В статье описываются структура, динамика и основные проблемы системы контроля атмосферного воздуха в Российской Федерации с акцентом на региональную практику Кировской области. Проведён анализ законодательной базы экологического контроля, технической инфраструктуры, результатов по выбросам загрязняющих веществ (ЗВ) за период 2014–2024 гг. Для анализа состояния и перспектив развития системы контроля и мониторинга атмосферного воздуха использованы данные Роспотребнадзора, Гидрометеорологической службы России, материалы региональных экологических докладов за период 2014–2024 гг. «О состоянии окружающей среды Кировской области», законодательная и нормативно-правовая база по данному направлению. Проанализирован перечень загрязняющих атмосферный воздух веществ, отслеживаемых природоохранными органами региона, который составляет 103 компонента. Из них соединений I класса опасности – 10 (9,7 % общего количества отслеживаемых ЗВ), II класса – 32 (31,1 %), III класса – 40 (38,8 %), IV класса –18 (17,5 %), у трёх (2,9 %) соединений не установлен класс опасности. На автотранспорт приходится от 45 до 50 % выбросов ЗВ в атмосферный воздух, однако доля выбросов от мобильных источников постепенно снижается из-за роста числа газомоторных и электрических автомобилей. Общий уровень загрязнения атмосферного воздуха на территории Кировской области и областного центра г. Кирова остаётся низким по сравнению со средними по России. Предложены направления обновления системы мониторинга атмосферного воздуха в городской среде.
Ключевые слова: атмосферный воздух, экологический мониторинг, контроль загрязнения, город Киров, Кировская область, нормативно-правовая база
Список процитированных источников
1. Павлов Н.И., Кулеш М.М. Глобальные системы мониторинга окружающей среды и фоновый мониторинг // Вестник ДВГАЭУ. 2000. № 4 (16). С. 66–75.
2. Снытко В.А., Собисевич А.В. Система экологического мониторинга в научном наследии академиков И.П. Герасимова и Ю.А. Израэля // Индикация состояния окружающей среды: теория, практика, образование: труды пятой международной конференции. Москва: ООО «Буки-Веди», 2017. С. 393–397.
3. Израэль Ю.А., Филиппова Л.М., Инсаров Г.Э. Теоретические и прикладные аспекты фонового экомониторинга состояния биоты // Проблемы экологического мониторинга и моделирование экосистем. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. Т. 3. С. 7–24.
4. Сорока Н.Н. Региональный экологический мониторинг как специфический источник информации о состоянии окружающей среды в субъекте Российской Федерации // Вестник СИБИТа. 2015. № 1 (13). С. 47–51.
5. Ашихмина Т.Я., Сюткин В.М. Комплексный экологический мониторинг региона (на примере Кировской области). Киров: ВГПУ, 1997. 286 с.
6. Мотузова Г.В. Соединения микроэлементов в почвах: системная организация, экологическое значение, мониторинг. М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2009. 168 с.
7. Мониторинг природных сред и объектов / Под ред. Т.Я. Ашихминой. Киров: Старая Вятка, 2006. 251 с.
8. Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование / под ред. О.П. Мелеховой, Е.И. Егоровой. М.: Академия, 2007. 287 с.
9. Трифонова Т.А., Мищенко Н.В., Краснощёков А.Н. Геоинформационные системы и дистанционное зондирование в экологических исследованиях. М.: Академический Проект, 2020. 349 с.
10. Дроздов С.Л., Сладкопевцев С.А. Дистанционные методы оценки природных ресурсов (рельеф и почвы). М.: МИИГАиК, 2015. 178 с.
11. Ашихмина Т.Я., Кантор Г.Я., Тимонов А.С., Домнина Е.А., Дабах Е.В., Сырчина Н.В., Кондакова Л.В., Кутявина Т.И., Скугорева С.Г., Огородникова С.Ю., Рутман В.В., Кузнецов Д.А. Мониторинг атмосферного воздуха в районе предприятий по утилизации опасных промышленных отходов // Теоретическая и прикладная экология. 2023. № 1. С. 38–46. doi: 10.25750/1995-4301-2023-1-038-046
12. Абашев Т.Э., Ашихмина Т.Я., Хето М.Х. Сравнительная экологическая оценка техногенного воздействия на воздушный бассейн территории Кировской области // Теоретическая и прикладная экология. 2024. № 2. С. 35–47. doi:10.25750/1995-4301-2024-2-035-047
13. Giannakis E., Kushta J., Giannadaki D., Georgiou G.K., Bruggeman A., Lelieveld J. Exploring the economy-wide effects of agriculture on air quality and health: Evidence from Europe // Sci. Total Environ. 2019. V. 663. P. 889– 900. doi: 10.1016/j.scitotenv.2019.01.410
14. Khaniabadi Y.O., Daryanoosh S.M., Amrane A., Polosa R., Hopke P.K., Goudarzi G., Mohammadi M.J., Sicard P., Armin H. Impact of middle eastern dust storms on human health // Atmos. Pollut. Res. 2017. V. 8. P. 606–613. doi: 10.1016/j.apr.2016.11.005
15. Estimating the external costs of industrial air pollution: Trends 2012–2021: Technical note on the methodology and additional results from the EEA briefing 24/2023 [Электронный ресурс] https://www.eea.europa. eu/en/analysis/publications/the-costs-to-health-and-theenvironment-from-industrial-air-pollution-in-europe2024-update/technical-note_estimating-the-externalcosts-of-industrial-air-pollution-trends-2012-2021v2.pdf (Дата обращения: 16.08.2025).
16. Мельников П.А., Гусев Д.М., Селезнева К.В., Шашенко В.А. Особенности мониторинга атмосферного воздуха крупных городов с развитой промышленностью // Экология и промышленность России. 2024. Т. 28. № 2. С. 32–37. doi: 10.18412/1816-0395-2024-2-32-37
17. Ашихмина Т.Я., Мальцева Л.Г., Хайданова Е.В., Сырчина Н.В., Хето М.Х. Оценка загрязнения приземного слоя атмосферы городской среды // Теоретическая и прикладная экология. 2025. № 2. С. 72–85. doi: 10.25750/1995-4301-2025-2-072-085
18. О состоянии окружающей среды Кировской области в 2024 году: региональный доклад / Под общ. ред. Т.Э. Абашева. Киров, 2025. 195 с.
19. О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2023 году: государственный доклад. М.: Минприроды России; ООО «Интеллектуальная аналитика»; ФГБУ «Дирекция НТП»; Фонд экологического мониторинга и международного технологического сотрудничества, 2024. 707 с.
20. Сырчина Н.В., Пилип Л.В., Ашихмина Т.Я. Контроль запахового загрязнения атмосферного воздуха (обзор) // Теоретическая и прикладная экология. 2022. № 2. С. 26–34. doi: 10.25750/1995-4301-2022-2-026-034
21. О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2022 году: государственный доклад. М.: Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 2023. 368 с.
22. Сырчина Н.В., Пилип Л.В., Ашихмина Т.Я. Основные подходы к снижению запахового загрязнения окружающей среды предприятиями животноводства (обзор) // Теоретическая и прикладная экология. 2024. № 3. С. 6–19. doi: 10.25750/1995-4301-2024-3-006-019
Сведения о финансировании:
Работа выполнена в рамках государственного задания ИБ ФИЦ Коми НЦ УрО РАН по теме «Оценка состояния трансформированных экосистем подзоны южной тайги, методические подходы к их биоремедиации», номер государственной регистрации в ЕГИСУ № 125021402208-5.
Специфическими особенностями микроэлемента (МЭ) Se являются чрезвычайно низкие физиологические нормы потребления и узкий интервал между дефицитом и токсичностью. Недостаток селена в организме приводит к нарушению здоровья и сокращению продолжительности жизни. Основным источником Se для растений является почва, далее этот элемент передаётся по пищевым цепям. Концентрация Se в почвах обычно варьирует в пределах от 0,01 до 2,0 мг/кг при среднем глобальном значении 0,4 мг/кг. Большинство почв сельскохозяйственного назначения характеризуются выраженным дефицитом Se. Обогащение почв этим МЭ позволяет не только повысить содержание Se в сельскохозяйственной продукции, но и увеличить продуктивность агроценозов, снизить патогенную нагрузку на растения, повысить их стрессоустойчивость. Для обогащения почв могут найти применение Se-содержащие удобрения. Наиболее безопасными считаются удобрения, содержащие Se в виде органических соединений или биоформ, однако производство таких удобрений сопряжено с относительно высокими затратами. Чаще всего в качестве источника Se для растений применяют селенат натрия, его недостатком является высокая токсичность, ограничивающая возможность использования в сельском хозяйстве. Более безопасными считаются обогащённые Se комплексные удобрения. Производство и вывод на рынок доступных и эффективных Se-удобрений имеют большое социальное значение, однако технологические аспекты производства таких удобрений в научных публикациях не нашли должного отражения. Вопросы, касающиеся оптимальных норм внесения Se в почвы, до настоящего времени также не получили однозначного решения. В разных публикациях приводятся данные о достижении положительного эффекта при внесении от 4 до 200г Se на га под одну и ту же культуру. Дискуссионными являются вопросы, касающиеся оценки экологических рисков от масштабного использования Se-удобрений, однако в ряде публикаций приводятся сведения о том, что Se, благодаря образованию летучих соединений, не аккумулируется почвами и практически не мигрирует в подземные воды.
