Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Биодиагностика устойчивости почв Черноморского побережья Кавказа к загрязнению нефтью и тяжелыми металлами Кузина Анна Андреевна

Биодиагностика устойчивости почв Черноморского побережья Кавказа к загрязнению нефтью и тяжелыми металлами
<
Биодиагностика устойчивости почв Черноморского побережья Кавказа к загрязнению нефтью и тяжелыми металлами Биодиагностика устойчивости почв Черноморского побережья Кавказа к загрязнению нефтью и тяжелыми металлами Биодиагностика устойчивости почв Черноморского побережья Кавказа к загрязнению нефтью и тяжелыми металлами Биодиагностика устойчивости почв Черноморского побережья Кавказа к загрязнению нефтью и тяжелыми металлами Биодиагностика устойчивости почв Черноморского побережья Кавказа к загрязнению нефтью и тяжелыми металлами Биодиагностика устойчивости почв Черноморского побережья Кавказа к загрязнению нефтью и тяжелыми металлами Биодиагностика устойчивости почв Черноморского побережья Кавказа к загрязнению нефтью и тяжелыми металлами Биодиагностика устойчивости почв Черноморского побережья Кавказа к загрязнению нефтью и тяжелыми металлами Биодиагностика устойчивости почв Черноморского побережья Кавказа к загрязнению нефтью и тяжелыми металлами Биодиагностика устойчивости почв Черноморского побережья Кавказа к загрязнению нефтью и тяжелыми металлами Биодиагностика устойчивости почв Черноморского побережья Кавказа к загрязнению нефтью и тяжелыми металлами Биодиагностика устойчивости почв Черноморского побережья Кавказа к загрязнению нефтью и тяжелыми металлами Биодиагностика устойчивости почв Черноморского побережья Кавказа к загрязнению нефтью и тяжелыми металлами Биодиагностика устойчивости почв Черноморского побережья Кавказа к загрязнению нефтью и тяжелыми металлами Биодиагностика устойчивости почв Черноморского побережья Кавказа к загрязнению нефтью и тяжелыми металлами
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Кузина Анна Андреевна. Биодиагностика устойчивости почв Черноморского побережья Кавказа к загрязнению нефтью и тяжелыми металлами: диссертация ... кандидата Биологических наук: 03.02.08 / Кузина Анна Андреевна;[Место защиты: ФГАОУВО Южный федеральный университет], 2016.- 134 с.

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. Экологические последствия загрязнения почв химическими веществами 8

1.1. Общая характеристика тяжелых металлов 8

1.2. Экологическое воздействие тяжелых металлов на свойства почвы и живые организмы 12

1.3. Общая характеристика нефти как загрязнителя 17

1.4. Экологическое воздействие нефти на свойства почвы и живые организмы 19

ГЛАВА 2. Почвы черноморского побережья Кавказа 22

2.1. Общая характеристика 22

2.2. Черноземы южные 37

2.3. Коричневые почвы 39

2.4. Бурые лесные почвы 41

2.5. Дерново-карбонатные почвы 44

2.6. Желтоземы 45

ГЛАВА 3. Методы и методика исследований 48

3.1. Методика проведения модельных исследований 48

3.2. Лабораторно-аналитические методы определения свойств почв 50

3.3. Статистическая обработка результатов 52

ГЛАВА 4. Изменение биологических свойств почв черноморского побережья кавказа при химическом загрязнении 53

4.1. Устойчивость биологических свойств чернозема южного к химическому загрязнению 53

4.2. Устойчивость биологических свойств коричневой типичной почвы к химическому загрязнению 58

4.3. Устойчивость биологических свойств коричневой выщелоченной почвы к химическому загрязнению 63

4.4. Устойчивость биологических свойств коричневой карбонатной почвы к химическому загрязнению 68

4.5. Устойчивость биологических свойств бурой лесной кислой почвы к химическому загрязнению 73

4.6. Устойчивость биологичеких свойств бурой лесной кислой оподзоленной почвы к химическому загрязнению 78

4.7. Устойчивость биологических свойств дерново-карбонатной типичной почвы к химическому загрязнению 83

4.8. Устойчивость биологических свойств дерново-карбонатной выщелоченной почвы к химическому загрязнению 88

4.9. Устойчивость биологических свойств желтозема к химическому загрязнению 4.10. Изменение интегрального показателя биологического состояния почв черноморского побережья кавказа под влиянием химического загрязнения 98

