Оценка устойчивости биологических свойств разных подтипов черноземов юга России к загрязнению Cr, Cu, Ni, Pb тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.02.08, кандидат биологических наук Ярославцев, Михаил Викторович

• Ярославцев, Михаил Викторович
• кандидат биологических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Ярославцев, Михаил Викторович

СОДЕРЖАНИЕ

введение

глава 1. экологические последствия загрязнения почв тяжелыми металлами

1.1. источники загрязнения и поведение тяжелых металлов в почве

1.2. Влияние загрязнения тяжелыми металлами на свойства почвы и

живые организмы

глава 2. черноземы юга россии

2.1. Условия почвовобразования

2.2. Место черноземов в почвенном покрове Юга России

2.3. Закономерности географического распространения черноземов на юге Росии

2.4. Экологические и почвенно-генетические особенности фаций

черноземов

2.5. Классификация и диагностика черноземов

2.6. Черноземы южно-европейской фации

2.7. Черноземы восточно-европейской фации

2.8. Черноземы горные

глава 3. методика и методы исследований

3.1. Методика проведения модельных исследований

3.2. Лабораторно-аналитические методы определения свойств почв

3.3. Статистическая обработка результатов

глава 4. устойчивость черноземов юга россии к загрязнению тяжелыми металлами

4.1. Устойчивость к загрязнению тяжелыми металлами чернозема обыкновенного

4.2. Устойчивость к загрязнению тяжелыми металлами чернозема южного

4.3. Устойчивость к загрязнению тяжелыми металлами чернозема

обыкновенного (североприазовского)

4.4. Устойчивость к загрязнению тяжелыми металлами чернозема

обыкновенного (предкавказского)

4.5. Устойчивость к загрязнению тяжелыми металлами чернозема типичного (предкавказского)

4.6. Устойчивость к загрязнению тяжелыми металлами чернозема выщелоченного слитого

4.7. устойчивость к загрязнению тяжелыми металлами чернозема южного (каштанового)

4.8. устойчивость к загрязнению тяжелыми металлами чернозема типичного (предгорного)

4.9. устойчивость к загрязнению тяжелыми металлами чернозема типичного (горного)

4.10. Влияние загрязнения тяжелыми металлами на интегральный

показатель биологического состояния черноземов

глава 5. сравнительная оценка устойчивости биологических свойств черноземов юга россии к загрязнению тяжелыми металлами

глава 6. оценка возможности применения биологических показателей при мониторинге загрязнения черноземов юга россии тяжелыми металлами

6.1. Оценка информативности показателей

6.2. Оценка чувствительности показателей

6.3. Общая оценка

выводы

литература

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оценка устойчивости биологических свойств разных подтипов черноземов юга России к загрязнению Cr, Cu, Ni, Pb»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Почвенный покров юга России характеризуется уникальным разнообразием черноземов. Здесь расположены черноземы обыкновенные и южные восточно-европейской фации Ростовской и Волгоградской областей, черноземы южные, обыкновенные, типичные, выщелоченные и оподзоленные Предкавказья, слитые черноземы предгорий Кавказа, каштановые черноземы Тамани, солонцеватые черноземы Центрального Предкавказья, предгорные черноземы Ставропольской возвышенности, горные черноземы Кавказа и др. (Черноземы СССР (Предкавказье и Кавказ), 1985; Вальков и др., 2008). Такое разнообразие связано со спецификой местного климата, обусловленной теневым эффектом Кавказских гор и близостью Азовского, Черного и Каспийского морей, и особенностями рельефа.

Вышеупомянутые черноземы юга России значительно различаются между собой по эколого-генетическим свойствам, а соответственно и по устойчивости к антропогенным воздействиям, в том числе к загрязнению тяжелыми металлами. Однако эти различия ранее изучены не были. В то же время знание этих особенностей очень важно, поскольку значительные территории, занимаемые на юге России черноземами, могут существенно различаться по устойчивости к загрязнению тяжелыми металлами, нефтью и нефтепродуктами, пестицидами и т.д. Это необходимо учитывать в сельскохозяйственной и природоохранной деятельности.

Главное внимание в исследовании уделено биологическим свойствам почв, поскольку они первыми реагируют на загрязнение и наиболее информативны при оценке устойчивости почв к антропогенным воздействиям.

Цель и задачи исследования. Цель работы — дать сравнительную оценку устойчивости биологических свойств разных типов и подтипов чер-

ноземов юга России к загрязнению Сг, Си, N1, РЬ (в модельном эксперименте).

Задачи исследования:

1.Установить закономерности воздействия загрязнения тяжелыми металлами (ТМ) на биологические свойства черноземов юга России, такие как ферментативная активность, обилие бактерий рода Аго^Ьа^ег, фитотоксич-ность почв, а также содержание гумуса и реакция среды.

2.Провести сравнительную оценку устойчивости к загрязнению ТМ биологических свойств основных черноземов юга России: обыкновенных и южных восточно-европейской фации, обыкновенных, южных, типичных, выщелоченных слитых, предгорных и горных южно-европейкой фации.

3.Определить возможность и целесообразность использования различных биологических показателей в целях мониторинга и диагностики загрязнения ТМ черноземов юга России.

Основные положения, выносимые на защиту.

1 .Загрязнение черноземов юга России Сг, Си, N1, РЬ, как правило, ведет к ухудшению их биологических свойств: снижается активность каталазы и дегидрогеназы, целлюлозолитическая способность, обилие бактерий рода Аго(оЪас!ег, ухудшаются показатели прорастания и начального роста растений. Степень ухудшения биологических свойств зависит от природы элемента, содержания его в почве и генетических свойств чернозема, определяющих его устойчивость к загрязнению. По степени негативного воздействия на биологические свойства черноземов оксиды ТМ образуют следующий ряд: Сг03 > СиО > РЪО >= N10. Как правило, наблюдается прямая зависимость между содержанием ТМ и степенью ухудшения исследуемых свойств почвы.

2. По степени ухудшения биологических свойств при загрязнении ТМ черноземы юга России образуют следующую последовательность: Чо, Чо(с), Чо(п) > Чт(г) >= Чт(п/г) > Чт(п), Чю, Чю(к) > Чв(сл). Наибольшую устойчивость к загрязнению ТМ имеют черноземы обыкновенные, меньшую — ти-

личные, еще меньшую — южные, наименьшую — выщелоченные слитые. Такая последовательность определяется эколого-генетическими свойствами черноземов — реакцией среды, содержанием органического вещества и др. Высокое содержание гумуса в большей степени определяет буферность почвы к загрязнению хромом, а высокие значения рН больше обеспечивают устойчивость к меди, никелю и свинцу.

3.Использованные биологические показатели — активность каталазы и дегидрогеназы, целлюлозолитическая способность, обилие бактерий рода АгоШЬаМег, длина корней редиса — подтвердили свою пригодность для мониторинга, диагностики и нормирования химического загрязнения почв.

Объекты и методы исследований представлены ниже, в главах 2 и 3.

Научная новизна работы. Впервые для огромного разнообразия черноземов юга России установлены закономерности изменения основных биологических свойств, таких как активность ферментов, обилие бактерий рода АгоШЬааег, фитотоксичность под влиянием загрязнения ТМ, приоритетных поллютантов в регионе. Дана сравнительная оценка устойчивости к загрязнению ТМ широкого спектра черноземов юга России: обыкновенных и южных восточно-европейской фации, обыкновенных, южных, типичных, выщелоченных слитых, предгорных и горных южно-европейкой фации. Установлена возможность и целесообразность применения различных биологических показателей в целях мониторинга и диагностики загрязнения ТМ черноземов и наземных экосистем в целом юга России.