1. Yang L., Jiang Y., Wu H., Sun J., Huang X., Hong J., Zheng B., Zhu J. Metabolic functions and mechanisms of selenium, selenocysteine, and GPX4 mediated immune regulation through autophagy in solid tumors // Food Sci. Nutr. 2025. V. 13. No. 12. Article No. e71230. doi: 10.1002/fsn3.71230
2. Duntas L.H., Benvenga S. Selenium: an element for life // Endocrine. 2015. V. 48. No. 3. Р. 756–775. doi: 10.1007/s12020-014-0477-6
3. Aktaş İ., Bilgiç S. Human health and selenium // Ejons International Journal on Mathematic, Engineering and Natural Sciences. 2025. V. 9. No. 2. Р. 153–169. doi: 10.5281/zenodo.15761884
4. Rayman M.P. Selenium intake, status, and health: a complex relationship // Hormones. 2020. V. 19. No. 1. Р. 9–14. doi: 10.1007/s42000-001125-5
5. MR 2.3.1.0253-21. Norms of physiological needs for energy and nutrients for various groups of the population of the Russian Federation: methodological recommendations [Internet resource] https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/402716140/ (Accessed: 15.01.2026).
6. EFSA Panel on Nutrition, Novel Foods and Food Allergens (NDA); Turck D., Bohn T., Castenmiller J., de Henauw S., Hirsch-Ernst K.I., Knutsen H.K., Maciuk A., angelsdorf I., McArdle H.J., Peláez C., Pentieva K., Siani A., Thies F., Tsabouri S., Vinceti M., Aggett P., Crous Bou M., Cubadda F., Ciccolallo L., de Sesmaisons Lecarré A., Fabiani L., Titz A., Naska A. Scientific opinion on the tolerable upper intake level for selenium // EFSA J. 2023. V. 21. No. 1. Article No. e07704. doi: 10.2903/j.efsa.2023.7704
7. Belov M.A., Sindireva A.V. Assessment of selenium content in the soil–plant system in the forest-steppe and steppe zone of the Chelyabinsk region // Environment and Human: Ecological Studies. 2024. V. 14. No. 4. Р. 496–511 (in Russian). doi: 10.31862/2500-2961-2024-14-4-496-511
8. Sun W., Huang B., Zhao Y., Shi X., Darilek J.L., Deng X., Wang H., Zou Z. Spatial variability of soil selenium as affected by geologic and pedogenic processes and its effect on ecosystem and human health // Geochem. J. 2009. V. 43. No. 4. Р. 217–225. doi: 10.2343/geochemj.1.0019
9. Golubkina N.A., Papazyan T.T. Selenium in nutrition: plants, animals, humans. Moskva, 2006. 254 р. (in Russian).
10. Avtsyn A.P., Zhavoronkov A.A., Rish M.A., Strochkova L.S. Human microelementoses. Moskva: Meditsina, 1991. 496 р. (in Russian).
11. Shirshova T.I., Beshley I.V., Golubkina N.A. The content of selenium in soils of some regions of the Komi Republic // Proceedings of the Komi Science Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences. 2018. No. 2 (34). Р. 43–48 (in Russian).
12. Kamboj M., Bajpai S., Pandey G., Banic B.K. Effect of selenium and its compounds on human health // Trace Metals Selenium, Chromium and Vanadium: Chemistry, Biology and Human Health / Eds. Banic B.K., Bajpai S., Kamboj M., Pandey G. CRC Press, 2025. P. 169–197.
13. Goroshnikova G.A., Drozdova L.I., Belousov A.I. Features metabolic profile of cows in selene deficit zone // Agrarian Bulletin of the Urals. 2015. No. 3 (133). Р. 15–17 (in Russian).
14. Souza L.S.L., Campos R.O.,Braga J.S. Filho, Jesus J.D.S., Anunciação S.M., Cassemiro J.F.,Rende P.R.F., Hecht F., Ramos H.E. Selenium nutritional status and thyroid dysfunction // Arch. Endocrinol. Metabol. 2025. V. 69. No. 1. Article No. e230348. doi: 10.20945/2359-4292-2023-0348
15. Barchielli G., Capperucci A., Tanini D. The role of selenium in pathologies: an updated review // Antioxidants. 2022. V. 11. No. 2. Article No. 251. doi: 10.3390/antiox11020251
16. Medeiros D.M. Copper, iron, and selenium dietary deficiencies negatively impact skeletal integrity: A review // Exp. Biol. Med. 2016. V. 241. No. 12. Р. 1316–1322. doi: 10.1177/1535370216648805
17. Cardoso B.R., Cominetti C., Seale L.A. Selenium, human health and chronic disease // Front. Nutr. 2022. V. 8. Article No. 827759. doi: 10.3389/fnut.2021.827759
18. Raisbeck M.F. Selenosis // Vet. Clin. North Am. Food Anim. Pract. 2000. V. 16. No. 3. Р. 465–480. doi: 10.1016/s0749-0720(15)30081-5
19. Tinggi U. Selenium toxicity and its adverse health effects // Reviews in Food and Nutrition Toxicity. V. 4. / Eds. V.R. Preedy, R.R. Watson. CRC Press, 2005. Р. 29–56.
20. Lv Q., Liang X., Nong K., Gong Z., Qin T., Qin X., Wang D., Zhu Y. Advances in research on the toxicological effects of selenium // Bull. Environ. Contam. Toxicol. 2021. V. 106. No. 5. Р. 715–726. doi: 10.1007/s00128-020-03094-3
21. Temmerman L.D, Waegeneers N., Thiry C., Laing G.D., Tack F., Ruttens A. Selenium content of Belgian cultivated soils and its uptake by field crops and vegetables // Sci. Total Environ. 2014. V. 468–469.Р. 77–82. doi: 10.1016/j.scitotenv.2013.08.016
22. Hou X., Wang Z., Peng M. Selenium compounds and their bioactivities: molecular mechanisms and prospects for functional food and therapeutic applications // Plants. 2025. V. 14. No. 17. Article No. 2622. doi: 10.3390/plants14172622
23. Mangiapane E., Pessione A., Pessione E. Selenium and selenoproteins: an overview on different biological systems // Curr. Protein Pept. Sci. 2014. V. 15. No. 6. Р. 598–607. doi: 10.2174/1389203715666140608151134
24. Coppin F., Chabroullet C., Martin-Garin A., Balesdent J., Gaudet J.P. Methodological approach to assess the effect of soil ageing on selenium behaviour: first results concerning mobility and solid fractionation of selenium // Biol. Fertil. Soils. 2006. V. 42. No. 5. Р. 379–386. doi: 10.1007/s00374-006-0080-y
25. Vodyanitskii Yu.N. Standards for the contents of heavy metals and metalloids in soils // Eurasian Soil Sc. 2012. V. 45. P. 321–328. doi: 10.1134/S1064229312030131
26. Plemenkov V.V. Natural connections of selenium and health of men // IKBFU’s Vestnik. Series: Natural and Medical Sciences. 2007. No. 1. Р. 51–63 (in Russian).
27. Syrchina N.V., Bogatyryova N.N., Ashikhmina T.Ya., Kantor G.Ya. Tailings of enrichment of phosphorites of the Vyatka-Kama deposit as secondary material resources for the production of natural fertilizers // Theoretical and Applied Ecology. 2021. No. 2. Р. 107–114 (in Russian). doi: 10.25750/1995-4301-2021-2-107-114
28. Grigorev N.A. Distribution of chemical elements in the upper part of the continental crust. Yekaterinburg: Ural Branch of the RAS Publ., 2009. 190 р. (in Russian).
