Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по биологии
На правах рукописи
Муравьев Евгений Иванович
СОСТОЯНИЕ ЛАНДШАФТНЫХ СИСТЕМ
И ИХ ОХРАНА В ЗОНЕ БЕЛОРЕЧЕНСКОГО ХИМЗАВОДА
Специальность 03.02.08 - экология
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
доктора биологических наук
Краснодар - 2010
Работа выполнена на кафедре общей биологии и экологии Кубанского госагроуниверситета в 1997-2009 гг.
Научный консультант доктор биологических наук,
профессор И.С.аБелюченко
Официальные оппоненты: доктор биологических наук,
профессор А.В.аСмагин
доктор биологических наук,
профессор Н.А.аЧерных
доктор биологических наук Н.М.аЩеголькова
Ведущая организация: Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ставропольский государственный аграрный университет
Защита диссертации состоится 26 октября 2010 г. в 15 час. 30 мин. в аудитории М-2 на заседании диссертационного совета Д 501.001.57
МГУ имени М.В.аЛомоносова по адресу 119991, ГСП-1, Г. Москва, Ленинские горы, МГУ, факультет почвоведения
Автореферат разослан л 23 сентября 2010 г.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения МГУ.
Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просьба направлять по указанному адресу ученому секретарю диссертационного совета.
Ученый секретарь диссертационного совета,
Доктор биологических наук А.С.аНикифорова
1. Общая характеристика работы
Актуальность. Промышленные отходы (твердые, жидкие, газообразные), поступающие в природную среду, частично потребляются живыми организмами с водой, воздухом и пищей, активно перемещаются по трофическим сетям и накапливаются в организмах животных и человека. Мощными источниками загрязнения окружающей среды являются предприятия химической промышленности, оказывающие большое давление на природу через свои выбросы в воздух, сбросы в водоемы и на почву (Сорокина и др., 1984; Иваницкий и др., 1990; Тишков, 1992; Агафонов, 1994; Махутов и др., 2003). К предприятиям такого типа относится и Белореченский химический завод (Белюченко, 2005).
Среди мероприятий по стабилизации и улучшению экологической ситуации в районах функционирования таких предприятий особое место отводится системе производственного мониторинга, основной задачей которого является контроль за соблюдением на производстве нормативных правил и актов и информационное обеспечение принятия управленческих решений в области природоохранной деятельности и экологической безопасности (Прокашева, Горина, 1980; Алексеенко, 1989; Бутников, 1998; Зинюков, 1998; Белюченко и др., 2002; Белюченко, 2005). Наряду с производственным экологическим мониторингом целесообразно вести контроль за состоянием окружающих такие предприятия ландшафтов (Березин и др., 1991; Можайский и др., 2003). На необходимость оценки влияния выбросов и сбросов химических заводов на почвенный и растительный покров, на окружающие водные системы и атмосферный воздух с отслеживанием деградационных процессов в ландшафтах, а также их возможного загрязнения тяжелыми металлами указывают многие авторы (Баев и др., 1988; Иваницкий и др.,1990; Артюшин, 1992; Волошин, 1997; Батурин, Раховский 1998; Астафьева, 2006; Гусев, 2006).
Выбрасываемые при эксплуатации заводов вещества оказывают существенное влияние на физические и химические свойства атмосферы, воды и почвы, на растения и животный мир (Добровольский, 1983; Грисмис, 1997). Во всех составляющих ландшафта в зоне таких производств возникают нарушения в деятельности биоты, что может явиться причиной изменения циклов биогеохимических процессов в природных и агроландшафтных системах и нарушения их систем самоочищения и самовосстановления (Тинсли, 1982; Гузев и др., 1986; Громов, Павленко, 1989; Белюченко, 1998, 2003).
Выбор тяжелых металлов в качестве одного из важных показателей оценки влияния таких производств на ландшафты обусловлен тем, что нарастание их количества в пищевых сетях ведет к появлению ряда специфических заболеваний живых организмов, включая и человека (Clarcson, 1988; Moore, 1988; Мартин, 1993). Кроме того, поступление многих тяжелых металлов в окружающую среду заметно превышает природное (Добровольский, 1997; 1998; Елпатьевский, Луценко, 1990). Тяжелые металлы в процессе работы химических заводов поступают в атмосферу в значительных количествах в составе газообразных выделений и в виде техногенной пыли, которые попадают в водоемы и на почву с последующим переходом в живые организмы, где скорость их миграционных процессов заметно снижается. При отмирании растений и гибели животных почва обогащается этими элементами, и со временем, в силу их накопления, изменяются многие свойства почвенно-поглощающего комплекса (Ильин, Степанова, 1980; Гришина и др., 1990).
Накопление тяжелых металлов в почвах ведет к повышению их количества в организмах беспозвоночных, использующих органические вещества в качестве пищи и т.д. Поскольку почва обладает выраженной катионной поглотительной способностью, то она активно удерживает положительно заряженные ионы тяжелых металлов (Алексеев, 1987). Кроме того, обращается большое внимание на изучение физических, механических и химических особенностей такого емкого твердого отхода Белореченского химического предприятия, как фосфогипс, и оценивается возможность его использования в сельскохозяйственном производстве (Блохин и др., 1983; Мальцева и др., 1989; Новиков, Эвенчик и др., 1989; Новиков, Панов и др., 1989; Четверик, 1989; Иваницкий и др., 1990).
В связи с тем, что комплексный мониторинг окружающих Белореченский химзавод ландшафтов системно не проводился и его экологическая ситуация изучена слабо, естественно, что вопрос о разработке научно обоснованных мероприятий по их охране весьма важен. Постоянного контроля требуют основные отходы завода (включая и фосфогипс), влияющие на окружающую среду, что и обусловило выбор нами темы исследований.
Цель и задачи исследований. Цель работы - дать оценку экологическому состоянию и перспективам развития ландшафтных систем в зоне влияния Белореченского химзавода. При достижении поставленной цели нами решались следующие задачи:
1. Оценивалось экологическое состояние почвенного покрова.
2. Изучалось влияние выбросов завода на концентрацию в почвах тяжелых металлов (ТМ).
3. Определялось экологическое состояние растительного покрова.
4. Исследовалось состояние водных систем.
5. Оценивалось влияние выбросов завода на воздушный бассейн.
6. Изучались возможности использования твердых отходов (фосфогипс) в сельскохозяйственном производстве.
7. Предложены мероприятия по охране ландшафтных систем.
Научная новизна работы. Впервые в крае изучено влияние отходов Белореченского химзавода, содержащих различные химические соединения, на экологическое состояние окружающих его ландшафтных систем - почвы, водоемов, воздуха, биоты. На основании многолетних комплексных исследований в зоне Белореченского химзавода установлено, что предприятие в целом негативно влияет на важнейшие компоненты окружающих ландшафтов в радиусе до 5 км; наиболее сильно это влияние проявляется в пределах до 1 км от предприятия и по направлению господствующих ветров - до 7,5 км; влияние производства на ландшафты носит прямое (загрязнение почвы, воды, донных отложений и растительности тяжелыми металлами) и опосредованное воздействие (усиление деградации почв, водных систем, сообществ живых организмов).
Практическая значимость работы. В результате многолетних исследований получены данные по влиянию выбросов химзавода на загрязнение тяжелыми металлами почв, водных систем и растительности; разработаны предложения по использованию фосфогипса в сельскохозяйственном производстве, а также мероприятия по сохранению окружающих химзавод ландшафтов.
ичный вклад автора. Программа исследований по анализируемой проблеме, ежегодные планы и организация их выполнения разрабатывались автором самостоятельно; первые экспедиции, прокладка трансект, выбор показателей оценки состояния составляющих ландшафтных систем проведены автором; планирование и осуществление экспедиционных обследований, анализ полевых и лабораторных материалов и их обобщение выполнены автором; полученные выводы являются авторскими; результаты исследований опубликованы в 24 работах в соавторстве с И.С. Белюченко, Е.В. Терешкиной, Т.В. Бозиной, Г.В. Волошиной, В.Н. Гукаловым, О.А. Мельник, Ю.Ю. Петух, Е.В. Провизен, Л.Н. Ткаченко, Л.Б. Попок, Е.П. Добрыдневым, В.В. Гукаловым, Е.В. Терещенко и другими авторами; 29 работ автором опубликованы самостоятельно; результаты исследований используются на экологическом факультете Кубанского госагроуниверситета при чтении курсов прикладной и агроландшафтной экологии и экологического мониторинга.
Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на научных конференциях НИИ экологии и кафедры общей биологии и экологии Кубанского госагроуниверситета (2002-2007 гг.), на 3-й Международной конференции по речным бассейнам (Владимир, 2005 г.), на IV Международном форуме по эффективности применения минеральных удобрений (Краснодар, 2007 г.), на научно-техническом Совете департамента сельского хозяйства края (Краснодар, 2007, 2008 гг.), на I Международном аграрном конгрессе ЮГАГРО (2008 г.), на 1-й Всероссийской научной конференции Рекультивация отходов быта, промышленного и сельскохозяйственного производства (Краснодар, март, 2009 г.).
На защиту выносится: зонирование территории по рассеиванию заводских выбросов, содержащих тяжелые металлы; влияние выбросов завода на агрономическое состояние почв; реакция микроорганизмов, флоры и фауны на загрязнение почв; влияние выбросов и сбросов завода на экологическое состояние поверхностных вод и атмосферного воздуха; оценка влияния фосфогипса на окружающую среду и предложения по его использованию в сельскохозяйственном производстве; специфика охраны ландшафтных систем в зоне влияния химзавода.
Публикации. По теме диссертации опубликована 53 научных работа, включая 3 монографии (2004, 2007, 2008 гг.) и 10 статей в реферируемых изданиях.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 9 глав, выводов, списка использованной литературы; изложена на 300 страницах машинописного текста и включает 111 таблиц и 20 рисунков; список использованной литературы составляет 420 наименований, из которых 40 - на иностранных языках.
2. Условия, материалы и методы исследований
Природно-климатические условия. Белореченский химзавод занимает территорию площадью 544 га и располагается в юго-восточной части одноименного района на высоте около 200 м над ур. м. Геологической основой территории являются отложения песка, галечника и супеси, а местами - глины четвертичного периода; почвообразующими породами изучаемой территории являются аллювиальные отложения от нижнечетвертичных (пески, галечники, суглинки) до современных (пески, галечники, глины); в геоморфологическом плане территория представляет наклоненную к югу террасированную равнину. Удаленность района от крупных водных систем обусловила континентальность его климата, что проявилось в колебании суточных, месячных и сезонных температур; среднегодовая температура воздуха колеблется от 9,2 до 10,4оС, максимальная составляет +42оС, а минимальная - минус 30оС; среднегодовая температура почвы превышает температуру воздуха на 1,5-2,0оС. В теплый период влажность воздуха низкая (около 50%), а в холодный увеличивается до 75-85%. Среднее количество осадков составляет около 500 мм в год; весной, летом и ранней осенью случаются засухи. Летом преобладают северо-восточные, а зимой - юго-западные ветры; самые сильные отмечены в конце зимы.
Территория завода расположена в лесостепной зоне в поясе дубовых лесов в предгорной части Западного Предкавказья. Современная растительность представлена пойменными лугами с деревьями и кустарниками, дубовыми лесами с преобладанием дуба черешчатого (юго-запад и юго-восток) и дуба сидячецветкового (на юге). Местами в дубняках встречаются граб, ясень, береза, осина, черешня, яблоня, алыча. Создана большая сеть полезащитных лесополос в юго-восточной стороне от завода в сторону Белореченска, что связано с распаханностью территории на этом направлении. Окружающие завод территории характеризуются равнинными предгорно-холмистыми ландшафтами преимущественно с дубовыми лесами и послелесными лугами на выщелоченных черноземах. В зоне влияния распространены черноземы выщелоченные слитые легкоглинистые и глинистые на четвертичных бурых с оливковым оттенком глинах и суглинках. Морфологическим признаком почв является необыкновенно плотное сложение, слитность, особенно в горизонте В; слитность и отсутствие дренажа вызывает застой вод на поверхности почвы во влажный период. По гранулометрическому составу почвы изучаемой территории относятся к глинистым и суглинистым разновидностям.
Экологические проблемы химического предприятия. Завод производит серную кислоту, экстракционную фосфорную кислоту, сложные минеральные удобрения - аммофос, жидкие комплексные удобрения, кормовые обесфторенные фосфаты, при производстве которых в воздух выбрасываются пары соляной и серной кислот, сернистый ангидрид, пыль серы элементной, сероводород, диоксид азота, аммиак, оксиды углерода, ТМ, фосфорные и фтористые соединения. Прямого загрязнения почвы при работе завода не происходит, но оказывается химическое воздействие выбросов через поступление некоторой их части на поверхность почвенного покрова с атмосферными осадками.