Практическая значимость. Результаты исследования могут быть использованы: 1) в учебном процессе при преподавании дисциплин в области экологии, почвоведения, природопользования, охраны природы и т.д.; 2) в научных целях при биомониторинге и биодиагностике состояния почв и экосистем, загрязненных ТМ; при создании экологических карт устойчивости почв и экосистем юга России к загрязнению ТМ; 3) в природоохранных мероприятиях при оценке воздействия на окружающую среду; разработке ре-

тональных ПДК ТМ в почве; определении предельно допустимой антропогенной нагрузки на территорию; экологическом прогнозировании последствий деятельности человека на данной территории; определении степени ответственности предприятий при нерациональном природопользовании; оценке риска катастроф; проведении экологической экспертизы, сертификации, паспортизации территории или хозяйственного объекта и т.д.

Личный вклад автора. Тема, цель, задачи, объекты, методы и план исследования определены автором совместно с научным руководителем. Полевые исследования и отбор почв для модельных экспериментов осуществлены в ходе проведения комплексных экспедиций. Лабораторные модельные опыты и анализы проведены лично автором или под его руководством. Анализ и обобщение полученных результатов, формулировка выводов и основных защищаемых положений сделаны лично автором при направляющем и корректирующем участии научного руководителя. По результатам исследований автором или научным коллективом с участием автора опубликован ряд научных работ объемом 5,4 п.л. и долей участия автора - 75 %.

Апробация работы. Результаты исследования были представлены на II Международной научной конференции «Актуальные проблемы биологии, нанотехнологий и медицины» (Ростов-на-Дону, 2008); III Международной конференции «Проблемы природопользования и экологическая ситуация в Европейской России и сопредельных странах» (Белгород, 2008); Научной конференции аспирантов и молодых ученых РГУ (Ростов-на-Дону, 2008, 2009, 2010); III Всероссийской научно-практическая конференция «Экологические проблемы природных и урбанизированных территорий» (Астрахань, 2009); III Международной конференции «Горные экосистемы и их компоненты» (Нальчик. 2009); Международной научно-практической конференции «Геоэкология и рациональное природопользование: от науки к практике» (Белгород, 2009); II Всероссийской конференции «Биогеография почв» (Москва, 2009); Международной конференции «Экокультура и фитобиотехноло-

гии улучшения качества жизни на Каспии» (Астрахань, 2010); Научной конференции «Актуальные проблемы экологии и биологии почв» (Ростов-на-Дону, 2010); Научной конференции «Актуальные проблемы экологии и природопользования» (Ростов-на-Дону, 2011); Всероссийской научной конференции «Модернизация науки и образования». Секция 1: «Биологические науки». (Махачкала, 2011).

Результаты исследования внедрены в Южном федеральном университете в научную деятельность (использованы в научных отчетах по грантам и госконтрактам) и в учебный процесс (при преподавании дисциплин «Экология», «Экологический мониторинг», «Экология почв»).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 15 научных работ, объемом 5,4 п.л., из них 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК. Доля участия автора в публикациях —75 %.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 139 страницах. Состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы. Содержит 30 таблиц и 65 рисунков. Список литературы включает 194 источник, из них 28 на иностранных языках.

Конкурсная поддержка исследования. Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ (гранты 07-04-00690-а, 07-04-10132-к, 08-04-10080-к), ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы (государственные контракты П169, П1298, П322), Президента РФ (гранты МД-3155.2007.4, НШ-5316.2010.4).

Благодарности. Автор глубоко признателен за помощь в работе своему научному руководителю — заведующему кафедрой экологии и природопользования ЮФУ, д.с.-х.н., профессору С.И. Колесникову и всем сотрудникам кафедры.

ГЛАВА 1. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ

1.1. ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ И ПОВЕДЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВЕ

Термин «тяжелые металлы» (ТМ) характеризует широкую группу загрязняющих веществ. В различных научных работах авторы по-разному трактуют значение этого понятия. Соответственно в широких пределах изменяется количество элементов, относимых к этой группе. В качестве критериев принадлежности используются различные характеристики: атомная масса, плотность, токсичность, распространенность в природной среде, степень вовлеченности в природные и техногенные циклы.

В работах, посвященных проблемам загрязнения окружающей природной среды и экологического мониторинга, к тяжелым металлам относят свыше 40 элементов таблицы Д.И. Менделеева с атомной массой более 50 атомных единиц массы: V, Сг, Мп, Бе, Со, Си, Ъп, Мо, Сё, Бп, Яg, РЬ, В1 и др. (Ильин, 1991; Орлов и др., 1991).

Однако, сложившееся понятие «тяжелые металлы» не является строгим, так как к ним часто относят неметаллы, например, Ав, 8е, а иногда Ве и другие элементы, атомная масса которых меньше 50 атомных единиц массы.

Таким образом, в научной литературе нет общепринятого термина для обозначения такой группы элементов-неметаллов как Ая, Бе, ¥, В, Ве и другие. Их называют «продукты техногенеза», «тяжелые металлы», «микроэлементы» и т.д. Однако ни один из этих терминов не является безукоризненным и точно отражающим их особенности (Колесников и др., 2006).

^ Т

Многие тяжелые темаллы являются микроэлементами незаменимыми для живых организмов, так как входят в состав ферментов (Островская,

1987). В то же время, биологическая роль таких элементов как свинец, ртуть, висмут к настоящему времени не ясна. При этом избыточное содержание тяжелых металлов в различных объектах оружающей среды оказывает токсическое действие на живые организмы.

В настоящей работе основное внимание уделено хрому, йеди, никелю и свинцу, так как именно они являются приоритетными загрязняющими веществами естественных экосистем на юге России (Дьяченко, 2004).

В таблице 1 представлены кларк, норма содержания и ПДК в почве хрома, меди, никеля и свинца.

Таблица 1

Кларк, пределы колебаний содержания и ПДК элементов в почве (мг/кг почвы)

Элемент Кларк Пределы колебаний Концентрация в незагрязненной почве ПДК Россия ПДК Германия

валовое содержание валовое содержание валовое содержание валовое содержание подвижные формы валовое содержание

(по Торшину с соавт., 1990) (по Касьяненко, 1992) (по Беспамятнову, Кро-тову,1985; Лозановской с соавт., 1998 и др.) (по Касьяненко, 1992)

Сг 70 5-1500 1-100 90 6 100

Си 30 2-250 2-100 - 3 100

Ni 50 2-750 1-100 - 4 100

Pb 35 2-300 1-100 32 6 100

В почве тяжелые металлы подвергаются окислению, их растворимость возрастает. Растворимые соединения подвергаются всем типам миграции и загрязняют воду, воздух, продукты питания (Торшин и др., 1990; Соколов, Черников, 1999; Перязева, 2001).

Источники загрязнения почвы тяжелыми металлами делят на природные и техногенные (табл. 2). Природные источники — выветривание горных пород и минералов, эрозионные процессы, вулканическая деятельность. Техногенные источники — добыча и переработка полезных ископаемых, влияние автотранспорта и сельского хозяйства, сжигание топлива и др. (Бондарев, 1976; Алексеев, 1987; Ильин, 1991; Орлов и др., 1991; Бирагова, 2003).

Помимо загрязнения через атмосферу сельскохозяйственные земли, загрязняются тяжелыми металлами еще и при применении пестицидов, минеральных и органических удобрений, использовании сточных вод, известковании, гипсовании и т.д. (Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989; Торшин и др., 1990).