29. Sindireva A.V., Kotchenko S.G., Guryev N.E. Geochemical assessment of selenium content in the main types of soils of the Tyumen region // Problems of regional ecology. 2021. No. 3. Р. 32–38 (in Russian). doi: 10.24412/1728-323X-2021-3-32-38
30. El-Ramady H., Abdalla N., Alshaal T., Domokos-Szabolcsy É., Elhawat N., Prokich J., Sztrik A., Fári M., El-Marsafawy S., Shams M.S. Selenium in soils under climate change, implication for human health // Environ. Chem. Lett. 2015. V. 13. No. 1. Р. 1–19. doi: 10.11648/j.ijaas.20170301.11
31. Syrchina N.V., Pilip L.V. The effect of acidification on the sulfide hydrogen emissions in the organic waste of pig farms // Problems of regional ecology. 2021. No. 4. Р. 102–106 (in Russian). doi: 10.24412/1728-323X-2021-4-102-106
32. Saha U., Fayiga A., Sonon L. Selenium in the soil–plant environment: a review // Int. J. Appl. Agric. Sci. 2017.V. 3. No. 1. Р. 1–18. doi: 10.11648/j.ijaas.20170301.11
33. Fordyce F.M. Selenium deficiency and toxicity in the environment // Essentials of medical geology / Ed. O. Selenus. Dordrecht: Springer, 2012. Р. 375–416. doi: 10.1007/978-94-007-4375-5_16
34. Pan Z., He S., Li C., Men W., Yan C., Wang F. Geochemical characteristics of soil selenium and evaluation of Se-rich land resources in the central area of Guiyang City, China // Acta Geochim. 2017. V. 36. No. 2. Р. 240–249. doi: 10.1007/s11631-016-0136-0
35. Sindireva A.V., Golubkina N.A., Erdenetsogt E. An integrated approach to assessing the effect of selenium in the soil-plant system: methodological recommendations. Omsk: KAN Publ. Centre, 2022. 28 р. (in Russian).
36. Belov M.A., Sindireva A.V., Puzanov D.O., Veshkurtseva S.S. Selenium content in environmental objects and in the hair of the population in the territory of the Oktyabrsky district of the Khanty-Mansi Autonomous Okrug – Yugra // Proceedings of Voronezh State University. Series: Geography. Geoecology. 2025. No. 3. Р. 157–162 (in Russian). doi: 10.17308/geo/1609-0683/2025/3/157-162
37. Tan J., Zhu W., Wang W., Li R., Hou S., Wang D., Yang L. Selenium in soil and endemic diseases in China // Sci. Total Environ. 2002. V. 284. No. 1–3. Р. 227–235. doi: 10.1016/s0048-9697(01)00889-0
38. Cheng L., Nazir N., Li X., Zhang J., Zhu Y. Spatial distribution of surface soil selenium and its influencing factors in China: A literature-based analysis // Environ. Pollut. 2025. Article No. 126962. doi: 10.1016/j. envpol.2025.126962
39. Dinh Q.T., Wang M., Tran T.A.T., Zhou F., Wang D., Zhai H. Peng Q., Xue M., Du Z., Bañuelos G.S., Lin Z.Q., Liang D. Bioavailability of selenium in soilplant system and a regulatory approach // Crit. Rev. Environ. Sci. Technol. 2019. V. 49. No. 6. Р. 443–517. doi: 10.1080/10643389.2018.1550987
40. Winkel L.H.E., Vriens B., Jones G.D., Schneider L.S., Pilon-Smits, Bañuelos G.S. Selenium cycling across soil–plant–atmosphere interfaces: a critical review // Nutrients. 2015. V. 7. No. 6. Р. 4199–4239. doi: 10.3390/nu7064199
41. Roca-Perez L., Gil C., Cervera M.L., Gonzálvez A., Ramos-Miras J., Pons V., Bech J., Boluda R. Selenium and heavy metals content in some Mediterranean soils // J. Geochem. Explor. 2010. V. 107. No. 2. Р. 110–116. doi: 10.1016/j.gexplo.2010.08.00
42. Liu N., Wang M., Zhou F., Zhai H., Qi M., Liu Y., Li Y., Zhang N., Ma Y., Huang J., Ren R., Liang D. Selenium bioavailability in soil–wheat system and its dominant influential factors: A field study in Shaanxi province, China // Sci. Total Environ. 2021. V. 770. Article No. 144664. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.144664
43. Zhao C., Ren J., Xue C., Lin E. Study on the relationship between soil selenium and plant selenium uptake // Plant and Soil. 2005. V. 277. No. 1. Р. 197–206. doi: 10.1007/s11104-005-7011-9
44. El-Ramady H., Omara A.E.D.,El-Sakhawy T., Prokisch J., Brevik E.C. Sources of selenium and nano-selenium in soils and plants // Selenium and Nano-Selenium in Environmental Stress Management and Crop Quality Improvement / Eds. M.A. Hossain, G.J. Ahammed, Z. Kolbert, H. El-Ramady, T. Islam, M. Schiavon. Cham: Springer, 2022. Р. 1–24. doi: 10.1007/978-3-031-07063-1_1
46. Jacob C., Giles G.I., Giles N.M., Sies H. Sulfur and selenium: the role of oxidation state in protein structure and function // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 2003. V. 42. No. 39. Р. 4742–4758. doi: 10.1002/anie.200300573
47. Sharma V.K., McDonald T.J., Sohn M., Anquandah G.A.K., Pettine M., Zboril R. Biogeochemistry of selenium. A review // Environ. Chem. Lett. 2015. V. 13. No. 1. Р. 49–58. doi: 10.1007/s10311-014-0487-x
48. Zhang L., Fan J., Liang Q., Zhan T., Liu T., Wang G. Impact of land use changes on selenium distribution and bioavailability in Mollisol of Sanjiang Plain // Environ. Pollut. 2025. V. 376. Article No. 126374. doi: 10.1016/j. envpol.2025.126374
49. Fernández-Martínez A., Charlet L. Selenium environmental cycling and bioavailability: a structural chemist point of view // Rev. Environ. Sci. Biotechnol. 2009. V. 8. No. 1. Р. 81–110. doi: 10.1007/s11157-009-9145
50. Zhai H., Kleawsampanjai P., Wang M., Qi M., Liu Y., Liu N., Zhou F., Wang M., Liang D. Effects of soil moisture on aging of exogenous selenate in three different soils and mechanisms // Geoderma. 2021. V. 390. No. 9. Article No. 114966. doi: 10.1016/j.geoderma.2021.114966
51. Blaylock M.J., James B.R. Redox transformations and plant uptake of selenium resulting from root–soil interactions // Plant Soil. 1994. V. 158. No. 1. Р. 1–12. doi: 10.1007/BF00007911
52. Jiang Z., Wang Z., Zhao Y., Peng M. Unveiling the vital role of soil microorganisms in selenium cycling: a review // Front. Microbiol. 2024. V. 15. Article No. 1448539. doi: 10.3389/fmicb.2024.1448539
53. Wang Z., Huang W., Pang F. Selenium in soil–plant–microbe: a review // Bull. Environ. Contam. Toxicol. 2022. V. 108. No. 2. Р. 167–181.doi: 10.1007/s00128-021-03386-2
54. Germ M., Stibilj V., Kreft I. Metabolic importance of selenium for plants // European Journal of Plant Science and Biotechnology. 2007. V. 1. No. 10. Р. 91–97.
55. Kovalevich Z.S., Golovaty S.E. Accumulation of selenium in cereals grains when using different forms of selenium fertilizers // Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Agrarian series. 2010. No. 3. Р. 49–55 (in Russian).