Объекты исследований. В качестве объектов исследований были выбраны основные компоненты ландшафтных систем (почвы, растительность, приземный слой атмосферы, поверхностные воды) в зоне влияния Белореченского химического завода на расстоянии от предприятия до 5 км (зона прямого давления) и от 5 до 10 км (зона косвенного влияния). Исследования основных компонентов ландшафтов велось по трансектам, проложенным по направлениям ветров.
Методические аспекты организации исследований. Наблюдения и опыты начаты нами в 1997 г., но комплексный характер они приобрели в течение 2001-2008 гг. и проводились методами закладки вегетационных, мелкоделяночных и производственных опытов, а также экспедиционных обследований всех ландшафтов в окружении завода, включая отбор проб почвы, воздуха, воды и растений по проложенным от предприятия трансектам в направлении преобладающих ветров (рис. 1).
Рис. 1. Схема отбора образцов почв и растений для оценки влияния
химзавода на окружающие ландшафты
Для оценки содержания в почвах тяжелых металлов отбор образцов проводился согласно требованиям соответствующих ГОСТов. Определение содержания подвижных форм тяжелых металлов, экстрагированных 5М HNO3 из почвенного образца, осуществляли на атомно-абсорбционном спектрофотометре Квант - 2А, а валовый состав определяли рентгено-флуоресцентным методом на спектроскане Макс-G. Агрохимическая оценка почв в кластерах (содержание гумуса, рН, NPK) проводилась по смешанной пробе в соответствии с ГОСТированными методиками; определение органического вещества в почве проводилось по методу Тюрина в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26213-91); общего азота - по методу Кьельдаля (ГОСТ 26107-84); фосфора и калия (для черноземов выщелоченных) - по методу Чирикова в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26204-91). Пробы воды для анализов отбирались в водоемах, расположенных в зоне влияния завода (до 5 км); получены их гидрохимические характеристики (ХПК и БПК5, анионно-катионный состав, взвешенные вещества), дана оценка качества воды по содержанию загрязняющих веществ (тяжелые металлы, поверхностно активные вещества, нитраты и др.). Химические анализы в 2001-2006 гг. выполнялись в лабораториях НИИ прикладной и экспериментальной экологии и на кафедре общей биологии и экологии Кубанского госагроуниверситета, а в 2007-2009 гг. - в лабораториях ОАО Заветы Ильича Ленинградского района и Белореченского химзавода
Статистическая обработка результатов исследований. Определяли средние значения, стандартное отклонение, коэффициент вариации и доверительные границы варьирования признака для вероятности 0,95; репрезентативность достигнута посредством формирования выборки и кластерного метода отбора образцов для химических анализов; степень влияния отдельных загрязняющих веществ на состояние почв, воды и донных отложений определялась на основе множественного корреляционно-регрессионного анализа.
3. Состояние почвенного покрова
Физические свойства почв. Основные физические свойства почв (содержание песка, пыли, ила, плотность и другие особенности) во многом определяют их важнейшие характеристики, включая буферность, способность к аэрации, инфильтрации и т.д. (Белюченко, 2005). По гранулометрическому составу почвы (чернозем выщелоченный) в радиусе 5 км от завода разделили на следующие группы: глины легкие и средние, суглинки тяжелые и средние. В исследованных разновидностях почв содержание физической глины (частицы меньше 0,01 мм) местами доходит до 82,2%, илистой фракции - до 45,3, пыли - до 51,7, песка - до 32,3%.
В глинах средних в гранулометрическом составе преобладают иловато-пылеватые фракции при почти равном соотношении ила и пыли 1:1,1. Глины легкие характеризуются содержанием физической глины до 66,3, илистой фракции - до 35,1, пыли - от 19,1 до 58,9, песка - от 3,5 до 32,3%; преобладающими являются иловато-пылеватые фракции при соотношении ила и пыли 1:1,4-2,05; на отдельных участках преобладают иловато-пылеватые фракции при соотношении ила и пыли 1:1,4-1,6, что свидетельствует о благоприятных водно-физических свойствах пахотного слоя этих почв и их хороших структурных качествах. В глинах средних, которые преобладают в изучаемых ландшафтах, в пахотном слое наблюдается повышенное содержание илистой фракции, что ухудшает водно-физические свойства почвенного покрова, приводит к его уплотнению и нарушению газообмена.
Содержание физической глины в суглинке тяжелом доходит до 58,4%, илистой фракции до 34,6, пыли - от 30,5 до 67,9 и песка - от 4,1 до 34,7%; преобладающими являются иловато-пылеватые фракции; увеличение разрыва между количествами ила и пыли улучшает оструктуренность и водопроницаемость почв. В суглинках среднем и тяжелом доминирует крупнопылеватая фракция (до 58%), а пылеватая варьирует от 33,3 до 49,1%. Легкие разновидности отличаются рыхлым сложением, высокой водопроницаемостью и малой влагоемкостью. Поверхностный слой в агрозоне быстро теряет влагу и иссушается. В суглинках средних содержание физической глины колеблется от 30,2 до 44,1, илистой фракции - в диапазоне 2,6-25,3, пыли - 30,2-65,9, физического песка - 34,6-45,0%. Почти в равных количествах находятся пылевато-песчаные и пылеватые фракции.
Преобладание пылеватых фракций в гранулометрическом составе пахотного слоя почвы изучаемых ландшафтов говорит о благоприятных режимах его водопроницаемости и газообмена, а также о рыхлом или слабоуплотненном сложении и хорошей скважности. В слое 120-140 см наблюдается преобладание иловатых фракций и наибольшее содержание физической глины (57,8%), но соотношение ила и пыли в этом слое довольно широкое (1:1,7) и дальше по профилю оно уменьшается до 1:2,4, что также указывает на хорошую водопроницаемость пахотного слоя. Особое значение это имеет для почв природно-хозяйственных зон. Содержание физической глины в почвах различных зон окружающих завод ландшафтов колеблется от 22,6 до 63,98%.
Почвы в системе основных ландшафтов характеризуются сходными показателями содержания физической глины, что говорит о различиях между разновидностями почвенного покрова по характеру и особенностям его формирования и развития. Плотность твердой фазы почв на исследуемой территории изменяется от 2,37 до 2,86 г/см3; в различных зонах колеблется мало и зависит от количества органического вещества, в том числе полуразложившихся растительных остатков (древесный и травянистый опад), которые обладают невысокой плотностью. Плотность постепенно увеличивается с глубиной параллельно уменьшению количества органического вещества; наименьшая плотность характерна для верхних слоев, богатых растительными остатками.
Таким образом, показатели гранулометрического состава и плотности почв варьируют как в пределах отдельных ландшафтов, так и в целом по всей изучаемой площади, что связано с разным соотношением доли глинистых и песчаных частиц и зависит от рельефа территории и характера её использования. Прямого влияния выбросов завода на физические свойства почв пока не установлено.
Химические свойства почв. В пахотном слое сумма обменных оснований достигает 29, а в подпахотном - 31 мг-экв/100 г почвы с преобладанием кальция до 84% в пахотном слое и до 90% в подпахотном, где отмечается резкое уменьшение органического вещества (1,6%). С глубины 40 см плотность почвы вниз по профилю увеличивается, а сумма обменных оснований уменьшается до 26 мг-экв/100 г почвы, заметно падает доля обменного кальция (до 68%), а содержание обменного магния достигает 32. В этих слоях отмечена низкая концентрация гумуса (1,1%); увеличение содержания магния в сумме обменных оснований ведет к уплотнению почв.
Низкий уровень обменных оснований отмечен в слое почвы 80-100 см (22 мг-экв/100 г почвы) при низком содержании в нем гумуса (0,77%), преобладании песчаных фракций и довольно широком соотношении ила и пыли - 1:2,1. Начиная со 100 см вниз по профилю сумма обменных оснований возрастает до 26 мг-экв/100 г почвы в зависимости от количества коллоидных фракций с преобладанием кальция. Высокая доля кальция в почвенно-поглощающем комплексе (ППК) при значительном содержании гумуса в верхнем слое почв обусловливает хорошо выраженную водопрочность почвенных структур.
Содержание, запасы и состав органического вещества в почве определяют её основные агрономические свойства. Доля гумуса в пахотном слое (0-20 см) варьирует в широком диапазоне (от 1,3 до 5%); почвы аграрной зоны отличаются относительно стабильным уровнем гумуса, а в природной зоне его количество сильно колеблется. Отмечено изменение доли гумуса в почве по мере удаления точек отбора проб по основным трансектам от завода; относительно стабильный уровень содержания гумуса характерен для первой и пятой трансект, что, очевидно, связано с наличием здесь обширных сельскохозяйственных площадей. Содержание гумуса в почвах агроландшафтов колеблется от 2,1 до 4,1%, а в почвах природной зоны - от 1,8 до 5,0%; в агрозоне выделены слабо-, мало- и среднегумусные почвы.
Содержание гумуса в пахотном слое (0Ц20 см) почвы по зонам колеблется широко - от 1,22 до 7,5%; аграрная зона выделяется низким уровнем гумуса в верхнем слое почвы (в среднем 3,6); высокой концентрацией гумуса выделяются почвы природной зоны (в среднем 4,8) и лесополос (в среднем 4,7%). Изменение содержания гумуса по профилю почвы зависит также от особенностей рельефа.
Уровень органического вещества в почвах по направлению трансект и по точкам отдельных кластеров варьирует; высоким его содержанием отличаются пробы, отобранные по трансекте 1 на расстоянии до 1100 м от предприятия, по трансекте 2 - в пределах 3600Ц4600, по трансекте 3 - в пределах 5100Ц7500, по трансекте 4 - на расстоянии 3100 и по трансекте 5 - на расстоянии 4600 м от предприятия.
По результатам исследований можно заключить, что основная часть почв (>87%) окружающих химзавод ландшафтов относится к слабогумусным (содержание гумуса до 4%) и небольшая часть (>10%) - к малогумусным (содержание гумуса 2,5-3,0%); содержание органического вещества колеблется по сезонам и зависит от места отбора проб и расстояния от завода; в верхних слоях почвы концентрируется основная масса гумуса, с увеличением глубины слоя его содержание падает.
Агрономическая оценка почв в зоне влияния завода. В результате выбросов завода на поверхность почвы с осадками поступают загрязняющие вещества. Оценка состояния почв по годам показывает, что в зоне прямого давления завода уровень плодородия почв заметно меняется по сравнению с зоной косвенного влияния; количественные изменения содержания подвижного фосфора и общего азота отмечены во все годы. Реакция почвенной среды в зоне прямого давления завода находится на уровне нейтральной (рН 6,94), а в зоне косвенного влияния - слабокислой (рН 6,30). В прилегающих к заводу ландшафтах уровень подвижного фосфора в верхнем слое почвы выше, чем в зоне косвенного влияния, примерно на 3 мг/100 г почвы, а доля обменного калия, наоборот, несколько выше в зоне косвенного влияния.
Результаты исследований агрономического состояния почв в окружающих завод ландшафтах показывают, что выбросы предприятия влияют на содержание в них органического вещества и подвижного фосфора. Выбросы завода за 6 лет исследований оказали определенное воздействие на все изучаемые показатели. В наибольшей степени это отразилось на концентрации в почве подвижного фосфора: за период исследований в зоне прямого влияния концентрация этого элемента в почвах агроландшафта увеличилась на 5,74, а в зоне косвенного влияния - всего на 1,38 мг/100 г почвы. Отмечено некоторое увеличение органического вещества в почвах зоны косвенного влияния по сравнению с зоной прямого воздействия.
Кислотно-основные свойства. На значительной территории, которая находится под влиянием выбросов химзавода, реакция почвенной среды заметно колеблется и зависит от рельефа местности, направления ветров, характера землепользования, растительности и загрязненности тяжелыми металлами. Реакция почвенной среды по мере удаления от предприятия заметно меняется; кислые почвы преобладают по третьей (юго-западное направление ветров), слабокислые - по второй трансекте (западное направление ветров). Наиболее благоприятные условия отмечены в лесополосах, в природных анклавах и под многолетней залежью, что связано с положительным воздействием растительности на почву с ненарушенным сложением. В течение шести лет в почвенной среде произошли изменения: в связи с увеличением производства к 2006 г. завод усилил влияние на окружающие ландшафты по сравнению с 2001 г., о чем свидетельствует выявление в зоне прямого влияния в 2006 г. группы почв с кислой реакцией; доля этих почв составила 24,2%, тогда как в 2001 г. эта группа совсем не выделялась.
Уровень рН почвенного раствора не является величиной постоянной и заметно варьирует по сезонам. В весенне-летне-осенний период реакция почвенной среды в радиусе 500 м от завода в пробах варьирует от 5,7 до 8,0, отмечена высокая доля слабощелочных почв (30,5%). В радиусе 5 км от завода почвы изучаемых ландшафтов характеризуются весной слабокислой (рН 6,2-6,9) реакцией; в летний период уровень рН изменялся от 5,4 до 8,6 (от среднекислых до среднещелочных).
Таким образом, следует подчеркнуть, что выбросы Белореченского химзавода влияют на кислотность почв во все периоды года; в летний период отмечается повышение щелочности почвенного раствора, что, по всей видимости, связано со снижением влажности по сравнению с весенним сезоном.
