Аннотация результатов, полученных в 2019 году
Выявлены основные физико-химические свойства приоритетных полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), определяющие особенности их поведения в системе почвы-растения. Установлено, что рассматриваемые соединения: нафталин (NAP), аценафтилен (ACY), бифенил (BIP), аценафтен (ACE), флуорен (FLU), фенантрен (PHE), антрацен (ANT), флуорантен (FLT), пирен (PYR), бенз(а)антрацен (BaA), хризен (CHR), бенз(b)флуорантен (BbF), бенз(k)флуорантен (BkF), бенз(а)пирен (BaP), бенз(g,h,i)перилен (BghiP) и дибенз(а,h)антрацен (DahA), подразделяются на три группы в зависимости от устойчивости в почвах, что определяет условия их удаления из почв. Проанализированы литературные данные о разработанных подходах ремедиации почв при сочетанном загрязнении ПАУ и тяжелыми металлами (ТМ). Показано, что одним из наиболее перспективных методов восстановления почв является внесение биочара (биоугля), получаемого в результате пиролиза биомассы. Предложена комплексная система контроля качества почв после восстановления, основанная на индивидуальном и комплексном учете уровней загрязняющих веществ по эколого-геохимическим и санитарно-гигиеническим показателям. Проведены экспедиционные почвенно-геоботанические исследования на площадках мониторинга, заложенных в природных и техногенных ландшафтах юга России. Выполненные геоботанические исследования показали, что почва (чернозем обыкновенный карбонатный тяжелосуглинистый) и растительные сообщества природных ландшафтов особо охраняемой природной территории (ООПТ) Персиановской заповедной степи являются фоновыми для степной зоны Ростовской области. На территории импактной зоны Новочеркасской ГРЭС (НчГРЭС) доминируют травянистые растения – многолетники, из которых наибольший удельный вес в травостое имеют представители семейств Астровые (Asteraceae) и Мятликовые (Poaceae). В импактной зоне высохшего озера Атаманское, многие годы являющегося резервуром для жидких отходов химического предприятия, тростник южный (Phragmites australis Cav.) является монодоминатным видом, адаптировавшимся к загрязнению почвы ТМ и ПАУ. Несмотря на это, сверхвысокие уровни содержания поллютантов вызывают снижение морфометрических параметров растения и недоразвитие соцветий. Техногенно преобразованные почвы импактной зоны представлены хемоземами, сформировавшимися в русле озера, фоновые участки представлены находящихся вдали от высохшего озера аллювиальной и лугово-черноземной почвами. Анализ свойств почв импактной зоны показал значительную варьируемость физико-химических показателей: содержания органического вещества, физической глины и ила, рН и карбонатов. Для извлечения ПАУ из образцов почв с высоким и сверхвысоким уровнем сочетанного с ТМ загрязнения был адаптирован ранее разработанный метод субкритической водной экстракции ПАУ для почв и растений. Впервые использована динамическая схема экстракции ПАУ из почв, создающая постоянный контакт воды с образцом, что позволило получить высокий выход полиаренов. Это особенно важно при анализе проб, содержащих значительное количество ПАУ. Определены оптимальные условия экстракции ПАУ из высоко загрязненных образцов почв. Для всех приоритетных ПАУ оптимальными условиями извлечения являются 20-минутная обработка субкритической водой при температуре 250оС, давлении воды 70 атм. Результаты экстракции ПАУ водой в субкритическом состоянии сравнивали с результатами извлечения полиаренов методами ультразвуковой экстракции (US EPA 3545) и омыления (Методические указания по организации и проведению наблюдений за содержанием загрязняющих веществ в донных отложениях, РД 52.10.556-95, 2002). Выявлена высокая степень извлечения полиаренов данными методами из сочетанно загрязненных почв. Показаны преимущества применения субкритической водной экстракции по сравнению с рассматриваемыми методами, заключающиеся в