56. Montanari S., Salinitro M., Simoni A., Ciavatta C., Tassoni A. Foraging for selenium: A comparison between hyperaccumulator and non-accumulator plant species // Sci. Rep. 2023. V. 13. No. 1. Article No. 10661. doi: 10.1038/s41598-023-37249-z
57. El Mehdawi A.F., Pilon-Smits E.A.H. Ecological aspects of plant selenium hyperaccumulation // Plant Biol. 2012. V. 14. No. 1. P. 1–10. doi: 10.1111/j.1438-8677.2011.00535.x
58. Lindblom S.D., Fakra S.C., Landon J., Schulz P., Tracy B.,Pilon-Smits E.A.H. Inoculation of Astragalus racemosus and Astragalus convallarius with selenium-hyperaccumulator rhizosphere fungi affects growth and selenium accumulation // Planta. 2013. V. 237. No. 3. Р. 717–729. doi: 10.1007/s00425-012-1789-5
59. Patharajan S., Raaman N. Influence of arbuscular mycorrhizal fungi on growth and selenium uptake by garlic plants // Arch. Phytopathol. Plant Prot. 2012. V. 45. No. 2. Р. 138–151. doi: 10.1080/03235408.2010.501166
60. Kaur T., Vashisht A., Prakash N.T., Reddy M.S. Role of selenium-tolerant fungi on plant growth promotion and selenium accumulation of maize plants grown in seleniferous soils // Water Air Soil Pollut. 2022. V. 233. No. 1. Article No. 17. doi: 10.1007/s11270-021-05490-9
61. Bandeira V.M., Pereira L.T., Cunha Sousa P.F., Alves A.F., de Sousa T.P., da Silva C.M., da Silva W.A., Machado D.C., Viana J.S., Araújo R.A. Increased yield of common bean during interaction between organic selenium and Trichoderma spp. // Revista Aracê. 2025. V. 7. No. 3. P. 13259–13270. doi: 10.56238/arev7n3-181
62. Golubkina N., Zamana S., Seredin T., Poluboyarino P., Sokolov S., Baranova H., Krivenkov L., Pietrantonio L., Caruso G. Effect of selenium biofortification and beneficial microorganism inoculation on yield, quality and antioxidant properties of shallot bulbs // Plants. 2019. V. 8. No. 4. Article No. 102. doi: 10.3390/plants8040102
63. Pilon-Smits E.A.H. Selenium in plants // Progress in Botany. V. 76 / Eds. U. Lüttge, W. Beyschlag. Cham: Springer, 2015. Р. 93–107. doi: 10.1007/978-3-319-08807-5_4
64. Van Hoewyk D., Garifullina G.F., Ackley A.R., Abdel-Ghany S.E., Marcus M.A., Fakra S., Ishiyama K., InoueE., Pilon M., Takahashi H., Pilon-Smits E.A.H. Overexpression of AtCpNifS enhances selenium tolerance and accumulation in Arabidopsis // Plant Physiol. 2005. V. 139. No. 3. Р. 1518–1528. doi: 10.1104/pp.105.068684
65. Ghosh D., Roy S. Role of selenium in agriculture under climate change // Selenium in sustainable agriculture: a soil to spoon prospective / Eds. D. Moulick, S. Choudhury. Cham: Springer, 2025. Р. 315–336. doi: 10.1007/978-3-031-93957-0_13
66. Sychev V.G., Aristarkhov A.N., Yakovleva T.A., Panasin V.I., Busygin A.S. Problem of selenium and its solution by agrochemical means. The current state of research on the problem of selenium in agroecosystems (report 1) // Plodorodie. 2015. No. 4. Р. 2–5 (in Russian).
67. Huang Q., Xu Y., Liu Y., Qin X., Huang R., Liang X. Selenium application alters soil cadmium bioavailability and reduces its accumulation in rice grown in Cd-contaminated soil // Environ. Sci. Pollut. Res. 2018. V. 25. No. 31. Р. 31175–31182. doi: 10.1007/s11356-018-3068-x
68. Li Y., Pei G., Zhang Y., Guan S., Lv Y., Li Z., Li H. Development and evaluation of selenium-enriched compound fertilizers for remediation of mercury-contaminated agricultural soil // Agronomy. 2025. V. 15. No. 8. Article No. 1842. doi: 10.3390/agronomy15081842
69. Pilip L.V., Syrchina N.V. Effect of meliorants on cadmium mobility in soils // Russian journal of applied ecology. 2023. No. 4. Р. 60–66 (in Russian). doi: 10.24852/2411-7374.2023.4.60.66
70. Pilip L.V., Syrchina N.V., Kuznetsov D.A. Livestock complexes as sources of environmental pollution with heavy metals (Cu, Zn) // Principles of the Ecology. 2023. No. 1. Р. 82–89 (in Russian). doi: 10.15393/j1.art.2023.13182
71. Guan Q. Selenium-Mediated Rhizosphere Blocking and Control Network: Multidimensional Mechanisms for Regulating Heavy Metal Bioavailability. 2026. doi: 10.20944/preprints202601. 0556.v1
72. Kaur S., Nayyar H. Selenium fertilization to salt-stressed mungbean (Vigna radiata L. Wilczek) plants reduces sodium uptake, improves reproductive function, pod set and seed yield // Sci. Hortic. 2015. V. 197. Р. 304–317. doi: 10.1016/j.scienta.2015.09.048
73. Ahmad R., Waraich E., Nawaz F., Ashraf M.Y., Khalid M. Selenium (Se) improves drought tolerance in crop plants – a myth or fact? // J. Sci. Food Agric. 2016. V. 96. No. 2. Р. 372–380. doi: 10.1002/jsfa.7231
74. Garousi F. Toxicity of selenium, application of selenium in fertilizers, selenium treatment of seeds, and selenium in edible parts of plants // Acta Univ. Sapientiae: Alimentaria. 2017. V. 10. No. 1. Р. 61–74. doi: 10.1515/ausal-2017-0004
75. Estarriaga-Navarro S., Goicoechea N., Plano D., Sanmartín C. Selenium biofortification: integrating one health and sustainability // J. Sci. Food Agric. 2026. V. 106. No. 4. Р. 1955–1967. doi: 10.1002/jsfa.70103
76. Gebreeyessus G.D., Zewge F. A review on environmental selenium issues // SN Appl. Sci. 2019. V. 1. Article No. 55. doi: 10.1007/s42452-018-0032-9
77. Ros G.H., van Rotterdam A.M.D., Bussink D.W., Bindraban P.S. Selenium fertilization strategies for bio-fortification of food: an agro-ecosystem approach // Plant Soil. 2016. V. 404. No. 1. Р. 99–112. doi: 10.1007/s11104-016-2830-4
78. Preda C., Vasiliu I., Bredetean O., Gabriela C.D., Ungureanu M.C., Leustean E.L., Grigorovici A., Oprisa C., Vulpoi С. Selenium in the environment: essential or toxic to human health? // Environmental Engineering & Management Journal (EEMJ). 2016. V. 15. No. 4. Р. 913–921. doi: 10.30638/eemj.2016.099
79. Ren X., Wang Y., Sun J, Liang K., Zhu H., Li Y., Gao J., Zhang Y., Huang S., Zhu D. Legal standards for selenium enriched foods and agricultural products: domestic and international perspectives // Nutrients. 2024. V. 16. No. 21. Article No. 3659. doi: 10.33390/nu16213659
80. Wang G., Bobe G., Filley S.J., Pirelli G., Bohle M.G., Davis T.Z., Bañuelos G.L., Hall J.A. Effects of springtime sodium selenate foliar application and NPKS fertilization on selenium concentrations and selenium species in forages across Oregon // Anim. Feed Sci. Technol. 2021. V. 276. Article No. 114944. doi: 10.1016/j.anifeed-sci.2021.114944
81. Ali F., Peng Q., Wang D., Cui Z., Huang J., Fu D., Liang D. Effects of selenite and selenate application on distribution and transformation of selenium fractions in soil and its bioavailability for wheat (Triticum aestivum L.) // Environ. Sci. Pollut. Res. 2017. V. 24. No. 9. Р. 8315–8325.doi: 10.1007/s11356-017-8512-9
82. Cartes P., Gianfreda L., Mora M.L. Uptake of selenium and its antioxidant activity in ryegrass when applied as selenate and selenite forms // Plant Soil. 2005. V. 276. No. 1. Р. 359–367. doi: 10.1007/s11104-005-5691-9
83. Loganathan P., Hedley M.J. Spatial and time-dependent patterns of selenium (Se) release from selected Se fertiliser granules // Aust. J. Soil Res. 2006. V. 44. No. 2. Р. 155–163. doi: 10.1071/SR05139
84. Xu X., Wang J., Wu H., Yuan Q., Wabg J., Cui J., Lin A. Effects of selenium fertilizer application and tomato varieties on tomato fruit quality: a meta-analysis // Sci. Hortic. 2022. V. 304. Article No. 111242. doi: 10.1016/j. scienta.2022.111242
85. Liu J., Qi W.Y., Chen H., Song C., Li Q., Wang S.G. Selenium nanoparticles as an innovative selenium fertilizer exert less disturbance to soil microorganisms // Front. Microbiol. 2021. V. 12. Article No. 746046. doi: 10.3389/fmicb.2021.746046
