Научный архив: статьи

Огромное влияние на окружающий мир живой и неживой природы оказывает активная деятельность человека. А серьёзной угрозой для экологии планеты является быстрое развитие промышленности и сельского хозяйства, а также проблемы в утилизации отходов. Именно радиоактивные отходы ядерной энергетики, а также катастрофы, связанные с излучением и испытанием ядерного оружия, несут любые неблагоприятные факторы для окружающей среды, почв, водоёмов. Всё это многократно превосходит любые неблагоприятные факторы внешней среды по силе воздействия на живые организмы, на растительность парковых ландшафтов, по характеру отдалённых последствий. Превышение в почве концентрации радионуклидов, доз внешнего и внутреннего облучения обусловлено радиоактивным загрязнением почвы. Это выявлено в сравнении с показателями предельно допустимого нормирования их содержания в почве. В настоящее время Международной Комиссией Радиационной защиты с целью установления нормы ионизирующего излучения введена среднегодовая доза радиации, как норматив, определяющий безопасное для здоровья человека количество радиации, которая для почв составляет 0,25-0,5 микрозивертов в год. Целью статьи является обоснование влияния радиоактивного загрязнения почв на устойчивость растительности парковых ландшафтов.

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.

На основе анализа оригинальных полевых материалов исследованы непосредственные меха-низмы трансформации компонентов биогеогценозов одними из наиболее агрессивных инвазионных видов – представителями рода рейнутрия (Reynoutria Houtt.). Исследование проводилось в границах Московской агломерации, где проблема биологических инвазий стоит весьма остро. Особое беспокойство вызывают именно виды рода рейнутрия, более распространённые в урбанизированном ландшафте, нежели в сельской местности, и при этом способные повреждать фундаменты построек и коммуникации. Показано, что при длительном сохранении популяций рейнутрии возможна полная деградация изначальных фитоценозов с разрушением их состава и струк-туры. Большое количество корней позволяет рейнутрии задерживать более мелкие частицы почвы и тем самым изменять физические свойства почв. Минерализация почв в местах произрастания рейнутрии падает в 1,3-2 раза по сравнению с контрольными точками; пверхностные горизонты почв беднеют и подвержены осолонцеванию. Отмечена тенденция к закислению почв рейнутрией. Столь значительная трансформация поверхностных гори-зонтов почв указывает на неэффективность механических методов борьбы с рейнутрией, а также сложность рекультивации земель после удаления вида. Существенное значение приобретает организация мероприятий, направленных на ограничение распространения растений рода на территории Средней полосы Европейской Рос-сии.

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.

В статье приведены результаты исследования кислотно-основных характеристик верхних слоев почвы, испытывающей техногенное воздействие промышленной зоны АО «Камский завод металлоконструкций «ТЭМПО» города Набережные Челны Республики Татарстан. Произведено определение водородного показателя, кислотной и щелочной буферной емкости, остаточной кислотности и щелочности. Установлена повышенная техногенная нагрузка на почвенный покров изучаемой территории. Деградация почвы практически отсутствует.

Статья посвящена экологическим проблемам загрязнения почв промышленных зон урбанизированных территорий. При оценке состояния почвенного покрова важно определить ее кислотно-основные характеристики и содержание ряда тяжелых металлов. Данные показатели позволяют оценить степень техногенного воздействия и уровень деградации почв. Нами исследованы отдельные аналитические показатели почв, испытывающих техногенное воздействие, на примере промышленной зоны г. Ишимбай Республики Башкортостан. Установлены водородный показатель, валовые содержания и концентрации свинца, кадмия, цинка, меди, никеля и хрома. Выявлены повышенные содержания в почве отдельных тяжелых металлов и ее подщелачивание, что свидетельствует о повышенной техногенной нагрузке на обследованной территории. В образцах почвы естественного ландшафта содержание рассматриваемых элементов и водородный показатель не превышают установленные нормы.

