Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Аналитический обзор по проблеме загрязнения почв урболандшафтов тяжелыми металлами 11
1.1. Использование термина «тяжелые металлы» 11
1.2. Источники загрязнения почв тм и их поведение в почве 13
1.3. Реакция живых организмов на загрязнение почв ТМ 18
ГЛАВА 2. Характеристика мест отбора образцов почв в городах Ростовской области 23
2.1. Ростов-на-дону 23
2.2. Таганрог 25
2.3. Новочеркасск 27
2.4. Шахты
2.6. Гуково 31
2.7. Азов 33
2.8. Батайск 35
Глава 3. Методика и методы исследований 37
3.1. Методика исследования 37
3.2. Методы определения биологических свойств почвы 37
3.3. Статистическая обработка результатов 43
ГЛАВА 4. Влияние загрязнения тм на эколого биологические свойства почв городов Ростовской области 44
4.1. Влияние загрязнения тм на эколого-биологические свойства почв г.ростова-на-дону 44
4.1.1. Содержание ТМ и других элементов в почвах г. Ростова-на-Дону. 44
4.1.2. Биологические свойства почв г.Ростова-на-Дону 48
4.2. Влияние загрязнения тм на эколого-биологические свойства почв г.Таганрога 52
4.2.1. Содержание ТМ и других элементов в почвах 52
г.Таганрога 52
4.2.2. Биологические свойства почв г.Таганрога 56
4.3. Влияние загрязнения тм на эколого-биологические свойства почв г.Новочеркасска 60
4.3.1. Содержание ТМ и других элементов в почвах г.Новочеркасска 60
4.2.2. Биологические свойства почв г.Новочеркасска 64
4.4. Влияние загрязнения тм на эколого-биологические свойства почв г.Шахты 68
4.4.1. Содержание ТМ и других элементов в почвах г.Шахты 68
4.4.2. Биологические свойства почв г.Шахты. 72
4.5. Влияние загрязнения тм на эколого-биологические свойства почв г.Гуково 76
4.5.1. Содержание ТМ и других элементов в почвах 76
г.Гуково 76
4.5.2. Биологические свойства почв г.Гуково. 80
4.6. Влияние загрязнения тм на эколого-биологические свойства почв г.азова 84
4.6.1. Содержание ТМ и других элементов в почвах 84
г.Азова 84
4.6.2. Биологические свойства почв г.Азова 88
4.7. Влияние загрязнения тм на эколого-биологические свойства почв г.Батайска 91
4.7.1. Содержание ТМ и других элементов в почвах 91
г.Батайска. 91
4.7.2. Биологические свойства почв г.Батайска 95
4.8. Влияние загрязнения тм на биологические свойства почв крупных городов ростовской области 98
Выводы 100
Список литературы 101
- Источники загрязнения почв тм и их поведение в почве
- Шахты
- Методы определения биологических свойств почвы
- Влияние загрязнения тм на эколого-биологические свойства почв г.Новочеркасска
Введение к работе
Актуальность исследования. Источниками химического загрязнения городских почв являются, прежде всего, промышленность и автотранспорт, причем вклад автотранспорта непрерывно возрастает. Приоритетными загрязняющими веществами для городских почв являются тяжелые металлы (ТМ).
Загрязнение ТМ почв г. Ростова-на-Дону было исследовано в работах В.В. Приваленко (1993, 1994, 1998, 2003, 2004, 2006), С.Н. Горбова (2002), О.С. Безугловой с соавт.(1999, 1997), О.А. Капраловой с соавт. (2011, 2012) и др. Что же касается городов Ростовской области, то таких исследований крайне мало, основным является монография В.В. Приваленко 1995 года.
Исследованию связи между содержанием ТМ в почвах г. Ростова-на-Дону и их биологическими свойствами посвящены работы О.А. Капраловой с соавт. (2011; 2012; 2013). В городах Ростовской области подобных исследований не проводилось. Настоящее исследование проводилось в период с 2010 г. по 2016 г. (Налета и др. 2010, 2011, 2013, 2014, 2015).