86. Gudkov S.V., Shafeev G.A., Glinushkin A.P., Shkirin A.V., Barmina E.V., Rakov I.I., Simakin A.V., Kislov A.V., Astashev M.E., Vodeneev V.A., Kalinichenko V.P. Production and use of selenium nanoparticles as fertilizers // ACS Omega. 2020. V. 5. No. 28. Р. 17767–17774. doi: 10.1021/acsomega.0c02448
87. Song J., Yu S., Yang R., Xiao J., Liu J.F. Opportunities for the use of selenium nanoparticles in agriculture // NanoImpact. 2023. V. 31. Article No. 100478. doi: 10.1016/j.impact.2023.100478
88. Fang Q., Liu Z., Wang K. Selenium nanoparticles vs selenite fertilizers: implications for toxicological profiles, antioxidant defense, and ferroptosis pathways // J. Agric. Food Chem. 2025. V. 73. No. 19. Р. 11634–11646. doi: 10.1021/acs.jafc.5c02034
89. Wang X., Hussain B., Xin X., Zou T., Huang X., Cheng L., Wu Z., Yang Y., Li Y., He Z., Lian J., White J.C., Yang X. Fate and physiological effects of foliar selenium nanoparticles in wheat // ACS Nano. 2025. V. 19. No. 23. Р. 21792–21806. doi: 10.1021/acsnano.5c05670
90. Zhang Z., Zhou T., Pan C., Li M., Wang J., Wang X., Wang S., Hu Z., SunR., Li D. Nanoselenium-driven reduction in chemical fungicide usage: Eco-safety enhancement in pepper Phytophthora capsici control // Pestic. Biochem. Physiol. 2025. V. 215. Article No. 106639. doi: 10.1016/j.pestbp.2025.106639
91. Quiterio-Gutiérrez T., Ortega-Ortiz H., Cadenas-Pliego G., Hernández-Fuentes A.D., Sandoval-Rangel A., Benavides-Mendoza A., Cabrera-de la Fuente M., Juárez-Maldonado A. The application of selenium and copper nanoparticles modifies the biochemical responses of tomato plants under stress by Alternaria solani // Int. J. Mol. Sci. 2019. V. 20. No. 8. Article No. 1950. doi: 10.3390/ijms20081950
92. Liu H., Zhang Y., Zhang L., Liu Y., Chen Y. Shi Y. Nano-selenium strengthens potato resistance to potato scab induced by Streptomyces spp., increases yield, and elevates tuber quality by influencing rhizosphere microbiomes // Front. Plant Sci. 2025. V. 16. No. 3. Article No. 1523174. doi: 10.3389/fpls.2025.1523174
93. Jia Y., Kang L., Wang P., Wu T., Fu X., Wan X., Huang T., Wei X., Wang X., Bi Y., Pan C. Application of nano-selenium and glutathione with pyrimethanil enhance cucumber resistance to Botrytis cinerea by boosting root secretion and recruiting beneficial microorganisms // Chem. Eng. J. 2025. V. 528. Article No. 172174. doi: 10.1016/j.cej.2025.172174
94. Garza-García J.J.O., Hernández-Díaz J.A., Zamudio-Ojeda A., León-Morales J.M., Guerrero-Guzmán A., Sánchez-Chiprés D.R., López-Velázquez J.C., García-Morales S. The role of selenium nanoparticles in agriculture and food technology // Biol. Trace Elem. Res. 2022. V. 200. No. 5. Р. 2528–2548. doi: 10.1007/s12011-021-02847-3
95. Xian L., Li Q., Li T., Yu L. Methylselenized glucose: an efficient organoselenium fertilizer enhancing the selenium content in wheat grains // Chin. Chem. Lett. 2023. V. 34. No. 5. Article No. 107878. doi: 10.1016/j.cclet.2022.107878
96. Qian R., Shen J., Yu L. Recent advances in agricultural selenium chemistry // J. Agric. Food Chem. 2026. V. 74. No. 4. P. 3283–3289. doi: 10.1021/acs.jafc.5c13028
97. Li J., Otero-Gonzalez L., Parao A., Tack P., Folens K., Ferrer I., Lens P.N.L., Du Laing G. Valorization of selenium-enriched sludge and duckweed generated from wastewater as micronutrient biofertilizer // Chemosphere. 2021. V. 281. Article No. 130767. doi: 10.1016/j.chemo-sphere.2021.130767
98. Wang D., Dinh Q.T., Anh Thu T.T., Zhou F., Yang W., Wang M., Song W., Liang D. Effect of selenium-enriched organic material amendment on selenium fraction transformation and bioavailability in soil // Chemosphere. 2018. V. 199. Р. 417–426. doi: 10.1016/j.che-mosphere.2018.02.007
99. El-Ghamry A., El-Khateeb A.Y., Mosa A.A., El-Ramady H.R. Bio-nano fertilizers preparation using a fully-automated apparatus: a case study of nano-selenium // Env. Biodiv. Soil Security. 2021. V. 5. Р. 171–183. doi: 10.21608/jenvbs.2021.88095.1139
100. El-Ghamry A., Mosa A.A., Alshaal T.A., El-Ramady H.R. Nanofertilizers vs. biofertilizers: new insights // Env. Biodiv. Soil Security. 2018. V. 2. No. 1. Р. 40–50. doi: 10.21608/jenvbs.2018.3880.1029
101. Sholkamy E.N., Abdelhamid M.A.A., Mekawy A.M.M., El-Sheekh M., Pack S.P. Nano-biofertilizer formulations for sustainable agriculture: potential and limitations // Plant–microbe interactions for environmental and agricultural sustainability / Eds. A. Pandey, K. Choure, M. El-Sheekh, A.N. Yadav. Cham: Springer, 2025. Р. 661–693.
102. Keskinen R., Räty M., Yli-Halla M. Selenium fractions in selenate-fertilized field soils of Finland // Nutr. Cycl. Agroecosyst. 2011. V. 91. No. 1. Р. 17–29. doi: 10.1007/s10705-011-9435-3
103. Alfthan G., Aspila P., Ekholm P., Eurola M., Hartikainen H., Hero H., Hietaniemi V., Root T., Salminen P., Venäläinen E.-R., Aro A. Nationwide supplementation of sodium selenate to commercial fertilizers: history and 25-year results from the Finnish selenium monitoring programme // Combating micronutrient deficiencies: food-based approaches. Wallingford UK: CABI, 2011. Р. 312–337. doi: 10.1079/9781845937140.0312
104. Mäkelä A.L., Näntö V., Mäkelä P., Wang W. The effect of nationwide selenium enrichment of fertilizers on selenium status of healthy Finnish medical students living in south western Finland // Biol. Trace Elem. Res. 1993. V. 36. No. 2. Р. 151–157. doi: 10.1007/BF02783174
105. Zapletalová A., Kolenčík M., Ducsay L., Varenyiova M., Vician T., Černý I., Bušo R. Approach to selenium application in different soil concentrations for encouraged yield, distribution, and biofortification of common buck-wheat seeds (Fagopyrum esculentum Moench) // Agriculture. 2025. V. 15. No. 8. Article No. 891. doi: 10.3390/agriculture15080891
106. Aristarkhov A.N., Busygin A.S., Yakovleva T.A. Efficiency of different application methods and rates of selenium fertilizers for spring wheat in the soil-climatic conditions of Northeastern Nonchernozemic zone // International agricultural journal. 2018. No. 2. Р. 38–44 (in Russian). doi: 10.24411/2587-6740-2018-12023
107. Curtin D., Hanson R., Lindley T.N., Butler R.C. Selenium concentration in wheat (Triticum aestivum) grain as influenced by method, rate, and timing of sodium selenate application // N. Z. J. Crop Hortic. Sci. 2006. V. 34. No. 4. Р. 329–339. doi: 10.1080/01140671.2006.9514423
108. Curtin D., Hanson R., Van Der Weerden T.J. Effect of selenium fertiliser formulation and rate of application on selenium concentrations in irrigated and dryland wheat (Triticum aestivum) // N. Z. J. Crop Hortic. Sci. 2008. V. 36. No. 1. Р. 1–7. doi: 10.1080/01140670809510216
109. Lyons G.H., Stangoulis J.C.R., Graham R.D. Tolerance of wheat (Triticum aestivum L.) to high soil and solution selenium levels // Plant Soil. 2005. V. 270. No. 1. Р. 179–188. doi: 10.1007/s11104-004-1390-1 110. De Feudis M., D’Amato R., Businelli D., Guiducci M. Fate of selenium in soil: a case study in a maize (Zea mays L.) field under two irrigation regimes and fertilized with sodium selenite // Sci. Total Environ. 2019. V. 659. Р. 131–139. doi: 10.1016/j. scitotenv.2018.12.200
Сведения о финансировании:
Работа выполнена в рамках государственного задания ИБ ФИЦ Коми НЦ УрО РАН по теме «Оценка состояния трансформированных экосистем подзоны южной тайги, методические подходы к их биоремедиации», ЕГИСУ № 125021402208-5.
