Аннотация результатов, полученных в 2020 году
Проведены масштабные комплексные почвенно-геоботанические и эколого-геохимические мониторинговые исследования природных (природоохранных, рекреационных) и техногенных (импактных) территорий устья реки Дон и побережья Таганрогского залива. Площадь экспедиционных исследований составила 4247,99 км2. В зависимости от почвенно-ландшафтных и гидрологических условий и с учетом интенсивности антропогенного воздействия были выделены следующие зоны: нижняя пойма Дона от Цимлянского водохранилища до истока реки Мертвый Донец, дельта Дона, прибрежная зона Таганрогского залива, поймы малых рек и город Таганрог. В выделенных зонах заложены 97 площадок мониторинга, характеризующие типичные ландшафты территории исследования. На каждой площадке изучено видовое разнообразие растительных сообществ, диагностированы и классифицированы почвы, отобраны почвенные и растительные образцы. В исследуемых зонах системы Нижний Дон-Таганрогский залив диагностированы автоморфные, полугидроморфные и гидроморфные почвы. В поймах Нижнего Дона и малых рек залива доминируют аллювиальные луговые насыщенные (в т.ч. слоистые) почвы и аллювиальные луговые карбонатные на аллювиальных отложениях. Дельта Дона сложена аллювиально-морскими отложениями, на которых сформированы аллювиальные луговые карбонатные и насыщенные (в т.ч. слоистые) почвы, а также луговые почвы. На побережье Таганрогского залива преобладают аллювиальные луговые карбонатные и насыщенные почвы на морских отложениях. В автоморфных условиях в пределах природных территорий распространены черноземы обыкновенные на лессовидных суглинках, на выходах ракушечника формируются дерновые намытые и неполноразвитые степные почвы. К выходам засоленных пород приурочены солончаки соровые. В особую группу урбостратоземов выделены городские почвы Таганрога на техногенных отложениях. Исследованы преобладающие на территории Таганрогского залива растительные ассоциации и их видовой состав. Установлена связь между почвенным покровом и растительными ассоциациями, произрастающими на нём. Показано, что для аллювиальных луговых карбонатных и насыщенных почв характерны ассоциации тростника южного и рогоза узколистного (Phragmites australis и Typha angustifolia) с включением группировок пырея ползучего (Elytrigia repens), а также мезофильного разнотравья. Помимо типа почвы, факторами, определяющими видовой состав и общее состояние растительного покрова, являются мезорельеф, подстилающие породы, засоленность и степень антропогенной трансформации. Урбостратоземы и солончаки соровые отличаются одним из худших показателей видового разнообразия, в то время как наибольшее число видов травянистых растений отмечено на почвах особо охраняемой природной территории. Изучены закономерности и особенности аккумуляции и вертикального распределения Pb, Cr, Ni, Cd, Zn, Ni и Mn и приоритетных полиароматических ароматических углеводородов (ПАУ) (нафталина, аценафтилена, бифенила, аценафтена, флуорена, фенантрена, антрацена, флуорантена, пирена, бенз(а)антрацена, хризена, бенз(b)флуорантена, бенз(k)флуорантена, бенз(а)пирена, бенз(g,h,i)перилена, дибенз(а,h)антрацена) в зональных (черноземе обыкновенном), азональных и интразональных почвах (аллювиальных луговых насыщенных и карбонатных, аллювиальных лугово-болотных, солончаках соровых и неполноразвитой степной и дерново-намытой) поймы устьевой области р. Дон, и побережья Таганрогского заливаи речных систем малых степных рек, впадающих в залив, заложены 21 полнопрофильный разрез. Установлены уровни валового содержания тяжелых металлов (ТМ) и их обменных форм в почвах исследуемой территории. Диагностированы неравномерность распределения элементов в профиле исследуемых почв и большая пестрота содержания как в целом, так и внутри каждого типа почв. Повсеместно установлены превышения кларков ТМ, что свидетельствует об обогащенности данными элементамипочв исследуемой прибрежной территории. Общей закономерностью профильного распределения содержания ТМ в исследуемых почвах является наличие биогенной и сорбционной аккумуляции: в гумусовых и иллювиальных горизонтах на глеевых, карбонатных и солевых барьерах. Выявлена различная степень корреляции между