В последнее время, особое внимание ученые уделяют городским почвам, которые в значительной степени подвержены загрязнению тяжелыми металлами (Приваленко, 1993; Ларина и др., 1996; Ладонина и др., 1999; Ильин и др., 2000 и др.; Кадацкий и др., 2001; Ильин, 2002; Хамитова, Степанова, 2004).

Тяжелые металлы поступают на поверхность почвы в различных формах: оксиды и различные соли металлов, как растворимые, так и практически нерастворимые в воде (сульфиды, сульфаты, арсениты и др.).

Ведушим источником загрязнения почв тяжелыми металлами являются выбросы промышленных предприятий по переработке руды и цветной металлургии. В их составе основная масса тяжелых металлов находится в форме оксидов — до 70-90 % (Горбатов, 1983; Цаплина, 1994).

Влияние тяжелых металлов на живые организмы зависит, прежде всего, от концентрации подвижной формы металла в почве, а степень подвижности металла определяется уровнем техногенного воздействия и геохимической обстановкой (Ладонин и др., 1994).

Таблица 2

Источники поступления ТМ в окружающую среду (Вредные химические вещества, 1988)

Элемент Естественное загрязнение Техногенное загрязнение

Сг В элементарном состоянии в природе не встречается. В виде хромита входит в состав земной коры. Выбросы предприятий, где добывают, получают и перерабатывают хром.

Си Общие мировые запасы меди в рудах оценивают 465 млн.т. Входит в состав минералов. Самородная образуется в зоне окисления сульфидных месторождений. Вулканические и осадочные породы. Предприятия цветной металлургии, транспорт, удобрения и пестициды, процессы сварки, гальванизации, сжигание углеводородных топлив.

N1 Входит в состав 53 минералов. Выбросы предприятий цветной металлургии, машиностроительные, металлообрабатывающие, химические предприятия, транспорт, тэс.

РЬ Содержится в земной коре, входит в состав минералов. В окружающую среду поступает в виде силикатной пыли почвы, вулканического дыма, испарений лесов, морских солевых аэрозолей и метеоритной пыли. Выбросы продуктов, образующихся при высокотемпературных технологических процессах, выхлопные газы, сточные воды, добыча и переработка металла, транспортировка, истирание и рассеивание его во время работы машин и механизмов.

Тяжелый гранулометрический состав и высокое содержание органического вещества приводят к закреплению металлов в почве. Чем выше рН, тем сильнее сорбированность катионообразующих металлов, таких как медь, ни-

кель, свинец, ртуть, цинк и др., и выше подвижность анионообразующих, таких как хром, молибден, ванадий и др. Чем более окислительны условия, тем выше миграционная способность тяжелых металлов (Касимов, 1983; Добровольский, Гришина, 1985).

При поступлении на поверхность почвы большая часть тяжелых металлов закрепляется в верхних гумусовых горизонтах. Тяжелые металлы сорбируются на поверхности почвенных частиц, связываются органическим веществом почвы, аккумулируются в гидроксидах железа, входят в состав кристаллических решеток глинистых минералов, образуют собственные минералы, находятся в растворимом состоянии в почвенной растворе и газообразном состоянии в почвенном воздухе, становятся составной частью живых организмов почвы (Глазовская, 1988; Орлов и др., 1991; Добровольский, 1997; Водяницкий, 1998; Мотузова, 1999; Травникова и др., 2000; Минкина и др., 2005; Brummer et al, 1983).

С твердой фазой почвы тяжелые металлы связаны как прочными хемо-сорбционными связями, так и связями, делающие возможным катионный обмен. Обменные формы металлов составляют незначительную часть валового содержания металлов в почве (Добровольский, 1997). Основным процессом, контролирующим уровень концентрации тяжелых металлов в почвенных растворах, являются различные адсорбционные механизмы (Горбатов, 1988). Со временем в почвах происходит уменьшение содержания водорастворимой, обменной и непрочносвязанной форм соединений тяжелых металлов вне зависимости от того поступили металлы в почву в виде оксида или растворимой в воде соли (Алексеев, 1979; Тихомиров и др., 1979; Горбатов, Обухов, 1989).

1.2. ВЛИЯНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ НА СВОЙСТВА ПОЧВЫ И ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ

Проблеме влияния загрязнения тяжелыми металлами на биологические свойства почв посвящено много работ, позволивших установить следующее.

Загрязнение тяжелыми металлами изменяет общую численность микроорганизмов в почве. Рядом исследователей установлено снижение количества бактерий и актиномицетов (Евдокимова, Мозгова, 1975; Бабьева и др., 1980; Евдокимова и др., 1984; Булавко, Наплекова, 1984; Левин и др., 1989; Kabata-Pendias, Pendias, 1973). Аммонифицирующие, олигонитрофильные, корнеподобные и некоторые споровые бактерии, а также актиномицеты более чувствительны к загрязнению (Стефурак, 1982; Bewley, Stotzky, 1983). Целлюлозолитические бактерии (Булавко, Наплекова, 1984), бактерии, использующие минеральный азот (Евдокимова, Мозгова, 1978; Летунова и др., 1976; Наплекова, Степанова, 1981; Стефурак, 1982) и микромицеты (Пахоти-на, 1958; Скворцова, Якушкина, 1980; Наплекова, Степанова, 1981; Перцов-ская и др., 1982; Косинова, 1985; Tatsuyama et al., 1975; Gingell et al., 1976) более устойчивы к тяжелым металлам. Такая устойчивость грибов объясняется их физиологическими особенностями — в процессе жизнедеятельности они выделяют органические кислоты, которые образуют с тяжелыми металлами комплексы, являющиеся менее токсичными, чем свободные ионы (Gingell et al., 1976; Gadd, Griffiths, 1978).

Другие исследователи зафиксировали увеличение общей численности мироорганизмов в почве при загрязнении тяжелыми металлами (Кобзев, 1980; Булавко, 1982; Загуральская, Зябченко, 1994; Колесников, 2000). Возможно, это объясняется гибелью чувствительных микроорганизмов и активным развитием устойчивых форм, использующих в качестве питания энергетический материал погибших клеток (Кобзев, 1980; Булавко, 1982). Увеличение численности особенно характерно для микромицетов (Евдокимова и др.,

1984; Марфенина, 1985). Для дрожжей пределы устойчивости к высокому содержанию ТМ довольно широки (Левин, Григорьева, 1988).

Загрязнение почв тяжелыми металлами влияет на видовой состав почвенных микроорганизмов, в первую очередь, вызывая сужение видового разнообразия комплекса почвенных микромицетов и увеличение доминирования небольшого числа видов (Ковальский, 1974; Лугаускас и др., 1981; Наплеко-ва, Булавко, 1985; Косинова, 1985; Левин и др., 1989; Колесников, 2000). При этом доминирующими часто становятся микромицеты, обладающие фито-токсическими свойствами (Марфенина, 1985), что негативным образом сказывается на прорастании семян и развитии проростков растений (Левин и др., 1989). Кроме того, в загрязненной почве появляются несвойственные для нормальных условий, очевидно, устойчивые к тяжелым металлам виды микромицетов (Кобзев, 1980; Лугаускас и др., 1981; Евдокимова и др., 1984; Nordgren et al., 1985).

Загрязнение почв тяжелыми металлами изменяет активно функционирующие в почве микробные сообщества (Виноградский, 1952; Шестакова, Иванова, 1968; Евдокимова, Мозгова, 1978; Бабьева и др., 1980; Гузев и др., 1980; 1986; Булавко, 1982; Наплекова, 1982; Никитина, 1982; Мамитко, Ма-митко, 1983; Зыкина, Чугунова, 1984).

