Научная статья на тему 'ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРЯМЫХ НЕЦЕЛЕНАПРАВЛЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ИНТЕНСИВНОСТЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЛУГИДРОМОРФНЫХ ПОЧВ'

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРЯМЫХ НЕЦЕЛЕНАПРАВЛЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ИНТЕНСИВНОСТЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЛУГИДРОМОРФНЫХ ПОЧВ Текст научной статьи по специальности «Экологические биотехнологии»

CC BY
66
15
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СЕРАЯ ЛЕСНАЯ / ПОЛУГИДРОМОРФНАЯ / ТЯЖЁЛЫЕ МЕТАЛЛЫ / СОЛЕВАЯ ВЫТЯЖКА / АНТРОПОГЕННАЯ ПРЕОБРАЗОВАННОСТЬ / КОЭФФИЦИЕНТ КОНЦЕНТРАЦИИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ / СУММАРНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ / GRAY FOREST / SEMIHYDROMORPHIC / HEAVY METALS / SALT EXTRACT / ANTHROPOGENIC TRANSFORMATION / POLLUTION CONCENTRATION COEFFICIENT / TOTAL POLLUTION INDEX

Аннотация научной статьи по экологическим биотехнологиям, автор научной работы — Елизаров Н.А.

Ведение сельскохозяйственного производства связано со значительными локальными нарушениями экологической ситуации, что зависит как от изменения степени открытости системы почва-растение (распашка, отчуждение с поля растениеводческой продукции, внесение в почву удобрений, мелиорантов, ядохимикатов), так и от поступления в систему чуждых для неё химических компонентов (тяжёлых металлов, сточных вод и т.д.). Токсичные продукты мигрируют за пределы пахотных почв в сопредельные участки территории, в грунтовые воды и воздух. Поэтому задача состоит в удержании их на локальной территории и перехвате токсикантов на создаваемых геохимических барьерах. Значимость этой проблемы в значительной степени обусловлена не только высокими концентрациями токсикантов в водах, мигрирующих с полей, но и огромными площадями пахотных земель и значительным вкладом сельскохозяйственного производства в загрязнение Земли.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРЯМЫХ НЕЦЕЛЕНАПРАВЛЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ИНТЕНСИВНОСТЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЛУГИДРОМОРФНЫХ ПОЧВ»

2. Организация и особенности проектирования экологически безопасных агроландшафтов: Учебное пособие / Под ред. Л.П. Степановой. 2-е изд., доп. СПб.: Издательство «Лань», 2017. 268 с.

3. Степанова Л.П., Яковлева Е.В., Писарева А.В. Экологическая оценка влияния антропогенного воздействия на физико-химические свойства урбанозёмов, дерново-подзолистой почвы парковой зоны (г. Москва) и серой лесной почвы (шлаковый отвал п. Думчино) // Агробизнес и экология. 2015. Т. 2. № 2. С. 244-246.

4. Stepanova L.P., Yakovleva E.V., Pisareva A.V. The Environmental Assessment of the Intensity of Heavy Metal Accumulation in Anthropogenically Transformed Soil // Visegrad Journal on Bioeconomy and Sustainable Development Manuscript Evaluation. 10th March 2016. P.23-26.

5. Экологическая оценка структуры микробиологического комплекса техногенно-трансформированных земель / Л.П. Степанова, Е.В. Яковлева, А.В. Писарева, В.А. Раскатова // Агрохимический вестник. № 3. 2016. С. 20-25.

6. Степанова Л.П., Яковлева Е.В., Писарева А.В. Геохимическая характеристика антропогенно-преобразованных ландшафтов // Агрохимия. 2016. № 10. С. 96-103.

УДК 504.064.36:574.003.12:504.054:628.472.2/.3:631.445.25:632.123.2

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРЯМЫХ НЕЦЕЛЕНАПРАВЛЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ИНТЕНСИВНОСТЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЛУГИДРОМОРФНЫХ

ПОЧВ

Елизаров Н.А., магистрант 2 курса направления подготовки 35.04.04 «Агрономия», кружок НИРС «Экология почвы». Научный руководитель: д.с.-х.н., профессор Степанова Л.П. ФГБОУ ВО Орловский ГАУ

