На правах рукописи НИКИТИНА Мария Викторовна ЭКОЛОГО-ХИМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ

На правах рукописи
НИКИТИНА Мария Викторовна
ЭКОЛОГО-ХИМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ
ТЯЖЁЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ ОСНОВНЫХ УРБОЛАНДШАФТОВ
Г. АРХАНГЕЛЬСКА
Специальность 03.02.08 – Экология (химические науки)
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата химических наук
Архангельск
2011
Диссертационная работа выполнена на кафедре ботаники и общей
экологии ГОУ ВПО «Поморский государственный университет имени М.В.
Ломоносова» («Северный Арктический федеральный университет имени
М.В. Ломоносова»)
Научный руководитель:
кандидат химический наук, доцент
Попова Людмила Фёдоровна
Официальные оппоненты:
доктор химических наук, профессор
Мансуров Герман Николаевич
доктор химических наук, профессор
Зволинский Валентин Петрович
Ведущая организация:
Институт геологии рудных месторождений,
петрографии, минералогии и геохимии РАН,
г. Москва
Защита диссертации состоится «21» октября 2011 г. в 15.00 часов на
заседании Диссертационного совета Д 212.155.13 при Московском
государственном областном университете по адресу 141014, г. Мытищи, ул.
Веры Волошиной, 24; http://www.mgou.ru
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского
государственного областного университета по адресу: 105005, г. Москва, ул.
Радио, д. 10 а.
Автореферат разослан «21» сентября 2011 г.
Ученый секретарь Диссертационного совета:
доктор биологических наук, профессор
2
Снисаренко Т.А.
Общая характеристика работы
Актуальность
темы.
Экологические
проблемы,
вызванные
деятельностью человека, имеют комплексный характер. В значительной
степени они обусловлены включением в миграционные потоки всех
основных цепей техногенных токсикантов, в том числе тяжёлых металлов.
Находясь преимущественно в рассеянном состоянии, тяжёлые металлы могут
образовывать локальные аккумуляции, где их концентрация в сотни и тысячи
раз превышает среднепланетарные уровни. Поэтому выяснение
закономерностей, определяющих содержание и миграцию тяжёлых металлов
в биосфере, занимает одно из важнейших мест в комплексе задач по охране
природы (Природный комплекс большого города…, 2000).
В качестве мощного аккумулятора тяжёлых металлов и исходного
звена в миграции токсикантов по наземным трофическим цепям выступает
почва. Она, в отличие от других природных сред, обладает
трансформирующими свойствами по отношению ко многим классам
загрязнителей. В ней одновременно протекает ряд процессов, приводящих к
перераспределению
и
изменению
физико-химического
состояния
поллютантов.
Почвенно-растительный
покров
центральной
территории
г. Архангельска исследовался на содержание тяжёлых металлов и элементов
питания растений (Попова и др., 1998, Наквасина и др. 2006, Корельская,
2008). Однако в настоящее время основным в решении проблем
взаимодействия человека и природы признан ландшафтный подход. В центре
его внимания находится морфолого-структурное строение ландшафтов,
образовавшихся в результате хозяйственной деятельности человека, которая
изменяет подвижность, трансформацию и кумуляцию тяжёлых металлов в
почвенно-растительном покрове.
Объект исследований. Почвенно-растительный покров основных
урболандшафтов г. Архангельска.
Цель исследований. Выявление закономерностей накопления,
перераспределения и миграции тяжелых металлов в различных формах в
почвенно-растительном
покрове
урбанизированных
ландшафтов
г. Архангельска.
Задачи исследований:
1. Определить
основные
источники
загрязнения
урболандшафтов
(промышленного, селитебного, лесного и лугового) г. Архангельска.
2. Произвести оценку состояния урболандшафтов г. Архангельска по
агрохимическим показателям и обеспеченности элементами питания
(NO3¯, K2O, P2O5).
3. Определить содержание валовых и подвижных форм тяжёлых металлов
(Cu, Zn, Pb, Ni, Co, Hg, Mn, V), выявить территориальные особенности и
произвести
оценку
состояния
почвенно-растительного
покрова
урболандшафтов г. Архангельска.
3
4. Выявить особенности кумуляции, миграции и трансформации соединений
тяжёлых металлов в почвах антропогенно-техногенных ландшафтов.
5. На основе выявленных механизмов закрепления тяжёлых металлов в
почве предложить способы рекультивации загрязнённых почв и
формирования почвогрунтов в г. Архангельске.
Научная новизна. В результате проведенных исследований впервые
выявлена степень загрязнения урболандшафтов г. Архангельска тяжёлыми
металлами. С применением современных методов анализа выполнены
комплексные химические и физико-химические исследования свойств
почвенно-растительного покрова г. Архангельска с учётом ландшафтных
особенностей. С помощью ряда современных статистических методов
анализа (корреляционный, регрессионный) установлены причинно-значимые
факторы, определяющие накопление тяжёлых металлов в урболандшафтах и
основные закономерности в распределении разных форм металлов, выявлены
ведущие факторы, влияющие на закрепление тяжёлых металлов в почвах.
Практическая значимость исследования. Результаты исследований
могут быть использованы для разработки системы мониторинга при оценке
экологического состояния почвенно-растительного покрова и рекомендаций
по снижению токсико-экологических последствий загрязнения тяжёлыми
металлами различных урболандшафтов региона. Установленные механизмы
закрепления металлов в почве могут быть использованы для проектирования
способов рекультивации загрязнённых почв и формирования почвогрунтов.
Выявленные закономерности транслокации тяжёлых металлов в
растения могут быть применены для составления шкал нормирования их
содержания применительно к условиям Крайнего Севера.
Сформированный банк данных содержания металлов в почве и
растениях используется для картирования городской территории с
применением геоинформационных технологий и оценки экологической
ситуации урболандшафтов Архангельска, для моделирования процессов
миграции тяжелых металлов в почвенно-растительных системах и оценки
риска их загрязнения данными поллютантами.
Реализация результатов исследования. Отдельные разделы
диссертационной
работы
использованы
при
чтении
лекций
общепрофессиональных
курсов:
«Химия
окружающей
среды»,
«Экологическая химия» и специализированных курсов: «Методы контроля
качества окружающей среды», «Анализ объектов окружающей среды»,
«Физико-химическая экология», «Методы оценки загрязнения окружающей
среды», «Химические процессы в окружающей среде» для студентов и
магистрантов
естественно-географического
факультета
Поморского
государственного университета и Лесотехнического института Северного
(Арктического) федерального университета.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Оценка
степени
загрязнения
почвенно-растительного
покрова
урболандшафтов г. Архангельска тяжёлыми металлами.
4
2. Оценка экологического состояния почв по агрохимическим показателям и
обеспеченности элементами питания.
3. Изменение подвижности соединений тяжёлых металлов в условиях
техногенного влияния на почвенный покров.
4. Влияние загрязнения почвенного покрова на уровень содержания
элементов питания и тяжёлых металлов в растительности.
