Разработка прогнозных картосхем нарушения экосистемных функций почв Центрального Предкавказья и Кавказа при их загрязнении разными концентрациями меди

Медь является одним из приоритетных поллютантов Центрального Предкавказья и Кавказа. Здесь расположены Урупский горно-обогатительный комбинат, добывающий около 46% от запасов ЮФО медной руды, Мизурская горно-обогатительная фабрика, заводы «Электроцинк» и «Победит». Планируется создание Худесского ГОК для добычи меди. Для количественного прогнозирования возможных негативных экологических последствий влияния добычи меди на состояние окружающей среды целесообразно создание прогнозных картосхем нарушения экосистемных функций почв. Цель настоящего исследования – сравнительная оценка устойчивости лесных, лесостепных, степных и горно-луговых почв Центрального Предкавказья и Кавказского региона к загрязнению Cu и создание прогнозных картосхем нарушения экосистемных функций почв в случае их загрязнении Cu в различных концентрациях. Устойчивость почв к загрязнению Сu оценивали по биологическим (экотоксикологическим) показателям, подтвердившим высокую чувствительность и информативность: микробиологическим, биохимическим и фитотоксическим. В результате исследования почвы региона были ранжированы по степени их устойчивости к загрязнению Cu. В целом, степные почвы и лесостепные почвы Центрального Предкавказья и Кавказа показали более высокую устойчивость к загрязнению Сu, чем лесные и горно-луговые почвы. По результатам исследования были разработаны прогнозные картосхемы нарушения экосистемных функций почв Центрального Предкавказья и Кавказа в случае их загрязнении различными концентрациями Cu.

Мощенко Д. И., Колесников С. И., Кузина А. А., Меженков А. А., Литвинов Ю. А. Разработка прогнозных картосхем нарушения экосистемных функций почв Центрального Предкавказья и Кавказа при их загрязнении разными концентрациями меди // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2023. – № 5-1. – С. 104–116. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_51_0_104.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ в рамках государственного задания в сфере научной деятельности (№ FENW-2023-0008) и Президента РФ (МК-2688.2022.1.5).

Мощенко Дарья Ивановна¹ — аспирант, e-mail: dimoshenko@sfedu.ru, ORCID ID: 0000-0001-7536-1538,
Колесников Сергей Ильич¹ — д-р с.-х. наук, профессор, зав. кафедрой, e-mail: kolesnikov@sfedu.ru, ORCID ID: 0000-0001-5860-8420,
Кузина Анна Андреевна¹ — канд. биол. наук, старший научный сотрудник, e-mail: nyuta_1990@mail.ru, ORCID ID: 0000-0001-8816-5288,
Меженков Антон Александрович¹ — аспирант, e-mail: mezhenkov@sfedu.ru, ORCID ID: 0000-0002-5733-8796,
Литвинов Юрий Алексеевич¹ — канд. биол. наук, доцент, e-mail: yualitvinov@sfedu.ru, ORCID ID: 0000-0001-7204-2734,
¹ Академия биологии и биотехнологии им. Д.И. Ивановского, Южный федеральный университет.

Кузина А.А., e-mail: nyuta_1990@mail.ru.

1. Vogelweith F., Thiery D. An assessment of the non-target effects of copper on the leaf arthropod community in a vineyard // Biological Control. 2018, vol. 127, pp. 94—100. DOI: 10.1016/j.biocontrol. 2018.08.011.

2. Brunetto G., Rosa D. J., Ambrosini V. G., Heinzen J., Ferreira P. A., Ceretta C. A., Farias J. G. Use of phosphorus fertilization and mycorrhization as strategies for reducing copper toxicity in young grapevines // Scientia Horticulturae. 2019, vol. 248, pp. 176—183. DOI: 10.1016/j.scienta.2019.01.026.

3. Ameh T., Sayes C. M. The potential exposure and hazards of copper nanoparticles: a review // Environmental Toxicology and Pharmacology. 2019, vol. 71, no. 21, article 103220. DOI: 10.1016/j.etap.2019.103220.

4. Ляшенко В. И., Хоменко О. Е., Чекушина Т. В., Дудар Т. В., Лисовой И. А. Развитие технологий и технических средств для управления техногенными образованиями и отходами горнометаллургического производства // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 12. — С. 132—148. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_12_0_132.

5. Leygraf C., Chang T., Herting G., Odnevall Wallinder I. The origin and evolution of copper patina colour // Corrosion Science. 2019, vol. 157, pp. 337—346. DOI: 10.1016/j.corsci.2019. 05.025.

6. Алборов И. Д., Бурдзиева О. Г., Тедеева Ф. Г., Гегелашвили М. В. Экологическая напряженность в зонах добычи цветных металлов на Северном Кавказе // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 11-1. — С. 18—31. DOI: 10.25018/02361493-2020-111-0-18-31.

7. Дерябин С. А., Мисинева Е. В. Построение гибридной имитационной модели экологического состояния горнопромышленного региона на основе мультиагентного подхода // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 4. — С. 169—181. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_4_0_169.

