Научный архив: статьи

В статье описан способ получения традиционного шубата из верблюжьего молока казахской бактрианской породы с использованием активной производственной закваски из смеси молочнокислых бактерий и приведена схема приготовления пектиносодержащего шубата. Установлено, что за счет добавления жидкого яблочного пектина отмечается значительное улучшение физико-химических, микробиологических показателей, биохимического состава; значительное снижение времени закваски и увеличение срока хранения пектин содержащего шубата по сравнению с его традиционным аналогом. В экспериментах на крысах с кадмиевой интоксикацией введение в ежедневный пищевой рацион 50 г/кг массы тела пектинсодержащего шуба- та оказывал положительный эффект на гематологические и биохимические показатели крови и способствовал улучшению общего состояния исследуемых животных, что свидетельствует о усилении детоксикационных свойств полученного вида шубата и позволяет использовать его как функциональный лечебно-профилактический продукт.

Большая территория в Казахстане отличается многообразием почв, сложнейшей структурой почвенного покрова. Загрязнение почв тяжелыми металлами, особенно в окрестностях крупных городов и промышленных центров является одной из экологических проблем. Большой научный и практический интерес представляет определение содержания тяжелых металлов в почве, их трансформация и поступление в продукты питания и корма. Накопление тяжелых металлов в почве приводит к повышению концентрации их в растениях, что влияет на здоровье населения. Поэтому изучение и выделение территорий с высоким содержанием тяжелых металлов в почве имеют все возрастающее значение. В статье обобщены результаты исследования почвенно-растительного покрова территорий, прилегающих к предприятия горнодобывающей промышленности заводов по производству цветных и редких металлов.

Бугристые торфяники являются накопителями углерода и способствуют сохранению многолетнемерзлых пород в северных регионах. Однако под влиянием потепления климата и протаивания мерзлоты в торфяниках происходят изменения их биогеохимических свойств. На примере трех разрезов, сделанных на территории природного парка «Нумто» (ХМАО-Югра), где мерзлота крайне неустойчива, определены закономерности распределения элементов в профиле торфяников. Определение микроэлементов в образцах осуществлено с помощью методов масс-спектральной и атомно-эмиссионной спектроскопии (ICP-MS и ICP-OES). Торфа исследуемой территории отличаются низкой зольностью. Отмечено повышенное содержание Fe, Mn, Cr, что характерно для торфов Западной Сибири. Концентрация тяжелых металлов, традиционно рассматриваемых в качестве индикаторов техногенного загрязнения (Cd, Pb, Cr, Ni, Cu) в торфах низкая вследствие удаленности от источников техногенеза. На внутрипрофильное распределение металлов влияет ботанический состав торфа. Кустарничковый торф, по сравнению со сфагновым, отличается повышенным содержанием Pb, Cu, Cd.

Загрязнение почвы тяжелыми металлами представляет огромную угрозу для всех форм жизни в экосистеме из-за их негативного воздействия и способности нарушать экологический баланс. Почва считается универсальным поглотителем, поскольку в ней создаётся самая высокая концентрация загрязняющих веществ (ЗВ) из окружающей среды. Ситуация с загрязнением почвы ухудшается по мере того, как человеческая деятельность производит все большее число ЗВ, которые регулярно наносят ущерб окружающей среде и природным ресурсам как в развитых, так и в развивающихся странах. Важно разработать технологию, способную удалять опасные ионы тяжелых металлов, обнаруженные в почве, поскольку эти металлы чрезвычайно реакционноспособны и могут накапливаться в пищевой сети, создавая серьезные риски для здоровья населения. В настоящее время используются обычные процедуры физической и химической очистки, которые являются недостаточно эффективными и производят огромное количество химических отходов. Поиск экологически приемлемых решений для избавления от опасных металлов на протяжении многих лет по-прежнему актуальны. В качестве альтернативы существующим методам ликвидации загрязнения почв тяжелыми металлами процедуры биовосстановления являются не только экологически безопасными, но и экономически практичными. В этих экологически чистых подходах используются разнообразные беспозвоночные, бактерии, грибы, растения и простейшие. Нативные штаммы грибов, толерантных к тяжелым металлам, считаются значительно более эффективными для биоремедиации, поскольку они могут расти в различных стрессовых условиях окружающей среды, включая температуру и рН. Исследование механизмов устойчивости этих видов к тяжелым металлам может помочь раскрыть их будущий потенциал биоремедиации. Исследование заключалась в оценке толерантности изолятов грибов и их способности к удалению тяжелых металлов с целью применения полученных результатов в разработке систем очищения и улучшения почвы in situ. Для этого с использованием соответствующей среды из почвы было выделено три штамма грибов аспергилла, обозначенные как 1 (FI1), 2 (FI2) и 3 (FI3). Их способность экстрагировать свинец, кадмий и медь из жидких сред оценивалась с помощью атомно-абсорбционного спектрофотометра.