экологичности и значительном упрощении процедуры экстракции. На основании 16-летних мониторинговых исследований территории, прилегающей к НчГРЭС, установлена зависимость накоплении полиаренов в почвах от объема выбросов предприятия. Закономерности снижения концентрации бенз(а)пирена (БаП), являющегося индикатором загрязнения полиаренами, и суммы ПАУ в почвах площадок мониторинга коррелируют с динамикой снижения атмосферных выбросов предприятия в период с 2004 до 2019. Наибольшее содержание поллютантов наблюдается в радиусе до 5 км с максимумом на расстоянии 1,6 км от НчГРЭС. Для ПАУ наблюдалось увеличение их содержания в почвах в последние годы в связи с возрастанием объема выбросов НчГРЭС. Выявлен устойчивый тренд возрастания валового содержания и непрочно связанных (обменных, комплексных и специфически сорбированных) соединений Cu в почвах со временем. Дана оценка экологического состояния почв в зоне воздействия предприятия энергетического комплекса и химического комбината. В среднем, суммарное содержание ПАУ превышает глобальный фон в 20 раз в почвах площадок мониторинга оз. Атаманское, и в 4 раза в почвах импактной зоны НчГРЭС. Валовое содержание Cu превышает кларковое значение в 40 и 2,9 раз, соответственно. Почвы импактных зон характеризуются чрезвычайно опасным уровнем загрязнения Cu и ПАУ по эколого-геохимическим показателям. Определено количественное распределение ПАУ и Cu по органам различных видов естественной травянистой растительности импактных зон. Установлены общие черты и различия в поглощении ТМ и ПАУ различными видами травянистых растений. Выявлены наиболее устойчивые виды естественных травянистых растений к сочетанному загрязнению ПАУ и Cu. Для растений семейства Мятликовые и Астровые по отношению к ПАУ характерен базипетальный тип накопления. Содержание ПАУ в надземной части всех изучаемых растений на 30-60% ниже, чем в корнях. По отношению к Cu для растений семейства Мятликовые характерен базипетальный тип накопления, а для растений семейства Астровые – акропетальный. Полынь австрийская аккумулирует наибольшее количество ПАУ и Cu среди изучаемых видов растений. Для растений тростника южного отмечаются преимущественная аккумуляция ПАУ и Cu в корневой системе на всех площадках мониторинга. Установлено, что оптимальными условиями получения биочара (фракции 0.5-4.9 мм) из лузги подсолнечника является трехступенчатый пиролиз при температуре 700°С, скорости нагрева 15 °С/мин и времени выдержки биомассы от 10 до 30 минут. На основе модельных экспериментов по изучению фитотоксичности почвы загрязненной БаП и ТМ, обоснованы дозы внесения сорбента в почву модельных вегетационных опытов для нивелирования воздействия поллютантов. Изучена фитотоксичность чернозёма обыкновенного карбонатного при разном уровне раздельного (400, 800 и 1200 мкг/кг БаП и 300, 2000 и 10000 мг/кг Cu) и сочетанного (400 мкг/кг БаП + 300 мг/кг Cu; 800 мкг/кг БаП + 2000 мг/кг Cu; 1200 мкг/кг БаП + 10000 мг/кг Cu) загрязнения БаП и Сu на проростки ячменя ярового (Hordeum vulgare L.). Исследовано воздействие различных доз биочара (0,1 %, 0,5 %, 1 %, 2,5 %, 5 %, 7%) на фитотоксичность почв при разном уровне и характере загрязнения. Установлено, что с увеличением концентрации БаП и Cu фитотоксичность почвы усиливалась. Наилучший эффект на дозах загрязнения 300 мг/кг Cu и 400 нг/н БаП при совместном и раздельном внесении поллютантов оказала доза биочара 1 %. На более высоких дозах загрязнения наиболее оптимальной оказалась доза 5 %. Для изучения особенностей аккумуляции, миграции и трансформации ПАУ и Cu в системе почва–растение заложено 3 модельных вегетационных опыта, учитывающих разные дозы поллютантов (300, 2000, 10000 мг/кг Cu и 400, 800, 1200 мкг/кг БаП), характер загрязнения (сочетанное или раздельное, искусственное или техногенное), разные дозы сорбента (1 и 5% биочара) и разные культуры (ячмень яровой и