Научный архив: статьи

Военная деятельность наносит огромный вред экологическому состоянию окружающей среды. Особое место в данном случае занимают военные полигоны, на которых испытывается и применяется огромное количество различного оружия. Поэтому для оценки экологического ущерба и планирования мероприятий по регенерации почвенного покрова актуальна разработка новых подходов к прогнозированию развития экологической ситуации на территориях объектов военной деятельности. Существующие методы и нормативы непригодны для оценки экологической безопасности почв при воздействии нескольких факторов, оказывающих влияние на их деградацию. В данном случае под деградацией почв понимается трехмерное изменение рельефа территории с вариациями по глубине не более 10 м (воронки от взрывов) и ее геохимическое загрязнение. В основу методики положена модифицированная рекуррентная модель Ферхюльста, используемая в разных областях знаний для описания систем динамического хаоса. Для оценки и прогноза состояния экологических систем используется понятие, предложенное авторами ранее, – геоэкологическая энтропия, которая изменяется в интервале [0, 4] и определяет уровень их устойчивости в диапазоне от 0 до 1. Методика
апробирована на участке типичного авиационного полигона в Центральном федеральном округе. Показано, что его многофакторная экологическая безопасность в целом находится на низком уровне (компенсируемый экологический кризис). Сделан прогноз развития экологической ситуации на полигоне на ближайшие 30 лет. Даны рекомендации по проведению реабилитации почвенного покрова авиационного полигона. Цель настоящего исследования – построение методики оценки физической и химической деградации почв в результате военных действий.

Определено количественное содержание водорастворимых нейтральных и кислых полисахаридов, пектиновых веществ, окисляемых веществ и суммы флавоноидов в пересчете на кверцетин в шести растениях семейства вересковые (Ericaceae): андромеде многолистной (Andromeda polifolia L.), кассандре болотной (Chamaеdaphne calyculata (L.) Moench.), зимолюбке зонтичной (Chimаphila umbellаta L.), багульнике болотном (Ledum palustre L.), ортилии однобокой (Orthilia secunda L.), водянике черной (Empetrum nigrum L.). Наибольшее количество полисахаридов и окисляемых веществ установлено в надземных частях Orthilia secunda, Chimаphila umbellаta L. и Chamaеdaphne calyculata (L.) Moench. Большее количество флавоноидов, по сравнению с другими видами, содержится в надземных частях Chamaеdaphne calyculata (L.) Moench., Andromeda polifolia L. и Empetrum nigrum L. Методом масс-спектрометрии установлено присутствие биогенных макро- и микроэлементов: кальция, калия, железа, марганца, цинка, меди, селена. Изучено содержание токсичных металлов: алюминия, бария, свинца и кадмия. Выявлено, что содержание тяжелых металлов и бария не превышает предельно допустимых значений. На основании полученных результатов исследуемые виды являются перспективными объектами для дальнейшего химического и фармакологического изучения.

В статье приведены результаты исследований сорбции тяжелых металлов и показателя аллелотоксичности под влаголюбивыми растениями в условиях разной антропогенной нагрузки в зависимости от применяемого грунта (торфяного грунта и дерново-подзолистой почвы, типичной для данной территории). При сравнительном выращивании влаголюбивых растений на дерново-подзолистой почве, типичной для данной территории, и на торфогрунте выявлена их специфика сорбирования тяжелых металлов: происходило снижение содержания свинца и меди в торфогрунте под влаголюбивыми растениями. В типичной дерново-подзолистой почве под влаголюбивыми растениями замечена обратная динамика. По содержанию цинка заметили, что при выращивании влаголюбивых растений на торфогрунте происходило увеличение содержания цинка в торфогрунте, исключение составляет тростник. Опыт проводили на территории Экологического стационара РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева г. Москвы в течение 2019‑2022 гг. Таким образом, влаголюбивые культуры, выращиваемые на торфяном грунте в качестве субстрата, можно применять для снижения содержания подвижных форм тяжелых металлов (свинца и меди) на урбанизированных почвах.

Исследование взаимодействия гуминовых кислот (Humic acids) в составе зоокомпоста с ионами металлов играет важную роль не только в прогнозировании распределения гуминовых соединений и тяжелых металлов в окружающей среде, но и в разработке методов контроля за миграцией загрязнителей в естественных средах, создании новых материалов для защиты окружающей среды и ремедиации почв, загрязненных ионами тяжелых металлов. В работе представлено сравнение сорбционной способности зоокомпоста культивирования мухи «Черная львинка», содержащего Humic acids, по отношению к ионам Zn2+, Cd2+, Cu2+. Установлено, что с увеличением дозы зоокомпоста снижается концентрация ионов тяжелых металлов в растворе и эффективность очистки достигает: Cd2+ – 94,6 %, Zn2+ – 75,2% и Cu2+ – 70,4 %. Сравнение значений констант устойчивости комплексных ионов кадмия, цинка и меди показало, что более стабильные комплексы металл-Humic acids образуют Cd2+ и Zn2+, в то время как Cu2+ характеризуется меньшей степенью связанности. Полученные изотермы сорбции и значения сорбционной емкости зоокомпоста для Cd2+ (0,490 ммоль/г), Zn2+ (0,225 ммоль/г) и Cu2+ (0,145 ммоль/г) позволяют утверждать о специфическом взаимодействии между ионами тяжелых металлов и функциональными группами гуминовых кислот, присутствующими в составе зоокомпоста.

В рамках инициативных геоэкологических исследований, целью которых являлась оценка влияния отходов с промплощадки завода «Востсибэлемент» на экосистему г. Свирска (Иркутская область), были попутно обнаружены аномалии с сильным мышьяковистым и полиметаллическим загрязнением, расположенные в 200 м от границы промплощадки завода «Востсибэлемент» на северо-запад. Частью загрязненного участка является бывшая промплощадка Ангарского металлургического завода, которая была успешно рекультивирована в 2009–2013 гг. В связи с этим встали вопросы детального изучения современной эколого-геохимической обстановки на участке и установления процессов, в результате которых рекультивированный объект снова характеризуется наличием значительного загрязнения. Для оценки современного геохимического состояния проведена вчетверо более детальная по сравнению с требованиями государственного стандарта эколого-геохимическая съемка, сопровождавшаяся экспрессным рентгенофлуоресцентным анализом проб. В результате на площади более 30 га, из которых 13 га относятся к бывшей промплощадке Ангарского металлургического завода, выявлено наличие загрязнения с превышением нормативов по мышьяку, свинцу, меди и цинку в десятки и сотни раз. При этом установлено изменение характера загрязнения и пространственной локализации основных аномалий относительно изначальной ситуации на 2009 г.: в настоящее время загрязнение сосредоточено на периферийных участках промплощадки и за ее пределами и имеет хаотичный характер (концентрации поллютантов в соседних пробах, даже отобранных по сети 50×50 м, могут отличаться в сотни раз), на рекультивированных с вывозом грунта участках значимое загрязнение отсутствует. Для ретроспективного анализа изменений обстановки на площадке во время рекультивационных работ 2009–2013 гг. и после их завершения вплоть до лета 2022 г. применен анализ данных спутникового мультиспектрального зондирования Земли Landsat и Sentinel. С временным разрешением не хуже одного снимка в месяц проанализированы материалы в видимом и ближнем инфракрасном ди