Загрязнение почвы тяжелыми металлами влияет на активность ее биохимических процессов. Тяжелые металлы ингибируют активность каталазы, инвертазы, дегидрогеназы, уреазы, фосфатазы, амилазы, протеазы и других ферментов (Шиндерук, 1976; Григорян, Галстян, 1979; 1986; Григорян, 1980; Паникова, Перцовская, 1982; Асеева и др., 1988; Ефремова и др., 1988; Tyler, 1974; Hertkort-Obst, Frank, 1980). Есть данные, что тяжелые металлы могут полностью инактивировать некоторые ферменты в почве (Белицина и др., 1989).

Загрязнение почв тяжелыми металлами снижает скорость процессов минерализации и синтеза различных веществ в почве (Duxbury, 1985), подав-

ляет дыхание почвенных микроорганизмов (ГТерцовская и др., 1975; Евдокимова и др., 1984; Смит, 1985; Аристовская, Чугунова, 1989; Doleman, 1986), снижает интенсивность накопления свободных аминокислот (Гришина и др., 1990а) и скорость разложения целлюлозы в почве (Евдокимова и др. 1984; Williams et al., 1977; Tatsuyama et al., 1981). В то же время, незначительное загрязнение почвы тяжелыми металлами не влияет на интенсивность разложения целлюлозы (Умаров, Азиева, 1980; Булавко, Наплекова, 1982; Killham, Wainwright, 1981), возможно потому, что грибы, играющие важную роль в разложении клетчатки, отличаются большой устойчивостью к тяжелым металлам (Гришина и др., 1990b).

Загрязнение почв тяжелыми металлами подавляет в большей степени азотфиксацию (Умаров, Азиева, 1980; Евдокимова и др., 1984; Гришина и др., 1984; Скворцова и др., 1984; Родынюк,1985; Левин и др., 1989; Tyler, 1974; Vesper, Weidensaul, 1978) и в меньшей степени аммонификацию и нитрификацию (Евдокимова, Мозгова, 1975; Важенина, 1983; Premi, Cornfield, 1969; Kabata-Pendias, Pendias, 1973; Tyler, 1974; Giashuddin, Cornfield, 1979; Doleman, 1986). Низкие концентрации TM могут даже стимулировать азот-фиксацию, аммонификацию и нитрификацию (Умаров, Азиева, 1980; Гришина и др., 1990а; Giashuddin, Cornfield, 1979; Wainwright, 1980).

Тяжелые металлы способны изменять также консервативные свойства почв, такие как гумусное состояние (Рева, Филатова, 1978; Федорищак, 1978; Гришина и др., 1984; Гришина и др., 1990с; Безуглова и др., 1999; Минкина и др., 2006; Killham, Wainwright, 1981).

Загрязнение тяжелыми металлами вызывает изменение рН и Eh почвы, разрушение ППК, ухудшение структуры почвы, уменьшение общей порозно-сти, снижение водопроницаемости (Пахотина, 1958; Killham, Wainwright, 1984). В результате ухудшается водно-воздушный режим (Шелюг, 1968) и агрохимические свойства почв (Важенина, 1983).

Загрязнение почв тяжелыми металлами оказывает на растения как прямое, так и косвенное действие (Демидчик, 2001; Зубкова, Демин, 2004; Смирнова и др., 2005; Колесников, Жаркова, 2010). В первом случае, тяжелые металлы поступают из почвы в растения и нарушают их метаболизм. Во втором случае, тяжелые металлы влияют на свойства почвы, ухудшая ее плодородие. Например, тяжелые металлы способствуют развитию фитотоксич-ной микрофлоры.

Влияние тяжелых металлов на свойства почв зависит, прежде всего, от природы элемента, его концентрации в почве, формы химического соединения металла, присутствия конкурирующих ионов, устойчивости почв и т.д. (Левин и др., 1989; Колесников, 2000; Anderson, Nilsson, 1976).

Хроническое загрязнение почвы низкими дозами тяжелыми металлами может вызывать больший токсический эффект, по сравнению с однократным поступлением в высоких дозах (Doelman, 1986).

Таким образом, загрязнения почв тяжелыми металлами в большинстве случаев вызывает снижение биологической активности почвы, но при незначительном загрязнении известны случаи увеличения численности микроорганизмов, интенсивности биохимических процессов и т.д.

Генотоксическое и цитотоксическое воздействие тяжелых металлов на биологические системы обусловлено тем, что они легко связываются с сульфгидрильными группами белков, в том числе ферментов, подавляя их синтез, и, следовательно, нарушая обмен веществ в организме (Громов, Павленко, 1989; Торшинидр., 1990).

Механизм токсического действия ТМ представлен в табл. 3.

Многие исследования посвящены изучению механизмов сопротивляемости живых организмов действию металлов (Барсукова, 1997; Antonovics et al., 1971; Сох, Hutchinson, 1980; Foy et al., 1978 и др.).

Высокая устойчивость живых организмов, прежде всего растений, к повышенным концентрациям металлов и их способность накапливать значи-

тельные концентрации тяжелых металлов могут представлять большую опасность для здоровья людей, поскольку делает возможным поступление загрязняющих веществ в пищевые цепи (табл. 4).

Таблица 3

Механизм действия токсичности ТМ (по Торшину с соавт., 1990)

Элемент Действие

Си, РЬ Влияние на проницаемость мембран, реакция с БН — группами цис- теина и метионина

РЬ Изменение трехмерной структуры белков

Си, № Образование комплексов с фосфолипидами

№ Образование комплексов с альбуминами

РЬ2+ Ингибирование ферментов: ацетилхолинэстеразы, щелочной фосфа- тазы, АТФазы

№2+ Ингибирование ферментов: карбоангидразы, цитохромоксидазы, бензопиренгидроксилазы

Разные тяжелые металлы представляют опасность для здоровья человека в различной степени. Работы Колесникова С.И. с соавт. (2006, 2010) показали, что тяжелые металлы по влиянию на состояние почвы не располагаются по классам опасности, разработанным применительно к здоровью людей (табл. 5). Поэтому по отношению к почвам предложены собственные классы опасности (табл. 6).

Таблица 4

Действие ТМ на организм человека (Ковальский, 1974; Краткая медицинская энциклопедия, 1989; Торшин с соавт., 1990; Воздействие на организм ..., 1997; Справочник по токсикологии ..., 1999)

Элемент Физиологические отклонения

при недостатке при избытке

Сг Дерматиты, канцерогенность

Си Слабость, анемия, белокровие, заболевания костной системы, нарушение координации движений Профессиональные заболевания, гепатит, болезнь Вильсона. Поражает почки, печень, мозг, глаза

N1 Дерматиты, нарушение кроветворения, канцерогенность, эмбриотоксикоз, подострая миело-оптиконейропатия

РЬ Свинцовая энцефало-нейропатия, нарушение обмена веществ, ингибирование ферментативных реакций, авитаминоз, малокровие, рассеянный склероз. Входит в состав костной системы вместо кальция

Таблица 5

Классы загрязняющих веществ по степени их опасности

(ГОСТ 17.4.1.02-83)

№ Класс Элемент

I высоко опасные Сс1, РЬ, Ав, Бе, Б

II умеренно опасные Си, Со, М, Мо, Сг, В, БЪ

III мало опасные V, Мп, 8г, Ва

Таблица 6

Классы элементов по степени их экологической опасности для почвы (Колесников и др., 2010)

№ Класс Элемент

I высоко опасные Бе, Сг, вп, ЧУ, Сё

II умеренно опасные Ав, Со, БЬ, Си, №, В, РЬ

III мало опасные Бг, Мо, Тп, V, Ва, Мп, Б

Заключение диссертации по теме «Экология (по отраслям)», Ярославцев, Михаил Викторович

ВЫВОДЫ

1. Загрязнение черноземов юга России оксидами Cr, Си, Ni, Pb, как правило, ведет к ухудшению их биологических свойств: снижаются активность каталазы, активность дегидрогеназы, целлюлозоразрушающая способность, обилие бактерий рода Azotobacter, ухудшаются показатели прорастания и начального роста растений.

