644 ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР

644
ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР
других радиоактивных элементов-загрязнителей (Sr90, Cs137 и др.), а также эксперименты на реальных местах
загрязнения почв.
В случае неудовлетворительных результатов необходимо проводить схожие эксперименты с другими
растениями-гипераккумуляторами, с целью выявления наиболее пригодного для фиторемедиации.
Литература
1.
2.
3.
Биоремедиация // Википедия – свободная энциклопедия [Электронный ресурс] режим
https://ru.wikipedia.org/wiki/Биоремедиация (дата обращения: 16.02.2015).
Михалёв В.П., Пивоваров Ю.П. Радиационная экология. – М.: Академия, 2004. – 240 с.
Трофимов Н.А. Биоремедиация загрязнённых экосистем // Наука за рубежом, 2013. – № 25. – С. 6-7.
доступа:
МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ РАДИАЛЬНЫЕ СООБЩЕСТВА СВАЛОЧНЫХ ГРУНТОВ
И.И. Подлипский
Санкт-Петербургский государственный университет, г. Санкт-Петербург, Россия
Свалочные грунта, в связи с высокой пористостью и низкой плотностью, способны иметь значительную
биомассу живой составляющей. Наиболее многочисленными организмами техногенных свалочных грунтов
являются микроорганизмы, которые активно преобразуют твердые и жидкие органические компоненты. По мере
протекания деструкции происходит сукцессия видовых систем микроорганизмов, осуществляющих разложение в
одном из трех направлений: минерализации, гумификации и консервации не полностью разложившихся
остатков. В массиве свалочного грунта микроорганизмы являются непосредственными или косвенными
участниками всех сложных превращений: «продукты разложения→фильтрат→биогаз→живое вещество».
Биохимические механизмы ферментации и разложения смешанной культуры (а именно такая культура
и была обнаружена в свалочных грунтах) еще не вполне изучены. Эти процессы, протекающие в основном в
бактериальной биомассе, включают конверсию сложных органических субстратов, таких, как полисахариды,
липиды и белки, в метан и диоксид углерода. Это симбиотическое сообщество, благодаря тому, что оно может
менять используемые им пути ферментации, функционирует как саморегулирующаяся система,
поддерживающая значения рН, Еh и термодинамическое равновесие оптимальным для роста образом и,
следовательно, обеспечивающая стабильность существования полигона.
Методика и объемы исследования. Для раскрытия закономерностей процесса биогеохимического
разложения органо-минеральных масс было проведено послойное опробование свалочных грунтов и проведены
анализы на определение трофических групп микроорганизмов, по различным глубинам отбора (0,0-0,2; 0,2-1,0;
1,0-2,0; 2,0-2,5; 2,5-3,5; 3,5-4,5; 5,5-7,0 м). С целью отбора проб был заложен шурф, расположенный на закрытой
карте складирования бытового мусора на территории полигона ТБО (ООО «Новый Свет ЭКО», Ленинградская
область). Глубина шурфа позволяет описать всю толщу свалочного грунта, до гидроизоляционного экрана зоны
складирования. Пробы отбирались с затененной стенки шурфа, масса пробы около 3 кг. В лабораторных
условиях, в день отбора, проводилась оценка представленности различных трофических групп микроорганизмов
методом посева на питательную среду с последующим подсчетом количества и размера различных колоний.
Проводилась оценка следующих групп микроорганизмов:
− аэробные протеолитические микроорганизмы;
− анаэробные бактерии;
− целлюлозолитические микроорганизмы;
− бактериальных ценозов способных утилизировать различные соединения углерода;
− оценка микрофлоры на присутствие метаногенных бактерий.
Результаты. Оценка разнообразия показала довольно широкий набор видов почти во всех
исследованных образцах свалочных грунтов. На фоне высокой численности бактерий, это свидетельствует о
благоприятных условиях и наличии разнообразных источниках питания для протеолитической микрофлоры.
Обращает на себя внимание тот факт, что на глубине 1,0-2,0 м, где численность бактерий была минимальной
(0,37±0,02 КОЕ×106/г), бактерии характеризуются наиболее широким разнообразием.
Анализ видового разнообразия бактерий свидетельствует о различиях в составе бактериальных ценозов
образцов по различным интервалам опробования (рис.). Хотя во всех образцах присутствовали виды № 1, № 2 и
№ 3, остальные участники ценоза менялись, в зависимости от глубины отбора. Так, на глубине 1,0-2,0 м
появлялись виды № 6-10, которые вместе не встречались ни в каком другом образце. Хотя показатели обилия
этих видов невелики, можно говорить о начале формировании специфического бактериального ценоза. В этом
случае расширение видового разнообразия на фоне резкого уменьшения численности может быть связано с тем,
что при снижении конкуренции получили развитие те виды, которые могут выживать в сложившихся условиях.
Вполне вероятно, что эти виды способны утилизировать вещества, токсичные для большинства других
протеолитиков. На глубине 3,5-4,5 м появляется вид № 12, а на глубине 5,5-7,0 м обнаруживаются виды № 12 и
№ 13, которые не встречаются в других образцах. В большинстве образцов по численности преобладают виды №
1 и/или № 2. На глубине 0,2-1,0 м и 2,0-2,5 м оба эти вида являются доминирующими. В остальных образцах
доминирует либо вид № 1, либо вид № 2.