валовым содержанием ТМ и их обменными формами с содержанием органического углерода, легкорастворимых солей, физической глины, ила, обменными катионами и реакцией среды в почве. Установлено, что процессы галогенеза (засоления) сопровождаются интенсивной аккумуляцией ТМ в почвах, повышением концентраций их обменных форм. Выявлено, что характер и степень загрязнения верхних горизонтов почв ПАУ, вероятнее всего, связаны с типом и интенсивностью влияния источников поступления поллютантов в почву. Накопление и дальнейшая миграция ПАУ вниз по почвенному профилю обусловлена физико-химическими особенностями различных типов почв, а также химическими свойствами ПАУ с различным числом ароматических колец. Показано, что аккумулятивный тип распределения полиаренов с переотложением по профилю зачастую соответствует типу вертикального распределения содержания органического углерода в почвах. В слоистых почвах наблюдается два максимума накопления ПАУ в профиле, обусловленные органогенным накоплением и выносом илистой фракции вниз по почвенному профилю. Выявлены особенности пространственного распределения валового содержания и обменных форм Mn, Cr, Ni, Cu, Zn, Pb, Cd, количественный и качественный состав 16 приоритетных ПАУ в почвах и растениях природных (природоохранных, рекреационных) и техногенных (импактных) территорий устья реки Дон и побережья Таганрогского залива. Установлены значимые различия по валовому содержанию Zn и Сd, а также обменным формам Сr, Zn и Pb в почвах внутри ландшафтных систем Таганрогский залив – дельта Дона – реки залива – Нижний Дон – город Таганрог, что обусловлено, с одной стороны, неоднородностью природных почвенно-литологических условий, а, с другой стороны, приуроченностью к антропогенным источникам. Оценка загрязнения почв по относительному содержанию обменных форм ТМ показала, что наибольшее количество потенциально доступных живым организмам соединений металлов характерно для Zn, Pb, Cd, Cu и Mn. Наиболее высокие значения валового содержания металлов характерны для почв пойм малых рек, впадающих в залив, и северного побережья Таганрогского залива. Диагностировано очень высокое содержание ТМ в системе импактной зоны урбанизированного и промышленного кластеров города Таганрога. По суммарному содержанию ПАУ в почвах ландшафтные системы исследуемой территории располагаются в следующий ряд: Таганрогский залив (179-522 нг/г) < реки залива (142-657 нг/г) < Нижний Дон (246-2590 нг/г) < город Таганрог (951-4309 нг/г), а по превышению ПДК бенз(а)пирена : Нижний Дон и реки залива (< 1 ПДК) < Таганрогский залив (≈ 1 ПДК) < город Таганрог (7 ПДК) < дельта Дона (до 21 ПДК). Увеличение суммарного содержания ПАУ в почвах, обусловлено, преимущественно, наличием за счет наиболее опасных высокомолекулярных ПАУ. На картах пространственного распределения валового содержания и обменных форм ТМ и полиаренов показаны контрастные локализованные ореолы Zn, Pb, Сd и ПАУ, приуроченные к ландшафтным системам малых рек залива и северному побережью Таганрогского залива с доминирующей ролью импактной зоны города Таганрога. В рамках выполнения задач проекта, направленных на экологический мониторинг территорий устья реки Дон и побережья Таганрогского залива, отобраны образцы наиболее распространенных на исследуемой территории видов растений, таких как полынь австрийская (Artemisia austriaca Pall. ex. Wild.), тростник южный (Phragmites australis Cav.), рогоз узколистный (Typha angustifolia L.), пырей ползучий (Elytrigia repens (L.) Nevski.), мятлик луговой (Poa pratensis), цикорий обыкновенный (Cichorium intybus), амброзия полыннолистная (Ambrosia artemisiifolia L.), камыш озерный (Schoenoplectus lacustris), тысячелистник благородный (Achillea nobilis L.), бодяк щетинистый (Cirsium setosum), клубнекамыш морской (Scirpus maritimus L.), мордовник шароголовый (Echinops sphaerocephalus L.), пижма обыкновенная (Tanacetum vulgare L.), подорожник большой (Plantago major L.), солодка щетинистая (Glycyrrhiza echinata L.), хруплявник большой (Polycnemum majus A. Braun) и щавель курчавый (Rumex crispus).. В растениях исследуемой территорй выявлен низкий уровень содержания ТМ и ПАУ. Установлены общие особенности аккумулиции и распределения поллютантов