4.11. Сравнительная оценка устойчивости почв черноморского побережья кавказа к загрязнению тяжелыми металлами и нефтью 106

4.12. Нормирование содержания тяжелых металлов и нефти в почвах черноморского побережья кавказа 112

Выводы 115

Список литературы 117

Введение к работе

Актуальность исследования. Природные условия Черноморского
побережья Кавказа чрезвычайно разнообразны. Смена условий

увлажнений, сезонная неоднородность, наличие гор и плоскогорий образуют разнообразную гамму природных зон и ландшафтов. Здесь расположены уникальные для России почвы, такие как желтоземы влажных субтропиков, коричневые почвы сухих субтропиков, черноземы южные (каштановые) Тамани.

Развитие инфраструктуры туризма и отдыха на Черноморском
побережье Кавказа (строительство новых курортов, олимпийских
объектов, аэропорта, автомобильных дорог, нефтепроводов и т.д.)
постоянно усиливает антропогенную нагрузку на окружающую среду.
Одной из актуальных проблем является возрастание химического
загрязнения почв. В силу значительных отличий эколого-генетических и
эколого-биологических свойств этих почв, таких как реакция среды,
гранулометрический состав, содержание органического вещества,

биологическая активность, и др. (Вальков и др., 2008; Казеев, Колесников, 2010), почвы Черноморского побережья Кавказа существенно разнятся по устойчивости к антропогенному воздействию.

Цель настоящей работы — исследовать устойчивость почв Черноморского побережья Кавказа к загрязнению нефтью и тяжелыми металлами по биологическим показателям.

Задачи исследования:

  1. Выявить закономерности изменения биологических свойств в почвах Черноморского побережья Кавказа в зависимости от природы и концентрации загрязняющих веществ.

  2. Дать сравнительную оценку устойчивости почв Черноморского побережья Кавказа к химическому загрязнению.

  3. Определить количественные ориентиры для разработки региональных нормативов предельно допустимого количества нефти, хрома, свинца, меди и никеля в основных почвах Черноморского побережья Кавказа по изменению экофункций почв.

Основные защищаемые положения:

Загрязнение почв Черноморского побережья Кавказа тяжелыми металлами (ТМ) и нефтью, как правило, ухудшает их биологическое состояние — снижаются численность микроорганизмов, ферментативная активность, показатели роста и развития растений.

По силе негативного влияния на биологические свойства исследуемых почв оксиды ТМ образуют следующую последовательность: Сг > Си >Ni= РЪ.

По степени устойчивости к загрязнению ТМ почвы Черноморского побережья Кавказа образуют следующий ряд: чернозем южный > дерново-карбонатная типичная > коричневая типичная > коричневая карбонатная = коричневая выщелоченная > дерново-карбонатная выщелоченная = желтозем > бурая лесная кислая > бурая лесная кислая оподзоленная.

По степени устойчивости к загрязнению нефтью исследуемые почвы образуют следующую последовательность: коричневая карбонатная > коричневая типичная = дерново-карбонатная выщелоченная > дерново-карбонатная типичная > чернозем южный > желтозем > коричневая выщелоченная > бурая лесная кислая = бурая лесная кислая оподзоленная.

Предложены региональные нормативы предельно допустимого содержания Сг, Си, Ni, РЬ и нефти в почвах Черноморского побережья Кавказа, определенные на основе нарушения экологических функций почв.

Научная новизна работы. Впервые для почв Черноморского побережья Кавказа установлены закономерности изменения основных биологических свойств в условиях загрязнения. Дана оценка устойчивости к химическому загрязнению: чернозема южного, коричневой типичной, коричневой выщелоченной, коричневой карбонатной, бурой лесной кислой, бурой лесной кислой оподзоленной, дерново-карбонатной типичной, дерново-карбонатной выщелоченной почв, желтозема. Определены ориентировочные концентрации загрязняющих веществ для разработки региональных нормативов содержания нефти и тяжелых металлов в почвах Черноморского побережья Кавказа.

Практическая значимость. Полученные результаты могут быть использованы при биомониторинге, биодиагностике, оценке и прогнозировании состояния почв и наземных экосистем Черноморского побережья Кавказа, загрязненных нефтью и ТМ. Также результаты исследования можно рекомендовать к применению при разработке региональных ПДК содержания нефти и ТМ в почвах, для оценки риска антропогенных и природных катастроф ит.д.

