Методическое пособие 761

тенсивности сельскохозяйственного воздействия значительно видоизменяются как морфологические, так и физико-химические свойства почвенного покрова (таблица).

Таким образом, проведенный анализ позволяет отметить значительные изменения характеристик почвенного покрова, подвергающихся сельскохозяйственному воздействию. Интенсификация сельскохозяйственного воздействия на компоненты естественных ландшафтов приводит к возникновению природно-антропогенных экосистем, существующих преимущественно за счет антропогенной энергетической субсидии. Это обуславливает предопределенную неустойчивость создаваемых агроландшфтов, что недопустимо в условиях деградации почвенно-растительного покрова и сокращения сельскохозяйственных ресурсов, в первую очередь земельных. Вышесказанное определяет необходимость экологической оценки существующих агросистем, а также предварительное прогнозирование устойчивости компонентов организуемых агроландшафтов.

Литература

1.Методическое пособие и нормативные материалы для разработки адаптивноландшафтных систем земледелия. – Курск: Изд-во «ЧуДо», 2001. – 260 с.

2.Остапенко Е.А. Исследование энергетического состояния почв при различном сельскохозяйственном влиянии / Е.А. Остапенко // Геоэкологические исследования Курской области. – Курск: Изд-во «Курского гос. ун-та», 2005. – С. 74-81.

3.Кирюшин В.И. Методика разработки адаптивно-ландшафтных систем земледелия и технологий возделывания сельскохозяйственных культур / В.И. Кирюшин. – М.: РУ ЦНИИМ, 1995. – 82 с.

4.Динамика устойчивости агроландшафтов при сельскохозяйственном воздействии (на примере Медвенского района Курской области) / Е.А. Батраченко // Окружающая среда

иустойчивое развитие регионов: новые методы и технологии исследований: материалы Всероссийской научной конференции. – Казань, 2009. – С. 45-49.

5.Володин В.М., Щербаков А.П., Масютенко Н.П. Энергетическое состояние черноземов / В.М. Володин, А.П. Щербаков, Н.П. Масютенко // Агрогенная эволюция черноземов.

– Воронеж: Изд-во «Воронежский государственный университет», 2000. – С.101-119.

6.Горчаковский, П.Л. Антропогенная трансформация и восстановление продутивности луговых фитоценозов / П.Л. Горчаковский. – Екатеринбург: Изд-во «Екатеринбург», 1999. – 156 с.

7.Остапенко Е.А. Прогнозирование экологической устойчивости ПТК в районах сельскохозяйственного природопользования / Е.А. Остапенко // Экология ЦЧО РФ. – Липецк, 2005. – № 1 (14). – С. 65-67.

8.Черников В.А. Устойчивость почв к антропогенному воздействию / В.А.Черников, Н.З. Милашенко, О.А. Соколов. – Пущино: Изд-во «ОНТИ ПНЦ РАН», 2001. – 203 с.

ФГБОУ ВО «Курский государственный университет»

E.A. Batrachenko

DYNAMICS OF SOIL CHARACTERISTICS OF FLOODPLAIN SUDZHA AS A RESULT

OF ANTHROPOGENIC IMPACT

The strength of the agricultural impact on the components of natural landscapes, get the scale, bordering on a violation of their stability. The above determines the relevance of local and regional monitoring of the condition of the soil cover, as it is the material basis for the formation of agricultural landscapes

Key words: agrolandscape, soil, sustainability, human impact

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Kursk state university»

152

УДК 57.033

Г.В. Лобкова

ОСОБЕННОСТИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ИОНОВ Pb2+ В СИСТЕМЕ «СРЕДА – РАСТЕНИЕ»

Проведено исследование кинетических процессов фитоэкстракции ионов Pb2+ из водных растворов Pb(CH3COO)2 растениями T. tenuifolia, L. minor и E. сanadensis. Отслеживалась временная зависимость содержания ионов металла в водных растворах, в которых культивировались растения. Установлено, что L. minor поглощает ионы Pb2+,

а T. tenuifolia и E. сanadensis выделяют их в среду

Ключевые слова: ацетат свинца (Pb(CH3COO)2), ионы Pb2+, фитоэкстракция, коэффициент фитоэкстракции, расте-

ния T. tenuifolia, L. minor и E. сanadensis

Особенностью любого живого организма является активный обмен веществом и энергией с внешней средой. При этом тяжелые металлы (Hg, Pb, Cu, Cd, Ni, Co, Sn, Mn, As, Fe, Zn, Cr) входящие в состав поглощаемых растениями веществ, могут иметь концентрации, значительно превышающие необходимые для нормального существования. Одни виды растений, не справляясь с такой нагрузкой, погибают, у других включаются защитные механизмы, приводящие к накоплению в различных органах и тканях металлов, причем часто их содержание в растениях становится выше, чем в среде обитания [1, 2].

