CC BY
1220. Приказ Министерства градостроительства и развития инфраструктуры Пермского края № 01-39 от 01.06.2007 «Об утверждении перечней объектов животного и растительного мира»
21. Санников П.Ю. Перспективы развития сети особо охраняемых природных территорий Пермского края // Известия Самарского научного центра Российской академии наук, том 16, №1(4), 2014. С. 1250-1253.
FLORISTIC FEATURES OF THE DESIGNED NATURAL PARK TERRITORY (SITES "VISHERSKIY", "USVINSKIY", "CHUSOVSKOY") E.L. Gatina
Perm state university, 614990, Perm, street Bukireva, 15, e-mail: suslovael@mail.ru
In article relevance of creation of natural park in the territory of perm region and floristic features of this territory are considered.
Keywords: natural park, plant cover, protected species of plants.
УДК 504.064.2
СУММАРНОЕ ХИМИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВ ЦИКЛИЧЕСКИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ НА ТЕРРИТОРИИ ООПТ «ЧЕРНЯЕВСКИЙ ЛЕС»
Дзюба Е.А®
Пермский государственный национальный исследовательский университет, 614990, г.Пермь, ул. Букирева, 15, aea eco@mail.ru
Бузмаков Сергей Алексеевич, д.г.н., профессор
В статье приведены расчеты коэффициента суммарного химического загрязнения почв (2ст(г)) циклическими элементами, с учетом токсичности и среднего геометрического коэффициента концентрации для почв, отобранных на территории II квартала ООПТ «Черняевский лес». Измерение содержания тяжелых металлов проводилось на базе лаборатории экологии и охраны природы ПГНИУ на волнодисперсионном рентгеннофлуоресцентом спектрометре «СПЕКТРОСКАН МАКС-G». Было определено содержание следующих металлов и оксидов металлов: Sr, Pb, As, Zn, Cu, Ni, Co, MnO, Cr, V, TiO2. В результате значения 2ст(г) находятся в предалах допустимого, за исключением расчетов относительно фонового содержания в дерново-подзолистых песчаных почвах.
Ключевые слова: геохимические исследования, рентгеннофлуоресцентный анализ, суммарное химическое загрязнение почв, циклические элементы.
Геохимические исследования почв включают в себя количественный и качественный анализ, определение содержания химических веществ и элементов, и позволяют выявить степень антропогенной трансформации окружающей среды и ее компонентов в
® Дзюба Е.А., 2016
отдельности (Бузмаков, 2012). Закон В.И. Вернардского о всеобщем рассеянии химических элементов утверждает, что во всех природных объектах есть все химические элементы, но их распространение носит неравномерный характер (Вернадский, 2001). Почва, как биокосная система, не является исключением из данного закона. В различных природных комплексах элементы распределены неравномерно. Знание содержания химических элементов в исследуемой системе или отдельном объекте помогает в решение различных экологических проблем (Алексеенко и др., 2002).
Важную роль при геохимическом анализе почв занимает определение содержания тяжелых металлов. Тяжелые металлы -группа химических элементов с относительной атомной массой более 40. В повышенных концентрациях они оказывают токсическое действие на растения, животных и человека (Алексеенко и др., 2002). Почва является основной средой, в которую попадают тяжёлые металлы, в том числе из атмосферы и водной среды. Она же служит источником вторичного загрязнения приземного воздуха и вод, попадающих из неё в Мировой океан. Из почвы тяжёлые металлы усваиваются растениями, которые затем попадают в пищу более высокоорганизованным животным (Алексеенко и др., 2013).
Продолжительность пребывания загрязняющих компонентов в почве гораздо выше, чем в других частях биосферы, что приводит к изменению состава и свойств почвы как динамической системы и в конечном итоге вызывает нарушение равновесия экологических процессов (Алексеенко, 2000).
При необходимости контроля над техногенным загрязнением почв тяжелыми металлами, принято определять их валовое содержание. Однако, валовое содержание не всегда может характеризовать степень опасности загрязнения почвы, поскольку почва способна связывать соединения металлов, переводя их в недоступные растениям соединения. Определение содержания подвижных форм металлов желательно проводить в случае высоких их валовых количеств в почве, а также, когда необходимо характеризовать миграцию металлов-загрязнителей из почвы в растения.
В рамках экологической геохимии, элементы, относящиеся к тяжелым металлам, В.И. Вернардский относит к циклическим элементам. Это те элементы, которые участвуют в геохимических круговоротах веществ (Алексеенко и др., 2013). Суммарный показатель загрязнения почв является количественной
характеристикой, необходимой для оценки загрязнения почвы несколькими загрязняющими веществами. Наиболее часто данная характеристика применяется при изучении загрязнения почвы тяжелыми металлами, что обосновано наибольшей разработанностью и актуальностью (Алексеенко и др., 2013; Водяницкий,2010; 2011).