Личный вклад автора. В диссертационной работе представлены результаты исследований 2012-2016 гг. Разработка программы исследований, формулировка цели и задач, выбор объектов и методов проведены автором совместно с научных руководителем. Лабораторные модельные опыты выполнены с его участием автора. Анализ и обобщение

полученных результатов проведены автором при участии научного руководителя.

Апробация диссертации. Результаты исследования были

представлены на Международных научных конференциях: «Ломоносов-
2012», (Москва, 2012), «Современное состояние черноземов» (Ростов-на-
Дону, 2013), «Экология и биология почв» (Ростов-на-Дону, 2015),
«Эволюция и деградация почвенного покрова» (Ставрополь 2015),
научных конференциях «Актуальные проблемы экологии и

природопользования» (Ростов-на-Дону, 2012, 2014), «Экология и
природопользование» (Ростов-на-Дону, 2012, 2016), «Актуальные

проблемы экологии и биологии почв» (Ростов-на-Дону, 2012, 2013, 2015), «Неделя науки. Секция экологии и природопользования» (Ростов-на-Дону, 2012–2016).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 36 научных работ, объемом 7,6 п.л., из них 12 статей в изданиях, рекомендованных ВАК. Доля участия автора в публикациях составляет 50% (3,8 п.л.).

Структура и объем диссертации. Объем диссертационной работы 132 страницы. Диссертация содержит введение, четыре главы, выводы, список литературы, 19 таблиц, 71 рисунок, 18 фотографий. Список литературы содержит 164 источника, из них 27 на иностранных языках.

Конкурсная поддержка работы. Исследование выполнено при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации (6.345.2014/K), ведущих научных школ, поддержанных президентом РФ (НШ-9072.2016.11; НШ–2449.2014.4; НШ–5316.2010.4), ФЦП «Научные и научно–педагогические кадры инновационной России» на 2009–2013 годы (государственные контракты П169, П1298, П322, 16.740.11.0528, 14.740.11.1029, соглашения 14.A18.21.0187, 14.A18.21.1269, 5.5160.2011), ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям научно–технологического комплекса России» на 2007–2013 годы (государственный контракт 14.515.11.0055), Программы развития Южного федерального университета (213.01–24/2013–85; 213.01–24/2013–44).

Благодарности. Автор выражает благодарность своему научному руководителю, заведующему кафедрой экологии и природопользования, д.с.-х.н., профессору С.И. Колесникову за помощь и поддержку при написании работы, д.г.н., профессору К.Ш. Казееву, д.б.н., профессору Т.В. Денисовой за поддержку и ценные советы по выполнению модельных экспериментов; Д.В. Лубенцовой, А.Ф. Моспаненко, Н.А. Вернигоровой, Н.А. Евстегнеевой, Ю.В. Акименко и всем сотрудникам кафедры экологии и природопользования Южного федерального университета.

Экологическое воздействие тяжелых металлов на свойства почвы и живые организмы

Условия почвообразования. Коричневые почвы приурочены к ксе-рофитным лесам субтропиков с сухим жарким летом и прохладной влажной зимой. Формирование каштановых почв происходит под действием контрастных гидротермических условий. Теплой и влажной зимой почвы находятся в условиях промывного водного режима, а жарким летом они нагреваются, иссушаются, почвенные растворы двигаются снизу вверх. Таким образом, карбонаты кальция круглый год находятся в почвенном профиле, что и обеспечивает слабощелочную или нейтральную среду (Бе-люченко, 2005).

Растительность представлена сухими низкорослыми лесами и кустарниками, занимающие прибрежные возвышенности: можжевельником, кизилом, дубом и т.д. Хорошо развит травянистый покров.

Образующиеся при выветривании, окислы железа дегидратируются, придавая почвам красновато-кирпичную окраску, особенно яркую в горизонте Bt.

Почвообразовательные процессы: 1. Гумусообразование и гумусонакопление с участием древесной и травянистой растительности. По мощности горизонтов, запасов органического вещества, фракционному составу коричневые почвы схожи с черноземами. Но, в отличие от темно-серых и черных оттенков последних, в коричневых почвах преобладают более светлые тона, что и повлияло на их название. 2. Оглинивание всего профиля, протекающее в нейтрально-слабощелочной среде, приводит к образованию метаморфического горизонта Bt. 3. Выщелачивание карбонатов и легкорастворимых солей, вследствие чего профиль освобождается от легкорастворимых солей.