Явление антибиотикорезистентности (АБР) микроорганизмов (МО) входит в число важнейших проблем современного здравоохранения. В настоящее время активно исследуются пути возникновения и распространения антибиотикорезистентных штаммов МО в различных условиях, включая природные среды. Полноценная оценка явления АБР невозможна без использования молекулярно-генетических методов, однако, если для этапа выделения суммарной ДНК МО из внешнесредовых проб предлагается достаточно большое количество специальных наборов реактивов, материалов и оборудования, то для амплификации последовательностей ДНК, готовых к использованию тест-систем в формате «из коробки», фактически не разработано. Вместе с тем разработаны и достаточно широко применяются коммерческие наборы, позволяющие амплифицировать ДНК антибиотикорезистентных штаммов МО в биологических пробах, взятых у человека (пациента). Целью данной работы была оценка возможности адаптации тест-систем, применяемых для выявления генов АБР у МО, полученных от человека, к выявлению генов АБР в образцах ДНК МО, выделенных из объектов окружающей среды (ОС). В ходе исследования было установлено, что лабораторные комплекты производства компании ООО НПФ «Литех» могут быть использованы для выявления генов АБР в образцах ДНК МО, полученных из почв и навозных стоков. В проанализированных с помощью тест-систем «Литех» образцах почв и навозных стоков обнаружены гены устойчивости к тетрациклинам (TetM), макролидам (ErmB, Mef) и цефалоспоринам (blaOXA10). Специфические гены АБР были выявлены на участках исследования, испытывающих биогенное загрязнение, и отсутствовали на фоновых участках. Полученные данные свидетельствуют о значительном загрязнении ОС антибиотикорезистентными МО в местах нахождения побочных продуктов животноводства и необходимости организации системы мониторинга явления АБР на данных объектах.
Функционирование современных птицеводческих предприятий сопровождается образованием значительного количества побочных продуктов, к числу которых относится куриный помёт (КП). Накопление помёта вблизи птицефабрик вызывает запаховое загрязнение селитебных территорий. Запахообразующие вещества (ЗОВ) образуются в процессе метаболизма непереваренных остатков корма разнообразными микроорганизмами, попадающими в помёт из кишечника кур и внешней среды. Основной вклад в формирование запаха вносят короткоцепочечные жирные кислоты, летучие соединения серы (H2S, тиоспирты, тиоэфиры и др.) и азота (NH3, биогенные амины и др.). В свежем КП доминируют такие бактерии, как Firmicutes, Proteobacteria, Bacteroidetes, Actinobacteria, а также грибы Mucor, Aspergillus, Penicillium, Fusarium. В процессе хранения или компостирования состав микробиоты существенно изменяется, в частности снижается количество Firmicutes и возрастает количество Actinobacteria. Трансформация микробного сообще-
ства сопровождается изменением запаха. Наиболее интенсивным запахом обладает свежий помёт. В настоящее время проводятся активные исследования, направленные на разработку методов дезодорации КП. Больший практический интерес вызывают методы, предполагающие применение микробиологических препаратов, регуляторов кислотности, натуральных сорбентов. Используемые в качестве дезодорантов материалы подавляют продуцирующую ЗОВ гнилостную микробиоту или устраняют неприятный запах за счёт деструкции, иммобилизации, маскировки ЗОВ. В условиях промышленной переработки КП в товарные формы удобрений более удобны химические и физико-химические методы дезодорации. К значительному снижению запаха КП приводит сочетанное воздействие извести (химический реагент) и глауконита (сорбент) с последующим высушиванием смеси. К недостаткам соответствующего метода следует отнести значительные потери азота (в форме NН3) при разложении солей аммония в щелочной среде. Для предотвращения эмиссии NН3 в атмосферу можно использовать технологию поглощения этого газа раствором кислоты (например, серной). Образующийся при этом сульфат аммония может найти применение в качестве азотного удобрения.
Функционирование современного промышленного животноводства сопровождается выбросами в окружающую среду широкого спектра запахообразующих веществ (ЗОВ), оказывающих негативное влияние на здоровье и качество жизни населения. Проблема защиты атмосферного воздуха от запахового загрязнения (ЗЗ) актуальна и практически значима. В данном обзоре даётся критическая оценка научных публикаций, посвящённых контролю ЗЗ, источниками которого являются животноводческие и птицеводческие предприятия. Рассматриваемые авторами методы контроля включают обработку навоза/помёта дезодорирующими материалами (реагентами, сорбентами, ферментами и др.); инокуляцию штаммами микроорганизмов; корректировку рационов животных; очистку воздуха от загрязняющих веществ; оптимизацию рассеивания ЗОВ; изоляцию источников ЗЗ; маскировку запаха. Ориентация сельского хозяйства на внедрение зелёных технологий усилила интерес к поиску экологически безопасных методов борьбы с запахом. К таким методам можно отнести применение растительных экстрактов, натуральных сорбентов, эффективных штаммов микроорганизмов, биофильтров, биоскрубберов, биогазовых установок, посадку защитных лесополос, способствующих поглощению пыли и дисперсии ЗОВ. Каждый метод контроля ЗЗ имеет свои преимущества и недостатки. Современные «зелёные» методы, позволяющие эффективно устранять запах на крупных предприятиях, требуют высоких инвестиционных и эксплуатационных затрат, что ограничивает их внедрение в практику, а относительно низкозатратные методы (применение реагентов, сорбентов, ароматизаторов, кормовых добавок) обычно недостаточно эффективны. Приемлемый результат можно получить за счёт комбинирования различных методов ограничения эмиссии ЗОВ. Стратегию контроля выбирают с учётом источника запаха, эффективности технологии в условиях конкретного хозяйства, а также соотношения затрат к получаемой экономической выгоде от внедрения технологии контроля запаха в практику.
Побочные продукты животноводства (ППЖ) – навоз, навозные стоки (НС) – широко используются в качестве органических удобрений. Основным недостатком соответствующих удобрений является высокое содержание несвойственных незагрязнённым природным средам микроорганизмов (МО), включая патогенные. Используемые в настоящее время естественные методы обезвреживания ППЖ позволяют существенно снизить риски переноса патогенных и условно-патогенных МО в удобряемую почву, но не исключают их полностью. В рамках настоящей работы было изучено влияние долговременного (более 7 лет) внесения обезвреженной жидкой фракции (ЖФ) свиных НС и НС крупного рогатого скота (КРС) на химический состав и санитарно-гигиеническое состояние почвы пахотных полей и заросших лесом участков, расположенных на расстоянии 500 м от границ полей. Выполненные исследования показали, что длительное внесение ЖФ привело к увеличению содержания органического вещества, подвижного фосфора, калия и серы, повышению суммы поглощённых оснований, снижению обменной кислотности в пашне по сравнению с прилегающими лесными участками, однако санитарное состояние и пашни, и прилегающих территорий значительно ухудшилось. Во всех пробах почвы было выявлено существенное увеличение общего микробного числа (ОМЧ) по сравнению с нормативными показателями. Особенно высокие значения ОМЧ были установлены в почве, удобряемой ЖФ навоза КРС. Соответствующая почва характеризовалась самым высоким содержанием органического вещества и нейтральной реакцией среды, что обеспечивало благоприятные условия для активного развития сапрофитной микробиоты. Во всех отобранных образцах почвы выявлено свежее фекальное загрязнение. Почвы характеризуются как сильно загрязнённые. В соответствии с показателями индекса БГКП (бактерии группы кишечной палочки), энтерококков и Clostridium perfringens почвы всех обследованных участков относятся к умеренно опасным. Более высокие значения соответствующих индексов выявлены в пашне, удобряемой ЖФ свиных НС, и на прилегающих к пашням территориях. В процессе санитарно-бактериологических исследований яйца гельминтов в почве не были обнаружены.
