CC BY
76
УДК 504.5:633.529.57 Ю.И. Поташева
Поташева Юлия Игоревна родилась в 1976 г., окончила в 2000 г. Архангельский государственный технический университет, аспирант кафедры лесных культур и ландшафтного строительства АГТУ. Имеет 3 печатные работы по проблеме экологической оценки состояния сосновых фитоценозов, расположенных в зоне действия выбросов автомобильного транспорта.
СОДЕРЖАНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ХВОЕ СОСНОВЫХ НАСАЖДЕНИЙ, НАХОДЯЩИХСЯ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ВЫБРОСОВ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА
Изучено содержание тяжелых металлов в двухлетней хвое сосновых насаждений, расположенных вдоль автодороги Архангельск - Москва. В зоне действия выбросов транспорта отмечено загрязнение, особенно свинцом и кадмием. По мере удаления от дороги содержание металлов в хвое снижается.
Ключевые слова: автомобильный транспорт, отработавшие газы, сосновые насаждения, тяжелые металлы.
Известно влияние тяжелых металлов на окружающую среду [2]. По токсичности выделяют наиболее опасную группу: свинец, ртуть, кадмий, мышьяк, медь, цинк, хром, никель. Они проявляют накопительное действие. Избыточная концентрация тяжелых металлов подавляет метаболические процессы в растениях, тормозит их развитие, снижает продуктивность.
Одним из основных источников загрязнения окружающей среды токсичными веществами, в том числе тяжелыми металлами, является автомобильный транспорт. Химический состав газов, образующихся при сжигании топлива, зависит от его вида и качества, технологии производства, способа сжигания и технического состояния двигателя [4]. Кроме того, при движении автомобилей изнашиваются автомобильные шины и истираются дорожные покрытия. Воздух возле автомагистралей насыщается токсичными веществами в виде ионов или в составе аэрозолей. Компоненты отработавших газов и продуктов износа перемещаются воздушными потоками на прилегающую территорию, оседая на поверхности почвы и растениях.
Исследователи неоднократно отмечали повышение концентрации тяжелых металлов в различных органах растений по мере приближения к источнику выбросов. Их содержание в хвое и листьях может служить индикатором загрязнения окружающей среды [1].
Цель настоящей работы - оценить содержание тяжелых металлов в хвое сосновых насаждений, прилегающих к автодороге М-8 (Архангельск -Москва). Для исследования были подобраны 6 пробных площадей (IIII) в черничном и лишайниковом типах леса. IIII № 1, 2 и 3 заложены на 20-м, IIII № 4, 5 и 6 - на 241-м километре автодороги; IIII № 1, 2 и 4, 5 - попарно с учетом розы ветров, с наветренной и подветренной сторон дорожной
■ А
Таблица 1
Таксационная характеристика насаждений
Состав Средний Средняя Класс Класс
№ ПП древостоя диаметр, высота, Полнота бонитета возраста
см м
1 7С2Б1Ос 9,0 11,8 0,9 III III
2 8С2Б 9,4 12,2 0,8 III III
3к 8С2Б 7,7 11,0 0,8 III III
4 10С 15,3 16,4 0,7 IV IV
5 10С 12,7 12,4 0,7 IV IV
6к 10С 15,6 15,2 0,7 IV IV
просеки. Контролем служили 1111 № 3к и 6к, удаленные от дорожной трассы на расстоянии 1000 и 350 м. Краткая характеристика древостоев на пробных площадях представлена в табл. 1.
Образцы двухлетней хвои для химического анализа отбирали в вегетационный период в конце июня - начале июля. С 5 ... 10 здоровых деревьев диаметром, близким к среднему для древостоя, срезали секатором по 3 . 5 веток первого порядка со стороны дороги. Образцы собирали на различных расстояниях от бровки дорожного полотна. В изучаемый ряд включали свинец, кадмий, цинк, медь как наиболее характерные выбросы автотранспорта.
Содержание тяжелых металлов в хвое определяли при поддержке гранта 021 в аккредитованной испытательной лаборатории почв, кормов, сельскохозяйственной и пищевой продукции ФГУ САС «Архангельская» с использованием атомно-абсорбционного спектрометра-5М [3]. Полученные результаты химического анализа представлены в табл. 2.
Для оценки содержания тяжелых металлов в двухлетней хвое сосновых древостоев, находящихся под воздействием выбросов автомобильного транспорта, а также степени загрязнения атмосферного воздуха возле автомагистрали сопоставляли фоновые (контрольные) значения на пробных площадях с содержанием тяжелых металлов в хвое насаждений, прилегающих непосредственно к дорожной трассе.
