Автореферат (Экологическая оценка влияния различных гуминовых препаратов на состояние техногенно-измененных серых лесных почв)

На правах рукописиЧЕРДАКОВА АЛИНА СЕРГЕЕВНАЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ГУМИНОВЫХПРЕПАРАТОВ НА СОСТОЯНИЕ ТЕХНОГЕННО-ИЗМЕНЕННЫХ СЕРЫХЛЕСНЫХ ПОЧВ03.02.08 – Экология (биологические науки)АВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата биологических наукМосква ‒ 20172Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном научномучреждении «Всероссийский научно-исследовательский институт механизации иинформатизации агрохимического обеспечения сельского хозяйства»Научный руководитель:Гальченко Светлана Васильевнакандидат биологических наук, доцент,ФГБОУ ВО «Рязанский государственныйуниверситет имени С.А.

Есенина»,доцент кафедры экологии иприродопользованияОфициальные оппоненты:Минкина Татьяна Михайловнадоктор биологических наук, профессор,ФГАОУ ВО «Южный федеральныйуниверситет», зав. кафедрой почвоведенияи оценки земельных ресурсовУшаков Роман Николаевичдоктор сельскохозяйственных наук,ФГБОУ ВО «Рязанский государственныйагротехнологический университет имениП.А. Костычева», профессор кафедрылесного дела, агрохимии и экологииВедущая организация: Федеральное государственное бюджетное научноеучреждение «Почвенный институт имени В.В. Докучаева».Защита состоится 23 марта 2017 г. в 14 часов 00 минут на заседании Советапо защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.203.38 при Российскомуниверситете дружбы народов по адресу: 115093, г. Москва, Подольское шоссе, д.8/5, экологический факультет.С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в научнойбиблиотеке ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов» по адресу:117198, г.

Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6 и на сайте dissovet.rudn.ru.Автореферат разослан «__» января 2017 г.Ученый секретарьдиссертационного советаЕ.А. Ванисова3ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы исследования. Одним из наиболее опасных для окружающейсреды последствий антропогенной деятельности является загрязнение почв различнымиполлютантами (тяжелыми металлами, радионуклидами, пестицидами, нефтепродуктами,нитратами и др.). Почвенные загрязнители интенсивно мигрируют в другие природные среды,активно накапливаются в звеньях трофической цепи экосистемы, обладают мутагенным,канцерогенным, тератогенным, эмбрио-, гонадо- и общетоксическим действием, представляясобой существенную угрозу для живых организмов, в том числе и для человека.Особенно актуальна указанная проблема для почв староосвоенных регионов России, втечение длительного времени подвергавшихся интенсивному техногенному воздействию.Ярким примером таковых могут служить серые лесные почвы.

Практически во всех регионахраспространения данных почв (Центральный, Северо‒Кавказский, Приволжский, Уральский иСибирский федеральные округа РФ) наблюдается превышение в них фоновых концентрацийразличных загрязнителей, в том числе и тяжелых металлов, представляющих большуюопасность для окружающей среды и здоровья человека.

Причем вокруг крупных городов,техногенных объектов, автомагистралей формируются зоны устойчивого загрязнения почвыданными поллютантами, уровень которого по величине суммарного показателя концентрации(Zc) характеризуется как «опасный» и «чрезвычайно опасный».Помимо этого, после аварии на Чернобыльской АЭС большие площади серых лесныхпочв Европейской части РФ подверглись загрязнению цезием-137. Данный радионуклидявляется одним из основных дозообразующих элементов, характеризуется длительнымпериодом полураспада, легко включается в биологический круговорот, интенсивно мигрируетпо трофической цепи экосистем и активно накапливается в тканях живых организмов.Высокаяопасностьпоследствийзагрязненияпочвтяжелымиметалламиирадионуклидами для компонентов окружающей среды и здоровья человека требует проведениякомплексныхнаучнообоснованныхпрактическихмероприятийповосстановлению,детоксикации и охране техногенно-измененных почв.В аспекте развития и внедрения «зелёных» технологий все более актуальным становитсявопрос использования для детоксикации загрязненных природных сред, включая и почвы,экологически чистых природных соединений, в том числе и широко распространенных вбиосфере – гуминовых веществ.

Так, на данный момент в научной литературе приводятсямногочисленные сведения о высокой эффективности применения гуминовых препаратов наоснове торфа в целях восстановления техногенно-измененных почв (Перминова И.В., 2000;4Н.А. Куликова, 2008; Wilson W.S., 1997; Gondar D., 2006). Растущий интерес к гуминовымпрепаратам стимулирует совершенствование технологий их производства.