В то же время, именно биологические показатели являются основными индикаторами состояния городских почв и экосистем.
Цель работы – исследовать влияние загрязнения тяжелыми металлами на биологические свойства почв городов Ростовской области.
Задачи исследования:
1.Дать сравнительную оценку содержания ТМ в почвах городов Ростовской области.
-
Провести сравнительную оценку содержания ТМ в почвах разных функциональных зон городов: автомобильных развязок, промышленных и парковых зон.
-
Выявить приоритетные элементы-загрязнители почв городов Ростовской области.
4.Установить закономерности влияния загрязнения ТМ на биологические свойства почв городов Ростовской области. Ранжировать ТМ по степени негативного влияния на биологические свойства почв городов Ростовской области
5.Оценить степень информативности биологических показателей и возможность их использования для мониторинга состояния городских почв, загрязненных ТМ.
Основные положения, выносимые на защиту:
1.По степени загрязнения почв ТМ города Ростовской области образуют следующий ряд: Ростов-на-Дону > Гуково > Шахты > Таганрог > Батайск > Азов > Новочеркасск.
2.Функциональные зоны городов Ростовской области по содержанию ТМ в почвах образовывают следующие ряды: промышленные зоны > авторазвязки > парки для г. Ростова-на-Дону, г. Шахты, г. Гуково, г. Азова; авторазвязки > промышленные зоны > парки для г. Таганрога и г. Новочеркасска.
3. Приоритетными элементами-загрязнителями почв городов Ростовской области являются по абсолютным величинам (мг/кг) Zn> Cu > Pb > Ni > As >Co, по величине коэффициента концентрации загрязняющих компонентов (Kс): Co > Zn > As > Pb > Cu > Ni.
4.Загрязнение ТМ вызывает снижение ферментативной активности, обилия микроорганизмов, увеличение фитотоксичности почв. Установлена тесная корреляционная связь между ИПБС почв городов Ростовской области и содержанием в них ТМ: Сo (-0,69), Cu (-0,75), Zn (-0,81), As (-0,83), Pb (-0,87), кроме Ni (-0,2).
5.Биологические показатели целесообразно использовать для мониторинга состояния городских почв, загрязненных ТМ. По степени информативности биологические показатели образуют следующий ряд: активность каталазы > длина корней редиса > активность дегидрогеназы > обилие бактерий рода Azotobacter > всхожесть семян редиса > длина побега редиса.
Научная новизна. Впервые для почв городов Ростовской области выявлены закономерности изменения основных биологических свойств под влиянием загрязнения ТМ. Дана сравнительная оценка содержания ТМ в почвах городов Ростовской области, в частности в разных функциональных зонах городов: автомобильные развязки, промышленные и парковые зоны. Установлены приоритетные элементы-загрязнители почв городов Ростовской области. Дана оценка степени степень информативности биологических показателей и возможности их использования для мониторинга состояния городских почв, загрязненных ТМ.
Практическая значимость. Данные исследований могут применяться в научных целях при биодиагностике состояния почв и урбоэкосистем, загрязнённых ТМ, биомониторинге, оценке негативного влияния на окружающую среду, выявление предельно допустимого содержания ТМ в городских почвах, экологическое прогнозирование последствий загрязнения ТМ урбопочв, опре-
деление степени ответственности промышленных предприятий при нерациональном природопользовании и т.д.
Личный вклад автора. Тема работы, цель, задачи, объекты, методы и план исследования выбраны автором при непосредственном участии научного руководителя. По мере проведения комплексных экспедиций был осуществлён отбор почвенных образцов для проведения модельных экспериментов. Лабораторные опыты и анализы проводились автором. При направлении и корректировке научного руководителя были обобщены полученные результаты, сформулированы выводы и основные защищаемые положения. По результатам исследований, проведенных автором, а так же при участии научного коллектива опубликован ряд научных работ в объеме 13,5 п.л., с долей участия автора – 10,8 п.л.
