Экологическая оценка кислотности, загрязнения и водной миграции в условиях лесопарков Москвы и Петрозаводска - Автореферат

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Экологическая оценка кислотности, загрязнения и водной миграции в условиях лесопарков Москвы и ПетрозаводскаРабота выполнена на кафедре экологии ФГБОУ ВПО «Российского государственного аграрного университета - МСХА имени К.А. Научный руководитель: Яшин Иван Михайлович доктор биологических наук, профессор кафедры экологии ФГБОУ ВПО «Российского государственного аграрного университета - МСХА имени К.А. Официальные оппоненты: Белобров Виктор Петрович - доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры физической географии и геоэкологии ГБОУ ВПО МГПУ. Защита состоится «30» октября 2013 г. в «16» час. «30» мин. на заседании диссертационного совета Д. 220.043.03 при «Российском государственном аграрном университете - МСХА имени К.А. С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ФГБОУ ВПО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева.Попадающие в экосистемы продукты антропогенеза (частицы пыли и сажи, содержащие ионы тяжелых металлов и иные вещества) также претерпевают трансформацию с участием органических кислот и миграцию (биогенную и водную). Изучить динамику масштаба водной миграции ВОВ, их состав и кислотные свойства с помощью метода сорбционных лизиметров; обосновать на этой основе кислотный механизм трансформации почвенных минералов и мобилизацию в раствор химических элементов (в т.ч. Выявить и обосновать движущие силы трансформации гидрогелей Fe(OH)3 в иллювиально-железистых горизонтах подзола и дерново-подзола на двучленах и исследовать формы миграции соединений Fe, некоторых тяжелых металлов в изучаемых почвах. При водной миграции ВОВ через сорбционный (минеральный) барьер - горизонт Bf подзола - установлено достоверное увеличение масс фульвокислот в составе ВОВ, что связано с сорбционным комплексообразованием и формированием здесь молекул фульвокислот (ФК) in situ. Усовершенствована методология оценки загрязнения ионами тяжелых металлов таежной экосистемы (в настоящее время загрязнение оценивается только для одной подсистемы фации - почвы).Рассматриваются особенности метода хроматографии при оценке компонентного состава нативных ВОВ экосистем тайги и выявлении их кислотных и комплексообразующих свойств (И.С. В дальнейшем модифицированная И.М. Forsyth использовалась нами комплексно: сначала активированный уголь в сорбционных лизиметрах (СЛ) сорбировал компоненты ВОВ и ФК из почвенных растворов, а затем в лаборатории из него были выделены фракции ФК в составе ВОВ. Yatmirsky, 2000), изучавших ВОВ с помощью методов масс-спектрометрии, ЯМР, pyrolysis-field ionization mass spectrometry. Обобщены сведения о формах почвенной кислотности (актуальной, обменной и гидролитической), роли ионов алюминия в обменной кислотности и методы их диагностики.Она включает почвенно-экологическую катену в квартале 7: плакор - склон холма южной экспозиции - подошва склона холма. Почвы катены - дерново-подзолы контактно-глееватые супесчаные на двучленных отложениях в сосняках-лиственничных с подростом клена; наземный травянистый покров представлен редкими лесными травами (И.М. Четко видна фрагментарная вуализация подзолистого и иллювиально-железистого горизонтов компонентами ВОВ и их вынос в глубь почвы по миграционным тяжам. кислотность загрязнение водный миграция Здесь также была заложена почвенно-экологическая катена: плакор с ельником-мертвопокровным (с ненарушенными подзолами на двучленах) - вырубка в средней части склона увала в микро западине - и в нижней 1/3 склона увала (опушка). Стационарная площадка в лесопарке Петрозаводска: А - средняя часть склона увала (микро западина): трансформированный профиль подзола контактно-глееватого песчаного на двучленных отложениях (вырубка) в июле 2010 г; В - тот же профиль подзола в 2002 году (через два года после несанкционированной рубки - начало мониторинга), : подзолистый горизонт ярко белесый - еще не завуалирован коллоидами и ВОВ); С - ненарушенный профиль подзола на двучленах (плакор, вырубка - июль 2010).При оценке обменной кислотности изучаемых почв с хлоридом калия в лабораторном опыте отмечены следующие особенности (1): (Почва)Al3 3 KCL (реактив) - (Почва)3К ALCL3 (1) Рассмотрим такую реакцию (3): (Почва) 8Al3 6H 6C2O42-- (Почва)6H Al-R Al3 2Al2(C2O4)3 (3) В реакции (3) с раствором щавелевой кислоты кроме комплексных (Al-R) и гетерополярных (Al2(C2O4)3) солей алюминия в водном растворе сразу же образуются труднорастворимые гидрозоли гидроксида алюминия (ПР = 2,5·10-34), кинетически и термодинамически не устойчивые и выпадающие в осадок. При их взаимодействии с избытком ионов водорода (их источником являются молекулы ВОВ) постепенно вновь образуются ионы Al3 (4): 3Al(OH)3 9H - 3Al3 9H2O (4), которые в водном растворе опять гидратируются молекулами воды (5): Al3 Н2О - Al(OH)2 H (5) А1/Eh (2-12 см) дерново-подзолов, развитых на двучленных отложениях ЛОД, отбор образцов - июль, 2011 г.