томат). Установлено, что увеличение уровня загрязнения почв БаП и Cu приводит к изменению состава ПАУ и усилению подвижности металла, которое выражалось в увеличении непрочно связанных соединений. Увеличение подвижности металла более выражено при сочетанном загрязнении, преимущественно, за счет образования комплексных форм Cu с органическими веществом и, вероятно, с ПАУ. При высоком уровне загрязнения почвы БаП и Cu негативный эффект от воздействия поллютантов на растения усиливается, что выражается в первую очередь в отсутствии генеративных органов. С увеличением уровня загрязнения возрастает накопление поллютантов в растениях. Во всех вариантах опыта по содержанию ПАУ и Сu в органах ярового ячменя и томатов образуется следующий убывающий ряд: корень > стебель > зерно/плод. Степень накопления поллютантов в томатах выше, чем в ячмене. При сочетанном загрязнении с БаП накопление металла растениями увеличивается по сравнению с раздельным внесением. Выращивание зерновой и овощной культур на сильно загрязненном хемоземе ПАУ и Cu привело к значительному увеличению содержания мепталла в корнях и стеблях растений. Наблюдалось отсутствие генеративных органов у растений ячменя и томата. Внесение биочара в дозе 1% и 5% в хемозем привело к существенному снижению подвижности металла, его содержания в органах растений ячменя и томата и формированию колоса ячменя. Установлена большая эффективность 5 % биочара для исследуемых растений на хемоземе. На основании обобщения результатов накопления ПАУ и Cu в органах растений импактной зоны и модельных вегетационных опытов установлено, что наибольшая аккумуляция поллютантов в культурных растениях наблюдается в корнях, что свидетельствует об акропетальном характере накопления поллютантов. В то же время в условиях аэротехногенного загрязнения дикорастущие растения различных семейств могут проявлять как акропетальный (мятлик луговой и пырей ползучий семейства Мятликовые), так и базипетальный тип поглощения (полынь австрийская семейства Астровые). Культурные растения (ячмень и томат) обладают меньшей устойчивостью к техногенной нагрузке по сравнению с дикорастущей растительностью, о чем свидетельствуют величины коэффициентов накопления (КН) и акропетального коэффициента (АК). Отмечается зависимость показателя КН отдельных ПАУ от количества бензольных колец в структуре полиарена. При изучении масс-спектров по полному ионному току при сканировании Q1 MS при вводе экстракта почв/растений в ионный источник APCI (Т=450-550˚) получены результаты по содержанию отрицательных ионов, метаболитов ПАУ, для чего проведено более 32 сканирований для каждого из анализируемых соединений от 100 до 300 m/z и от 100 до 700 m/z. При проведении качественного анализа почвенных и растительных образцов установлены следующие преобладающие метаболиты: 9-флуоренон, 6-нитробенз[a]пирен, 6-нитрохризен, 1-нитропирен, для которых проведен количественный анализ. Установлено снижение содержания метаболитов ПАУ в контрольной почве при внесении биочара в 2,2 и 3,1 раза при внесении 1% и 5% биочара, соответственно. Суммарное содержание метаболитов ПАУ в почве возрастало с увеличением дозы вносимого токсиканта с 36,6 до 344,0 мкг/кг, при внесении в почву 400 и 1200 мкг/кг БаП, соответственно. При сочетанном загрязнении почв и растений наблюдалось увеличение суммарного содержания метаболитов ПАУ в 7-24 раз по сравнению с контрольным образцом. Внесение биочара в загрязненную БаП почву привело к снижению суммарного содержания метаболитов ПАУ в 1,9 – 4,6 раз при загрязнении 400-1200 мкг/кг БаП, и в 2,8-4,4 раза при сочетанном загрязнении почвы CuO и БаП в высоких и сверхвысоких концентрациях. Приведены дополнительные материалы с результатами по проекту в виде таблиц (всего 48) и рисунков (всего 71). Материалы по проекту с информацией об опубликованных статьях размещены в СМИ и доступны по адресу: 1. https://indicator.ru/agriculture/naiden-sposob-snizit-toksichnost-zagryaznennykh-pochv-22-02-2020.htm?utm_source=inditg&utm_medium=social 2. https://nauka.tass.ru/nauka/7813259 3. https://www.gazeta.ru/science/news/2020/02/21/n_14067811.shtml 4. https://www.nkj.ru/news/38281/ Наука и жизнь