К диагностическим признакам можно отнести: значительную мощность профиля (до 150 см), преобладание коричневой окраски в профиле, постепенное уменьшение гумуса с глубиной, почти полное насыщение почв основаниями, присутствие карбонатного иллювиального горизонта, нейтральную или слабощелочную реакцию среды в верхних горизонтах и щелочную в нижних, аккумуляцию несиликатного (подвижного, окристал-лизованного) железа в профиле с максимальной концентрацией в горизонте Bt.

Коричневые почвы характеризуются высокой биологической активностью. Строение профиля. Коричневые почвы имеют следующие морфологическое строение: А — гумусовый. Окраска серая с коричневыми оттенками, комковато-ореховатой структуры. ABt — гумусовый, коричневой окраски, глыбисто-ореховатой структуры. Bt — текстурный, слабогумусовый глыбистый, коричнево-буроватой структуры. Вса — карбонатно-деструктивный с включениями белоглазки. С — материнская порода. Коричневые почвы схожи по гумусово-карбонатному профилю с черноземами. Однако в гумусовых веществах этих почв отсутствуют черные фракций. К коричневым почвам по внешнему виду близки южные черноземы Тамани (Вальков и др., 2002). В нашем исследовании были использованы все три подтипа коричных почв: коричневая типичная, коричневая карбонатная, коричневая выщелоченная почвы.

Коричневые типичные почвы характеризуются менее выраженным лесным древостоем, наличием карбонатов в нижней части метаморфического горизонта Bt.

Коричневые карбонатные почвы более ксерофитные и содержат Са-СО3 уже в поверхностных горизонтах. Запасы гумуса максимальны для этого подтипа почв.

Для коричневых выщелоченных почв характерны наиболее влажные условия. Они приурочены к дубовым или дубово-грабовым лесам с орешником, кизилом, алычой и т.д. Гумусовый профиль не содержит карбонатов (Вальков и др., 2013).

Условия почвообразования. Климат влажный, умеренно-теплый. Для этих лесных почв свойственны буково-грабовые, дубовые, пихтовые и пихто-еловые леса с дикорастущими плодовыми деревьями и кустарниками.

Формирование их идет при интенсивном выветривании первичных минералов. Для бурых лесных почв типично присутствие различных свободных и окристаллизованных форм Fe2O3. Почвообразовательные процессы. 1. Для районов распространения бурых лесных почв характерен промывной тип водного режима; 2. Широколиственные, хвойные, хвойно-широколиственные леса, иногда с травянистым покровом; 3. Хороший горизонтальный или вертикальный внутрипочвенный дренаж; 4. Длительный теплый период, способствующий активному огли-ниванию и интенсивному биологическому круговороту.

Коричневые почвы

Общие закономерности воздействия поллютанта определяли с использованием интегрального показателя биологического состояния (ИПБС) почвы (Вальков и др., 1999; Колесников и др., 2000; Казеев, Колесников, 2012).

Численность бактерий определяли методом прямой люминесцентной микроскопии по Звягинцеву и Кожевину (Методы…, 1991). Данный метод основан на оптическом исследовании бактерий, окрашенных акридиновым оранжевым, которые испускает свечение при воздействии ультрафиолетовых лучей с дальнейшим подсчетом микробных клеток. Микроскопирова-ние осуществляли на микроскопе HBO 100 Microscope Illuminating System (Zeiss).

Активность каталазы определяли по объему кислорода, выделившегося после добавления к исследуемой почве H202 (метод А. Ш. Галстяна, 1978).

Дегидрогеназа катализирует окислительно-восстановительные реакции путем отщепления водорода от органических веществ. Основной метод ее обнаружения - это восстановление индикаторов с низким редокс 51 потенциалом типа метиленовой сини. Выражается в мг ТТФ на 10 г почвы за 24 часа (Казеев и др., 2003).

Согласно рекомендациям А.Ш. Галстяна (1978) активность почвенных ферментов изучали при естественной рН почвы.