2. Степень ухудшения биологических свойств зависит от природы элемента, содержания его в почве и генетических свойств чернозема, определяющих его устойчивость к загрязнению. По степени негативного воздействия на биологические свойства черноземов оксиды ТМ образуют следующий ряд: Сг03 > СиО > РЪО >= NiO. Как правило, наблюдается прямая зависимость между содержанием ТМ и степенью ухудшения исследуемых свойств почвы.

3. По степени ухудшения биологических свойств при загрязнении ТМ черноземы юга России образуют следующую последовательность: Чо = Чо(с) = Чо(п) > Чт(г) >= Чт(п/г) > Чт(п) = Чю = Чю(к) > Чв(сл). Наибольшую устойчивость к загрязнению ТМ имеют черноземы обыкновенные, меньшую — типичные, еще меньшую — южные, наименьшую — выщелоченные слитые. Такая последовательность определяется эколого-генетическими свойствами черноземов — реакцией среды, содержанием органического вещества и др. Высокое содержание гумуса в большей степени определяет буферность почвы к загрязнению хромом, а высокие значения рН больше обеспечивают устойчивость к меди, никелю и свинцу.

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

5. По степени чувствительности (по степени снижения значений) к загрязнению ТМ исследованные биологические показатели располагаются следующим образом: целлюлозолитическая способность > активность дегидрогеназы > длина корней (фитотоксичностъ) >= обилие бактерий рода АгоШЪа^ег > = активность каталазы.

6. Все использованные в работе биологические показатели (активность каталазы и дегидрогеназы, целлюлозолитическая способность, обилие бактерий рода Аго^ЪаМег, длина корней редиса) подтвердили свое соответствие необходимым требованиям, предъявляемым к показателям, используемым для мониторинга, диагностики и нормирования химического загрязнения почв. Они отличаются высокими информативностью и чувствительностью, достаточной воспроизводимостью, допустимым варьированием, широкой распространенностью методов, небольшой ошибкой опыта, простотой, малой трудоемкостью, высокой скоростью определения и т.д.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Ярославцев, Михаил Викторович, 2012 год

ЛИТЕРАТУРА

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

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

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

4. Антропогенная эволюция черноземов. Под ред. А.П. Щербакова. Воронеж. 2000. 220 с.

5. Аристовская Т.В., Чугунова М.В. Экспресс-метод определения биологической активности почвы // Почвоведение. 1989. № 11. С. 142-147.

6. Асеева И.В., Лаврентьева В.А., Коновалова O.E. Влияние аэротехногенного загрязнения на биохимическую активность дерново-подзолистой почвы // Экотоксикология и охрана природы. Рига, 1988. С. 18-19.

7. Бабьева И.П., Левин C.B., Решетова И.С. Изменение численности микроорганизмов в почвах при загрязнении тяжелыми металлами // Тяжелые металлы в окружающей среде. М.: Изд-во МГУ, 1980. С. 115-120.

8. Бабьева М.А., Зенова Н.К. Биология почв. М.: Изд-во МГУ, 2004. 336 с.

9. Барановская В.А. Горные черноземы Карачаево-Черкессии. Автореферат диссертации кандидата с.-х. наук Орджоникидзе, 1969, 25с.

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

П.Батова В.М. Климат // Природные условия и естественные ресурсы. Ростов н/Д: Изд-во Рост, ун-та, 1986. С. 79-117.

12.Безуглова О.С., Вальков В.Ф., Казеев К.Ш., Колесников С.И., Морозов И.В. Влияние высоких концентраций тяжелых металлов на гумусное состояние и биологическую активность чернозема обыкновенного карбонатного // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. 1999. № 2. С. 65-71.

13.Белицина Г.Д., Дронова Н.Я., Скворцова И.Н., Томилина J1.H. Изменение некоторых показателей биологической активности почв под влиянием антропогенной нагрузки // Почвоведение. 1989. № 1. С. 140-144.

14.Беспамятное Т.П., Кротов А.Ю. Предельно-допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде. Л.: Наука, 1985. 528 с.

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

16.Блажний E.G. Почвенный очерк Таманского полуострова // Труды Кубано-Черноморского НИИ. Вып. 75. 1926.

17.Блажний Е.С. Почвы дельты Кубани и прилегающих пространств. Краснодар, 1971.220 с.

18.Блажний Е.С. Почвы равнинной и предгорной части Краснодарского края // Труды Кубанского СХИ. Краснодар, 1959.

19.Блажний Е.С., Гаврилюк Ф.Я., Вальков В.Ф., Редькин Н.Е. Черноземы Западного Предкавказья // Черноземы СССР (Предкавказье и Кавказ). М.: Агропромиздат, 1985. С. 3-50.

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

21.Булавко Г.И. Влияние различных соединений свинца на почвенную микрофлору. Изв. Сиб. отд. АН СССР, вып. 1. Сер. биол. 1982. №5. С. 79-86.

22.Булавко Г.И., Наплекова H.H. Влияние различных соединений свинца на биологическую активность почв // Изв. СО АН СССР. Сер. биол. 1982. № 10/2. С. 85-90.

23.Булавко Г.И., Наплекова H.H. Влияние свинца на микрофлору дерново-подзолистой почвы и чернозема выщелоченного // Изв. СО АН СССР. Сер. биол. наук. 1984. №18/3. С. 36-39.

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

25.Вальков В.Ф. Генезис почв Северного Кавказа. Ростов н/Д: Изд-во Ростовского университета, 1977. 159 с.

26.Вальков В.Ф. и др. Справочник по оценке почв. - Майкоп: ГУРИПП «Адыгея», 2004. С. 116-117

27.Вальков В.Ф., Казадаев A.A., Кременица A.M., Супрун В.А., Суханова В.М., Тащиев С.С. Влияние сжигания стерни на биоту чернозема // Почвоведение. 1996а. № 12. С. 1517-1522.

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

29.Вальков В.Ф., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Оригинальность черноземов Предкавказья // Научная мысль Кавказа. 2002. № 4. С.45-53.

30.Вальков В.Ф., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Почвы Юга России. Ростов-на-Дону: Изд-во «Эверест», 2008. 276 с.

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

32.Виноградский С.Н. Микробиология почвы. М.; Л., 1952. 792 с.

33.Водяницкий Ю.Н., Добровольский В.В. Железистые минералы и тяжелые металлы в почвах. М.: Почвенный институт им. В.В. Докучаева РАСХН. 1998.216 с.

34.Вредные химические вещества. Неорганические соединения элементов I-IV групп: Справ, изд. Л.: Химия, 1988. 512 с.

35.Гаврилюк Ф.Я. Черноземы Западного Предкавказья. Харьков: Изд-во Харьковского университета, 1955. 148 с.

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

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

38.Горбатов В.С Трансформация соединений цинка, свинца и кадмия в почвах. Дис. ... канд. биол. наук. ML, 1983. 161 с.

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

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

41.Григорян К.В. Влияние загрязненных промышленными отходами оросительных вод на физические, физико-химические свойства и биологическую активность почв: Автореф. дис.... канд. биол. наук. М., 1980. 25 с.

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

43.Григорян К.В., Галстян А.Ш. Влияние загрязненных промышленными отходами оросительных вод на ферментативную активность почв // Почвоведение. 1979. № 3. С. 130-138.