Апробация работы. Полученные результаты были апробированы на ряде конференций, симпозиумов, съездов, в том числе на XV Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам; секция «Почвоведение» (Москва, 2009), The Eurosoil Symposium (Vienna. Austria, 2008), III Международной научной конференции «Современные проблемы загрязнения почв» (Москва, 2010), Международной научной конференции «Экология и биология почв» (Ростов-на-Дону, 2014, 2015), X Международной научной конференции «Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря и водоёмов внутреннего стока Евразии» (Астрахань, 2008), IV научно-практической конференции с международным участием «Экологические проблемы. Взгляд в будущее» (Ростов-на-Дону, 2010), Научно-практической молодёжной экологической конференции «МЭК-2009» (Ростов-на-Дону, 2009), Научной конференции «Неделя науки» студентов и аспирантов кафедры экологии и природопользования Южного федерального университета (Ростов-на-Дону, 2009, 2010, 2011, 2013), Международной научно-практической конференции «Инновационные подходы в решении проблем экологии сельскохозяйственного производства» (пос. Персиановский, 2009), III Международной научно-практической конференции «Экологические проблемы природных и урбанизированных территории» (Астрахань, 2010), Международной конференции «Проблемы экологии» (Иркутск, 2010), VI Международной научно-практической конференции «Тяжёлые металлы и радионуклиды в окружающей среде» (Семей-Казахстан, 2010), Научной конференции «Актуальные проблемы экологии и биологии почв» (Ростов-на-Дону, 2010), Международной конференции с элементами научной школы для молодёжи «Экокультура и фитобиотехнологии улучшения
качества жизни Каспия» (2010), Научной конференции «Актуальные вопросы экологии и природопользования» (Ростов-на-Дону, 2011, 2012, 2013, 2014), VI съезде Общества почвоведов им. В.В. Докучаева (Петрозаводск, 2012), Международной научной конференции «Роль ботанических садов в сохранении и мониторинге биоразнообразия» (Ростов-на-Дону, 2015), IV Международной научной конференции «Эволюция и деградация почвенного покрова» (Ставрополь, 2015), и др.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 48 научных работ, из них 7 статей в изданиях, рекомендованных ВАК, 2 в журналах, индексируемых в базе Scopus .
Структура и объем работы. Объем диссертации — 114 страниц. Структура: введение, 4 главы, выводы, список литературы. Диссертация включает 36 таблиц, 21 рисунка. Список литературы состоит из 131 источника, включительно 21 источников 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 глубоко признателен за неоценимую помощь в работе своему научному руководителю, доктору сельскохозяйственных наук, профессору С.И. Колесникову; за ценные рекомендации на всех этапах исследования доктору географических наук, профессору К.Ш. Казееву; за помощь при подготовке диссертации доктору биологических наук, профессору Т.В. Денисовой. За постоянную помощь и поддержку преподавателям и сотрудникам кафедры экологии и природопользования Южного федерального университета.