Достоверность результатов исследований и обоснованность
выводов основываются на экспериментальных данных, полученных с
применением современных физико-химических методов анализа, с
использованием стандартных и аттестованных методик. Корректность
результатов подтверждается их сходимостью при повторных экспериментах,
обработанных методами математической статистики с высокими
коэффициентами точности и достоверности.
Личный вклад. Автором, с учетом рекомендаций руководителя,
сформулированы цели и задачи исследований, выбраны методические
подходы к их решению; в течение 2006-2011 гг.
получены и
интерпретированы экспериментальные результаты.
Апробация работы. Результаты исследований, представленные в
диссертационной работе, доложены и обсуждены на Международной
конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов»
(Москва, 2007-2010); Всероссийской конференции с международным
участием «Северные территории России: проблемы и перспективы развития»
(Архангельск, 2009); III Всероссийской научно-практической конференции
«Экологические проблемы природных и урбанизированных территорий»
(Астрахань, 2009); V международной конференции по криопедологии
«Разнообразие мерзлотных и сезоннопромерзающих почв и их роль в
экосистемах», (Улан-Удэ, 2009); Международном экологическом форуме
«Экология большого города» (Санкт-Петербург, 2009); IV Всероссийской
научной конференции с международным участием «Отражение био-, гео-,
антропосферных взаимодействий в почвах и почвенном покрове» (Томск,
2010); научной конференции, посвященной 150-летию со дня рождения Н.М.
Сибирцева «Генезис, география, классификация почв и оценка почвенных
ресурсов», (Архангельск, 2010); Международной научно-практической
конференции «Регионы в условиях неустойчивого развития», (Кострома,
2010); Всероссийской научной конференции «Закономерности изменения
почв при антропогенных воздействиях и регулирование состояния и
функционирования почвенного покрова» (Москва, 2010); III Международной
конференции «Геоэкологические проблемы современности» (Владимир,
2010); VII Международной научно-технической конференции «Наука,
образование, производство в решении экологических проблем» (Экология
2010), (Уфа, 2010).
Публикации. По результатам диссертационных исследований
опубликовано 24 работы, в том числе 5 – в изданиях, рекомендованных
ВАК.
5
Связь работы с научно-исследовательскими темами и
программами. Данная работа была поддержана грантами: гранты РФФИ и
Администрации Архангельской области № 05-04-97531, 08-04-98808,
РФФИ-Север 11-04-98800-а, Проектом 1-7 администрации Архангельской
области (2008 г), в которых автор был исполнителем.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5
глав, выводов, списка литературы (180 источников, из них 47 иностранных),
15 приложений. Работа включает 174 страницы машинописного текста, 45
рисунков, 35 таблиц.
Благодарности. Автор выражает глубокую признательность за
оказанные консультации д.с-х.н., проф., зав. кафедрой лесоводства и
почвоведения С(А)ФУ им. М.В. Ломоносова Е.Н. Наквасиной, а также
кафедре химии ПГУ им. М.В. Ломоносова и лично к.х.н., доценту
Корельской Т.А., к.х.н., доценту Левандовской Т.В. за консультации и
оказание всесторонней поддержки при подготовке диссертации.
Содержание работы
Глава 1. Проблема загрязнения почвенно-растительного покрова
промышленного города соединениями тяжёлых металлов
В данной главе представлен анализ публикаций, посвящённый
вопросам изучения кумуляции, миграции, трансформации и транслокации
ТМ в почвенно-растительном покрове урбанизированных территорий
(Природный комплекс…, 2000; Уфимцева, Терехина, 2005; Климентьев,
2006; Бычинский, Вашукевич, 2008; Burghardt, 1994; Blume, 1984; Kneib,
1990 и др.). Уделено внимание нормированию (Прохорова, 1998; Дьяченко и
др., 2008; Яшин, 2003) и содержанию ТМ в почвах г. Архангельска и
территорий, близких к данной климатической зоне (Зыкова, 2007; Губин,
2007). Показано, что для оценки экологической ситуации в городе
необходимы исследования агрохимических показателей почв, определение
содержания элементов питания в почвенно-растительном покрове и изучение
механизмов трансформации ТМ в почвах.
Глава 2. Характеристика объектов и методов исследования
В главе рассмотрена физико-географическая и климатическая
характеристики г. Архангельска. Даны особенности основных ландшафтов
города (промышленного, селитебного, лесного и лугового) и характеристики
основных источников их загрязнения.
Объектом исследования был выбран почвенно-растительный покров
основных урболандшафтов Архангельска: промышленного, селитебного,
лесного и лугового.
На территории города было заложено 26 пробных площадей (ПП) на 4
типах урболандшафтов (селитебный ландшафт 9 ПП, промышленный – 7
ПП, лесной – 5 ПП, луговой – 5 ПП). Их описание проводили согласно
общепринятым методикам с учетом рекомендаций по изучению городских
почв (Методические указания по оценке городских почв…, 1996; Строганова
и др., 1997; Наквасина и др., 2006). Отбор, хранение и транспортировка проб
6
почв, отобранных для анализа на тяжелые металлы и элементы питания,
осуществлялись в соответствии с ГОСТ 17.4.4.02-84.
Для анализа растительного покрова подбирались наиболее
распространённые древесные растения и разнотравье (смешанный образец),
произрастающие на исследуемых пробных площадях. У древесных растений
были взяты образцы листьев, ветвей (1 и 2 года вегетации), коры и корней, в
смешанном образце исследовались надземная и подземная части растений. В
лабораторных условиях определяли агрохимические показатели почв:
гранулометрический состав методом отмучивания (Ващенко, Ланге,
Меркулов, 1982), рН водной (ГОСТ 26423-85) и солевой (ГОСТ 26483-85)
вытяжек, обменную кислотность по методу Соколова (Теория и практика
химического анализа почв, 2006), ёмкость катионного обмена (ЕКО) по
методу Бобко-Аскинази (Теория и практика химического анализа почв,
2006), содержание органического углерода по методу Тюрина в
модификации Центрального института агрохимического обслуживания
сельского хозяйства (ГОСТ 26213-91).
В образцах почв проводили определение валовых и подвижных форм
тяжёлых металлов Pb, Zn, Cu, Ni, Mn, Co и V – основных приоритетных
загрязнителей почвенно-растительного покрова г. Архангельска, выявленных
в работах Е.Н. Наквасиной (2004, 2006), Л.Ф. Поповой (2000, 2004), Т.А.
Корельской (2005, 2007). Определение Pb, Zn, Cu проводили атомноабсорбционным методом на приборе «Спектр-5» согласно ФР
1.31.2007.04106; валовых форм Ni, Mn, Co и V рентгенофлоуресцентным
методом согласно МВИ 2420/69-2004; подвижных форм Mn (ГОСТ Р 5068294), Ni (Теория и практика химического анализа почв, 2006), Co (ГОСТ Р
50687-94) фотоколориметрическим методом. Содержание Hg определяли
методом беспламенной атомизации на приборе «Юлия» согласно МВИ 4-01.