Целью работы стало изучение антиоксидантных систем (содержание фенолов, флавоноидов и активности каталазы) в травянистых растениях различных видов в условиях загрязнения г. Тюмени тяжелыми металлами. Материал для исследования (почвы и травянистые растения: мать-и-мачеха, клевер красный, мятлик луговой, мышиный горошек) отбирали на условно-чистом участке, в районе автотрассы, моторостроительного, нефтеперерабатывающего, аккумуляторного и металлургического завода. Изменение активности антиоксидантных систем в травянистых растениях в условиях загрязнения городской среды тяжелыми металлами оказалось видоспецифичным. В клевере красном и мать-и-мачехе наблюдалось снижение содержания фенолов, флавоноидов и активности каталазы. Для мятлика лугового была отмечена тенденция к уменьшению содержания флавоноидов, но росту содержания фенолов. Наиболее чувствительным видом по антиоксидантному статусу оказался мышиный горошек, а наименее - клевер красный. Изменение активности каталазы оказалось наиболее чувствительным к условиям загрязнения городской среды. Содержание тяжелых металлов в клевере красном и мать-и-мачехе отрицательно коррелировало с уровнем фенолов и флавоноидов, а для мятлика лугового и мышиного горошка отмечены положительные корреляции. Изменение антиоксидантного статуса растений можно рекомендовать как часть комплексного мониторинга загрязнения окружающей среды металлами.

Загрязнение атмосферы в условиях городской среды не только нарушает баланс элементов в фитоценозах, но и приводит к изменениям на разных уровнях организации растительных организмов, в том числе затрагивающих их фотосинтетический аппарат. Изучены анатомо-морфологические особенности и содержание фотосинтетических пигментов в листьях Betula pendula Roth, произрастающей в зоне влияния промышленного кластера на территории г. Челябинска (Россия) с разной степенью токсической нагрузки. Было выбрано шесть участков вблизи Челябинского металлургического комбината: пять импактных и один фоновый (северо-западная часть Каштакского бора). По содержанию тяжелых металлов в почве для каждого импактного участка был рассчитан индекс суммарной токсической нагрузки, который в среднем составлял 3,6. Отмечено, что на импактных участках достоверно увеличивалась толщина листовой пластинки (в среднем на 23%), в большей степени за счет палисадного мезофилла и кутикулы верхнего эпидермиса; более того, возрастало количество устьиц, а также величина удельной поверхностной плотности листа (в среднем на 30%), что сопровождалось уменьшением его площади (в среднем на 65%). В условиях повышенной техногенной нагрузки отмечено уменьшение содержания хлорофиллов a и b (в среднем на 44%), однако соотношение между ними достоверно не изменялось (в среднем 1,75). Каротиноиды оказались более стабильными: их содержание на импактных участках снижалось в меньшей степени. Сделано заключение о значимости компенсаторных перестроек фотосинтетического аппарата B. pendula при адаптации к длительному стрессовому воздействию.

