Влияние электромагнитных полей на биологические свойства почв

• Автор: Денисова, Татьяна Викторовна
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 367 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ВЛИЯНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ НА БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТЫ И ПОЧВУ

1.1. Ионизирующие излучения в окружающей среде

1.2. Механизмы и биологическое действие ионизирующих излучений

1.3. Влияние ионизирующих излучений на свойства почв

1.4. Электромагнитные (неионизирующие) излучения в окружающей среде

1.5. Механизмы и биологическое действие ЭМП неионизирующей природы

1.6. Влияние ЭМП неионизирующей природы на свойства почв

1.7. Магнитные свойства почв

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Черноземы
2.2. Каштановые почвы
2.3. Бурые и серые лесные почвы
2.4. Высокогорные почвы
2.5. Дерново-карбонатные почвы (рендзины)
2.6. Серопески
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Схемы и методика модельных экспериментов
3.2. Описание установок, использованных при постановке эспериментов
3.3. Методы определения биологических свойств почвы
3.4. Статистическая обработка результатов
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ «СИЛЬНЫХ» ДОЗ ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ И «МАЛЫХ» ДОЗ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЧЕРНОЗЕМА ОБЫКНОВЕННОГО
4.1. Состояние почвенной микрофлоры
4.2. Биохимическая (ферментативная) активность почв и содержание
гумуса
4.3. Дыхание почвы и скорость разложения мочевины
4.4. Изменение фитотоксических свойств почв
ГЛАВА 5. ДИНАМИКА ВОССТАНОВЛЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЧЕРНОЗЕМА ОБЫКНОВЕННОГО ПОСЛЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ
5.1. Изменение численности микрофлоры
5.2. Изменение ферментативной активности и гумусного состояния .... 180 ГЛАВА 6. ВЛИЯНИЕ СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНОГО (СВЧ)-ИЗЛУЧЕНИЯ НА БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВ
Из возможных механизмов действия микроволн малых мощностей наиболее значимы: меланохимические с нарушением кинетики биохимических реакций, воздействие на структуру белковых молекул, влияние на ионы клеточных электролитов путем изменения траектории их движения, взаимодействие с собственными электрическими и магнитными ПОЛЯ биологического объекта (Пресман, 1968; Кудряшов и др., 2008; Hyland, 1999)
6.1. Состояние почвенной микрофлоры под влиянием СВЧ-излучения
6.2. Ферментативная активность почв под влиянием СВЧ-излучения
6.3. Фитотоксические свойства почв под влиянием СВЧ-излучения
ГЛАВА 7. ИЗМЕНЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВ И СОСТОЯНИЯ РАСТЕНИЙ ПОД ВЛИЯНИЕМ НИЗКОЧАСТОТНЫХ И ПОСТОЯННЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ
7.1. Состояние почвенной микрофлоры под влиянием МП
7.2. Ферментативная активность почв под влиянием МП
7.3. Фитотоксические свойства почв и состояние растений под влиянием

ГЛАВА 8. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВ ПОД ВЛИЯНИЕМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ
8.1. Использование различных показателей в целях биомониторинга и
биодиагностики воздействия ЭМП на почву
8.2. Интегральная оценка устойчивости почв юга России к воздействию

8.3. Подходы к нормированию электромагнитного воздействия на почву
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ
Настоящая работа посвящена анализу электромагнитного воздействия на биологические свойства почв. В основу диссертации положены материалы, полученные лично автором или под его руководством в результате полевых, модельных и аналитических исследований (2002-2011 гг.). В работе также использованы литературные материалы по данной теме.
Актуальность исследования. Экологическая значимость электромагнитных полей все больше возрастает в современном мире и становится предметом специального изучения. Проблема электромагнитного загрязнения окружающей среды в 1995 году включена Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) в перечень приоритетных для человечества, что подчеркивает актуальность и значение, придаваемое международной общественностью этой теме. В спектре электромагнитных полей ионизирующие излучения (ИИ) имеют особую значимость и относятся к наиболее опасным антропогенным факторам.
Электромагнитные поля (ЭМП) как никакой другой экологический фактор за последние 50-70 лет претерпели существенные изменения за счет техногенной составляющей. В отдельных частотных диапазонах уровень электромагнитного излучения техногенного происхождения в 10Э — 106 раз превосходит уровень естественного излучения.
К настоящему времени в отечественной и мировой науке накоплено значительное количество данных, касающихся влияния ЭМП ионизирующей и неионизирующей природы на различные биологические объекты: микроорганизмы, растения, животных, человека. В то же время экологические последствия влияния ЭМП на почву, ес свойства и функции изучены только с отдельных сторон. Работ, касающихся изучения влияния ЭМП на свойства почв юга России, нами не встречено.
Почва является одним из важнейших незаменимых природных ресурсов, обеспечивает стабильность как отдельных биогеоценозов, так и биосфе-

Качественный и количественный состав аэробных хемоорганотрофных бактерий (выделенных на МПА) серо-бурых почв в зонах с повышенным уровнем ИИ на Апшеронском полуострове (уровень гамма-излучения 50-700 мкР/час) был беднее, чем в контроле (уровень гамма-излучения менее 30 мкР/час). Во всех образцах были обнаружены Bacillus cereus и В. polymyxa. Численность азотфиксирующих, нитрифицирующих, аммонифицирующих, денитрифицирующих, целюллозоразрушающих бактерий в почвах с высоким уровнем ИИ была на 1-2 порядка ниже, чем в контроле (Панахова и др., 2010).
«Дыхание» почвы считается косвенным индикатором изменения микробиологической активности почвы (Наумов, 2004). Под влиянием дозы 8 КГр (Coleman, MacFayden, 1966) и дозы 25 КГр (Ckark, Coleman, 1970; Cawse, Mableson, 1971; Ramsay, Bawden, 1983) продуцирование C02 увеличилось в первые 24 часа после облучения. Паулсон и Дженкинсон (Powlson, Jenkinson, 1976) отмечали 2-4-кратное увеличения продукции С02 в 5 типах почв (свежие образцы) под влиянием гамма-облучения дозой 25 КГр. Альпей и Шью (Alphei, Scheu, 1993) облучали лесную почву дозой 100 КГр, затем вводили 2 мл свежего почвенного раствора, таким образом вновь вводя микробную популяцию. В этом случае продукция С02 была незначительно больше, чем в необлученном контрольном образце в течение 4-х недель.
Показано, что загрязнение почв 90Sr до 1,8 ■ 104 Ки/км2 и ,37Cs до 780 Ки/км2 стимулировало почвенное дыхание чернозема выщелоченного, сходная тенденция наблюдалась на серой лесной и дерново-подзолистой почвах. Эти же уровни загрязнения вызывали первоначальное снижение про-теолитической активности чернозема и серой лесной почв и последующее ее восстановление до первоначальных значений. Полагают (Мартюшов и др., 2002), что протеолитическая активность является более чувствительным показателем на загрязнение почв 90Sr и 137Cs по сравнению с почвенным дыха-