Досліджено перебіг мікробіологічних процесів у сірому лісовому грунті, забрудненому зростаючими дозами важких металів протягом доби. Встановлено, що підвищення рівня забруднення полютантами призводить до зміни чисельності і фізіолого-біохімічної активності мікроорганізмів досліджених еколого-трофічних і функціональних груп. Індикаторними групами на забруднення важкими металами виявилися азотобактер, пігментоутворюючі мікроміцети і денітрифікатори, чисельність яких у грунті без рослин зменшується прямо пропорційно збільшенню дози забруднення: за 5 ГДК - на 1,85 %, за 10 ГДК - у 2,4 разу, за 100 ГДК - у 55,7 разу. В результаті забруднення змінюється спрямованість мінералізаційних процесів: в грунті без рослин мінералізація сполук азоту інтенсифікується у 2,54 - 3,35 разу, у кореневій зоні - у 1,70 - 5,96 разу; істотно прискорюється процес освоєння органічної речовини грунту. За відсутності рослин короткотермінове забруднення грунту важкими металами не впливає на активність мінералізації гумусу, а у кореневій зоні рослин призводить до уповільнення розкладання гумусових сполук на 17,2 - 35,8 %.

Надано теоретичну і апаратурну реалізацію методів іон-фотонної спектроскопії та допплерівської томографії для здійснення аналізу складових навколишнього середовища на вміст важких металів (Cd, Cu, Pb, Zn). Визначено основні кількісні характеристики методів, які вказують на їх високу концентраційну чутливість до важких металів. Адаптований до задач екологічного моніторингу метод допплерівської томографії з лазерним збудженням відкриває можливість безеталонного елементного аналізу мікродомішок.

Запропоновано результати агроекологічної оцінки грунтів Одеської області по районах за 2000 - 2007 рр. та рівня забруднення важкими металами, а також їх вплив на урожайність сільськогосподарських культур (озима пшениця, ярий ячмінь та кукурудза). Наведено гранично допустимі концентрації важких металів в грунтах і допустимий вміст за показником шкідливості.

Проведенные исследования выявили накопление тяжелых металлов в грунтах центральной части г. Кременчуг. Наибольшая степень накопления наблюдалась для меди (Кс = 33,4), свинца (Кс = 5,2) и цинка (Кс = 60,8), что подтвердило возможность использования методов индикации для оценки уровней экологической опасности техногенно нагруженных компонентов окружающей природной среды.

Висвітлено актуальність фонових величин вмісту важких металів у грунтах для виконання агроекологічних завдань. Наведено результати статистичного аналізу розподілу Ba, Pb, Cr, Mn, Ni, Mo, V, Cu, Zn, Sr, Co у грунтах зональних ландшафтів Лісостепу України. Викладено визначальні чинники природної міграції хімічних елементів у ландшафтах орних земель з грунтами опідзоленими і чорноземами типовими. Показано відповідність між особливостями природних грунтоутворювальних процесів та фоновим вмістом важких металів у грунтах геохімічних ландшафтів кислого кальцієвого і кальцієвого класів міграції. Запропоновано застосовувати фоновий вміст важких металів у грунтах зональних ландшафтів України у регіональній системі агроекологічного нормування та вибору територій для вирощування органічної сільськогосподарської продукції.

На основі аналізу й узагальнення результатів ретроспективних інформаційно-аналітичних досліджень надано огляд наявної наукової інформації щодо біологічних методів ремедіації грунтів, забруднених важкими металами, як складової розробленої системи методів екологічної реабілітації грунтів. Відокремлено та проаналізовано переваги й обмеження використання класу біологічних методів ремедіації грунтів, групи методів біодеградації забруднення та біонакопичення як найбільш поширених і динамічно розвинутих напрямів детоксикації та деконтамінації хімічно забруднених грунтів. Біологічні методи ремедіації забезпечують екологічно безпечне поліпшення стану грунтів без кардинального втручання у природні процеси. Запропоновано концептуальну модель використання біологічних методів на забруднених грунтах, що включає оптимізацію грунтового середовища та поліпшення властивостей грунтової системи, біодетоксикацію та біодеконтамінацію через розширення популяцій грунтових мікроорганізмів, використання рослин фітомеліорантів за одночасного впливу на біологічну та косну складові грунту. Визначено перспективи подальшого розвитку методів біоремедіації грунтів за впливу фактора забруднення важкими металами.