Аннотация результатов, полученных в 2020 году
По результатам многолетних мониторинговых исследований территории импактной зоны Новочеркасской ГРЭС (НчГРЭС) установлена динамика аккумуляции ПАУ и Cu в почве и в доминирующих видах дикорастущей травянистой растительности за период 2012-2020 гг. Наибольшее содержание поллютантов наблюдается на расстоянии до 5 км в северо-западном направлении от предприятия с максимумом на расстоянии 1,6 км от НчГРЭС. Выявлен устойчивый тренд увеличения содержания ПАУ, валового содержания и непрочно связанных (НС) соединений Cu в почвах со временем на площадках данного направления. Аналогичный тренд по содержанию ПАУ и Cu наблюдается для корневой части растений территории НчГРЭС, в связи с увеличением аккумуляции поллютантов в почве. Отмечается более низкая вариабельность содержания ПАУ в хемоземах (CV – 22-71%) по сравнению с почвами НчГРЭС (CV – 46-114%), что может свидетельствовать о процессах «старения» полиаренов. В составе индивидуальных соединений преобладают: фенантрен, флуорантен, бенз(b)флуорантен и БаП. Установлены общие черты и различия в поглощении Cu и ПАУ различными видами травянистых растений. Для растений семейства Мятликовые и Астровые характерен базипетальный тип накопления ПАУ. Содержание ПАУ в надземной части всех изучаемых растений на 30-60% ниже, чем в корнях. По отношению к Cu для растений семейства Мятликовые характерен базипетальный тип накопления (накопление Cu на 10-60% ниже, чем в корнях), а для растений семейства Астровые – акропетальный (на 10-30% Cu выше, чем в корнях). Растения обеих импактных зон образуют следующий убывающий ряд: тростник южный (Phragmites australis (Cav.) > мятлик луговой (Poa pratensis L.) > пырей ползучий (Elytrigia repens L.) > полынь австрийская (Artemisia austriaca Jack.) по устойчивости к загрязнению, характеризуемой коэффициентами накопления (КН) и акропетальным коэффициентом (АК), в целом. Факторный анализ показал, что тип и интенсивность выбросов источника загрязнения являются ведущими факторами накопления ПАУ и Cu в почвах и растениях. Помимо этого, на аккумуляцию и миграцию поллютантов в системе почва-растение оказывают влияние свойства почв, что отчетливо прослеживается для почв и растений импактной зоны НчГРЭС в отношении преобладающих 4-х кольчатых полиаренов. Для изучения деградации ПАУ и иммобилизации Cu в загрязненных почвах и ответных морфо-физиологических реакций растений и микроорганизмов проведены 2-х летние модельные вегетационные опыты. Установлено, что скорость деструкции БаП повышается с увеличением внесения содержания данного поллютанта в почву и снижается на второй год исследований. Доля непрочно связанных (НС) соединений Cu, внесенной в виде оксида, увеличивается по мере возрастания поллютанта в почве в течение 2-х лет после загрязнения. В модельном опыте с томатам (Solanum lycopersicum) снижение содержания ПАУ, а также возрастание доли НС соединений Cu наиболее выражено по сравнению с почвой модельного опыта с ячменем (Hordeum sativum distichum). На сочетанных вариантах загрязнения почвы БаП и Cu процесс деградации ПАУ замедляется, а подвижность Cu возрастает. Внесение биочара в загрязненные почвы способствует усилению деструкции и снижению содержания БаП, а также уменьшению подвижности соединений Cu. С использованием электронной микроскопии представлена морфология поверхности высокопористого сорбента – биочара, которая имеет анизотропное строение пор, представляющих из себя длинные цилиндрические полости. Показано, что уменьшение морфометрических показателей тест-культур происходит при увеличении содержания