- •Содержание
- •Глава 1. Полоса отвода и ее загрязнение…………………………...........................6
- •Глава 2. Ферментативная активность как показатель эколого-функционального состояния почвы……………………………………………………………………18
- •Глава 3. Комплексное обследование ферментативной активности почвы как инструмент мониторинга эколого-функционального состояния почвы………..34
- •Глава 4. Материалы и методы……………………………………………………..38
- •Глава 5. Эколого-экономическая оценка природоохранных мероприятий…….70
- •Глава 6. Охрана труда……………………………………………………………...77
- •Глава 7. Безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях………..87
- •Введение
- •Глава 1. Полоса отвода и ее загрязнение
- •1.1 Общие сведения о полосе отвода
- •Нормы отвода земель под строительство железных дорог
- •1.2 Загрязнение почв полосы отвода предприятиями железнодорожного транспорта
- •Площади загрязненных территорий железнодорожных предприятий
- •1.3 Влияние загрязнения на экологические функции почв
- •1.3.1 Экосистемные (биогеоценотнческие) функции почвы
- •1.3.2 Глобальные (биосферные) функции почвенного покрова
- •Глава 2. Ферментативная активность как показатель эколого-функционального состояния почвы
- •2.1 Показатели эколого-функционального состояния почвы и выбор наиболее информативных показателей
- •2.2 Ферментативная активность и ее значимость для оценки эколого-функционального состояния почвы
- •Оценка применимости биологических методов исследования почв для биодиагностики и биоиндикации [19]
- •2.3 Изменение ферментативной активности почвы в зависимости от загрязнения
- •2.4 Наиболее значимые ферментативные показатели
- •Глава 3. Комплексное обследование ферментативной активности почвы как инструмент мониторинга эколого-функционального состояния почвы
- •3.1 Общие представления о мониторинге окружающей среды (ос)
- •3.2 Принципы почвенно-экологического мониторинга
- •3.3 Исследование ферментативной активности почвы
- •Шкала сравнительной оценки ферментативной активности почвы[26]
- •Оценка воздействия загрязняющих веществ на почву[26]
- •Глава 4. Материалы и методы
- •4.1 Основные требования, предъявляемые к методам определения активности ферментов в почве
- •4.2 Методы определения активности ферментов различных классов
- •4.2.1 Каталаза (н2о2 : н2о2 –оксидоредуктаза)
- •Метод а.Ш. Галстяна [1978]
- •4.2.2 Дегидрогеназы (субстрат : над (ф)-оксидоредуктазы).
- •4.2.3 Инвертаза
- •Модифицированный колориметрический метод ф.Х. Хазиева
- •4.2.4 Протеазы (пептид-гидролазы)
- •Метод а.Ш. Галстяна [1978]
- •4.2.5 . Уреаза (карбамид-амидогидролаза)
- •4.2.6 Фосфатаза (фосфогидролазы моноэфиров ортофосфорной кислоты)
- •Метод а.Ш. Галстяна и э.А. Арутюнян [1966]
- •4.3 Методика мониторинга эколого-функционального состояния почвогрунтов полосы отвода по показателям ферментативной активности
- •4.3.1 Геолого-географическая характеристика района отбора проб
- •4.3.2 Методика отбора проб и подготовка их к анализу
- •4.3.3 Приготовление посуды и реактивов
- •4.3.4 Методика отбора проб, учитывающая вариабельность свойств почв в пространстве
- •4.3.5 Результаты исследования проб
- •4.3.6 Оценка состояния почвогрунтов полосы отвода
- •Выводы:
- •Глава 5. Эколого-экономическая оценка природоохранных мероприятий
- •5.1 Общие сведения
- •5.2 Определение величины предотвращенного экологического ущерба
- •5.3 Расчет величины предотвращенного в результате природоохранной деятельности экологического ущерба от ухудшения и разрушения почв и земель
- •Суммарная величина предотвращенного экологического ущерба от разрушения и загрязнения нефтепродуктами почв на рассматриваемой территории составит:
- •Расчет суммарной величины предотвращенного ущерба
- •Глава 6. Охрана труда
- •6.1 Рабочее освещение производственных объектов
- •6.2 Расчет искусственного освещения рабочего места
- •Глава 7. Безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях
- •7.1 Обеспечение безопасности железнодорожных путей и ликвидация аварийных ситуаций при перевозке опасных грузов (ог)
- •7.2 Характеристика транспортной опасности при перевозке хлора
- •Основные показатели и критерии оценки токсичности хлора (гост 12.1.007-76)
- •7.3 Требования безопасности при транспортировке хлора железнодорожным транспортом
- •7.4 Порядок необходимых действий по ликвидации аварийной ситуации с опасным грузом – хлором
- •Общие выводы
- •Список литературы и источников
2.3 Изменение ферментативной активности почвы в зависимости от загрязнения
Многочисленные исследования обнаруживают сильное влияние загрязнения почв на один из важнейших факторов трансформации органического вещества - ферментативную активность. Попадая в почву, фенолы, тяжелые металлы, радиоактивные элементы, ртутные соединения, нефть и другие загрязнители в зависимости от состава и количественного их соотношения по-разному влияют на ферментативную активность почв, способствуя как подавлению, так и активации процессов биохимической трансформации органических веществ.