Источники загрязнения почв тм и их поведение в почве
Главными источниками атмосферного загрязнения являются тепло вые электростанции (ТЭС) (27%), предприятия черной металлургии (24,3%), предприятия по добыче и переработке нефти (15,5%), автотранс порт (13,1%), предприятия цветной металлургии (10,5%), предприятия по добыче и изготовлению строительных материалов (8,1%), химическая про мышленность (1,3%) (Кирпатовский, 1974). Мощные потоки тяжелых ме таллов возникают в почвенном покрове вокруг предприятий черной и цвет ной металлургии, причем более 95% их попадает в почвы в виде техноген ной пыли, большая часть – в виде сухих осаждений, около 15-25% - с атмо сферными осадками (Бондарев, 1976). Многими авторами аккумуляция загрязнителей зафиксирована в гу мусово-аккумулятивном почвенном горизонте, в нем вещества загрязнители связываются алюмосиликатами, несиликатными минералами, органическими веществами благодаря реакциям взаимодействия. От соста ва и содержания гумуса, сорбционной способности, окислительно восстановительных и кислотно-основных условий, интенсивности биоло гического поглощения зависит количество и состав удерживаемых в почве элементов-загрязнителей. Часть ТМ задерживается этими компонентами прочно, не представляя опасности для живых организмов, а так же не уча ствуя в миграции по почвенному профилю, (Середина, 2015, Дабахов с со авт. 2005). Отрицательные экологические последствия загрязнения почв связаны с подвижными соединениями металлов. Гранулометрический состав, со став глинистых минералов, наличие полуторных окислов, количество и групповой состав органического вещества, окислительно восстановительный потенциал, биологическая активность и температурный с водным режимом определяют степень подвижности ТМ. (Середина, 2015). Буферную способность почв по отношению к тяжелым металлам оп ределяет состав минеральной части. Наибольшим содержанием металлов отличаются илистые и предилистые фракции верхних горизонтов почвен ного профиля. Максимальная концентрация тяжелых металлов наблюдает ся практически во всех типах почв в более тяжелых по гранулометриче скому составу горизонтах. Повышенное содержание элементов загрязнителей может отмечаться в пылеватых и песчаных фракциях, что связывают с присутствием металлов в первичных минералах в качестве изоморфных примесей, а также с поступлением техногенной пыли вблизи предприятий (Ковальский, Макарова, 1978;).
В значительной степени влияние на подвижность в почве ионов ТМ объясняется образованием соединений ТМ с рядом органических веществ: цитратами, оксалатами, гуминовыми и фульвокислотами. С гумусом связь тяжелых металлов осуществляется в результате ионного обмена, комплек-сообразования и адсорбции (Кадацкий, 2001; Булавко,1982). При этом образуются три типа соединений: 1. гетерополярные соли - гуматы и фульва-ты металлов; 2. комплексные соединения; 3. адсорбционные и хемосорбци-онные комплексы на поверхности твёрдых частиц. Второй и третий тип соединений при этом обладают наибольшей устойчивостью. В отличие от минеральные компонентов почвы, органическое вещество значительно сильнее фиксирует ТМ (Зырин, 1981; Дабахов с соавт. 2005).
Снижение подвижности ионов ТМ обеспечивается увеличение значения рН в почвах. Установленном, что в интервале рН от 4 до 7,7 сорбци-онная способность почв увеличивается в 2-3 раза на каждую единицу рН. В целом влияние реакции среды на поведение тяжелых металлов в почве связано с изменением ряда почвенных характеристик. Установлено, что с ростом рН: увеличивается суммарный отрицательный заряд почвы; снижается конкуренция за адсорбционные места со стороны ионов Н+ и эти места за 17 нимают ионы тяжелых металлов; при недостатке в растворе ионов водорода усиливается процесс гидролиза, а поскольку гидроксокомплексы имеют меньшую гидратную оболочку, то они адсорбируются более прочно, чем негидратированные катионы; стимулируются процессы специфической адсорбции металлов.
Определенное влияние на подвижность тяжелых металлов оказывает и состав почвенного раствора. При увеличении концентрации солей в растворе активность металлов уменьшается (изменении ионной силы) (О Connor G.A.,1984), так и при увеличении концентрации анионов, с которыми ТМ образуют нерастворимые соединения.
Миграция ТМ в почвах может происходить с жидкостью и суспензией при помощи корней растений либо почвенных микроорганизмов. Вместе с почвенным раствором (диффузия) или путем перемещения самой жидкости происходит миграция растворимых соединений. К миграции всех связанных с органическим веществом металлов приводит вымывание глин.
Из всех видов миграции самая важная - миграция в жидкой фазе, потому что большинство металлов попадает в почву в растворимом виде или в виде водной суспензии и фактически все взаимодействия между ТМ металлами и жидкими составными частями почвы происходит на границе жидкой и твердой фаз.
Соединение нескольких токсичных металлов в комплекс ведет к усилению их токсичности за счет синергизма и суммации воздействия или к снижению как результату антагонизма между отдельными элементами (Степанок В.В., 2000, 2003).
