CC BY
35
УДК 230 233:631
БИОЛОГИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОЧИСТКИ ГОРОДСКИХ ПОЧВ ОТ
ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ
BIOLOGICAL METHOD FOR CLEANING URBAN SOIL FROM HEAVY
METALS
Крекова Я.А., Рахимжанов А.Н. (Казахский научно-исследовательский институт лесного хозяйства и агролесомелиорации, г. Щучинск, РК) Соловьева М.В., Залесов С.В.
(Уральский государственный лесотехнический университет, г. Екатеринбург, РФ)
Krekova Ya.A., Rakhimzhanov A.N.
(Kazakh Research Institute of Forestry andAgroforestry, Shchuchinsk, RK)
Solovieva M.V., Zalesov S.V. (Ural State Forestry University, Yekaterinburg, RF)
Рассмотрены вопросы улучшения качества городских почв за счет вывоза листьев тополя бальзамического на специальные полигоны или на участки рекультивации нарушенных земель.
The issues of improving the quality of urban soils due to the export of balsam poplar leaves to special landfills or to areas of reclamation of disturbed lands are considered.
Ключевые слова: городские почвы, тяжелые металлы, тополь бальзамический (Populus balsamifena L.), почвенное плодородие
Key words: urban soils, heavy metals, balsam poplar (Populus balsamifena L.), soil fertility
Загрязнение воздуха и почв в крупных промышленных мегаполисах нередко приводит к тому, что даже в условиях лесопарков деревья сильно ослаблены и с увеличением возраста легко поражаются грибными инфекциями [1-3].
Древесные растения, произрастающие в условиях интенсивного антропогенного воздействия, в частности воздействия промышленных поллютан-тов, вынуждены адаптироваться к условиям окружающей среды. Установлено [4, 5], что, произрастая долгое время в экстремальных лесораститель-ных условиях, древесные растения вырабатывают комплекс адаптированных реакций, обеспечивающих их устойчивое произрастание. При этом следует учитывать, что изменение экологических условий может быть двух видов. Природные изменения, чаще всего происходят постепенно, и древесная растительность успевает выработать механизмы адаптации или использует уже сложившиеся адаптации, используемые растениями в сходных экстремальных лесорастительных условиях.
Антропогенные изменения при этом происходят чаще всего внезапно для растений, что усложняет возможности их адаптации. Последнее следует учитывать при проектировании лесоводственных мероприятий в насаждениях, испытывающих интенсивное антропогенное воздействие.
Известно [6, 7], что в условиях лесопарков крупных городов в почвах накапливается большое количество токсичных элементов, в частности тяжелых металлов. Кроме того, в воздухе содержится большое количество пыли,
что резко ухудшает как условия для населения, так и произрастающих растений. Зеленые насаждения являются биологическим фильтром нашего атмосферного воздуха, поскольку они задерживают 60-70% содержащейся в нем пыли. При этом большая часть пыли оседает на поверхности ассимиляционного аппарата. Другими словами, лесные экосистемы, изымая промышленные поллютанты из воздуха, вовлекают их в биохимический круговорот, переводя тем самым техногенное загрязнение на качественно другой уровень, не устраняя при этом их опасности.
Выполненные ранее исследования показали, что за вегетационный период, произрастающий вблизи цементного завода тополь черный (Populus nigra L.) задерживает 44 кг пыли, а тополь белый (Populus alba L.) - 34 кг.
Особенно эффективно использование для очистки воздуха и почвы тополя бальзамического (P. Balsamifera L.). Это листопадное дерево высотой до 30 м ранее произрастало в Северной Америке (Канада, США). На исторической родине тополь бальзамический произрастает в горной местности, поднимаясь на высоту до 1650 м над уровнем моря, и доживает до 150-200 лет. Особенностью тополя бальзамического является его морозостойкость и способность произрастать в условиях воздействия промышленных поллю-тантов. Важно, что тополь бальзамический способен поглощать и накапливать свинец, сернистый газ и двуокись серы. В пересчете на 10 кг сухой листовой массы тополь бальзамический поглощает 40 кг углекислоты.
