Анотація до роботи:

Сараненко І.І. Вплив важких металів на підсистему «ґрунт-рослина» в лісових культурбіогеоценозах м. Кременчука. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.16 – екологія. Дніпропетровський національний університет Міністерства освіти і науки України, Дніпропетровськ, 2006.

Проведені дослідження впливу важких металів на підсистему «грунт-рослина» лісових культурбіогеоценозів міста Кременчука, визначені морфологічні, фізико-хімічні властивості грунтів із подальшою класифікаційною оцінкою, виявлені індивідуальні особливості щодо накопичення важких металів грунтом, основними деревними породами: Aesculus hippocastanum L., Acer platanoides L., Robinia pseudoacacia L., опадом, підстилкою, розраховані головні показники міграції кругообігу речовин та окремих елементів у лісових культурбіогеоценозах, проведена екологічна оцінка забруднення грунтів (з урахуванням їх буферності) та основних деревних порід, виявлені геохімічні аномалії ВМ. Складена картосхема ступеня забруднення грунтів і деревних рослин міста.

1. Комплексно і всебічно здійснена оцінка зміни фізико-хімічних властивостей ґрунтів під впливом викидів, з’ясована інтенсивність міграції речовин та важких металів в умовах індустріального міста, виявлені геохімічні аномалії розповсюдження ВМ у ґрунтах та ступінь забруднення домінуючих видів деревних рослин.

2. Територія міста поділена на п’ять технозон: Північну, Південну, Центральну, Східну, Західну, у межах яких відокремлені селитебна, промислова (промислово-селитебна) та рекреаційна підзони в залежності від забруднення атмосфери міста викидами підприємств. Забудова міста належить до кластерного типу.

3. Природний ґрунтовий покрив на більшій частині м. Кременчука знищено або він зазнає значних перетворень: збільшується кількість антропогенних включень, перемішуються та переущільнюються шари ґрунту, змінюються фізико-хімічні властивості ґрунтів: рН знаходиться в межах від 8,4 до 6,7; вміст гумусу в 1,5 – 7 разів нижчий у промислово-селитебних підзонах, ніж у рекреаційних; ємність поглинання зменшується, а поглинутий водень збільшується до 9,6 %.

4. На досліджуваній території м. Кременчука сформувались антропогенно-змінені ґрунти: індустроземи (ґрунти промислово-селитебних підзон), культуроземи (ґрунти парків), урбодернові ґрунти (на природних дернових), рістоземи (ґрунти газонів).

5. Аеротехногенне перенесення викидів підприємств міста (у тому числі важких металів) в окремі компоненти штучних насаджень (грунт та рослини) зумовлює максимальне накопичення елементів у ґрунтах територій заводів Укртатнафта, Технічного вуглецю Північної технозони; у листях рослин: гіркокаштану звичайного (Aesculus hippocastanum L.), клену гостролистого (Acer platanoides L.) у парку МЮДа, робінії псевдоакації (Robinia pseudoacacia L.) у Центральній і Східній технозоні.

6. Основні фізико-хімічні властивості ґрунтів території м. Кременчука зумовлюють високу рухливість важких металів. Частка їх рухомих форм від валових становить до 50 % у верхніх горизонтах грунтів.

7. Виявлені екологічні особливості поглинання ВМ основними деревними породами міста (гіркокаштаном звичайним, кленом гостролистим, робінією псевдоакацією):

- гіркокаштан звичайний поглинає широкий спектр важких металів: Fe, Mn, Zn, Cu, Pb, характеризується високим КБП і меншою вимогливістю до середовища зростання; відносно низький коефіцієнт поглинання робінії псевдоакації дозволяє віднести її до групи порід (серед досліджуваних), які погано засвоюють елементи ґрунту;

- в умовно чистому фоновому культурбіогеоценозі видові відмінності виявилися у більш інтенсивному накопиченні (КБП= 1,13...1,03) Fe, Pb - гіркокаштаном, Cu, Zn – робінією псевдоакацією, Mn, Ni – кленом;

- в умовах рекреаційного навантаження Mn, Ni у найбільшій мірі акумулюються гіркокаштаном та робінією; Cu, Fe – гіркокаштаном;

- в умовах аерогенного впливу великих промислових підприємств індивідуальні риси рослин проявились відносно рівномірним накопиченням Mn, Ni, Fe усіма досліджуваними рослинами.

8. Нагромадження ВМ у ґрунті залежить від фізико-хімічних властивостей ґрунту та обсягу викидів підприємств; отримані математичні рівняння кореляційної залежності важких металів від вказаних показників. На більшій частині територій міста формується особливий підтип урбогрунту – індустрозем. При збільшенні обсягу викидів грунт перетворюється на додаткове джерело забруднення середовища.

9. Ґрунтовий покрив м. Кременчука характеризується низькою буферною здатністю (ССГ – 15-24); на території міста переважають піщані та легкосуглинкові ґрунти, тому можливість зв’язування ВМ з мулистою фракцією ґрунтів обмежена.

10. В усіх досліджуваних культурбіогеоценозах біологічний кругообіг речовин інтенсивний; майже на всіх територіях спостерігається загальмований кругообіг Fe, Mn, Zn, Cu. У межах Західної технозони кругообіг важких металів збігається з кругообігом речовин внаслідок особливого формування світлової структури рослинного покриву.

