшафтно-геохимической основе // Известия Вузов. Северокавказский регион. Естественные науки. 2001. № 4. 109-111.

68. Евдокимова Г.А. Определение степени токсичности загрязненных металлами почв и некоторые способы ее снижения. - М.: АН СССР, 1985. - 86 с.

69. Елпатьевский П.В., Аржанова B.C. Баланс и трансформация миграционных форм тяжелых металлов в техногеосистеме // Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах. - Тр. IV Всесоюз. совещ. - Л., 1985.

70. Елькина Г.Я. Поведение меди в системе почва-растение в условиях европейского северо-востока // Агрохимия. 2008. № 6. 72-79.

71. Елькина Г.Я., Табаленкова Г.Н., Куренкова СВ. Влияние тяжелых металлов на урожайность и физиолого-биохимические показатели овса. // Агрохимия. - 2001 - № 8. -С. 73-78.

72. Ендовицкий А.П., Калиниченко В.П., Ильин В.Б., Иваненко А.А. Термодинамическое состояние Cd и РЬ в почвах каштаново-солонцового комплекса // Агрохимия. 2008. № 9. с. 59-65.

73. Жандарова СВ. Влияние уровней загрязнения почв тяжелыми металлами на питательный режим и вынос основных элементов биофилов сельскохозяйственными культурами: Автореф. дис... канд. с.-х. наук. - Барнаул, 2000. - 19 с.

74. Жидеева В.А., Васенев И.И., Щербаков А.П. Фракционный состав соединений Pb, Cd, Ni, Zn в лугово-черноземных почвах, загрязненных выбросами аккумуляторного завода // Почвоведение. 2002. №6. 725-733.

75. Журавлева Е.Г. Микроэлементы в почвах и современные методы их изучения. - М., 1985.-С. 6-11.

76. Заключительный отчёт по проекту: Экологический мониторинг почв Ростовской области, находящихся в зоне действия Новочеркасской ГРЭС - Ростов н/Д, 2005. - 38с.

77. Закруткин В.Е. Геохимия ландшафта и техногенез. Ростов н/Д: Изд-во СКНЦ ВШ, 2002. 308 с.

78. Закруткин В.Е., Шишкина Д.Ю. Некоторые аспекты распределения меди и цинка в почвах и растениях агроландшафтов Ростовской области // Материалы Междунар. симпозиума «Тяжелые металлы в окружающей среде». Пущино, 1997. 101-109.

79. Закруткин В.Е., Шкафенко Р.П. Некоторые аспекты распределения свинца в почвах и растениях агроландшафтов Ростовской области // Материалы Междунар. симпозиума «Тяжелые металлы в окружающей среде». Пущино, 1997. 110-117.

80. Захаров А. Почвы Ростовской области и их агрономическая характеристика. - Ростов н/Д.: Рост. обл. книгоизд-во, 1946. - 123 с.

81. Зонн С В . Железо в почвах. - М.: Наука, 1982. - 206 с.

82. Зонн СВ., Травлеев А.П. Алюминий, роль в почвообразовании и влияние на растения. - Днепропетровск, 1992. - 224 с.

83. Зырин Н.Г. Задачи и перспективы развития учения о микроэлементах в почвоведении //Биологическая роль микроэлементов. - М . : Наука, 1983. - С 149-154.

84. Зырин Н.Г. Общие закономерности в миграции и распределении микроэлементов в почве // Микроэлементы в почвах Советского Союза. - М.: изд-во МГУ, 1973. - Выпуск 1. - С . 9-39.

85. Зырин Н.Г. Узловые вопросы учения о микроэлементах в почвоведении. Докл. на соиск. уч. степ. докт. биол. наук. - М.: Изд-во МГУ. 1968. - 38с.

86. Зырин Н.Г., Мотузова Г.В., Симонов В.Д., Обухов А.И. Микроэлементы (бор, марганец, медь, цинк) в почвах Западной Грузии // Содержание и формы соединений микроэлементов в почвах. - М.: Изд-во МГУ, 1979. - 3-159.

87. Зырин Н.Г., Обухов А.П., Мотузова Г.В. Формы соединений микроэлементов (Мп, Си, Со, Zn) в почвах и методы их изучения //Тр X Междунар. конгр. почвовед. - М., 1974. - Т. 2.

88. Зырин Н.Г., Чеботарева Н.А. Содержание и формы соединений микроэлементов в почвах.- М.: Изд-во МГУ, 1989. - 350-386.

89. Ивлев Л . С Химический состав и структура атмосферных аэрозолей. Л.:ЛТУ, 1982. - 366 с.

90. Ильин Б.В., Степанова М.Д. Защитные возможности системы почва-растение при загрязнении почвы тяжелыми металлами // Тяжелые металлы в окружающей среде. М., 1980. 80-85.

91. Ильин В.Б. Биогеохимия и агрохимия МЭ (Мп, Си, Мо, В) в южной части Западной Сибири. Новосибирск: Наука, 1973. 389 с.

92. Ильин В.Б. Буферные свойства почвы и допустимый уровень ее загрязнения тяжелыми металлами //Агрохимия. 1997. - №8. С 65-70

93. Ильин В.Б. К оценке массопотока тяжелых металлов в системе почва- сельскохозяйственная культура // Агрохимия. 2006. № 3. 52-59.

94. Ильин В.Б. Оценка буферности почв по отношению к тяжёлым металлам // Агрохимия. 1995. № 10. 109-113.

95. Ильин В.Б. Оценка защитных возможностей системы почва-растение при модельном загрязнении почвы свинцом (по результатам вегетационных опытов) // Агрохимия. 2004. № 4. 52-57.

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

97. Ильин В.Б. Элементарный химический состав растений. - Новосибирск: Наука, 1985. -129 с.