44.Гришина JI.A., Конорева И.А., Фомина Г.Н., Скворцова И.Н. Влияние аэрозагрязнения на биологическую активность дерново-подзолистых почв // Науч. докл. высш. шк. Биол. науки. 1984. №12. С. 83-88.

45.Гришина Л.Г., Копцик Г.Н., Сапегина И.В. Биологическая активность почв и скорость деструкционных процессов // Влияние атмосферного загрязнения на свойства почв. М.: Изд-во МГУ, 1990а. С. 81-94.

46.Гришина Л.Г., Макаров М.И., Недбаев Н.П., Окунева P.M., Костенко A.B. Изменение свойств почв в условиях промышленного загрязнения // Влияние атмосферного загрязнения на свойства почв. М.: Изд-во МГУ, 1990b. С. 22-64.

47.Гришина Л.Г., Макаров М.И., Сапегина И.В. Влияние промышленного загрязнения на органическое вещество почв // Влияние атмосферного загрязнения на свойства почв. М.: Изд-во МГУ, 1990с. С. 95-137.

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

49.Гроссгейм A.A. Растительный покров Кавказа. М., 1948.

50.Гузев B.C., Бондаренко Н.Г., Бызов Б.А. и др. Структура инициированного микробного сообщества как интегральный метод оценки микробиологического состояния почвы // Микробиология. 1980. Т. 49. № 1. С. 134-140.

51.Гузев B.C., Левин C.B., Бабьева И.П. Тяжелые металлы как фактор воздействия на микробную систему почв // Экологическая роль микробных метаболитов. М., 1986. С. 82-104.

52.Демидчик В.В. Токсичность избытка меди и толерантность к нему растений. Успехи современной биологии. 2001. Т. 121. № 5. С. 511-525.

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

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

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

56.Добровольский Г.В., Гришина Л.А. Охрана почв. М.: Изд-во МГУ, 1985. 224 с.

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

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

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

60.Евдокимова Г.А., Кислых Е.Е., Мозгова Н.П. Биологическая активность почв в условиях аэротехногенного загрязнения на Крайнем Севере. Л.: Наука, 1984. 120 с.

61.Евдокимова Г.А., Мозгова H.H. Влияние промышленного загрязнения на микрофлору почв // Микробиологические методы борьбы с загрязнением окружающей среды. Тезисы докладов конференции. Пущино, 22-24 дек. 1975. С. 109-111.

62.Евдокимова Г.А., Мозгова Н.П. Влияние тяжелых металлов промышленных выбросов на микрофлору почв // Микробиологические исследования на Кольском полуострове. Апатиты, 1978. С. 3-17.

63.Евреинова A.B. Изменение эколого-биологических свойств чернозема обыкновенного при загрязнении тяжелыми металлами второго класса опасности (Mo, Со, Cr, Ni) // Автореф. дис. ... канд. наук. Ростов-на-Дону, 2006. 24 с.

64.Евреинова A.B., Колесников С.И. Влияние загрязнения тяжелыми металлами второго класса опасности (Cr, Со, Ni, Mo) на эколого-биологические свойства чернозема обыкновенного // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Ес-теств. науки. Приложение. 2006. № 9. С. 54-58.

65.Ефремова JI.JI., Обухов А.И., Дерябин Н.Ф. Реакция растений на повышенное содержание свинца в почвах // Экотоксикология и охрана природы. Рига, 1988. С. 67-69.

66.Жаркова М.Г. Оценка экотоксичности тяжелых металлов и нефти по биологическим показателям чернозема // Автореф. дис. ... канд. наук. Ростов-на-Дону, 2009. 24 с.

67.Жаркова М.Г., Колесников С.И. Установление экологически безопасной концентрации свинца в черноземе обыкновенном // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. 2008. № 5. С. 89-92.

68.3агуральская JI.M., Зябченко С.С. Воздействие промышленных загрязнений на микробиологические процессы в почвах бореальных лесов района Костамукши // Почвоведение. 1994. № 5. С. 105-110.

69.Захаров С.А. Почвоведение на Кавказе за время Советской власти // Почвоведение. 1946. № 4. С. 21-28.

70.3ахаров С.А. Почвы Предкавказья // Почвы СССР. Т. 3. М.,1939.

71.Захаров С.А. Почвы Северо-Кавказского края // Природные условия Северо-Кавказского края. Ростов н/Д, 1925.

72.Звягинцев Д.Г. Биологическая активность почв и шкалы для оценки некоторых ее показателей // Почвоведение. 1978. № 6. С. 48-54.

73.3убкова В.М., Демин В.А. Роль корней при поступлении тяжелых металлов в растения в условиях повышенной концентрации их в почве. Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. 2004. № 1. С. 23-26.

74.3ыкина Л.В., Чугунова М.В. Роль микроорганизмов в превращении соединений тяжелых металлов в почве // Актуальные вопросы изучения почв и почвенного покрова Нечерноземной зоны. М., 1984. С. 65-72.

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

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

77.Ильин В.Б., Байдина Н.Л., Конарбаева Г.А., Черевко А.С. Содержание тяжелых металлов в почвах и растениях Новосибирска // Агрохимия. 2000. № 1. С. 66-73.

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

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

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

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

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

83.Кобзев В.А. Взаимодействие загрязняющих почву тяжелых металлов и почвенных микроорганизмов // Тр. ин-та эксп. метеорологии. М.: Гидро-метеоиздат, 1980. Вып. 10. С. 51-66.

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

85.Колесников С.И., Жаркова М.Г. Влияние загрязнения чернозема обыкновенного свинцом и нефтью на рост и развитие озимой пшеницы // Агрохимия. 2010. № 6. С. 69-72.

86.Колесников С.И., Казеев К.Ш., Вальков В.Ф. Влияние загрязнения тяжелыми металлами на эколого-биологические свойства чернозема обыкновенного // Экология. 2000а. № 3. С. 193-201.

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

88.Колесников С.И., Казеев К.Ш., Вальков В.Ф., Пономарева C.B. Ранжирование химических элементов по степени их экологической опасности для почвы // Доклады РАСХН. 2010. № 1. С. 27-29.

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

90.Колесников С.И., Спивакова H.A., Казеев К.Ш. Влияние модельного загрязнения Cr, Си, Ni, Pb на биологические свойства почв сухих степей и полупустынь юга России // Почвоведение. 2011. № 9. С. 1094-1101.

91.Колесников С.И., Тлехас З.Р., Казеев К.Ш., Вальков В.Ф. Изменение биологических свойств почв Адыгеи при химическом загрязнении // Почвоведение. 2009. № 12. С. 1499-1505.

92.Косинова Л.Ю. Изменение структуры микробоценозов и ферментативной активности некоторых почв под влиянием свинца и кадмия // Микробоце-

нозы почв при антропогенном воздействии. Новосибирск: Наука, 1985. С.29-46.

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

94.Кутилин B.C., Смагина Т.А. Физико-географические особенности в системе экологической оценки природной среды региона // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. 1996. С. 10-14.

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

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

97.Ларина Г.Е., Обухов А.И. Загрязнение тяжелыми металлами почв газонов Ленинского района г. Москвы // Почвоведение. 1996. № 11. С. 1399-1403.

98.Левин C.B., Григорьева H.B. Токсичность тяжелых металлов для дрожжей // Экотоксикология и охрана природы. Рига, 1988. С. 93-95.

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

100. Летунова C.B., Ковальский В.В., Грибовская И.Ф. Накопление РЬ и Mo биомассой почвенных микроорганизмов в условиях биохимической провинции Южного Урала // Агрохимия. 1976. №3. С. 92-101.