Исследование трансформации ТМ в почве проводили по экспресс-методике
на примере Cu, Zn и Pb во всех урболандшафтах и по комбинированной
методике (Минкина, 2008) на примере Cu и Zn в техногенно-антропогенных
ландшафтах – промышленном и селитебном. В почвенных образцах
определяли подвижные формы элементов питания: фосфора (в пересчёте на
P2O5) методом Кирсанова в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26207-91), калия (в
пересчёте на K2O) (Определение химического состава растительных
материалов, 1997) и нитрат-ионов (NO3-) (ГОСТ 26951-86) методом прямой
потенциометрии. В растительном материале определяли общее содержание
ТМ: Cu, Zn и Pb согласно ГОСТ 30692-2000 атомно-абсорбционным
методом, Mn (ГОСТ 27997 – 88), Co, Ni (Перельман, 1975) фотометрическим
методом и элементов питания: фосфора – фотометрически согласно методу
Труога-Мейера
(Определение
химического
состава
растительных
материалов, 1997), нитратного азота (ГОСТ 13496.19 – 93) и калия
(Определение химического состава растительных материалов, 1997) методом
прямой потенциометрии.
Оценка степени химического загрязнения почвенно-растительного
покрова проводилась на основании санитарно-гигиенического нормирования
7
и с использованием системы коэффициентов: коэффициента концентрации
Кс, суммарного показателя загрязнения Zc, коэффициента защитных свойств
Кз, коэффициента биологического накопления КБН, коэффициента
биогеохимического поглощения Кбгхп.
Полученные данные статистически обрабатывали общепринятыми
методами (Дмитриев, 1995) в программе Excel. Для исследования структуры
взаимосвязей изучаемых параметров использовали корреляционный и
регрессионный анализы.
Глава 3. Оценка экологического состояния урболандшафтов по
агрохимической характеристике почв и накоплению элементов питания
в почвенно-растительном покрове г. Архангельска
3.1. Агрохимическая характеристика почв
В городских условиях, в отличие от природных аналогов, происходит
понижение кислотности до значений (6,5 – 7,9), близких к нейтральным, и
даже щелочным. Для почв характерны высокие значения емкости катионного
обмена (до 63 мг-экв/100 г почвы) и преобладание восстановительных
процессов при временном застое поверхностных вод (Еh < 450 мВ, индекс
аэробности rH2 < 27). Содержание органического углерода (0,2 –20,0%) и
физической глины (частиц менее 0,01 мм) неравномерно (0,2 – 74,2%) и
зависит от особенностей формирования почв. Однако, в целом, в городских
почвах наблюдаются благоприятные условия для развития растений и
микроорганизмов, связывания некоторых растворимых соединений ТМ
(Почва. Город. Экология, 1997).
3.2. Содержание элементов питания в почвенном покрове
Обеспеченность почв элементами питания зависит от типа ландшафта.
Лесной ландшафт испытывает недостаток калия и избыточное содержание
фосфора, а луговой ландшафт, наоборот, избыток калия и недостаток
фосфора. В почвах селитебного и промышленного ландшафтов отмечается
недостаток содержания азота, и для последнего характерен избыток калия.
Убывающий ряд накопления элементов питания в почве фоновой
территории выглядит следующим образом: Р > К > N. Аналогичный ряд
выстраивается для почв лесного и селитебного ландшафтов. В почвах
промышленного и лугового ландшафтов лидером по накоплению элементов
питания является калий, и ряд выглядит соответственно: К > Р > N, причем
это может быть обусловлено как техногенным влиянием, так и для лугового
ландшафта особенностями пойменных почв.
3.3. Накопление элементов питания в растительном покрове
В растениях фоновых районов, селитебного и лесного ландшафтов
больше всего содержится фосфора, а меньше всего азота. В промышленном
и луговом ландшафтах ведущую роль в накоплении играет калий, что может
быть связано как с техногенным влиянием, так и с особенностями почв.
Разный уровень потребления элементов питания приводит к их
перераспределению по растению: при оптимальном содержании фосфора в
растении он распределяется по отдельным вегетативным органам в целом
равномерно. При дефиците его в тканях разнотравья он депонируется
8
преимущественно в корнях, а в древесных растениях, наоборот, в надземной
части. При оптимальном содержании калия в древесных растениях
накопление происходит преимущественно в надземной части, у трав он
распределяется равномерно по вегетативным органам. В условиях
избыточного содержания калия в растениях увеличивается аккумулирующая
роль корня. В оптимальных условиях нитрат-ионы распределены по
растению равномерно. При избыточном содержании наблюдается их
накопление в надземной части разнотравья, тогда как при дефиците
накопление происходит преимущественно в корнях.
3.4. Элементы питания в системе «почва – растение»
В луговом ландшафте сохраняется последовательность накопления
элементов питания, аналогичная фоновому району (P > К > N), тогда как в
разнотравье
лесного и техногенно-антропогенных ландшафтов самым
поглощаемым элементом становится калий, и ряд накопления выглядит
следующим образом: K > P > N. Данная последовательность наблюдается для
древесных форм растений селитебного и лесного ландшафтов, что связано с
низким поглощением фосфора из-за дефицита его содержания в почвах в
доступных для растений формах.
Глава 4. Тяжёлые металлы в почвенно-растительном покрове
г. Архангельска
4.1. Содержание тяжёлых металлов в почвенном покрове
Для городских почв характерно полиметаллическое загрязнение,
однако на накопление химических элементов оказывает влияние специфика
антропогенно-техногенного воздействия.
В зависимости от ландшафта имеются различия в накоплении
подвижных и валовых форм ТМ. Наибольшее накопление валовых форм
характерно для селитебного ландшафта, что обусловлено возрастом
застройки и эксплуатации территории (более 100 лет) (табл.1).
Таблица 1. Средневзвешенное содержание валовых форм ТМ, мг/кг, в
почвах урболандшафтов г. Архангельска
Ландшафт
Элемент*
Pb
Ni
Mn
28,0±16,8 20,3±4,4 360,2±148,2
Cu
Zn
V
Промышлен 16,3±6,2 71,4±20,9
30,9± 9,8
ный (n=17)
Селитеб31,9±12,8 103,2±39,4
66,4±29,2 25,8±3,9 433,0±160,9
27,8±7,4
ный (n=20)
Луговой
9,6±1,2
54,6±9,4
5,4±0,9
42,6±5,2 1089,2±143,4 68,9±11,3
(n=17)
Лесной
22,2±14,4 54,1±20,4
8,9±4,3
22,0±6,4 568,9±253,5
23,5±12,8
(n=15)
ПДК**
53,0
87,0
32,0
85,0
1500,0
150,0
Фон ***
7,4
35,2
16,1
14,7
515,2
30,1
* Содержание Со (<10 мг/кг) (ПДК 50 мг/кг) и Hg (<0,1мг/кг) (ПДК 2,1 мг/кг) ниже
предела обнаружения метода
** МУ 2.1.7.730-99;
9
***в качестве фоновых значений использовались средние значения по содержанию ТМ в
почвах Архангельской области, полученные станцией агрохимической службы
«Архангельская»
Наибольшее накопление подвижных форм происходит, наоборот, в
более молодом промышленном ландшафте, где большая часть ТМ находится
в слабофиксированной форме из-за высокой опесчаненности почв (табл.2).