98. Ильин В.Б., Сысо А.И. Микроэлементы и тяжелые металлы в почвах и растениях Новосибирской области. Новосибирск. Изд-во СО РАН, 2001. 229 с.

99. Кабата-Пендиас А. Фитоиндикация как инструмент для изучения окружающей среды // Сибирский экологический журнал. 2001. № 2. 125-130.

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

101. Казаков Л.К. Изменения в структуре ареалов воздействия ТЭС // Вестн. МГУ. Сер. 5. Географическая. 1977. № 4. 77-81.

102. Казеев К.Ш., Железных Р.В. Реакция биологический свойств чернозема на загрязнение тяжелыми металлами, пестицидами и нефтью // Материалы межд. науч. конф. «Современные проблемы загрязнения почв», сборник тезисов. - М.: МГУ, 2004. - 51 -52.

103. Каменова И.И., Квитко Б.Я. Содержание Сг в основных типах почв некоторых областей Казахской ССР // Изв. АН КазССР, сер. Биол., 1973. № 6.

104. Каплунова Е.В. Трансформация соединений цинка, свинца и кадмия в почвах: Автореф. дис... канд. биол. наук. -М.: МГУ. - 1983. - 23 с.

105. Карпухин М.М., Ладонин Д.В. Влияние компонентов почвы на поглощение тяжелых металлов в условиях техногенного загрязнения // Почвоведение. 2008. № 11. с. 1388-1398.

106. Кацнельсон Ю.Я. Геохимические особенности глауконитсодержащих микроконкреций Ростовской области и пути их практического использования. Автореф. дис... канд. геол.-минералог. наук. -Ростов-н/Д., 1981. - 2 5 с.

107. Кизильштеин Л.Я, Гофен Г.И., Перетятко А.Г., Левченко С В . Элементы-примеси в углях, продуктах сгорания, растениях, почвах и атмосфере района тепловой электростанции // Известия СКНЦ ВШ. 1990. № 2. С 42-52.

108. Кобилев Г.А., Лось М.М. Геологическая практика в окрестностях г. Новочеркасска. - Новочеркасск: НПИ, 1991.-5бс.

109. Ковалевский А.Л. Биогеохимические поиски рудных месторождений.- - М.: Недра, 1974. - 144 с.

110. Ковалевский А.Л. Биогеохимия растений. Новосибирск: Наука, 1991. 294с.

111. Ковальский В.В., Андрианова Г.А. Микроэлементы в почвах СССР. - М., 1970. - 179 с.

112. Ковда В.А. Биогеохимия почвенного покрова. - М.: Наука, 1985. - 263 с.

113. Ковда В.А., Зырин Н.Г. Микроэлементы в почвах Советского Союза. - М.: МГУ, 1973.

114. Колесников СИ., Казеев К.Ш, Вальков В.Ф. Экологические последствия загрязнения почв тяжелыми металлами. - Ростов-на-Дону: Изд-во СКВШ. 2000. - 232с.

115. Колесников СИ., Казеев К.Ш., Вальков В.Ф. Влияние загрязнения тяжелыми металлами на щелочно-кислотные и окислительно-восстановительные условия в черноземе обыкновенном //Агрохимия. - 2001. - № 9. - С 54-59.

116. Кордуняну П.И. Биологический круговорот элементов питания сельскохозяйственных культур в интенсивном земледелии. - Кишинев: Штинца, 1985. - 262 с.

117. Коротин А.Н. и др. «Охрана окружающей среды в промышленной теплоэнергетике», Иваново 1985. с.74;

118. Кошелева Н.Е., Касимов Н.С, Самолова О.А. Регрессионные модели поведения тяжелых металлов в почвах Смоленско-Московской возвышенности // Почвоведение, 2002. № 8. 954-966.

119. Кравцова Н.Е. Эколого-агрохимическая оценка фосфатного состояния черноземов Нижнего Дона: Автореф. дис... канд. биол. наук. - Ростов н/Д., 2004. - 24 с.

120. Крамарев СМ., Крамарева Ю.С., Красненков Д.С, Яковишина Т.Ф. Детоксикация тяжелых металлов в техногеннозагрязненных почвах северной степи Украины // Материалы II Межд. конф. «Современные проблемы загрязнения почв». - М.: МГУ, 2007. -с.294-298.

121. Критерии оценки экологической обстановки территорий для определения зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия. М.: Минприрода РФ, 1992. 58 с.

122. Крупеников И.А. Карбонатные черноземы. -Кишинев: Штиинца, 1979. - 108 с.

123. Крупский Н.К., Александрова A.M. К вопросу об определении подвижных форм микроэлементов // Микроэлементы в жизни растений, животных и человека. - Киев. 1964. -С.34-36.

124. Кузнецов Ы.П., Никушина Т.К., Мажайский Ю.А., Пчелинцева А. ТМ в почвах Рязанской области // Химия в с/х. - 1995. - № 5. - 22-25.

125. Кузьмич М.А., Графская Г.А., Хостанцева Н.В. Влияние известкования на поступление тяжелых металлов в растения // Агрохимический вестник. 2000. № 5. 7-9.

126. Лабий Ю.М. Влияние растений на миграцию в почве свинца // Биологические науки. 1989. № 9. 86-89

127. Ладонин Д.В. Влияние техногенного загрязнения на фракционный состав меди и цинка в почвах //Почвоведение. - 1995. - № 10. - 1299-1305.

128. Ладонин Д.В. Конкурентные взаимодействия ионов при загрязнении почв тяжелыми металлами // Почвоведение. - 2000. - №10. - 1285-1293.

129. Ладонин Д.В. Особенности специфической сорбции меди и цинка некоторыми почвенными минералами//Почвоведение. - 1997. - № 12. - 1478-1485.