в различных видах растений на уровне семейств и специфические для каждого отдельного вида. Представители семейства Мятликовые, Рогозовые и Осоковые отличаются преимущественным накоплением изучаемых ТМв корневой системе. Растения-макрофиты, такие как рогоз узколистный (Typha angustifolia L.) и тростник южный (Phragmites australis Cav.), интенсивнее накапливают Mn, Ni, Cu и Pb, а также ПАУ в надземной части, чем другие изученные растения. Установлена значительная роль эдафического фактора на накопление поллютантов в растениях. На аллювиальной луговой насыщенной, аллювиальной луговой карбонатной, аллювиальной лугово-болотной, луговой почве и черноземе обыкновенном природоохранной и рекреационной территорий наблюдается наименьшая аккумуляция рассматриваемых ТМ как в надземной части, так и в корневой системе, по сравнению с солончаком соровым, неполноразвитой степной и дерново-намытой почвами. Растения на аллювиально-слоистой насыщенной почве характеризуется высоким накоплением Mn в надземной части и корнях, при низком накоплении Pb и Cd. Наибольшее накопление ПАУ в растениях природных территорий характерно для видов, произрастающих на почвах гидроморфного ряда, таких как аллювиально лугово-болотная и аллювиально-слоистая насыщенная почвы, а наименьшее, для почв автоморфного ряда – неполноразвитой степной и дерново-намытой почвой. Растения в импактной зоне г.Таганрога и пойме малых степных рек, подверженных антропогенной нагрузке, характеризуются высоким уровнем техногенного загрязнения растений ТМ и ПАУ, наиболее значительным для полыни, пырея и тростника. При помощи комплекса методов многомерного статистического анализа проведена обработка и интерпретация полученных данных по содержанию ТМ и ПАУ в поверхностном горизонте почв района исследования. Рассчитаны описательные статистики исследуемых параметров, проведена проверка выборок на соответствие нормальному распределению. Распределение содержаний поллютантов характеризуется наличием экстремальных значений и не соответствует нормальному, поэтому перед применением параметрических методов выборки были стандартизированы. Корреляционный анализ выявил в почвах техногенных ландшафтов тесные взаимосвязи между содержанием ТМ и содержанием обменного Mg2+, Fe2O3 и SiO2. В условиях интенсивного антропогенного воздействия в отношении ПАУ, кроме низкомолекулярных 2-кольчатых соединений, определяющую роль играет содержание С орг и в меньшей степени вещественный (химический) и гранулометрический состав и содержание Mg2+. По результатам корреляционного анализа установлено, что в поверхностном горизонте почв статистически значимые взаимосвязи между содержанием ТМ и ПАУ отсутствуют, либо значения коэффициента корреляции Пирсона указывают на слабые или несущественные связи. Данный факт свидетельствует о том, что эти группы поллютантов предположительно имеют различные источники поступления. На основе корреляционно-регрессионного и кластерного анализа в поверхностном горизонте почв выявлены парагенетические ассоциации элементов преимущественно природного происхождения Mn-Ni-Cu и имеющие значимые источники антропогенного поступления Cr-Zn-Cd-Pb. Поскольку ПАУ поступают в окружающую среду в составе смеси, среди них выделяются группы соединений, взаимно коррелирующих друг с другом. Наиболее тесные значимые положительные прямые связи выявлены между высокомолекулярными соединениями. Для уточнения структуры связей и дифференциации потенциальных источников проведен факторный анализ, который показал, что среди ПАУ выделяются соединения, поступающие в почвы преимущественно вследствие проливов нефти и нефтепродуктов, сжигания биомассы и выхлопов автотранспорта. На наличие разнообразных петрогенных и пирогенных источников также указывают результаты анализа диагностических соотношений. Полученные результаты приведены в дополнительных материалах в виде таблиц (28) и рисунков (111) объемом 138 стр. Всего за отчетных период опубликовано 12 научных работ в ведущих индексируемых журналах и материалах конференций, в том числе 1 глава в рецензируемой монографии международного издательства CRC Press, 7 статей в изданиях, индексируемых в Scopus и Web of Science, из которых 5 включены в 1 квартиль. Результаты