поллютантов в почве. Более выраженный токсический эффект на рост растений оказывает сочетанный характер загрязнения. Томат проявляет меньшую устойчивость к загрязнению почвы по сравнению с яровым ячменем. В течение двух лет после загрязнения БаП отмечается улучшение роста растений. При этом в вариантах с внесением Cu и сочетанным загрязнением сохраняется токсическое действие токсикантов на растения. Применение биочара в качестве сорбента способствует увеличению длин корней, высоты растений и урожайности. Выявлено, что высокие дозы загрязнения почвы Cu (10000 мг/кг) и БаП (1200 мкг/г), внесенных раздельно и совместно, влияют на анатомическое строение корней и листьев растений. Редуцирование эпиблемы и корового слоя, а также структурные изменения центрального цилиндра в корнях, нарушение упорядоченности клеток хлоренхимы, увеличение межклеточного пространства в листовой пластине и изменение в размерах клеток эпидермиса обнаружены у растений ячменя и томата. Наибольшие структурные изменения тканей и клеток растений зафиксированы на вариантах сочетанного загрязнения почвы. Пространственные перестройки и модификации энергообразующих органелл, дезорганизация мембранного аппарата в хлоропластах, изменения в количестве и размерах пластоглобул и другие ультраструктурные изменения в клетках тест-культур отмечены при воздействии высоких уровней раздельного и сочетанного загрязнения. Изучено влияние биочара на физические, химические и биологические свойства почв. При внесении биочара в незагрязненную почву часть показателей биологической активности демонстрировали повышение, а часть – снижались. Понижалась скорость обеих стадий нитрификационной активности, активность кислой и щелочной фосфатазы. Увеличивалась численность гетеротрофных бактерий, аминоавтотрофов, актиномицетов и плесневых грибов, уреазная, дегидрогеназная и каталазная активность почв, интенсивность почвенного дыхания. Внесение 2000 мг/кг и 10000мг/кг Cu оказывало выраженное негативное влияние практически на все исследуемые показатели. Действие БаП было более сложным: наблюдался прирост численности микроорганизмов, но одновременно значительно снижалась ферментативная активность и дыхание почвы. Максимальным токсический эффект был при сочетанном внесении поллютантов. Биочар оказывал положительный эффект при внесении в загрязненную Cu и БаП почву, приводя к повышению показателей биологической активности, в ряде случаев полностью устраняя негативные эффекты как в опыте с искусственным загрязнением, так и на хемоземе. Положительное действие биочара сохраняется в течение двух лет проведения эксперимента. Из почв с максимальным уровнем техногенного загрязнения выделены штаммы-деструкторы ПАУ, относящиеся к видам Ochrobactrum anthropi, Rhizobium pusense, Pseudomonas putida, Methylorubrum extorquens, Microbacterium paraoxydans, Rhodococcus erythropolis. Все штаммы демонстрировали устойчивость к действию меди до 50 ПДК. Разработана биогеохимическая модель трансформации ПАУ и Cu в системе почва-растения в зависимости от уровня и характера загрязнения поллютантами и доз внесения биочара в чернозем обыкновенный в условиях модельных опытов. Изучение процессов трансформации ПАУ основано на учете соотношений высоко- и низкомолекулярных ПАУ и скорости деградации (константе разложения) полиаренов в почве. Установлено, что внесение БаП в чернозем обыкновенный в условиях модельного опыта способствует увеличению доли 5-ти кольчатых соединений в суммарном содержании 16 ПАУ. Скорость деструкции полиаренов, особенно 5-ти кольчатых соединений, увеличивается с повышением дозы внесения БаП в почву. Процесс трансформации ПАУ в почве направлен в сторону разложения более ядерных соединений до менее ядерных. Присутствие Cu в почве являлось фактором, ограничивающим разложение 5-ти кольчатых углеводородов, однако данный эффект нивелировался в опыте с томатами. Внесение