Содержание тяжелых металлов в системе "почва-растение" урбанизированных территорий парков и скверов правобережья Красноярска

Размещено на http://www.allbest.ru/

Красноярский государственный аграрный университет

Содержание тяжелых металлов в системе «почва-растение» урбанизированных территорий парков и скверов правобережья Красноярска

УДК 632.122

Подлужная А.С., Бадмаева С.Э.

Аннотация

В статье рассматривается содержание тяжелых металлов (никель, медь, кадмий, хром, цинк, свинец, кобальт, железо, марганец) в системе «почва-растение» урбанизированных территорий парков и скверов трех административных районов правобережья города Красноярска (Свердловский, Кировский и Ленинский).

Ключевые слова: тяжелые металлы, почва-растение, урбанизированные территории, правобережье г. Красноярска

Геохимическое преобразований природы человеческой деятельностью, постоянно усиливающееся в ходе научно-технической революции, привело к появлению центральной проблемы современной экологической ситуации -- проблемы загрязнения окружающей среды.

Накопление химических элементов и их поступление в объекты окружающей среды являются результатом производственной и сельскохозяйственной деятельности человека [1].

В условиях современного промышленного города с большим количеством автотранспорта и промышленных предприятий огромную роль играет озеленение территории. Роль зеленых насаждений - многозначна. Они влияют на тепловой, водный и ветровой режимы, обусловливают формирование микроклимата города в целом или отдельных его районов [2]. Поэтому очень важно «здоровье» зеленых насаждений, произрастающих на территории города.

Система «почва - растение» - основное стартовое звено пищевой цепочки, в котором формируется поток минеральных компонентов, поглощаемый насекомыми, животными [3]. Растения чаще всего сталкиваются с дефицитом или избытком в почве тех или иных химических элементов. Как следствие этого, снижаются количество и качество древесной растительности. Именно поэтому изучение экологических вопросов, связанных с содержанием тяжелых металлов в почвах и древесных растениях урбанизированных территорий имеет большое значение.

Красноярск относится к тем российским городам, где, согласно экологическому мониторингу, антропогенная нагрузка на окружающую среду постоянно возрастает [4-8].

Правобережная часть города состоит из трёх районов: Свердловского, Кировского, Ленинского, общая площадь которых 15644 га.

Именно из-за сосредоточения на правом берегу крупных промышленных предприятий экология города оставляет желать лучшего.

Почвенные образцы для исследования на содержание тяжелых металлов отбирались с самых распространенных мест отдыха жителей правобережья г. Красноярска, а именно с территории следующих парков и скверов: парк ДК «Кировский»; парк им. 1 Мая; сквер Энтузиастов; сквер Одесский; близлежащая территория заповедника Столбы. Также с указанных территорий были взяты образцы широко применяемых для озеленения парков и скверов городов древесных культур: береза повислая (betula pendula), тополь бальзамический (populus balsamifera) и ель сибирская (рicea siberian). Из-за отсутствия на близлежащей территории заповедника Столбы тополя бальзамического были взяты образцы черемухи обыкновенной (prъnus pбdus).

Определение валового содержания таких тяжелых металлов как железо, никель, медь, кадмий, хром, цинк, свинец, кобальт, марганец в почвенных образцах и золе растений выполнено на базе лаборатории рентгеновских методов анализа института общей и экспериментальной биологии СО РАН г. Улан-Удэ:

- валовое содержание тяжелых металлов в золе растений определялось методом рентгенофлуоресцентного анализа (РФА) на спектрометре S4 Pioneer (Bruker AXS, Germany);

- валовое содержание тяжелых металлов в почвенных образцах определялось в ацетатно-аммонийной вытяжке с ph=4,8 на атомно-абсорбционном спектрометре AAnalysk 400.

Для составления подробного описания мест отдыха правобережья г. Красноярска, с которых были взяты образцы, производился выезд на местность, а также выявлялась интенсивность движения автотранспорта на прилегающих улицах. экологический загрязнение почва красноярск

Первым объектом исследования стал парк ДК «Кировский», который расположен в Кировском районе г. Красноярска. Парк занимает площадь 7,8 га. На данный момент территория парка находится в запущенном состоянии. Видовой состав древесной растительности представлен тополем. На территории расположено около 1014 тополей, возраст которых примерно 45 лет. В южной части парка располагаются дикорастущие деревья, обрезка которых давно не проводилась. Парк с четырех сторон окружают дороги: две автодороги с высокой пропускной способностью автотранспорта (дороги по ул. Кутузова, ул. Грунтовая), переулок Автобусный, а также проезд между жилыми домами (от дома 89А по ул. Кутузова до ул. Грунтовая). Автотранспортная нагрузка оказалась значительной (1918 автомобилей).