представлены научному сообществу на 3 Международных и Всероссийской конференциях. Материалы по проекту с информацией об опубликованных статьях размещены в СМИ: 1. https://rscf.ru/news/release/obnaruzhena-svyaz-mezhdu-zagryazneniem-pochv-tyazhelymi-metallami-i-metabolicheskoy-aktivnostyu-mikr/ 2. https://indicator.ru/earth-science/zagryaznenie-pochv-tyazhelymi-metallami-metabolizm-mikrobov-14-12-2020.htm 3. https://www.interfax-russia.ru/south-and-north-caucasus/news/uchenye-yufu-vyyavili-v-ozere-atamanskom-ekstremalno-vysokoe-soderzhanie-tyazhelyh-metallov-ugrozhayushchee-ekologii-dona 4. https://nauka.tass.ru/nauka/10221909 5. sfedu.ru/news/64208 6. sfedu.ru/news/64210

Аннотация результатов, полученных в 2021 году
Впервые детально изучены физико-химические механизмы поглощения тяжелых металлов (ТМ) (Mn, Cr, Ni, Cu, Zn, Pb и Cd) и полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) на примере бенз(а)пирена (БаП) контрастными почвами Нижнего Дона и побережья Таганрогского залива различного генезиса (зональных, азональных и интразональных типов) и их высокодисперсными фракциями. Показано, что во всех случаях наиболее подходящей моделью для описания процессов адсорбции ТМ и БаП исследуемыми почвами и их илистыми фракциями является уравнение Ленгмюра и модифицированное уравнение Дубинина-Радушкевича, в меньшей степени или совсем не подходят – эмпирические уравнения Фрейндлиха и Генри. Произведен расчет термодинамических параметров адсорбции ТМ и БаП, включая показатели максимальной сорбции, константы прочности и энергию взаимодействия. Дан сравнительный анализ результатов адсорбции поллютантов в зависимости от их индивидуальных свойств и с учетом физических, химических и минералогических свойств почв. Выявлено, что поглотительная способность почв по отношению к исследуемым металлам и БаП убывает в ряду: чернозем обыкновенный карбонатный> солончак соровый> аллювиальная луговая насыщенная почва. Для всех типов почв диагностировано более высокое сродство к Pb, Cr и Cu, чем к Ni, Cd, Zn и Mn. Показано, что конкурентные взаимоотношения ионов ТМ в случае одновременного присутствия эквивалентных количеств в растворе приводят к уменьшению сорбционной емкости почвы по отношению к каждому из них. При этом прочность связи ТМ с почвами увеличивается за счет повышении избирательности поглощения (специфичности адсорбции) каждого из конкурирующих катионов. Параметры адсорбции ТМ и БаП илистыми фракциями, выделенными из наиболее распространенной в условиях исследуемой территории аллювиальной луговой насыщенной почвы, превышают до 2-3 раз параметры сорбции для почвы в целом, что связано с особенностями минералогического состава высокодисперсных фракций. Выявлено, что в процессе адсорбции ТМ происходит существенное подкисление равновесных растворов, возможными причинами которого является выделение протонов при гидролизе исходных солей металлов, а также при специфической адсорбции металлов и вытеснение катионами ТМ обменного водорода из почвенного поглощающего комплекса. Исследование кинетики поглощения ТМ и БаП исследуемыми почвами показало, что адсорбция является двухстадийным процессом. Основная часть поглощенных ионов ТМ (до 88%) переходит из раствора в почву в течение первых 60 мин взаимодействия в зависимости от типа адсорбента и вида катиона. Ионы Pb(II) сорбируются почвами более интенсивно, менее интенсивно – ионы Zn(II) и Cd(II). От 61 до 76% БаП адсорбируется исследуемыми почвами в течение первого часа от начала взаимодействия. Выявлено, что кинетика процесса адсорбции ТМ и БаП в большей степени соответствует модели псевдо-второго порядка с коэффициентами аппроксимации 0,911-0,966 для ТМ и 0,981-0,984 для БаП, где процесс сорбции лимитирует химическая реакция. По снижению сорбционной активности по отношению к ТМ и БаП образуется ряд: чернозем обыкновенный карбонатный> солончак соровый> аллювиальная луговая насыщенная почва. Определены закономерности трансформации 16 приоритетных ПАУ и ТМ (Mn, Cr, Ni, Cu, Zn, Pb и Cd) с учетом почвенно-литологических условий, свойств, генезиса, уровня загрязнения почв и видовых особенностей растений. Установлена низкая подвижность металлов в почвах на большей части исследуемой территории. Среди