биочара значительно усиливало скорость деструкции полиаренов в почве за счет возрастания биологической активности почвы (пункт 2.3). что, в большей степени, отразилось на снижении доли наиболее опасных 5-ти кольчатых соединений ПАУ. Оценка трансформации соединений Cu в почве основана на учете группы НС соединений металла. Рассчитаны коэффициенты доступности (Кд) и коэффициент миграции (Км) Cu в почве с учетом соединений данной группы. Показана информативность используемых показателей на почвах с разным уровнем и видом загрязнения. Скорость процессов трансформации металла в почве зависит от степени загрязнения почв и дозы сорбента. Выявлено, что поступление Cu в почву и ее совместное внесение с БаП приводит к увеличению группы НС соединений металла. Это происходит в большей степени за счет роста обменных, и, преимущественно, комплексных форм металла. Внесение биочара способствует уменьшению НС соединений металла в почве. Эффективность действия сорбента возрастает с увеличением дозы его внесения в почву. С течением времени стабилизирующее действие сорбента усиливается за счет перехода форм металла из более подвижных в менее подвижные формы. Эффективность действия биочара на Cu-загрязненных почвах сохраняется и на вариантах сочетанного загрязнения с БаП. Установлено, что группа НС соединений металла является диагностической при определении уровня загрязнения почв и эффективности действия сорбентов и представляет собой континуальный ряд соединений, объединяемых единым направлением трансформации от менее устойчивых к более устойчивым. Выполнено метагеномное профилирование исследуемых почв импактной зоны со значительным уровнем техногенного загрязнения. Проведено выделение тотальной ДНК и секвенирование генов 16S рРНК. Установлена статистически значимая (p <0,05) отрицательная корреляция между индексами биоразнообразия (Shannon, Chao1) и суммарным содержанием ПАУ в почвах черноземной зоны и хемоземах. В исследуемых почвах преобладали актинобактерии, протеобактерии и фирмикуты. В почвах НчГРЭС часто встречались виды, известные как ПАУ-деструкторы: Rhodococcus erythropolis, Oerskovia turbata, Arthrobacter aurescens, A.polychromogenes, A. sulfonivorans, P. koreensis, P. brassicacearum, P. chlororaphis, P. stutzeri, P. putida. Виды Rhodococcus erythropolis и Pseudomonas putida выявлялись как в почвах вблизи НчГРЭС, так и в хемоземах оз. Атаманское. На основе данных профилирования были выбраны площадки для проведения полного метагеномного секвенирования. Последовательность выделенной тотальной ДНК была получена методом шотган-секвенирования с использованием системы NextSeq 500 (Illumina). Определены рода микроорганизмов, наиболее широко представленные в сообществах. Наибольшее количество последовательностей отмечено в образце незагрязненного чернозема (ООПТ «Персиановская степь»), а наименьшее - в хемоземе оз. Атаманское). Выполнен поиск известных генов, вовлечённых в катаболизм ПАУ, и на их основе составлена база данных. С помощью программы KEGG KO Mapper были выявлены метаболические пути, в которых принимают участие гены катаболизма ПАУ в исследуемых образцах почв - деструкция ПАУ (Ko00624) и деструкция этилбензола (Ko00642). Наибольшая доля генов катаболизма ПАУ соответствовала бактериям Azoarcus, Variovorax, Bordetella, Bradyrhizobium, Burkholderia, Chromobacterium. Полученные результаты приведены в дополнительных материалах в виде таблиц (52), рисунков (85). Всего за отчетных период опубликовано 31 научная работа, из них 14 статей в изданиях, индексируемых в Scopus и Web of Science, из которых 3 включены в 1 квартиль. Результаты представлены научному сообществу на 10 Международных и Всероссийской конференциях. Материалы по проекту с информацией об опубликованных статьях размещены в СМИ на сайтах: https://sfedu.ru/www2/web/press-center/news/63176, https://sfedu.ru/www2/web/press-center/news/65735.

