Автореферат (1154517)
Текст из файла
На правах рукописиЗахарова Ольга ВладимировнаВОЗДЕЙСТВИЕ ВЫСОКОДИСПЕРСНОГОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ШЛАМАНА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ РАСТЕНИЯ03.02.08 – Экология (биологические науки)Авторефератдиссертации на соискание ученой степеникандидата биологических наукМосква – 2017Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетномобразовательномучреждениивысшегообразования«Тамбовскийгосударственный университет имени Г.Р. Державина»Научный руководитель:Гусев Александр Анатольевичкандидат сельскохозяйственных наук, доцент,ФГБОУ ВО «Тамбовский государственныйуниверситет имени Г.Р. Державина», директорНИИ экологии и биотехнологииОфициальные оппоненты:Чурилов Геннадий Ивановичдоктор биологических наук, доцент,ФГБОУ ВО «Рязанский государственныймедицинский университет имени академика И.П.Павлова»МинистерстваздравоохраненияРоссийской Федерации, профессор кафедрыобщей химии с курсом биоорганической иорганической химииСнегин Эдуард Анатольевичдоктор биологических наук, доцент,ФГАОУ ВО «Белгородский государственныйнациональный исследовательский университет»,профессор кафедры биологииВедущая организация: Федеральное государственное бюджетное научноеучреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимииимени Д.Н.
Прянишникова»Защита состоится 23 марта 2017 г. в 16 часов на заседании Диссертационногосовета Д 212.203.38 при Российском университете дружбы народов по адресу:115093, г. Москва, Подольское шоссе, д. 8/5, экологический факультет.С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в научной библиотекеФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов» по адресу: 117198, г.Москва, ул.
Миклухо-Маклая, д.6 и на сайте dissovet.rudn.ru.Автореферат разослан «___» февраля 2017 г.Ученый секретарьдиссертационного совета,кандидат биологический наукЕ.А. Ванисова2ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы. Проблема образования и переработки техногенныхотходов является одной из важнейших и недостаточно изученных проблем XXIстолетия (Деринг, 2007; Липенков, Фарафонов, 2006; Ануров и др., 2007; Бакаев,Бушуева, 2005; Байтелова, Гарицкая, 2007; Kozhevnikov et al., 2014). Значительнуюдолю неиспользуемых отходов составляют отходы металлургии (Lis et al., 2015).По имеющимся данным, на современных металлургических предприятиях привыплавке 1 млн.
т стали образуется 800 тыс. т шлаков, 100 тыс. т пыли и 30 тыс. тшламов (Волынкина, 2007). На сегодняшний день в России и странах СНГотсутствуют экономически доступные промышленные технологии рециклингавысокодисперсных отходов электрометаллургического и доменного производств –зол и шламов, которые характеризуются высоким содержанием железа (до 4050%), а также таких металлов, как цинк, медь, никель, свинец, кадмий и др.Данные отходы, потенциально являющиеся богатым железом металлургическимсырьем, не могут быть использованы в аглодоменном процессе из-за высокогосодержания цинка (более 0,5%), разрушающего футеровку доменных печей.(Kiventerä et al., 2016).
Вследствие этого на большинстве российскихметаллургических предприятий утилизация шламов осуществляется путемпомещения в отвалы (Брызгалов и др., 2009; Кузнецов и др., 2013).Неконтролируемо поступая оттуда в подземные воды и почву, шламовые отходыпредставляют экологическую угрозу, являясь источником тяжелых металлов,избыток которых негативно влияет на состояние природных экосистем и качестворастениеводческой продукции (Черных, Черных, 1995).В то же время присутствие в составе шлама железа, цинка, меди, марганца имолибдена делает перспективным его использование в растениеводстве в качествеисточника микроэлементов в высокодисперсной форме. Например, железо входитв состав ряда растительных ферментов, а также участвует в синтезе хлорофилла, вдыхании и в обмене веществ; цинк играет важную роль в белковом, углеводном ифосфорном обмене, в биосинтезе витаминов и гормонов роста – ауксинов(Школьник, Макарова, 1957; Дмитриев, 2006).Известны примеры успешного использования шламов сточных вод,содержащих переходные металлы, в качестве органоминерального удобрения дляпитания растений и повышения плодородия почв (Пахненко, 2009; Андронова,2002; Пасенко, 2013), однако высокодисперсные металлургические отходы до сихпор не рассматривались как перспективный почвенный стимулятор.Цель и задачи исследования.
Цель – исследование морфофизиологическихреакций сельскохозяйственных растений на воздействие высокодисперсногометаллосодержащего отхода в лабораторных, тепличных и полевых условиях дляопределения пределов толерантности растительных организмов и разработкиподходов к биоутилизации металлургических шламов.3Задачи:1. Проведение структурного и элементного анализа исследуемоговысокодисперсного металлургического отхода (шлама).2. Оценка влияния исследуемого отхода в составе культивационных средна показатели всхожести семян сельскохозяйственных растений влабораторных условиях.3. Анализ биологической и хозяйственной продуктивности, оценкабиохимического статуса сельскохозяйственных растений под воздействиемисследуемого отхода в условиях теплицы.4.