8. Кашулина Г. М. Экстремальное загрязнение почв выбросами медно-никелевого предприятия на Кольском полуострове // Почвоведение. — 2017. — № 7. — С. 860—873. DOI: 10.7868/S0032180X17070036.

9. Копцик Г. Н., Копцик С. В., Смирнова И. Е., Синичкина М. А. Ремедиация почв техногенных пустошей в Кольской Субарктике: современное состояние и многолетняя динамика // Почвоведение. — 2021. — № 4. — С. 489—501. — DOI: 10.31857/S0032180 X21040092.

10. Mihaljevič M., Baieta R., Ettler V., Vaněk A., Kříbek B., Penížek V., Drahota P., Trubač J., Sracek O., Chrastný V., Mapani B. S. Tracing the metal dynamics in semi-arid soils near mine tailings using stable Cu and Pb isotopes // Chemical Geology. 2019, vol. 515, pp. 61—76. DOI: 10.1016/j.chemgeo.2019.03.026.

11. Dulya O. V., Bergman I. E., Kukarskih V. V., Vorobeichik E. L., Smirnov G. Y., Mikryukov V. S. Pollution-induced slowdown of coarse woody debris decomposition differs between two coniferous tree species // Forest Ecology and Management. 2019, vol. 448, pp. 312—320. DOI: 10.1016/j.foreco.2019.06.026.

12. Почечун В. А., Макаров Я. А. Натурное обследование хвостохранилища Качканарского промузла среднего Урала и оценка его воздействия на почву // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 11-1. — С. 68—79. DOI: 10.25018/0236_ 1493_2022_111_0_68.

13. Елохин В. А. Геохимическая трансформация почв в зоне влияния шлакового отвала за период 2006—2020 гг. // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 11-1. — С. 98—110. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_111_0_98.

14. Воропанова Л. А., Пухова В. П. Накопление ионов меди, выносимых рудничными водами, масличными культурами, входящими в пищевой рацион человека // Устойчивое развитие горных территорий. — 2012. — № 4(14). — С. 21—24.

15. Салпагарова С. И., Салпагарова З. И. Воздействие Урупского горнообогатительного комбината на окружающую среду // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки. — 2018. — Т. 12. — № 1. — С. 88—93. DOI: 10.31161/1995-0675-2018-12-1-88-93.

16. Araújo E., Strawn D. G., Morra M., Moore A., Ferracciú Alleoni L. R. Association between extracted copper and dissolved organic matter in dairy-manure amended soils // Environmental Pollution. 2019, vol. 246, pp. 1020—1026. DOI: 10.1016/j.envpol.2018.12.070.

17. Ju W., Liu L., Fang L., Cui Y., Duan C., Wu H. Impact of co-inoculation with plantgrowth-promoting rhizobacteria and rhizobium on the biochemical responses of alfalfa-soil system in copper contaminated soil // Ecotoxicology and Environmental Safety. 2019, vol. 167, pp. 218—226. DOI: 10.1016/j.ecoenv.2018.10.016.

18. Kolesnikov S. I., Kazeev K. Sh., Akimenko Yu. V. Development of regional standards for pollutants in the soil using biological parameters // Environmental Monitoring and Assessment. 2019, vol. 191, no. 9. DOI: 10.1007/s10661-019-7718-3.

19. Плеханова И. О., Золотарева О. А., Тарасенко И. Д., Яковлев А. С. Оценка экотоксичности почв в условиях загрязнения тяжелыми металлами // Почвоведение. — 2019. — № 10. — С. 1243—1258. — DOI: 10.1134/S0032180X19100083.

20. Wang M., Markert B., Shen W., Peng C., Ouyang Z. Microbiol biomass carbon and enzyme activities of urban soils in Beijing // Environmental Science and Pollution Research. 2011, vol. 18, no. 6, pp. 958—967. DOI: 10.1007/s11356-011-0445-0.

21. Kolesnikov S., Minnikova T., Kazeev K., Akimenko Y., Evstegneeva N. Assessment of the ecotoxicity of pollution by potentially toxic elements by biological indicators of haplic chernozem of Southern Russia (Rostov region) // Water, Air, and Soil Pollution. 2022, vol. 233, no. 1. DOI: 10.1007/s11270-021-05496-3.

22. Тимошенко А., Колесников С., Вардуни В., Тер-Мисакянц Т., Неведомая Е., Казеев К. Oценка экотоксичности наночастиц меди // Экология и промышленность России. — 2021. — № 25(4). — С. 61—65. DOI: 10.18412/1816-0395-2021-4-61-65.

23. Добровольский Г. В., Никитин Е. Д. Функции почв в биосфере и экосистемах (экологическое значение почв). — М.: Наука, 1990. — 261 с.

24. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2019 году». — М.: Минприроды России; МГУ имени М.В. Ломоносова, 2020. — 1000 с.

25. Казеев К. Ш., Колесников С. И. Атлас почв Азово-Черноморского бассейна. — Ростов-на-Дону: Изд-во ЮФУ, 2015. — 80 с.

26. WRB — World Reference Base for Soil Resources 2014, update 2015. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. IUSS Working Group WRB, 2015.

27. Почвенная карта России масштаба 1:2 500 000. https://soil-db.ru/map/fridland.