CC BY
42
СОДЕРЖАНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ТРАВЯНИСТОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ПРОМЫШЛЕННО-АКТИВНОЙ ЗОНЫ Г. КУРСКА
Сердюков Сергей Юрьевич
аспирант КГУ, РФ, г. Курск Е-mail: serdyukov. kursk@mail. ru
HEAVY METAL CONTENT IN THE GRASS VEGETATION OF KURSK
INDUSTRIAL-ACTIVE ZONE
Sergey Serdyukov
post-graduate student of Kursk State University, Russia, Kursk АННОТАЦИЯ
Были исследованы образцы травянистой растительности на содержание тяжелых металлов (Pb, Zn, Cd, Ni, Co, Cu) методом атомно-абсорбционной спектроскопии. Превышения предельно допустимых концентраций тяжелых металлов по фитотоксичности не зафиксировано. Металлы на исследуемой территории распределились в соответствии с господствующей розой ветров (Pb, Cd, Ni — северо-запад, Zn, Co, Cu — юго-восток).
ABSTRACT
The content of heavy metals (Pb, Zn, Cd, Ni, Co, Cu) in the grass vegetation was analysed by atomic absorption spectroscopy. Excess of phytotoxic maximum permissible concentrations of heavy metals was not detected. The metals in the study area were distributed in accordance with the prevailing wind rose (Pb, Cd, Ni — Northwest, Zn, Co, Cu — Southeast).
Ключевые слова: травянистая растительность; тяжелые металлы; промышленно-активная зона; атомно-абсорбционная спектроскопия; фитотоксичность; роза ветров.
Keywords: grass vegetation; heavy metals; industrial-active zone; atomic absorption spectroscopy; phytotoxicity; wind rose.
В настоящее время признанными приоритетными загрязнителями в условиях городской среды считаются тяжелые металлы [8].
created by free version of
DociFreezer
Для Курской области характерными загрязнителями являются РЬ, 2и, Сё, N1, Со и Си, что, в первую очередь, связано с промышленным профилем региона. Высокое содержание данных элементов наблюдается в естественных, урбанизированных и аграрных экосистемах. Наибольшие концентрации тяжелых металлов зафиксированы в почвах на территории города Курска вблизи промышленных зон [2; 4—7].
Основным биоиндикатором загрязнения пищевых сетей тяжелыми металлами и главным источником их поступления в животные организмы являются растения. В связи с этим изучение концентрации и динамики распределения тяжелых металлов в растениях является очень важным разделом в оценке состояния окружающей среды [9].
Элементный состав почвенной среды отражается в химическом составе растений. Металлы поступают в растения главным образом в результате абсорбции корнями. Еще один путь поступления тяжелых металлов в растения возможен из воздушных потоков [3].
Исходя из того, что вышеуказанные тяжелые металлы по степени токсического действия на окружающую среду и санитарно-гигиеническим нормативам относятся к высокоопасным (кадмий, свинец, цинк) и умеренноопасным (кобальт, никель, медь) химическим элементам [1; 8], то с целью определения возможных экологических рисков был проведен анализ содержания этих тяжелых металлов в растительном покрове.
Исследования проводились в мае-июне 2013 года на территории Сеймского административного округа города Курска в зоне действия промышленных предприятий ЗАО «Курский завод силикатного кирпича», ООО «Курскхимволокно», ЗАО «Курский завод Аккумулятор», ТЭЦ-1, ОАО «Курскрезинотехника», ЗАО «Курский трикотажный комбинат "Сейм"», ООО «Комбинат строительных материалов и работ». Кроме того, здесь проходят оживленные автомобильные трассы, вносящие свой вклад в выбросы тяжелых металлов. Отбор образцов наземной фитомассы травянистой растительности, представленной луговыми злаками, проводился на территориях,
непосредственно прилегающих к указанным предприятиям по направлению розы ветров на расстоянии 10 м, 300 м и 800 м от условного «центра» обозначенной промышленной зоны. Координаты точек отбора представлены в таблице 1. Почва на всей территории пробоотбора — серая лесная среднесуглинистая. В воздушно-сухой фитомассе отобранных образцов проведено определение содержания тяжелых металлов (РЬ, Zn, Сё, N1, Со и Си) методом атомно-абсорбционной спектроскопии на ЛЛ8-30. Все анализы проводились в трехкратной повторности с выводом окончательного результата в виде среднего арифметического.