Для побочных продуктов животноводства (ППЖ), применяемых в качестве удобрений, характерны такие неблагоприятные экологические характеристики, как выбросы парниковых газов (N2O, СО2, СН4) и наличие специфической микробиоты, приводящей к биологическому загрязнению почвы и водных источников. Снижению отрицательного воздействия ППЖ на окружающую среду способствует обработка соответствующего отхода нитрапирином. В настоящее время нитрапирин используют в качестве стабилизатора азотных удобрений, снижающего потери азота за счёт прямого ингибирования нитрифицирующих бактерий, окисляющих аммонийный азот в нитратный. В результате выполненных исследований установлено, что внесение нитрапирина в норме 0,05 г/л в жидкую фракцию
свиных навозных стоков приводит к уменьшению эмиссии СН4 и СО2, а также снижению видового разнообразия и
численности условно-патогенных микроорганизмов, способствующих переносу генов антибиотикорезистентности в природные среды. Под влиянием нитрапирина количество таких микроорганизмов, как Klebsiella sp., Proteus spp., Bacteroides sp., Pseudomonas spp., Candida sp. сократилось на 2–4 порядка. Устойчивость к воздействию соответствующего реагента проявили только анаэробные бактерии рода Clostridium и аэробные плесневые грибы рода Aspergillus, численность которых в вариантах с добавкой нитрапирина практически не изменилась. Наиболее значительное снижение эмиссии СО2 (в 2–5 раз по сравнению с контролем) наблюдали в первые 3–4 дня после внесения нитрапирина. Эмиссия СН4 в вариантах с добавкой нитрапирина была ниже, чем в контроле на протяжении всего периода наблюдений (13 суток). Полученные экспериментальные данные можно использовать при разработке составов реагентов для улучшения микробиологических характеристик и снижения эмиссии парниковых газов из
систем сбора навозных стоков животноводческих предприятий.
Хранение извлекаемой из углеводородного сырья серы (S0) на открытых площадках (серных картах) приводит к загрязнению серы грунтом. Поскольку серо-грунтовая смесь (СГС) не пригодна для дальнейшей химической переработки, а разделение её на отдельные компоненты экономически не рентабельно, её отправляют на специализированные полигоны в качестве отхода IV класса опасности под названием «грунт, загрязнённый серой при ремонте ямы хранения серы, серных карт, серопроводов». Одним из вариантов использования соответствующего отхода без разделения его на отдельные компоненты может стать производство мелиорантов для щелочных засолённых почв. Выполненные исследования показывают, что внесение тонкоизмельчённой СГС в щелочную засолённую почву приводит к уменьшению содержания карбонатов и гидрокарбонатов, снижению рН, увеличению удельной электропроводности, повышению подвижности фосфора и калия, активному вытеснению катионов Nа+ из почвенного поглощающего комплекса (ППК) в раствор. Переход ионов из ППК в раствор значительно облегчает возможность удаления избытка солей из почвы методом промывания. Основной эффект от применения СГС проявляется в течение первых трёх недель после внесения мелиоранта и зависит от количества внесённой в почву серы. Мелиорирующее действие СГС обусловлено микробиологическими процессами окисления S0 до серосодержащих кислот. Внедрение технологии переработки СГС в мелиоранты позволит минимизировать количество складируемых на полигонах серосодержащих отходов и вывести на рынок бюджетный натуральный и эффективный агрохимикат для восстановления плодородия щелочных засолённых почв. Полученные результаты могут быть использованы в
качестве экспериментальной основы для разработки новых направлений переработки СГС в товарные продукты.
Разнообразные поверхностно-активные вещества (ПАВ) находят широкое применение в практике современного промышленного животноводства. В составе моющих средств и фармакологических ветеринарных препаратов ПАВ неизбежно попадают в навозные стоки (НС), что приводит к изменению свойств последних. Изучение влияния различных типов ПАВ на газовыделение и микробиоту жидкой фракции (ЖФ) НС выполняли на примере ПАВ с различной биоцидной активностью: лауретсульфата натрия – анионактивное ПАВ (АПАВ), оксида лаурилдиметиламина – неионогенное ПАВ (НПАВ) и бензалкония хлорида – катионактивное ПАВ (КПАВ). Исследования проводили в лабораторных условиях. Общее время наблюдений с момента внесения добавок в ЖФ (0,01 г на 1 л) составило 14 суток. Полученные результаты показали, что под влиянием ПАВ изменяется динамика выделения парниковых газов (СН4 и СО2 ) и запахообразующих веществ (H2S, NH3 , меркаптанов), а также состав микробиоты биоплёнок и бактериопланктона. Динамика выделения CН4 отличается от динамики выделения других газов. Применение КПАВ приводит к постепенному увеличению эмиссии CН4 через неделю после внесения, что может быть связано с повышением проницаемости цитоплазматических мембран метаногенных архей, отличающихся повышенной устойчивостью к воздействию химических веществ. Внесение в ЖФ различных типов ПАВ оказывает различное влияние на динамику выделения запахообразующих веществ, при этом период активной эмиссии меркаптанов становится более продолжительным. В варианте эксперимента с добавкой НПАВ наблюдалось наиболее высокое содержание этилмеркаптана. Существенных различий в воздействии низких концентраций различных ПАВ на микробиоту ЖФ выявлено не было, однако по комплексу показателей добавка АПАВ оказала более выраженное бактериостатическое воздействие. Наиболее толерантными к воздействию всех типов ПАВ оказались клостридии, занимающие доминирующее положение в составе микробиоты биоплёнок и бактериопланктона. Второе место по численности в биоплёнках ЖФ занимали грибы.
По материалам инженерно-экологических изысканий на проектирование производственно-технического комплекса (ПТК) «Марадыковский» по обработке, утилизации и обезвреживанию отходов I и II классов опасности сделан анализ расчётных выбросов загрязняющих веществ (ЗВ) в атмосферный воздух, в перечень которых входит 49 веществ различной химической природы и степени опасности. Проведено ранжирование ЗВ по величине критерия опасности этих веществ, учитывающего их токсичность и объёмы выброса в атмосферу. По полученным данным в программу экологического мониторинга атмосферного воздуха рекомендуется включить 22 приоритетных показателя. Кроме общепромышленных ЗВ (оксиды серы, азота, углерода, взвешенные вещества), к ним отнесены специфические ЗВ, характерные для предприятий по утилизации и обезвреживанию опасных промышленных отходов – это диоксины, бенз[а]пирен, оксиды кадмия, меди, никеля, свинца, алюминия, цинка, железа(III), ртути, а также аммиак, газообразные соединения фтора, хлороводород, циановодород. Предложено включить в программу мониторинга атмосферного воздуха мониторинг снежного покрова и показатели отклика биоты на техногенное атмосферное воздействие. Разработана карта-схема сети и предложен регламент проведения экологического мониторинга атмосферного воздуха.
Ключевые слова: мониторинг атмосферного воздуха, утилизация и обезвреживание промышленных отходов, приоритетные загрязняющие вещества
Крупные промышленные свинокомплексы являются источником биологического загрязнения пахотных земель, расположенных вблизи данных предприятий, в результате внесения больших объёмов жидкой фракции навозных стоков. Утилизация указанных биогенных отходов является серьёзной экономической и экологической проблемой. Исследование посвящено изучению влияния жидкой фракции навозных стоков свиноферм на санитарное состояние пашни по данным агрохимического и микробиологического исследования образцов почвы. В ходе исследования выявлено, что регулярное внесение свиных навозных стоков в пашню (на протяжении 5 лет) привело к существенному повышению содержания
подвижных форм фосфора и калия; отмечена выраженная тенденция к накоплению меди и цинка в пахотном горизонте почвы, а также зарегистрированы высокие значения общего микробного числа, индекса бактерий группы кишечной палочки, энтерококков и Clostridium perfringens. В значительных количествах обнаружены сальмонеллы, в том числе патогенные, и термофильные бактерии. Кроме того, свиные навозные стоки являются потенциальными источниками попадания в почву
сельскохозяйственных угодий, а также сопряжённых территорий бактерий E. coli, C. perfringens, Proteus spр., Clostridium spр., Salmonella enteritidis, грибов Alternaria alternate, Botrytia cinerea, дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Недостаток внимания к экологическому мониторингу территорий, прилегающих к животноводческим предприятиям, может привести к химическому и биологическому загрязнению окружающей среды широким спектром поллютантов, присутствующих в навозных стоках, а интенсификация развития отрасли промышленного свиноводства ускорит данный процесс.