130. Ладонин Д.В. Соединения тяжелых металлов в почвах - проблемы и методы изучения // Почвоведение. - 2002. - № 6. - 682-692.

131. Ладонин Д.В., Марголина СЕ. Взаимодействие гуминовых кислот с тяжелыми металлами // Почвоведение. -1997. - № 7. - 806-811.

132. Ладонин Д.В., Пляскина О.В. Изучение механизмов поглощения Си (II), Zn (II) и РЬ (II) дерново-подзолистой почвой // Почвоведение. - 2004. - № 5. - 537 - 545.

133. Ладонин Д.В., Пляскина О.В. Фракционный состав соединений меди, цинка и свинца в некоторых типах почв при полиэлементном загрязнении // Вестник МГУ. Сер. 17. Почвоведение. - 2003. - № 1. - 9 - 16.

134. Лобода Б.П. Применение цеолитсодержащего минерального сырья в растениеводстве // Агрохимия. - 2000. - № 6. - с. 78-91.

135. Лозановская И.Н., Орлов Д.С., Садовникова Л.К. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении. М.: Высшая школа, 1998.287 с.

136. Лычкина Т.И. Распространение и миграция ТМ, содержащихся в выбросах промышленных предприятий, в почвах южной таежной подзоны: Автореф. дис... канд. с/х. наук.-М., 1980.-22 с.

137. Любимова И.Н. Содержание и формы соединений молибдена, ванадия и хрома в почвах // Содержание и формы микроэлементов в почвах / Под ред. Зырина Н.Г. - Изд-во: МГУ, 1979.-С. 224-293

138. Мажайский Ю.А., Тобратов А., Дубенок Н.Н., Пожогин Ю.П. Агроэкология техногенно загрязненных ландшафтов. Смоленск: Изд-во Манжента, 2003. 384 с.

139. Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства. М.:ЦИНАО, 1992.61с.

140. Методические указания по оценке загрязнения почвы химическими веществами. М.: Министерство здравоохранения СССР, 1987. 23 с.

141. Методическое указания по проведению агроэкологического мониторинга в зоне воздействия промышленных объектов. Обнинск: ВНИИСХРАЭ, 2004. 48с.

142. Минеев В.Г., Алексеев А.А., Тришина Т.А. Цинк в окружающей среде // Агрохимия. - 1984. -№3.- 94-104.

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

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

145. Минеев В.Г., Макарова А.И., Тришина Т.А. Тяжелые металлы и окружающая среда в условиях современной интенсивной химизации. Сообщение 1. Кадмий // Агрохимия. -1981.-№5.-С. 146-155.

146. Минкин М.Б. Физико-химические исследования поглощенного комплекса почв Нижнего Дона и некоторые вопросы их мелиорации. - Дис. д.б.н. - ст. Персиановка, Ростовской обл., 1974. - 284 с.

147. Минкин М.Б., Ендовицкий А.П., Калиниченко В.П. Карбонатно-кальциевое равновесие в почвенных растворах. - М: Изд-во МСХА, 1995. - 212 с.

148. Минкина Т.М, Скуратов Н.С., Докучаева Л.М. Тяжелые металлы в почвах и растениях г. Новочеркасска // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естественные науки. - 2001. - № 3. -С.68-71.

149. Минкина Т.М. Соединения тяжелых металлов в почвах Нижнего Дона, их трансформация под влиянием природных и антропогенных факторов: диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук. - Ростов-на-Дону, 2008.

150. Минкина Т.М. Транслокация цинка и свинца на техногенно загрязненной почве // Вестник Южного научного центра РАН. - 2006. - Том 2. - № 4. - 60-66.

151. Минкина Т.М., Крыщенко B.C., Федосеенко СВ. Качество зерна пивоваренного ячменя при техногенном загрязнении чернозема обыкновенного // Научная мысль Кавказа. - 2003. - Приложение. Вып. 2. - 119-123.

152. Минкина Т.М., Мотузова Г.В, Назаренко О.Г., Крыщенко B.C., Манджиева С. Трансформация соединений тяжелых металлов в почвах степной зоны // Почвоведение. -2008а. - № 5. -

153. Минкина Т.М., Мотузова Г.В, Назаренко О.Г., Самохин А.П., Крыщенко B.C., Манджиева С. Влияние различных мелиорантов на подвижность цинка и свинца в загрязненном черноземе // Агрохимия. - 2007. - № 10. - 67-75.

154. Минкина Т.М., Мотузова Г.В., Манджиева Г.В. Барьерные функции системы почва- растение // Вест. Моск. Ун-та. Сер. Почвоведение. - 2008. № 4. - 10-16.

155. Минкина Т.М., Мотузова Г.В., Назаренко О.Г. Взаимодействие тяжелых металлов с органическим веществом чернозема обыкновенного // Почвоведение. - 2006. - № 7. - 804-811.

156. Минкина Т.М., Мотузова Г.В., Назаренко О.Г., Крыщенко B.C., Манджиева С. Комбинированный прием фракционирования почвенных соединений металлов и его информативность // Почвоведение. - 20086. - № 11. - 40-49

157. Минкина Т.М., Назаренко О.Г., Манджиева" С. Фракционный состав тяжелых металлов в почвах, загрязненных выбросами Новочеркасской ГРЭС // Вестник Южного научного центра РАН. - 2007. - Т.З, № 4. - с. 53-64.

158. Минкина Т.М., Назаренко О.Г., Самохин А.П., Манджиева С. Изменение свойств загрязненной тяжелыми металлами почвы при использовании методов химической ремедиации // Изв. вузов. Сев.-Кав. регион. Естественные науки. - 2006. - №.1. - С 76-80.

159. Минкина Т.М., Пинский Д.Л., Самохин А.П., Крыщенко B.C., Гапонова Ю. И. Влияние сопутствующего аниона на поглощение цинка, меди и свинца почвой // Почвоведение. 2009. № 3. 1-8.

