Мониторинг тяжёлых металлов на сельскохозяйственных угодьях Новосибирской области

• Автор: Фещенко, Валентина Петровна
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 132 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 ВЛИЯНИЕ АНТРОПОГЕННЫХ ФАКТОРОВ НА СОДЕРЖАНИЕ ТЯЖЁЛЫХ
МЕТАЛЛОВ В АГРОЭКОСИСТЕМАХ
1Л Тяжёлые металлы и их экологическая опасность для экосистем
1.2 Техногенное поступление тяжёлых металлов в агроэкосистемы
1.3 Экологические риски агрогенного поступления тяжёлых металлов в агроэкосистемы
1.4 Влияние тяжёлых металлов на биологическую активность и фитотоксичность почв
1.5 Тяжёлые металлы в растениях
1.6 Пути снижения негативного воздействия тяжёлых металлов на агроэкосистемы
2 УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Природно-климатические условия Новосибирской области
2.2 Характеристика почв Новосибирской области
2.3 Объекты и методы исследований
2.4 Метеорологические условия в период проведения исследований
3 ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КОМПОНЕНТОВ АГРОЭКОСИСТЕМ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ УГОДИЙ НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ ПО СОДЕРЖАНИЮ КАДМИЯ, СВИНЦА, ЦИНКА И МЕДИ (НА ПРИМЕРЕ РЕПЕРНЫХ УЧАСТКОВ ЛОКАЛЬНОГО МОНИТОРИНГА)
3.1 Содержание тяжёлых металлов в почвах исследуемых агроэкосистем
3.1.1 Динамика содержания тяжёлых металлов в пахотном горизонте почвы
3.1.2 Закономерности распределения тяжёлых металлов в разных типах почв
3.1.3 Распределение тяжёлых металлов в почвах разного гранулометрического состава
3.1.4 Особенности распределения тяжёлых металлов в почвах разных природногеоморфологических районов
3.1.5 Экологическая оценка уровней концентрации тяжёлых металлов в почвах
сельскохозяйственных угодий
3.2 Содержание тяжёлых металлов в растениях исследуемых агроэкосистем
3.2.1 Уровни концентрации тяжёлых металлов в овощных культурах
3.2.2 Содержание тяжёлых металлов в зерновых культурах
3.2.3 Аккумуляция тяжёлых металлов кормовыми культурами
3.2.4 Особенности распределения тяжёлых металлов по органам растений
3.3 Тяжёлые металлы в системе почва - растение
3.4 Особенности накопления тяжёлых металлов сельскохозяйственными
культурами, выращенными в разных природно-геоморфологических районах
ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Изменение экологических параметров при загрязнении окружающей среды имеет медленный аккумулятивный эффект неблагоприятных последствий для здоровья человека, который проявляется через многие годы [Куприянов, 2010]. Антропогенное преобразование биосферы и биогеохимическая эволюция её таксонов привели к изменению поступления в пищевую цепь биофильных и экологически опасных элементов вследствие истощения плодородия и загрязнения почв [Сысо, 2007].
В результате интенсивного промышленного и сельскохозяйственного использования природных ресурсов существенно изменились циклы многих химических элементов, в том числе тяжёлых металлов (ТМ) -трансформировались направления и темпы миграции данных элементов, переместились зоны их выноса и накопления [Черных, Милащенко, Ладонин, 1999]. Особую обеспокоенность вызывает намечающаяся тенденция к концентрированию в организме человека, относительно кларка биосферы, цинка, кадмия и свинца [Барановская, 2011].
Техногенные факторы, вызывающие загрязнение окружающей среды, относятся к наиболее существенным [Назарюк, 2004]. С развитием промышленности загрязнение биосферы тяжёлыми металлами увеличивается, причём негативному воздействию подвергаются в различной степени все её компоненты [Черных, Милащенко, Ладонин, 1999]. Атмосферные выбросы промышленных предприятий: заводов цветной и чёрной металлургии, ТЭЦ, предприятий по производству оборудования, станков и т.д. - значительно загрязняют почвенный покров, существенная доля в этом процессе принадлежит автотранспорту [Ильин, Сысо, 2001].
Освоение земель для сельскохозяйственного использования изменяет интенсивность и направление миграции химических элементов [Ильин, 1973]. Для решения важнейшей задачи земледелия: обеспечение стабильного роста урожаев при высоком качестве продукции, предстоит увеличить объемы

До недавнего времени существовало мнение о необходимости одних элементов для растений и токсичности других. Вместе с тем . ещё А.П. Виноградов [1952] отмечал важность всех химических элементов в метаболизме. Однако, по мнению Д. Адриано [приводится по: Ильин, Сысо, 2001], не все химические элементы необходимы растениям и животным. Так, по данным автора, кадмий и свинец потенциально токсичны для растений и животных. Кроме того, кадмий накапливается в пищевой цепи, канцерогенный, вызывает болезнь итай-итай, узкие пределы толерантности для растений. Свинец распространяется воздушным путём, накапливается преимущественно на поверхности, кумулятивный яд. Медь необходима и потенциально токсична для растений и животных, легко образует комплексы, узкие пределы толерантности для растений. Цинк необходим для растений и животных, широкие пределы толерантности для растений, легко образует комплексы, малотоксичен.
Формирование элементного химического состава растений определяется двумя основными факторами - генетическим и экологическим. В зависимости от обстоятельств доля их участия меняется. На генетическом уровне контролируется поглощение химических элементов, если геохимическая обстановка соответствует требованиям растений. Экологический фактор мешает этому, особенно если почва (среда обитания) обогащена подвижными соединениями, поступление избыточных ионов в растения усиливается, они могут накапливаться в повышенных количествах, которые превосходят их естественное содержание [Ильин, 1985].
При небольших концентрациях тяжёлых металлов почва, благодаря буферным свойствам, способна инактивировать токсиканты, однако её возможности не безграничны. При дальнейшем повышении уровня загрязнения вступают защитные свойства растений: корневые выделения хелатируют ионы и адсорбируют на внешней поверхности корней [Черных, Милащенко, Ладонин, 1999]. Вместе с тем хелатирование нельзя рассматривать только с точки зрения перевода ионов в менее токсичную форму. Э.Альберт [приводится по: Ильин, 1985] отмечал способность некоторых соединений тяжёлых металлов с