Введение
1. Проблемы загрязнения почв тяжелыми металлами и методы ремедиации (обзор литературы) 8
1.1. Формы нахождения и виды связывания тяжелых металлов в почве 8
1.1.1. Обменная форма тяжелых металлов в почве 9
1.1.2. Осаждение тяжелых металлов в почве 12
1.1.3. Диффузия тяжелых металлов в кристаллической решётке и замещение 13
1.1.4. Поглощение никеля и меди органическим веществом 13
1.1.5. Поглощение никеля и меди глинистыми минералами 14
1.1.6. Поглощение никеля и меди оксидами и гидроксидами железа 15
1.1.7. Поглощение никеля и меди оксидами марганца 15
1.1.8. Взаимодействие тяжёлых металлов с микроорганизмами 17
1.1.9. Специфика взаимодействия тяжелых металлов в ризосфере
1.2. Понятие биологической доступности тяжелых металлов 19
1.3. Биологическая опасность меди и никеля 20
1.4. Подходы к изучению тяжёлых металлов в почве
1.4.1. Фракционирование тяжелых металлов системой вытяжек по Тессиеру 23
1.4.2. Фракционирование тяжелых металлов системой вытяжек BCR 24
1.4.3. Сравнение результатов, полученных различными вытяжками 25
1.5. Методы ремедиации загрязнённых тяжелыми металлами почв in situ 27
1.5.1. Фитостабилизация 27
1.5.2. Фитоэкстракция 30
1.5.3. Внесение мелиорантов минерального происхождения 32
1.5.4. Известкование 33
1.5.5. Мелиоранты органического происхождения 39
1.5.6. Создание поверхностного плодородного слоя 42
1.5.7. Биохимическое восстановление металлов 43
1.5.8. Промывка почвы 44
1.5.9. Изоляция загрязнённого участка почвы 44
1.6. Методы ремедиации почв ex situ 45
1.6.1. Механическое разделение 45
1.6.2. Пирометаллургическое разделение 46
1.6.3. Электрокинетическое восстановление 46
1.7. Опыт ремедиации в мировой практике 46
1.7.1. Опыт ремедиации почв в Садбери, Канада 46
1.7.2. Опыт ремедиации почв в Харьявалта, Финляндия 48
2. Объекты и методы исследования 50
2.1. Природные условия Кольского полуострова 50
2.1.1. Климат 50
2.1.2. Рельеф 51
2.1.3. Почвообразующие породы з
2.1.4. Растительность 52
2.1.5. Почвы
2.2. Техногенное воздействие в регионе 54
2.3. Объекты исследования
2.3.1. Диагностика почв пустошей в окрестностях Мончегорска 57
2.3.2. Ремедиация техногенных пустошей 60
2.4. Методы исследований 62
2.4.1. Полевые и лабораторные методы 62
2.4.2. Лабораторный модельный эксперимент по изучению поведения никеля и меди под воздействием различных мелиорантов 63
2.5. Математическое моделирование 65
2.5.1. Описание математической модели SLIM 65
3. Воздействие различных мелиорантов на поведение металлов в почвах в лабораторном модельном эксперименте 73
3.1. Влияние мелиорантов на почвенные свойства, определяющие подвижность и токсичность тяжелых металлов 73
3.1.1. Реакция почвенного раствора 73
3.1.2. Углерод водорастворимых соединений 73
3.1.3. Содержание растворимых соединений тяжёлых металлов в почве 74
3.2. Влияние мелиорантов на тест культуру 76
3.2.1. Длина побегов и корней овсяницы красной 76
3.2.2. Фитомасса побегов и корней овсяницы красной 78
3.2.3. Сравнительный анализ эффективности мелиорантов 79
4. Эффективность ремедиации почв техногенных пустошей вблизи комбината «Североникель» 80
4.1. Кислотность почв пустошей и участков ремедиации 80
4.2. Обеспеченность элементами минерального питания 84
4.3. Содержание и распределение кальция и магния в почвах
4.3.1. Экспериментальные данные 88
4.3.2. Проверка математической модели SLIM 89
4.3.3. Расчетные данные
4.4. Распределение оксалаторастворимых соединений алюминия, железа и марганца в почвах 96
4.5. Содержание тяжелых металлов в почвах 97
Выводы 103
Список литературы 106