160. Минкина Т.М., Федосеенко СВ., Крыщенко B.C. Использование химических мелиорантов на черноземе обыкновенном, загрязненном свинцом // Изв. Вузов. Сев.-Кав. регион. Естественные науки. 2004. №3. 99-104.

161. Минкина Т.М., Федосеенко СВ., Крыщенко B.C. Использование химических мелиорантов на черноземе обыкновенном, загрязненном свинцом // Изв. Вузов. Сев.-Кав. регион. Естественные науки. 2004. №3. 99-104.

162. Мотузова Г.В. Соединения микроэлементов в почвах: системная организация, экологическое значение, мониторинг. - М: Эдиториал УРСС, 1999. - 168с.

163. Мотузова Г.В. Устойчивость почв к химическому воздействию. - М.: Изд-во МГУ, 2000. - 57с.

164. Мотузова Г.В. Формы соединений микроэлементов в субтропических почвах Западной Грузии: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. - М. 1972. - 24с.

165. Мотузова Г.В., Аптикаев Р.С Группировка почв по соотношению соединений микроэлементов (на примере соединений мышьяка) // Проблемы биогеохимии и геохимической экологии. - 2006. - № 2. 59-67

166. Мотузова Г.В., Карпова Е.А., Малинина М.С, Чичева Т.В. Почвенно-химический мониторинг фоновых территорий. М.: Изд-во МГУ, 1989. 88с.

167. Мотузова Г.В., Попова А.А. Зависимость подвижности Zn от химических свойств почв //Агрохимия. - №8. - 1988. - 81-88

168. Муравьев Е.И. Оценка влияния химического производства на состав тяжелых металлов в окружающих ландшафтах // Экологический вестник Северного Кавказа. - 2005. - № 2 . - с . 51-79

169. Нестерова А.Н. Действие тяжелых металлов на корни растений: Поступление свинца, кадмия и цинка в корни, локализация металлов и механизмы устойчивости растений // Биологические науки. - 1989. - №9. - 72-86.

170. Никитюк Н.В. Подвижность тяжелых металлов в черноземе обыкновенном карбонатном и способы ее оценки. Автореф. дисс. канд. с/х наук. Персиановка, 1998. 24с.

171. Носко Б.С., Котвицкий Б.Б., Бердниев A.M., Юнакова Т.А. Трансформация в почве и поглощение растениями азота // Агрохимия. - 1997. - №12. - 3-11.

172. Носко Б.С., Юнакова Т.А. Агрономичекая и агроэкологическая оценка эффективности прменения минеральных удобрений под кукурузу на черноземе типичном // Агрохимия -1993.-№3.-С. 61-66.

173. Носовская И.И., Соловьев Г.А., Егоров B.C. Влияние длительного систематического применения различных форм минеральных удобрений и навоза на накопление в почве и хозяйственный балланс Pb, Cd, Ni и Сг // Агрохимия. - 2001. - № 1. - 82 - 91.

174. Обухов А.И, Лурье Е.М. Закономерности распределения тяжелых металлов в почвах дерново-подзолистой подзоны // Геохимия тяжелых металлов в пригодных и техногенных ландшафтах. - М., 1983.

175. Обухов А.И. Устойчивость черноземом к загрязнению тяжелыми металлами // Проблемы охраны, рационального использования и рекультивация черноземом. - М.: Наука, 1989.-С. 33-41.

176. Обухов А.И., Ефремова Л.Л. Охрана и рекультивация почв, загрязненных тяжелыми металлами // Тяжелые металлы в окружающей среде и охрана природы. М., 1988. 23-36

177. Обухов А.И., Лобанова Е.А. Свинец в почвообразующих породах и почвах // Свинец в окружающей среде. - М.: Наука, 1987. - 38-48.

178. Обухов А.И., Попова А.А. Баланс тяжелых металлов в агроценозах дерново- подзолистых почв и проблемы мониторинга // Вестн. Моск. Ун-та. Сер. 17. Почвоведение. - 1992. - № 3 . - 31-39.

179. Обухов А.И., Цаплина М.А. Трансформация техногенных соединений тяжелых металлов в дерново-подзолистой почве // Вестн. Моск. Ун-та. Сер. 17. Почвоведение. -1990.-№3.-С. 39-44.

180. Обуховская Т.Д., Кагогунова Е.В., Сердюкова А.В. Цинк, кадмий, ртуть, свинец в системе почва-растение // Бюллетень почвенного института им. В.В. Докучаева. - 1983. -вып. 35 .-С. 27-30.

181. Овчаренко М.М. Подвижность тяжелых металлов в почве и доступность их растениям. // Аграрная наука. № 3. 1996. 39-41.

182. Овчаренко М.М., Графская Г.А., Шильников И.А. Почвенное плодородие и содержание тяжелых металлов в растениях// Химия в сельском хозяйстве. - 1996. - №5. -С. 34-39.

183. Оголева В.П., Чердакова Л.Н. Закономерности распределения Ni в растениях Волгоградской области//Агрохимия. 1981. № 12. 90-92.

184. Онуфриенок И.П., Солодовникова Р.С. Влияние гумуса на поведение микроэлементов в природных водах. Сообщение 1. // Тр. Томского университета. 1964. Т. 170.

185. Орлов Д.С., Демин В.В., Заварзина А.Г. Взаимодействие гуминовых кислот с тяжелыми металлами // Доклады РАН. - 1998. - Т. 362. - № 3. - 402-403.

186. Орлов Д.С., Садовникова Л.К., Суханова Н.И. Трофимов Я. Биосфера: загрязнение, деградация, охрана: краткий толковый словарь. -М.: Высш. шк., 2003. - 125 с.