Ферментативная активность почв является дополнительным диагностическим параметром почвенного плодородия и его изменения в результате антропогенного вмешательства (Галстян, 1976; Киреева, 2002; Колесников и др., 2006; Гайворонский, 2008). Установлена ведущая роль показателей ферментативной активности в качестве диагностического показателя при нефтяном загрязнении (Сулейманов, 2005)

Применению ферментативной активности в качестве диагностического показателя биологического состояния почв способствуют низкая ошибка опытов 5-8 %, хорошая устойчивость ферментов к длительному хранению почвенных образцов (Галстян, 1982; Даденко, Казеев, 2003).

Целлюлозолитическую способность определяли аппликационным методом по степени разложения хлопчатобумажного полотна (Гельцер, 1986), экспонированного в почве в течение 10 дней.

Обилие бактерий рода Azotobacter учитывали методом комочков обрастания на среде Эшби (Методы почвенной микробиологии и биохимии, 1991).

По изменению показателей прорастания семян редиса и интенсивности начального роста проростков (длина корней) оценивали фитотоксич-ность почв (Бабьева, Зенова, 2004). Редис (сорт Корунд) использовали в качестве тест-объекта. Количество гумуса определяли в незагрязненных образцах по методике Тюрина со спектрофотометрическим окончанием (Орлов, Гришина, 1981). рН почв определяли в контрольных вариантах потенциометрическим методом (Практикум по почвоведению, 1986). На основе вышеперечисленных биологических показателей определяли интегральный показатель биологического состояния (ИПБС) почв: значение каждого из шести показателей на контроле (в незагрязненной почве) принимали за 100% и по отношению к нему выражали в процентах значения в остальных вариантах опыта (в загрязненной почве). Затем определяли среднее значение шести показателей для каждого варианта опыта. Данный метод позволяет объединить относительные значения разных показателей, абсолютные значения которых не могут быть интегрированы в единый показатель, так как имеют разные единицы измерения.

Лабораторно-аналитические методы определения свойств почв

При загрязнении чернозема южного ТМ и нефтью достоверно снижается численность бактерий, уменьшается активность ферментов почвы, ухудшается показатели роста растений. Степень изменения показателей зависела от природы загрязняющего вещества и его концентрации в почве.

Ряд металлов по экотоксичности для чернозема южного следующий: CrO3(57) CuO(82) NiO(85) = PbO(85) Оксид хрома оказал наибольшее негативное влияние на биологические свойства чернозема южного. Сравнивать между собой действия ТМ и нефти считается некорректным, так как нет возможности сопоставить их концентрации в почве. Нефть Контроль 1 ПДК (1%) 10 ПДК (5%) 100 ПДК (10%) НСР05 Рис. 15. Изменение фитотоксичности коричневой типичной почвы при за грязнении ТМ и нефтью, % от контроля (условные обозначения см. рис. 4)

Установлено, что воздействие ТМ и нефтью негативно сказывается на биологических свойствах коричневой типичной почвы. Достоверно зафиксировано снижение значений всех определяемых показателей. Степень изменения показателей зависела от природы поллютанта и его концентрации в почве.

Загрязнение коричневой типичной почвы оксидами хрома оказало более негативное воздействие на биологические свойства, чем оксиды меди, свинца и никеля. По степени токсичности к биологическим свойствам коричневой типичной почвы исследованные оксиды ТМ образовали следующую последовательность: CrO3(52) NiO(77) CuO(79) = PbO(79).

Была отмечена прямая зависимость между концентрацией в почве загрязнителя и степенью угнетения биологических показателей.

Статистически достоверных случаев стимулирующего воздействия ТМ и нефти на биологические свойства коричневой типичной почвы в настоящем исследовании зафиксировано не было. Устойчивость активности дегидрогеназы коричневой выщелоченной почвы к загрязнению ТМ и нефтью, % от контроля (условные обозначения см. рис. 4) Рис. 19. Устойчивость целлюлозолитической активности коричневой выщелоченной почвы к загрязнению ТМ и нефтью, % от контроля (условные обозначения см. рис. 4)

При загрязнении коричневой выщелоченной почвы ТМ и нефтью достоверно снижается численность бактерий, снижается активность целлюло-зоразрушающих микроорганизмов (Кузина и др., 2016), уменьшается активность ферментов почвы, ухудшается показатели роста растений (Колесников и др., 2016).