Агрономическое состояние почв по трансектам. По направлению основных ветров содержание органического вещества в почве колеблется от 1,3 до 5,1%, а по остальным направлениям с незначительным количеством ветровых дней его уровень в почвенных образцах варьирует в пределах 3,2-4,5%. Колебания в содержании нитратного и аммиачного азота по трансектам и сезонам года значительные; наиболее высокий уровень отмечен в летний период для нитратного азота, что, очевидно, связано с усилением процесса нитрификации в дерновом горизонте почв под сформировавшимися растительными сообществами.
Содержание подвижного фосфора в почвенных образцах по трансектам колеблется в широких пределах: весьма высокий его уровень (от 520 до 980 мг/кг) отмечен в почвах трансект по основным направлениям ветров; в юго-восточном и северо-западном направлениях с минимальным количеством ветреных дней содержание фосфора в почвах было самым низким, что указывает на незначительный привнос в почву фосфора с выбросами завода. В зимний период содержание фосфора в почвенных образцах окружающих ландшафтов несколько ниже, чем летом, что, очевидно, связано со смыванием оседающих выбросов талыми водами по поверхности промерзшей почвы в балочные системы.
Почвы весьма бедны разными формами азота при существенном варьировании уровня фосфора и относительно выровненном содержании обменного калия по трансектам. Выбросы химзавода за 6-летний период способствовали понижению рН в верхнем слое почвы: по преобладающему направлению ветров слабощелочная реакция среды 7,3-7,4 сменилась на нейтральную - 6,9-7,0 и даже на слабокислую - 5,9-6,2.
Концентрация подвижных форм тяжелых металлов в почвах сильно колеблется по трансектам: заметно меняется доля свинца, кадмия, марганца и никеля, причем в зимний период содержание свинца и никеля выше, чем летом, что связано, возможно, со значительным их выносом с урожаем растений. Содержание подвижных форм металлов в почвах в пределах отдельных трансект зависит от концентрации в них гумуса, выраженности микрорельефа, продуктивности растительных сообществ, силы и продолжительности ветров.
Почвенные микроорганизмы. Почвы изучаемых ландшафтов отличаются численностью микроорганизмов, обусловливающих поддержание гомеостатического состояния почв. Минимальная величина микробного пула отмечена в почвах окрестностей хутора Чумаково, где установлено низкое содержание гумуса. В результате проведенного регрессионного анализа было получено уравнение регрессии, отражающее взаимосвязь между содержанием гумуса (Y) и количествами аммонифицирующих (X1), аминоавтотрофных (X2), нитрифицирующих (X3), олиготрофных (X4), микромицетов (X5), азотфиксирующих (X6), целлюлозоразрушающих (Х7) микроорганизмов, значениями мобилизации органического вещества (Х8), педотрофности (Х9), олиготрофности (Х10) (табл. 1).
Таблица 1. Зависимость содержания гумуса от численности экологических групп микроорганизмов в почвах (среднее за 2003-2005 гг., n - 78)
Результирующая переменная | Уравнение регрессии | Коэффициент множественной корреляции | Доля влияния факторов, % (X1,X2,X3,X4,X5,X6, X7,X8,X9,X10) |
Гумус (Y) | Y=-0,09Х1+0,008Х2-0,01Х3+0,003Х4+0,006Х5-0,03Х6-0,01Х7+0,001Х8+0,29Х9+0,105Х10 | 0,89 | 1,0; 10,9; 17,6; 3,0; 4,5; 15,1; 5,7; 0,5; 13,8; 17,7 |
Полученные результаты указывают на наличие прямой корреляционной связи сравнительно высокой интенсивности между каждым микробным показателем и содержанием в почве гумуса.
Качественный состав микробоценозов представлен в основном видами следующих родов: Pseudomonas, Nitrobacter, Flavobacterium, Pimelobacter, Arthrobacter, Nocаrdia, Bacillus, Aspergillus, Penicillium, Trichoderma, Oidiodendron. Почвенная микробиота включает различные функциональные группы микроорганизмов: активные (аммонификаторы, аминоавтотрофы и др.) и пассивные, что в свою очередь обусловливает поддержание гомеостатического состояния почв.
В микробоценозах почв преобладает бактериальная флора. Значение коэффициента педотрофности в почвах колеблется широко; при его значении ниже единицы процессы биохимической трансформации гумуса, осуществляющиеся автохтонной микрофлорой, протекают слабо. Относительная плотность азотфиксирующей и целлюлозоразрушающей микрофлоры колеблется; эта нестабильность связана с зависимостью азотфиксации от многих факторов. Из известных свободноживущих азотфиксаторов в почвенных пробах встречаются представители родов Azotobacter и Lipomyces. Процесс разложения целлюлозы растительных остатков осуществляется комплексом микроорганизмов, среди которых преобладают виды родов Pseudomonas, Bacillus, Aspergillus, Mucor, Verticillium.
Для почв характерны колебания микробного пула от 7 до 420 млн КОЕ/г. Низкое значение (7 млн КОЕ/г) характерно для почв на расстоянии 500 м от завода, что, очевидно, связано с мощностью выбросов предприятия, негативно влияющих на окислительно-восстановительные процессы верхнего слоя почвенного покрова. Наибольшая численность микроорганизмов (до 420 млн КОЕ/г) свойственна почвам западной и восточной зон территории на расстоянии до 2,5 км от завода; в этом направлении выбросы завода распространяются меньше. В целом указанную ситуацию можно объяснить тем, что согласно доминирующим направлениям ветров в юго-западном направлении происходит основной снос загрязняющих веществ, выбрасываемых заводом. Поскольку осаждение загрязнителей в сухом виде и в виде осадков происходит не вблизи завода, а на определенном расстоянии, обусловленном атмосферным переносом выбрасываемых веществ, то их негативное влияние, соответственно, будет проявляться на достаточном от предприятия расстоянии. В северном направлении по мере удаления от предприятия наблюдается возрастание общего количества микроорганизмов и показатели варьируют от 22 до 137 млн КОЕ/г почвы. К югу и северо-востоку от завода численность микроорганизмов в почве колеблется от 7 до 200 млн КОЕ/г почвы.
При изучении состава микрофлоры в окрестностях химзавода были использованы также данные по содержанию в почве тяжелых металлов, которые могут выступать в роли экотоксикологического фактора, определяющего направление и характер развития почвенных микробных сообществ. Установлено, что низкие дозы тяжелых металлов часто активизируют жизнедеятельность почвенных организмов и интенсивность протекания микробиологических процессов, а их высокие уровни, наоборот, подавляют.
В исследованных образцах почвы с прилегающих к заводу площадей, где содержание металлов превышает ПДК, отмечается снижение численности микроорганизмов. В западном направлении от завода (1100 м), при превышении ПДК цинком в 2,8 раза, свинцом - в 3, марганцем - в 1,5, никелем - в 1,2 и мышьяком - в 1,7 раза, общая численность микроорганизмов составила 138, а на расстоянии 2,5 км при умеренной концентрации всех тяжелых металлов - 420 млн КОЕ/г почвы. В юго-западном направлении на расстоянии 2100 м от предприятия, при сравнительно небольшом превышении ПДК (цинка в 2 и мышьяка в 1,2 раза), численность микроорганизмов доходит до 170 млн КОЕ/г, что связано, видимо, с незначительной концентрацией тяжелых металлов и устойчивостью к ним микроорганизмов.
Почвенная мезофауна. При оценке разнообразия животных в отобранных образцах почв по различным трансектам были обнаружены представители 8 классов беспозвоночных: Insecta, Myriapoda, Arachnida, Olygochaeta, Crustacea, Gastropoda и Diplopoda. Исследования почвенных образцов показали, что доминантными являются люмбрициды (Lumbricidae) - 12,8 и жесткокрылые (Coleoptera) - 4,2 экз./кг почвы; их наличие указывает на богатство почвы грубым органическим материалом.
В почвенных пробах также были выявлены и другие беспозвоночные животныеЦкальцефилы: кивсяки (Julidae) - 0,5, двукрылые (Diptera) -2,1 экз./кг почвы; в весенний и летний периоды доминирующую группу составляли классы Olygochaeta (дождевые черви), Insecta (коллемболы), Akarina (клещи) и Nematoda. Зависимость развития отдельных таксонов от воздействия выбросов завода проявилась у представителей класса Nematoda, у остальных таксонов определенных связей с влиянием производства не установлено.
Загрязнение тяжелыми металлами. Особый интерес представляет уровень загрязнения почв полей севооборотов тяжелыми металлами, особенно такими, как свинец, мышьяк, стронций, кадмий и другие (табл. 2).
По валовому содержанию в верхнем слое почв в аграрной зоне по сравнению с другими заметно выделяются кобальт (до 44 мг/кг), хром (до 188), никель (до 65), свинец (до 35), цинк (до 260 мг/кг), марганец (свыше 1 г на кг почвы). Относительно небольшой разброс между нижними и верхними порогами валового содержания металлов в верхнем слое почв этой зоны указывает на сходство как почвенных условий, так и техногенного давления на эти системы. Концентрации подвижных форм отдельных элементов сравнительно мало отличаются от принятых норм, но в отдельных точках максимумы существенно превышают ПДК. Это относится к кадмию, свинцу, цинку, кобальту, меди и никелю, что связано с выбросами техники и внесением этих элементов в составе удобрений.
Таблица 2. Содержание (мг/кг) тяжелых металлов в верхнем (0-20 см) слое почв по природно-хозяйственным зонам (среднее за 2001-2006 гг., n - 78)
Элемент | Агрозона | Природная зона | Многолетняя залежь | есополосы | Урбозона |
Валовое содержание | |||||
Ванадий | 111,70,90 | 102,81,87 | 106,91,22 | 109,42,03 | 106,861,15 |
Кадмий | 0,20,006 | 0,20,005 | 0,20,004 | 0,20,01 | 0,20,01 |
Кобальт | 32,60,59 | 32,30,68 | 34,10,66 | 29,01,15 | 31,11,20 |
Марганец | 882,913,67 | 843,022,05 | 824,820,26 | 828,732,61 | 816,412,23 |
Медь | 47,10,38 | 47,20,54 | 49,93,43 | 47,71,02 | 46,80,60 |
Мышьяк | 9,90,13 | 9,80,16 | 10,30,50 | 9,70,26 | 9,60,21 |
Никель | 53,40,57 | 52,40,82 | 55,81,92 | 54,61,99 | 53,00,64 |
Свинец | 21,30,49 | 20,30,53 | 21,42,04 | 18,10,79 | 19,10,43 |
Стронций | 126,51,40 | 132,61,87 | 133,11,69 | 122,61,38 | 133,42,09 |
Титан | 5552,475,89 | 5182,695,89 | 5492,254,70 | 5446,2141,84 | 5408,082,40 |
Хром | 116,91,11 | 107,41,54 | 116,13,26 | 113,52,45 | 109,21,08 |
Цинк | 89,32,39 | 83,91,10 | 93,31,79 | 83,61,04 | 88,21,07 |
Подвижная форма | |||||
Кадмий | 0,080,003 | 0,070,003 | 0,080,01 | 0,070,005 | 0,080,005 |
Кобальт | 3,30,12 | 3,90,20 | 4,10,13 | 3,10,18 | 4,30,25 |
Марганец | 133,15,19 | 146,87,31 | 165,27,75 | 131,010,82 | 186,57,52 |
Медь | 8,30,12 | 7,70,22 | 9,00,15 | 7,40,17 | 8,80,47 |
Никель | 8,70,15 | 8,10,23 | 8,80,33 | 7,90,30 | 8,60,21 |
Свинец | 6,90,22 | 7,10,27 | 10,01,92 | 6,40,50 | 7,30,39 |
Цинк | 8,10,22 | 9,00,26 | 9,10,22 | 8,70,28 | 9,20,38 |
В почвах природной зоны валовое содержание железа, титана, кобальта и меди по максимальным показателям несколько выше, чем в аграрной зоне. Средние уровни валового содержания кобальта, свинца, цинка и марганца в почвах природной зоны и лесополос ниже по сравнению с аграрной зоной. По остальным элементам (мышьяк, хром и др.) различия в их содержании незначительные. Некоторые расхождения между агрозоной и лесными полосами по содержанию металлов связаны с выносом отдельных элементов (кобальт, цинк, марганец) из нижних слоев почвы в верхний древесной растительностью с более мощной корневой системой по сравнению с травянистой.
Почвы урбозоны по средним показателям загрязнения тяжелыми металлами мало отличаются от агрозоны. Различия касаются в основном минимальных и максимальных уровней концентрации отдельных элементов. Содержание подвижных форм основных элементов в почвах урбозоны находится на уровне других территорий.