АННОТАЦИЯ

Ведение сельскохозяйственного производства связано со значительными локальными нарушениями экологической ситуации, что зависит как от изменения степени открытости системы почва-растение (распашка, отчуждение с поля растениеводческой продукции, внесение в почву удобрений, мелиорантов, ядохимикатов), так и от поступления в систему чуждых для неё химических компонентов (тяжёлых металлов, сточных вод и т.д.). Токсичные продукты мигрируют за пределы пахотных почв в сопредельные участки территории, в грунтовые воды и воздух. Поэтому задача состоит в удержании их на локальной территории и перехвате токсикантов на создаваемых геохимических барьерах. Значимость этой проблемы в значительной степени обусловлена не только высокими концентрациями токсикантов в водах, мигрирующих с полей, но и огромными площадями пахотных земель и значительным вкладом сельскохозяйственного производства в загрязнение Земли.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

Серая лесная, полугидроморфная, тяжёлые металлы, солевая вытяжка, антропогенная преобразованность, коэффициент концентрации загрязнения, суммарный показатель загрязнения.

ABSTRACT

Agricultural production is associated with significant local violations of the ecological situation, which depends both on changes in the degree of openness of the soil-plant system (plowing, alienation of crop products from the field, introduction of fertilizers, ameliorants,

pesticides), and on the entry of chemical components that are alien to the system (heavy metals, wastewater, etc.). Toxic products migrate beyond arable soils to adjacent areas of the territory, into ground water and air. Therefore, the task is to keep them on the local territory and intercept toxicants on the created geochemical barriers. The significance of this problem is largely due not only to the high concentrations of toxicants in the waters migrating from the fields, but also to the huge areas of arable land and the significant contribution of agricultural production to the pollution of the Earth.

KEYWORDS

Gray forest, semihydromorphic, heavy metals, salt extract, anthropogenic transformation, pollution concentration coefficient, total pollution index.

Введение. Трансформация ландшафтов в процессе сельскохозяйственной деятельности человека, усиленная влиянием промышленности городов, оказывает существенное воздействие на сложившиеся природные потоки вещества и энергии [1, 3, 7]. Наряду с позитивными изменениями, которых добивается земледелец, всё сильнее проявляются негативные последствия техногенеза. Нередко они превосходят экологически допустимые пределы и способность экосистемы к саморегулированию, что ведёт к их разрушению. Как правило, для пахотных территорий, по сравнению с естественными ассоциациями, характерным является существенное изменение потока вещества и энергии, микроклимата, рельефа, биоразнообразия, трофических цепей и взаимосвязи, как в почве, так и в системе почва-растение, фитоценозе и биогеоценозе [2, 5, 12, 14].

Каждая почва обладает буферной ёмкостью по отношению к поступающим в неё тяжёлым металлам. В связи с этим при планировании применения удобрений, мелиорантов, осадков сточных вод и т.д. необходимо учитывать, как содержание в них тяжёлых металлов, так и буферную ёмкость используемых почв. Ограничение доз, обусловленное экологическими требованиями, является необходимым условием экологизации земледелия. Зависимость элементов поступление в ландшафты от источника загрязнения имеет экспоненциальный характер. Уровень загрязнения в верхнем слое почвы зависит от расстояния до источника загрязнения. При этом уровень загрязнения будет зависеть от растительности, рельефа и свойств почв [4, 6, 8, 9].

При оценке степени загрязнения почв учитывают превышение содержания химических элементов в почве по сравнению с фоном и средним содержанием в земной коре. Поскольку природное пространственное варьирование содержания химических элементов очень велико и зависит от конкретной почвенно-экологической ситуации. Нередко фоновое содержание отдельных элементов в почвах выше принятого уровня ПДК. По ряду элементов отмечается несогласованность между фоновым содержанием в почвах и уровнем ПДК. А для почв с многообразием физико-химических свойств установить единое значение ПДК невозможно. В связи с этим за уровень предельно-допустимой концентрации в почвах при экологическом нормировании более правильно вводить природно-географический критерий «фоновое содержание» химического элемента, которое соответствует сочетанию естественных факторов почвообразования на территориях, не испытывающих заметного антропогенного воздействия [10, 11].