11. Внаслідок тривалого функціонування промислових підприємств на території міста сформувались геохімічні аномалії: залізо-мідно-марганцева в Північній(СПК= 139,86) і Східній (СПК= 123,34) технозонах; залізо-мідна (СПК= 118,35) та цинково-свинцева (СПК= 14,8) у Західній технозоні; залізо-мідно-свинцева (СПК= 27,31) у Східній технозоні; залізо-марганцево-свинцева (СПК= 74,73) та мідно-залізо-свинцева (СПК= 75,74) у Центральній технозоні тощо. Аномалії зумовлені техногенною концентрацією Fe, Mn, Zn, Cu, Pb у ґрунтах у величинах, що перевищують фонові значення в 3-12 разів.

12. Проведена оцінка екологічної ситуації територій міста; складена картосхема забруднення важкими металами деревних порід і ґрунтового покриву. Установлено, що його територія належить до зони екологічного ризику, виявлена зона максимального забруднення ґрунтів (СПК > 128) – Північна технозона, зони дуже сильного забруднення ґрунтів (СПК= 128-64) – Західна, Східна, Центральна технозони; сильне забруднення основних деревних порід (СПК= 8-16) – гіркокаштану звичайного і клену гостролистого у парку МЮДа, робінії псевдоакації на території Малокохнівського гранкар’єру. Збільшення потужності та будівництва нових підприємств може призвести до погіршення екологічної ситуації.

13. Отримана інформація корисна для моніторингу територій м. Кременчука. Матеріали дослідження можуть бути використані при розробці та проведенні природоохоронних заходів, для контролю за екологічною ситуацією, при розробці екологічних проектів в інтересах мешканців м. Кременчука.

Публікації автора:

1. Сараненко И.И. Распределение свинца в почвах промышленного Кременчуга // Питання степового лісознавства та лісової рекультивації земель. - Д., 2003. – Вип. 7 (32). – С. 117 – 120.

2. Сараненко И.И. Распределение свинца и цинка в почвах промышленного Кременчуга // Вісник Дніпропетровського університету. Серія Біологія, екологія. – 2003. - Вип. 11, – С.149-153.

3. Сараненко И.И. О взаимосвязи микроэлементов (тяжёлых металлов) с органическим веществом и гранулометрическим составом почв в условиях промышленного центра // Вісник Дніпропетровського університету. Серія Біологія, екологія. - 2004. - Вип 12. - С. 158-162.

4. Сараненко И.И. Кадмий в почвах промышленного Кременчуга // Питання степового лісознавства та лісової рекультивації земель. - Д., 2004. - Вип. 8. – С. 267-269.

5. Сараненко І.І. Біогеохімічні аномалії накопичення важких металів у грунтах промислових центрів (на прикладі м. Кременчука) // Ґрунтознавство. – 2005. - Т. 6, № 1-2. – С. 62-66.

6. Сараненко И.И., Цвєткова Н.Н. Аномалии в распределении общего гумуса в почвах промышленного Кременчуга на Днепре // Город. Почва. Экология: Тез. докл. Всерос. Конф. «VI Докучаевские молодежные чтения». - Санкт-Петербург, 2003. С. 25.

7. Сараненко И.И., Цветкова Н.Н. Содержание тяжелых металлов в почвах города Кременчуга // Матеріали ІІ Міжнар. науково-практ. конф. “Динаміка наукових досліджень”. - Д., - 2003. – С. 44.

8. Цветкова Н.Н., Сараненко И.И., Дубина А.А. Влияние антропогенного фактора на содержание основных питательных элементов в почвах промышленного города // Материалы Всеукр. конф. «Вопросы современного естествознания». Симферополь, 2003. – С. 122-123.

9. Цветкова Н.Н., Сараненко И.И., Дубина А.А., Тупика Н.П. Закономерности распределения тяжелых металлов в почвах Кременчуга // Тр. І Междунар. конф. «Геоэкологические проблемы загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами. - Тула, 2003. – С. 360-362.

10. Валашко И.Б., Сараненко И.И. Аспекты биологического круговорота веществ в системе «почва-растение-почва» культурбиогеоценозов г. Кременчуга // Сучасні проблеми фізіології та інтродукції рослин. Дніропетровськ, 5-6 квітня 2005 р. – Д., 2005. – С. 8-9.

11. Цветкова Н.Н., Сараненко И.И. Корреляционные связи тяжелых металлов с физико-химическими свойствами городских почв (на примере Кременчуга) // Проблеми збереження, відновлення та збагачення біорізноманітності в умовах антропогенно-зміненого середовища: Матеріали міжнар. Наук. конф. - Кривий Ріг: Вид-во “Проспект” м. Дніпропетровська, 2005. – С. 395-396.

12. Цветкова Н.Н., Сараненко И.И., Дубина А.А., Валашко И.В. Особенности поглощения микроэлементов древесными растениями г. Кременчуга // Труди V Всеукр. науково-практ. конф. “Біосферно-ноосферноі ідеї В.І.Вернадського та еколого-економічні проблеми розвитку регіонів” м. Кременчук. - КДПУ, 2005. – С. 71-72