Проведена обработка данных на выявление статистических зависимостей между определяемыми показателями. Были вычислены парные коэффициенты корреляции между уровнями загрязнения почв тяжелыми металлами, для которых выбраны наиболее заметные по превышению ПДК пробы, и установлены закономерности распределения концентраций металлов в зависимости от расстояния до предприятия, их миграции в почвенном слое, физических и химических свойств почв. Значительной корреляции между ними не отмечено, и их зависимости не имеют закономерного характера, что, возможно, свидетельствует о нелинейности связей между ними или даже отсутствии таковых. На основе множественного корреляционно-регрессионного анализа были установлены сила и направление корреляционных связей между концентрацией каждого из рассматриваемых загрязнителей (Y) и основными физическим и химическими свойствами почв - содержанием органического вещества (Х1) и физической глины (Х3), а также кислотностью почвы (Х2). Полученные результаты свидетельствуют о наличии прямой связи средней степени зависимости между включаемыми в модель показателями. Наибольшее значение коэффициента множественной корреляции с основными свойствами почв отмечено для содержания подвижного кадмия (R=0,68), а наименьшее - для валового кадмия (R=0,33).
Оценка доли вклада каждой независимой переменной Xi, i = 1,2,3 в суммарное влияние всех факторов на результативную переменную Y путём анализа нормированных коэффициентов регрессии показала совокупное воздействие основных физических и химических свойств верхнего слоя почвы на концентрацию и распределение тяжелых металлов в разных природно-хозяйственных зонах.
Оценка загрязнения почв радионуклидами. Пробы почв в окружающих химзавод ландшафтах для определения содержания радионуклидов были отобраны по 6 трансектам и по горизонтам разрезов в 2005 г. Максимальные и минимальные концентрации радионуклидов в пробах почв, отобранных по первой трансекте, колеблются весьма значительно. Коридор разброса минимальных и максимальных уровней удельной активности радионуклидов в почвах второй трансекты несколько уже. Почвы третьей трансекты отличаются повышенной удельной активностью некоторых радионуклидов, что, очевидно, связано в основном с их техногенным происхождением. Особенно это касается цезия, наличие которого в почве, по всей видимости, обусловлено Чернобыльским следом. В образцах почв четвертой трансекты местами отмечено некоторое повышение содержания радиоактивных изотопов цезия, калия и тория. Заметное количество активных радионуклидов цезия и калия определено в почвах пятой трансекты. Содержание радионуклидов некоторых элементов (цезий, калий, торий) выше фонового отмечено в образцах почв шестой трансекты. Определение удельной активности радионуклидов по слоям показало, что только в верхнем слое почвы отмечена повышенная концентрация 137Cs. В ниже расположенных слоях почвы концентрация радионуклидов заметно меньше фоновых, что указывает на техногенное загрязнение почв радиоактивными элементами; природное происхождение загрязнителей исключается.
4. Экологическое состояние растительного покрова
Растительность участков, прилегающих к заводу, представлена залежами разного возраста - пастбищами; сельскохозяйственными угодьями, занятыми полевыми и пропашными культурами, природными лесными фитоценозами, лесонасаждениями, синантропной травянистой растительностью. Видовой состав многолетних залежей указывает на то, что восстановление растительного покрова нарушенных местообитаний идет через пырейные (Elytrigia repens (L.) Nevski) или вейниковые (Calamagrostis epigeios (L.) Roth.) сукцессии; вейниково-разнотравные залежи пятнами встречаются по всем трансектам; в молодых залежах, возникших после перепахивания сельскохозяйственных полей, были отмечены повсеместно Setaria glauca (L.) Beauv., Erigeron annuus (L.) Pers., E.canadensis L., реже мелколепестник канадский. Зарегистрированы участки с интенсивным разрастанием Ambrosia artemisiifolia L. На второй и третий год в составе таких залежей появлялись Daucus carota L., Cirsium arvense (L.) Scop., Cichorium intybus L., Lactuca serriola L.
есонасаждения в районе Белореченского химзавода занимают не более 20% площади изучаемой территории в радиусе 10 км от завода. Они чаще всего носят характер лент и со всех сторон окружены залежными и сельскохозяйственными землями. На равнинных водораздельных пространствах в виде небольших массивов и полезащитных полос распространены смешанные леса из дуба черешчатого (Quercus robur L.) и ясеня высокого (Fraxinus excelsior L.) в качестве основных пород при участии Ulmus laevis Pall., Acer campestre L., Crataegus monogyna Jacg. По водосборам в лесных массивах, сопровождающих днища балок и русла малых рек, преобладает ясень. Русла крупных рек формируют у берегов ивовотополевые леса из Salix alba L., S. fragylis L., Populus canescens (Ait) Smith, которые сменяются в пойме сообществами из кленов (Acer campestre, A.tataricum L.) и боярышников (Crataegus pentagyna Waldst. et Kit, C. mononogyna).
Изучение растительного покрова в радиусе 5 км от предприятия позволило составить общий список видов района, флора которого представлена 282 видами растений, из них 281 вид - высшие сосудистые растения из 43 семейств и 1 вид относится к отделу Хвощеобразные (Equisetophyta), семейству Equisetaceae (Equisetum ramosissimum). В это число вошли сорные и заносные виды, а также виды культурных растений, возделываемых на сельхозугодьях. Спектр 10 ведущих семейств образуют Asteraceae, Poaceae, Fabaceae, Rosaceae, Lamiaceae, Brassicaceae, Cyperaceae, Scrophulariaceae, Salicaceae, Apiaceae, насчитывающие больше половины (64,2%) всех видов флоры исследуемой территории. По принадлежности к жизненным формам растения исследуемого района представлены фанерофитами (40 видов, 14,1%), криптофитами и гемикриптофитами (186 видов, 66,0%) с преобладанием последних и терофитами (56 видов, 19,9%).
В растениях ландшафтов завода накапливаются практически все тяжелые металлы, но наибольшей концентрацией выделяются цинк, стронций и марганец. В растительной массе травяного покрова высокие концентрации отмечены для цинка (177), стронция (151) и кадмия (0,9 мг/кг), что позволяет предположить избирательность растений в поглощении отдельных элементов. Следует указать на высокие выносы стронция в некоторых трансектах, что связано с его накоплением в надземных органах лесных видов. Растения характеризуются также значительным выносом кадмия, никеля и меди, особенно травянистые виды. По этому признаку четко выделяется трансекта юго-западного направления, где продолжительность ветров доходит до месяца в году и они отличаются большой силой; растительные образцы на этой трансекте выделяются высоким содержанием стронция; много накапливают стронция в пределах этой трансекты и культурные растения - подсолнечник, сахарная свекла и картофель (в среднем свыше 100, а в некоторых пробах свыше 290 мг/кг). Обращает на себя внимание также повышенное накопление растениями марганца (свыше 95 мг/кг сухой массы), никеля (до 5,7) и меди (свыше 10).
Растительность природной зоны на участках, расположенных ближе к заводу, характеризуется высоким накоплением стронция (свыше 290), цинка (свыше 268 мг/кг), а также марганца, никеля, меди и кадмия. Относительно равномерно в растениях этой зоны накапливается медь. Средние показатели содержания тяжелых металлов в образцах растений в целом по данной зоне находятся в пределах установленных норм, исключая кадмий, доля которого в отдельных кластерах превышает ПДК в 3 раза.
В агроландшафтах преобладают злаковые растения (озимая пшеница, кукуруза, многолетние травы), которые благодаря искусственному содержанию и более надежной биологической защите, а также в силу короткого периода вегетации, в течение которого накапливаются загрязнители, сдерживают поступление этих элементов в метаболическую систему. Заметно выделяются растения урбозоны - тополя, ивы, клены и различные кустарники - местами высоким накоплением цинка (до 267 мг/кг), значительной концентрацией кадмия, а также стронция.
Многолетняя залежь представлена в основном однотипным фитоценозом с преобладанием многолетних злаков (чаще всего Elytrygia repens) и отличается умеренным загрязнением растительной массы тяжелыми металлами. На расстоянии 500 м от завода в растениях отмечено высокое содержание кадмия (0,9), никеля (122), меди (8,3) и цинка (191 мг/кг сухой массы).
Несмотря на значительное влияние выбросов завода на загрязнение почвенного покрова, концентрация большинства элементов в основных пробах растительной массы оставалась относительно умеренной, что указывает на отсутствие прямой связи между содержанием загрязнителей в почве и в растениях. Полученные данные свидетельствуют о том, что растительные системы характеризуются определенной буферностью в потреблении отдельных металлов в зависимости от их участия в метаболических процессах растений.
В зоне косвенного влияния в некоторых пробах растений по трансектам высокой концентрацией отличаются марганец (287 мг/кг), цинк (177), кадмий (0,3) и стронций (292 мг/кг), что, скорее всего, связано с их высоким содержанием в обменном фонде подстилающих пород, на которых сформировались соответствующие почвы.
5. Экологическое состояние водных ресурсов
Влияние химзавода на водные системы складывается из двух составляющих: 1) воздушный перенос выбросов и их оседание в пределах водосбора, 2) привнос загрязнений, сбрасываемых заводом в речную систему. Оценка состояния р. Белой показывает, что завод влияет на усиление жесткости воды за счет заметного повышения содержания в её составе кальция и магния. В зоне влияния завода наблюдается увеличение содержания калия и натрия и уменьшение содержания аммиака в воде, чем и объясняется слабое развитие в ней фитопланктона; в воде мало фосфатов, но доля нитратов значительная. По ряду тяжелых металлов (свинец, кадмий, марганец, никель и железо) отмечено существенное увеличение их содержания в зоне влияния химзавода. Например, содержание свинца увеличилось в 10 раз, кадмия - в 4, кобальта - в 7, меди - в 1,5, никеля - в 2 раза и т.д. по сравнению с фоновым. В целом можно сказать, что газообразные выбросы завода способствуют загрязнению воды в реке Белой тяжелыми металлами. Анализ образцов воды показал, что концентрации элементов-токсикантов из разных пунктов их отбора различаются незначительно. Ниже приведены результаты корреляционно-регрессионного анализа связи между общим микробным числом (Y) и гидрокарбонатами (X1), жесткостью, моль/дм3 (X2) содержанием Ca+2(X3), Mg+2(X4), K+(X5), Na+(X6), Cl-(X7) (табл. 3). Результаты анализа указывают на наличие прямой корреляционной связи высокой интенсивности между общим микробным числом и химическими свойствами воды в реке Белой.
Таблица 3. Зависимость микробного числа (КОЕ/мл х 106) от химического состава воды в р. Белой (среднее за 2003-2005 гг., n - 56)
Результирующая переменная | Уравнение регрессии | Коэффициент множественной корреляции | Доля влияния факторов, % (X1,X2,X3,X4,X5,X6,X7) |
Y | Y=-0,70Х1+0,17Х2- -0,92Х3-0,21Х4+0,90Х5- -4,57Х6+0,32Х7 | 0,82 | 14,6; 16,5; 3,6; 15,0; 12,7; 12,9; 4,1 |
Определение ряда тяжелых металлов в иловых образцах, отобранных в разных зонах р. Белой, показывает, что в нижней части речной системы, где влияние завода, безусловно, накапливалось в течение длительного периода времени, концентрации валовых форм цинка, свинца, кадмия, кобальта, марганца и никеля заметно повышены по сравнению с илами в верхней части бассейна. Так в илах нижней части реки увеличивается валовая концентрация цинка - на 10 мг/кг, свинца - на 2,5, кобальта - на 14, меди - на 4,5, марганца - на 160, никеля - на 5, ванадия - на 5, хрома - на 6,5, стронция - на 3 и железа - на 3500 мг/кг. Менее резко, но достаточно четко просматривается повышение концентраций подвижных форм тех же металлов в низовьях р. Белой. Несколько специфична динамика меди: валовое содержание в илах всего бассейна реки весьма сильно варьирует, а подвижные формы, наоборот, в зоне влияния завода проявляют определенную стабильность. Результаты корреляционно-регрессионного анализа, проведенного между отдельными элементами (табл. 4), указывают на наличие прямой корреляционной связи средней степени интенсивности между загрязнителями с учетом их взаимодействия, что свидетельствует об общих источниках их поступления.
Таким образом, повышение доли тяжелых металлов в донных отложениях р. Белой обусловлено выбросами и сбросами завода больше чем за 30 лет его работы.
Большое значение имеют агрономическая ценность пойменных почв и содержание металлов в различных частях бассейна р. Белой. Обращает на себя внимание уменьшение в зоне влияния завода такого важного показателя, как содержание органического вещества. При щелочной реакции почвенного раствора снижение содержания гумуса и валового азота в почвах нижней части поймы указывает на существенное влияние выбросов завода на систему бассейна; отмечается также уменьшение содержания подвижного фосфора, что вполне согласуется с уменьшением доли органического вещества и снижением способности почвы удерживать подвижный фосфор; относительной стабильностью показателей по всему бассейну выделяется обменный калий.