Буферность почв по отношению к тяжёлым металлам может быть оценена по увеличению их содержания и подвижности в наиболее корнеобитаемом слое на единицу поступающего извне токсиканта. При этом учитываются реально протекающие процессы элювиирования, миграции и аккумуляции токсикантов растительностью. Буферность почв по отношению к определённым видам и формам соединений тяжёлых металлов зависят от гранулометрического и минералогического составов почв, их pH и Eh, комплексообразующей способности органического вещества. При этом pH, Eh, константа ионного обмена поглощения тяжёлых металлов повой,

константа нестойкости образующихся комплексов и растворимость образующихся осадков определяют возможность накопления тяжёлых металлов в почвах и трансформацию их соединений [13, 15]. В связи с изложенным, актуальным является изучение влияния генетических особенностей серых лесных почв, формирующихся в полугидроморфных условиях, на устойчивость к загрязнению тяжёлыми металлами.

Цель исследований - установить влияние антропогенных воздействий на устойчивость серых лесных полугидроморфных почв земель сельскохозяйственного назначения к загрязнению тяжёлыми металлами.

При этом решению подлежат следующие задачи:

1. Оценить характер изменения в содержании тяжёлых металлов в серых лесных почвах в результате несанкционированного вывоза и размещения отходов различного происхождения, захламления территории и порчи плодородного слоя.

2. Установить степень изменения показателей величины рН солевой вытяжки в серых лесных полугидроморфных почвах в слое почвы 0-5 и 5-20 см.

3. Выявить характер техногенной нагрузки и экологической опасности отходов различного происхождения на плодородный слой серых лесных почв.

Объекты и методы исследования. Исследования проводились на земельном участке сельскохозяйственного назначения с почвенными пробами серой лесной полугидроморфной почвы, отобранными на глубине 0-5 и 5-20 см.

Определение рН солевой вытяжки выполняли по ГОСТ 26483-85-Почвы. Приготовление солевой вытяжки и определение её рН по методу ЦИНАО.

Методика выполнения измерений массовой доли элементов в пробах почв, грунтов и донных отложений методами атомно-эмиссионной и атомно-адсорбционной спектрометрии для определения марганца и никеля (подвижные формы), М-МВИ-80-2008.

Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства для меди, цинка и свинца (подвижные формы), ЦИНАО, Москва, 1992 г.

Отбор почвенных образцов осуществляли согласно ГОСТ 17.4.3.01-2017 «Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб». Для отбора проб почвы использовали лопату копательную остроконечную «ГОСТ 19596-87».

Результаты и обсуждения. Сельскохозяйственная деятельность, в большей степени земледелие и в меньшей - животноводство, оказывает долговременное воздействие на почву, которое может быть периодическим, непрерывным, редким или однократным. В зависимости от длительности и вида воздействий выявляется суммарный эффект, который оценивают, как запоминание их почвой. По отношению к почве воздействия разделяют на прямые, преследующие определённую цель (вспашка, внесение удобрений, орошение, осушение), которые имеют прямое целенаправленное или прямое нецеленаправленное воздействие; косвенные воздействия, изменяющие водный и тепловой режимы, уровень грунтовых вод, случайное или преднамеренное изменение факторов почвообразования. Обратимость и необратимость воздействий означает сохранность в профиле почвы новообразованных свойств, то есть способность почвенного тела вернуться в состояние близкое к исходному. И чем оно быстрее и полнее достигается, тем менее устойчивы результаты воздействий. Обратимость изменений, или способность почв к самовосстановлению, зависит от буферности почвы и характера воздействия. Большая часть агрогенных воздействий имеет обратимый характер, а техногенные воздействия, как правило, необратимы. Так, механические и химические техногенные эффекты чужды природным почвенным телам и процессам. Например, поступление в почву тяжёлых металлов представляет опасность для многих живых существ, в том числе для человека. В связи с этим устойчивость почв или их способность противостоять воздействиям, то есть слабо изменяться и сравнительно быстро возвращаться в исходное состояние определяет направленность и устойчивость

многих процессов и явлений в природе и понятие устойчивости почвы в концептуальном и прикладном аспектах.

Проведёнными исследованиями дана оценка устойчивости серых лесных полугидроморфных почв земель сельскохозяйственного назначения и их гумусового горизонта на глубине 0-5 и 5-20 см к антропогенному воздействию, несовместимому с природными процессами, а именно захламлению территории различного вида отходами производства и быта, сопровождаемое механическим нарушением и порчей плодородного слоя почвы.