группы непрочно связных соединений доминируют специфически сорбированные, незначительная доля приходится на обменные и комплексные. Почвы импактной зоны характеризуются максимальными содержаниями ТМ и ПАУ, в почвах природных зон выявлен тренд к накоплению поллютантов в подчиненных геохимических позициях. Установлены существенные различия в накоплении индивидуальных ПАУ и форм ТМ почвами разных типов. Отличия усиливаются от представителей низкомолекулярных соединений к высокомолекулярным и характерны для всех форм Cu, Zn и Pb, особенно выражены между урбаноземом и подтипами аллювиальных луговых насыщенных и аллювиальными луговыми карбонатными почвами. Наиболее высокая подвижность металлов, особенно Zn, Cd и Pb, характерна для урбаноземов. На основе результатов анализа растений, представленных семействами Астровые, Мятликовые, Рогозовые и Осоковые, определена биодоступность ТМ и ПАУ. Оценка трансформации поллютантов в почве и их биодоступности проводилась при помощи системы геохимических показателей, включающей коэффициент доступности (КД) и коэффициент миграции (КМ), акропетальный коэффициент (АК), коэффициент накопления (КН) и коэффициент биологического поглощения (КБП). Показано, что отличия в содержании поллютантов в почвах различных ландшафтно-гидрологических подсистем отражаются на их накоплении растениями. Наибольшей биодоступностью среди исследуемых поллютантов обладают фенантрен, Pb и Cd. С использованием коэффициента корреляции Спирмена установлена взаимосвязь содержания ПАУ и ТМ между почвой и корнем, а также корнем и надземной частью растений. Установлено снижение биодоступности полиаренов с увеличением количества бензольных колец в молекуле ПАУ, что особенно выражено для Астровых и Осоковых. Накопление поллютантов происходит преимущественно по базипетальному типу, однако амброзия и цикорий, произрастающие в импактной зоне, аккумулируют ТМ преимущественно в надземной части. Загрязнение почв приводит к значительным превышениям минимально допустимых уровней Zn, Cu, Pb и Cd до 167,4, 7,3, 285,2 и 207 раз, соответственно, а также фона для Cr до 73,2 раз и для Mn до 45,9 раз в различных видах растений. При этом Zn, Pb и Cd являются маркерами техногенного влияния на пойменные почвы природных территорий. Растением-индикатором загрязнения почв ТМ выступает рогоз. Изучен фракционный состав Cu, Ni, Zn, Cd, Pb, Mn и Cr в зональных, азональных и интразональных почвах природных (чернозем обыкновенный, аллювиальная луговая почва и солончак соровый) и техногенных (урбостратозем) ландшафтов. Методом BCR (Ure et al., 1993) выявлено, что наибольшее количество всех исследуемых металлов в почвах сосредоточено в остаточной фракции (до 73% от суммы фракций). Фракционное распределение Ni, Cu, Cr и Pb в аллювиальной луговой ненасыщенной почве и солончаке соровом следующее: остаточная фракция > восстанавливаемая > окисляемая > кислоторастворимая. По сравнению с черноземом обыкновенным карбонатным в данных типах почв диагностировано большее увеличение кислоторастворимой фракции (до 28%), особенно для Cd и Zn. Наиболее высокая доля кислоторастворимой фракции отмечается в урбостратоземах. Установлены общие закономерности и различия в формировании фракционного состава ТМ (на примере Ni) в почвах, полученные на основе разных методов последовательного фракционирования (метод Тессье (Tessier et al., 1979), метод Миллера (Miller et al., 1986) в модификации Берти, Джакобс (Berti, Jacobs, 1996) и схема BCR. Наряду с общими закономерностями установлены особенности действия экстрагентов. Использование авторской комбинированной схемы фракционирования (Минкина и др., 2013) позволило выявить разнообразие механизмов взаимодействия (разная прочность связи) с основными почвенными компонентамиПоказано, что в незагрязненных почвах Ni образует с органическим веществом и гидр(оксидами) Fe в основном прочно связанные соединения. В урбостратоземе отмечается увеличение подвижности металла и уменьшение прочности связи с оксидами Fe и Mn. Обоснована методика пробоподготовки гидроморфных почв с учетом их естественной влажности для экстракции подвижных форм ТМ. На примере Ni показано влияние высушивания почвы на уменьшение экстрагируемости подвижных форм