187. Отчёт о результатах крупномасштабных геохимических и радиометрических исследований экологической обстановки г. Новочеркасска, проведённых в 1991-1994гг. Отчёт о НИР. Кн. 1-5. ГНПП «Прогресс». Новочеркасск, 1995. с. 178.

188. Оценка экологического состояния водных объектов г. Новочеркасска по гидрохимическим и гидробиологическим показателям. Отчёт по НИР/ГНПП «Прогресс». -Новочеркасск, 1994. - 77 с.

189. Оценка экологического состояния почвенно-земельных ресурсов и окружающей природной среды Московской области / под ред. Г.В. Добровольского, А. Шобы. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2000. 221 с.

190. Пампура Т.В. Поглощение меди и цинка черноземом типичным в условиях модельных экспериментов: Автореф. дис... канд. биол. наук. - М, 1996. - 18с.

191. Пампура Т.В., Пинский Д.Л., Остроумов В.Г., Гершевич В.Д., Башкин В.Н. Экспериментальное изучение буферности чернозема при загрязнении медью и цинком // Почвоведение. - 1993. - № 2. - 104-111.

192. Панин М.С. Эколого-биогеохимическая оценка естественных и техногенных ландшафтов Семипалатинского Прииртышья (Республика Казахстан): Автореф. дис... д-ра биол. наук. Новосибирск, 1999. 34 с.

193. Панин М.С, Баирова A.M. Поглощение свинца каштановыми почвами Семипалатинского Прииртышья в зависимости от величины помола внесенного цеолита // Агрохимия. - № 10. - 2005. - 92-96.

194. Панин М.С, Королев А.Н. Формы соединений марганца при различных дозах его внесения в темно-каштановую почву // Агрохимия. - 2006. - № 7. - 40-48.

195. Панин М.С, Сиромля Т.И. Адсорбция меди почвами Семипалатинского Прииртышья //Почвоведение. - 2005. - №4. - 416-426.

196. ПейвеЯ.В., Ринькис Г.Я. Полевая лаборатория для определения доступных растениям микроэлементов в почвах // Микроэлементы в растениеводстве. - Рига, 1958. - 354с.

197. Переломов Л.В, Пинский Д.Л. Иммобилизация водорастворимых солей цинка в почве // Почвоведение. - 2005. - № 7. - 66-72.

198. Переломов Л.В. Факторы иммобилизации тяжелых металлов в серых лесных и аллювиальных почвах Среднерусской возвышенности: Автореф. дис... канд. биол. наук. -М., 2001.-20 с.

199. Переломов Л.В., Пинский Д.Л. Формы Мп, РЬ и Zn в серых лесных почвах Среднерусской возвышенности // Почвоведение. 2003. № 6. 682-691.

200. Перельман А.И., Касимов Н.С. Геохимия ландшафта. - М.: Астрея - 1999. - 768 с.

201. Пинский Д.Л. Закономерности и механизмы катионного обмена в почвах: Автореф. дис... д-ра биол. наук. - М.: МГУ, 1992. - 34с.

202. Пинский Д.Л. Ионообменные процессы в почвах. - Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 1997. - 166 с.

203. Плеханова И.О., Кленова О.В., Кутукова Ю.Д. Влияние осадков сточных вод на содержание и фракционный состав тяжелых металлов в супесчаных дерново-подзолистых почвах // Почвоведение. - 2001. - № 4. - 496-503.

204. Полынов Б.Б. Избранные труды. - М.: Изд-во АН СССР, 1956. - 103-255.

205. Понизовский А.А., Димоянис Д.Д., Тсадилас К.Д. Использование цеолита для детоксикации загрязненных свинцом почв // Почвоведение. - 2003. - № 4. - 487-492.

206. Понизовский А.А., Мироненко Е.В. Механизмы поглощения свинца (II) почвами // Почвоведение. - 2001. - № 4. - 418-429.

207. Понизовский А.А., Мироненко Е.В., Кондакова Л.П. Закономерности поглощения свинца (II) почвами при рН от 4 до 6 // Почвоведение. - 2001. - № 7. - 817-822.

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

209. Практикум по агрохимии: Учеб. Пособие. - 2-е изд., перераб. и доп. / Под ред. Акад. РАСХН В.Г. Минеева. - М.: Изд-во МГУ, 2001. - 689 с.

210. Приваленко В.В. Геохимическая оценка экологической ситуации в г. Ростове-на- Дону. Ростов н/Д, 1993. 167 с.

211. Приваленко В.В. Техногенная геохимия и биогеохимия городов Нижнего Дона. Автореф. дис. ...д-ра биол. наук. М., 1995. 52 с.

212. Приваленко В.В., Безуглова О.С. Экологические проблемы антропогенных ландшафтов Ростовской области. Том.1. Экология г. Ростова-на-Дону. Ростов н/Д: Изд-во СКНЦВШ,2003.290с.

213. Промежуточный отчет «Влияние атмосферного загрязнения промышленными предприятиями на плодородие почв г. Новочеркасска и прилегающих к нему территорий» / составитель Скуратов Н.С. Новочеркасск, 1992. 52.

214. Протасова Н.А. Микроэлементы в черноземах и серых лесных почвах Центрального Черноземья: Автореф. дис... докт. биол. наук. - Воронеж, 2002. - 40 с.

215. Решетников СИ. Формы соединений меди в загрязненных и фоновых дерново- подзолистых почвах // Биол. науки. - 1990. - № 4. - 114-123.

216. Руденская К.В. Содержание марганца и меди в органическом веществе некоторых почв Ростовской области. // Микроэлементы и естественная радиоактивность почв. -Ростов н/Д: РГУ, 1962. - 77-78.

217. Рэцце К., Крыстя К. Борьба с загрязнением почв. - М.: Агропромиздат, 1986. - 69- 87.