Таблица 4. Зависимость валового содержания тяжелых металлов
в иле р. Белой (среднее за 2003-2005 гг., n - 56)
Результирующая переменная | Уравнение регрессии | Коэф-нт множественной корреляции | Доля влияния факторов, % (X1,X2,X3,X4,X5,X6) |
Pb | Pb=1,17Cd+28,06Co+2,51Сu-1,68Мn+ +0,22Ni-0,39Zn | 0,79 | 12,8; 3,3; 14,3; 18,8; 25,8; 7,9 |
Cd | Cd=14,17Co+0,31Сu+0,91Мn-0,09Ni +0,45Zn+0,19Pb | 0,81 | 3,2; 3,4; 19,8; 20,9; 18,1; 12,5 |
Со | Со=0,004Сu+0,01Мn-0,001Ni-0,00001Zn+ +0,001Pb+0,004Cd | 0,80 | 5,7; 20,1; 21,8; 0,03; 12,8; 9,7; |
Сu | Сu=0,23Мn+0,01Ni-0,14 Zn+0,13Pb+ +0,10Cd+5,02Co | 0,85 | 14,5; 6,9; 15,3; 31,0; 7,0; 3,9 |
Мn | Мn=0,09Ni-0,34 Zn-0,17 Pb+0,55Cd+ +20,69Co-0,43Сu | 0,79 | 31,0; 6,1; 12,1; 3,9; 5,6; 5,6 |
Zn | Zn=0,21Pb+1,49Cd-0,07Co-1,40Сu- -1,83Мn+0,17Ni | 0,83 | 10,0; 12,6; 0,01; 8,7; 22,2; 24,1 |
Ni | Ni=3,53Zn+2,42Pb-5,88Cd-1,95Cо+ +1,23Сu+9,75Мn | 0,80 | 15,8; 21,6; 16,6; 5,1; 1,8; 20,2 |
Результаты множественного корреляционно-регрессионного анализа (табл. 5) показали наличие прямой корреляционной связи, в основном средней степени интенсивности, между показателями плодородия почв с учетом взаимодействия между ними. Весьма высокая связь проявилась между обменным калием (K) и подвижным фосфором (P); подвижным фосфором и обменным калием и реакцией почвенной среды (рН); валового азота (N) и гумуса (Gu), рН - с подвижным фосфором; гумуса - с рН среды и валовым азотом и подвижным фосфором.
Таблица 5. Зависимость агрономических свойств почв в пойме р. Белой (среднее за 2004-2006 гг., n - 56)
Результирующая переменная | Уравнение регрессии | Коэффициент множеств. корреляции | Доля влияния факторов, % (X1,X2,X3,X4) |
K | K=0,013Gu-0,172 рН-0,350N+0,169P | 0,70 | 1,4; 4,4; 3,2; 39,5 |
P | P=2,267K+0,356Gu+ 2,800pН+2,545N | 0,80 | 30,6; 9,4; 18,5; 6,0 |
N общ | N= 0,009 P-0,017K+0,022Gu+0,0223рН | 0,41 | 6,1; 2,5; 6,2; 1,6 |
рН | рН =137N+0,062P-0,051K+0,036Gu | 0,60 | 2,1; 23,5; 4,4; 5,96 |
Gu | Gu = 0,621рН+2,283N+0,138P+0,068K | 0,55 | 6,6; 8,7; 13,3; 1,5 |
В почвах поймы р. Белой заметно повышаются концентрации цинка, свинца, марганца и никеля в зоне влияния завода; в меньшей степени изменяется содержание валовых форм кадмия, кобальта и меди, но тенденция к их накоплению просматривается четко, особенно на примере подвижных форм.
Содержание подвижных форм тяжелых металлов в почвах различных частей бассейна реки варьирует мало, что, по-видимому, связано с сильным промывным режимом верхнего слоя и переносом этих элементов с инфильтрацией в нижние горизонты, а также в речную систему с поверхностным стоком. Составленное уравнение регрессии (табл. 6) показывает, что между отдельными элементами проявляется прямая корреляционная связь средней степени интенсивности с учетом взаимодействия между ними. Такая связь проявилась между цинком, свинцом и никелем, а также между свинцом, кадмием, никелем и цинком.
Таблица 6. Зависимость содержания подвижных форм тяжелых металлов в почвах поймы р. Белой (среднее за 2003-2005 гг., n - 56 )
Результирующая переменная | Уравнение регрессии | Коэффициент множественной корреляции | Доля влияния факторов, % (X1,X2,X3,X4, X5,X6) |
Zn | Zn=-0,467Pb-0,213Cd+6,327Co-0,103Mn+ +0,013Cu+0,503Ni | 0,73 | 17,7; 5,5; 1,5; 1,6; 9,1; 18,4 |
Pb | Pb=0,575Cd+28,425Co+0,232Mn+0,010Cu+ +0,293Ni-0,447Zn | 0,80 | 12,7; 9,9; 5,4; 11,2; 12,2; 15,5 |
Cd | Cd=-5,283Co-0,352Mn+0,009Cu+0,105Ni- -0,150Zn+0,424Pb | 0,85 | 2,3; 10,5; 13,4; 7,4; 7,0; 31,1 |
Co | Co=-0,003Mn+0,00001Cu+0,002Ni+ +0,001Zn+0,003Pb-0,001Cd | 0,67 | 7,7; 0,7; 12,0; 2,5; 18,2; 3,2 |
Mn | Mn=0,004Cu+0,273Ni-0,051Zn+0,122Pb- -0,249Cd-15,384Co | 0,66 | 4,3; 14,9; 1,9; 6,9; 9,7; 5,2 |
Cu | Cu=-0,176Ni+9,213Zn+7,821Pb+9,930Cd+ +43,395Co+5,825Mn | 0,79 | 0,5; 15,8; 21,0; 18,2; 0,7; 6,3 |
Ni | Ni=0,632Zn+0,384Pb+0,187Cd+25,365Co+ +0,684Mn-0,0003Cu | 0,86 | 22,2; 21,2; 7,1; 8,4; 15,3; 0,3 |
Таким образом, результаты исследований указывают на существенное влияние химзавода на его состояние бассейна р. Белой. Эти изменения касаются физических и химических свойств самой воды, а также илов и пойменных почв всей системы. Особого внимания заслуживает влияние химзавода на загрязнение пойменных почв и речных илов тяжелыми металлами.
Анализы образцов воды, отобранных в различных водных источниках в зоне влияния Белореченского химзавода, показывают, что минимальные значения показателей химического (ХПК) и биологического (БПК5) поглощения кислорода зарегистрированы в воде р. Пшеха и сбросного канала (водозабор р. Белой), которые составили 6 и 2,83; 1,0 и 0,42 мг О2/дм3 соответственно и редко превышали ПДК. Максимальные значения показателей ХПК и БПК5 зафиксированы в пунктах отбора проб воды в озере (поселок Дружный), в р. Ганжа (перед поселком Мирный и в 500 м от БХЗ) и в отстойнике завода, где отмечено превышение ПДК этих показателей в 2,5-3,9 раза. По степени общего загрязнения указанные источники воды относятся к классу грязных водоемов; доля проб с превышением ПДК составила 77,8%. Высокие величины ХПК и БПК5 в водных источниках могут быть следствием загрязнения их промышленными, а также хозяйственно-бытовыми стоками. В целом показатели (ХПК) и (БПК5) в воде речных систем, окружающих Белореченский химзавод, варьируют в довольно широких пределах: по ХПК - от 1,0 до 58,0 мг О2/дм3, по БПК5 - от 0,45 до 7,64.
Содержание общего фосфора в водоемах БХЗ отличается весьма высокими показателями - от 0,21 до 0,43 мг/дм3, что указывает на возможность их эвтрофикации, поскольку доля различных форм фосфора (общего, растворенного, минерального и органического) в незагрязненных природных водах колеблется от 0,005 до 0,2 мг/дм3 и в донных отложениях - от 68 до 159 мг/кг.
Реакция донных отложений варьирует и в среднем составляет 6,8; сильнокислая реакция характерна для донных отложений в заводском отстойнике (рН 4,5); для рек в зоне влияния завода варьирует от кислой до слабощелочной - от рН 4,2 до рН 7,8.
Анализ динамики содержания фенолов в водах окружающих завод источников, проведенный в течение 2004-2006 гг., выявил значительный разброс показателей - от 0,006 до 0,0193 мг/дм3. Минимальный уровень был отмечен в воде верхней части р. Белой (0,006 мг/дм3). В остальных пунктах отбора проб воды отмечено превышение предельно допустимых норм по данному показателю от 1,2 до 1,9 ПДК.
В воде р. Пшеха содержание цинка весной составило 6,5 ПДК1 (для водоёмов рыбохозяйственного использования); при отборе проб в летний период данный показатель составил 2,9 ПДК1; содержание никеля в весенних и летних пробах было одинаковым и составило 1,4 ПДК1; содержание марганца в исследуемой воде в среднем составляет 0,38 мг/дм3, что равно 38 ПДК1 и 3,8 ПДК2. Содержание растворенных форм железа (6,26 мг/дм3) выявлено на уровне 63 ПДК1 и 21 ПДК2. Высокое содержание железа и марганца в водах зоны завода обусловлено, возможно, вымыванием последних из каркаса железобетонных плит, которыми укреплены берега рек и канала.
В воде р. Ганжа концентрация растворённой формы цинка составила 0,029 мг/дм3 (2,9 ПДК1), а никеля - 0,014 мг/дм3, что соответствует 1,4 ПДК1; значительные превышения установленных нормативов отмечены для марганца: содержание его растворённой формы составило 0,77 мг/дм3, что равно 77 ПДК1 и 7,7 ПДК2; содержание растворённых форм многих элементов было повышенным: доля цинка составила 2,4 ПДК1, марганца - 52 ПДК1, никеля - 1,2 ПДК1 и железа - 39 ПДК1. Более высокой концентрацией тяжёлых металлов характеризуются пробы воды и донных отложений, отобранные в районе пос. Мирный, где донные отложения содержат свинца 18 мг/кг (3 ПДК), кобальта - 2,1 ПДК, меди - 2,6 ПДК, никеля - 1,5 ПДК, марганца - 570 мг/кг.
В воде заводского отстойника, который находится от завода в 500 м на запад и представляет собой искусственный водоем, используемый для сброса и охлаждения технологических вод, концентрация цинка составила 0,974 мг/дм3 (97 ПДК1, 1 ПДК 2), свинца - 0,019 (3 ПДК1, 1,5 ПДК2), кадмия - 0,0012 (1,2 ПДК2), кобальта - 0,115 (11,5 ПДК1, 1,2 ПДК2), марганца - 1,124 (112,4 ПДК1, 11,2 ПДК2), никеля - 0,619 (61,9 ПДК1, 6,2 ПДК2), железа - 4,42 (44,2 ПДК1, 14,7 ПДК2), меди - 0,238 мг/дм3. ПДК по содержанию меди в воде составляет 1 мг/дм3; но по сравнению с образцами воды, отобранными в других водоёмах, его уровень здесь выше.
Микробиота поверхностных вод и донных отложений речных систем. Были исследованы пробы воды в реках Пшеха и Белая, а также в пруду и на территории недостроенных корпусов завода в течение 2003-2005 гг. Микробный пул имеет максимальное значение в пробах воды р. Пшеха, а минимальное - в воде пруда в осеннее время. Низкая численность микроорганизмов в пробах воды, отобранных зимой, объясняется снижением активности микрофлоры вследствие низких температур.
В пробах воды, отобранных в зимнее время, в большинстве водоемов показатель самоочищения ниже 1, что указывает на слабое протекание этого процесса в этот период. В пруду показатель самоочищения высокий (47), что свидетельствует об активном разложении в нем органических веществ. Способность водоемов к самоочищению обусловлена присутствием в них автохтонных микроорганизмов, включающих бактерии родов Pseudomonas, Bacillus, Flavobacterium. Значения показателя свежего фекального загрязнения (коли-индекса) в пробах воды, отобранных в зимнее время, превышают норму, что свидетельствует о санитарном неблагополучии данных водоемов.
В поверхностных водах исследованных объектов показатель самоочищения сильно варьирует (0,57-2,5). Наиболее низок этот показатель в р. Белой, что свидетельствует о низкой активности разложения органических веществ и слабых процессах их минерализации. Наоборот, наиболее интенсивно проходят эти процессы в озере и сбросном канале.
Во всех исследованных пробах воды доминирует группа аммонифицирующих бактерий, что указывает на преобладание процессов гниения, брожения и разрушения сложных белковых соединений. Качественный состав исследованных проб воды не отличается большим разнообразием микроорганизмов и включает представителей родов Pseudomonas, Caulobacter, Bacillus, Pediococcus, Pimelobacter. Наиболее интенсивно микробиологические процессы протекают в донных отложениях. В среднем в 1 г ила содержится до 2,2 х 108 клеток микроорганизмов.
Анализ общего характера микробного населения исследуемых рек показывает, что бактериальная флора в водоеме включает преимущественно представителей родов Pseudomonas, Bacillus, Pediococcus, Acetobacter, Pimelobacter, а также актиномицетов рода Nocardia, Streptomyces .