101. Ливеровский Ю.А. Почвы СССР // Географическая характеристика. М.: Мысль, 1974. 462 с.

102. Лугаускас А.Ю., Шляужене Д.Ю., Репечкене Ю.П. Действие антропогенных факторов на грибные сообщества почв // Микробные сообщества и их функционирования в почве. Киев, 1981. С. 199-202.

103. Мамитко A.B., Мамитко В.Р. Возбужденные микробные ассоциации как один из показателей антропогенного воздействия // Стационарные исследования природных процессов и качества среды. Иркутск, 1983. С. 97-102.

104. Марфенина O.E. Реакция комплекса микроскопических грибов на загрязнение почв тяжелыми металлами // Вест. Моск. ун-та. Сер. почвовед. 1985. № 2. С. 46-50.

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

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

107. Минкина Т.М., Мотузова Г.В., Назаренко О.Г., Крыщенко B.C., Манд-жиева С.С. Формы соединений тяжелых металлов в почвах степной зоны // Почвоведение. 2008. № 7. С. 810-818.

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

109. Наплекова H.H. Влияние солей некоторых металлов на физиологическую активность целлюлозоразрушающих микроорганизмов. Изв. Сиб. отд. АН СССР. Вып. 2. Сер. биол. 1982. №10. С. 79-85.

110. Наплекова H.H., Булавко Г.И. Изменение видового состава микроорганизмов дерново-подзолистой почвы и чернозема выщелоченного под влиянием свинца // Микробоценозы почв при антропогенном воздействии. Новосибирск: Наука, 1985. С.47-59.

111. Наплекова H.H., Степанова М.Д. Влияние тяжелых металлов (свинца и кадмия) на микрофлору выщелоченного чернозема и дерново-подзолистой

почвы // Вопросы метаболизма почвенных микроорганизмов. Новосибирск: Наука, 1981. С. 153-157.

112. Никитина З.И. Разработка методических основ мониторинга почвенной микрофлоры // Микроорганизмы как компонент биогеоценоза. Алма-Ата, 1982. С. 22-24.

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

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

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

116. Паникова Е.Л., Перцовская А.Ф. Схема гигиенического нормирования тяжелых металлов в почве II Химия в сель, хоз-ве. 1982. №3. С. 12-14.

117. Пахотина Н.С. Санитарно-гигиеническая оценка промышленных выбросов свинцово-цинкового комбината // Гигиена и санитария. 1958. № 4. С. 3-6.

118. Пашков Г.Д., Зозулин Г.М. Растительность // Природные условия и естественные ресурсы. Ростов н/Д: Изд-во Рост, ун-та, 1986. С. 259-285.

119. Перельман А.И. Геохимия ландшафтов. М.: Высшая школа, 1966. 392 с.

120. Перцовская А.Ф., Паникова Е.Л., Григорьева Т.И. и др. Схема гигиенического нормирования тяжелых металлов в почве // Химия в сельском хозяйстве. 1982. №3. С. 12-13.

121. Перцовская А.Ф., Тонкопий Н.И., Григорьева Т.И. Влияние некоторых химических веществ на микроорганизмы в почве // Микробиологические методы борьбы с загрязнением окружающей среды. Тезисы докладов конференции. Пущино, 22-24 дек. 1975. С. 107-108.

122. Перязева Е.Г. Миграция тяжелых металлов в окружающей среде. Геологический институт СО РАН, Улан-Удэ. Экология и промышленность России. 2001. № 10. С. 29-31.

123. Пономарева C.B. Изменение эколого-биологических свойств чернозема обыкновенного при загрязнении тяжелыми металлами // Автореф. дис. ... канд. наук. Ростов-на-Дону, 2008. 24 с.

124. Пономарева C.B., Колесников С.И. Влияние загрязнения тяжелыми металлами (Ва, Mn, Sb, Sn, Sr, V, W) на экологическое состояние чернозема обыкновенного // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. 2008. № 2. С. 102-104.

125. Попович A.A. Изменение эколого-биологических свойств почв Юга России при загрязнении продуктами техногенеза неметаллической природы (F, В, Se, As) //Автореф. дис. ... канд. наук. Ростов-на-Дону, 2005. 24 с.

126. Попович A.A., Колесников С.И. Изменение эколого-биологических свойств чернозема обыкновенного при загрязнении продуктами техногенеза неметаллической природы // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. Приложение. 2005. №5. С. 69-70.

127. Попович A.A., Колесников С.И. Эколого-биологическое состояние почв Юга России при загрязнении продуктами техногенеза неметаллической природы. Ростов н/Д: Изд-во Ростиздат, 2006. 142 с.

128. Почвенный покров и земельные ресурсы Российской Федерации / Коллектив авторов; Под общей редакцией JI.JI Шишова, Н.В. Комова, А.З. Родина, В.М. Фридланда. М.: Почвенный институт им. В.В. Докучаева РАСХН, 2001. 400 с.

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

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

131. Прасолов JI.И. О черноземе приазовских степей // Почвоведение. 1916. № 1.

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

133. Путеводитель научно-полевых туров V Всероссийского съезда общества почвоведов / Под ред. К.Ш. Казеева и В.Ф. Валькова / ЗАО «Ростиздат». Ростов-на-Дону, 18-22 августа 2008. 98 с.

134. Рева M.JI., Филатова Р.Я. Влияние промышленных полевых выбросов на почву // Экологические проблемы сельского хозяйства. М., 1978. С. 124125.

135. Редькин Н.Е. Черноземы Краснодарского края и их плодородие. Краснодар, 1969. 61 с.

136. Родынюк И.С. Влияние тяжелых металлов (Cd и РЬ) на процесс симбио-тической фиксации азота // Микробоценозы почв при антропогенном воздействии. Новосибирск: Наука, 1985. С. 60-72.

137. Скворцова H.H., Ли С.К., Ворожейкина И.П. Зависимость некоторых показателей биологической активности почв от уровня концентрации тяжелых металлов // Тяжелые металлы в окружающей среде. М.: Изд-во МГУ, 1980. С. 121-125.

138. Скворцова И.Н., Обуховская Т.Д., Заславская Н.В. Микробиологическое тестирование загрязнения почв ртамью // Вестн. Моск. ун-та. Сер. почвовед. 1984. №2. С. 32-35.

139. Смирнова Н.В., Шведова A.B., Невский A.B. Влияние свинца и кадмия на фитотоксичность почвы. Экология и промышленность России. 2005. № 4. С. 32-35.

140. Смит У.Х. Лес и атмосфера. М., 1985. 428 с.

141. Соколов O.A., Черников В.А. Тяжелые металлы в окружающей среде. Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 1999. 164 с.

142. Спивакова Н.А., Колесников С.И. Устойчивость почв сухих степей и полупустынь Юта России к химическому загрязнению // Биологическая диагностика экологического состояния почв Юга России / Отв. редактор К.Щ. Казеев. Ростов-на-Дону. Изд-во «Эверест», 2010. С. 213-231.

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

144. Стефурак В.П. Влияние техногенного загрязнения на численность и состав микробных сообществ почв // Структура и функции микробных сообществ почв с различной антропогенной нагрузкой. Киев, 1982. С. 230231.

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

146. Тлехас З.Р. Изменение биологических свойств почв Республики Адыгея при химическом загрязнении. Автореф. дис. ... канд. биол. наук. Ростов-на-Дону. 2008. 24 с.

147. Тлехас З.Р. Изменение биологических свойств почв Республики Адыгея при химическом загрязнении // Автореф. дис. ... канд. наук. Ростов-на-Дону, 2008. 24 с.

