893

ская и частуха подорожниковая. Общая суммарная трофность водоема составила 3, что соответствует мезотрофному типу водоема.

Для биоиндикации качества воды реки Колва вблизи г. Чердынь проведен расчет исчисления коэффициента флуктуирующей асимметрии 50 особей леща восточносибирского (Abramis brama orientalis (L.)) в возрасте 4−5 лет (табл. 3).

Биоиндикация состояния реки Колва при помощи подвида Лещ восточносибирский показала, что коэффициент асимметрии признаков равен 0,42, что по градации В. М. Захарова 1981 года [5] свидетельствует о загрязненной обстановке среды.

На основании полученных результатов, вода в реке Колва города Чердынь пригодна для рыбохозяйственных целей. Вода в реке очень мягкая, пресная, рН воды нейтральная. Содержание фторидов, фосфатов и нитратов не превышает ПДК для рыбохозяйственных водоемов. Достаточно высокое содержание фторидов может быть объяснено высокой погрешностью потенциометрического метода в области малых концентраций.

Таблица 3

Сводная таблица показателей структур асимметрии признаков

Abramis brama orientalis (L.)

Список литературы

1. Лихачев, С.В. Экологический мониторинг р. Сылва вблизи д. Щелканы с помощью

Abramis brama orientalis L. и Perca fluviatilis L. [Электронный ресурс] / С.В. Лихачев / Материа-

лы Всероссийской НПК «МОЛОДЕЖНАЯ НАУКА 2020: ТЕХНОЛОГИИ, ИННОВАЦИИ». – Пермь: ИПЦ «Прокростъ», 2020. – С. 226-229. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=44200190 (дата обращения: 25.10.2022).

2.Андрияшкина, О. Б. Пермский край: путеводитель и энцикл. справ / О. Б. Андрияшкина. – Пермь: Стиль-МГ, 2007. – 1232 с.

3.Государственный водный реестр[Электронный ресурс] URL: https://textual.ru/gvr/

(дата обращения: 25.10.2022).

321

4.Лихачев, С.В. Биотестирование в экологическом мониторинге: учебно-методическое пособие [Электронный ресурс] / С.В. Лихачев, Е.В. Пименова, С.Н. Жакова. – Пермь : ИПЦ

«Прокростъ», 2020. – 89 с. URL: Ошибка! Недопустимый объект гиперссылки. (дата обра-

щения: 25.10.2022).

5.Захаров, В.М. Здоровье среды: методика оценки / В.М. Захаров [и др.]. – М.: Центр экологической политики России, 2000. – 68 с.

УДК 549:378.1 (470.53)

ПОТЕНЦИАЛЬНО ОПАСНЫЕ МИНЕРАЛЫ КОЛЛЕКЦИИ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО КАБИНЕТА ПЕРМСКОГО ГАТУ

Е.С. Косякова, М.А. Пермякова – студенты 1-го курса;

М.Н. Власов – научный руководитель, канд. биол. наук, доцент ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ, г. Пермь, Россия

Аннотация. Рассматриваются вопросы риска при работе с потенциально опасными минералами. Неправильное обращение с потенциально опасными минералами может влиять на здоровье человека. Меры безопасности при работе с потенциально опасными минералами исключают причинение вреда здоровью.

Ключевые слова: потенциально опасные минералы, охрана здоровья человека.

Введение. Некоторые красивые минералы с необычной формой и окраской, могут быть опасны для коллекционеров. Такие минералы содержат потенциально токсичные химические элементы (ртуть, сурьму, свинец, мышьяк и др.) или радиоактивные изотопы (уран-238, уран-235, торий-232, калий-40). Эффект, оказываемый потенциально опасным минералом на здоровье человека, может быть острым или хроническим. Острая токсичность проявляется сразу после проглатывания, поступления через кожу и при вдыхании пыли вредного вещества. Хроническая токсичность проявляется при длительном пероральном, ингаляционном или кожном поступлении вещества. Длительное воздействие опасно для рабочих горнодобывающей и перерабатывающей промышленности, но не характерно для коллекционеров минералов. Токсичность минералов проявляется в их канцерогенности и репродуктивной (мутагенной, тератогенной) токсичности. Знание диагностических свойств токсичных минералов и мер безопасности позволяет избегать с ними прямого контакта или снизить возможный вред для здоровья человека [1; 2; 3; 6].