Наведено результати досліджень вмісту важких металів у ланцюгу: грунт - вода - корми - тварина - продукція тварин. Встановлено, що з досліджуваних металів (Sr, Сd, Pb та Sn) у зразках грунту вміст свинцю був найвищим. Вміст стронцію у соломі та сінажі перевищував гранично допустимі концентрації (ГДК - 0,40 мг/кг корму). Рівень інших важких металів у зразках кормів, заготовлених у господарстві і які входили до раціону корів, не перевищував (ГДК). Вміст стануму у молоці та крові корів, що утримувались у господарстві СГПП "Лище", яке знаходиться в біогеохімічній провінції Лісостепу, був найвищий, але не перевищував максимально допустимого рівня цього елемента в досліджуваному біологічному матеріалі. У відібраних зразках шерсті корів, з господарства СГПП "Лище" Волинської області, вміст стронцію та свинцю перевищував (ГДК). Найвищий вміст стануму в шерсті свідчить про накопичення цього елемента в організмі корів впродовж тривалого часу.

Оцінено стан забруднення грунтів і атмосферного повітря Київської агломерації на основі композиційної моделі. Здійснено порівняльний аналіз класичних моделей розподілів із запропонованою композиційною моделлю розподілів (нормальний та композиційно логнормальний розподіл). Встановлено, що композиційна модель краще описує розподіли і дозволяє виконувати стійкі оцінювання сумарних площ перевищення критичних границь вмісту важких металів у грунтах та шкідливих домішок в атмосферному повітрі. Уперше розроблено метод доповнення додаткових точок до кондиційної мережі спостережень на основі реальної бази спостережень (16 точок). Побудовано моделі просторового розподілу за методом доповнення додаткових точок, які дозволяють більш точно відтворити динаміку в місті. Доведено ефективність застосування трипараметричної логарифмічної моделі для прогнозу стану захворюваності у Києві з достатньо високою точністю, шляхом порівняння прогнозованих значень з реальними даними.

Обгрунтовано спосіб ремедіації грунту, техногенно поліелементно забрудненого переважно Cd, Pb, Cr, Zn, у якому за рахунок використання сульфату заліза з додатковим внесенням біогумусу як активатора самоочищення грунту та грунтополіпшувача пролонгованої дії, відповідно до рівня забруднення грунту забезпечується відновлення його природних властивостей і створення резерву поживних речовин у грунті, що сприяє відновленню продуктивності рослин і забезпеченню екологічної реабілітації забрудненої системи грунт - рослина. Технічним результатом розробленого способу є прискорення мікробіологічних процесів, фізико-хімічної адсорбції важких металів різних класів небезпеки у грунті шляхом комплементарного внесення структурополіпшувачів органічного та неорганічного типу, чим забезпечується ефективна ремедіація техногенно забруднених грунтів, розширюється спектр важких металів, нездатних до міграції у суміжні з грунтом середовища й оптимізація та відновлення гумусового стану грунту.

Розглянуто різні підходи до визначення фонового вмісту хімічних елементів. Викладено актуальність фонових значень вмісту важких металів у грунтах для вирішення агроекологічних завдань. Надано результати статистичного аналізу розподілу вмісту Ba, Pb, Cr, Mn, Ni, Mo, V, Cu, Zn, Sr, Co у грунтах зональних ландшафтів Українського Полісся. Викладено визначальні фактори природного розсіювання та концентрації хімічних елементів у дерново-підзолистих і дерново-підзолистих глейових грунтах. Із застосуванням кларків і коефіцієнтів концентрації показано відповідність між особливостями природних процесів міграції та визначеними фоновими значеннями важких металів у грунтах геохімічних ландшафтів кислого та кислого глейового класів. Запропоновано застосовувати фоновий вміст важких металів у грунтах зональних ландшафтів України у регіональній системі агроекологічного нормування та вибору територій для вирощування сільськогосподарської продукції.