218. Садименко П.А. Белицина Г.Д. Нижний Дон, Северный Кавказ и Закавказье (Азербайджанская ССР) // Микроэлементы в почвах Советского Союза. - М.: изд-во МГУ, 1973. - Выпуск 1.-С. 100-123

219. Садовникова Л.К. Использование почвенных вытяжек при изучении соединений тяжелых металлов // Химия в сельском хозяйстве. - № 2. - 1997. - 37-40.

220. Самохин А.П. Трансформация соединений тяжелых металлов в почвах Нижнего Дона: Автореф. дис... канд. биол. наук. - Ростов н/Дону, 2003. - 24 с.

221. Самохин А.П., Минкина Т.М., Назаренко О.Г. Определение тяжелых металлов в почве // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. 2002, №3. 82-86.

222. СанПиН 2.1.7.1287-03. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы к качеству почвы. М., 2003. 38 с.

223. Сафонов И.Н. Геомофология Северного Кавказа и Нижнего Дона. - Ростов-н/Д: РГУ, 1987.

224. Свинец в окружающей среде. М.: Наука, 1987. 181 с.

225. Сериков В.Н. Геохимия агроландшафтов юга Европейской части России: Автореф. дис... канд. геогр. наук. - М., 1997. - 17 с.

226. Сизов А.П., Хомяков Д.М., Хомяков П.М. Проблемы борьбы с загрязнением почв и продукции растениеводства. - М.: Изд-во МГУ, 1990. - 51 с.

227. Соловьев Г.А. Использование комплексных вытяжек для определения доступных форм микроэлементов в почвах // Мониторинг фонового загрязнения природных сред. Л.: Гыдрометеоиздат, 1989. Вып.56. 216-227.

228. Справочник по месторождениям нерудных полезных ископаемых Ростовской области / под. ред. Пушкарского Е.Н. - Ростов-на/Д., 2000. - 247с.

229. СТ СЭВ 4470-84. Охрана природы. Почвы. Номенклатура показателей санитарного состояния. М.: Издательство стандартов, 1985. 12.

230. Степанок В.В. Влияние соединений кадмия на урожай и элементный состав сельскохозяйственных культур // Агрохимия. - 1998. - №6. - 74-80.

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

232. Стрижова Г.П. Микроэлементы - медь, цинк, никель, кобальт и молибден - в почвах Молдавии: Автореф. дис. ... канд. биол. н. Кишинев, 1967. 20 с.

233. Стрнад В., Золотарева Б.Н., Лисовский А.Е. Влияние внесения водорастворимых солей свинца, кадмия и меди на их поступление в растения и урожайность некоторых сельскохозяйственных культур // Агрохимия. - 1991. - № 4. - 76-83.

234. Технический отчет № 7769 по повторному почвенному обследованию Ростовского ГСУ Аксайского района Ростовской области. - Ростов н/Д.: ЮжНИИГипрозем, 1986. - 46 с.

235. Титова В.И., Дабахов М.В.. Дабахов Е.В. Некоторые подходы к экологической оценке загрязнения земельных угодий // Почвоведение. 2004. № 10. 1264-1267.

236. Тихомирова В.Я. Влияние агрохимических средств на содержание химических элементов в растениеводческой продукции // Агрохимия. 2003. № 12. 66-71.

237. Топорская Л.Е., Данилова Г.Н. Экологическое состояние окружающей среды г. Новочеркасска // Проблемы геологии и геоэкологии юга России и Кавказа. Материалы междунар. конф. - Новочеркасс: НА-БЛА, 1997. - Т. 2. - с. 75-78.

238. Тюрин И.В. Органическое вещество почв и его роль в почвообразовании и плодородии. Учение о почвенном гумусе. - М., 1937. - 288 с.

239. Унгурян В.Г, Холмицкий A.M. Проблемы окультуренности и воспроизводства плодородия почв Молдавии. - Кишинев, 1978.

240. Фатеев А.И., Мирошниченко Н.Н., Самохвалова В.Л. Миграция, транслокация и фитотоксичность тяжелых металлов при полиэлементном загрязнении почвы // Агрохимия. 2001. №36. 57-61.

241. Фатеев А.И., Самохвалова В.Л. Формы соединений тяжелых металлов почвенной системы как критерии ее экологического состояния // Тез. докл. Всерос. конф. «Устойчивость почв к естественным и антропогенным воздействиям». - М., 2002. - 29

242. Федосеенко С В . Влияние загрязнения тяжелыми металлами на свойства чернозема обыкновенного и качество сельскохозяйственной продукции: Автореф. дис... канд. биол. наук. Ростов н/Д., 2004.24 с.

243. Федюшкин Б.Ф. минеральные удобрения с микроэлементами. Л.: Химия, 1989. - 271 с.

244. Ферсман А.Е. Избранные труды. - М.: Акад. наук СССР, 1962. - 522 с.

245. Хала В.Г., Артемьев B.C., Мешков В.И. Оценка системы почва-растение по содержанию и транслокации тяжелых металлов // Агрохимический вестник. - 2002. - №1. - 74-80.

246. Хардиков А.Э., Бойко Н.И., Агарков Ю.В. Цеолиты Юга России // Литология и полезные ископаемые. - 1999. - № 4. - 389-399.

247. Химия тяжелых металлов, мышьяка и молибдена в почвах / Под ред. Зырина Н.Г., Садовниковой Л.К. - М.: Изд-во МГУ, 1985. - 208 с.

248. Хованский А.Д. Оценка загрязнения растений. Учебно-методич. пособие. Ростов н/Д: РГУ, 1994. 32с.

249. Хорошкин М.Н. Химическая природа, биологическая активность марганца, меди, цинка и применение их под зерновые культуры в Ростовской области: Автореф. дис... д-ра с.-х. наук. - Баку, 1971. - 54 с.