Цель исследований – определить риски при работе с потенциально опасными минералами из коллекции геологического кабинета Пермского ГАТУ.

Задачи исследования: собрать информацию о потенциально опасных минералах и мерах безопасности при работе с ними; выявить в коллекциях кабинета геологии потенциально опасные минералы и определить их степень опасности.

Объектами исследования являются минералы из коллекции геологического кабинета Пермского ГАТУ: киноварь, аурипигмент, галенит, антимонит и асбест, способные оказывать вред здоровью [1; 4].

Методы исследований включали: сбор и анализ информации; экспериментальное выявление и определение состояния опасных минералов; радиологический контроль минералов с помощью дозиметра.

322

Результаты исследования. Токсичность минералов зависит от наличия у них вредных физических или химических свойств. Минералом с вредными физическими свойствами является асбест Mg5[Si2O5](OH)4. Волокна асбеста легко отрываются и переносятся по воздуху. Ворсинки асбеста легко вдохнуть. Асбест может вызвать рак лёгких. Вдыхание пыли асбеста опасно для работников добывающей и перерабатывающей промышленности. У коллекционеров при недолгом воздействии низких концентраций асбестовой пыли риска для здоровья нет [3; 5; 6].

Минералами, содержащими радиоактивные изотопы являются: циркон, апатит, сфен, чароит, сильвинит, уранинит и другие. Радиоактивные изотопы также содержатся в породах: гранитах, сиенитах и пегматитах. Радиоактивность минералов является канцерогенной, мутагенной и репротоксической. Радиоактивность минералов необходимо выявлять и оценивать с помощью дозиметра. Такие минералы нужно метить знаком радиационной угрозы [3; 5; 6]. Минералы, представляющие радиационную опасность в коллекции геологического кабинета Пермского ГАТУ не выявлены.

Минералами с вредными химическими свойствами в коллекции геологиче-

ского кабинета являются: киноварь, аурипигмент, галенит, антимонит. Данные минералы острую токсичность могут проявлять только при случайном проглатывании. Коллекционеры минералов обычно не подвергаются воздействию пыли, поглощение кожей также будет маловероятным. Опасность минералов зависит от доступности токсичных элементов. Острая токсичность при случайном проглатывании характерна для минералов, растворяющихся в воде и соляной кислоте (хорошее желудочно-кишечное всасывание) [6].

Киноварь HgS при проглатывании имеет низкую острую токсичность, так как нерастворима в HCl и H2O, но её образцы выделяют пары токсичной ртути, опасные при вдыхании. При механической или термической обработке киноварь выделяет пары ртути. При хранении в герметичной таре киноварь безопасна.

Аурипигмент As2S3 умеренно токсичен, растворим в щелочах, но не в HCl и H2O. Содержит биодоступный мышьяк. Нестабильные образцы аурипигмента содержат токсичный минерал арсенолит.

Минералы галенит PbS и антимонит Sb2S3 имеют низкую и очень низкую острую токсичность при проглатывании, но токсичны в случае длительных воздействий при вдыхании и при проглатывании.

