ИСТИНА

Цель работы – установить закономерности и выявить механизмы взаимодействия почвы и отдельных ее компонентов с органическими и неорганическими соединениями для прогноза экологической устойчивости почв и сопредельных сред.

Under global climatic changes and anthropogenic pressure on the environment, it is necessary to understand the processes and mechanisms that govern sustainable functioning of natural and anthropogenic environments. Organo-mineral interactions play a key role in the carbon cycle, providing a long-term sink of atmospheric CO2 into recalcitrant compounds with long residence time in soils. Sorption interactions in soils are also a key mechanism of binding and detoxification of organic and inorganic pollutants and are a barrier to their migration in the environment. The purpose of the work is to establish patterns and to identify mechanisms of interaction of soil and its mineral components with organic and inorganic compounds in order to make predictions of environmental sustainability of soils and adjacent environments. The following work will be conducted and respective results obtained: the mechanisms of interaction of natural organic substances with mineral components will be studied; the mechanisms of stabilization / destabilization of soil OM will be established, including the role of free radical reactions and endogenic factors in this process. The distribution of pollutants between soil components and their sorption onto soil organic-mineral phase will be studied; sorbents and ameliorants for pesticides on the basis of organoclays will be developed and tested. The effect of innovative ameliorants - a new generation of humates and synthetically studied biopolymers on basic properties of soils will be tested in order to improve the quality of natural and artificial soils. The results of the work are important for the development of the strategies for sustainable land use, in the forecasts of soil organic matter response to climate change, in the forecasts of ecological risks of pollutants to the environment.

1. Будут установлены основные закономерности сорбции высоко- и низкомолекулярных органических соединений на минеральных и органических компонентах почвы и оценена устойчивость органо-минеральных комплексов к деградации. Будет установлена роль свободнорадикальных реакций в связывании ОВ почвами и роль гетерогенных реакций олигомеризации в стабилизации ОВ на минеральных фазах почв. 2. Будут установлены основные закономерности распределения поллютантов - тяжелых металлов, полиароматических углеводородов и нефтепродуктов между компонентами почвы, закономерности сорбции тяжелых металлов почвами и их отдельными компонентами, получены представления об аддитивности сорбции и определены параметры сорбции в зависимости от рН и состава почвенной матрицы. 3. Будут разработаны и протестированы препараты гербицидов на основе органоглин, обеспечивающие большую эффективность и меньшее негативное воздействие на окружающую среду, разработаны рекоментации к их применению. 4. Будут установлены закономерности взаимодействия почвы с природными и синтетическими биополимерами с целью улучшения водно-физических и химических свойств почв и создания искусственных грунтов.

Определена молекулярная устойчивость экстрагируемых щелочью полимерных веществ гумуса к важнейшим ферментам гумификации – лакказе и Мn-зависимой пероксидазе. Доказано присутствие в экстрагируемых из почв щелочью веществах полимерных фракций, что опровергает представления о сугубо супрамолекулярной природе ОВ почв. Показано, что в условиях, способствующих деятельности грибов-деструкторов, длительное время пребывания ГК в почвах обеспечивается не их строением, а связью с минеральными компонентами почв. Показана важная роль гетерогенных свободнорадикальных реакций при участии грибной лакказы и минеральной матрицы в олигомеризации веществ гумуса. Сформулирована концепция гетерофазного биокатализа как приоритетного механизма синтеза и стабилизации Сорг при гумификации в минеральных горизонтах почв, а также при первичном почвообразовании в сообществах низших растений. Сформулированы ограничения концепции для промывного режима. Изучено содержание неорганических и органических загрязняющих веществ в почве, ее компонентах, городской и уличной пыли, установлены механизмы трансформации оксидов ТМ при поступлении их в почву и принципы перераспределения ТМ при попадании их в городские почвы. Изучены закономерности сорбции Cu(II) и Pb (II) генетическими горизонтами почвы зоны южной тайги. Установлено, что глинистые минералы, органическое вещество и несиликатные соединения железа обеспечивают основной вклад в сорбцию. Изучена сорбция о-ксилола и нафталина на модифицированном четвертичными аммониевыми солями бентоните, показана эффективность сорбента по сравнению с бентонитом. Апробированы методики определения остаточных количеств пестицидов в почве и в воде, адаптированы к почвенно-климатическим условиям РФ математические модели прогноза концентрации пестицидов в почве и в воде, разработана методология оценки риска применения пестицидов для дождевых червей и для гидробионтов. Изучены некоторые аспекты влияния внесения гуматов и синтетических полимеров на свойства почв.

Будут установлены закономерности и выявлены механизмы взаимодействия почвы и отдельных ее компонентов с органическими и неорганическими соединениями, что необходимо для прогноза экологической устойчивости почв и сопредельных сред.