Секция 10. ГЕОЭКОЛОГИЯ, ОХРАНА И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ
СРЕДЫ. ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В ГЕОЭКОЛОГИИ
645
Рис. Видовое разнообразие микробиологических сообществ свалочных грунтов (глубина отбора образцов
1 - 0,0-0,2; 2 - 0,2-1,0; 3 - 1,0-2,0; 4 - 2,0-2,5; 5 - 2,5-3,5; 6 - 3,5-4,5; 7 - 5,5-7,0 м)
Оценка структуры бактериальных сообществ выявляет следующие закономерности во всех
исследованных образцах. На фоне присутствия 1-2-х доминирующих видов, в большинстве образцов
отсутствуют или представлены в очень небольшом количестве часто встречающиеся виды (табл.). В то же время
обнаруживается широкий набор случайных видов, которые, по-видимому, были привнесены с субстратом. Такая
картина свидетельствует о том, что бактериальные ценозы находятся в стадии формирования и не являются
стабильными.
Эта точка зрения подтверждается и значениями экологических индексов (табл.).
Значения индекса видового богатства (d) и видового разнообразия (Н) показывают наиболее широкое
разнообразие на глубине 1,0-2,0 м и не выявляют каких-либо закономерностей с увеличением глубины. Индексы
доминирования (С) выявляют 1-2 доминанты.
ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР
646
Таблица
Экологические индексы
Глубина отбора Индекс видового Индекс доминирования
образцов, м
богатства
по Симпсону
Индекс
разнообразия
Шеннона
Индекс
выровненности по
Пиелу
0,0-0,2
0,91
0,41
1,15
0,64
0,2-1,0
0,58
0,38
1,06
0,66
1,0-2,0
1,29
0,47
1,11
0,53
2,0-2,5
0,51
0,45
0,89
0,64
2,5-3,5
0,81
0,53
0,88
0,54
3,5-4,5
1,02
0,28
1,39
0,77
4,5-7,0
0,91
0,26
1,43
0,73
По-видимому, это связано с высокой гетерогенностью субстрата и его низкой доступностью для
бактериальной микрофлоры. Вполне вероятно, что в субстрате расширено соотношение углероду к азоту.
Нехватка же азота тормозит развитие бактерий, которые могут разлагать трудногидролизуемые
углеродсодержащие соединения. Подтверждением слабой минерализационной деятельности бактериальной
микрофлоры является состояние субстрата, который представляет собой практически не разложившиеся
исходные остатки мусора даже на глубине 4,5-5,5 м.
ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ЭКОЛОГО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ЗОНИРОВАНИЕ КРУПНЫХ ГОРОДОВ
И.И. Подлипский
Санкт-Петербургский государственный университет, г. Санкт-Петербург, Россия
В настоящее время в области эколого-геологического нормирования качества среды и, прежде всего,
почво-грунтов урбоценозов сформировалось несколько серьезных методологических проблем. Одна из самых
главных это отсутствие концепции проведения функционального зонирования городской среды и
дифференциация подходов к оценке состояния разных зон [4].
Территориальное зонирование, в настоящее время, развито в области градостроительства
(функциональное, территориально-экономическое, строительное, ландшафтное и др.) как основной инструмент
гибкого регулирования планирования застройки в городах, кроме того, являясь устойчивой формой контроля за
использованием земель поселений [1].
Функциональное зонирование земель поселений (городских территорий) - это дифференциация
территории города по характеру использования - наиболее общая форма учета требований к рациональному
землепользованию, включающих комплекс нормативных параметров (целевое назначение участка, доля
озелененных и открытых пространств и др.) [2, 5]. Выделение функциональных зон позволяет создать наилучшие
условия для основных форм жизнедеятельности городского населения.
Итоговым документом при функциональном районировании является план зонирования земель –
представляющий собой часть генерального плана города. Генплан – это структурный документ, определяющий
перспективное территориальное развитие города и его основных структурообразующих элементов. Главная
задача генплана – создание коммуникационного каркаса, размещение основных центров притяжения,
формирование системы открытых пространств (природного комплекса, экологического каркаса) на основе
оценки ресурсов и прогноза развития по комплексу факторов [6].
Функциональное зонирование - в настоящей работе – это выделение в пределах городских территорий
относительно однородных по природным условиям и хозяйственному использованию (назначению) участков с
целью оптимизации эколого-геологической оценки состояния среды и разработки мероприятий по
рациональному природопользованию [7 с изм.].
Современные
работы
эколого-геологической
направленности,
использующие
подходы
функционального районирования грунтов городской территории, как правило, принимают за аксиому
геохимическую однородность участков с различными типами хозяйственного использования. Результатом такого
подхода могут быть систематические и статистические ошибки, оказывающие существенное влияние на
правильность выполненных работ.
В настоящей статье используется методологический прием, заключающийся в математическом
обосновании степени сходства матриц геохимических выборок состава почво-грунтов территорий одинаковых
функциональных зон с учетом природных условий.
Подобный подход к функциональному зонированию несколько отличается от принятого в
градостроительстве и предусмотренного в соответствующей документации. Это позволяет, во-первых,
охарактеризовать отдельные функциональные комплексы по степени проявления тех или иных негативных
процессов, вызванных антропогенной деятельностью, а во-вторых, в соответствии с использованием территории
и эколого-геохимическим её состоянием, выделять участки с различным регламентом деятельности. В данном