Таблица 1.
Координаты точек пробоотбора (по данным Google Earth)
Точка отбора, № Направление Расстояние от «центра», м С.Ш. в.д.
1 Запад 10 51°39'54.06" 36°5'54.33"
2 300 51°39'56.18" 36°5'40.81"
3 800 51°40'0.29" 36°5'8.91"
4 Северо-запад 10 51°40'27.62" 36°5'36.36"
5 300 51°40'6.14" 36°5'58.01"
6 800 51°39'54.02" 36°6'16.93"
7 Север 10 51°39'58.83" 36°6'54.92"
8 300 51°40'3.05" 36°7'15.85"
9 800 51°40'5.15" 36°7'34.42"
10 Северо-восток 10 51°39'42.15" 36°7'52.80"
11 300 51°39'53.27" 36°8'3.95"
12 800 51°40'7.28" 36°8'13.91"
13 Юго-запад 10 51°39'32.50" 36°5'17.10"
14 300 51°39'2.95" 36°5'40.64"
15 800 51°38'50.12" 36°6'21.74"
16 Восток 10 51°39'59.70" 36°9'15.72"
17 300 51°39'47.18" 36°9'32.11"
18 800 51°39'23.81" 36°9'16.47"
19 Юго-восток 10 51°39'3.49" 36°8'57.42"
20 300 51°38'56.98" 36°9'39.08"
21 800 51°38'39.43" 36°9'32.45"
22 Юг 10 51°38'24.63" 36°8'56.82"
23 300 51°38'24.64" 36°7'34.03"
24 800 51°38'51.36" 36°7'55.37"
Результаты анализа содержания тяжелых металлов в растительности представлены в таблице 2.
Таблица 2.
w created by free version of
i) DociFreezer
Содержание тяжелых металлов (ТМ) в воздушно-сухой фитомассе травянистой растительности с территории промышленно-активной зоны ___г. Курска, мг/кг__
ТМ Расстояние от «центра», м Направление ПДКфит* [9]
З С-З С С-В Ю-З В Ю-В Ю
Pb 10 20,50 25,75 5,75 12,75 20,25 7,25 10,25 15,75 60,00
300 18,25 24,00 9,25 13,75 19,00 10,25 11,75 20,75
800 17,00 21,25 10,75 11,50 16,25 21,00 9,25 22,50
Zn 10 73,75 45,00 31,25 52,25 35,75 40,00 141,25 40,25 400,00
300 44,50 55,75 50,75 37,00 25,25 84,75 80,50 40,00
800 64,00 40,75 65,00 47,00 86,25 47,75 18,50 37,25
Cd 10 1,63 3,43 1,00 1,05 1,53 0,63 1,08 1,40 100,00
300 1,53 2,90 0,88 1,08 1,35 1,13 1,15 1,45
800 1,50 1,95 1,13 1,18 1,53 1,53 0,98 1,20
№ 10 12,50 14,75 4,50 5,50 6,00 9,00 9,25 4,75 80,00
300 6,25 17,25 7,25 4,75 4,50 9,25 9,50 4,75
800 6,25 5,50 4,00 4,25 8,00 15,75 3,50 6,00
10 1,30 0,78 1,50 1,25 1,85 1,58 2,00 1,95 100,00
300 0,70 1,48 1,08 1,50 1,78 1,75 1,83 1,95
800 1,05 1,30 1,55 1,23 1,83 1,85 1,70 2,00
10 3,50 4,25 1,50 8,00 6,25 3,75 5,75 2,25 20,00
300 5,75 5,50 4,50 3,00 2,75 2,75 2,25 7,50
800 6,75 5,25 5,75 3,25 5,50 10,75 2,00 6,25
* — при фитотоксичной концентрации тяжелых металлов в растениях нарастание их надземной фитомассы снижается на 50 %
Содержание свинца в растениях не превысило ПДК ни в одной из точек пробоотбора с максимальным значением относительно ПДК 0,43 (25,75 мг/кг), при этом наибольшие его средние концентрации выявлены в образцах на северозападном направлении (23,67 мг/кг) при максимальном удалении от «центра» промышленной зоны (16,19 мг/кг).