Таблица 2. Средневзвешенное содержание подвижных форм ТМ, мг/кг, в
почвах урболандшафтов г. Архангельска
Ландшафт
Промышленный
Селитебный
Cu
8,4±1,7
(n=29)
3,2±0,8
(n =50)
2,3±0,3
Zn
45,2±10,7
(n=29)
23,6±3,9
(n=14)
13,5±1,2
Элемент
Pb
Ni
1,9±0,5
0,8±0,2
(n=17)
(n=32)
1,4±0,2
1,1±0,1
(n= 39)
(n= 17)
1,0±0,2
1,6±0,5
Co
1,0±0,2
(n=32)
1,2±0,1
(n=48)
1,5±0,1
Mn
96,8 ±21,4
(n=32)
17,9±5,2
(n=27)
84,0±18,5
Луговой
(n=17)
Лесной
2,2±1,0
11,9±2,8
1,4±0,3
1,4±0,2
1,2±0,2
103,2±10,8
(n=15)
ПДК*
3,0
23,0
6,0
4,0
5,0
140,0
Фон**
1,40±0,03 4,60±0,06 0,41±0,01 0,24±0,01 0,40±0,01 20,03±2,41
* МУ 2.1.7.730-99;
**в качестве фоновых значений использовались средние значения по содержанию ТМ в
почвах Архангельской области, полученные станцией агрохимической службы
«Архангельская»
Почвы всех исследуемых ландшафтов г. Архангельска испытывают
допустимую степень загрязнения ТМ (по валовому содержанию), так как
суммарный показатель загрязнения Zc колеблется от 4,1 (лесной ландшафт)
до 10,9 (селитебный ландшафт). По подвижным формам почвы
промышленного ландшафта испытывают умеренно опасную техногенную
нагрузку (Zc = 27,3), а почвы селитебного (Zc = 9,2), лесного (Zc = 9,0) и
лугового (Zc = 4,1) – допустимую степень загрязнения.
Сравнивая значения Zc по валовым и подвижным формам можно
предположить, что в почвах промышленного ландшафта большая часть ТМ
находится в легко доступной для растений форме, в то время как для почв
селитебного ландшафта характерна противоположная тенденция – здесь
металлы накапливаются преимущественно в неподвижных, фиксированных
формах. Эти данные подтверждает коэффициент подвижности элементов Кп,
который позволяет оценить способность почв аккумулировать ТМ. Согласно
этому показателю наибольшей степенью подвижности обладают Zn и Cu,
особенно наглядно это проявляется в промышленном ландшафте, что и
обеспечивает высокое значение суммарного показателя загрязнения. Из-за
низкой степени подвижности, особенно Pb, в почвах селитебного ландшафта
суммарное загрязнение подвижными формами ТМ относительно невелико, в
то время как по валовым формам этот ландшафт является наиболее
загрязнённым. В почвах лесного и лугового ландшафтов, несмотря на
10
невысокое валовое содержание Pb, доля подвижных форм его весьма
существенна, это же характерно для Zn и Cu. Особенностью лесного
ландшафта является высокая подвижность Mn: несмотря на то, что
содержание валовых форм этого металла в почвах находится существенно
ниже нормативных значений, содержание его подвижных форм относительно
велико, что может стать причиной интенсивного накопления Mn в растениях.
По степени подвижности ТМ можно оценить коэффициент защитных
свойств Кз, характеризующий буферные свойства почвы. Благодаря высоким
защитным свойствам почв селитебного ландшафта по отношению к
исследуемым металлам, можно предположить, что, несмотря на высокий
суммарный показатель загрязнения по валовым формам, данные почвы
являются менее опасными, в отличие от почв промышленного ландшафта. По
всей видимости, это объясняется самими особенностями почв. Почвы
промышленного ландшафта сильно опесчанены, переслоены, состоят из
генетически не связанных горизонтов с резкими границами, что приводит к
снижению их буферных свойств. Несмотря на относительно низкие
показатели защитных свойств почв лесного и лугового ландшафтов по
отношении к Pb, превышения допустимых норм по содержанию подвижных
форм не отмечается, в то время как подвижность Zn и Cu может приводить к
накоплению этих металлов в растениях.
4.2. Накопление тяжёлых металлов в растительном покрове
Практически на всех исследуемых пробных площадях коэффициент
концентрации Кк металлов больше 1, что свидетельствует о накоплении ТМ
городским разнотравьем по сравнению с фоновыми территориями.
Распределение металлов в порядке накопления их в растениях лугового
ландшафта (Co < Pb ≈ Zn < Cu < Ni < Mn) отражает специфику
антропогенного воздействия и в некоторой степени повторяет ряд
накопления валовых форм элементов в почвах: основными поллютантами
здесь являются Ni и Mn. Для лесного ландшафта такая зависимость не
характерна – несмотря на то, что Cu в лесных почвах является приоритетным
загрязнителем, в разнотравье её накопления не наблюдается и ряд выглядит
следующим образом: Co < Cu < Ni ≈ Mn < Pb ≈ Zn. Для техногенноантропогенных ландшафтов основными поллютантами являются Cu, Zn и
Pb, которые накапливаются не только в почве, но и в растениях. Ряд
накопления металлов в разнотравье селитебного ландшафта имеет сходную
последовательность с накоплением металлов в почве: Co < Mn < Ni ≈ Zn < Cu
< Pb, а промышленного: Mn ≈ Co < Zn < Pb < Ni ≈ Cu.
Антропогенное влияние приводит к изменению диапазона поглощения
тяжёлых металлов растениями и изменяет защитные функции их отдельных
органов. Существенно увеличивается депонирующая роль корня в
накоплении Pb и Cu, что является защитным барьером для
фотосинтезирующих органов.
Немаловажную роль в загрязнении растений играет и пылевое
воздействие: содержание Zn, Cu и Pb в осевших и сорбированных пылевых
частицах увеличивает содержание металлов в траве более чем на 30%.
11
4.3. Тяжёлые металлы в системе «почва-растение»
Интенсивность накопления ТМ растительным покровом оценивалась с
помощью коэффициента биологического поглощения КБП. Самым
поглощаемым из почвы элементом для растений является Zn. Он относится к
элементам сильного накопления. Ряд потенциальной доступности элементов
для растений в целом выглядит как Zn > Cu > Mn > Ni > Pb. Однако в
техногенно-антропогенных ландшафтах ряд поглощения элементов из почвы
изменён в сторону увеличения поглощения Pb, Co и Ni.