Шахты
Содержание тяжелых металлов в образцах, отобранных в городах Ростовской области, определяли рентгенфлуорисцентным методом.
Для суждения об эколого-биологическом состоянии почвы недостаточно какого-либо одного показателя, так как каждый из них отражает лишь какую-то одну сторону биологических и биохимических процессов в почве. Поэтому необходимо использовать широкий набор показателей состояния почв городов Ростовской области.
Для объединения большого количества показателей была использована методика определения интегрального показателя биологического состояния почвы (ИПБС) (Вальков и др., 1999; Колесников и др., 2000; Казе-ев и др., 2003). Данная методика помогает оценить широкий спектр и совокупность биологических показателей. При использовании данной методики, в выборке максимальное значение каждого из показателей принимается за 100 % и по отношению к нему в процентах (%) выражается значение этого же показателя в остальных образцах. Бj = (Бх / Бтах) х 100%, (1) где Бі — относительный балл показателя, Бх — фактическое значение показателя, Бтах — максимальное значение показателя. После этого, суммируются уже относительные значения многих показателей (например, активность разных ферментов, дыхание, содержание гумуса и др.). Их абсолютные значения суммированы быть не могут, так как имеют разные единицы измерения (мг, % и т.д.). После этого рассчитывается средний оценочный балл изученных показателей для образца (варианта): Бср. = (Бі+ Б2 + Б3 …+ Бn) / N, (2) где Бср. — средний оценочный балл показателей, N — число показателей. Интегральный показатель эколого-биологического состояния почвы рассчитывают аналогично формуле (1): ИПБС = (Бср. / Бср. mах) х 100%, (3) где Бср. — средний оценочный балл всех показателей, Бср. mах — максимальный оценочный балл всех показателей. При диагностике загрязнений за 100 % принимается значение каждого из показателей в фоновой (незагрязненной) почве и по отношению к нему в процентах выражается значение этого же показателя в загрязненной почве.
При воздействии антропогенного фактора на почву среднее значение выбранных показателей, как правило, снижается, одновременно отдельные показатели биологической активности почвы могут увеличиваться. Таким образом, уменьшение интегрального показателя биологического состояния (ИПБС) почвы, в большинстве случаев, находится в прямой зависимости от степени воздействия антропогенного фактора.
При расчете интегрального показателя биологического состояния (ИПБС) необходимо использовать наиболее информативные, а не любые показатели биологической активности почв. Именно они должны составлять основу интегрального показателя.
Конечное формирование набора показателей, составляющих интегральный показатель, требует дальнейшей разработки. Корректно и объективно измерить степень изменений, которые произошли под влиянием антропогенного фактора, можно, лишь сравнив содержание ТМ в почве в настоящий момент времени с исходной их концентрацией. По кратности увеличения содержания можно судить о глубине антропогенного воздействия. Однако, очень часто аналитические данные, характеризующие исходное состояние агроэкосистемы, отсутствуют, в связи с чем для сравнения используется фоновая почва (однотипная, условно незагрязненная почва). Для оценки совокупного действия поллютантов в качестве интегрального показателя в последние десятилетия повсеместно используется суммарный коэффициент техногенного загрязнения, который рассчитывается на основе сложения коэффициентов техногенного загрязнения отдельных элементов (Снакин, 1995): Zc=Kci-(n-1), (4) где ZС – суммарный коэффициент техногенного загрязнения; n – количество загрязнителей; Ксi - коэффициент концентрации i-го загрязняющего компонента, равный кратности превышения содержания данного компонента над фоновым значением: Кс=Сi/Cф (5) где Сi – фактическое содержание i-го элемента в пробе, мг/кг; Сф – фоновое содержание i-го элемента, мг/кг. Таблица 1 Оценка уровня химического загрязнения почвы ( СанПиН 2.1.7.1287-03) Категория Суммарный показатель загрязнения (Zc) Категория загрязнения «Допустимая» 16 Категория загрязнения «Умеренно опасная» 16-32 Категория загрязнения «Опасная» 32-128 Категория загрязнения «Чрезвычайно опасная» 128 Таблица 2 Содержание ТМ в черноземе обыкновенном карбонатном (фоновая почва), мг/кг Co Ni Си Zn As Pb СП 11-102-97 18 45 25 68 5,6 20 Памятник природы «Персиановская степь» 2 22 34 79 7,8 30 Использовании данного показателя для оценки воздействия загрязнителей на окружающую природную среду является наиболее информативным, именно он отражает относительную динамику показателей, учитывая их совокупное воздействие. Одновременно, использование суммарного коэффициента техногенного загрязнения, аналогично системы ПДК, имеет ряд ограничений.
