Материал: 1010-pochvovedenie-2013-7

беспорядочные грунтовые дороги и техногенные нагрузки, вызывающие разрушение почвенного покрова. Масштабы участия названных индика торов в почвенном покрове позволяют оператив но определять слабую, среднюю, сильную дегра дацию почвенного покрова, очаговое, нарастаю щее и площадное опустынивание и изменение их интенсивности во времени.

Использование в качестве индикаторов уста новленных нами показателей деградации и опу стынивания почвенного покрова позволяет вести периодический контроль состояния земель, так как слежение за этими процессами с помощью общепринятой периодической наземной съемки и с учетом всех признаков деструктивных измене ний почв, составлением агроэкологических карт в настоящее время трудно, дорого и нереально. Космические снимки при оперативном контроле состояния земель необходимо использовать раз новременные, позднелетнего периода съемки и различного разрешения. Кроме того, при автома тизированном дешифрировании космических снимков наряду с четкими показателями инди каторами деградации, в качестве сравнительной основы должна быть карта динамики (измене ний) почвенного покрова.

Текущие деградационные изменения почвен ного покрова показывают на необходимость не замедлительного уменьшения пастбищных на грузок и введение отдыха пастбищ. На луговых и типичных солончаках нельзя допускать потери проективного покрытия их поверхности галофи тами меньше 30%. Целесообразен подсев галофи тов и других солеустойчивых растений для предотвращения дефляции почв и ограничения процессов опустынивания. Кроме того, необхо димо ограничение проложения произвольных грунтовых дорог, закрепление очагов дефляция подвижных песков джузгуном, терескеном, прут няком, так как фитомелиорация – самый дей ственный способ охраны почв здесь от дефляции.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Бабаев А.Г. Пустыноведение как отрасль географи ческой науки // Почвы, биогеохимические циклы и биосфера. М.: Изд во КМК, 2004. С. 215–225.

2.Баламирзоев М.А., Мирзоев Э.М.%Р., Аджиев А.М., Муфараджев К.Г. Почвы Дагестана. Экологиче ские аспекты их рационального использования. М.–К., 2008. 335 с.

3.Гунин П.Д., Панкова Е.И. О роли российских уче ных в становлении концепции опустынивания аридных и семиаридных экосистем // Почвы, био геохимические циклы и биосфера. М.: Изд во КМК, 2008. С. 226–238.

4.Добровольский Г.В., Федоров К.Н., Стасюк Н.В., Можарова Н.В., Быкова Е.П. Структура почвенно го покрова равнинного Дагестана и его антропо

генная устойчивость // Почвоведение. 1991. № 3.

С.5–13.

5.Золотокрылин А.Н., Черепкова Е.А. Площадь за сушливых земель равнин России // Аридные эко системы. 2009. Т. 15. № 1. С. 5–12.

6.Конюшкова М.В. Картографирование почвенного покрова и засоленности почв солонцеватого ком плекса на основе цифрового анализа космической съемки (на примере Джаныбекского стационара). Автореф. дис. … канд. с. х. н. М.: Почв. ин т им. В.В. Докучаева, 2010. 24 с.

7.Кравцова В.И. Изучение изменения береговой зо ны Калмыцкого побережья Каспия в связи с коле баниями уровня моря по радиолокационным снимкам с о спутников ESR ENVISAT // Геоин форматика. 2006. № 1. С. 30–41.

8.Кравцова В.И. Космические методы исследования почв. М.: Аспект ПРЕСС, 2005. 190 с.

9.Кравцова В.И., Лукьянова С.А. Изучение динамики берегов Калмыцкого побережья Каспия по разно временным аэрокосмическим снимкам // Вестник МГУ. Сер. география. 1995. № 5. С. 51–53.

10.Кравцова В.И., Лукьянова С.А. Динамика береговой зоны Каспийского моря. Кизлярское и Калмыц кое побережье. Атлас // Космические методы в геоэкологии. М.: Географический ф т МГУ, 1998.

С.11, 12, 14.

11.Кравцова В.И., Лукьянова С.А. Трансгрессивные из менения в береговой зоне Российского побережья Каспия (по результатам исследования аэрокосми ческих снимков) // Геоморфология. 1997. № 2.

С.35–45.

12.Мазиков В.М. Дистанционная диагностика свой ства почв и почвенного покрова. Автореф. дис. … докт. геогр. н. М.: ИГРАН, 2001. 48 с.

13.Мяло Е.Г., Малхазов М.Ю., Теймуров А.Г. Состоя ние растительного покрова побережья централь ного Дагестана в условиях относительной стабили зации уровня моря // Аридные экосистемы. 2004. Т. 10. № 22–23. С. 81–96.