В ходе данного исследования проводился количественный анализ по валовому содержанию в почвах Sr (мг/кг), Pb (мг/кг), As (мг/кг), Zn (мг/кг), Cu (мг/кг), № (мг/кг), Со (мг/кг), MnO (мг/кг), Сг (мг/кг), V (мг/кг), ТЮ2 (%) на спектрометре «СПЕКТРОСКАН МАКСОВ согласно методике выполнения измерений массовой доли металллов и оксидов металлов в порошковых пробах почв рентгенофлуоресцентным методом М-049-П/10 (ФР.1.31.2011.09286). Методика допущена для целей государственного экологического контроля и мониторинга (ПНД Ф 16.1.42-04). Объектом исследования в данном случае являются почвы, отобранные на территории II квартала ООПТ «Черняевский лес». Всего было заложено 2 линии: линия у дороги и линия, находящаяся в центре лесного массива. На каждой линии заложено по 25 точек. Пробы отбирались на глубинах 010 см и 10-20 см. По полученным результатам измерений выполнены расчеты коэффициента концентрации химического вещества (Кс), который определяется отношением фактического содержания определяемого вещества в почве к зональному фоновому показателю (Сфг) (формула 1).
Кс = С (1)
С СФ,
где, С1 - содержание определяемого вещества в почв, мг/кг; Сфг/кларк - зональный фоновый показатель, мг/кг.
Далее рассчитывался комплексный показатель суммарного загрязнения (^^г), учитывающий среднее геометрическое Кс и токсичность тяжелых элементов (Водяницкий, 2010) по формуле 2.
1, , = п х [(Кс1 х Кт1)(Кс2 X Кт2 ) х.. .х (Ксп х Ктп )]п -(п -1)
(2)
где, п - число определяемых компонентов, КС - коэффициент концентрации загрязняющего компонента, Кт1 - коэффициент токсичности ього элемента. Для того, чтобы для этого показателя оставалась актуальной шкала критических суммарных показателей
М.Е. Саета, следует для элементов второго класса опасности применять Кт=1,0, для элементов третьего класса опасности Кт=0,5, а для элементов первого класса опасности Кт=1,5.
Тяжелые металлы, которые исследовались в данной работе, по опасности делятся на три класса: первый (высокий) класс включает As, РЬ, 2п, Сг; второй (средний) класс включает Со, №, Си Тц третий (низкий) класс включает V, Мп, Sr (Водяницкий, 2011).
Фоновые концентрации, которые применялись в расчетах представлены в таблице 1. Расчет 2ст<г) проводился относительно кларка по Виноградову (1962), кларка по Ферсману, кларку элементов в городских почвах (Алексеенко, Лаверов), фоновому содержанию для зоны подзолистых почв, фоновому содержанию в дерново-подзолистых песчаных почвах.
Таблица 1
Кларк, зональные фоновые концентрации и значения ОДК и ПДК, мг/кг
Показатели Лг РЬ Лз 2п Си М Со Мп Сг V п
Кларк по Виноградову (1962) 340 16 1,7 83 47 58 18 1000 300 90 4500
Кларк по Ферсману 350 16 5 200 100 200 20 1000 83 200 6100
Кларки элементов в городских почвах (АлексеенкоЛаве ров) 458 55 16 158 39 33 14 729 80 105 4758
Фоновое содержание для зоны подзолистых почв 238 12 3 41 15 23 8,4 715 180 63,5 4045
Фоновое содержание в дерново-подзолистых песчаных почвах - 6 1,5 28 8 6 3 - - - -
Значения Кс и Тст(г) для исследуемых линий представлены в таблице 2.