При работе с опасными минералами важно соблюдать меры безопасности. Не облизывайте, не глотайте, не нюхайте и не трогайте токсичные минералы. Не работайте с токсичными минералами если на руках есть порезы. Используйте одноразовые перчатки. Летучие, водорастворимые, поглощаемые кожей, токсичные и радиоактивные минералы хранят в малых количествах в герметичной стеклянной таре, вдали от света и тепла с указанием характера опасности на этикетке. Токсичные и радиоактивные минералы хранят в нежилом помещении с хорошей вентиляцией, вдали от еды, кухни и маленьких детей. Во время работы с токсичными образцами запрещено есть, пить, курить и дотрагиваться руками рта. Тщательно мойте с мылом руки после работы, или используйте влажные салфетки. Не создавайте пыль при шлифовании или пилении образцов. После работы с образцами проводят влажную уборку. Радиоактивные минералы нельзя долго и часто держать в руках и хранить около рабочего места. Опасны при дыхании радиоактивная пыль и газ радон, образуемый при распаде изотопов. Запрещается нагревать, сжигать и подвергать химическому воздействию минералы. При воздействии кислот, на флюорит выделяется фтористоводородная кислота, которая токсична при проглатывании

323

и вызывает ожоги кожи. Кислота HCl реагирует с пиролюзитом, псиломеланом, манганитом с образованием токсичного газообразного хлора. Сульфидные минералы, реагируя с сильными кислотами, выделяют токсичный газ сероводород [2; 6].

Выводы

1.Потенциально токсичные минералы могут проявлять радиотоксичность, физическую и химическую токсичность. Однако, рабочие горнодобывающей и перерабатывающей промышленности подвержены большему риску, чем коллекционеры минералов.

2.Риски для здоровья при работе с минералами из коллекций кабинета геологии Пермского ГАТУ невелики. 3. Соблюдение мер безопасности при хранении и работе с образцами минералов позволит исключить вред для здоровья.

Список литературы

1.Гаманкова, Е.О. Характеристика опасных минералов для здоровья человека / Е.О. Гаманкова, В.В. Устинова // Технологии материалов : сборник научных трудов по материалам III Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов, молодых ученых, преподавателей. – Ульяновск, 2022. – С. 75-77.

2.Девина, Ю.Р. Опасное влияние минералов на организм человека / Ю.Р. Девина // Образование, наука и технологии: проблемы и перспективы : сборник научных трудов по материалам II международной научно-практической конференции/ под общ. ред. А.В. Туголукова,

2019. – С. 228-233.

3.Макарова, А.С. Некоторые аспекты охраны здоровья при работе с музейными предметами / А.С. Макарова // Культурологический журнал. – 2020. – № 2 (40). – С. 6.

4.Слободчиков, В.В. «Опасные» минералы Земли / В.В. Слободчиков, Н.П. Галянина // Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры : сборник научных трудов по материалам Всероссийской научно-методической конференции / Министерство образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный университет»,

2018. – С. 1129-1134.

5.Сорбат, Д.М. Естественная радиоактивность горных пород / Д.М. Сорбат // Open innovation : Сборник статей Международной научно-практической конференции. В 2-х частях,

2017. – С. 214-216.

6.Токсичность минералов [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://catalogmineralov.ru/cont/toksichnost_mineralov.html (дата обращения: 10.03.2023).

УДК 631.4:551.4:631.459

ЦИФРОВОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ ЭРОЗИОННЫХ ПОТЕРЬ АГРОДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ

Н.В. Кылосова – магистрант 1-го курса; М.А. Кондратьева – научный руководитель, канд. геогр. наук, доцент

ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ, г. Пермь, Россия

Аннотация. Проведены исследования по определению потенциального смыва почв на землях сельскохозяйственного использования. Почвы хозяйства имеют тяжелосуглинистый состав при очень низком содержании гумуса 0,82-1,17%. Значения LSфактора, определяемого на основе ЦМР SRTM, варьируют в пределах 0-1,35. Величина потенциального смыва, рассчитанная по модели RUSLE, составляет от 1 до 13 т/га. Как следствие выделены 3 категории эрозионноопасных земель.

324

Ключевые слова: потенциальный смыв почв, цифровое картографирование, модель эрозионных потерь.