Цель исследований – нахождение, прогнозирование и регулирование температурно-влажностного режима почвы для условий лучистого отопления культивационных сооружений с применением потолочных инфракрасных излучателей темного типа. Представлена система дифференциальных уравнений (в размерном и безразмерном видах), отражающая взаимосвязь тепловых и массообменных процессов в коллоидных капиллярно-пористых телах в случае поверхностного лучистого обогрева. Рассмотрено частное аналитическое решение данной системы дифференциальных уравнений для неограниченной пластины с учетом перекрестных процессов: перемещения влаги в слое почвы за счет разности температур (термодиффузии) и переноса энергии водяного пара в пористой среде благодаря градиенту поля влагосодержания (пародиффузионному процессу). На примере фрезерного торфа с учетом исходных данных получено решение краевой задачи тепломассопереноса методом совместного применения интегрального преобразования Лапласа и вариационного метода Бубнова-Галеркина, представляющее собой одномерные нестационарные поля влагосодержания и температуры. Установлено, что при заданных начальных и граничных условиях, а также с учетом теплофизических характеристик фрезерного торфа достижение требуемых значений влагосодержания произойдет через 5 ч, значений температуры – через 2 ч. При этом если на координатном отрезке z ∈[6,0;12,0  ] см происходит закономерное уменьшение влагосодержания под воздействием лучистого обогрева, то вблизи поверхности почвы z ∈[0;6,0  ] см наблюдается незначительный рост данной величины. Что касается температурного поля фрезерного торфа, то здесь соблюдается закономерная температурная стратификация по глубине слоя почвы без каких-либо температурных аномалий в течение всего периода нагрева.

При производстве посадочного материала в таежной зоне крайне важно оценивать проблемные позиции в лесных питомниках. Следует обратить внимание на низкое качество почв, которое может существенно влиять на интенсивность роста сеянцев и выход стандартного посадочного материала. Рассматривается комплексная оценка состояния почв в лесных питомниках таежной зоны Европейской части России. Исследования проведены в 6 лесных питомниках. Определены агрохимические и физические свойства почвы. Содержание в почвах лесных питомников органического вещества является низким, а подвижных форм фосфора, обменного калия и щелочногидролизуемого азота – недостаточным для оптимального роста и развития сеянцев хвойных пород. Величина кислотности в почвах питомников таеной зоны Европейской части России оказалась благоприятной. Половина исследуемых лесных питомников имеет повышенную плотность сложения почвы, что может приводить к формированию почв с низкой скважностью, ограничивающей поступление воздуха и удержание влаги в почве. Снижение интенсивности роста сеянцев и выхода стандартных сеянцев может происходить ввиду отсутствия таких технологических мероприятий, как борьба с сорной растительностью, отсутствие полива и т.д., но одной из наиболее важных причин является недостаточная обеспеченность почв минеральными и органическими веществами. Выравнивание параметров плодородия почв лесных питомников может быть достигнуто путем внесения необходимых удобрений и проведения культиваций. Результаты исследований позволят акцентировать внимание специалистов, занимающихся выращиванием посадочного материала в таежной зоне Европейской части России, на проблеме низкого почвенного плодородия.