Способность растений накапливать тяжелые металлы (ТМ) без нарушения физиологических процессов можно использовать в качестве одного из способов очистки загрязненных почв и водоемов – для фиторемедиации. Ее эффективность напрямую связана с поиском и изучением растений, обладающих высоким коэффициентом накопления, скоростью отчуждения и коэффициентом фитоэкстракции (КФЭ) тяжелых металлов.

Исходя из этого изучение механизмов обеспечивающих фитоэкстракционные реакции растений в присутствиии избыточных концентраций тяжелых металлов, является актуальной задачей. В этой связи была поставлена цель изучить кинетические процессы фитоэкстракции ионов Pb2+ из водных растворов растениями T. tenuifolia, L. minor и E. сanadensis для определения потенциальной возможности их использования в качестве фиторемедиантов. Для реализации поставленной цели проростки T. tenuifolia, жизнеспособные экземпляры L. minor, имеющие по одному сформированному и одному развивающемуся листицу и побеги E. сanadensis длиной около 5 см помещали в растворы Pb(CH3COO)2 с концентрациями 5,00, 2,50, 1,25, 0,62, 0,31, 0,15, 0,07, 0,03 мг/л, приготовленные на дистиллированной воде. Контроль над концентрацией катионов Pb2+ осуществляли по данным потенциометрического анализа растворов через каждые 24 часа в течение 10 дней культивации растений.

Установили, что T. tenuifolia в течение первых суток активно экстрагирует ионы Pb2+ из всех исследуемых растворов, кроме раствора с концентрацией соли 0,07 мг/л. В последующие дни контролируемый показатель изменяется немонотонно с тенденцией к выделению металла в среду (рис. 1), причем концентрация Pb2+ значительно превысила исходные значения. Причины, вызвавшие такие изменения концентрации, не установлены.

Коэффициент экстракции для T. tenuifolia при всех концентрациях растворов ацетата свинца имеет отрицательные значения.

Данные по фитоэкстракционной способности L. minor отображены на рис. 2, из которого видно, что в течение первых суток содержание металла в среде уменьшилось и оставалось ниже исходных значений практически в течение всего периода наблюдения. Исключением стали растворы с концентрациями 0,03-0,31 мг/л, где на восьмые сутки зафиксированно увеличение свинца в количествах превышающих исходные. Монотонность процесса можно объяснить отсутствием потребности ряски в свинце и достижение системой средарастение относительного равновесного состояния. Расчитанное значение КФЭ для L. minor варьирует в диапазоне от 0,09 до 0,02 (таблица).

153

Рис. 1. Зависимость концентрации катионов Pb2+ в растворе от времени экспозиции T tenuifolia

(оригинальный)

Содержание свинца в растворах, на которых культивировалась E. canadensis в течение 3-4 суток увеличивалось, что свидетельствует о его выделении растением. Затем до момента окончания эксперимента отмечали чередование процессов поглощения и выделения ионов Pb2+ (рис. 3). По истечении 10 суток концентрация катионов Pb2+ во всех исследуемых растворах в разной степени увеличилась по сравнению с исходными значениями, кроме раствора с концентрацией соли 0,03 мг/л. Так же, как и в случае с T. tenuifolia причина, по которой содержание свинца в культивационной среде для E.canadensis превысила исходные значения, не установлена. Но можно предположить, что металл, изначально содержавшийся в растениях в ходе эксперимента, выделялся в среду за счет диффузии. КФЭ для E.canadensis имеет положительные значения только при концентрации раствора ацетата свинца 0,31 мг/л.

Рис. 2. Зависимость концентрации катионов Pb2+ в растворе от времени экспозиции

L.minor

(оригинальный)

154

Данные полученные при изучении динамики ионов Pb2+ в системе «среда-растение» можно объяснить тем, что свинец не является жизненно необходимым элементом для растений, что согласуется с литературными данными [3], а наблюдаемые процессы можно объяснить, в том числе, включением защитных механизмов у экспериментальных растений.

Рис. 3. Зависимость концентрации катионов Pb2+ в растворе от времени экспозиции

E.canadensis

(оригинальный)

Значения коэффициентов фитоэкстракции ионов свинца растениями

L. minor, E. canadensis

Таким образом, изучена кинетика процессов фитоэкстракции ионов Pb2+ из водных растворов растениями T. tenuifolia, L. minor и E. сanadensis в зависимости от концентрации Pb(CH3COO)2 в среде и времени культивирования. Показано, что представители разных семейств – наземное (T. tenuifolia) и водные растения (L. minor и E. canadensis) по-разному способны проявлять свою экстракционную активность. Растения способны к активной регуляции содержания металла в организме [4, 5], что подтверждает наблюдаемый нами немонотонный характер кривых поглощения. Полученные результаты согласуются с имеющимися литературными аналогиями. Так, известно, что важным фактором, определяющим содержание того или иного металла в тканях водных макрофитов, является его концентрация в среде [4, 6]. Известно, что выход на насыщение отражает установление равновесия между растением и средой при данной концентрации элемента [7].

155

Высшие водные растения обладают разной поглотительной способностью по отношению к определенному иону. В первую очередь это связано с наличием у них различных клеточных механизмов поглощения ТМ. Кроме того, различия в поглощении катионов ТМ обусловлены особенностями анатомического строения корневых систем наземных растений и листьев плавающих и погруженных растений [8].

Основываясь на результатах работы можно сделать вывод, что исследуемые растения не обладают необходимыми для фиторемедиации свойствами.

Литература

1.Гавриленко В.Ф. Большой практикум по физиологии растений: фото-синтез, дыхание: учеб. пособие для студентов ун-тов / В.Ф. Гавриленко, М.Е. Ладыгина, Л.М. Хандобина; под ред. Б.А. Рубина. – М.: Высш. шк., 1975.

2.Капитанова Т.М. Прогнозирование ожидаемых уровней загрязнения тяжелыми металлами кормовых растений / Т.М. Капитонова, Е.С. Минина, М.А. Семина и др. // Миграция тяжелых металлов и радионуклидов в звене: почва-растение (корм, рацион)–животное- продукт животноводства-человек: материалы Второго Междунар. Симпозиума, 28-30 марта 2000 г. – Великий Новгород: Изд-во «НовГУ», 2000. – 273 с.

3.Малева М.Г. Реакция гидрофитов на загрязнение среды тяжелыми металлами [Текст] / М. Г. Малева, Г.Ф. Некрасова, В.С. Безель // Экология. – 2004. – N 4.

4.Пасичная, Е.А. Накопление меди и марганца некоторыми погруженными высшими водными растениями и нитчатыми водорослями / Е.А. Пасичная, О.М. Арсан // Гидробиологический журнал. – 2003. – Т. 39. – №3. – С. 65-73.

5.Дмитриева, А.Г. Реакция Elodea Canadensis Rich. на загрязнение хромом среды обитания / А.Г. Дмитриева, В.И. Ипатова (Артюхова), О.Н. Кожанова, Н.Л. Дронина, Г.О. Желтухин, М.В. Крупина // Вестн. Моск. ун-та. Сер.16. – 2006. – №2. – С. 17-23.

6.Куриленко, В.В. Эколого-биогеографическая роль макрофитов в водных экосистемах урбанизированных территорий (на примере малых водоемов Санкт-Петербурга) / В.В. Куриленко, Н.Г. Осмоловская // Экология. – 2006. – №4. – С. 163-167.

7.Золотухина, Е.Ю., Гавриленко Е.Е. Тяжелые металлы в водных растениях. Аккумуляция и токсичность / Е.Ю. Золотухина, Е.Е. Гавриленко // Биологические науки. – 1989. – №9. – С. 94-105.

8.Некрасова, Г.Ф. Формирование фотосинтетического аппарата в период роста погруженного, плавающего и надводного листа гидрофитов / Г.Ф. Некрасова, Д.А. Ронжина, Е.Б. Коробицына // Физиология растений. – 1998. – Т. 45. – С. 539-548.

ФГБОУ ВО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.»

G.V. Lobkova

FEATURES OF Pb2+ ION TRANSPORT IN THE «HABITAT ─ PLANT» SYSTEM

The kinetic processes of phytoextraction of Pb2+ ions from aqueous solutions of Pb(CH3COO)2 by plants of T. tenuifolia, L. minor and E. canadensis have been studied. The time dependence of the metal ion content in aqueous solutions was monitored, in which plants were cultivated. It was established that L. minor absorbs Pb2+ ions, and T. tenuifolia and E. canadensis secrete them in the habitat

Key words: lead acetate (Pb(CH3COO)2), Pb2+ ions, phytoextraction, coefficient of phytoextraction, plants of T. tenuifolia, L. minor and E. canadensis

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Yuri Gagarin State Technical University of Saratov» (SSTU), Saratov

156

УДК 016:568.567.1

В.И. Ступин

О СОСТОЯНИИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА ТЕРРИТОРИИ ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ И ПРИНИМАЕМЫХ МЕРАХ ПО ЕГО УЛУЧШЕНИЮ

В данной статье описано состояние окружающей среды на территории Воронежской области, а также объяснены применяемые меры по улучшению состояния окружающей среды

Ключевые слова: отходы, класс опасности, объекты захоронения отходов, удобрения

За последние 5 лет проблема загрязнения окружающей среды отходами производства и потребления вышла на первый план и является одной из самых трудно решаемых. Данная проблема была поднята на правительственном уровне и в августе 2017 года, Министр природных ресурсов и экологии Сергей Ефимович Донской на специальном заседании Совета при Президенте Российской Федерации отметил, что природоохранная деятельность рассматривается, прежде всего, как фактор обеспечения качества жизни населения и права на благоприятную окружающую среду. Задача в части обращения с отходами состоит в том, чтобы создать индустрию переработки отходов и возврата их в хозяйственный оборот.

Рис. 1. Сведения об образовании, использовании и обезвреживании отходов на территории Воронежской области (тыс. тонн)

(оригинальный)

ВВоронежской области количество образующихся отходов ежегодно увеличивается.

Кпримеру, в сравнении с 2012 годом в 2016 г. объем их образования увеличился более чем на 2 млн. тонн (рис. 1).

Более 94 % из образовавшихся отходов составляют практически не опасные и малоопасные отходы. Из этого следует, что процент образования отходов 1-3 классов опасности в общем тоннаже образующихся отходов незначителен и составляет менее 6 %. При этом количество обезвреженных в 2016 году опасных отходов (1-4 класс опасности) составило чуть более 200 тыс. тонн, в основном это отходы животноводства и птицеводства. Чрезвычайно опасные отходы 1 класса опасности, в основном это ртутьсодержащие лампы, переданы на обезвреживание на специализированные предприятия за пределы области. Отходы 4 класса опасности в объеме 572 тыс.т. либо захоронены на территории полигонов, либо раз-

157

мещены на территории предприятий (рис. 2).

Учитывая преобладание аграрного сектора в экономике области, среди утилизируемых и используемых производственных отходов, на первом месте по объемным показателям стоят отходы от переработки сырья растительного и животного происхождения. Так, лузга подсолнечника и других зерновых культур используется предприятиями-производителями в качестве топлива. В этих целях переоборудованы, либо установлены новые котлоагрегаты, позволяющие обеспечить безопасную и бесперебойную подачу лузги в топку. На предприятии ООО «Бунге СНГ» Колодезной 47 % образующейся лузги гранулируется на специальной установке и успешно реализуется в качестве топлива сторонним потребителям. Фильтрационный осадок сахарного производства (сахарный дефекат – 4 класс опасности) почти в полном объеме (300 тыс. т/год) вносится в почву в качестве мелиоранта – удобрения. В этих же целях с 2009 года, после внедрения технологии сушки используется и образующийся в процессе производства азотных удобрений в количестве 200 тыс. тонн/год на ОАО «Минудобрения» шлам карбоната кальция.

Рис. 2. Сведения о количестве отходов по классам опасности, образовавшихся на территории Воронежской области в 2016 году (млн. тонн)

(оригинальный)

Вцелях захоронения отходов сегодня на территории области эксплуатируется 17 лицензированных полигонов ТКО с годовым объемом захоронения свыше 700 тыс. т, расположенных в 14 муниципальных образованиях. Несмотря на некоторые достижения в сфере обращения с отходами количество нарушений снижается крайне медленно. По итогам реализованных Управлением мероприятий по надзору в сфере обращения с отходами в 2013 г.- 2017г. выявлено - 290 различных нарушений. В связи с этим к административной ответственности в виде штрафов привлечены 22 юридических и 186 должностных лиц на общую сумму более 3,9 млн. руб. Состояние атмосферного воздуха в Воронежской области оценивается как средне загрязненное. Валовый выброс загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников области по сравнению с 2014г. увеличился на 4,8 тыс. т. и составил 72,7 тыс.т. по состоянию на 1 января 2017 года.

Внастоящее время на территории области зарегистрировано более 3000 объектов, имеющих стационарные источники загрязнения атмосферы (2003 г. – 1327 предприятий), в том числе более 1500 относящихся к объектам федерального уровня надзора (рис. 3).

158

Рис. 3. Муниципальные образования, на территории которых имеются лицензированные объекты захоронения отходов

(оригинальный)

Основными загрязняющими веществами по годовому выбросу являются оксид углерода, метан, диоксид азота, пыль неорганическая, оксид азота, сажа, зола углей.

Врамках реализации полномочий по осуществлению контроля и надзора за соблюдением законодательства Российской Федерации в области охраны атмосферного воздуха Управлением в 2013-2017 было проведено более 465 проверок по данному виду контроля, выявлено 290 нарушений, выдано 114 предписаний.

Основными видами выявленных нарушений в сфере охраны атмосферного воздуха по-прежнему являются:

─ отсутствие разрешений на выброс загрязняющих веществ атмосферу; ─ превышение установленных нормативов выбросов;

─ отсутствие производственного контроля установленных нормативов ПДВ, отсутствие контроля над выбросами передвижных источников;

─ неиспользование либо использование неэффективных установок очистки выбросов. Автотранспорт является одним из основных источников загрязнения окружающей природной среды. С точки зрения наносимого экологического ущерба он лидирует среди

всех видов негативного воздействия.

По состоянию на 01.01.2017 г. в Воронежской области зарегистрировано 1007,311 тысяч единиц автотранспортных средств. В последние годы наблюдается тенденция к увеличению поступления выбросов в атмосферный воздух от автомототранспортных средств с продуктами сгорания топлива. В 2016 году выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от передвижных источников составили 265,0 тыс.т. или 78 % от валового выброса в целом по области. При этом необходимо отметить, что превышение допустимых норм ЗВ в выбросах от автотранспорта в 50 % случаев происходит в результате использования некачественного топлива. Экологическая обстановка на водных объектах области постепенно улучшается

ИЗВ, в основном I и II класса.

За последние 5 лет сброс сточных вод в водные объекты уменьшился на 5 млн. м3 и составил в 2016 году 251,0 млн. м3.

Внаселенных пунктах Воронежской области эксплуатируется более 270 объектов для очистки хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод, в том числе 52 – искусст-

159

венной биологической очистки (ИБО). Общая их мощность составляет около 956,7 тыс. м3/сут. Приходится констатировать, что большинство очистных сооружений работают неэффективно.

Рис. 4. Динамика выбросов от автотранспортного комплекса Воронежской области (оригинальный)

Централизованный прием сточных вод с последующим водоотведением осуществляют более 80 организаций, расположенных на территории Воронежской области. Естественная биологическая очистка применяется на 35 предприятиях.

В 10 районах области водоотведение осуществляется посредством эксплуатации выгребных ям и полей фильтрации, в указанных районах отсутствуют станции биологической очистки. В рамках ДОЦП «Чистая вода Воронежской области на период 2011 – 2017 годы» принимаются меры по осуществлению реконструкции и строительства очистных сооружений в ряде районов области. Введены в эксплуатацию сооружения искусственной биологической очистки в Бобровском муниципальном районе проектной мощностью 10,0 тыс. м3/сут., г. Борисоглебске мощностью 18,0 тыс. м3/сут.

На ООО «Воронежские дрожжи» введен в эксплуатацию природоохранный объект по очистке промышленных сточных вод дрожжевого производства общей стоимостью около 400 млн. руб. На ООО «Заречное» для очистки бытовых и производственных сточных вод используются биологические очистные сооружения Aqua W783, производственной мощностью 400 м3 в сутки. На ФГУП КБХА проводятся подготовительные работы, связанные с началом строительства очистных сооружений гальванического производства мощностью 200 куб. м/сут. В 1 полугодии 2017 г. на закупку оборудования и строительно-монтажные работы предприятием освоено 9747,55 тыс. руб. На Нововоронежской атомной электростанции завершено строительство 4-х объектов очистных сооружений бытовых сточных вод, ливневых и нефтесодержащих вод.

Вместе с тем, проблемным вопросом является продолжающийся сброс сточных вод рядом предприятий Воронежской области в канализацию с превышением ПДК загрязняющих веществ, установленных для централизованных систем водоотведения, по причине неудовлетворительной работы или отсутствия локальных очистных сооружений. В Воронежской области сброс неочищенных производственных стоков приводит к ежегодному поступлению в водные объекты около 45 тыс. тонн загрязняющих веществ.

Федеральный закон РФ от 07.12.2011 № 416 - ФЗ «О водоснабжении и водоотведении» ставит новые задачи и перед хозяйствующими субъектами, осуществляющими централизованное водоотведение, и перед абонентами, направленные на предотвращение не-

160