148. Тлехас З.Р., Колесников С.И. Влияние химического загрязнения на экологическое состояние горно-лесных почв Северного Кавказа // Материалы II международной научной конференции «Актуальные проблемы биологии, нанотехнологий и медицины». Ростов-на-Дону. 2008. С. 63-64.

149. Тлехас З.Р., Колесников С.И. Изменение биологических свойств бурых лесных почв Адыгея при химическом загрязнении // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. 2007. № 5. С. 89-91.

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

151. Травникова JI.С., Кахнович З.Н., Большаков В.А., Когут Б.М., Сорокин С.Е., Исмагилова Н.Х., Титова H.A. Значение анализа органо-минеральных фракций для оценки загрязнения дерново-подзолистой почвы тяжелыми металлами // Почвоведение. 2000. № 1. С. 92-101.

152. Тюремнов И.С. Почвы Северо-Кавказского края. Ростов н/Д, 1926. 121 с.

153. Умаров М.М., Азиева Е.Е. Некоторые биохимические показатели загрязнения почв тяжелыми металлами // Тяжелые металлы в окружающей среде. М.: Изд-во МГУ, 1980. С. 109-115.

154. Федорищак М.П. Антропогенные изменения почв в зоне влияния металлургических заводов//Почвоведение. 1978. № 11. С. 133-137.

155. Фиапшев Б.Х. Высокогорные почвы центральной части Кавказа (Кабардино-Балкарская Республика и сопредельные территории). Нальчик: Изд-во КБГУ, 1996, 280с.

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

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

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

159. Шелюг М.Я. Влияние атмосферных выбросов предприятий черной металлургии и коксохимического производства на санитарное состояние почвы // Автореф. дис.... докт. медиц. наук. Днепропетровск, 1968. 120 с.

160. Шестакова Г.А., Иванова Л.К. К вопросу о влиянии выбросов предприятий цветной металлургии на микронаселение почв // Микроорганизмы в сельском хозяйстве. Тезисы докл., МГУ. 1968. С. 94-95.

161. Шеуджен А.Х. Биогеохимия. Майкоп: ГУРИПП «Адыгея» , 2003. 1028 с.

162. Шиндерук Г.Н. Изменение природной среды в ФРГ // Актуальные проблемы изменения природной среды за рубежом. М., 1976. С. 162-179.

163. Шмук А.А. К биологии Кубанского чернозема // Труды Кубано-Черноморского НИИ. Т. 10. Вып. 1. 1923.

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

165. Ярославцев М.В., Колесников С.И. Оценка устойчивости черноземов юга России к загрязнению тяжелыми металлами по биологическим показателям // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. 2011. № 4. С. 8386.

166. Ярославцев М.В., Колесников С.И. Устойчивость черноземов южных (каштановых) к загрязнению тяжелыми металлами // Научная мысль Кавказа. 2011. №2. С. 130-133.

167. Anderson A., Nilsson К.О. Influence on the levels of heavy metals in soil and plant from sewage sludge used as fertilizer. Swedish J. agric. Res., 1976. Agr. 6. №2. S. 151-159.

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

169. Bewley R.J.F., Stotzky G. Effect of cadmium and zinc on microbial activity in soil, influence of clay minerals. Part 1: Metals added individually // Sci. Total Environ. 1983. Vol. 31. № 1. P. 41-55.

170. Brummer G.W., Tiller K.G., Herms U., Clayton P.M. Adsorption-desorption and/or precipitation-dissolution processes of zinc in soil // Geoderma. 1983. V. 31. №4. P. 337-354.

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

concentrations into account // RIVM Report 601501001. Bilthoven, Netherlands. 1997. 260 p.

173. Doleman F. Resistance of soil microbial communities in soil. London & N. Y. 1986. P. 369-384.

174. Duxbury T. Ecological aspects of heavy metal responses in microorganisms // Adv. Microb. Ecol. Vol. 8. N.Y; L., 1985. P. 185-235.

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

176. Gadd G.M., Griffiths A.T. Microorganisms and heavy metal toxicity // Microbial. Ecology. 1978. V. 4. P. 303-317.

177. Giashuddin M., Cornfield A.H. Effect of adding nickel (as oxide) to soil on nitrogen and carbon mineralisation at different pH values // Environ. Pollut.

1979. Vol. 19. P. 67-70.

178. Gingell S.M., Campbell R., Martin M. The effect of zinc, lead and cadmium pollution on the leaf surface microflora // Environ. Pollut. 1976. Vol. 11. № 1. P. 25-37.

179. Hertkort-Obst U., Frank H.K. Hemmtest mit Bacillus stearothermophilus in vivo und Urease in vitro - zwei einfache, schenelle und billige Verfahren zur toxikologischen Voruntersuchung von Wasser proben // Forum Mikrobiol.

1980. Bd 3, № 6, S. 376-378.

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

181. Killham K., Wainwrigth M. Chemical and microbiological change in soil following exposure to heavy atmospheric pollution // Environ. Pollut. 1984. Vol. 33. P. 121-131.

182. Killham K., Wainwrigth ML Desiduous leaf litter and cellulose decomposition in soil exposed to heavy atmospheric pollution // Environ. Pollut. 1981. Vol. 26. P. 79-85.

183. Morin G., Ostergren J.D., Juillot F., Ildefonse P., Calas G., Brown J.E. XAFS determination of the chemical form of lead in smelter-contaminated soils and mine tailings: Importance of adsorption process // Am. Mineral. 1999. V. 84. P. 420-434.

184. Manceau A., Marcus M.A., Tamura N. Quantative speciation of heavy metals in soils and sediments by synchrotron X-ray techniques // Applications of Synchrotron Radiation in Low-Temperature Geochemistry and Enviromental Science. Reviews in Mineralogy and Geochemistry. Washington, DC. 2002. V. 49. P. 341-428.

185. Nordgren A., Baath E., Soderstrom B. Soil microfungi in area polluted by heavy metals // Can. J. Bot. 1985. Vol. 63. № 3. P. 448-455.

186. Premi P.R., Cornfield A.H. Effect of addition of copper, manganese, zinc and chromium on ammonification and nitrification during incubation of soil // Plant Soil. 1969. Vol. 31. P. 345-352.

187. Tatsuyama K., Egawa H., Senmaru H. et al. Penicillium lilacinum; its tolerance to cadmium // Experientia. 1975. Vol. 31. № 9. P. 1044-1047.

188. Tatsuyama K., Yamamoto H., Shiota T., Egawa H. Measuring cellulose decomposition using Benchkote-paper for the estimation of soil pollution with copper // Experientia. 1981. Vol. 37. P. 131-132.

189. Tyler G., Mornsjob B., Nilsson B. Effects of cadmium, lead and sodium salts on nitrification in a mull soil. Plant and Soil., 1974. V. 40. № 1. P. 237-242.

190. Van de Plassche E.J., De Bruijn J.H.M. Towards integrated environmental quality objectives for surface water, sediments and soil for nine metals. RIVM Report 679101005. Bilthoven, Netherlands. 1992. 130 p.

191. Vesper S.I., Weidensaul T.S. Effect of cadmium, nickel, copper and zinc nitrogen fixation by soybeans // Water, Air, Soil Pollut. 1978. Vol. 9. P. 413-422.

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

193. Williams S.T., McNeilly J., Welling E. The decomposition of vegetation, growing on metal mine waste // Soil Biol. Biochem. 1977. Vol. 9. P. 271-275.

194. Zachara J.M., Ainsworth C.C., Cowan C.E., Resch C.T. Adsorbtion of Chromate by subsurfase soil horizons // Soil Sei. Soc. Am. J. 1989. V. 53. P. 418-428.