В донных отложениях активно протекают процессы восстановления сульфатов, на что указывает высокий титр сульфатредуцирующих бактерий. В пробах речной воды отмечено большое количество сульфатредукторов, что связано с накоплением в ней органических веществ, восстановлением сульфатов и выделением сероводорода в донных отложениях. Наиболее ярким признаком таких процессов считается запах сероводорода, а образование черного ила определяет наличие в нем значительного количества сульфида двухвалентного железа. Большая численность сапротрофной микрофлоры отмечена в воде отстойника. Таксономический состав микробоценозов водных систем представлен несколькими видами бактериальных культур, включая такие роды, как Pseudomonas, Pimelobacter, Bacillus, Acetobacter и некоторые другие.
Мезофауна воды и донных отложений. В летних пробах воды исследуемых водоемов отмечалось довольно бедное по сравнению с весной развитие зоопланктона: обнаружены коловратки, мелкие рачки, кладоцеры, личинки насекомых, стрекоз и олигохеты. Численность водных организмов весной составила 2910, а летом - всего 36 экз./м3. В летний период доминирующую группу составляли представители отряда Cladocera (сем. Daphnidae, Ceriodaphnia reticulata) - 12 экз./м3, а в весенний период - класса Eurotatoria (отр. Ploimida, Trichocerca porcellus) - 1300 экз./м3. Встречаемость таксонов по сезонам меняется: весной чаще, а летом реже. Обращает на себя внимание бедность видового и популяционного состава зоопланктона в водоемах. На численность отдельных таксонов в водоемах большое влияние оказывает химзавод через загрязнение поверхностных вод различными вредными веществами, включая нагретые воды, тяжелые металлы, кислоты и т.д.
При анализе проб донных отложений, взятых в р. Пшеха весной, обнаружено 530 экз./м3 беспозвоночных, а летом - 400 экз./м3. Доля олигохет от общего количества беспозвоночных составила 37,7% весной и 45% летом. В пробах донных отложений в р. Ганжа обнаружено беспозвоночных 900 экз./м3 весной и 330 экз./м3 летом. Доля олигохет от общего количества найденных беспозвоночных составила около 33%.
Проведенные исследования указывают на обедненность таксономического состава животных организмов в воде и донных отложениях речных систем в зоне Белореченского химзавода. Полученные данные показывают также, что таксономический состав зооценозов в изученных водных системах заметно различается по сезонам года.
В последние два года (2007-2008 гг.) положение с экологическим состоянием водных систем в зоне влияния Белореченского предприятия заметно улучшилось в связи со значительными технологическими изменениями функционирования завода (перевод производства на замкнутый цикл использования воды, введение в действие очистных сооружений бытовых стоков и т.д.).
6. Экологическое состояние воздушного бассейна
Отбор проб воздуха в зоне влияния химзавода проводился по следующей схеме: под факелом на различном удалении от завода (500-4000 м по преобладающему направлению ветра), а также по периметру завода на расстоянии около 500 м для выявления диффузного распространения организованных и неорганизованных выбросов (рис. 2).
В процессе исследования установлено, что уровень большинства загрязняющих атмосферу веществ находится ниже предельно допустимых концентраций, так как организованные выбросы в период проведения исследований не осуществлялись. Максимальные концентрации токсичных веществ зафиксированы на расстоянии 500-1000 м от факела предприятия, что обусловлено слабым ветром и эмиссией загрязнителей от наземных источников. На расстоянии 3000-4000 м от завода из контролируемых показателей выявлены гексен, этилбензол (в концентрации до ПДК и несколько выше), а также следовые количества ортофосфорной кислоты. В период неблагоприятных метеоусловий, препятствующих рассеиванию загрязнителей (слабый ветер до 2 м/с), имеет место диффузное перераспределение загрязнителей с территории завода по всем направлениям.
При осуществлении организованных выбросов максимальные концентрации загрязняющих веществ отмечаются на расстоянии 1-3 км от факела в зависимости от скорости ветра и характера ландшафта. Во время слабого ветра (<0,5 м/с), а также при наличии неорганизованных источников и при небольших выбросах завода повышенные концентрации поллютантов отмечаются по периметру предприятия на расстоянии 200-500 метров с последующим снижением по мере удаления от него.
Рис. 2. Максимальные концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе в зоне влияния завода (летний период): 1 - СО; 2 - взвешенные вещества, 3 - H2SO4+SO3, 4 - H3PO4+P2O5,, 5 - ОМЧ КОЕ
Весной и летом проводились также микробиологические исследования воздуха прилегающих к БХЗ территорий. Количество микроорганизмов-аэробионтов определялось методом седиментации по Коху. Идентификация микроорганизмов в атмосферном воздухе исследуемых территорий показала наличие в пробах воздуха различных бактерий и плесневых грибов; актиномицеты не были выделены. Необходимо отметить доминирование в летний период микромицетов. Общее микробное число также выше в летний период, когда содержание в воздухе микроорганизмов возросло в 2 раза. Численность микроорганизмов в воздухе варьирует в течение дня - отмечены полуденный максимум и вечерний спад. Среди колоний, высеянных из дневных проб, отмечено большое количество по сравнению с ночными пробами пигментированных форм - Micrococcus и Staphylococcus.
Наиболее часто в воздухе прилегающих территорий БХЗ встречались бактерии родов Micrococcus, Bacillus. При повышении влажности воздуха увеличение численности бактерий идет быстрее, чем численности микромицетов. Наличие влаги в атмосфере сильно влияет на морфогенез грибов, степень ветвления мицелия, интенсивность споруляции, репродукции и т.д. Влажность окружающей среды имеет большое значение непосредственно для прорастания спор, минимальные значения находятся в пределах от 0,7 до 0,9 показателя активности воды, а некоторые грибы (Fusarium, Aspergillus, Cladosporium) способны прорастать и при высокой активности воды 0,90. В весенний период в микробоценозах были выделены представители родов Aspergillus, Penicillium, Trichoderma. При исследовании воздуха в летний период было отмечено доминирование темноокрашенных грибов Fuzarium, Altenaria, что, возможно, связано с защитой микромицетов от солнечной радиации.
Воздушный бассейн в зоне влияния Белореченского химзавода характеризуется разной концентрацией минеральных и органических (пыль, угарный газ, аммиак, различные группы углеводородов и т.д.) и биологических (грибы, бактерии) загрязнителей. Проведенные исследования по загрязнению воздушного бассейна территории завода обозначили существование этой проблемы и указывают на необходимость её контроля.
7. Свойства фосфогипса и перспективы его использования
Основным твердым отходом производства Белореченского химзавода является фосфогипс, представляющий собой дисперсную систему тонко размолотых частиц, распределенных в однородной среде. Важнейшими свойствами дисперсной системы являются молекулярные взаимодействия частиц, способных агрегироваться в хлопья и давать студнеобразные или твердые коагуляционные структуры. По соотношению физических структур в фосфогипсе преобладают фракции, относящиеся к физическому песку (до 80%), а долевое участие физической глины колеблется от 18 до 23%. В состав фосфогипса входит до 95% дигидрата сульфата кальция, 3-4% фосфорных соединений, 1,5% примесей (микроэлементов и тяжелых металлов). В валовом составе фосфогипса значительная часть приходится на кальций - от 25 до 30 и серу - от 21 до 24,3%; доля неразложившегося фосфата составляет до 3,8 и примесей - до 0,35%. В состав примесей фосфогипса входят титан, железо, стронций, фтор, барий, марганец, хром, лантан и церий, соотношение кальция и стронция колеблется от 75 до 85. В процессе производства для экстракции фосфорных соединений применяется серная кислота, определяющая весьма сильнокислую реакцию фосфогипса (рН около 3,0), но технологии, внедренные в последние годы на Белореченском химзаводе, позволили увеличить рН отхода до 5,5 и выше.
Коагуляционные свойства дисперсной системы фосфогипса, а также высокое содержание таких элементов, как кальций, сера, фосфор, магний, калий, цинк, марганец, медь, относящихся к макро- или микроэлементам, безусловно, представляют большой хозяйственный интерес. Например, при внесении фосфогипса в почву или при его добавлении в навоз процессы структурообразования в них заметно активируются.
В вегетационных опытах нами изучено влияние фосфогипса на содержание подвижного фосфора, нитратов и на кислотность почвенной среды. При внесении фосфогипса из расчета 5 т/га содержание подвижного фосфора по сравнению с чистой почвой повышается на 7 мг/кг почвы, заметно также повышение уровня нитратов и снижение рН почвы - от щелочной (8,2) до нейтральной (6,9). Увеличение содержания подвижного фосфора и нитратов мы связываем с коагулирующей способностью коллоидов фосфогипса и уменьшением выщелачивания питательных веществ, а снижение рН - с воздействием кислотности самого фосфогипса. С добавлением фосфогипса (5 т/га) в смеси возросло валовое содержание ванадия, железа, стронция и некоторых других элементов; повысились концентрации подвижных форм тяжелых металлов, особенно меди (на 1,7 мг/кг), кобальта (на 0,38) и свинца (на 1,0).
Определение в смешанном субстрате (2/3 почва + 1/3 фосфогипс) различных трофических групп микроорганизмов показало, что в целом добавление фосфогипса способствовало повышению активности нитрифицирующих, аммонифицирующих и аминоавтотрофных групп, а также микромицетов, сдерживало развитие процессов денитрификации азота и по сравнению с обычной технологией сокращало его потери в верхнем слое почвы примерно в 1,3-1,5 раза. Учитывая коагуляционные свойства фосфогипса, высокое содержание в нем серы, фосфорных соединений и ряда микроэлементов, а также его кислую реакцию, мы изучали возможности ускорения переработки твердого и жидкого свиного навоза, отличающегося щелочной реакцией (рН до 9,0) путем добавления 1 т фосфогипса на 10 т навоза. За 4 месяца было получено комплексное органоминеральное гранулированное удобрение с заметным содержанием в нем аммиачного и нитратного азота, а также общего фосфора.
Кислая реакция водного раствора фосфогипса и особенно наличие большого количества фосфорных соединений, наличие таких окислителей, как фтор и хлор, хотя и в небольших количествах, а также его коагулирующие свойства обусловили мацерацию верхних тканей яиц различных паразитов и их гибель за весьма короткий срок.
Были проведены также исследования по влиянию фосфогипса при добавлении в почву на прорастание семян озимой пшеницы и развитие её проростков. В субстрате с добавлением фосфогипса проростки пшеницы раньше перешли к кущению, чему, очевидно, способствовало наличие серы, микроэлементов и улучшение аэрации субстрата. Проведен также опыт по внесению фосфогипса в почву в качестве удобрения перед посевом озимой пшеницы из расчета 1,5 и 5 т/га. В вариантах с внесением фосфогипса отмечено активное формирование в верхнем слое субстрата почвенных гранул, рост проростков и более синхронное и активное кущение растений пшеницы по сравнению с контрольным вариантом. В мелкоделяночных опытах отмечено влияние фосфогипса при его внесении перед посевом подсолнечника, сахарной свеклы и кукурузы.
В 2007-2009 гг. проведены производственные испытания по влиянию фосфогипса на особенности развития и продуктивность озимой пшеницы, кукурузы и сахарной свеклы в ОАО Заветы Ильича Ленинградского района. Под посев кукурузы в 2008 г. внесли 3 т/га фосфогипса на участке, где в 2007 г. возделывали суданскую траву, и осенью того же года внесли по 50 т/га навоза; урожайность зерна в варианте с фосфогипсом составила 72,2, а без фосфогипса - 66,1 ц/га. Урожай корнеплодов сахарной свеклы в варианте с фосфогипсом (5 т/га) в 2008 г. составил 444,3 а без фосфогипса - 401,1 ц/га. Под посев озимой пшеницы осенью 2007 г. внесли фосфогипс и получили урожай 62,8, а без фосфогипса - 59,0 ц/га; в варианте с фосфогипсом значительно повысилось также качество зерна; аналогичные результаты получены и в 2009 г.
Предварительные опыты по использованию фосфогипса в сельском хозяйстве показали перспективность его исследования в качестве вторичного сырья для широкой мелиорации почв в условиях Кубани. Нет сомнения, что сельскохозяйственное использование фосфогипса в целях мелиорации щелочных земель, ускорения переработки отходов животноводства для получения органоминерального удобрения, возможное использование в ближайшие годы при подготовке кормов для животных, а также его применение как серокальциевого и микроэлементного удобрения, особенно для зерновых культур, весьма перспективно при углубленном изучении как почвенных составляющих ландшафтов, так и биоты, включая урожай сельскохозяйственных культур и его качество.
8. Проблемы охраны ландшафтных систем
Производство химических удобрений сопровождается выходом большой массы жидких, твердых и газообразных отходов, которые, безусловно, влияют на окружающие ландшафты, что указывает на необходимость выработки мероприятий по их сохранению. Под охраной ландшафтов мы понимаем систему экологических, экономических, технологических и административно-правовых мероприятий, которые способны обеспечить им условия выполнять формирующие и ресурсовоспроизводящие функции.
Большой проблемой охраны окружающих Белореченский химзавод ландшафтов является влияние на них различных отходов производства и в частности фосфогипса, для хранения которого заняты значительные площади ценных земель. С ростом производства масса фосфогипса нарастает. Важнейшей задачей поэтому является осуществление научно-изыскательских работ по использованию фосфогипса без нанесения вреда в других отраслях производства. В 2004 году нами начаты экспериментальные работы по использованию фосфогипса в переработке жидкого и подстилочного навоза крупного рогатого скота, свиней и птицы для получения перегноя и его обогащения микроэлементами, кальцием и серой. Полученные результаты показывают перспективность предложенного метода утилизации фосфогипса и снижения загрязнения окружающей среды азотом и тяжелыми металлами.
В связи с образованием значительных количеств различных видов заводских отходов мы предлагаем также пересмотреть нормы санитарно-защитного зонирования территории вокруг завода - в радиусе до 10 км, как для промышленной, так и жилой зон; следует также провести обновление санитарно-защитной зоны и лесных посадок газо- и пылестойкими видами растений, такими как биота, крушина, тополь, белая акация и другими, а также пересмотреть ширину и структуру лесополос. Все это необходимо осуществлять в связи с особенностями воздушных загрязнений и их потоками, с одной стороны, и с учетом процессов рассеяния в атмосфере, в водных источниках и в почве, с другой.
Рекомендации по охране растительности и животного мира в зоне действия завода, разрабатываемые нами, представляют собой комплекс мероприятий по охране лесов, лугов и пастбищ. Существенно расширяя принятые ранее, они включают следующие предложения: на лугах и пастбищах создавать и сохранять прибрежные полосы деревьев и кустарников в поймах рек, проводить посев трав в санитарно-защитной зоне и т.д.
Охрана водных ресурсов в системе ландшафтов Белореченского химзавода базируется на постоянном контроле качества воды, в том числе подземной, и уровня загрязнения донных отложений. Сохранение и развитие речных ландшафтных систем завода включает:
- облесение и закрепление берегов рек и их притоков водорегулирующими лесополосами, что будет способствовать обогащению ландшафтов энтомофагами, увеличению видового разнообразия растений, птиц, млекопитающих и других групп животных;
- прекращение распашки пойменных земель и запрещение использования санитарных зон для выпаса скота;
- запрещение сброса в речные системы сточных вод бытового и промышленного назначения без их очистки.
С учетом изложенного деятельность человека при весьма сильной трансформации природных ландшафтов будет направлена на организацию научно обоснованных систем по типу Западной Европы. Создание оптимальных культурных ландшафтов в зоне влияния Белореченского химзавода, безусловно, будет весьма важной основой комплексной системы их охраны.
ВЫВОДЫ
1. На количественном уровне с использованием современных методов и приборных систем установлено, что деятельность завода оказывает негативное влияние на все виды окружающих предприятие ландшафтов и их компоненты (атмосферу, почву, водные системы, растительность) в радиусе до 5 км, особенно его давление сказывается вблизи предприятия в пределах до 1 км и по направлению господствующих ветров - до 7,5 км; давление завода носит как прямой характер химического воздействия (загрязнение почвы, воды, донных отложений и растительности тяжелыми металлами), так и опосредованное (через усиление механизмов деградации почв, водных систем, растительных и животных сообществ).
2. Почвы окружающих Белореченский химзавод ландшафтов представлены черноземами выщелоченными, относящимися к разновидностям: глины легкие и средние, суглинки тяжелые и средние; гранулометрический состав и плотность почв существенно варьируют в пределах отдельных ландшафтов и зональных типов и не обнаруживают прямого влияния завода.
3. Содержание органического вещества в верхнем слое почв (0-20 см) варьирует от 1,3 до 5,0% с наименьшим размахом в почвах аграрной зоны (2,1-4,1%); основная часть почв относится к слабогумусным; содержание органического вещества в почвах агроландшафтов в значинтельной степени определяет уровень концентрации в них важнейших макро- (нитратный и аммонийный азот, фосфор, калий) и микроэлементов; снижение доли органического вещества (от 4,3 до 0,9%) коррелирует с понижением уровня питательных веществ; концентрация обменных оснований в почвах в районе завода в пахотном слое доходит до 28,5 мг-экв/100 г и до 31,3 - в подпахотном с преобладанием кальция (до 83,7 в пахотном и 90% в подпахотном слое); наибольшее влияние выбросы завода оказали на концентрацию в почве подвижного фосфора (в первой зоне его уровень повысился на 5,47, а в фоновой - всего на 1,38 мг/100 г почвы).
4. Загрязнение почв в зоне влияния завода установлено по различным направлениям и в значительной степени определяется продолжительностью и силой воздушных потоков в течение года; распределение повышенных концентраций тяжелых металлов в почвах окружающих завод ландшафтов происходит не концентриченскими кругами, а по изогнутой кривой, отражающей в значительной степени прондолжительность воздушных потоков в конкретных направлениях; максимальная концентрация свинца в юго-западном направлении отмечена на расстоянии до 4,0 км от завода, а в северо-восточном - всего до 1,0 км; повышение в почвах содержания подвижных форм тяжелых металлов заметно сказывается на их накоплении в надземной массе растений (например, в растениях многолетних трав содержание кадмия доходит до 0,37 мг/кг, нарастает потребление растениями цинка, свинца, кобальта, марганца и других металлов).
5. Для верхнего слоя почвы в зоне завода характерна сильная положительная корреляция (r = 0,79-0,85) между содержанием органического вещества и многими тяжелыми металлами в валовой и подвижной формах; связь между содержанием тяжелых металлов и показателями кислотности почвы и содержанием в ней физической глины выражена слабее; сильно выражена также зависимость между концентрацией подвижных элементов и их валовым содержанием; основной причиной значительного содержания тяжелых металлов в выбросах, сбросах и твердых отходах предприятия является наличие примесей этих элементов в перерабатываемом сырье (титана - свыше 1200, марганца - около 300, стронция - свыше 2550, свинца - свыше 12 мг/кг и т.д.), поэтому чем больше производство продукции, тем больше накопление всех видов отходов и концентрация в них загрязнителей.
6. Выбросы завода оказывают влияние на почвенные микробо- и зооценозы окружающих ландшафтов; высокая численность микромицетов и снижение бактериальной флоры и зоофауны в почвах в пределах до 1500 м от завода связана, видимо, с подкислением почвенного раствора в результате поступления в него газо-пылевых выбросов предприятия; наиболее продолжительные по времени северные и юго-восточные ветры оказывают сильное влияние на величину микробного пула (7 млн КОЕ/г) в почвах южного направления, а максимальный его уровень отмечен к северу от завода и достигает 420 млн КОЕ/г; в почвах окружающих завод ландшафтов преобладают бактерии Pseudomonas, Caulobacter, Bacillus и грибы - Aspergillus, Penicillium, Trichoderma, среди актиномицетов обычны Streptomyces, Nocardia, Nocardiopsis; в почвенной фауне доминируют классы Olygochaeta, Insecta, Akarina, Nematoda; отсутствие в почвенных пробах представителей таких таксонов животных, как Carabidae и Yuloidae, можно рассматривать как результат негативного влияния выбросов завода на эту группу организмов.
7. Растительность окружающих завод ландшафтов сформировалась в виде вторичных группировок и представляет собой залежи разного возраста: самым распространенным типом является лугово-залежная растительность с присутствием в составе сообществ большого количества коренных видов, что указывает на тенденцию к восстановлению естественных фитоценозов; лесная растительность сохранилась в системе защитных лесных полос и вдоль речных систем; по принадлежности к жизненным формам растения бассейна представлены преимущественно многолетними (64,3), однолетними (20,9) и двулетними (5,5%) травами; на долю деревьев и кустарников, сосредоточенных в основном в полезащитных лесонасаждениях и садах, приходится 12,3%; влияния выбросов завода на видовой состав растительности не установлено; в формировании растительного покрова принимают участие виды 49 семейств, из которых ведущими являются Asteraceae, Poaceae, Fabaceae, Lamiaceae, Malvaceae, Rosaceae; исследование флоры выявило наличие большого числа синантропных видов, что обусловлено сильной нарушенностью природных растительных сообществ и способностью многих рудералов накапливать различные поллютанты, в том числе тяженлые металлы.
8. Водные системы в зоне завода испытывают сильное давление сбросов и выбросов предприятия: заметно увеличивается содержание гидрокарбонатов кальция, магния, калия и натрия, повышается жесткость и рН воды, возрастают концентрации фенолов и тяжелых металлов, повышается химическое поглощение кислорода и снижается интенсивность окислительных процессов, сокращается видовой состав водных животных и микробного населения; донные отложения рек отличаются тесной связью глинистых частиц и тяжелых металлов, особенно их валовым содержанием; в иловых отложениях повышено содержание цинка, свинца, кадмия, кобальта, марганца, никеля, меди, ванадия, хрома, стронция; заметно возросло содержание цинка, свинца, марганца и никеля в пойменных почвах.
9. В воде и донных отложениях в зоне влияния завода встречаются представители различных видов бактериальной микрофлоры (Pseudomonas, Aquaspirillum, Caulobacter, Flavobacterium, Acetobacter, Aeromonas, Bacillus, Arthrobacter, Micrococcus и др.) и микроскопических грибов (Penicillium, Cladosporium, Aspergillus, Acremonium, Alternaria, Trichoderma); по количеству населяющих сапротрофов воду рек Пшеха и Пшиш можно отнести к полисапробной - сильно загрязненной; зоопланктон речной воды и донных отложений представлен весьма ограниченным набором водных организмов - копеподами, колонвратками, кладоцерами, водяными клопами, ракообразными, моллюсками, олигохетами, личинками насекомых.
10. Воздушное пространство в зоне влияния Белореченского химзавода характеризуется динамичной концентрацией минеральных (пыль, сажа), органических (аммиак, угарный газ, углеводороды) и биологических (бактерии и грибы) загрязнителей; чаще других в атмосфере завода встречались бактерии родов Bacillus и Micrococcus; в весенний период выделены представители родов Aspergillus,Penicillium,Trichoderma, в летний сезон доминировали темноокрашенные грибы родов Alternaria и Fusarium.
11. Фосфогипс, представляющий собой дисперсную систему тонко размолотых частиц коллоидного вещества, способных агрегировать в хлопья и давать студнеобразные или твердые коагуляционные структуры, привлекает большой практический интерес, поскольку при внесении его в почву или при добавлении в навоз в них заметно активируются процессы структурообразования; в его составе преобладает физический песок, много серы (свыше 20%), кальция (до 30), неразложившихся фосфатов (до 4%) и немало микроэлементов; предварительные исследования показали целесообразность использования фосфогипса в качестве серо-фосфорно-кальциевых удобрений, а также для ускорения переработки навоза, рекультивации засоленных земель и приготовления кормов для животных.
12. Химическое производство сопровождается образованием жидких, газообразных и твердых отходов, выход которых за пределы завода оказывает влияние на окружающие ландшафты (почвы, водные системы, растения), что указывает на необходимость разработки мероприятий по их сохранению; для твердых отходов предложена система мероприятий по их широкому использованию в сельскохозяйственном производстве, для сбросов отмечается необходимость совершенствования системы очистки, для выбросов - применение современных фильтров очистки; в целом предложена комплексная система охраны ландшафтов в зоне влияния завода.
Список работ, опубликованных по теме диссертации
Монографии
- Муравьев, Е.И. Влияние Белореченского химзавода на содержание тяжелых металлов в окружающих ландшафтах: монография / Е.И. Муравьев - Краснодар: Изд-во КубГАУ, 2004. - 173 с.
- Муравьев, Е.И. Экологическое состояние ландшафтных систем в зоне Белореченского химзавода: монография / Е.И. Муравьев - Краснодар: Изд-во КубГАУ, 2007. - 279 с.
- Муравьев, Е.И. Влияние отходов производства фосфорных удобрений на окружающие ландшафты: монография / Е.И. Муравьев - Краснодар: Изд-во КубГАУ, 2008. - 358 с.
Статьи и доклады на конференциях
- Муравьев, Е.И. К вопросу о влиянии Белореченского химзавода на ландшафты реки Белой / Е.И. Муравьев // Экологические проблемы Кубани. - 2004. - № 24 - С. 28-38.
- Муравьев, Е.И. Содержание тяжелых металлов в растениях в зоне влияния Белореченского химзавода / Е.И. Муравьев // Экологические проблемы Кубани. - 2004. - № 24. - С. 39-42.
- Муравьев, Е.И. Влияние Белореченского химзавода на концентрацию загрязнителей в окружающих его ландшафтах / Е.И. Муравьев // Экологический Вестник Северного Кавказа. - 2005. - Т.1.- № 1. - С. 90-93.
- Муравьев, Е.И. Гидрохимия поверхностных водных источников, окружающих Белореченский химзавод / Е.И. Муравьев // Экология речных бассейнов: Материалы III Междунар. науч.-практ. конференции. - Владимир, 2005. - С. 441-443.