Наведено результати досліджень вмісту солей важких металів у природних водоймах Полтавської області. Підкреслено, що одним із забруднювачів вододжерел є хімізація сільського господарства. Дослідження проводились у 2008 - 2012 рр. на базі Полтавського обласного державного проектно-технологічного центру охорони родючості грунтів і якості продукції. Результати їх показали, що перевищень ГДК не спостерігається, отже, є передумови для ведення в регіоні екологічного землеробства. Однак необхідною передумовою цього є наявність об'єктивної інформації щодо агроекологічного стану грунтових і водних ресурсів, а також впровадження екологічно безпечних технологій вирощування сільськогосподарських культур.

Проведено экспериментальное исследование закономерностей электроосмотического переноса порового раствора при электроочистке дерново-подзолистой почвы. Изучено влияние конструкционных особенностей системы, включающей электрохимически активную пористую диафрагму, на скорость и стабильность электроосмотического потока. Показано, что при использовании модификации, обеспечивающей интенсивную электроосмотическую промывку десорбирующим раствором почвы, загрязненной никелем, степень очистки и выход никеля по току увеличиваются почти в 2 раза по сравнению с обработкой в стандартных условиях.

За результатами грунтово-геохімічних досліджень зон впливу джерел техногенних емісій забруднення ВАТ "Укрцинк", ВАТ "Авдіївський коксохімічний завод" Донецької обл. розроблено методичний підхід до вдосконалення фіторемедіації забруднених важкими металами (ВМ) грунтів. Обгрунтовано спосіб фіторемедіації техногенно забруднених ВМ грунтів для ефективного їх використання, що передбачає розширення спектра застосування фіторемедіантів домінуючих травіянистих дикоростучих видів рослин конкуруючих родин Asteraceae, Fabaceae та Роасеае з їх чергуванням у просторі і часі для вилучення ВМ різних класів небезпечності з грунтів, підвищення ефективності їх біологічної ремедіації з різних шарів грунту із збільшенням глибини очищення безпосередньо у районі забруднення ВМ (in situ) на тлі мінімізації необхідних витрат. Технічним результатом розробленого способу є розширення спектра використання рослин-ремедіантів стійких до забруднення конкурентних родин із різним біологічним потенціалом щодо фітоекстрагування і фітоакумулювання ВМ, чим забезпечується здешевлення очищення грунту, оптимізація його використання внаслідок скорочення терміну біологічної ремедіації та відновлення якості забруднених грунтів з одночасним уникненням зайвого технологічного навантаження на нього.

Розглянуто стан вивченості проблеми забруднення грунту важкими металами в районі діяльності вугледобувних підприємств на основі аналізу науково-дослідницьких робіт та патентної документації. Наведено результати експериментальних досліджень вмісту важких металів у породних відвалах Донецько-Макіївського вугільного району. Вивчено вплив забруднення грунту важкими металами на деякі фізіологічні та біохімічні процеси в сільськогосподарських рослинах.

Увагу приділено еколого-геохімічним дослідженням окремих компонентів навколишнього природного середовища (грунтів, рослинності, донних відкладів) Маріуполя щодо їх забрудненості важкими металами. Визначено поняття "навколишнє середовище міста" та його основні компоненти, розглянуто історію досліджень, поняття, властивості й екотоксикологічний вплив важких металів на окремі компоненти довкілля. Проаналізовано основні джерела забруднення навколишнього середовища міста та його екологічні проблеми. Охарактеризовано особливості мікроморфологічного, мінералогічного, спектрального, атомно-абсорбційного аналізу, методик визначення форм знаходження важких металів, оцінки аерогенного забруднення та біогеохімічних досліджень. Розроблено загальний алгоритм еколого-геохімічних досліджень грунтів і відкладів з використанням результатів мікроморфологічного, мінералогічного, спектрального й атомно-абсорбційного аналізу. Наведено результати еколого-геохімічних досліджень грунтів, рослинності та донних відкладів. Мікроморфологічний і мінералогічний аналіз використано для з'ясування й уточнення генезису грунтів. Запропоновано заходи щодо зменшення вмісту важких металів у грунтах та інших компонентах навколишнього середовища.