Первое, при расчете данного показателя не учтена различная степень токсичности отдельных элементов, что может привести к недооценке степени экологической напряженности.
Второе, в случае, если территория загрязнена преимущественно одним или двумя элементами, суммарный коэффициент техногенного загрязнения (Zc) не отразит реальной напряжённости экологической ситуации.
Результаты оценки в значительной степени определяются величиной фоновых концентраций элементов и соединений, поэтому очень важно корректно подобрать фоновую почву.
Прежде всего, в качестве фоновых концентраций содержания тяжелых металлов в почве можно использовать рекомендуемые фоновые значения, приведенные в «Инженерно-экологические изыскания для строительства» СП 11-102-97 (1993). Однако, данные показатели не учитывают геохимические особенности провинции и, тем более, локальные природные особенности. Наиболее приемлемым является использование фоновых значений, установленных в условиях конкретного региона. Фоновые значения, учитывающие особенности конкретного региона, позволят более объективно оценить степень геохимических изменений, произошедших под влиянием антропогенного фактора. Поэтому целесообразно было использовать реальные фоновые значения, определенные в образцах почвы, отобранной на территории памятника природы «Персиановская степь».
Для получения достоверных данных о биологических свойствах почвы обязательна их тщательная статистическая обработка. Это обусловлено высокой степенью варьирования биологических свойств почв.
Для суждения о связи между содержанием ТМ в почвах урболанд-шафтов Ростовской области и различными биологическими показателями был применен корреляционный анализ (Доспехов, 1979; Дмитриев, 1995).
Методы определения биологических свойств почвы
Максимальные значения Кс для кобальта, меди, цинк, мышьяка, свинца зарегистрирован в образце, отобранном на территории нелегальной свалки. Максимальная величина Кс для никеля зарегистрирована в почве, отобранной на площади Марцевский треугольник. Минимальные величины Кс для кобальта и никеля зарегистрированы в почве, отобранной в парке 300-летию Таганрога. Минимальные значения Кс для меди, цинка, мышьяка, свинца наблюдаются в почве из парка им. Горького.
Почти во всех образцах величины Zc, рассчитанные с использованием рекомендованных фоновых концентраций, меньше в 1,8-2,6 раза величин Zc, рассчитанных с использованием реальных фоновых концентраций. Минимальные значения Zc наблюдается в почвах, отобранных в парке 300-летия Таганрога (4(СП11-102-97) и 8(«Персиановская степь»)) и в парке им. Горького (3 и 8 соответственно). Максимальные значения Zc характерны для почвы, отобранной на территории нелегальной свалки (17), что относится к умеренно опасной категории загрязнения . Почвы из всех остальных мест отбора почвенных образцов относятся к допустимой категории загрязнения.
Результаты исследования биологических свойств почв г.Таганрога приведены в таблицах 9,10 и на рисунке 11. Таблица 9 Биологические свойства почв г.Таганрога
Место отбора почвенных образцов Обилие бактерий р. Azotobacter (% комочков обрастания) Активн. ка-талазым (л О2/г) Активн. дегидроге-назы, мг (ТФФ/1г/24 ч) Всхожесть (%) Длина корней (мм) Длина побегов(мм) Содержаниегумуса(%)
Как видно из рисунка 4, значение ИПБС варьируется от 90% до 59%. Максимальные значения ИПБС – 90% и 86% характерны для почв, отобранных в парке 300-летия Таганрога и в парке им. Горького. Минимальные значения ИПБС – 59% и 63% зарегистрированы в почвах отобранных на территории нелегальной свалки и близ ПО «Красный котельщик».