Анализ результатов лабораторно-химических испытаний проб почвы, взятых с глубины 0-5 и 5-20 см на содержание тяжёлых металлов - марганца ^п), меди никеля (N0, свинца ^^ и цинка ^п) в подвижной форме показал, что нарушение исследуемой земельной территории в характере её использования, а именно нарушение и захламление различного вида отходами производства и быта, сопровождаемое механическим нарушением почвы, явилось причиной порчи плодородного слоя и снижения устойчивости серой лесной полугидроморфной почвы к загрязнению тяжёлыми металлами (табл. 1). С физико-химической точки зрения поглощение тяжёлых металлов почвой зависит от произведения растворимости образующихся осадков тяжёлых металлов, которые определяют степень их закрепления в почве и трансформацию образующихся соединений. При этом в соответствии с критериями экологической обстановки территории, обусловленной степенью накопления анализируемых тяжёлых металлов на исследуемом земельном участке, были выделены три категории почв, отличающихся по степени антропогенной преобразованности: «слабая», «средняя» и «высокая» в сравнении с ненарушенной контрольной почвой. Как видно из данных таблицы, исследованиями установлено достоверное превышение предельно допустимого количества цинка во всех пробах почвы с высоким и средним уровнем загрязнения, так в сравнении с количеством цинка в контрольных пробах почвы - 1,78-1,92 мг/кг. содержание подвижного цинка возрастает в 9,4 раза до 16,74 мг/кг в условиях «слабой» категории загрязнения почвы; в то время как в условиях среднего уровня антропогенной преобразованности почвы количество подвижного цинка возрастает до 28,9 мг/кг в слое 0-5 см и до 26,85 мг/кг в слое почвы 5-20 см, что превышает контрольный уровень в 16,2 раза в слое 0-5 см и в 14 раз в слое 5-20 см. Следует отметить, что именно в этой категории антропогенной преобразованности почв доказано превышение предельно допустимого уровня содержания подвижного цинка в почвах в 1,3 раза в слое 0-5 см и в 1,2 раза в слое почвы 5-20 см. В условиях высокой степени антропогенной преобразованности почв выявлена самая высокая степень загрязнения почвы подвижным цинком, количество которого возрастало в самом поверхностном слое почвы до 41,6 мг/кг, а в слое 5-20 см до 40,9 мг/кг. Выявленное количество накопления цинка превышало предельно допустимый уровень концентрации в 1,8 раза как в слое 0-5 см, так и в слое почвы 5-20 см. Из всех анализируемых почвенных проб, взятых с территории нарушенных земель, 68% почвенных проб характеризуются как почвы, в которых массовая доля загрязняющего вещества - цинка, может оказать прямое или косвенное влияние на окружающую среду и здоровье человека. Известно, что загрязнение почвы цинком может стать причиной возникновения таких специфических заболеваний, как токсикоз, патологии желудочно-кишечного тракта, нервозность, депрессивность, снижение остроты обоняния и зрения, нарушение иммунной системы, интоксикации, кожные заболевания, а также заболевания растений и снижение урожайности сельскохозяйственных культур. А 32% исследуемых почвенных проб содержат подвижный цинк в количестве, превышающем контрольный уровень цинка в ненарушенных пробах почвы в 8,7 раза. Такие высокие уровни колебаний в содержании подвижного цинка вызывают отклонения в развитии организма и отравления. Установленные изменения в содержании подвижного цинка и подщелачивании почвенной среды могут быть результатом возможного загрязнения

мусорных отходов цинксодержащими пестицидами с последующим их вывозом и размещением на исследуемой земельной территории.

Таблица 1 - Влияние химического загрязнения серых лесных почв на накопление

подвижных форм тяжёлых металлов

Степень антропогенной преобразованности почвы Глубина отбора, см РН КС1 Подвижные формы, мг/кг