Глава 5 Особенности кумуляции, миграции, трансформации и
транслокации ТМ в урболандшафтах г. Архангельска
5.1. Накопление, миграция и транслокация тяжелых металлов
Нами установлено, что распределение металлов по почвенному
профилю природных ландшафтов относительно равномерное. Для
техногенно-антропогенных ландшафтов максимум накопления отмечается в
верхнем горизонте, что связано в первую очередь с аэротехногенным
поступлением их из атмосферы, прочным связыванием с гумусовыми
веществами почв и биологическим накоплением. Причем аккумуляция
валовых форм Cu, Zn и Pb и подвижных форм Cu и Zn в городских почвах
имеет схожий характер (рис.1).
25
50
75
100
125
0
1
1
2
2
3
C(Cu)
C(Zn)
C(Pb)
0
0
25 50 75 100 125 150 175 200
10
20
30
40
50
60
70
80
1
2
3
3
-·-·-фоновый, –■– промышленный, –♦– селитебный, –►–луговой, –×–
лесной
Рис.1. Распределение валовых форм Pb, Zn, Cu в почвенном профиле
урболандшафтов
На характер накопления ТМ оказывают влияние величина рН
почвенного раствора, содержание органического углерода и физической
глины, емкость катионного обмена и содержание элементов питания (азота в
природно-антропогенных ландшафтах, калия в лесном и фосфора в
селитебном ландшафтах). Зависимость влияния накопления ТМ в почвах на
содержание в них элементов питания определена только для селитебного
ландшафта, отличающегося большим количеством металлов, находящихся в
сорбированном состоянии, что связано с длительным временем воздействия
12
загрязнения. В природно-антропогенных ландшафтах высока связь между
содержанием валовых и подвижных форм всех ТМ, а Cu и Zn, кроме того,
влияют на взаимное накопление (рис.2).
14
10
C Cu , мг/кг
С Cu, мг/кг
12
8
6
4
y = -0,001x 2 + 0,2196x + 1,0155
R2 = 0,77
2
0
0
20
40
60
80
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
y = -0,0004x 2 + 0,3968x - 2,4915
R2 = 0,83
0
100
50
100
150
200
250
300
350
С Zn, мг/кг
Б
С Zn, мг/кг
А
Рис.2. Корреляционные зависимости между накоплением валовых форм Zn и
Cu в луговом (А) и селитебном (Б) ландшафтах
ТМ оказывают влияние на содержание некоторых микроэлементов:
так, в условиях избыточного содержания Pb в техногенно-антропогенных
ландшафтах наблюдаются снижение накопления Mn. Для природноантропогенных ландшафтов в условиях нормального содержания Pb
выявлена положительная корреляция с содержанием Co, Ni и Cu в лесном, а
Mn в луговом ландшафтах.
При анализе данных в системе «почва-растение» было установлено
влияние содержания элементов питания в почве на накопление ТМ в
растениях. Снижение накопления ТМ металлов для случаев, где выявлены
корреляционные зависимости, начинается при содержании азота в почве в
концентрации 40-80 мг/кг в зависимости от типа ландшафта, фосфора – 75120 мг/кг, калия – 110-150 мг/кг (рис. 3).
8
120
100
50
80
60
40
5
4
3
2
2
2
y = -0,0027x + 0,7923x + 47,085
R2 = 0,92
20
С Zn, мг/кг
6
С Cu, мг/кг
С Zn, мг/кг
60
7
y = -0,0024x + 0,312x - 3,4999
R2 = 0,89
1
0
50
100
150
С калия, мг/кг
200
250
30
y = -0,0075x2 + 0,9785x + 17,791
R2 = 0,97
20
10
0
0
40
0
0
20
40
60
С нитрат-ионов, мг/кг
80
100
0
20
40
60
80
100
120
С фосфат-ионов, мг/кг
А
Б
В
Рис.3. Корреляционная зависимость содержания металлов в разнотравье от
уровня обеспеченности почв элементами питания в селитебном (А), лесном
(Б), луговом (В) ландшафтах
Исследование подвижных форм металлов в урболандшафтах выявило
изменение степени подвижности основных поллютантов: на фоновом участке
металлы располагаются в ряд Pb ≈ Zn > Сu, для почв селитебного, лесного и
13
лугового
ландшафтов,
данная
закономерность
соблюдается,
в
промышленном ландшафте наиболее подвижна медь: Сu > Pb > Zn, что
может быть объяснено высокой опесчаненностью почв, и как следствие –
низким содержанием глинистых частиц, способных к сорбции.
5.2. Трансформация подвижных форм металлов в почвах
В городских почвах в отличие от естественных изменяется не только
соотношение трансформационных форм, но и характер связи металлов с
почвенными компонентами.
Так, в почвах фоновой территории, которые представлены дерновыми
легкосуглинистыми почвами, наибольшее количество Cu (> 48%)
присутствует в малоподвижной специфически сорбированной форме (это
соединения
ТМ,
удерживаемые
в
основном
ковалентными
и
координационными связями), что объясняется низким уровнем содержания
валовых форм (рис. 4).
селитебный ландшафт
фон
0%
50%
20%
40%
60%
80%
100%
0%
1
1
Спец.сорбирован
ные
3
горизонт
Комплексные
2
2
лесной ландшафт
(дерново-глееватая почва)
20%
40%
60%
80%
60%
80%
100%
2
луговой ландшафт
лесной ландшафт
(торфяная почва)
100%
40%
3
3
0%
20%
1
Обменные
горизонт
горизонт
0%
100%
промышленный ландшафт
0%
20%
40%
60%
0%
80%
20%
40%
60%
80%
100%
100%
1
1
3
2
доля
2
3
3
4
Рис. 4. Массовая
г. Архангельска, %
горизонт
горизонт
горизонт
1
2
трансформационных
форм
Cu
в
почвах
В почвах лугового, промышленного и лесного ландшафтов валовое
содержание и доля обменных форм металлов (соединений, удерживаемых
почвой за счёт электростатического взаимодействия) Сu увеличиваются. Для
селитебного ландшафта, который представлен в основном урбаноземами, где
содержание Cu в почвах максимально (31,9±12,8 мг/кг) доля обменных форм
крайне низка (по всему профилю не превышает 3%). В почвах этого
ландшафта Cu в большей степени находится в специфически сорбированном
состоянии, что обусловлено прочным связыванием её с почвеннопоглощающим комплексом (ППК).
14
Особенно высока подвижность Cu в торфяных почвах лесного
ландшафта. В связи с низким содержанием глины отсутствует поглощение
этого элемента ППК, а слабая разложенность торфа не позволяет
сорбировать металл органическим веществом.
Аналогичное распределение трансформационных форм характерно и
для Pb (рис. 5). По данным Ю.А. Мажайского (2005) Cu и Pb близки по
химическим свойствам и тяготеют к образованию специфических связей с
компонентами ППК.