Таблица 2
Коэффициенты концентрации и комплексный показатель суммарного загрязнения почв на исследуемых линиях_
Исследуемые элементы Кс (относительно разных кларков и фоновых содержаний)
Кларк по Виноградову (1962) Кларк по Ферсману Кларк элементов в городских почваХ Фоновое содержание для зоны подзолистых почв Фоновое содержание в дерново-подзолистых песчаных почвах
Линия 1. На глубине 0 -10 см
0,55 0,55 0,40 0,78 -
РЬ 3,19* 3,19* 0,94 4,44* 8,52*
А« 6,25* 2,13* 0,67 3,54* 7,09*
гп 2,03* 0,84 1,06* 4,07* 6,01*
Си 0,66 0,31 0,80 2,04* 3,90*
N1 1,68* 0,49 2,95* 4,20* 16,24*
Со 0,90 0,81 1,15* 1,92* 5,39*
МпО 2,19* 2,19* 3,00* 3,06* -
Сг 0,51 1,84* 1,91* 0,85 -
V 0,79 0,36 0,68 1,12* -
Т1О2 1,29* 0,95 1,22* 1,43* -
Линия 1. На глубине 10 - 20 см
8г 0,54 0,53 0,40 0,77 -
РЬ 1,78* 1,78* 0,52 2,47* 4,74*
А« 4,78* 1,62* 0,51 2,71* 5,41*
гп 1,25* 0,52 0,66 2,51* 3,71*
Си 0,53 0,25 0,63 1,62* 3,09*
N1 0,92 0,27 1,62* 2,30* 8,90*
Со 0,75 0,68 0,96 1,61* 4,51*
МпО 2,34* 2,34* 3,21* 3,27* -
Сг 0,41 1,49* 1,55* 0,69 -
V 0,80 0,36 0,69 1,13* -
Т1О2 1,50* 1,11* 1,42* 1,67* -
Линия 2. На глубине 0 -10 см
0,45 0,43 0,33 0,64 -
РЬ 1,98* 1,98* 0,58 2,76* 5,28*
А« 5,73* 1,95* 0,61 3,25* 6,49*
гп 0,93 0,39 0,49 1,88* 2,77*
Си 0,52 0,25 0,63 1,60* 3,07*
N1 0,73 0,21 1,29* 1,83* 7,09*
Со 0,64 0,58 0,82 1,37* 3,84*
МпО 1,33* 1,33* 1,82* 1,86* -
Сг 0,40 1,44* 1,49* 0,66 -
V 0,86 0,39 0,74 1,22* -
Т1О2 1,46* 1,08* 1,38* 1,62* -
Линия 2. На глубине 10 - 20 см
8г 0,49 0,47 0,36 0,70 -
РЬ 1,16* 1,16* 0,34 1,62* 3,10*
А« 4,66* 1,58* 0,50 2,64* 5,28*
гп 0,81* 0,34 0,43 1,64* 2,41*
Си 0,22 0,10 0,26 0,67 1,29*
N1 0,56 0,16 0,98 1,40* 5,41*
Со 0,17 0,54 0,77 1,29* 3,61*
МпО 1,53* 1,53* 2,10* 2,14* -
Сг 0,39 1,40* 1,45* 0,64 -
V 0,87 0,39 0,74 1,23* -
Т1О2 1,52* 1,12* 1,44* 1,69* -
*Значения Кс, которые участвую в расчете Zcт(г)
При расчетах Хст(г) из полученных значения Кс учитывались только те, которые удовлетворяют условие Кс>1. В следствие этого, во всех расчетах учитывалось разное количество загрязняющих веществ, с разным классом опасности.
На рисунке 1 представлены значения 2ст(г) для исследуемых линий, рассчитанные относительно разных кларков и зональных фоновых содержаний, представленных ранее в таблице 2. Из рисунка видно, что наибольшее значения 2ст(г) относительно всех взятых кларковых и фоновых значений, имеет линия 1 (на глубине 0 - 10 см). Далее наблюдается уменьшение данного показателя, и наименьшее значение отмечено для 2ст(г) по линии 2 (на глубине 10 - 20 см).
н о N
60 50 40 30 20 10 0
• Кларк по Виноградову
(1962)
• По Ферсману
■ Городских почв
Фоновое содержание для зоны подзолистых почв
Фоновое содержание в
дерново-подзолистых песчанных почвах
Линия 1, глубина 0 ■ 10 см
11,8
7,4 6,2
15,9
50,5
Линия 1, Линия 2, глубина 10 глубина 0 -10 см
- 20 см 7,4 5
4,6 10,9
32,5
5,9
4,4 3,1
9,1
30,1
Линия 2, глубина 10 - 20 см
4,8
3,5
2.5
6.6
19,8
Рис. 1. Суммарное загрязнение почв
По полученным результатам можно сделать вывод, что происходит изменение уровня загрязнения почв от линии 1 (у дороги) к линии 2 (в лесном массиве). Так же на глубине 10 - 20 см наблюдается пониженное значения данного показателя.
Библиографический список
1. Алексеенко В.А. Геохимия окружающей среды: учеб. пособие для вузов / В.А. Алексеенко, С.А. Бузмаков, М.С. Панин; Перм. гос. нац. иссл. ун-т. - Пермь, 2013. - 359 с.
2. Алексеенко В.А. Металлы в окружающей среде. Почвы геохимических ландшафтов Ростовской области / В.А. Алексеенко, А.В. Суворинов, В.А. Алексеенко. - М.: "Логос", 2002. - 312 с.
3. Алексеенко В.А. Экологическая геохимия: учебник / В.А. Алексеенко. - М.: Логос, 2000. - 627с.
4. Андреев Д.Н. Экогеохимическая диагностика антропогенной трансформации особо охраняемых природных территорий // Вестник Удмуртского университета. Серия Биология. Науки о земле. 2013. № 3. С. 3-9.