Зафиксировано снижение значений биологических показателей в зависимости от количества в почве загрязняющего вещества (Кузина и др., 2015). Ряд металлов по экотоксичности для коричневой выщелоченной почвы следующий: CrO3(49) NiO(75) PbO(76) CuO(80). Как и для коричневой типичной почвы, наибольшее негативное воздействие на биологические свойства коричневой выщелоченной почвы оказал оксид хрома (Кузина и др., 2015c). Сравнивать между собой действия ТМ и нефти считается некорректным, так как нет возможности сопоставить их концентрации в почве. Устойчивость общей численности бактерий коричневой карбонатной почвы к загрязнению ТМ и нефтью, % от контроля (условные обозначения см. рис. 4) Рис. 23. Устойчивость активности каталазы коричневой карбонатной почвы к загрязнению ТМ и нефтью, % от контроля (условные обозначения см. рис. 4)

Устойчивость активности дегидрогеназы коричневой карбонатной почвы к загрязнению ТМ и нефтью, % от контроля (условные обозначения см. рис. 4) Рис. 25. Устойчивость целлюлозолитической активности коричневой карбонатной почвы к загрязнению ТМ и нефтью, % от контроля (условные обозначения см. рис. 4)

В результате исследования зарегистрировано, что воздействие химических загрязнителей (как нефти, так и тяжелых металлов) на коричневую карбонатную почву приводит к ухудшению ее состояния.

В большинстве случаев, наблюдалось достоверное снижение исследованных биологических показателей: активности каталазы и дегидрогена-зы, численности микроорганизмов (Кузина и др., 2015) целлюлозолитиче-ской активности, длины корней редиса.

Степень ухудшения биологического состояния почвы зависела от природы химического вещества, его содержания в почве и свойств самой почвы (Колесников и др., 2015).

Наибольшее негативное воздействие оказал хром. Медь, свинец и никель проявили меньшее токсическое воздействие. По степени негативного воздействия на биологические свойства коричневой карбонатной почвы исследованные ТМ образуют следующий ряд: CrO3(51) PbO(74) CuO(75) NiO(78).

Устойчивость биологических свойств коричневой выщелоченной почвы к химическому загрязнению

Исследование показало, что загрязнение желтозема тяжелыми металлами и нефтью ухудшает биологическое состояние почвы: снижаются численность микроорганизмов (Кузина и др. 2015a; Вернигорова и др., 2015a), ферментативная активность (Кузина и др., 2015b; Вернигорова и др., 2015b), показатели роста и развития растений (Колесников и др., 2016a). Зафиксировано снижение значений биологических показателей в зависимости от количества в почве загрязняющего вещества.

По степени экотоксичности к желтоземам тяжелые металлы формируют следующий ряд:CrO3(57) CuO(71) NiO(72) PbO(74).

Статистически достоверных случаев стимулирующего воздействия ТМ и нефти на биологические свойства желтозема в настоящем исследовании зафиксировано не было.

Сравнивать между собой действия ТМ и нефти считается некорректным, так как нет возможности сопоставить их концентрации в почве.

Одним из информативных показателей экологического состояния загрязненных почв является ИПБС почв. Результаты влияния химического загрязнения на ИПБС почв Черноморского побережья Кавказа представлены в таблице 18 и на рисунках 58 - 66.

Изменение ИПБС почв Черноморского побережья Кавказа при химическом загрязнении, % от контроля Химическое вещество Концентрация загрязняющего вещества Среднее значение были построены следующие ряды экотоксичности ТМ по отношению к почвам Черноморского побережья Кавказа. В скобках представлены значения ИПБС почвы, усредненные для трех доз: 100, 1000 и 10000 мг/кг. По отношению к чернозему южному: CrO3(57) CuO(82) NiO (85) = PbO(85); коричневой типичной: CrO3(52) NiO(77) CuO(79) = PbO(79); коричневой выщелоченной: CrO3(49) NiO(75) PbO(76) CuO(80); коричневой карбонатной: CrO3(51) PbO(74) CuO(75) NiO(78); бурой лесной кислой CrO3(54) CuO(62) = NiO(62) PbO(65); бурой лесной кислой оподзоленной CrO3(48) CuO(58) PbO(59) NiO(62); дерново-карбонатной типичной CrO3(63) CuO(75) NiO(77) = PbO(77); дерново-карбонатной выщелоченной CrO3(56) CuO(70) PbO(74) NiO(75); желтозему CrO3 (57) CuO (71) NiO (72) PbO (74).