250. Хорошкин М.Н., Хорошкин Б.М. Микроэлементы в почвах и кормах Ростовской области. - Персиановка, 1979. - 39с.

251. Церлинг В.В. Диагностика питания сельскохозяйственных культур: Справочник. - М.: Агропромиздат. - 1990. - 235 с.

252. Цыганок СИ. Влияние автострады, минеральных удобрений, извести и цеолитов на содержание Cd, Pb, Zn, Си, Ni, Сг в зеленой массе кукурузы // 60 лет географической сети опытов с удобрениями. Бюл. ВИУА. 2001. № 115. 175-176

253. Черных Н.А. Влияние различного содержания цинка, свинца и кадмия в почве на состав и качество растительной продукции: Автореф. дис... канд. биол. наук. - М., 1988. -27 с.

254. Черных Н.А. Закономерности поведения тяжелых металлов в системе почва-растение при различных антропогенных нагрузках. Автореф. дисс. докт. биол. наук - М., 1995. - 39с.

255. Чиркова Т.В. Физиологические основы устойчивости растений. Учеб. пособие. СПб: -Петерб. ун-та. 2002. 244 с.

256. Чугунова М.В. Влияние тяжелых металлов на почвенные микробоценозы и их функционирование: Автореф. дис... канд. биол. наук. -Л., 1990. - 17 с.

257. Шипилин Н.Н. Техногенно загрязненные почвы пашни и их биоиндикация: Автореф. дис... канд. с.-х. наук. - Барнаул, 1996. - 20 с.

258. Щербина В.В., Урусов B.C., Герасимовский В.И. Изоморфные пути марганца // Геохимия.- 1971. -№ 12.-С. 1403-1412

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

260. Экологический вестник Дона «О состоянии окружающей среды и природных ресурсов Ростовской области в 2006 году». Ростов-на-Дону, 2007г. 357 с.

261. Экологический вестник Дона. Государственный доклад «О состоянии окружающей среды и природных ресурсов Ростовской области в 2004 году». Ростов-на-Дону, 2005г. 325 с.

262. Экологический вестник Дона. Государственный доклад «О состоянии окружающей среды и природных ресурсов Ростовской области в 1992 году». Ростов н/Д 1993 - 297 с.

263. Экологический вестник Дона. Государственный доклад «О состоянии окружающей среды и природных ресурсов Ростовской области в 2003 году». Ростов н/Д 2004 - 262 с.

264. Экологический вестник Дона. Государственный доклад «О состоянии окружающей среды и природных ресурсов Ростовской области в 1999 году». Ростов н/Д 2000 - 362 с.

265. Экологический паспорт г. Новочеркасска. Отчёт о результатах крупномасштабных геохимических и радиометрических исследований экологической обстановки г. Новочеркасска, 1995. 178 с.

266. Экология Новочеркасска. Проблемы, пути решения. /Под ред. Н.В. Белоусовой: Ростов-на-Дону: СКНЦВШ, 2001. 393 с.

267. Экономическая оценка сельскохозяйственных угодий Ростовской области/ Под ред. А.С Чешева, Е.М. Цвылева. - Ростов-на-Дону: Изд-во РГУ, 1991. - 240с.

268. Яковлев А.С, Плеханова И.О., Кудряшов СВ., Аймалетдинов Р.А. Оценка и нормирование экологического состояния почв в зоне деятельности предприятий металлургической компании «Норильский никель» // Почвоведение. 2008. № 6. с. 737-750.

269. Якушевская И.В. Микроэлементы в природных лендшафтах. Изд-во МГУ, 1973.

270. Adriano D.C Trace elements in terrestrial environments. - New York, Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 2001. - P . 868p.

271. Almas A.R. Changes in tolerance of soil microbial communities in Zn and Cd contaminated soil // Proceeding of the 7th Int. conf. on the biogeochemistry of trace elements. - Uppsala (Sweden), 2003. - V.2. - P. 224-225.

272. Andersson A. On the determination of ecologically significant fractions of some heavy metals in soils // Swed. J. Agr. Res. - 1976. - V. 6. № 1. - P. 197-199.

273. Brown G.E. Jr., Foster A.L., Ostergren J.D. Mineral surfaces and bioavailability of heavy metals: A molecular-scale perspective // Proc Natl Acad Sci. - 1999. - V. 96. - P. 3388-3395.

274. Brummer G., Tiller K.G., Herms U., Clayton P. Adsorption - desorption and/ot precipitation - dissolution processes of zinc in soils // Geoderma. - 1983. - V. 31, N 4. - P. 337-354.

275. Cox J.A., Slowanska K., Gatchel D.K. and Hiebert A.B. Metal speciation by Donnan dialysis / Analytical Chemistry, 1984. № 56. P. 650-653

276. Crimme H. Fractiometre exstraction von Rupfer aus Boden // Ziitschrift fur Plannz und Bodenkunde. - Bd. 113. -1967. - H. 43.

277. Emmirich W.E., Lund L.J., Page A.L., Chang A.C. Solid phase forms of heavy metals in sewage sludge treated soils // J. Environ. Qual. - 1982. - V. 11. - № 2. - P.l 18-124.

278. Fahad F.F. Fate of zink in calcareous soils using Zn-65 as a Tracer: I. Fraction with time // Arid soil research and rehabilitation. 2001. Vol. 2. p. 217-225

279. Fassbender H.W., Seekamp G. Fractionen und Doslichkeit der Schwermetall Cd, Co, Cr, Ni und Pb im Boden // Geoderma. - 1977. - № 16. - P. 55-69.

280. Ford R.G., Scheinost A.C, Sparks D.L. Frontiers in metal/precipitation mechanisms on soil mineral surfaces // Adv. Agron. 2001. V. 74. P. 41-62. , .