Миграция этих элементов в почвенном профиле фонового участка
показывает относительно равномерное распределение трансформационных
форм. В аллювиальных луговых почвах лугового ландшафта содержание
обменных форм с глубиной уменьшается и происходит фиксация металлов
как за счёт образования комплексных соединений с органическим веществом,
так и за счёт сорбции их на оксидах и гидроксидах Fe, Al, Mn. Такая же
тенденция характерна и для торфяных почв лесного ландшафта, что
объясняется увеличением доли глинистых компонентов вниз по профилю и,
соответственно, их сорбционной способности. В дерново-глееватых почвах
лесного ландшафта происходит снижение обменных форм металлов вплоть
до материнской горной породы и увеличение специфически сорбированных
форм, что, по всей видимости, объясняется увеличением доли соединений Fe,
Al и Mn, которые вымываются в нижние горизонты в условиях промывного
водного режима почв. В промышленном ландшафте для данных металлов
характерно увеличение доли специфически сорбированных форм вниз по
профилю, но не за счёт фиксации обменных, а за счёт уменьшения доли
комплексных соединений.
селитебный ландшафт
фон
0%
50%
100%
0%
1
20%
40%
60%
80%
промышле нный ланшафт
0%
100%
20%
40%
60%
80%
100%
1
1
Комплексные
2
Спец.сорбиров ан
ные
горизонт
горизонт
горизонт
Обменные
2
3
3
3
луговой ландшафт
лесной ландшафт
(дерново-глеватая почва)
0%
0%
20%
40%
60%
80%
40%
60%
80%
100%
1
горизонт
горизонт
20%
100%
1
2
3
2
3
4
Рис. 5. Массовая
г. Архангельска, %
2
доля
трансформационных
15
форм
Pb
в
почвах
Распределение Zn по почвенному профилю лугового и лесного
ландшафтов относительно равномерное и наибольшее его количество в
данных ландшафтах представлено специфически сорбированными формами
(рис. 6). Вниз по профилю фонового участка происходит фиксация Zn за счёт
образования органо-минеральных комплексов, а в селитебном ландшафте –
за счёт специфической сорбции почв.
Рассматриваемые элементы по степени подвижности в отношении
актуальных запасов на фоновом участке располагаются в ряд Pb ≈ Zn > Сu.
Несмотря на то, что ряд селективности связывания ТМ поглощающим
комплексом почвы имеет вид: Pb > Сu > Zn, из-за низкого содержания
обменных форм меди ведущую роль в подвижности занимает свинец, что
согласуется с литературными данными, опубликованными Ю.А Мажайским
(2005). Для почв селитебного ландшафта, где отмечается достаточное
содержание валовых форм меди, данный ряд соблюдается: Pb > Сu > Zn. В
лесном и луговом ландшафтах ряд подвижности составляет Pb > Zn > Сu.
Свинец также является наиболее подвижным, что, по мнению Ю.А.
Алексеева (1987), связано с особенностям строения его иона: из-за большого
радиуса (RРb = 0,126 нм, тогда как RCu = 0,080 нм, RZn = 0,060 нм) связывание
его ионов с почвенно-поглощающим комплексом наименее эффективно. В
почвах промышленного ландшафта наиболее подвижна медь: Сu > Pb > Zn,
что может быть объяснено высокой их опесчаненностью, и как следствие –
низким содержанием глинистых частиц,
способных к сорбции.
фон
0%
50%
селитебный ландшафт
100%
0%
40%
60%
80%
100%
0%
1
Комплексные
Спец.сорбированные
2
лесной ландшафт
(торфяная почва)
лесной ландшафт
(дерново-глееватая почва)
40%
60%
80%
0%
100%
3
горизонт
горизонт
2
20%
40%
60%
80%
100%
20%
40%
60%
80%
100%
100%
1
1
1
80%
луговой ландшафт
горизонт
20%
60%
2
0%
0%
40%
3
3
3
20%
1
горизонт
Обменные
2
горизонт
1
горизонт
20%
промышленный ландшафт
2
3
2
3
4
Рис. 6. Массовая доля трансформационных форм Zn в почвах г.
Архангельска, %
Для техногенно-антропогенных ландшафтов нами рассмотрена
комбинированная схема фракционирования Zn и Cu (Минкина и др., 2008),
16
которая базируется на анализе данных последовательного и параллельного
их экстрагирования. Фракционный состав подвижных форм металлов
оценивали путем определения доли каждой формы, полученной с
использованием селективных вытяжек от общего количества подвижных
форм (рис. 7).
Закрепление Zn в естественной почве происходит за счет образования
легко обменных форм, связанных с органическим веществом
(преимущественно с фульвокислотами), трудно обменных форм с
соединениями Fe. Большая часть Zn находится в обменной форме, которая
представлена
подвижными
трудно
обменными
соединениями
с
фульвокислотами. Для обменных форм Zn свойственно закрепление на
щелочном барьере. С соединениями Ca и Al цинк образует подвижные
соединения в виде легко обменных форм, возможно, происходит непрочное
закрепление на поверхности алюмосиликатов. В почвах селитебного
ландшафта доля обменных форм уменьшается, а в почвах промышленного,
наоборот, увеличивается. Содержание форм Zn, связанных с несиликатными
соединениями Fe, Mn и Al, в почвах обоих ландшафтов уменьшается, но
увеличивается доля специфически сорбированных форм и форм Zn,
связанных с органическим веществом почвы. На формы и характер
закрепления Zn в почве оказывает влияние степень антропогенной нагрузки,
гранулометрические особенности почв и их агрохимические показатели.
0%
1
горизонт
фон
20%
40%
34,1
60%
80%
27,9
4,1
21,8
100%
19,0
3,1
42,2
2
17,8
24,2
3
9,6
21,0
26,7
16,0
8,2
21,4
обменные
специфически сорбированные
формы, cвязанные с несиликатными соединениями Fe, Mn,Al
формы, связанные с органическим вещ еством
остаточные формы
промышленный ландшафт
селитебный ландшафт
горизонт
1
20%
25,9
40%
60%
5,3 9,2
80%
0%
100%
1
53,2
горизонт
0%
1,9
2
3
20,5
15,1
7,1
11,4
12,3
19,1
47,5
29,1
9,1
2
40%
37,7
4,5
60%
80%
23,9
58,3
18,7
10,1
19,9
100%
15,2
9,9
1,8
3
25,3
20%
51,1
9,7
15,2
23,1
0,9
Рис.7. Массовая доля
трансформационных форм
урболандшафтов г. Архангельска, %
17
цинка в
почвах
Накопление Cu в естественной почве происходит в виде легко
обменных форм меди с соединениями Mn и Ca, трудно обменных с
соединениями Fe (рис. 8).