На основании ранее проведенных исследований по той же методике были получены схожие закономерности для других почв юга России: черноземов слитых, субальпийских, серых и бурых лесных (Колесников и др., 2009), каштановых, бурых полупустынных, солонцов, солончаков, песчаных (Колесников и др., 2011), черноземов выщелоченных, типичных, южных (Колесников и др., 2013) и др. (Колесников и др., 2008 2010; 2011; 2013; 2014; Kolesnikov et al., 2008; 2009; 2010; 2011; 2013; 2014; 2015). Наибольшее негативное воздействие для всех перечисленных типов почв оказывал хром. А медь, свинец и никель проявили меньшее токсическое воздействие, но для разных почв занимали различные места в ряду токсичности относительно друг друга.

По степени токсичности для исследуемых почв Черноморского побережья Кавказа оксиды ТМ образуют следующий обобщенный ряд: CrO3(54) CuO(72) NiO(74) = PbO(74).

Сравнивать между собой действия ТМ и нефти считается некорректным, так как нет возможности соизмерить их концентрации в почве.

В ходе исследования было проведено сравнение устойчивости основных почв Черноморского побережья Кавказа к загрязнению нефтью и тяжелыми металлами. Ниже представлены ряды почв, ранжированные по степени устойчивости к химическому воздействию:

При загрязнении хромом (рис. 67): дерново-карбонатная типичная (63) чернозем южный (57) = желтозем (57) дерново-карбонатная выщелоченная (56) бурая лесная кислая (54) коричневая типичная (52) коричневая карбонатная (51) коричневая выщелоченная (49) бурая лесная оподзоленная (48).

Условные обозначения: Чю – чернозем южный, К(т) - коричневая типичная, К(в) - коричневая выщелоченная, К(к) - коричневая карбонатная, Бл - бурая лесная кислая, Бл(оп) - бурые лесная оподзоленная, Дк(т) - дерново-карбонатная типичная, Дк(в) -дерново-карбонатная выщелоченная, Ж – желтозем

Устойчивость биологических свойств основных почв Черноморского побережья Кавказа к загрязнению медью (по степени снижения ИПБС, % от контроля) Условные обозначения: Чю – чернозем южный, К(т) - коричневая типичная, К(в) - коричневая выщелоченная, К(к) - коричневая карбонатная, Бл - бурая лесная кислая, Бл(оп) - бурые лесная оподзоленная, Дк(т) - дерново-карбонатная типичная, Дк(в) -дерново-карбонатная выщелоченная, Ж – желтозем

При загрязнении никелем (рис. 69): чернозем южный (85) коричневая карбонатная (78) коричневая типичная (77) = дерново-карбонатная типичная (77) коричневая выщелоченная (75) = дерново-карбонатная выщелоченная (75) желтозем (72) бурая лесная кислая (62) = бурая лесная оподзоленная (62).

Устойчивость биологических свойств основных почв Черноморского побережья Кавказа к загрязнению никелем (по степени снижения ИПБС, % от контроля) Условные обозначения: Чю – чернозем южный, К(т) - коричневая типичная, К(в) - коричневая выщелоченная, К(к) - коричневая карбонатная, Бл - бурая лесная кислая, Бл(оп) - бурые лесная оподзоленная, Дк(т) - дерново-карбонатная типичная, Дк(в) -дерново-карбонатная выщелоченная, Ж – желтозем

При загрязнении свинцом (рис. 70): чернозем южный (85) коричневая типичная (79) дерново-карбонатная типичная(77) коричневая выщелоченная (76) коричневая карбонатная (74) = дерново-карбонатная выщелоченная (74) = желтозем (74) бурая лесная кислая (65) бурая лесная оподзоленная (59).

Обобщая полученные данные, можно построить следующий ряд почв Черноморского побережья Кавказа по степени устойчивости к загрязнению ТМ (в среднем для Cr, Cu, Pb, Ni): чернозем южный (77) дерново-карбонатная типичная (73) коричневая типичная (72) коричневая карбонатная (70) = коричневая выщелоченная (70) = дерново-карбонатная выщелоченная (69) = желтоземы (69) бурая лесная кислая (61) бурая лесная кислая оподзоленная (57).