В Пермском крае водная эрозия является одним из наиболее негативных факторов деградации почв агроландшафтов [1]. Сложный рельеф в значительной части территории региона определяет высокую эрозионную опасность. Одним из перспективных методов изучения почвенной эрозии является метод цифрового картографирования Геоинформационные технологии и глобальные ЦМР существенно упрощают получение количественного материала о рельефе и успешно используются в морфометрическом анализе [2].

Цель исследования – определить потенциальный смыв почв в условиях сельскохозяйственного использования почв методом цифрового картографирования.

Объектами исследования являются пахотные угодья КФХ «Боровских А.А.» Ильинского района Пермского края. Территория района располагается в пределах Ве- рещагинско-Васильевских увалов, рельеф представлен возвышенностями (200−316 м), на севере плоские почти пологие склоны (2−4º) и пологие на юге (6−7º). Почвообразующие породы преимущественно представлены элювиально-делювиальными суглинками [3]. Почвы угодий являются агродерново-подзолистыми слабосмытыми. Свойства почв угодий были изучены на примере 4 разрезов, заложенных на полях под разными культурами: ячмень, рожь, клевер 2 года пользования. Лабораторные исследования почвенных проб включали определение содержания гумуса, гранулометрического состава почв. Обработка данных дистанционного зондирования и оформление картографических материалов выполнены в среде программы QGIS (версия 3.26.2.) [2].

По результатам лабораторных исследований, почвы исследуемых территорий являются малогумусными – 0,82−1,17 %, что является следствием их смытости. Почвы имеют средне- и тяжелосуглинистый состав. В составе фракций разрезов 1 и 4 содержание крупной пыли достигает 37−39 %, в разрезах 2 и 3 содержание песка

47−68 %.

Расчет потенциального смыва почв от эрозии рассчитан по модели универсального уравнения – RUSLE [4]. Эта модель подходит для регионов с дефицитом расчетных данных. Модель (уравнение Уишмайера-Смита) представляет произведение факторов эрозии и имеет вид:

,

где Q – потеря почвы от эрозии в кг/м2 за год; R – комплексная характеристика эродирующей способности дождя; К – комплексная характеристика свойств почвы, определяющих ее эрозионные свойства (водопроницаемость и противоэрозионная стойкость); LS (LS-factor) – длина склона и коэффициент крутизны; С – комплексная характеристика влияния системы земледелия на смыв почвы; Р – комплексная характеристика эффективности различных противоэрозионных мероприятий.

Значения эродирующей способности дождя (R) взяты по литературным данным для Верещагинского района, его значение составило 6,5. Оценку величины К задана в соответствии с гранулометрическим составом и содержанием гумуса в почве. В данном случае К равен 0,60: для содержания гумуса меньше 2 % и преобладании пылеватых частиц [5]. Фактор севооборота (С) определен с учётом культур: яровые – 12,04, клевер – 1,1, озимая рожь – 4,7. Фактор почвозащитных мероприятий (Р) зависит от применяемых на поле противоэрозионных мероприятий и крутизны склона. Так как информация о противоэрозионных мероприятиях отсутствует, коэффициент условно принят за 1.

325

На основе ЦМР SRTM был произведён расчет морфометрических параметров и выполнена трехмерная визуализация рельефа территории. Также на основе SRTM выполнено определение LS-фактора с помощью модуля Basic terrain analysis программы

QGIS (версия 3.26.2.) [2].

Преобладающие углы наклона изменяются от 1−3° (поле 2) до 3−8° (поле 1). LSфактор характеризует эрозионный потенциал рельефа и рассчитывается как отношение длины склона к размеру водосбора. Чем больше значение LS-фактора, тем больше эрозионный потенциал рельефа. Значения LS-фактора варьируют от 0,1 и выше 1,35 (рис. 1). Наиболее высокие значения показателя, более 1,2 характерны для поля 1, наименьшие – для поля 2.