Аннотация результатов, полученных в 2021 году
В условиях многофакторного модельного вегетационного опыта изучено действие и последействие биочара на на почвах, грязненных полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) и Cu как раздельно, так и совместно. Рассчитан период полуразложения (Т50) ПАУ при применении углеродистого сорбента. Показано, что за 3-х летний период проведения модельных вегетационных опытов наблюдается тенденция к снижению содержания непрочно связанных соединений Cu, а также содержания полиаренов в незагрязненном черноземе обыкновенном (контроль) модельных опытов. При внесении углеродистого сорбента в незагрязненную почву наблюдается усиление деструкции ПАУ, а также значительное снижении доли непрочно связанных соединений (НС) Cu, преимущественно за счет обменных и комплексных соединений металла. Увеличение уровня загрязнения почв бенз(а)пирена (БаП) и Cu приводит к изменению состава ПАУ и усилению подвижности металла, которое выражалось в увеличении НС соединений. Увеличение подвижности металла более выражено при сочетанном загрязнении. Сочетанное загрязнение снижает скорость естественной деструкции БаП в почве, при многолетнем их нахождении в почве. Так в хемоземе наблюдается большая доля высокомолекулярных соединений (до 80% от суммы ПАУ), что отражается на меньшей скорости деструкции полиаренов. К третьему году опыта Т50 БаП составляла 1847 дней. Внесение биочара в загрязненные почвы приводит к заметному снижению подвижности Cu в почве до уровня, близким к исходным значениям (контроль) при невысоком загрязнении. Ремедиации почв биочаром многократно усиливает скорость деструкции полиаренов, что особенно выражено в опыте с томатом. Вместе с тем содержание БаП в течение 3-х лет даже на варианте с более низкой дозой внесения не достигает контроля. На вариантах с хемоземом при внесении биочара также отмечено снижение подвижности Cu и увеличение деструкции БаП в течение 3-х лет проведения эксперимента, однако различия с незагрязненной почвой остаются существенными в течение всего срока проведения эксперимента. Содержание Cu и БаП в органах тест-культур увеличивается с уровнем содержания поллютантов в почве, при этом сочетанное загрязнение приводит к большему их накоплению в растениях. По мере накопления поллютантов растениями ухудшаются морфобиометрические характеристики ячменя и томата, особенно при сочетанном загрязнении. Томат проявляет меньшую устойчивость к поллютантам по сравнению с яровым ячменем. При высоких дозах внесения поллютантов в почву (2000 мг/кг, 10000 мг/кг Cu и 800 мкг/кг, 1200 мкг/кг БаП) генеративные органы у тест-культур отсутствуют. В вариантах опыта с внесением биочара аккумуляция поллютантов растениями уменьшается по мере снижения содержания ПАУ и Cu в почве. Во второй и третий год эксперимента внесение биочара в высоко загрязненную почву способствовало развитию генеративных органов ячменя. Однако в зерне выявлено превышение ПДК БаП (в 69-75 раз) и Cu (в 3,5 раза) и по морфобиометрическим характеристикам растения значительно уступают контрольным ячменю и томату. Более высокое содержание ПАУ в хемоземах приводит к большему накоплению их растениями. Выявлено влияние различных доз биочара на снижение биодоступности ПАУ и Cu растениям. Несмотря на снижение концентрации БаП в генеративных органах растений при внесении биочара, на третий год эксперимента содержание поллютанта превышает ПДК и составляет 87 мкг/кг для ячменя и 141 мкг/кг для томата. Изучено влияние биочара на физические, химические и биологические свойства почв. Установлено изменение гранулометрического состава происходит за счет соотношения