Представлены результаты изучения элементного состава, содержания полифенолов и антиоксидантной активности плодов яблони районированных сортов Свердловской селекционной станции садоводства. Определен элементный состав образцов почвы, на которой выращивались растения. Установлено, что содержания As, Cd, Cu, Mn, Ni, Pb, V, Zn в почвенном горизонте соответствуют нормам СанПиН 1.2.3685-21. Выявленные количества Al, As, Bа, Ca, Cr, Fe, K, Li, Na, Sr, Ti, V имеют меньшие величины, чем кларки, а содержания B, Mg и P – бо́льшие. В плодах яблонь уровни Cu, Fe, Mg (кроме яблок «Экранное»), Cr (кроме яблок «Благая весть») и Pb близки литературным данным. Содержания Co, Mn, Ni и Zn в яблоках находятся за пределом нижней границы интервалов сравнения, величины Ca и К в яблоках «Благая весть» и «Краса Свердловска» и содержание P в плодах «Благая весть» превосходят литературные данные. Выявлена значимая линейная зависимость между содержанием Al, Fe, Mg, Mn, P, Pb в почве и в плодах яблони независимо от сорта. Основной вклад в общее содержание полифенолов в яблоках вносят уровни Cd, Zn, Cu, As, B и Pb в почве, на величину АОА плодов влияют концентрации Co, B, Zn, As в почвенном покрове, однако содержания Mg, P, Cr, Fe, Mn, Ni не оказывают существенного влияния на эти показатели.

Введение. Представлены результаты НИОКР на лабораторный образец минидискатора для работы на горных склонах, который может повысить производительность труда и продуктивность горных кормовых угодий на 15–20%.

Цель исследований – разработанный лабораторный образец блок-модуля горного навесного минидискатора для работ на участках горной и предгорной зон, позволяющий устранить засоренность почвы, повысить плодородие и урожайность кормовых угодий, обеспечить устойчивость лугов и пастбищ к дефляции и эрозии.

Методы и средства. Техническая экспертиза лабораторного образца машины проведена на горном стационаре СКНИИГПСХ ВНЦ РАН в с. Даргавс, РСО – Алания на высоте 1540 метров над уровнем моря с крутизной склона до 12°. Определены показатели условий испытаний и функциональных показателей работы агрегата. Техническая экспертиза научной документации лабораторного образца блок-модуля навесного минидискатора для обработки почв лугов и пастбищ горной зоны проводилась согласно ГОСТ 33687-2015. Предметом исследований являлись рабочие органы: диски, расстояние между смежными дисками, радиус кривизны дисков, диаметр дисков – а также конструкция установки рабочих органов на раме минидискатора.

Результаты. Разработан и изготовлен лабораторный образец минидискатора для обработки почв на участках горной и предгорной зон на базе минитрактора. Минидискатор представляет собой навесную конструкцию с однорядным расположением сферических дисков в количестве 9 штук, установленных на индивидуальных стойках.
В конструкции горного минидискатора предусмотрена способность конструкции переключаться при развороте из положения работы на склоне справа-налево в положение для работы на склоне слева-направо и возможность установки прикатывающих катков.

Выводы. Практическое применение блок-модуля минидискатора обеспечит снижение деградационных процессов склоновых участков, повысит урожайность кормовых угодий, обеспечит устойчивость к водной и ветровой эрозии, а также повысит экологическую устойчивость и эффективность лугопастбищного хозяйства

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

Представлены результаты экспериментальных исследований влияния плазмы корон-ного разряда на чернозём, краснозём и торф. Воздействие длительностью от 10 до
60 минут производили коронными разрядами положительной и отрицательной по-лярности, которые создавались при помощи много игольчатого верхнего электрода при напряжении 10 кВ и токе 100 мкА. Установлено, что продукты плазмохимии атмосферного воздуха в коронных разрядах взаимодействуют с почвенном поглощаю-щем комплексом и изменяют его физико-химическое состояние. Выявлено влияние
коронного разряда в изменении их электропроводности. Ионизация и диссоциация
молекул воздуха при воздействии коронного разряда приводит к увеличению электро-проводности чернозёма, краснозёма и торфа. Показано, что при использовании ко-ронного разряда при обработке почвы увеличивается плотность заряда в двойном электрическом слое почвенной мицеллы, о чем свидетельствует увеличение показа-теля электропроводности почвенных паст. Разнонаправленность результатов обра-ботки обработанных субстратов минеральной (чернозем, краснозем) и органогенной (торф) природы, выраженной в изменении кислотности, свидетельствует о различии механизмов восприятия электрических разрядов почвенной матрицей.