Содержание цинка ни в одном из образцов не достигло уровня ПДК с максимальным значением относительно ПДК 0,35 (141,25 мг/кг), при этом наибольшие его средние концентрации выявлены в образцах на юго-восточном направлении (80,08 мг/кг) вблизи «центра» промышленной зоны (57,44 мг/кг).
Содержание кадмия не превысило ПДК по всем образцам с максимальным значением относительно ПДК 0,03 (3,43 мг/кг), при этом большее его накопление в растениях выявлено на северо-западном направлении (2,76 мг/кг) в ближайшем радиусе от «центра» промышленно-активной зоны (1,47 мг/кг).
Никель в исследованных образцах растительности по концентрации не превысил ПДК, с наибольшим значением относительно предельно допустимой концентрации 0,22 (17,25 мг/кг); преимущественное его накопление в растениях выявлено на северо-западном направлении (12,5 мг/кг) в ближайшем радиусе от «центра» промышленной зоны (8,28 мг/кг).
Содержание кобальта не превысило ПДК по всем образцам с максимальным значением относительно ПДК 0,02 (2,00 мг/кг), при этом наибольшие его средние концентрации в растениях выявлены на южном направлении (2,76 мг/кг) при максимальном удалении от «центра» промышленной зоны (1,56 мг/кг).
Содержание меди ни в одном из образцов не достигло уровня ПДК с максимальным значением относительно ПДК 0,40 (8,00 мг/кг), при этом наибольшие средние концентрации меди выявлены в образцах на восточном направлении (5,75 мг/кг) при максимальном удалении от «центра» промышленно-активной зоны (5,69 мг/кг).
Полученные результаты свидетельствуют о следующем:
1. концентрации тяжелых металлов в растительном покрове промышленно-активной зоны города Курска в плане фитотоксичности не должны вызывать опасений. Если рассматривать ситуацию глобально, то можно предполагать, что эти травы могут использоваться травоядными животными с последующим включением содержащихся в них тяжелых металлов в цепи питания, и на конечном уровне трофической цепи тяжелые металлы будут сконцентрированы со значениями, которые необходимо будет рассматривать с точки зрения ПДК для растительных кормов. Но в настоящее время нет достоверной информации об использовании травостоя с мест пробоотбора в качестве корма скоту;
2. тяжелые металлы получили свое распространение в соответствии с господствующей розой ветров для города Курска (свинец, кадмий и никель больше сконцентрированы на северо-западном направлении, а другие три металла — на юго-восточном).
Список литературы:
created by free version of
DociFreezer
1. ГОСТ 17.4.1.02-83 «Охрана природы. Почвы. Классификация химических веществ для контроля загрязнения». М.: Стандартинформ, 2008. — 5 с.
2. Жидеева В.А. Загрязнение тяжелыми металлами почв садовых агроценозов Курской области: автореф. дис. ... канд. биол. наук. Курск, 2000. — 23 с.
3. Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почве и растениях. М.: Мир, 1989. — 439 с.: ил.
4. Неведров Н.П. Аккумуляция тяжелых металлов растительностью урбоэкотопов г. Курска / Н.П. Неведров, Е.П. Проценко, Л.А. Арепьева, А.В. Пученкова // Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно транспортных комплексов / сб. материалов IV Международного экологического конгресса. Тольятти-Самара, Самарский научный центр РАН, Тольяттинский госуниверситет. — Т. 2. — 2013. — 268 с.
5. Никитина О.В. Экологическое состояние чернозема типичного и агроценозов пригородной зоны г. Курска: автореф. дис. ... к-та с.-х. наук. Курск, 2009. — 21 с.
6. Прусаченко А.В. Экотоксикологическая оценка загрязнений тяжелыми металлами урбаноземов города Курска: автореф. дис. ... к-та биол. наук. Москва, 2011. — 20 с.
7. Соленая А.В. Состояние фитопедоценозов города Курска и их экологическая оптимизация: диссер. ... к-та с.-х. наук. Курск, 2000. — 186 с.
8. Черных Н.А., Милащенко Н.З., Ладонин В.Ф. Экотоксикологические аспекты загрязнения почв тяжелыми металлами. Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 2001. — 148 с.
9. Яшин И.М. Водная миграция химических элементов в почвенном покрове./ Яшин И.М., Раскатов В.А., Шишов Л.Л. М.: Изд-во МСХА, 2003. — 316 с.
w created by free Version of
S DociFreezer