Мп Си N1 РЬ Zn

Ненарушенная (контроль) 0-5 5,8 0,47 0,18 0,45 0,30 1,78

5-20 5,8 0,49 0,19 0,48 0,35 1,92

Высокая 0-5 7,5 13,10 0,44 1,15 1,26 41,60

5-20 7,5 13,57 0,42 0,69 1,02 40,90

Средняя 0-5 7,6 11,11 0,27 0,71 0,91 28,90

5-20 7,5 11,22 0,26 0,65 0,70 26,85

Слабая 0-5 7,8 7,63 0,22 0,54 0,53 16,74

5-20 7,7 7,20 0,21 0,63 0,50 15,50

ПДК <100 3,0 4,0 6,0 23,0

Кроме того, земельный участок находится в особых условиях повышенного увлажнения (полугидроморфные почвы), обусловленных высоким стоянием грунтовых вод и поверхностного повышенного увлажнения, что подтверждается увеличением количества подвижного марганца в сравнении с контрольными почвенными пробами. Так, количество подвижного марганца в пробах почвы с высоким уровнем загрязнения превышают контрольный уровень незагрязнённой почвы в 27,8 раза, в почвенных условиях со средним уровнем загрязнения содержание подвижного марганца снижается до 11,11-11,22 мг/кг, а в условиях слабого уровня загрязнения почвы концентрация подвижного марганца уменьшается до 7,2-7,63 мг/кг. Во всех исследуемых почвенных пробах, взятых с загрязнённой территории земель, не установлено превышение количества подвижного марганца в почве, его предельно допустимого уровня (<100 мг/кг).

Токсичность тяжёлых металлов для системы «почва» определяется их активностью, продолжительностью воздействия, возможность вымывания за пределы системы и толерантностью к определённому токсиканту конкретной почвы. Исследованиями выявлено, что содержание подвижных форм меди, никеля и свинца в выделенных почвенных категориях превышает контрольный уровень для меди в 2,4 раза для «высокой» категории загрязнения и в 1,4 и 1,2 раза для «средней» и «низкой» категорий загрязнения соответственно, что является подтверждением техногенного происхождения загрязняющих веществ и формирования техногенной геохимической аномалии, доказанной превышением среднего арифметического содержания элемента исследуемой территории земель. Так, среднеарифметическое содержание подвижных форм никели и свинца возрастает в сравнении с контрольным уровнем их концентрации в почве в 2,6 раза для никеля, 4,1 раза для свинца в условиях «высокой» категории загрязнения почвы и 1,6-2,5 раза для никеля и свинца соответственно для почвы со средним уровнем загрязнения; для почв со слабым уровнем загрязнения количество подвижного никеля превышает контрольный уровень в 1,2 раза, а для подвижного свинца в 1,6 раза.

При этом, выявлено изменение реакции среды почвы от слабокислой в контрольных пробах почвы (рН солевой 5,8) до нейтральной и слабощелочной в почвенных пробах, нарушенных загрязнением почвенных территорий (рН солевой 7,57,8).

Именно это обстоятельство делает ситуацию накопления и миграции металлов, как в слое почвы 0-5 см и 5-20 см, так и в более глубокие слои почвы и грунтовые воды, еще более опасной.

Таблица 2 - Оценка степени загрязнения серых лесных почв тяжёлыми металлами

Степень Коэффициент концентрации Суммарный

антропогенной Глубина металла, Кс показатель

преобразованност и почвы отбора, см Mn N1 Pb Zn загрязнения, Zc

Высокая 0-5 27,87 2,44 2,56 4,20 23,37 56,44

5-20 27,69 2,21 1,44 2,91 21,30 51,55

Средняя 0-5 32,64 1,50 1,58 3,03 16,24 41,99

5-20 22,90 1,37 1,35 2,00 13,98 37,60

Слабая 0-5 16,23 1,22 1,20 1,77 9,40 25,82

5-20 14,69 1,11 1,31 1,43 8,07 22,61

Для выявления степени загрязнения почв тяжёлыми металлами и их экологической опасности использовали коэффициент концентрации загрязнения (Kc=Ci/Cф, где ^ - концентрация химического элемента в загрязнённой пробе, мг/кг; а Cф - фоновое содержание этого элемента), а для оценки полиэлементных аномалий на нарушенных территориях земель - суммарный показатель загрязнения ^^^-(п-1), где К коэффициент концентрации загрязнения>1; п - число химических элементов с ^>1). Как видно из данных таблицы 2 самый высокий уровень загрязнения установлен для почв высокой и средней степени антропогенной преобразованности относительно содержания подвижных форм марганца и цинка, величины коэффициентов, концентрации загрязнителей которых изменялись в зависимости от уровня накопления металла и глубины загрязнения почвы. Так, самые высокие величины коэффициентов концентрации показаны для подвижного марганца в условиях высокой и средней степени антропогенной преобразованности почвы, величины которых колебались в пределах 22,9-32,64 ед. Установленная закономерность характерна и для интенсивности накопления подвижного цинка, величина коэффициента которого изменялась от 16,24 до 23,37 ед., что характеризует сильный и очень сильный уровень интенсивности загрязнения. Интенсивность загрязнения серой лесной почвы такими металлами как медь и никель характеризуется минимальным и слабым уровнем загрязнения по величине коэффициента концентрации загрязняющего вещества с колебаниями значений от 1,11 до 2,44 ед. для меди и 1,2 до 2,56 ед. для никеля. Для подвижного свинца интенсивность загрязнения составляет 1,43-4,2 ед., что отражает минимальный и средний уровень загрязнения почвы. Поскольку отдельные токсиканты способны увеличивать или ослаблять действия каждого на изучаемые объекты, необходимо иметь оценку полиэлементных аномалий, возникающих в очагах загрязнения ландшафта. В связи с этим используется суммарный показатель загрязнения отражающий совокупную техногенную нагрузку на исследуемый ландшафт, обусловленную влиянием всех исследуемых химических элементов с высокими концентрациями. Уровни загрязнений изучаемых почв по величинам суммарного показателя концентрации, соответствует следующим градациям: «средний» уровень загрязнения Zc = 22,61-25,82 ед., характеризующий умеренно опасную категорию загрязнения земель со слабой степенью антропогенной преобразованности почвы; «сильный» уровень загрязнения Zc = 37,6-56,44 ед., характерен для земель с опасной категорией загрязнения почв в условиях средней и высокой степени антропогенной преобразованности почвы.

Выводы:

1. Установлена оценка устойчивости серых лесных полугидроморфных почв земель сельскохозяйственного назначения к антропогенному воздействию, несовместимому с природными процессами, а именно захламлению территории различного вида отходами производства и быта, сопровождаемое механическим нарушением и порчей плодородного слоя почвы, с выделением категорий почв,

отличающихся по степени антропогенной преобразованности: «слабая», «средняя» и «высокая» в сравнении с ненарушенной контрольной почвой.

2. Выявлены различные концентрации в содержании подвижных форм марганца, меди, никеля, свинца и цинка в почвах выделенных категорий - «слабая», «средняя» и «высокая» степени антропогенной преобразованности. При этом установленное количество накопления цинка превышало предельно допустимый уровень его концентрации в почве в 1,8 раза как в слое 0-5 см, так и в слое почвы 5-20 см.

3. Исследованиями установлены самые высокие величины коэффициентов концентрации для подвижного марганца - 22,9-32,64 ед. и цинка - 16,24-23,37 ед., характеризующие сильный и очень сильный уровень интенсивности загрязнения почвы, а самые низкие уровни коэффициентов накопления показаны для меди, никеля и свинца - от 1,11 до 4,2 ед., подтверждающие минимальный и средний уровень загрязнения почвы.

4. Доказана интенсивность техногенной нагрузки на почву в зависимости от уровней загрязнения почв по величинам суммарного показателя концентрации: Zc = 22,61-25,82 ед., соответствующего «умеренно опасной» категории загрязнения; Zc = 37,6-56,44 ед., характеризующий «опасную» категорию загрязнения земель.

5. Выявлено изменение реакции среды серой лесной полугидроморфной почвы от слабокислой (pH солевой 5,8) в ненарушенной почве до нейтральной и слабощелочной среды (pH солевой 7,5-7,8) в почвах территорий, нарушенных загрязнением.

6. Установленный факт ухудшения качественного состояния почвы, обусловленного высоким уровнем накопления подвижного цинка, превышающим ПДК, а также увеличением концентрации подвижных форм марганца, меди, свинца в результате нарушения земель сельскохозяйственного назначения несанкционированным вывозом и размещением отходов различного происхождения и, как следствие, захламления и загрязнения серой лесной полугидроморфной почвы и порчи её плодородного слоя делает необходимым проведение рекультивационных работ на территории нарушенного земельного участка.

Библиография:

1. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Экология почв. Учение об экологических функциях почв: Учебник. М.: Изд-во Моск. ун-та; Наука, 2015. 364 с.

2. Экогеохимия ландшафтов: Учебное пособие / И.С. Кауричев, Л.П. Степанова, В.И. Савич, Е.В. Яковлева, Е.А. Коренькова. Орел.: Орел ГАУ, 2014. 312 с.

3. Локальное протекание почвообразовательных процессов как фактор корректировки моделей плодородия почв / В.И. Савич [и др.] // Международный сельскохозяйственный журнал. 2017. № 1. С. 49-53.