Рис. 1. Картограмма LS-фактора

Расчет потенциального смыва с угодий был выполнен в калькуляторе растров QGIS. Полученные результаты в виде растра потенциального смыва классифицированы на классы эрозионной опасности [2]: I класс – смыв от 0 до 2,5 т/га, II класс – смыв от 2,5 до 5, III класс – смыв от 5 до 10 т/га, IV класс – смыв свыше 10 т/га (рис. 2).

Территории с незначительной эрозионной опасностью преобладают над остальными категориями эрозионной опасности почв (таблица). 17 % территорий относятся к III классу эрозионной опасности. Расчетные средние темпы эрозии почв для полей 2 и 3 не превышают 2,5−5,0 т/га, на поле 1 они возрастают до 10 т/га. Максимальное значение потенциального выноса связано со значением LS-фактора и коэффициентом севооборота.

326

Рис. 2. Карта потенциального смыва почв

Выводы. Территория хозяйства характеризуется высокой эрозионной опасностью, что обусловлено высокими значениями LS-фактора и низкой противоэрозионной устойчивостью дерново-подзолистых почв хозяйства. Снизить потенциальные потери почвы от смыва на поле 1 можно за счет проведения противоэрозионных мероприятий, использования почвозащитных севооборотов.

Список литературы

1.Скрябина, О.А. Водная эрозия почв и борьба с ней/ О.А. Скрябина. − Пермь: Пермское книжное издательство, 1990. − 246 с.

2.Кондратьева, М.А. Оценка эрозионной опасности рельефа на основе цифрового моделирования / М.А. Кондратьева, А.Н. Чащин // ИнтерКарто. ИнтерГИС. − 2021. − Т. 27, № 2. − С. 241-252. DOI 10.35595/2414-9179-2021-2-27-241-252.

3.Шимановский, Л.А. Неотектоника Пермской области / Л.А. Шимановский, О.Л. Алексеева // Физико-географические основы развития и размещения производительных сил Нечерноземного Урала: Межвуз. сб. науч. тр. – Пермь, 1987. – С. 59–68.

327

4.Мудрых, Н.М. Прогнозирование эрозионных потерь почвы с использованием модели RUSLE / Н. М. Мудрых, И. А. Самофалова, А. Н. Чащин // АгроЭкоИнфо. – 2020. – № 4(42). – С. 16.

5.Кузнецов, М.С. Эрозия и охрана почв / М.С. Кузнецов, Г.П. Глазунов. – М.: Изд-во МГУ, 1996. – 335 с.

УДК 631.417(470.53)

ЗАПАСЫ УГЛЕРОДА В ПОЧВАХ ПЕРМСКОГО КРАЯ

К. В. Лебедянцева – магистрант;

М. А. Кондратьева – научный руководитель, канд. геогр. наук, доцент ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ, г. Пермь, Россия

Аннотация. Выполнена оценка запасов углерода в почвах Пермского края. Полученные результаты отражены на мелкомасштабной карте. Запасы органического углерода в почвах колеблются в диапазоне от 1 до 330 т/га. Почвы Пермского края характеризуются преимущественно низкими запасами органического углерода не более 100 т/га.

Ключевые слова: органический углерод, запасы органического углерода, экологические функции почв, Пермский край.

Накопление углерода в почве является жизненно важной экосистемной функцией, возникающей в результате взаимодействия экологических процессов. Благодаря способности запасать углерод, почвы могут быть буфером в процессе изменения климата. Так, высокая способность почвенных экосистем к накоплению углерода может ослабить изменения климата [4]. В то же время органическое вещество почв – главный источник углерода – является ключевым компонентом, влияющим на физические, химические и биологические свойства почв, способствуя ее нормальному функционированию. Деятельность человека, связанная с использованием почв, может привести к потере углерода или, наоборот, его накоплению [1].

Цель – оценить запасы органического углерода в почвах Пермского края. Объект – почвы Пермского края. База данных свойств почв составлена на осно-

ве данных ЕГРПР с приведением региональных источников [2]. Карта выполнена в программе QGIS 3.26.3. Система координат – EPSG:32640 – WGS 84 / UTM zone 40N.