Здійснено оцінювання екологічного стану едафотопів щодо буферності грунтового покриву. Встановлено, що для грунтів Криворізької урбоекосистеми характерна лужна реакція та вміст гумусу в межах 2 %. Розраховано сумарний показник забрудненості грунтів важкими металами (Zc), що відображає інтегральний ефект впливу всієї групи досліджуваних елементів на екологічний стан едафотопу, та за його результатами встановлено помірно небезпечну категорію забрудненості важкими металами - для грунтів Саксаганського p-ну і допустиму категорію - для всіх інших досліджуваних територій міста. Одержані дані свідчать про наявність в едафотопах Криворізької урбоекосистеми обмежувальних чинників надлишкового залучення хімічних елементів в біологічні цикли.

Наведено результати тривалих досліджень вмісту важких металів (ВМ) у зрошуваних агроландшафтах Інгулецької зрошувальної системи (ІЗС). Встановлено, що для зрошення застосовують воду, яка у різні періоди істотно відрізняється за вмістом ВМ і яку відносять до різних класів якості - від I класу (придатна для зрошення) до III класу (непридатна для зрошення). Вміст у дренажній воді ІЗС переважної більшості досліджуваних елементів є нижчим, ніж у зрошувальній воді, що свідчить про можливу їх акумуляцію у грунто-підгрунті та підвищений винос урожаєм сільськогосподарських культур (СГК). Відзначено, що тривале зрошення суттєво не вплинуло на вміст ВМ (валовий, кислоторозчинних і рухомих форм) у грунтах ІЗС - він є близьким до фонових значень і суттєво не змінюється під впливом зрошення. Виявлено, що низька якість зрошувальних вод істотно впливає на концентрацію ВМ у зерні СГК, що погіршує його якість. Вміст ВМ в овочевих і кормових культурах меншою мірою залежить від якості зрошувальних вод, що надає змогу одержмувати врожаї належної якості. Здобуті шляхом багаторічних досліджень дані свідчать про необхідність постійного контролю вмісту ВМ в усіх компонентах системи зрошувальна вода - зрошуваний грунт - рослини.

Висвітлено питання використання методів визначення і оцінювання вмісту в грунтах мікроелементів і важких металів за їх вилучення екстрагентами 1н HCl і ацетатно-амонійним буферним розчином з pH 4,8 під час агрохімічної паспортизації земель сільськогосподарського призначення в Одеській області. Оцінка вмісту мікроелементів з використанням ацетатно-амонійного буфера засвідчила, що 41,6 % грунтів за вмістом міді і 11,5 % за вмістом кобальту відповідно характеризуються як дуже низько і низько забезпечені, а за вилучення 1н HCL ці показники були на рівні високозабезпечених. Рівень забруднення грунтів кадмієм підвищився у порівнянні з раніше визначеним у чорноземах звичайних, чорноземах південних, дернових і намитих грунтах. Встановлено, що зміни значень вмісту в грунтах мікроелементів і важких металів обумовлені інтерпретаціями методів визначення і оцінювання, а не фактичним станом грунтів.

Досліджено нагромадження різних за рухомістю форм важких металів та їх вплив на структурну організацію угруповань мікроскопічних грибів в техноземах, що призводить до формування угруповань мікроміцетів, які відрізняються від мікоценозів природних грунтів. На підставі визначення частоти трапляння видів в угрупованнях, індексів видового різноманіття, домінування та коефіцієнта подібності Серенсена доведено, що в техноземах збіднюється видове різноманіття мікроміцетів за рахунок зменшення кількості домінантних видів. Встановлено різну чутливість мікроміцетів до сполук важких металів, яка виявляється, зокрема, в змінах морфологічних і культуральних ознак, що можна використовувати для біоіндикації грунтів. Використання органо-мінеральних добрив на основі осадів міських стічних, в порівнянні з амофосом, знижує частоту трапляння \i Fusarium oxysporum, \i0 який є збудником кореневої гнилі у рослин.

Изложены современные взгляды на проблему чрезмерного содержания тяжелых металлов в почвах промышленных регионов. На примере Криворожского горно-металлургического региона рассмотрены основные аспекты накопления тяжелых металлов в почвах: источники и пути их природного поступления, особенности антропогенных потоков этих элементов, закономерности распределения техногенных металлов в почвах. Внимание уделено оздоровлению загрязненных тяжелыми металлами почв Кривбасса с использованием современных технологий: деметаллизации, локализации, деконцентрирования, инактивации и экстракции.