фон
горизонт
0%
20%
1 1,7
0
2
40%
29,1
80%
41,2
100%
28,2
60,1
0
3
60%
23,7
72,2
16,3
14,5
13,3
обменные
специфически сорбированные
формы, cвязанные с несиликатными соединениями Fe, Mn,Al
формы, связанные с органическим вещ еством
остаточные формы
промышленный ландшафт
селитебный ландшафт
20%
40%
60%
47,3
1
80%
1
20%
41,3
40%
12,4
60%
80%
19,1
44,7
44,0
2,6
7,4
2,4 1,6
28,3
36,2
100%
24,7
2,9
2
3
0%
45,1
2,3 2,4
горизонт
100%
горизонт
0%
33,4
2
25,3
34,3
5,7
1,5
3
0,6 1,4
33,2
44,6
33,1
15,2 6,2
1,1
Рис.8. Массовая доля трансформационных форм меди в почвах фоновых
территорий, селитебного и промышленного ландшафтов г. Архангельска, %
Соединения Mn и Ca, а также органическое вещество почвы участвуют
в образовании подвижных форм Cu, мигрирующих в сопредельные среды. В
почвах селитебного ландшафта Cu в большей степени связана с
органическим веществом почвы, а в почвах промышленного ландшафта она
представлена обменными формами. В целом, в городских почвах появляются
специфически сорбированные формы Cu. Накопление металла происходит за
счет легко обменных форм меди с фульвокислотами, соединениями Са, Fe и
Al. Также для данных почв, в отличие от естественных, характерно снижение
остаточных форм Cu.
Выводы:
1. Для урболандашфтов г.Архангельска характерно полиметаллическое
загрязнение почвенного покрова, обусловленное спецификой техногенного
воздействия. Основные закономерности сводятся к следующему. В почвах
природно-антропогенных ландшафтов преимущественно накапливаются Ni,
Mn и Cu, в почвах промышленного и селитебного ландшафтов – Zn (до 3,5
ПДК), Cu (до 1,8 ПДК) и Pb (до 6,0 ПДК). Загрязнение изменяет
агрохимические показатели почвы города: понижается кислотность до
18
значений, близких к нейтральным и даже щелочным, в 1,2 – 1,4 раза
возрастает емкость катионного обмена. Аккумуляция металлов в растениях в
некоторой степени повторяет ряд накопления элементов в почвах. При этом
значительное количество ТМ (Zn, Cu, Pb) накапливается на поверхности
растений в виде пыли. В условиях полиметаллического загрязнения почв
изменяется диапазон поглощения тяжёлых металлов растениями и защитные
функции их отдельных органов, увеличивая депонирующую роль корня,
особенно в накоплении Pb и Cu.
2. Количество и соотношение элементов питания зависит от типа
урболандшафта,
преобладающей
растительности,
антропогенного
воздействия: лесной ландшафт испытывает недостаток калия (К2О) и
избыточное содержание фосфора (P2O5), а луговой ландшафт, наоборот,
избыток калия (К2О) и недостаток фосфора (P2O5). В почвах селитебного и
промышленного ландшафтов отмечается недостаток содержания азота
(NO3-), и для последнего характерен избыток калия (K2O). Содержание
элементов питания в почве существенно влияет на накопление ТМ в
растениях. При содержании в почве азота (NO3-) в концентрации 40-80 мг/кг,
фосфора (P2O5) – 75-120 мг/кг, калия (K2O) – 110-150 мг/кг начинается
снижение накопления ТМ в растениях.
3. Выявлено, что на накопление тяжелых металлов оказывает влияние
специфика антропогенно-техногенного воздействия в ландшафтах, величина
рН почвенного раствора, содержание органического вещества и
тонкодисперсных частиц, ёмкость катионного обмена и содержание
элементов питания. Распределение ТМ по почвенному профилю природных
ландшафтов относительно равномерное. Для техногенно-антропогенных
ландшафтов максимум накопления отмечается в верхнем горизонте, что
связано в первую очередь с аэротехногенным поступлением их из
атмосферы, прочным связыванием с гумусовыми веществами почв и
биологическим накоплением. По степени подвижности в почвах техногенноантропогенных ландшафтов подвижные формы (актуальные запасы)
металлов располагаются в ряд: Pb > Сu > Zn, а природно-антропогенных
ландшафтов – Pb > Zn > Сu. В городских почвах, в отличие от естественных,
изменяется не только соотношение трансформационных форм, но и характер
связи ТМ с почвенными компонентами.
4. На примере Zn и Сu выявлены особенности в закреплении
химических элементов в почвах урболандшафтов. На опесчаненных почвах
промышленного ландшафта увеличена доля легкообменных форм Zn и Сu,
которые в условиях промывного типа водного режима могут поступать в
подземные воды и поглощаться растениями, загрязняя их. Закрепление Zn
происходит за счет связывания с органическим веществом и с
несиликатными соединениями Fe, Mn, Al, а Сu ещё и за счёт специфической
сорбции. В почвах с длительным урбоиспользованием доля легкообменных
форм Zn также велика, а Сu незначительна. Закрепление Zn происходит в
основном за счёт связывания с органическим веществом, а Сu в равной
степени, как с органическим веществом, так и с несиликатными
19
соединениями Fe, Mn, Al. В почвах урболандшафтов по сравнению с
фоновыми почвами доля остаточных (прочно закреплённых) форм
значительно ниже.
5. Установленные механизмы закрепления ТМ в почве могут быть
использованы для разработки способов рекультивации загрязнённых почв и
формировании почвогрунтов. Необходим пересмотр технологий создания и
реконструкции газонов, парков, аллей в городе и совершенствование
деятельности озеленительных и коммунальных служб. В частности,
целесообразным является рекомендуется внесение глины (до 20–30%) в
торфо-песчаную смесь, которая в настоящее время используется в качестве
основы для создания почвенного покрова в промышленном и селитебном
ландшафтах. При этом формирование почвогрунтов необходимо проводить
не переслаиванием, а перемешиванием основных компонентов.
Список основных работ, опубликованных по теме диссертации,
где вклад автора составляет 50% и более:
Статьи в журналах из перечня ВАК:
1. Попова Л.Ф. Использование биогеохимических критериев в комплексной
оценке экологической ситуации промышленного города на примере
Архангельска / Л.Ф. Попова, М.В. Пилюгина, Т.Г. Денисова, О.А.
Сидорова // Экология и промышленность России. – 2009. – № 8. – С. 44–
47.
2. Попова Л.Ф. Особенности кумуляции и миграции химических элементов 1
класса опасности в почвах урболандшафтов г. Архангельска / Л.Ф.
Попова, М.В. Пилюгина // Фундаментальные исследования. – М.:
Российская академия естествознания, 2009. – № 4. – С.86–89.
3. Попова Л.Ф. Трансформация подвижных форм цинка в почвах г.
Архангельска / Л.Ф. Попова, О.Н. Репницына, М.В. Никитина //
Вестник ПГУ. Серия «Естественные и точные науки». – Архангельск:
Изд-во Поморского государственного университета, 2010. – № 4. – С.65–
71.
4. Попова Л.Ф. Экологическое состояние почвенно-растительного покрова
природных ландшафтов г. Архангельска / Л.Ф. Попова, М.В. Никитина,
Е.Н. Наквасина // Вестник ПГУ. Серия «Естественные науки». –
Архангельск: Изд-во ПГУ, 2011. – № 1. – С.71–77.
5. Никитина М.В. Трансформация подвижных форм металлов в почвах
городских ландшафтов / М.В. Никитина. Л.Ф. Попова // Вестник
Московского государственного областного университета. Серия
«Естественные науки». – 2011. – № 3. – С. 122-126.