Содержание тяжелых металлов в фоновой почве СП 11-102-97 Содержание тяжелых металлов в фоновой почве -содержание в черноземе обыкновенном, отобранном на территории памятника природы «Персиановская степь»
Максимальные значения Кс для кобальта, меди, никеля зарегистрированы в образце, отобранном близ Новочеркасского электровозостроительного завода. Максимальная величина Кс для цинка зарегистрирована в почве, отобранной близ пр. Платовского. Максимальные значения Кс для мышьяка и свинца наблюдаются в образце, отобранном близ Новочеркасского электродного завода. Минимальные величины Кс для никеля, меди зарегистрированы в почве, отобранной близ Новочеркасского электродного завода. Минимальная величина Кс для кобальта наблюдается в почве близ Новочеркасского завода синтетических продуктов. Минимальные значения Кс для цинка и мышьяка наблюдаются в почве из Александровского парка.
Во всех образцах величины Zc, рассчитанные с использованием рекомендованных фоновых концентраций, меньше в 1,1-3,3 раза величин Zc, рассчитанных с использованием реальных фоновых концентраций. Минимальное значение Zc наблюдается в почве, отобранной в Александровском парке (2(СП11-102-97) и 4(«Персиановская степь»)). Максимальные значения Zc характерны для почв, отобранных близ пр .Платовского(8(СП11-102-97) и 11(«Персиановская степь»)) и Новочеркасского электровозостроительного завода(3(СП11-102-97) и 10(«Персиановская степь»)). Почвы из всех мест отбора почвенных образцов относятся к допустимой категории загрязнения.
Результаты исследования биологических свойств почв г.Новочеркасска приведены в таблицах 14, 15 и на рисунке 13. Таблица 14 Биологические свойства почв г.Новочеркасска Место отбора почвенных образцов Обилие бактерий р. Azotobacter (% комочков обрастания) Активн. ка-талазым (л О2/г) Активн. дегидроге-назы, мг (ТФФ/1г/24 ч) Всхожесть (%) Длина корней (мм) Длина побегов(мм) Содержаниегумуса(%) «Персиановская степь» (фоновая почва) 100 13,6 29,4 100 60,8 52,6 3,9 Александровский парк 100 12,4 29,6 100 57,9 42,5 4,7 пр.Платовский (авторазвязка) 96 7,4 17,2 98 51,5 39,1 3,5 Электродный завод 98 10,7 20,8 96 49,9 38,9 3,3 Завод синтетических продуктов 98 10,9 27,8 98 52,7 38,1 3,6 Электровозостороитльный завод 96 7,9 16,1 92 46,9 35,6 4 Таблица 15 Биологические свойства почв г.Новочеркасска, % от фона Место отбора почвенных образцов Обилие бактерий р. Azotobacter Активн. ка-талазы Активн.дегидроге-назы Всхожесть Длина корней Длина побегов ИПБС «Персиановская степь» (фоновая почва) 100 100 100 100 100 100 100 Александровский парк 100 91 101 100 95 81 95 пр.Платовский (авторазвязка) 86 54 58 98 85 74 76 Электродный завод 98 79 71 96 82 74 83 Завод синтетических продуктов 98 80 95 98 87 72 88 Электровозостороитльный завод 96 58 55 92 77 68 74
Влияние загрязнения тм на эколого-биологические свойства почв г.Новочеркасска
Исследования влияние загрязнения тяжелыми металлами на биологические свойства почв городов Ростовской области проводили в 2010-2015 гг. на кафедре экологии и природопользования Южного федерального университета.
Были исследованы почвы урболандшафтов городов: Ростова-на-Дону, Таганрога, Новочеркасска, Шахты, Азова, Гуково, Батайска.