Запасы органического углерода (Сорг) непосредственно характеризуют гумусное состояние почв и общее содержание в них гумуса, одного из важнейших элементов почвенного плодородия. Они рассчитываются для верхнего слоя почвы (0-50 см), мощность которого определяется строением почвенного профиля и приводятся в размерности т/га. В органо-минеральных горизонтах содержание углерода рассчитывалось относительно содержания гумуса:

С (%) = Гумус (%) * 0,57

Запасы углерода в органогенных и органо-минеральных горизонтах рассчитывались по формуле

Сsoil = 100* BW * C*мощность,

где Сsoil = суммарные запасы углерода, т/га, BW = плотность почвы, г/см3,

328

C = содержание органического углерода, %

На территории Российской Федерации запасы органического углерода находятся в пределах от 5,8 до 800 т/га [1, 4]. В почвах Пермского края расчётные запасы в верхних слоях колеблется в диапазоне от 1 до 330 т/га. Минимальные показатели соответствуют дерново-подзолистые иллювиально-железистой почве; максимальные – торфяным болотным (таблица).

Таблица 1

Запасы органического углерода в почвах, т/га

Полученные значения были разделены на 4 градации и отражены на карте запасы органического углерода в почвах Пермского края (рисунок).

Минимальными запасами органического углерода (<35 т/га) обладают следующие почвы: глееподзолистые и подзолы иллювиально-железистые (подзолы иллюви- ально-малогумусовые), все подзолистые почвы, в т.ч. поверхностно-глееватые, дерно- во-подзолы, все дерново-подзолистые почвы. В данный диапазон входят преимущественно почвы с органо-минеральным (гумусовым) горизонтом малой мощности до 10−15 см. Также указанные почвы имеют низкое содержание гумуса от 1–2 до 3–5 %.

К относительно высоким запасам органического углерода относятся следующие почвы: горные лесо-луговые, торфяные болотные переходные, торфяные болотные верховые и торфяные болотные низинные. В данный диапазон входят почвы с органогенными горизонтами. Содержание углерода в органогенных горизонтах может достигать 50–60 %. Мощность органогенных горизонтов в почвах региона может варьировать в значительных пределах. Торфяные горизонты болотных почв могут иметь мощность от нескольких десятков сантиметров до одного метра и более, несколько уступают им торфяные горизонты болотно-подзолистых и аллювиально-болотных почв, подбуров таёжных. Повышенные запасы углерода наблюдаются в северной и северовосточной части Пермского края.

Остальные почвы, включая серые лесные, чернозёмы оподзоленные, почвы пойм, дерново-глеевые и дерново-карбонатные, имеют средне-низкие и повышенные запасы органического углерода. Мощность органо-минеральных горизонтов у данных почв составляет 20–40 см при содержании гумуса 3–8 % и более.

329

Рис. Карта запасов органического углерода в почвах Пермского края

Список литературы

1.Запасы органического углерода в почвах. URL: https://soil-db.ru/soilatlas/razdel-6- funkcii-pochv/zapasy-organicheskogo-ugleroda-v-pochvah (дата обращения: 1.02.2023).

2.Единый государственный реестр почвенных ресурсов России. URL: https://egrpr.esoil.ru/content/1DB.html (дата обращения: 1.02.2023).

3.Ларионов, Ю.С. Биоземледелие − новая парадигма сельскохозяйственного производства и повышения плодородия почв / Ю.С. Ларионов, О.А. Ларионова, Е.И. Баранова, Б.В. Селезнев. −В 2 томах. − Новосибирск, СГУГиТ, 2016. − 288с.

4.Национальный атлас почв Российской Федерации. − М.: Астрель, 2011. − 632 с.

5.Assessment of soil biodiversity policy instrument sin EU-27. Final report. February 2010. European Commission DG ENV. Bio Intelligence Service. − 232 p.

330