Материалы конференций:
1. Пилюгина М.В. Тяжелые металлы в почвах промышленного ландшафта
города Архангельска / М.В. Пилюгина, Л.Ф. Попова // Экологические
проблемы Севера. Молодежная науч. конф. – Архангельск: Изд-во АГТУ,
2008. – С.137–140.
2. Пилюгина М.В. Элементы питания в почвах промышленного ландшафта
города Архангельска / М.В. Пилюгина, Л.Ф. Попова, Е.Н. Наквасина //
20
Северные территории России: проблемы и перспективы развития.
Материалы Всерос. конф. с междунар. участием. – Архангельск: ИЭПС,
2008. – С.1065–1068.
3. Пилюгина М.В. Свинец в почвах промышленного и селитебного
ландшафта города Архангельска / М.В. Пилюгина, Л.Ф. Попова, О.А.
Сидорова, Т.И. Пономарева // Северные территории России: проблемы и
перспективы развития. Материалы Всерос. конф. с междунар. участием –
Архангельск: ИЭПС, 2008. – С.1093–1096.
4. Попова Л.Ф. Тяжелые металлы в почвах промышленного и селитебного
ландшафтов города Архангельска / Л.Ф. Попова, М.В. Пилюгина, Т.А.
Корельская // Научные исследования высшей школы по приоритетным
направлениям науки и техники. Современные наукоемкие технологии.
Материалы науч. конф. – М.: Академия Естествознания. 2008. – № 5. – С.
102–104.
5. Пилюгина М.В. Сравнительное содержание элементов питания в
разнотравье различных ландшафтов г. Архангельска / М.В. Пилюгина,
Л.Ф. Попова, Т.А. Корельская // Проблемы региональной экологии в
условиях устойчивого развития. Материалы Всерос. науч.-практ. конф.
Т.2. – Киров: Изд-во ВГГУ, 2008. – С.126–128.
6. Пилюгина М.В. Содержание тяжёлых металлов в почвах
урболандшафтов г. Архангельска / М.В. Пилюгина // Ломоносов – 2009:
XIV Международная конференция студентов, аспирантов и молодых
учёных; секция «Почвоведение». – М.: МАКС Пресс, 2008. – С. 54.
7. Попова Л.Ф. Особенности накопления макро- и микроэлементов в
антропогенноизмененных сезоннопромерзающих почвах г. Архангельска /
Л.Ф. Попова, М.В. Пилюгина // Разнообразие мерзлотных и
сезоннопромерзающих почв и их роль в экосистемах. Материалы V
междунар. конф. по криопедологии. – Москва –Улан-Удэ, 2009. – С.163.
8. L. Popova. Specifics of Macro- and Microelements Accumulation in
Seasonally-Frozen Urban Soils of Arkhangelsk / L. Popova, M. Pilyugina //
Materials of the V International Conference on Cryopedology. – Moscow –
Ulan-Ude, 2009. – P. 164.
9. Пилюгина М.В. Содержание микроэлементов в почвах урболандшафтов
г. Архангельска / М.В. Пилюгина, Л.Ф. Попова // Сб. статей Ш Всерос.
науч.-практ. конф. (с междунар. участием) «Экологические проблемы
природных и урбанизированных территорий». – Астрахань, 2009. – С.
175–177.
10.Пилюгина М.В. Содержание микроэлементов в почвах урболандшафтов
г. Архангельска / М.В. Пилюгина, Л.Ф. Попова // Сб. материалов VI
Междунар. Internet-конференции «Экологические проблемы природных и
урбанизированных территорий». – Тамбов, 2009. – С. 302–307.
11.Попова Л.Ф. Сравнительное содержание тяжелых металлов (меди, цинка и
свинца) в растениях урболандшафтов г. Архангельска / Л.Ф. Попова,
М.В. Никитина // Международный журнал прикладных и
21
фундаментальных исследований. Материалы науч. междунар. конф.
«Экологический мониторинг». – М.: РАЕ, 2009. – № 5. – С. 114–117.
12.Никитина М.В. Оценка экологического состояния почв урболандшафтов
г. Архангельска / М.В. Никитина // Материалы XVII Междунар. конф.
студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» по
фундаментальным наукам; секция «Почвоведение».– М: МАКС Пресс,
2010. – С. 78.
13.Никитина М.В. Тяжёлые металлы в почвах урбанизированных
ландшафтов г. Архангельска: особенности кумуляции и миграции / М.В.
Никитина, Л.Ф. Попова // Отражение био-, гео-, антропосферных
взаимодействий в почвах и почвенном покрове: Сб. материалов IV Всерос.
науч. конф. с междунар. участием. Т. 2. – Томск: ТМЛ-Пресс, 2010. – С.
153–156.
14.Попова Л.Ф. Исследование содержания тяжёлых металлов (меди, цинка и
свинца) в почвах и растениях лесного ландшафта г. Архангельска / Л.Ф.
Попова, М.В. Никитина // Генезис, география, классификация почв и
оценка почвенных ресурсов: материалы науч. конф., посвящ. 150-летию со
дня рождения Н.М. Сибирцева. – Архангельск: КИРА, 2010. – С. 284–287.
15.Наквасина Е.Н. Экологическое состояние почв луговых агроландшафтов
Архангельска / Е.Н. Наквасина, С.В. Любова, М.В. Никитина // Генезис,
география, классификация почв и оценка почвенных ресурсов: материалы
науч. конф., посвящ. 150-летию со дня рождения Н.М. Сибирцева. –
Архангельск: КИРА, 2010. – С. 281–284.
16.Никитина М.В. Сравнительное содержание элементов питания в
растениях урболандшафтов г. Архангельска /
М.В. Никитина, Л.Ф.
Попова // Материалы междунар. науч.-практ. конф. «Регионы в условиях
неустойчивого развития». Т.2. – Шарья: GUT, 2010. С.214–218
17.Никитина М.В. Содержание элементов питания в почвенно-растительном
покрове урбанизированных ландшафтов г. Архангельска / М.В. Никитина,
Л.Ф. Попова // Геоэкологические проблемы современности: доклады 3-й
междунар. конф. Владимир, 23-25 сентября 2010. Под. ред. И.А.
Карловича. – Владимир: ВГГУ, 2010. – С. 221–224.
18.Попова Л.Ф. Почвенно-растительный покров города Архангельска как
объект научных исследований / Л.Ф. Попова, Е.Н. Наквасина, Т.А.
Корельская, М.В. Никитина, А.А. Михайлова, Ю.М. Никонова //.
Современные наукоемкие технологии. Материалы VI общерос. науч.
конф. «Перспективы развития вузовской науки». – М.: РАЕ, 2010. –
№ 10. – С. 220–223.
Учебно-методическое пособие:
1. Пилюгина М. В. Экологический биогеохимический мониторинг:
критерии, нормативы, коэффициенты / М.В. Пилюгина, Л.Ф. Попова, Т.А.
Корельская. – Архангельск: Изд-во ПГУ, 2007. – 48 с.
22