металла (вытяжка ААБ) и связанных с аморфными формами (оксалата аммония). В последнем случае различия более существенны, в связи кристаллизацией неустойчивых Fe(III)-гидроксидов в почве. Исследования с использованием методов синхротронного анализа позволили с высокой точностью определить межатомные расстояния в положении поглощенных атомов ТМ на фоне атомов легких элементов, что имеет диагностическое значение. Выявлено, что в сорбции металлов ведущее значение приобретает структура поверхности и состав функциональных групп адсорбента. Использование методов физического анализа позволяет диагностировать на молекулярном уровне взаимодействия ТМ с органическими и минеральными фазами, снижающими доступность металлов в почвах. На основании проведенного молекулярно-структурного анализа исследованных металлов определены основные барьерные фазы, которые предпочтительнее других закрепляют и связывают металлы. Для Сr и Pb основополагающим выступает органогенный механизм закрепления с формированием аморфных комплексных соединений с органическими лигандами. Установлено, что Cd и Mn проявляют сродство и к специфическим органическим веществам, и к карбонатному барьеру. Вместе с тем, для всех металлов отмечается алюмосиликатный механизм закрепления с образованием Ме-Al слоистых структур. ИК спектроскопия органической фазы показала, что в исходной гуминовой кислоте (ГК) аллювиальной луговой ненасыщенной почвы ароматическое ядро представлено в виде многозамещенных соединений, преимущественно за счет карбоксильных групп, а при насыщении ионами Cd2+ преимущественен вклад метильных и мителеновых группировок, для Pb2+ и Mn2+ - за счет карбоксильных групп. Для изучения взаимодействия ПАУ на примере БаП с органическим веществом почв выделены ГК из аллювиальной луговой насыщенной почвы, солончака сорового, чернозема обыкновенного карбонатного и урбостратозема до и после насыщения полиренами, определены их состав и свойства. Проведен анализ элементного состава, который соответствовал классическому распределению для данных почв. Для урбостратозема характерна меньшая обуглероженность, увеличение соотношения H/C, повышенная зольность, что свидетельствует о высокой комплексообразующей способности ГК урбостратозема и развитой периферической части молекул. ИК-спектроскопия поглощения подтвердила сходство ГК различного происхождения. Отличительная особенность ГК урбостратозема - наличие пиков при 2850 и 2930 см-1., что связано с валентными колебаниями связей С-Н в алифатических СН3 и СН2 группах, а также проявление асимметричных и симметричных деформационных колебаний связи С–Н в СН2- и СН3-группах. После насыщения ГК БаП, кроме пика на уровне 3000 см−1, появились характерные для полиарена пики в диапазонах от 1000 до 1600 см−1 для всех исследуемых образцов. Данные ЯМР-спектроскопии о содержании функциональных групп в составе ГК хорошо согласуются с данными ИК-спектроскопии. Анализ спектров поглощения атомов углерода в соответствующих диапазонах спектра 13С ЯМР подтвердил наличие ароматических и алифатических фрагментов, а также различных функциональных групп. В структуре ГК аллювиальной луговой почвы, солончака и чернозема преобладают каркасные (ароматические) фрагменты с относительно небольшим вкладом углеводной периферии. Это позволяет предположить наличие поликонденсированных структур и их высокую гидрофобность. Для урбостратозема наблюдается иная картина распределения структурных групп: большее содержание воско-смол, липидов, полипептидов и субериновых структур, что обуславливает их повышенную растворимость и гидрофильность Методом ЯМР-спектроскопии установлены различия в структуре ГК до и после их насыщения БаП. После насыщения почв БаП 13С ЯМР спектры гуминовых кислот показали увеличение степени ароматичности, гидрофобности, рассчитанное по совокупности соответствующих спектральных областей. Даны количественные характеристики связывающей способности ГК исследуемых почв по отношению к БаП. С использованием метода тушения флуоресценции выявлено снижение доли сорбции БаП (S) и константы связывания поллютанта ГК (lgКОС) из почв различных типов с увеличением концентрации полиарена. Показано, что ароматичность субстрата – тушителя (ГК), а также его