Ростов-на-Дону — мегаполис с численностью населения более 1 млн. человек. Один из крупнейших городов юга Европейской части России. Территория города составляет 348,5 км2. Ростов-на-Дону расположен в приустьевой части реки Дон, в 46 километрах от Таганрогского залива Азовского моря. Ростов-на-Дону занимает высокий правый берег коренной террасы реки. Ростов-на-Дону является крупным промышленным центром на юге России, главными отраслями которого являются машиностроение (ПО «Ростсельмаш»), пищевая (ПО «Ростпродмаш»), лёгкая, химическая промышленности (Горбов, 2002).
Отбор образцов в г.Ростове-на-Дону проводили в рекреационной зо не (парк «Плевен», парк им. Горького, парк им. Вити Черевичкина), про мышленной зоне (завод «Эмпилс») и в зоне максимальной антропогенной нагрузки (перекресток пр. Буденовского и ул. Красноармейской, пл. Гага рина, перекресток пер. Буденовского и пр. Стачки, перекресток ул.Нариманова и пр. Нагибина) (рис 1). - места отбора почвенных образцов. 1.Парк «Плевен» 2.Парк им.Вити Черевичкина 3.Парк им. Горького 4. Завод «Эмпилс» 5.пр.Стачки/пер.Братский 6.пр.Буденовский/ул.Красноармейская 7.пл.Гагарина 8. ул.Нариманова/ пр.Нагибина Рис. 1. Карта г. Ростова-на-Дону с обозначением мест отбора почвенных образцов. Город Таганрог — важный промышленный центр Юга России, с населением более 255 тыс. человек.
В городе развита машиностроительная промышленность: завод «Красный котельщик» (производство котельного оборудования для электростанций), «Прессмаш» (кузнечно-прессовое оборудование), «Виброприбор» (выпуск зерноуборочных комбайнов, торгового оборудования, электротермического оборудования), «Прибой» (судоремонт). Имеется ряд предприятий оборонной промышленности. Крупнейшее предприятие в городе является Таганрогский металлургический завод (ОАО «ТАГМЕТ»): производство стали, стальных труб для нефтяной и газовой промышленности, товаров народного потребления.
Отбор образцов в г.Таганроге проводили в рекреационной зоне (парк 300-летия Таганрога), промышленной зоне (Таганрогский Металлургический завод, ПО «Красный котельщик») и в зоне максимальной антропогенной нагрузки (пл. Марцевский треугольник, ул. Транспортная), на территории свалки (рис. 2).
Новочеркасск является одним из крупнейших промышленных центров Ростовской области с населением свыше 170 тыс. человек. Большинство крупных предприятий расположены в Промышленном районе города, отделённым от исторического центра поймой реки Тузлов.
Главными отраслями промышленности города являются машиностроение (Новочеркасский электровозостроительный завод), металлургия (Новочеркасский электродный завод), химическая (Новочеркасский завод синтетических продуктов) и др. (Горбов, 2002).
Отбор образцов в г.Новочеркасске проводили в рекреационной зоне (Александровский парк), промышленной зоне (завод НЭВЗ, НЭД, НЗСП) и в зоне максимальной антропогенной нагрузки (пр. Платовкий) (рис. 3).
Шахты — город в Ростовской области на реке Грушевка. Численность населения — 245 155 человек. Является вторым по площади (после Ростова-на-Дону) и третьим по численности (после Ростова-на-Дону и Таганрога) городом в Ростовской области. В советское время вокруг города была развита добыча каменного угля. В городе находится завод «Строй-фарфор», выпускающий керамическую плитку под названием «Шахтинская плитка».
В 2007 году запущен «Ростовский электрометаллургический завод» (РЭМЗ) компании «Эстар». Отбор образцов в г.Шахты проводили в рекреационной зоне (Городской парк культуры и отдыха), промышленной зоне (Завод «Шахтинской плитки», РЭМЗ) и в зоне максимальной антропогенной нагрузки (Автовокзал) (рис. 4).