14.Опустынивание засушливых земель России. М.: Изд во КМК, 2009. 298 с.

15.Раменский Л.Г., Цаценкин И.А., Чижиков С.Н., Ан% типин Н.А. Экологическая оценка кормовых уго дий по растительному покрову. М.: Сельхозгиз, 1956. 472 с.

16.Рухович Д.И. Многолетняя динамика засоления орошаемых почв центральной части Голодной сте пи и методы ее выявления. Автореф. дис. … канд. биол. н. М.: Изд во Моск. ун та, 2009. 30 с.

17.Саидов А.К. Современное агроэкологическое со стояние почв Кизлярских пастбищ // Почвоведе ние. 2006. № 12. С. 1501–1511.

18.Стасюк Н.В. Динамика почвенного покрова дель ты Терека. М. К. 2005. 203 с.

19.Стасюк Н.В. Динамика почвенного покрова при морской зоны дельты Терека в условиях поднятия уровня Каспийского моря // Вестник МГУ. Сер. 17, почвоведение. 1994. № 4. С. 39–43.

20.Стасюк Н.В. Мониторинг состояния почвенного покрова дельты р. Терек // Почвоведение. 2001. № 10. С. 1180–1191.

ВВЕДЕНИЕ

Полициклические ароматические углеводоро ды (ПАУ, полиарены) – высокомолекулярные ор ганические соединения, в структуре которых со держится два и более бензольных кольца. Группа ПАУ обширна и включает несколько сотен инди видуальных соединений. Повышенный научный интерес к ПАУ связан с тем, что многие из этих соединений обладают канцерогенной и мутаген ной активностью и представляют опасность для здоровья человека. В зарубежной практике нор мируются 16 ПАУ, они выбраны на основе их под твержденной или потенциальной канцерогенной активности. В России показателем присутствия ПАУ в природных средах считают бенз(а)пирен.

Поведение этих соединений в природных сре дах связано с их химическими свойствами. В це лом, в воде ПАУ малорастворимы, и по мере уве личения молекулярного веса их растворимость уменьшается [10, 60]. Для ПАУ характерны реак ции замещения атомов водорода на алкильные группы, в результате чего образуются боковые це пи. Кроме этого, полициклические структуры могут включать различные функциональные группы, содержащиеся в бензольном кольце или в боковой цепи.

*Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 12 05 31314 мол_а), а также при поддержке Министерства образо вания и науки Российской Федерации (соглашение 8339).

ПАУ интенсивно изучаются с 60 х годов XX в., и к настоящему времени накоплен большой мас сив данных, касающихся их химических и физи ческих свойств. В литературе содержатся и круп ные обзоры по поведению ПАУ в отдельных ком понентах ландшафта: атмосфере [33], горных породах и почвах [8], почвах [124], лесных экоси стемах [39]. Обзоры посвящались и отдельным вопросам их геохимии: продуцированию при сжигании углей [79], биодеградации в природных средах [74]. Возможная роль ПАУ в предбиологи ческой эволюции углеродистых веществ показана в работе Флоровской с соавт. [20]. Существуют и ре гиональные обзоры по поведению ПАУ в ландшаф тах Южной Америки [36], Великих озер [109].

Кроме того, в литературе содержится большое количество данных о загрязнении этими соедине ниями различных компонентов ландшафта, в том числе атмосферы, природных вод и почв. Вместе с тем, не в полной мере ясными остаются многие вопросы происхождения ПАУ в окружающей среде, а также поведения и геохимической судьбы полиаренов в почвах как депонирующей среде ландшафта.

ПРИРОДНЫЕ И АНТРОПОГЕННЫЕ ИСТОЧНИКИ ПАУ В ПОЧВАХ

ПАУ могут поступать в окружающую среду в том числе в почвы из природных и антропоген ных источников. К природным факторам, спо

собствующим образованию ПАУ, относят: косми ческие, эндогенные геологические и биологиче ские. Антропогенные источники включают производство алюминия, креозота, цемента, неф техимическую промышленность, производство асфальта [2, 19, 39, 73]. Кроме того, ПАУ проду цируются в процессах выработки энергии, непол ного сжигания угля, мусора. Важным источником полиаренов являются выбросы автотранспорта [14]. ПАУ могут поступать в почвы и в ходе поли ва загрязненными водами [26, 74, 50].

В целом ПАУ можно разделить на: 1) космо генные; 2) биогенные, 3) петрогенные, то есть по ступающие из горных пород и нефтей, 4) пиро генные, обусловленные процессами сгорания разнообразных материалов [8, 109].