происхождение влияют на связывающую способность почвы по отношению к БаП. Полученные данные подтвердили ведущей роли ароматического каркаса ГК в связывании поллютанта. Полученные результаты приведены в приложении в виде 39 таблиц и 79 рисунков. Всего за отчетный период опубликовано 18 научных работ, в том числе 7 статей в изданиях, индексируемых в Scopus и Web of Science, из которых 5 включены в 1 квартиль. Результаты представлены на 8 международных и всероссийских конференциях Материалы по проекту с информацией об опубликованных статьях размещены в СМИ: 1. https://www.1rnd.ru/news/3070114/rastenia-pomogli-ucenym-rostovskoj-oblasti-vyavit-marker-zagraznenia-azovskogo-mora; 2. https://openscience.news/posts/2660-uchenye-obnaruzhili-marker-zagryazneniya-azovskogo-morya; 3. https://indicator.ru/biology/vyyavlen-marker-zagryazneniya-azovskogo-morya-07-04-2021.htm?utm_source=yxnews&utm_medium=desktop; 4. sfedu.ru/news/65425; 5. https://scientificrussia.ru/articles/markerzagryazneniya?utm_source=yxnews&utm_medium=desktop; 6. https://naked-science.ru/article/column/uchenye-obnaruzhili-marker-zagryazneniya-azovskogo-morya ; 7. https://www.rscf.ru/news/biology/uchenye-obnaruzhili-marker-zagryazneniya-azovskogo-morya/?sphrase_id=103999; 8. https://www.1rnd.ru/news/3159330/ucenye-ocenili-ucastki-pobereza-taganrogskogo-zaliva-po-stepeni-toksicnosti; 9. https://scientificrussia.ru/articles/uchenye-otsenili-uchastki-poberezhya-taganrogskogo-zaliva-po-stepeni-toksichnosti; 10. https://poisknews.ru/themes/ekologiya/uchenye-oczenili-uchastki-poberezhya-taganrogskogo-zaliva-po-stepeni-toksichnosti/?utm_source=yxnews&utm_medium=desktop; 11. https://kg-rostov.ru/news/uchyenye-nazvali-stepen-toksichnosti-uchastkov-poberezhya-taganrogskogo-zaliva-umerennoy-/; 12. https://nauka.tass.ru/nauka/11950731; 13. https://ro.today/9458-uchenye-ocenili-stepen-toksichnosti-uchastkov-poberezhja-taganrogskogo-zaliva.html; 14. https://rostovgazeta.ru/news/society/21-07-2021/soderzhanie-kadmiya-i-svintsa-v-vodoemah-v-rostovskoy-oblasti-vdvoe-prevysili-normu?utm_source=yxnews&utm_medium=desktop; 15. https://sfedu.ru/press-center/news/66340; 16. https://www.nkj.ru/news/41846/; 17. https://sfedu.ru/press-center/news/66501; 18. https://m.polit.ru/news/2021/08/27/ps_rnf/.

Аннотация результатов, полученных в 2022 году
Выполнены биоиндикационные исследования по выявлению устойчивости естественных популяций гидрофильных видов растительности рода Typha L. к химическим поллютантам на побережье Таганрогского залива Азовского моря и морского края дельты реки Дон. Адаптивный потенциал растений-макрофитов на примере видов рогоза Лаксмана (Typha laxmannii) и рогоза южного (Typha australis) оценивался проявлением их защитных функций по отношению к поступлению избыточных количеств тяжелых металлов (ТМ) и полициклических ароматических углеводородов (ПАУ). Для вида Typha australis накопление ТМ и ПАУ отмечалось проявлением стрессового экологического фактора на морфолого-анатомическом уровне в виде мутаций соцветий (многоплодие) по типу пролификации. Выявленные изменения анатомии и морфологии органов рогозов направлены на создание защитных механизмов и выполняют компенсаторную функцию в ответ на загрязнение почвы. При морфологическом сравнении двух видов рогозов отмечена большая устойчивость T. laxmannii к нагрузке ТМ и ПАУ. С использованием методов световой и трансмиссионной электронной микроскопии выявлено, что при одинаковом уровне загрязнения почвы степень и характер ультраструктурных изменений рогозов различны и наиболее выражены в ассимиляционной ткани листьев. Данные изменения можно рассматривать как ультраструктурные адаптивные механизмы по отношению к токсичности ТМ и ПАУ в биосистемах растений рогозов. В растительных тканях T. laxmannii ультраструктурные изменения менее выражены, внутриклеточные органеллы сохраняют свою структуру и функции, что вероятно, детерминировано генетически. Значения факторов биоаккумуляции ТМ указывают на потенциальное применение T. australis и T. laxmannii в фитостабилизации загрязненных территорий. С использованием многомерных методов статистического анализа, включая многофакторный ANOVA и анализ главных компонент, впервые изучена