В работе приведены авторские данные по обработке результатов агрохимического обследования дерново-подзолистых почв одного из картофелеводческих хозяйств Нижегородской области, выполненного ЦАС «Нижегородский», на участках, на которых в течение 2011-2022 гг. возделывался картофель в соответствии с чередованием культур в севообороте с зерновыми. Установлено, что в целом по комплексу показателей из группы агрохимических (содержание гумуса, рН солевой вытяжки и степень насыщенности основаниями, а также обеспеченность почв микроэлементами) и экологических (содержание загрязнителей - тяжелых металлов, мышьяка и нефтепродуктов) можно констатировать, что дерново-подзолистые почвы супесчаного гранулометрического состава, используемые в картофелеводстве с минеральной системой удобрений на уровне среднегодовой дозы порядка 200 кг д. в./га, сохраняют устойчивость к антропогенному воздействию, как к техногенному, так и к химическому.

Микробные сообщества обладают высокой чувствительностью к антропогенному вмешательству и служат индикаторами экологического состояния почвы. Проведенные нами исследования по установлению влияния отходов производства и быта в составе почвогрунтов на численность и состав почвенных микроорганизмов показали значительные изменения как в численности микроорганизмов, так и их качественном составе – аммонификаторов, участвующих в аммонификации белков и полипептидов, что являются убедительным доказательством использования микробного сообщества почвы в качестве индикатора эколого-биохимического состояния почвы и уровня ее плодородия.

Цель: анализ лучших практик обращения с осадком сточных вод у нас в стране и за рубежом. Обсуждение. Качественный состав осадков сточных вод варьируется в зависимости от состава сточных вод, характеристик очистных сооружений и применяемых способов очистки. Выбор способа утилизации осадков зависит прежде всего от экологических и социальных факторов. Экологический фактор определяется в первую очередь присутствием патогенных микроорганизмов и гельминтов, тяжелых металлов и биогенных веществ. Проблема с гельминтами и патогенными микроорганизмами решается дезинфекцией и стабилизацией осадков сточных вод. Проблема с тяжелыми металлами решается посредством их иммобилизации. Биогенный состав осадка сточных вод, и в первую очередь содержание азота и фосфора, предопределяет его удобрительную ценность для растениеводства. Основной негативной составляющей, определяющей качество осадков сточных вод, является наличие в них тяжелых металлов. В работе приведены статистические данные о содержании тяжелых металлов в осадках сточных вод различных стран. Социальный аспект определяет на-личие сельскохозяйственных площадей, соответствующих технологий, спроса на опре-деленный вид ресурса, а также экономические показатели полученного результата. Выводы. В настоящее время в мировой практике нет единого мнения о допустимом содержании загрязняющих веществ в осадках сточных вод при применении их в качестве удобрений. Не исключение и российские стандарты, что требует научно обоснованной доработки с целью усовершенствования требований к качеству осадков сточных вод в случае дальнейшего их использования в сельском хозяйстве страны.

Цель: оценка мировых тенденций в нормировании качественных показателей осадков сточных вод при применении их в сельском хозяйстве в качестве грунтов и удобрений. Обсуждение. Для эффективного обращения с осадком сточных вод требуется наличие двух компонентов: нормативно-правовой базы в этой области и экономической заинтересованности, которая предполагает использование различных стимулов для достижения более благоприятных экологических показателей производства, например, механизмов государственного субсидирования, экологических плате-жей за размещение отходов, получения дохода от продажи готовой продукции, полученной из отходов производства, налоговых льгот на прибыль от реализации вторичного ресурса и т. д. В разработанных стандартах и нормативах, касающихся применения осадков сточных вод в сельском хозяйстве и в качестве грунтов для биологической рекультивации, особую значимость имеют экологические требования. В работе сделан обзор зарубежных и российских документов и стандартов, содержащих требования к составу осадков сточных вод, используемых в качестве грунтов и удобрений. Выявлены различия в подходах национальных систем стандартов. Тем не менее, есть общие требования при использовании осадков сточных вод для улучшения свойств почв. Согласно данным, приведенным в российских стандартах, требования, относящиеся к единому объекту нормирования – осадку сточных вод, не совпадают в части перечня допустимых к выращиванию сельскохозяйственных культур, что вызывает некоторую неопределенность при оценке показателей их пригодности и принятии решения по применению под возделывание конкретного вида растений. Выводы. Анализ ряда зарубежных и российских стандартов показал особый интерес к нормированию в первую очередь содержания загрязняющих веществ в осадках сточных вод. Однако в настоящее время в мировой практике нет единого мнения о допустимом содержании загрязняющих веществ в них в случае применения в сельском хозяйстве.