5. Андреев Д.Н., Дзюба Е.А. Суммарное химическое загрязнение почв тяжелыми металлами в различных биотопах на территории Вишерского заповедника // Известия Самарского научного центра РАН. - Самара, 2016. - Том 18, №2(2). С. 283-287.
6. Бузмаков С.А. Антропогенная трансформация природной среды // Географический вестник. - Пермь, 2012. - № 4 (23). - С. 46-50.
7. Бузмаков С. А. Антропогенная трансформация экосистем на особо охраняемой природной территории «Черняевский лес» / С.А. Бузмаков, Д.Н. Андреев, А.А. Зайцев // Вестник ОГУ. -2011. -№ 12 (131). -С. 173-176.
8. Бузмаков С.А., Дзюба Е.А. Определение фонового содержания циклических элементов в почвах Тулымского камня (Пермский край) // Известия высших учебных заведений. Северокавказский регион. Серия: естественные науки. - Ростов-на-Дону, 2016. - № 3. С. 49-57.
9. Бузмаков С.А., Овеснов С.А., Шепель А.И., Зайцев
A.А. Методические указания «Экологическая оценка состояния особо охраняемых природных территорий регионального значения» // Географический вестник. 2011. № 2. С. 49-59.
10. Водяницкий Ю.Н. Об опасных тяжелых металлах/металлоидах в почвах // Бюллетень Почвенного института
B.В. Докучаева. 2011. Вып. 68. С. 56-82.
11. Водяницкий Ю.Н. Формулы оценки суммарного загрязнения почв тяжелыми металлами и металлоидами // Почвоведение. 2010. № 10. С. 1276-1280.
CUMULATIVE CHEMICAL CONTAMINATION OF SOILS BY CYCLIC ELEMENTS WITHIN SPNA "CHERNYAEVSKIY LES"
Dzyuba E.A.
Perm State National Research University, 614990, Perm, Bukireva Str., 15, aea_eco@mail.ru
Buzmakov Sergey Alekseevich, Holder of a Doctoral Degree in Geography, professor
Calculations of cumulative chemical contamination of soils by cyclic elements coefficient (Zст(г}) in accordance with toxicity and geometric mean concentration for soils sampled within II quarter of SPNA «Chernyaevskiy les» are presented in the paper. All the measurements on heavy metals content were performed in the laboratory of ecology and nature protection, PSNRU, using wavelength dispersive X-ray fluorescent spectrometer «СПЕКТРОСКАН МАКС-G» («SPECTROSCAN MAX-G»). Content of Sr, Pb, As, Zn, Cu, Ni, Co, MnO, Cr, V, TiO2 was determined. As a result 2ст(г) values lay within limits of allowance, except of background content in sod-podzolic sandy soils.
Keywords: geochemical investigations, X-ray fluorescence analysis, cumulative chemical contamination of soils, cyclic elements.
УДК 597
О РАСШИРЕНИИ СПИСКА ФАУНЫ РЫБ ЗАПОВЕДНИКА «ВИШЕРСКИЙ»
Е.А. Зиновьев1, В.В. Семенов2, М.А. Бакланов1®
1. ФГБОУ ВО Пермский государственный национальный исследовательский университет,614990, г. Пермь, ул. Букирева, 15, zoovert@psu.ru, 2. заповедник «Вишерский».
Приведены материалы по динамике состава фауны рыб зап. «Вишерский» за последние 4 десятилетия. Происходит активное проникновение в верховья рек Вишеры и Велса редких видов рыб из нижележащих участков этих рек: язя, уклеи, окуня, тайменя, ельца, леща, пескаря и др., хотя основа фауны сохраняется - хариус, гольян речной, бычок-подкамещик, налим, голец усатый.
Ключевые слова: фауна рыб, Верхняя Вишера, Велс.
В последние 50-60 лет в Европе и других регионах значительно интенсифицировались процессы дальних перемещений рыб, в том числе из морей в реки, что вызвало всеобщий интерес специалистов и побудило к организации Российского журнала биологических инвазий. Появились первые монографии [1] и диссертации по этой проблеме [19, 13].
Эти процессы оказались характерными и для Прикамья. В результате гидростроительства на Волге и Каме в 50-е-60-е годы ХХ в. исчезли проходные рыбы - белуга, осетр, каспийский лосось, белорыбица, 3 вида волжских сельдей, каспийская минога, с большей части акваторий исчезла стерлядь. Кроме того, из-за похолодания климата в 30-е годы прошлого века исчез сом, стал редок сазан [5 и др.]. Из 42 видов рыб осталось лишь 34 [16 и др.]. Однако, в конце ХХ
® Зиновьев Е.А., Семенов В.В., Бакланов М.А., 2016
122