Оценка биологической и хозяйственной продуктивности растений,выращенных в полевых условиях под воздействием металлургического шлама.5. Исследование экологической безопасности применения шлама врастениеводстве.6. Разработка рекомендаций по дальнейшему исследованию подходов киспользованию шламовых отходов в растениеводстве.Научная новизна работы.В работе предложен возможный вариант использования накопленных в ходеприменения традиционных способов утилизации запасов высокодисперсныхотходов металлургической промышленности России (более 1250 тыс. тонн в год) вкачестве микроэлементного компонента удобрений.Новизна предлагаемого подхода заключается в попытке одновременнорешить сразу две задачи – экологически безопасной биоутилизацииметаллосодержащих шламов и создания на их основе эффективных и дешёвыхсельскохозяйственных удобрений.Впервые в условиях лаборатории, теплицы и полевых экспериментовпроведено исследование влияния шлама металлургического производства напоказатели всхожести, биологической и хозяйственной продуктивности, а также набиохимические параметры распространенных сельскохозяйственных культур.Впервые проведена оценка экологической безопасности металлургическогошлама, с учетом накопления его компонентов в органах растений и почве опытныхучастков.Практическая значимость работы.Впервые сформулированы практические рекомендации для разработкиподходов к использованию шлама в качестве компонента микроэлементныхудобрений, установлены оптимальные и пороговые концентрации для рапсаярового, свеклы сахарной и льна посевного.Результаты исследований используются в учебном процессе по дисциплинам«Биоиндикация окружающей среды», «Расчёты и прогнозирование в экологии»,«Экологическая токсикология», «Техногенные системы и экологический риск» устудентов специальности «Экология и природопользование».Разработаны объекты интеллектуальной собственности:«Способэкологически чистой биоконверсии высокодисперсных отходов металлургической4индустрии, содержащих тяжелые металлы» (Пат.
№2541642) РоссийскаяФедерация, «Способ приготовления водных суспензий высокодисперсныхматериалов с использованием ультразвуковой обработки» (ноу-хау Свид. №2013–0002 от 19.06.2013 г.).Основные положения диссертации, выносимые на защиту:1. В лабораторных, тепличных и полевых условиях установлено достоверноевоздействие металлургического шлама на всхожесть, развитие вегетативныхорганов, активность ферментов антиоксидантной системы, содержаниефотосинтетических пигментов и урожайность растений рапса ярового, свеклысахарной и льна посевного.2. Почвенное использование исследуемого отхода при норме внесения до 4т/га не приводит к накоплению металлов в почве до значений, превышающихуровень ПДК (СанПиН № 42–123–4089–86; ГН 2.1.7.2041–06).3.
Металлургический шлам, при нормах внесения 0,5 т/га и 2 т/га, являетсяперспективным материалом для дальнейших исследований по разработкемикроэлементных удобрений для рапса ярового, свеклы сахарной и льна посевного.Апробация работы. Результаты исследований были доложены и обсужденына всероссийских и международных научно–практических конференциях: научно–практический семинар «Наноматериалы и живые системы. Технологиимедицины», НИТУ «МИСиС», Москва, 2013; I международная научно–техническая конференция «Научно–технический прогресс в черной металлургии»,Череповец, 2013; научно–практический семинар «Наноматериалы и живыесистемы», НИТУ «МИСиС», Москва, 2014; 7–ая Всероссийская научно–практическая конференция с международным участием «Экологические проблемыпромышленных городов», Саратов, 2015; 19–ая Международная Пущинскаяшкола–конференция молодых ученых «БИОЛОГИЯ – НАУКА XXI ВЕКА»,Пущино, 2015; III Международная молодежная научно–практическая конференция"Междисциплинарныепроблемынанотехнологий,биомедициныинанотоксикологии", Тамбов, 2015; Всероссийская научная конференция "Растенияв условиях глобальных и локальных природно–климатических и антропогенныхвоздействий", Петрозаводск, 2015; II международная научно–техническаяконференция «Научно–технический прогресс в черной металлургии – 2015»,Череповец, 2015; 2–nd International Young Scientists School “NANOSTRUCTUREDMATERIALS”, Tomsk, 2016.Публикации.
По теме диссертации опубликовано 10 работ, из них 4 работы визданиях, рекомендованных ВАК РФ.Структура и объём диссертации. Диссертационная работа изложена на 143страницах, содержит 12 таблиц, 100 рисунков и состоит из следующих разделов:введение, обзор литературы, материалы и методы исследований, результатыисследований и их обсуждение, выводы, практические предложения, списокиспользованной литературы (291 источник, 172 из которых – иностранные).5Личный вклад автора заключается в поиске и анализе литературы по темедиссертации, постановке цели и задач исследования, в организации и проведенииэкспериментальных работ по оценке влияния металлургического шлама насельскохозяйственные растения в лабораторных, тепличных и полевых условиях,анализе и обработке полученных результатов.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