281. Heinrichs H, Mayer R. Distribution and cycling of major and trace elements in two Central European forest ecosystems // J. Env. Qual. 1977. V. 6. P. 402-407

282. Kabata-Pendias A., Pendias H. Trace Elements in Soils and Plants, CRC Press. Boca Raton, Fl., 2001. 43Op.

283. Kliaugiene E., Baltrenas P. Research on heavy metals immobilization in roadside soil by natural zeolites // Proceedings of "7th international Conference on the Biogeochemistry of Trace Elements" Uppsala, Sweden, June 15-19, 2003. - V. 1. - P. 76-78.

284. Knox A.S., Adriano D.C. Effect of zeolite and apatite on mobility and speciation of metals // Proceedings of 5-th International Conference of Biogeochemistry of Trace Elements". - Vienna, Austria, 1999.-P. 990-991.

285. Knox A.S., Seaman J., Adriano D.C., Pierzynski G. Chemophytostabilization of metals in contaminated soils // Bioremediation of contaminated soil / Eds. D.L. Wise et al. - N.Y.: Marcel Dekker Inc, 2000. - P. 811-836.

286. Kong I.-C, Bitton G. Correlation between heavy metal toxicity and metal fractions of contaminated soils in Korea // Bull. Environ. Contain. Toxicol. 2003. 70. p. 557-565.

287. Kuch J. Distribution of uranium and selected heavy metals in the sediments of the floodplain of the Ploucnice river. PhD thesis, Charles University in Prague, 1996. 278 p.

288. Le Rich H.H., Weir A.N. A method of studing trace elements on soil fractions // The J. of Soil. Sci. - 1963. - V. 14, № 12. - P. 71-75.

289. Manceau A., Lanson В., Schlegel M.L., Harge J.C., Musso M., Eybert- Berard L., Hazemann J.L., Chateigner D. Lamble G.M. Quantative Zn speciation in smelter-contaminated soils by EXAFS spectroscopy // Am. J. Sci. - 2000. - V. 300. - P. 289-343.

290. McBride M.B. Copper in solid and solution phases of soil // In Copper in soils and plants / Eds.: Logeragan Y.F., Robson A.D., Grahm K.D. - Academic Press. N.Y., 1981. - P. 25-43.

291. McBride M.B. Reactions controlling heavy metals solubility in soils // Adv. Soil. Sci. - 1989.-V. 10.-P. 2-47.

292. McLaren R.G., Crawford D.V. Studies on soil copper. I. The fractionation of copper in soils // J. Soil Sci. - 1973. - V. 24, № 2. - P. 172-181.

293. Miller P.W., Martens D.C., Zelazny L.W. Effect of sequence in extraction of trace metals from soils // Soil Sci. Am. J. - 1986. - V. 50. - P. 598-601.

294. Ming D.W., Mumpton F.A. Zeolities in soils. In: J.B. Dixon and S.B. Weed (Eds.): Mineral in soil environments. - SSSA BOOK Series. - Madison WI. - P. 873-911.

295. Papadopoulos P., Rowell D.L. The reaction of cadmium with calcium carbonate surfaces // J. Soil Sci. - 1988. - № 39. - p. 23-36.

296. Piccolo A., Stevenson F.J. Infrared spectra of Cu2+, Pb2 + and Ca2+complezes of soil humic sudstances // Geoderma, 1982. V. 27. № 3. P. 195-208.

297. Pinsky D.L., Antalova S., Mocik A. The state of Cd, Pb and Zn in soils and their uptake by plants // Int. Conference of Soil Conservation and Environment. - 1989. P. 2-5.

298. Prasad M. N. V., Hagemeyer J (Eds.). Heavy Metal Stress in Plants. Berlin, Springer, 1999. 401p.

299. Shuman L.M. Fractionation method for soil microelements // Soil Sci. - 1980. - V. 140, N 1. -P. 11-22.

300. Shuman L.M. Zinc, manganese, and copper in soil fractions // Soil Sci. - 1979. - V. 127 - P. 10-17.

301. Sims J.T., Kline J.S. Chemical fractionation and plant uptake of heavy metals in soils amended with sewage sludge // J. Environ. Qual. - 1991. - V. 20. - P. 387-395.

302. Sparks D.L. Environmental soil chemistry. Second Edition. - Academic press, USA, 2003. - 352 p.

303. Sposito G. The chemistry of soil. N.Y: Oxford Univ. Press, 1989.338 p.

304. Sposito G. The surface chemistry of soils. -N.Y.: Oxford Univ. press, 1984. - 320p.

305. Tessier A., Campbell P.G.C., Bisson M. Sequential extraction procedure for the speciation of particulate trace metals //Analytical chemistry. Vol. 51, No. 7. June 1979. P.844-850.

306. Tiller K.G. Heavy metals in soils and their environmental significance // Advances in soil science. - 1989. - V. 9. - P. 113-142.

307. Traina S.J., Laperche V. Contaminant bioavailability in soils, sediments and aquatic environments // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 1999. - V. 96. - P. 3365-3371

308. Whalley C, Grant. A. Assessment of the phase selectivity of the European Community Bureau of Reference (BCR) sequential extraction procedure for metals in sediment // Analyt. Chem. Acta. -1994. - V. 61. - P. 2211-2221.

309. Wilde S.A., Voigt G.K. Analysis of soils and plants for foresters and horticulturists. - Michigan: Edwards publisher, 1955. - 117 p.

Информация о работе

Манджиева, Саглара Сергеевна
кандидата биологических наук
Ростов-на-Дону, 2009
ВАК 03.00.27

Диссертация

Соединения тяжелых металлов в почвах Нижнего Дона как показатель их экологического состояния - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы