Экологическое состояние природных и техногенных экосистем среднего Поволжья и их реабилитация. (25.01.2010)

Автор: Шаркова Сания Юнусовна

В результате проведенных исследований влияния прежнего уничтожения химического оружия (УХО) в пригородной зоне установлено, что техногенное загрязнение мышьяком подавляет ферментативную активность почвы. С увеличением степени загрязнения ее мышьяком резко снижается активность ферментов: уреазы, каталазы, инвертазы и протеазы (табл. 19).

Таблица 19

Ферментативная активность серой лесной легкосуглинистой почвы при загрязнении мышьяком (среднее за 4 года)

Расстояние от мест УХО, м As, мг/кг Уреаза Каталаза Инвертаза Протеаза

50 87,20 0,5 не обнаружено 1,7 не обнаружено

100 65,10 1,7 не обнаружено 2,9 0,3

200 13,20 1,9 0,4 4,8 0,9

500 3,47 2,4 0,4 6,7 2,5

1000 2,83 8,7 1,1 13,0 5,0

2000 2,12 13,0 2,9 26,8 7,3

Фон 0,18 17,4 4,0 42,0 19,5

Примечание: Инвертаза – мг глюкозы на 100 г почвы; каталаза – в мл 0,1 Н КMnO4; протеаза – в мк моль лейцина на 1 г почвы; уреаза - мг NH4 на 100 г почвы за 20 ч.

По степени устойчивости к загрязнению мышьяком почвенные ферменты располагаются следующим образом: уреаза > инвертаза > протеаза > каталаза.

Результаты наших исследований показали, что связь активности ферментов с количеством мышьяка в почве выражается следующими уравнениями регрессии:

Уреазная активность = 8,20 – 0,29As + 0,002 As0,5 r2 = 0,618

Инвертазная активность = 29,88 + 0,732 As – 9,63 As2 r2 = 0,623

Протеазная активность = 9,56 + 0,238 As – 3,165 As2 r2 = 0,770

Каталазная активность = 3,08 + 0,081 As – 1,069 As0,5 r2 = 0,561

Установленные связи позволяют использовать показатели ферментативной активности почв в качестве индикаторов загрязнения почв мышьяком.

Глава 6 Оценка приемов реабилитации техногенно-загрязненных почв

При техногенном воздействии, как было показано выше, наблюдается устойчивая тенденция к накоплению ТМ и мышьяка в серой лесной почве, поэтому одной из задач наших исследований был поиск приемов снижения подвижности их и поступления в растения, выращенные на почвах, испытывающих значительное загрязнение.

Поступая в почву в больших количествах ТМ, в первую очередь влияют на биологические свойства почвы, кроме того, способны изменять и более консервативные её признаки, такие как гумусное состояние, структуру, кислотность и др. В итоге всё это ведет к частичной, а в некоторых случаях и к полной утрате плодородных свойств почвы (Эрих, 1981; Смит, 1985; Марфенина, 1991; Орлов и др., 1991; Ильин, 1995; Колесников, Казеев, Вальков, 2000; Lester, 1985; Гармаш, Графская, 2002).

Большинство ТМ наиболее подвижны в кислой среде (рН < 5). Почвы лесостепи Приволжской возвышенности даже под целинной травянистой растительностью характеризуются значительной гидролитической кислотностью, достигающей 3-6 мг-экв/100 г почвы (Кузнецов и др., 1966; Лебедева, Семина, 1974; Лобов и др., 1984; Надежкин, 1999).

Для реабилитации химически загрязнённых почв необходим комплекс мероприятий, включающий химическое связывание токсических веществ в недоступные для растений соединения, биогенное обогащение, агротехнические, мелиоративные и другие приёмы (Минеев, 1990; Фатеев, Самохвалов, Мирошниченко, 2000).

Значение известкования как способа мелиорации почв общеизвестно и хорошо изучено для дерново-подзолистых почв (Алямовский, 1941; Корнилов, 1955; Кедров-Зихман, Ярусов, 1955; Авдонин, 1969; Небольсин, 1983; Шильников, Лебедева, 1987; Аканова, 2003 и др.). Внесение минеральных и органических удобрений также ведут к ограничению подвижности загрязняющих веществ и следовательно к снижению токсичного действия их на растения (Ильин, Степанова, 1982; Зырин, 1985; Колесников, Казеев, Вальков 2000; Помазкина, Котова, Лубнина, Зорина, Лаврентьева, 2004).

6.1 Влияние приемов реабилитации на содержание поллютантов в серой лесной почве

Нами было изучено в качестве приема снижающего техногенное воздействие,- известкование, внесение вермикомпоста и минеральных удобрений.

Влияние изучаемых приемов на содержание тяжелых металлов характеризовалось тем, что под влиянием известкования доломитовой мукой по полной гидролитической кислотности существенно снизилось количество подвижных форм всех металлов и увеличилось мышьяка (таб.20).

Так после уборки яровой пшеницы содержание Pb было на 21-29%, Cd на 22-36, Zn - на 26-34, Сu - на 41-50, Ni - на 31-34, Mn - на 24-25% ниже чем на контроле.

В последующем эта тенденция сохранялась и после уборки четвертой культуры севооборота (озимой ржи). Количество подвижных форм тяжелых металлов было даже ниже, чем после яровой пшеницы. Это обстоятельство свидетельствует о продолжительном мелиорирующем действии известкования на содержание тяжелых металлов в серой лесной почве.

Таблица 20

Содержание подвижных форм ТМ под влиянием доломитовой муки и минеральных удобрений в серой лесной почве, мг/кг почвы, слой 0 - 15 см

Варианты

опыта Pb Cd Zn Cu Ni Mn As

1 поле, 1996 г, перед внесением удобрений

Без удобрения 2,4 0,11 3,9 0,41 1,40 47,3 0,42

1997 г., после уборки яровой пшеницы, сорт Л-503

P30K30 2,4 0,11 3,8 0,40 1,41 47,3 0,42

N30P40K40 2,4 0,12 3,9 0,39 1,39 47,5 0,39

Ca1.0 1,7 0,07 2,5 0,26 0,97 36,1 0,53


загрузка...