биологическая активность гидроморфных почв природоохранных, рекреационных и импактных территорий Нижнего Дона и побережья Таганрогского залива. На основе комплексного тестирования биологического состояния почв прибрежных территорий показаны особенности изменений в численности и структуре бактериальных сообществ и микроорганизмов при различной степени техногенной нагрузки. Установлено, что количество копиотрофов, прототрофов, аэробных спорообразующих бактерий в большей степени зависит от уровня техногенной нагрузки по сравнению с актиномицетами, плесневыми и дрожжевыми грибами. Показано, что активность дегидрогеназ уменьшается в почвах импактной зоны, что указывает на снижение общего уровня метаболической активности микробного сообщества. Выявлено, что микробные сообщества становятся менее устойчивыми к ПАУ при сочетанном загрязнении почвы ТМ. Проведена комплексная эколого-геохимическая оценка загрязнения почв ландшафтно-гидрологической системы устья и нижнего течения реки Дон и побережья Таганрогского залива приоритетными органическими и неорганическими поллютантами. На основе кларков концентрации, рассчитанных относительно кларков литосферы и среднемирового содержания, установлена геохимическая специализация различных типов почв территории исследования. Выявлено, что наиболее интенсивно техногенез проявляется в урбостратоземах. Оценка загрязнения почв по геохимическим показателям проведена относительно регионального фона, рассчитанного статистически по выборке природных почв. Показано, что наиболее информативными показателями для оценки индивидуального загрязнения является коэффициента концентрации (Кс), индекс Немерова (NPI), тогда как геоаккумулятивный индекс (Igeo) и суммарный показатель загрязнения почвы (Zc) менее эффективны в целях ранжирования территорий по уровням загрязнения. Установлены категории загрязнения почв ТМ и бенз(а)пиреном согласно ПДК и ОДК, зарубежных нормативов для ПАУ, а также коэффициента опасности и индекса загрязнения почв. Согласно геохимической и санитарно-гигиенической оценке большую опасность представляют ПАУ, особенно высокомолекулярные, бенз(а)антрацен, бенз(b)флуорантен, бенз(k)флуорантен, бенз(а)пирен и дибенз(a,h)антрацен. Опасные уровни индивидуального и суммарного загрязнения наблюдаются в небольшом числе проб почв. Локальные моно- и полиэлементные аномалии зафиксированы преимущественно вблизи крупных городов с выраженной промышленной специализацией. Содержание поллютантов в органах растений сильно варьирует в зависимости от вида и расположения относительно потенциальных антропогенных источников. В целом, избыточные концентрации наблюдаются лишь по некоторым элементам и соединениям, вместе с тем изученные виды нельзя отнести к гипераккумуляторам. На основе модели US EPA, утвержденной в России, проведена количественная и качественная оценка риска для здоровья населения при воздействии загрязняющих веществ, поступающих с почвой. Установлено, что трансдермальный путь поступления поллютантов является приоритетным для возникновения потенциально негативных эффектов для здоровья населения. Выявлено, что общетоксические риски выше для детей, чем для взрослых, и соответствуют на большей части территории низкому уровню. Области значимого неканцерогенного риска для обеих возрастных групп локализуются вблизи городов. Неканцерогенные риски, главным образом, обусловлены воздействием Mn, Ni, Pb, тогда как основными канцерогенами выступают Pb, бенз(а)антрацен, бенз(а)пирен и бенз(g,h,i)перилен. Суммарный канцерогенный риск соответствует повседневному уровню на основной части территории, треть образцов характеризуется низким или предельно допустимым риском, который подлежит постоянному контролю. Разработана геоинформационная (пространственная) модель состояния исследуемых территорий природоохранных, рекреационных и импактных зон. Сформированы базы данных почв и типичных видов растений исследуемой территории, включающие пространственные, морфологические, химико-аналитические данные, оценки загрязнения и рисков для здоровья населения. Создана серия цифровых тематических карт по основным параметрам состояния почв и растений. Полученные результаты приведены в приложениях в виде 26 таблиц и 39 рисунков.