В результате выполненных исследований установлено, что систематическое внесение значительных объёмов жидкой фракции (ЖФ) навозных стоков в пашню приводит к существенной трансформации физико-химических свойств агрозёмов. Под влиянием ЖФ в пахотном горизонте значительно повышается содержание подвижных форм фосфора (до 980–1170 мг/кг), обменного калия (до 860 мг/кг), органического вещества, снижается кислотность.
Жидкая фракция навозных стоков крупного рогатого скота (КРС) способствует более выраженному повышению рНКСl и более интенсивному накоплению органического вещества, чем ЖФ свиных навозных стоков, что, возможно, обусловлено разным химическим составом навоза. Навоз КРС содержит больше соединений Ca и Mg, способствующих снижению кислотности, а также лигнина и клетчатки, приводящих к накоплению в почве гумуса. Концентрации всех изученных тяжёлых металлов (ТМ) в почве пашни не превышали значения, характерные для агрозёмов Кировской области. Вместе с тем, содержание валовых и подвижных форм Cu, Cd и Pb в обследуемых агрозёмах оказалось выше, чем на фоновых территориях. Количество ТМ в стеблях кукурузы не превышало обычное содержание этих элементов в растениях незагрязнённых территорий. Индексы аккумуляции всех изученных ТМ, кроме Cu, были существенно выше при выращивании растений на кислых почвах. Возможной причиной повышенной биодоступности Сu для растений в нейтральных почвах может быть образование растворимых хелатных комплексов меди. Результаты исследований свидетельствуют о глубокой трансформации агрохимических свойств агрозёмов под влиянием ЖФ. Для предотвращения загрязнения окружающей среды в районе размещения животноводческих комплексов необходимо совершенствование действующей системы утилизации отходов животноводства и внедрение технологий, позволяющих транспортировать отходы на более значительные расстояния.
Контроль запахового загрязнения (ЗЗ) воздуха представляет сложную аналитическую проблему. Обычное газоаналитическое оборудование можно использовать для выявления и измерения концентрации отдельных запахообразующих веществ (ЗОВ) в воздухе, но констатировать наличие или отсутствие запаха на основании показаний соответствующих приборов практически невозможно. Это обусловлено субъективным восприятием запахов, сложным многокомпонентным составом ЗЗ, эффектами синергизма, маскировки, нейтрализации, проявляющимися при сочетанном воздействии различных ЗОВ на обонятельную систему человека. В настоящее время для измерения концентрации запаха применяется ольфактометрический метод, в котором в качестве сенсоров используется группа экспертов. Концентрация запаха, измеренная ольфактометрическим методом, выражается в единицах запаха на кубический метр (ЕЗ/м3). Результаты ольфактометрических исследований могут быть использованы для установления нормативов ЗЗ. Кроме инструментальных методов для контроля ЗЗ находят применение и методы, не требующие специального приборного оснащения. К таким методам можно отнести опросы населения, анализ жалоб на ЗЗ, а также метод гражданской науки. Опыт различных стран свидетельствует о том, что нормативные акты, направленные на контроль и минимизацию ЗЗ, могут быть установлены на региональном уровне. Такой подход позволяет максимально полно учесть социально-экономические особенности конкретных территорий и оптимизировать затраты бюджета и предприятий – источников ЗОВ на реализацию мероприятий по защите окружающей среды и населения от ЗЗ.
Ключевые слова: запаховое загрязнение, атмосферный воздух, ольфактометрия, восприятие запахов, анализ запаха, контроль запахов
Казанский национальный исследовательский технологический университет
Предложена технология комплексной переработки фосфоритовой руды Вятско-Камского фосфоритоносного бассейна в фосфорные удобрения. Основными минеральными компонентами руды являются фторкарбонатапатит, глауконит и кварц. Предлагаемая технология включает разделение руды на концентрат (содержание Р2О5 ≥ 20%) и хвосты обогащения ‒ эфеля (содержание Р2О5 не менее 6%) с последующей переработкой концентрата в термофосфат, а эфелей ‒ в бюджетные гранулированные органоминеральные РКS-удобрения (ОМУ). Термофосфат получали методом спекания смеси концентрата с щелочными отходами нефтехимического синтеза, содержащими Nа2CO3 и/или NаОН. В полученном таким образом продукте фосфор находится в форме ренанита (NaCaРО4), хорошо растворимого в слабых кислотах и пригодного для использования в качестве эффективного Р-удобрения на кислых почвах. Органоминеральные удобрения готовили методом гранулирования смеси эфеля и сероторфяной суспензии (СТС). Для получения СТС использовали газовую серу (отход очистки природного газа) и торф высокой степени разложения. Основное назначение серы в составе ОМУ – перевод фосфатов в более растворимые формы (гидрофосфаты) за счет H2SO4, образующейся при окислении S почвенными микроорганизмами. ОМУ пригодно для применения на любых типах почвы. Установлено, что внесение термофосфата и ОМУ приводит к существенному повышению содержания подвижных форм фосфора. Оба удобрения оказывают положительное воздействие на развитие растений. К основным достоинствам предлагаемой технологии следует отнести повышение коэффициента полезного использования добываемых фосфоритов и возвращение в экономический оборот трёх видов отходов: эфеля, газовой серы, щелочных шламов нефтехимического синтеза.
Железосодержащие промышленные отходы (Fe-отходы) могут найти применение в качестве вторичных сырьевых ресурсов для получения железооксидных пигментов (ПЖО). Базовую основу ПЖО составляют гематит Fe2O3 (красный цвет), гётит FeOOH (жёлтый цвет), магнетит Fe3O4 (чёрный цвет). Для переработки в ПЖО пригодны пиритные огарки, отработанные железооксидные катализаторы, отходы синтеза пигментного TiO2, кислые шахтные воды, шламы газоочистки конверторного производства, отходы переработки бокситов в глинозём, отработанные травильные растворы и др. К основному потребителю ПЖО относится строительная промышленность. Широкая цветовая гамма, устойчивость к воздействию солнечного света, атмосферных факторов, щелочей и слабых кислот, благоприятные гигиенические характеристики позволяют использовать ПЖО в качестве наполнителей для окрашивания бетона, кирпича, тротуарной плитки, черепицы в различные оттенки красного, жёлтого, оранжевого, коричневого цветов. Цветовая гамма ПЖО может быть расширена за счёт включения в их состав некоторых добавок: оксидов различных металлов, органических хромофоров и др. Для переработки Fe-отходов в пигменты могут использоваться классические технологические процессы Лаукса и Пеннимана, методы осаждения и термического разложения, а также широкий спектр упрощённых технологических решений, основанных на прокаливании богатых железом соединений. Пигменты, получаемые классическими методами, отличаются стабильным составом и более высоким качеством, чем пигменты, получаемые упрощёнными способами. К достоинствам последних следует отнести минимальное количество образующихся вторичных отходов, невысокие затраты на внедрение технологий в практику, умеренную стоимость получаемых ПЖО. Общим недостатком классических и предлагаемых упрощённых технологических решений является недостаток внимания к вопросам утилизации образующихся вторичных отходов. Рациональное решение соответствующей проблемы позволит успешно реализовать комплексный подход к переработке сырьевых ресурсов и вернуть в экономический оборот тысячи тонн складированных на полигонах Fe-отходов.
Ключевые слова: железосодержащие отходы, пигменты для бетона, железооксидные пигменты, технология железооксидных пигментов
Современное промышленное животноводство является серьезным источником химического и биологического загрязнения окружающей среды. Особую экологическую опасность представляют навоз животных и навозные стоки в период их накопления и хранения до момента утилизации или внесения в почву. Процессы микробиологической деструкции этих отходов приводят к образованию широкого спектра загрязняющих веществ, в том числе парниковых газов, аммиака, токсичных соединений серы и др. Одним из наиболее простых способов снижения микробиологической активности является подкисление навозных стоков. В результате выполненных экспериментальных исследований установлено, что обработка навозных стоков свиноферм раствором отходной серной кислоты до рН 5,3 приводит к уменьшению количества микроорганизмов в соответствующем отходе в 2,2 раза на 7-е сутки и в 7,8 раза на 14-е сутки эксперимента по сравнению с контрольным (неподкисленным) вариантом. Подкисление приводит к исчезновению Staphylococcus aureus и Proteus spр., а также резкому снижению численности Peptostreptococcus sp. и Peptoniphilus sp. в опытных образцах. Внедрение технологии подкисления навозных стоков на крупных свинокомплексах позволит улучшить санитарно-эпидемиологическую и экологическую обстановку в местах их размещения.