Ферментативная активность также зависит от изменения микробиологических и других биохимических характеристик, мобилизации в почве органических соединений фосфора, углерода и азота. Для почвенных микроорганизмов и растений, не способных фиксировать азот из атмосферы в процессе жизнедеятельности, азотное питание всегда находится в минимуме, и они реагируют бурным развитием на избыток органического азота в почве, а также минерального.
Под действием экзогенного азота активизируются биохимические процессы гидролиза почвенного органического вещества, в результате увеличивается рост ферментного потенциала почвы. В литературе имеются данные о влиянии соединений азота на дегидрогеназу, каталазу, инвертазу и нитритредуктазу почв. Установлено, что загрязнение почв диоксидом азота вызывает снижение активности дегидрогеназы, каталазы и инвертазы и возрастание активности нитратредуктазы.[20]
Ионы тяжелых металлов ингибируют ферментативные реакции, образуя комплексы с ферментом путем присоединения к активной группе или путем реакции с комплексом «фермент-субстрат». Получена тесная отрицательная корреляция между активностью дегидрогеназы и высокими концентрациями никеля, свинца, кадмия и ванадия. Согласно данным Л.А. Гришиной, при действии высоких концентраций меди и цинка подавлялась активность уреазы и кислой фосфатазы Наиболее эффективными ингибиторами активности кислой фосфатазы являются ртуть, мышьяк, вольфрам и молибден, а щелочной фосфатазы -серебро, кадмий, ванадий и мышьяк. Медь, цинк, свинец и кадмий вызывали подавление активности амилазы, ртуть - целлюлазы, ксилоназы (1000мг/кг) и инвертазы (100 мг/кг). Содержание в почве серебра, ртути, бора, ванадия и молибдена в концентрациях 25 мкмоль/г почвы наиболее сильно ингибировали активность арилсульфатазы. Имеются сведения о снижении активности аскорбатоксидазы при внесении в почву меди и ртути. При внесении в почву свинца в форме Pb(NO3)2 в количествах 500-2000 мг/кг отмечалось снижение активности уреазы и дегидрогеназы.
Под действием тяжелых металлов наблюдается снижение активности важных для функционирования экосистемы биохимических процессов. нитрификации, аммонификации, азотфиксации, разложения клетчатки и др. Реакция на возрастание концентраций тяжелых металлов в почве очень сложна, поэтому не всегда удается правильно и полно объяснитъ полученные результаты.
Загрязнения от объектов железнодорожного транспорта определенного состава могут вызывать активизацию почвенных ферментов. Например, тяжелые металлы в совокупности с другими соединениями способствуют созданию в почве нейтральной реакции среды, оптимальной для действия ряда ферментов, при этом отмечается повышение активности каталазы, дегидрогеназы, сульфидоксидазы. Поступление и накопление в почве фенольных соединений вызывает активизацию фенолоксидазы.
Отмечено, что среди почвенных ферментов дегидрогеназа и уреаза наиболее чувствительны к действию газопылевых выбросов комплексного состава.[21]
Наиболее информационным показателем влияния токсичных газов и тяжелых металлов на почвы является подавление азотфиксирующей активности почвенных микроорганизмов. Аммонификация и нитрификация являются более устойчивыми показателями, а в ряде случаев загрязнение от железнодорожного транспорта вызывает даже активацию этих процессов.
Загрязнение почв нефтью и нефтепродуктами приводит к заметному сдвигу в составе биоты. Почва обогащается микроорганизмами, способными разлагать углеводороды. Имеющиеся в литературе данные указывают на ингибирующее действие различных доз нефти на активность некоторых ферментов. Установлено, что парафиновые и циклопарафиновые углеводороды стимулируют активность фосфатазы, а ароматические углеводороды даже в дозе 0,5% оказывают ингибирующее действие.[22]