твердофазных компонентов системы. В вариантах опыта с загрязнением Cu увеличивается количество илистой фракции, в то время как при внесении БаП и биочара – мелкой и средней пыли. В условиях загрязнения отмечается тенденция к уменьшению количества агрономически ценных агрегатов, снижается водопрочность структуры. Внесение биочара меняет характеристику структурного состояния с удовлетворительного на хорошее, увеличивает водопрочность и замедляет процесс высыхания почвы. Биочар увеличивает значение рН среды, влияет на состав обменных катионов, увеличивая значение данного показателя. Содержание органического вещества в условиях модельного опыта уменьшается, но при внесении биочара его разложение замедляется. При загрязнении почв значительно уменьшается потенциал биологической деструкции ПАУ и самоочищения почвы. Внесение биочара оказывало положительный эффект на загрязненную почву, приводя к повышению показателей биологической активности, в ряде случаев полностью устраняя негативные эффекты. Внесение биочара стимулировало активность дегидрогеназ, каталазы, кислой и щелочной фосфатаз, но не влияло на активность уреазы. Нитрификационная активность почв несколько повышалась к концу опыта на вариантах с внесением биочара, а также численность гетеротрофов и штаммов-деструкторов ПАУ. Из почв с максимальным уровнем техногенного загрязнения выделены штаммы-деструкторы ПАУ, относящиеся к видам Ochrobactrum anthropi, Rhizobium pusense, Pseudomonas putida, Methylorubrum extorquens, Microbacterium paraoxydans, Rhodococcus erythropolis. Все штаммы демонстрировали устойчивость к Cu. Изучено действие штаммов-деструкторов на скорость разложения ПАУ в почвах. С целью разработки эффективных методов микробной биоремедиации почв, загрязненных техногенными ПАУ и Cu, проведена серия модельных вегетационных экспериментов с выделенными или сконструированными ПАУ- трансформирующими штаммами. Дана оценка способности микроорганизмов образовывать биопленки на поверхности частиц сорбента с применением методов просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения. Визуальные наблюдения и морфометрический анализ показали, что на образце варианта биочара и шатаммов-деструкторвов ПАУ образование биопленки происходило более интенсивно, чем на образце биочара без добавления микроорганизмов. Таким образом, предполагается, что ПАУ-деградирующие микроорганизмы, вносимые в почву вместе с биочаром, активно его колонизируют. Доказана эффективность удаления полиаренов, а также снижения бионакопления поллютантов ячменем яровым при внесении биочара и штаммов-деструкторов ПАУ в хемоземе. При использовании наиболее эффективного способа ремедиации (хемозем + бактерии + биочар) прогнозируемый период полуразложения БаП значительно уменьшился и составил 139 дней. При внесении в хемозем бактерий и биочара наблюдалось усиление барьерных функций растения на границе раздела почва-корень и корень-стебель, выражающееся в снижении коэффициента накопления (КН) и акропетального коэффициента (АК), что привело к значительному снижению бионакоплению ПАУ и Cu в растениях. Всего за 3й год выполнения работ по проекту опубликована 21 научная работа, из них 5 статей в изданиях, индексируемых в Scopus и Web of Science, из которых 2 включены в 1 квартиль. Результаты представлены научному сообществу на 9 Международных и Всероссийской конференциях, где представлены 16 устных докладов с результатами работ по проекту. Приведены дополнительные материалы с результатами по проекту в виде таблиц (всего 21) и рисунков (всего 21). Материалы по проекту с информацией об опубликованных статьях размещены в СМИ на сайтах: sfedu.ru/news/65735.