Органические и органоминеральные соединения природных и техногенно-нарушенных экосистем

Цель: изучение роли органического вещества почв в формировании их устойчивости к загрязнению органическими ксенобиотиками и воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды. На основе полевых исследований на территории средней тайги Западной Сибири выделены группы почв и почвенных горизонтов, различающиеся по сорбционным способностям в отношении нефти и ее водорастворимой фракции. Песчаные горизонты почв в состоянии удерживать до 15% (по массе) нефти, суглинистые – до 25%, органогенные высокозольные сильной степени разложенности (низинный торф) - до 50%, органогенные низкозольные слабой степени разложенности (верховой торф) – до 75%. В ходе лабораторных исследований минерализации нативного и меченного по углероду органического вещества установлено, что скорость минерализации как нативного, так и меченого новообразованного органического вещества (ОВ) в большинстве случаев подчиняется экспоненциальному закону, причем экспериментальная кривая, как правило, является суммой двух экспонент, характеризующихся различными значениями констант скоростей минерализации. Это дает основание для выделения в рамках минерализации в лабораторных условиях двух групп ОВ, существенно различающихся по устойчивости к микробиологической минерализации. Скорость минерализации водорастворимых органических веществ (ВОВ), формирующихся в органогенных горизонтах почв подзолистой зоны, зависит от времени образования ВОВ, их свойств, состава и типа почвы (условий разложения) и может различаться на порядок и более. Минерализуемая доля для новообразованных ВОВ составляет 35 - 70%, резко снижаясь до 2,5 - 12% для стабильных веществ, присутствующих в жидкой фазе почв in situ. Время жизни стабильного пула водорастворимых органических веществ составляет до 1,5 лет, лабильного – около 10 дней. По результатам вегетационных опытов разработаны рекомендации по применению гуминовых препаратов в рекультивационных и ремедиационных технологиях, и проведена оценка эффективности применения коммерческих гуминовых препаратов (КГП) в ходе рекультивационных и ремедиационных мероприятий в почвах и природных водах различных техногенных ландшафтов для снижения уровня их загрязнения тяжелыми металлами, нефтепродуктами и другими поллютантами (ПАУ, антигололедные реагенты и др.). Установлена роль растворимых фенольных соединений лишайников и мхов в первичных процессах гумификации и образовании органоминеральных профилей на начальных стадиях почвообразования. Показано, что при почвообразовании в отсутствие фенольных полимеров (лишайниковые ассоциации) образование гуминовых кислот осуществляется путем гетерогенной конденсации мономеров вблизи поверхности минеральных фаз. Продукция растениями-гумусообразователями растворимых предшественников и способность этих соединений к каталитическому окислению и адсорбционным взаимодействиям с минеральной фазой приобретают решающее значение для гумификации. Установлено, что в местах водородной дегазации поток молекулярного водорода является очень значимым фактором гумусо- и почвообразования. Проходя через почвенные слои, водород как мощный восстановитель резко меняет почвенные свойства (окислительно-восстановительный потенциал, рН, состав и свойства гумуса, оптические свойства почв), в разной степени меняет подвижность многих элементов.