К о с м о г е н н ы е и с т о ч н и к и П А У. Из вестно, что ПАУ довольно широко распростране ны в космосе [62, 76]. Существуют свидетельства о присутствии этих соединений во многих косми ческих объектах (протопланетные облака, коме ты и др.). В них обнаружены бенз(а)пирен, бенз(ghi)перилен, коронен, антрацен. В образцах космической пыли часто присутствуют нафта лин, фенантрен, пирен, перилен и их замещен ные производные [76]. Пирены и фенантрены об наруживают в метеоритах [37], что указывает на возможность синтеза ПАУ в солнечной туманно сти. Присутствие ПАУ в метеоритах объясняется также пиролизом их углеродистого вещества при прохождении плотных слоев атмосферы. Другой космогенный механизм образования ПАУ состо ит в воздействии солнечного ветра на углероди стые поверхности космических тел [25].

П е т р о г е н н ы е и с т о ч н и к и П А У. ПАУ могут поступать в почвы и другие компоненты ландшафта из горных пород и нефтей [8, 136]. Причем они могут синтезироваться из простых соединений углерода в глубинах земли, а также образовываться при термическом воздействии интрузий на органическое вещество вмещающих пород. Полициклические ароматические углево дороды находят в глубинных изверженных породах, гидротермальных системах, рифтовых зонах [8, 54]. ПАУ присутствуют практически во всех гидротер мальных рудных образованиях, независимо от ха рактера вмещающих пород и типа руд [20].

Кроме того, ПАУ входят в состав нефтей [8, 102]. Эти соединения представляют собой проме жуточное звено между моноциклическими арена ми, составляющими основную часть ароматиче ских соединений нефти, и высококонденсирван ными смолисто асфальтеновыми веществами. Нефти, не подвергавшиеся горению, характери зуются присутствием нафталина, аценафтена, фенантрена, хризена, бенз(а)пирена, при этом в них относительно высока доля алкилированных

ПАУ [8]. При этом состав и распределение ПАУ в нефти различается между регионами.

Петрогенные ПАУ могут поступать в ланд шафты при выветривании горных пород [20], из нефтяных разливов [68], из железнодорожных шпал, пропитанных креозотом [70].

Б и о г е н н ы е и с т о ч н и к и П А У. Есть сведения о том, что ПАУ входят в состав воска на поверхности листьев, кутикул насекомых и липи дов микроорганизмов [74]. Показано, что древе сина тропических лесов содержит нафталины, фенантрен, перилен [71, 124, 125]. Кроме того, компоненты животных мембран таких, как холе стерол и стероидные гормоны, имеют структуры, сходные с замещенными фенантренами. Некото рые исследователи полагают, что ПАУ могут быть синтезированы водорослями, высшими растени ями и бактериями, в то время как другие авторы считают более вероятной аккумуляцию аллохтон ных ПАУ организмами, чем их биологический синтез [39]. Аккумуляцию полиаренов могут под тверждать данные Smith [114] о том, что в расте ниях состав ПАУ различается по сезонам года. Вероятно, содержание ПАУ в тех или иных частях растения может указывать на различные источ ники ПАУ. Количество ПАУ в листьях и хвое обу словлено их присутствием в атмосфере, поэтому растительность часто используется в биомонито ринге атмосферного углеводородного загрязнения [101]. С другой стороны, есть мнение, что стебли растений могут получать ПАУ только из внутренних источников – метаболизм растения, продуцирова ние эндофитными организмами [71].

Синтез нафталинов и перилена возможен в ор ганизмах термитов [124]. Экспериментально по казано, что в сообществах термитов нафталин продуцируется грибами и бактериями, в то время как другие легкие ПАУ могут разлагаться в экоси стемах с гнездами термитов [34].

Продуцирование ПАУ в почвах остается мало изученным. Приводятся данные о том, что при от мирании биоты почва обогащается различными органическими соединениями, в том числе липи дами, карбоновыми кислотами и другими. После биогеохимических превращений эти соединения теряют алифатические цепи, происходит аромати зация нафтеновых колец и могут образовываться молекулы фенантренового ряда [26, 124].

В целом, восстановительные условия способ ствуют биогенному продуцированию молекул ПАУ, особенно, нафталина, фенантрена и пери лена [124]. В том числе в пределах почвенного профиля в восстановительных условиях часто мо гут фиксироваться максимумы содержания ПАУ. По некоторым данным, концентрации перилена не убывают с глубиной в почвенном профиле в отличие от других ПАУ, кроме того, раствори мость его очень низкая, что исключает миграцию