Улавливая большое количество токсичных элементов тополь бальзамический в основном накапливает их в листьях. В условиях интенсивного загрязнения воздуха промышленными поллютантами 1 гектар тополя бальзамического в возрасте 50-55 лет способен накапливать в листьях в течение вегетационного сезона 44,71 кг кальция, 4,45 кг марганца, 15,08 кг железа, 3,354 кг меди, 11,08 кг цинка, 4,09 свинца и других химических элементов [8, 9]. Указанную особенность тополя можно успешно использовать для очистки почв городов от ионов тяжелых металлов. В конце лета и в начале осени для этого следует осуществлять сбор листьев и вывозку их на полигоны складирования. При этом складирование опавших листьев лучше всего осуществлять на участки нарушенных земель, проектируемых под лесохо-зяйственное направление рекультивации, где грунт характеризуется очень низким уровнем плодородия или таковое отсутствует. Проведение указанных работ позволит минимизировать загрязнение городских почв токсичными элементами и обеспечит формирование почвы на участках нарушенных земель.
Одновременно с листьями тополя бальзамического вывозу на полигоны складирования или на рекультивируемые участки подлежат также выкашиваемые в городских условиях травы, такие как мятлик луговой, пижма обыкновенная, лапчатка гусиная и др., которые в своих надземных частях также накапливают большое количество тяжелых металлов, в частности свинца.
Вынос питательных элементов с листьями тополя бальзамического и травянистыми растениями приводит к обеднению городских почв, что вызывает необходимость внесения органических и минеральных удобрений
для сохранения почвенного плодородия.
Выводы
1. Тополь бальзамический активно используется при озеленении городов и промышленных предприятий. Последнему способствует высокая устойчивость данного вида тополя к воздействию промышленных поллютан-тов.
2. В процессе роста тополь бальзамический активно поглощает из воздуха углекислый газ, сорбирует на своей поверхности пыль и накапливает в листьях токсичные соединения.
3. Способностью накапливать тяжелые металлы характеризуются также травянистые растения.
4. Для очистки городских почв от загрязнения, в частности тяжелыми металлами, рекомендуется сбор выкошенной в городских условиях и на территории промышленных предприятий травы и листьев тополя бальзамического с вывозом их на специальные полигоны.
5. Листья тополя бальзамического и выкошенную траву можно также вывозить на участки нарушенных земель, где планируется создание древесных насаждений. Последнее будет способствовать формированию почвы и увеличению ее плодородия.
Список используемых источников
1. Ставишенко И.В., Залесов С.В., Луганский Н.А., Кряжевских Н.А., Морозов А.Е. Состояние сообществ дереворазрушающих грибов в районе нефтегазодобычи // Экология, 2002.№ 3. С. 175-184.
2. Залесов С.В., Колтунов Е.В., Лапшевцев Р.Н. Основные факторы пораженности сосны корневыми и стволовыми гнилями в городских лесопарках // Защита и карантин растений, 2008. № 2. С. 56-58.
3. Залесов С.В., Колтунов Е.В. Корневые и стволовые гнили сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) и березы повислой (Betula pendula Roth.) в Нижне-Исетском лесопарке г. Екатеринбурга // Аграрный вестник Урала, 2009. № 1 (55). С. 73-75.
4. Бунькова Н.П., Залесов С.В. Рекреационная устойчивость и емкость сосновых насаждений в лесопарках г. Екатеринбурга. Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2016. 124 с.
5. Ставишенко И.В., Залесов С.В. Флора и фауна природного парка «Самаровский чугас». Ксилотрофные базидиальные грибы. Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2008. 104 с.
6. Залесов С.В. Состояние лесных насаждений, подверженных влиянию промышленных поллютантов ЗАО «Карабашмедь» и реакция их компонентов на проведение рубок обновления [Электронный ресурс] / Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2017. - http: // elar.usfeu.ru/handle/123456789/6620.
7. Колтунов Е.В., Залесов С.В., Демчук А.Ю. Корневые и стволовые гнили и состояние древостоев Шарташского лесопарка г. Екатеринбурга в условиях различной рекреационной нагрузки // Аграрный вестник Урала, 2011, № 8(87). С. 43-46.
8. Кулагин Ю.З. Древесные растения и промышленная среда. М.: Наука, 1974. 125 с.
9. Хайретдинов А.Ф., Залесов С.В. Введение в лесоводство. Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2011. 202 с.