Как альтернативатрадиционным химическим технологиям развиваются инновационные ‒ кавитационные,которые позволяют получать продукт с более высокими качественными показателями. Однаков настоящее время недостаточно изучены вопросы, касающиеся свойств данных препаратов,эффективности их применения для восстановления техногенно-измененных почв по сравнениюс уже существующими, полученными традиционным способом гуминовыми препаратами.В этой связи научный поиск и разработка практических мер, направленных навосстановление почв как важнейшего компонента экосистем, подверженных интенсивномутехногенному воздействию, с использованием различных гуминовых препаратов, не толькопредставляет теоретический интерес, но и имеет важное практическое значение.Цель исследования ‒ оценить влияние гуминовых препаратов, полученных сприменением различных технологий, на экологическое состояние техногенно-измененныхсерых лесных почв.Для достижения указанной цели были поставлены и решены следующие задачи:‒получить гуминовые препараты с применением традиционной технологиищелочной экстракции и инновационной технологии ультразвуковой кавитации;‒изучить структурно-групповой и химический состав исследуемых гуминовыхпрепаратов;‒проанализировать изменение основных химических свойств и показателейбиологической активности серых лесных почв, загрязненных тяжелыми металлами ирадионуклидами, при внесении в них гуминовых препаратов, полученных с применениемразличных технологий;‒изучить изменение концентрации подвижных форм тяжелых металлов втехногенно-измененной серой лесной почве при внесении гуминовых препаратов;‒провестиэкономическуюоценкуэффективностипримененияразличныхгуминовых препаратов для целей восстановления загрязненных серых лесных почв.Объект исследования ‒ гуминовые препараты на основе низинного торфа, полученные,как по классической технологии щелочной экстракции, так и по инновационной технологииультразвукового кавитационного диспергирования, а также их сочетании.Предмет исследования ‒ влияние внесения анализируемых гуминовых препаратов всерые лесные почвы, загрязненные тяжелыми металлами и радионуклидами, на различныепоказатели их экологического состояния.Научная новизна.

Впервые выявлена специфика структурно-группового и химическогосостава гуминовых препаратов, полученных с применением принципиально разных технологий5‒ щелочной экстракции и ультразвуковой кавитации. Установлены особенности последействиягуминовых препаратов на содержание подвижных форм тяжелых металлов, химическиесвойства и биологическую активность техногенно-измененных серых лесных почв взависимости от химического состава препаратов и технологии их получения. Выявленыпреимущества применения гуминовых препаратов, полученных кавитационным методом, посравнению с щелочно-экстрагируемыми препаратами в целях восстановления загрязненныхсерых лесных почв.Положения диссертации, выносимые на защиту:‒особенностиструктурно-групповогоихимическогосоставагуминовыхпрепаратов в зависимости от технологии их получения;‒последействие гуминовых препаратов, полученных с применением различныхтехнологий на химические свойства и показатели биологической активности техногенноизмененных серых лесных почв;‒изменение концентрации подвижных форм тяжелых металлов в загрязненнойсерой лесной почве при внесении различных гуминовых препаратов.Практическая значимость.

Полученные результатыукрепляют научную базуприменения гуминовых препаратов для решения прикладных экологических задач в областидетоксикации серых лесных почв, загрязненных тяжелыми металлами и радионуклидами.Предложенныепрактическиерекомендациимогутиспользоватьсяприродоохраннымислужбами и агентствами с целью управления функционированием искусственных экосистем,подверженных интенсивному техногенному воздействию. Материалы работы могут найтиприменение в рамках преподавания ряда дисциплин при реализации учебного процесса понаправлению подготовки бакалавриата 05.03.06 ‒ «Экология и природопользование».Апробация.

Основные результаты диссертационной работы были доложены иобсужденына17-тиМеждународных,Всероссийских,Межрегиональныхнаучныхконференциях и форумах, основные из которых: Международный агроэкологический форум(Санкт-Петербург, 2013); Международная научно-практическая конференция молодых ученых«Индикация состояния окружающей среды: теория, практика, образование» (Москва, 2014);Международнаянаучно-практическаяконференция«Перспективныенаправленияисследований в изменяющихся климатических условиях» (Саратов, 2014); Всероссийскаянаучно-практическая конференция«Экология и безопасность в техносфере: современныепроблемы и пути решения» (Юрга, 2014); Международная научно-практическая конференция«Наука, образование, общество: тенденции и перспективы» (Москва, 2016).Публикации.