4. Савич В.И. Физико-химические основы плодородия почв. М.: РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, 2013. 431 с.

5. Савич В.И., Никиточкин Д.Н., Гукалов В.Н. Оптимизация свойств почв в период интенсивного ведения сельскохозяйственного производства и загрязнения среды. М.: ВНИИА, 2014. 470 с.

6. Оптимизация обстановки при загрязнении почв и свалок токсикантами / В.И. Савич, В.А. Раскатов, И.И. Тазин, В.В. Гукалов // Плодородие. 2019. № 4(109). С. 52-56.

7. Агроэкологическая оценка деградационных изменений земель сельскохозяйственного назначения под влиянием интенсивных антропогенных воздействий / Л.П. Степанова, В.Э. Циканавичуте, С.Ю. Халимон // Международный сельскохозяйственный журнал. 2018. № 1 (361). С. 8-10.

8. Environmental Assessment of the Toxic Effect of Slagheap on Soil Continuum / L.P. Stepanova, A.V. Pisareva, V.E. Tsikanavichute, 2020 IOP Conference Series: Earth and Environmental Science 459(3), 0320450.

9. Степанова Л.П., Циканавичуте В.Э., Халимон С.Ю. Экологическая оценка интенсивности накопления тяжёлых металлов в агроэкосистемах на техногенно-загрязнённых почвах // Вестник аграрной науки. 2018. № 4 (73). С. 53-59.

10. Степанова Л.П., Яковлева Е.В., Писарева А.В. Пространственно-временная динамика почвенно-геохимических аномалий в зоне воздействия шлаковых отходов // Экология и промышленность России. 2019. Т. 23. № 3. С. 44-48.

11. Stepanova L.P, Pisareva A.V. Effect of production waste on the ecological condition of gray forest soils / Section ecology and environmental protection SGEM, 19 (5.2), pp. 315-322.

12. Степанова Л.П., Писарева А.В., Циканавичуте В.Е. Токсикологическя оценка воздействия отходов металлургической промышленности на экологические свойства светло-серых лесных почв // Экология и промышленность России. 2020. № 6. Т. 24. С. 54-59.

13. Состояние плодородия антропогенно-измененных серо-лесных почв и его эколого-экономическая оценка / Л.П. Степанова, Е.В. Яковлева, Е.А. Коренькова, А.В. Писарева // Вестник РУДН серия Экология и безопасность жизнедеятельности. 2015. № 3. С. 105-114.

14. Организация и особенности проектирования экологически безопасных агроландшафтов: Учебное пособие / Под ред. Л.П. Степановой. 2-е изд., доп. СПб.: Издательство «Лань», 2017. 268 с.

15. Степанова Л.П., Яковлева Е.В., Писарева А.В. Геохимическая характеристика антропогенно-преобразованных ландшафтов // Агрохимия. 2016. № 10. С. 96-103.

УДК 631.4, 631.417.2, 631.421, 631.415, 631.435, 631.458

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ АЛЛЮВИАЛЬНЫХ ПОЧВ К ТЕХНОГЕННОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ

Елизаров Н.А., магистрант 1 курса направления подготовки 35.04.04 «Агрономия», кружок НИРС «Экология почвы».

Научный руководитель: д.с.-х.н., профессор Степанова Л.П.

ФГБОУ ВО Орловский ГАУ

АННОТАЦИЯ

При оценке деградации почв и ландшафтов перспективно их рассматривать, как самоорганизующиеся и «живые» системы, состоящие из большого количества подсистем различной степени подчинённости, а именно рассматривать почву как исторически сложившееся биокосное тело, средство сельскохозяйственного производства, как избирательную полупроницаемую мембрану, защитную оболочку литосферы и как сорбент, в котором происходит трансформация потоков вещества и энергии из экологической системы. Таким образом, деградация почв, как средства сельскохозяйственного производства - это потеря плодородия почв и продуктивности земель, деградация почв, как исторически сложившегося тела - это уменьшение её надёжности, эластичности и долговечности. Негативные процессы проявляются в разной степени на землях сельскохозяйственного назначения, что требует необходимости оценивания уровней воздействия факторов, вызывающих деградацию, степень изменения почв и возможности их восстановления, разработки путей оптимизации и создания экологически устойчивой системы землепользования.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.