- Муравьев, Е.И. Оценка влияния химического производства на состояние окружающих ландшафтов / Е.И. Муравьев // Экологический Вестник Северного Кавказа. - 2005. - Т.1. - № 2. - С. 51-79.
- Муравьев, Е.И. Экологическое состояние воздушного бассейна города Белореченска / Е.И. Муравьев // Экологический Вестник Северного Кавказа. - 2005. - Т.1. - № 2. - С. 138-140.
- Муравьев, Е.И. Оценка загрязнения радионуклидами почв ландшафтов, окружающих Белореченский химзавод / Е.И. Муравьев // Экологический Вестник Северного Кавказа. - 2005. - Т.1. - № 2. - С. 147-149.
- Муравьев, Е.И. Загрязнение воздушного бассейна в районе ОАО Еврохим-БМУ / Е.И. Муравьев // Экологические проблемы Кубани. - 2006. - № 32. - С. 112-116.
- Муравьев, Е.И. Использование метода биотестирования для оценки токсичности и установление класса опасности отходов производства и потребления / Е.И. Муравьев, И.С. Белюченко, Т.В. Воронкова, Ю.В. Пономарева, Е.А. Швидкая // Экологические проблемы Кубани. - 2006. - № 32. - С. 121-125.
- Муравьев, Е.И. Использование методов биоиндикации при оценке воздействия отходов производства на окружающую среду / Е.И. Муравьев, И.С. Белюченко, Ю.В. Пономарева, Т.В. Воронкова, Е.А. Швидкая // Экологические проблемы Кубани. - 2006. - № 32. - С. 126-131.
- Муравьев, Е.И. Оценка влияния отходов производства фосфорных удобрений на прилегающие ландшафты / Е.И. Муравьев, И.С. Белюченко, Д.В. Петренко, Ю.В. Пономарева // Экологические проблемы Кубани. - 2006. - № 32. - С. 210-214.
- Муравьев, Е.И. Хлорорганические пестициды в объектах окружающей среды, прилегающих к промышленным предприятиям Краснодарского края / Е.И. Муравьев // Экологические проблемы Кубани. - 2006. - № 32. - С. 228-236.
- Муравьев, Е.И. Содержание хлорорганических пестицидов в ландшафтах, прилегающих к Белореченскому химзаводу / Е.И. Муравьев // Экологический Вестник Северного Кавказа. - 2006. - Т.2. - № 1. - С. 60-65.
- Муравьев, Е.И. Влияние технологических выбросов Белореченского химзавода на кислотно-щелочные свойства почв / Е.И. Муравьев // Экологический Вестник Северного Кавказа. - 2006. - Т. 2. - № 2. - С. 38-45.
- Муравьев, Е.И. Агрохимическая характеристика почв окружающих Белореченский химзавод ландшафтов / Е.И. Муравьев // Экологический Вестник Северного Кавказа. - 2007. - Т. 3. - № 1. - С. 37-46.
- Муравьев, Е.И. Влияние выбросов Белореченского химзавода на почвенную микрофлору окружающих ландшафтов / Е.И. Муравьев // Экологический Вестник Северного Кавказа. - 2007. - Т. 3. - № 1. - С. 47-53.
- Муравьев, Е.И. Загрязнение воздушного пространства в зоне влияния Белореченского химзавода / Е.И. Муравьев // Экологический Вестник Северного Кавказа. - 2007. - Т. 3. - № 1. - С. 99-101.
- Муравьев, Е.И. Почвенная мезофауна окружающих Белореченский химзавод ландшафтов / Е.И. Муравьев // Экологический Вестник Северного Кавказа. - 2007. - Т. 3. - № 1. - С. 114-118.
- Муравьев, Е.И. Стабильный стронций в растениях и факторы, влияющие на его аккумуляцию / Е.И. Муравьев, Д.В. Петренко // Экологические проблемы Кубани. - 2007. - № 33. - С. 52-56.
- Муравьев, Е.И. Методы детоксикации почв, загрязненных тяжелыми металлами / Е.И. Муравьев, И.А. Найдюк // Экологические проблемы Кубани. - 2007. - № 33. - С. 66-68.
- Муравьев, Е.И. Органические суперэкотоксиканты как факторы антропогенного воздействия на биосферу / Е.В. Терешкина, Е И. Муравьев // Экологический Вестник Северного Кавказа. - 2007. - Т.3 - №2. - С. 94-103.
- Муравьев, Е.И. Влияние технологических выбросов Белореченского химзавода на содержание органического вещества в почвах окружающих его ландшафтов // Е.И. Муравьев // Экологический Вестник Северного Кавказа. - 2007. - Т. 3- № 2. - С. 104-109.
- Муравьев, Е.И. Загрязнение поверхностных вод и донных отложений тяжелыми металлами в районе влияния Белореченского химзавода / Е.И. Муравьев // Экологический Вестник Северного Кавказа. - 2007. - Т. 3. - № 2. - С. 110-115.
- Муравьев, Е.И. Влияние выбросов Белореченского химзавода на химическое загрязнение поверхностных вод и донных отложений речных систем / Е.И. Муравьев // Экологический Вестник Северного Кавказа. - 2007. - Т. 3. - № 3. - С. 83-88.
- Муравьев, Е.И. К вопросу о технологии переработки свиного навоза в перегной и его обогащении микроэлементами / М.Д. Алифиров, И.С. Белюченко, Т.В. Бозина, Г.В. Волошина, В.Н. Гукалов, М.М. Демченко, О.А. Кобецкая, О.А. Мельник, Е.И. Муравьев, Д.В. Петренко, Ю.Ю. Петух, Ю.В. Пономарева, Е.В. Провизен, Л.Н. Ткаченко, А.Ю. Ткаченко, М.В. Яценко // Экологический Вестник Северного Кавказа. - 2007. - Т. 3. - № 3. - С. 99-104.
- Муравьев, Е.И. Влияние отходов химического производства на загрязнение окружающих ландшафтов / Е.И. Муравьев, И.С. Белюченко // Экологический Вестник Северного Кавказа. - 2007. - Т. 3. - № 4. - С. 77-86.
- Муравьев, Е.И. Закономерности латерального и вертикального распределения тяжелых металлов в почвах агроландшафта (на примере изучения агроландшафта ОАО Заветы Ильича Ленинградского района Краснодарского края) / Е.И. Муравьев, Л.Б. Попок, Е.В. Попок, В.Н. Гукалов, И.С. Белюченко // Экологический Вестник Северного Кавказа. - 2008. - Т. 4. - № 1. - С. 5-24.
- Муравьев, Е.И. Источники поступления и распространения тяжелых металлов в агроландшафтах / Е.И. Муравьев, Л.Б. Попок, Е.В. Попок, В.Н. Гукалов // Экологический Вестник Северного Кавказа. - 2008. - Т. 4. - № 1. - С. 25-30.
- Муравьев, Е.И. Перспективы использования фосфогипса в сельском хозяйстве / Е.И. Муравьев, Е.П. Добрыднев, И.С. Белюченко // Экологический Вестник Северного Кавказа. - 2008. - Т. 4. - № 1. - С. 31-39.
- Муравьев, Е.И. Свойства фосфогипса и возможность его использования в сельском хозяйстве / Е.И. Муравьев, И.С. Белюченко // Экологический Вестник Северного Кавказа. - 2008. - Т. 4. - № 2. - С. 5-18.
- Муравьев, Е.И. Физические свойства фосфогипса и его смесей / Е.И. Муравьев, Е.П. Добрыднев // Экологический Вестник Северного Кавказа. - 2008. - Т. 4. - № 2. - С. 18-24.
- Муравьев, Е.И. Экологическая оценка ландшафтов в зоне промышленного производства / Е.И. Муравьев // Экологический Вестник Северного Кавказа. - 2008. - Т. 4. - № 2. - С. 33-51.
- Муравьев, Е.И. Влияние фосфогипса на развитие и продуктивность растений кукурузы в севообороте / Е.И. Муравьев, И.С. Белюченко, В.В. Гукалов, О.А. Мельник, Д.А. Славгородская, Ю.Ю. Петух // Экологический Вестник Северного Кавказа. - 2008. - Т. 4. - № 4. - С. 108-111.
- Муравьев, Е.И. Влияние фосфогипса на развитие растений сахарной свёклы в степной зоне Краснодарского края / Е.И. Муравьев, И.С. Белюченко, В.В. Гукалов, О.А. Мельник // Экологический Вестник Северного Кавказа. - 2008. - Т. 4. - № 4. - С. 112-114.
- Муравьев, Е.И. Влияние фосфогипса на развитие и продуктивность растений подсолнечника / И.С. Белюченко, В.В. Гукалов, О.А. Мельник, Е.И. Муравьев, Д.А. Славгородская // Экологический Вестник Северного Кавказа. - 2008. - Т. 4. - № 4. - С. 115-117.
- Муравьев, Е.И. Фосфогипс и проблемы его использования в сельском хозяйстве / И.С. Белюченко, Е.П. Добрыднев, Е.И. Муравьев, О.А. Мельник, Д.А. Славгородская, Е.В. Терещенко, В.В. Гукалов // 1-й Международный аграрный конгресс ЮГАГРО. - Краснодар, 2008. - С. 29.
- Муравьев, Е.И. Влияние отходов промышленного и сельскохозяйственного производства на физико-химические свойства почв / И.С. Белюченко, Е.И. Муравьев // Экологический Вестник Северного Кавказа. - 2009. - Т. 5. - № 1. - С. 84-86.
- Муравьев, Е.И. Экологическое состояние и охрана ландшафтных систем в зоне влияния Белореченского химзавода /Е.И. Муравьев // I Всероссийская научная Конференция Проблемы рекультивации отходов быта, промышленного и сельскохозяйственного производства. Краснодар, 2009. - С. 35-48.
- Муравьев, Е.И. Экологические особенности фосфогипса и целесообразность его использования в сельском хозяйстве / Белюченко И.С., Е.П. Добрыднев, Е.И Муравьев. // Вторая Всероссийская научная Конференция Проблемы рекультивации отходов быта, промышленного и сельскохозяйственного производства. Краснодар, 2010. - С. 13-22.
- Муравьев, Е.И. Физические особенности фосфогипса и его влияние на свойства почвенного покрова / Е.И. Муравьев // Экологический Вестник Северного Кавказа. - 2010. - Т. 6. - № 2. - С. 38-41.
Статьи в реферируемых журналах
44. Муравьев, Е.И. Влияние выбросов Белореченского химзавода на содержание стронция в окружающих ландшафтах / И.С. Белюченко, Е.И. Муравьев, Д.В. Петренко //Тр. /КубГАУ. - 2007. - № 2(6). - С. 66-70.
45. Муравьев, Е.И. Растительный покров территорий, примыкающих к Белореченскому химзаводу / Е.И. Муравьев, И.С. Белюченко // Тр. / КубГАУ. - 2007. - № 3(7). - С. 92-95.
46. Муравьев, Е.И. Физические свойства почв в окрестностях Белореченского химзавода / Е.И. Муравьев //Тр. /КубГАУ. - 2007. - № 3(7). - С. 116-120.
47. Муравьев, Е.И. Пестициды в почвах ландшафтных систем края / Т.В. Бозина, Е.И. Муравьев, С.В. Горбатко, И.А. Ячкула, А.В. Давыдов // Агрохимия. - 2007. - № 3. - С. 157-161.
48. Муравьев, Е.И. Оценка состояния почв в зоне влияния Белореченского химзавода / Е.И. Муравьев // Вестник РУДН: серия Экология и безопасность жизнедеятельности. - 2007. - № 2. - С. 41-49.
49. Муравьев, Е.И. Микрофлора поверхностных вод и донных отложений речных систем в районе воздействия Белореченского химзавода / Е.И. Муравьев // Вестник РУДН: серия Экология и безопасность жизнедеятельности. - 2007. - № 3. - С. 40-45.
50. Муравьев, Е.И. Влияние выбросов Белореченского химзавода на мезофауну воды и донных отложений речных систем / Е.И. Муравьев // Тр. / КубГАУ. - 2007. - № 4(8). - С. 69-72.
51. Муравьев, Е.И. Проблемы охраны ландшафтных систем в зоне влияния Белореченского химзавода /Е.И. Муравьев // Тр. / КубГАУ. - 2008. - № 2(11). - С. 138-143.
52. Муравьев, Е.И. Коллоидный состав и коагуляционные свойства дисперсных систем почвы и некоторых отходов промышленности и животноводства / Е.И. Муравьев, И.С. Белюченко // Тр. / КубГАУ. - 2008. - № 2(11). - С. 177-182.
53. Муравьев, Е.И. Использование фосфогипса для рекультивации загрязненных нефтью почв / И.С. Белюченко, Е.П. Добрыднев, Е.И. Муравьев, О.А. Мельник, Д.А. Славгородская, Е.В. Терещенко // Тр. / КубГАУ. - 2008. - № 3 (12). - С. 72-77.
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по биологии