Больше всего загрязнителей отмечено на ПП 1, расположенной с правой стороны дороги М-8, или к западу от нее. Содержание тяжелых металлов в хвое сосны превысило фоновое значение по свинцу на 138,5 ... 15,4, кадмию - на 178,9 ... 10,5, цинку - на 86,4 ... 20,1, меди - на 23,1 ... 17,9 %. Несколько меньше металлов в хвое на ПП 2, расположенной по левую сторону дороги, или к востоку от нее. Превышения над контрольными показателями составили: по свинцу - 110,3 ... 10,3, кадмию - 123,7 ... 10,5, цинку - 70,9 ... 9,0, меди - 18,8 ... 3,1 %. На ПП 1 тяжелых металлов в хвое больше, чем на ПП 2, по свинцу превышение составило 11,6, кадмию - 12,9, цинку - 8,5, меди - 8,2 %.
Таблица 2
Содержание тяжелых металлов в двухлетней хвое сосны
Тип леса Расстояние от дороги, м Тяжелые металлы, мг/кг
Свинец Кадмий Цинк Медь
ЛЛ 1
Сосняк черничный 10 0,93 0,106 65,60 2,82
50 0,92 0,062 49,26 2,81
100 0,45 0,042 42,29 2,70
И 2
10 0,82 0,085 60,17 2,72
50 0,81 0,059 46,33 2,62
100 0,43 0,042 38,36 2,36
Контроль, И 3
1000 0,39 0,038 35,20 2,29
И 4
Сосняк 10 0,68 0,069 45,70 2,60
лишайниковый 50 0,57 0,067 41,16 2,37
100 0,41 0,055 37,36 2,19
И 5
10 0,66 0,059 42,34 2,41
50 0,43 0,058 37,98 2,26
100 0,40 0,053 35,42 2,12
Контроль, И 6
350 0,32 0,045 34,49 2,00
Схожая картина просматривается и в лишайниковом типе леса. Наибольшее содержание токсичных элементов в хвое оказалось на III! 4, расположенной по правую сторону дороги Архангельск - Москва, или к югу от нее. Оно превысило фоновое значение по свинцу на 112,5 ... 28,1, кадмию - на 53,3 ... 22,2, цинку - на 32,5 ... 8,3, меди - на 30,0 ... 9,5 %.
Несколько меньше металлов на III! 5, расположенной слева от дороги, или к северу от нее: свинца -10,0; кадмия - 12,3; цинка - 7,3; меди -5,7 %. ^евышения над контрольными показателями на И 5 составили: по свинцу - 106,3 ... 25,0, кадмию - 31,1 ... 17,8, цинку - 22,8 ... 2,7, меди -20,5 . 6,0 %.
^вышенное содержание тяжелых металлов в хвое наблюдается на расстоянии 100 м от дорожного полотна, снижаясь по мере удаления от источника выбросов.
Сравнивая количественные показатели химического анализа в черничном и лишайниковом типах леса с учетом господствующих ветров, можно отметить, что на III! 1 и 4, расположенных с наветренной стороны, наблюдается наибольшее содержание металлов. Эти участки испытывают максимальную ветровую нагрузку в вегетационный период. Значительное
загрязнение вызывают свинец и кадмий, которые относятся к наиболее опасной по токсичности группе элементов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Гурьев, Т.А. Оценка загрязненности придорожной полосы автомобильных дорог [Текст] / Т.А. Гурьев, Г.С. Тутыгин // Экологические проблемы Европейского Севера: сб. науч. тр. - Екатеринбург: Изд-во УрО РАН,1996. - С. 90-99.
2. Ильин, В.Б. Тяжелые металлы в системе почва - растение [Текст] / В.Б. Ильин. - Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1991. - 151 с.
3. Методические указания по определению тяжелых металлов в кормах и растениях и их подвижных соединений в почвах [Текст]. - М.: ЦИНАО, 1993. - 40с.
4. Павлова, Е.И. Экология транспорта [Текст]: учеб. для вузов / Е.И. Павлова. - М.: Транспорт, 2000. - 248 с.
Архангельский государственный технический университет
Поступила 10.04.06
Yu.I. Potasheva
Heavy Metals Content in Pine Stands Needles under Impact of Motor Transport Emissions
The heavy metals content is studied for biennial needles of pine stands located along highway Arkhangelsk-Moscow. In the emission zone the pollution by lead and cadmium is registered. The content of metals in needles goes down as moving off the road.