В статье представлен научный обзор современных представлений о геохимических исследованиях в России и мире. Отдельно представлены известные данные о влияние техногенеза на геохимические особенности почв. Представлены основные теоретические представления в области геохимических исследований территорий с упоминанием В.И. Вернадского, В.М. Гольдшмидта, А.Е. Ферсмана, А.А. Саукова, Ф.У. Кларка, А. Кабаты-Пендиас, А.И. Перельмана, А.П. Виноградова, М.А. Глазовской, Н.С. Касимова, Б.Б. Полынова, А.Б. Ронова, Ю.Е. Саета. Описаны основные классификации макро- и микроэлементов, которые применяются в геохимии. Проанализированы данные об общем влиянии техногенеза на распределение химических элементов в окружающей среде. Отдельно дан анализ влиянию нефтяного загрязнения на распределение химических элементов почв; влиянию добычи калийных солей; влиянию добычи каменного угля и ликвидации угольных шахт. Приведены данные о характерных химических элементах, которые накапливаются в почвах в зонах влияния добычи нефти, калийных месторождения и добычи угля. Описаны подходы по эколого-геохимическому районированию территорий и проведен обзор геохимических исследований в Пермском крае.

Цель исследований - разработка приемов повышения продуктивности ярового ячменя и минимализации содержания тяжелых металлов за счет применения комплексных органоминеральных удобрений на черноземе обыкновенном центральной агроклиматической зоны Самарской области. В 2022 и 2023 гг. были заложены полевые опыты по изучению действия различных норм органоминеральных удобрений (ОМУ) на содержание тяжелых металлов в почве. Валовое содержание и концентрация подвижных форм тяжелых металлов (Cd, Pb, Zn, Cu, Mn, Fe) находились ниже принятых ОДК и ПДК. Наибольшее значение валового содержания Pb, Zn, Fe и Mn, а также подвижных форм Fe, выявлено на вариантах с внесением в почву ОМУ в норме N150P150, что превышает контроль в 3,6, 1,5, 1,6, 2,8 и 1,3 раза, соответственно. Наибольшее значение валовой меди, 7,2 мг/кг, отмечено на варианте МУ N100P100, а подвижных форм Cu, Mn и Zn - на фоне аммиачной селитры. Валовое содержание и концентрация подвижного кадмия на всех вариантах опыта составили менее 1,0 мг/кг. На основании значений валового содержания тяжелых металлов в почве были вычислены кларки концентрации (КК) и рассеяния (Кр) элементов, а также коэффициент концентрации (Кс). Марганец на всех вариантах опыта имел наибольшие значения коэффициента концентрации Кс 0,34-0,96 среди изученных элементов. Далее по уменьшению значений относительной концентрации расположились цинк, свинец и медь, на контроле Кс, соответственно, равен 0,15, 0,12, 0,11. Коэффициент концентрации железа варьирует от 0,10 до 0,17, элемент является наиболее рассеивающимся. Расчет геохимического индекса почвы показал, что накапливающийся элемент - кадмий, а марганец, цинк, свинец, медь и железо являются рассеивающимися.