Результаты по содержанию тяжелых металлов в почвенном горизонте и золе растений представлены в таблице 1.

Таблица 1. Содержание тяжелых металлов в почве и золе растений парка ДК «Кировский»

Исходя из результатов таблицы, можно сделать вывод, что в почве парка ДК «Кировский» из тяжелых металлов преобладают железо и марганец, высокое содержание которых наблюдается также в листьях тополя бальзамического, что приводит к прекращению роста корневой системы и всего растения, листья при этом принимают более тёмный оттенок. Марганец вызывает активацию окислительных процессов, что приводит к нарушению углеводного обмена.

Сквер Энтузиастов находится в Кировском районе г. Красноярска. Площадь сквера 3,4 га. Располагается напротив крупного торгового центра «Красноярье», примерно в ста метрах от протоки Абаканской. Расстояние до проспекта им. газеты «Красноярский рабочий» составляет около 350 метров, интенсивность движения очень высокая и составляет 1620 машин. На расстоянии 10 метров от парка проходят проезды, которыми пользуются жители близлежащих домов для выезда на проспект им. газеты «Красноярский рабочий». Интенсивность движения по данным проездам слабая. Видовой состав древесной растительности сквера разнообразен и представлен следующими породами: тополь (38 штук), береза (28 штук), клен (12 штук), ранетка (21 штука), ель (9 штук), черемуха (5 штук), рябина (11 штук), акация (6 штук). Также имеются клумбы с цветами.

Результаты по содержанию тяжелых металлов в почвенных горизонтах и золе растений сквера Энтузиастов представлены в таблице 2.

Таблица 2. Содержание тяжелых металлов в почве и золе растений сквера Энтузиастов

Исходя из результатов таблицы, можно сделать вывод, что тяжелые металлы аккумулируются во втором почвенном горизонте. Ярко выражено наличие марганца, железа, цинка и свинца. В листьях тополя бальзамического выявлено накопление большего содержания тяжелых металлов (Ni, Cu, Cd, Cr, Pb, Co, Fe, Mn), чем в листьях березы повислой и ели сибирской. Максимальное содержание цинка выявлено в листьях березы повислой.

Сквер Одесский расположен в Ленинском районе г. Красноярска на улице Одесская. Сквер занимает площадь 1,46 га. Видовой состав древесной растительности разнообразен и представлен следующими породами: тополь (272 штуки), береза (22 штуки), ранетка (12 штук), ель (23 штуки), сосна (35 штук), ива (7 штук), рябина (9 штук), клен (9 штук), акация (18 штук), кедр (7 штук).

С одной стороны сквер Одесский окружает автомобильная дорога, которая ведет на выезд к Северному шоссе, с другой стороны - дорога по ул. Одесская. Вблизи находятся две автобусные остановки, на которых действует 3 автобусных маршрута. Количество автобусов составляет 50 штук. Интенсивность движения низкая, составляет 550 машин.

Результаты по содержанию тяжелых металлов в почвенных горизонтах и золе растений сквера Одесский представлены в таблице 3.

Таблица 3. Содержание тяжелых металлов в почве и золе растений сквера Одесский

Исходя из результатов таблицы, можно сделать вывод, что во втором почвенном горизонте происходит увеличение всех изучаемых тяжелых металлов. Ель сибирская менее других древесных растений склонна к накоплению следующих тяжелых металлов: Ni, Cu, Cd, Cr, Zn, Pb, Co, Fe.

Парк ДК им. 1 Мая расположен в Ленинском районе г. Красноярска на улице Парковая, на расстоянии 100 метров от протоки Ладейская. Площадь парка составляет 6,1 га. Видовой состав древесной растительности разнообразен и представлен следующими породами: тополь (768 штук), береза (30 штук), ранетка (17 штук), ель (50 штук), голубая ель (8 штук), пихта (4 штуки), черемуха (15 штук), рябина (18 штук), кедр (10 штук), акация (33 штуки). По периметру парка располагаются вазоны и цветочные фигуры.

Расстояние до одной из главных автомобильных дорог правобережья г. Красноярска, проспекта им. газеты «Красноярский рабочий», - 437 метров, и менее чем в 10 м от парка простираются автомобильные дороги по ул. Центральный проезд и ул. Парковая. Автотранспортная нагрузка вблизи парка является низкой (150 машин), самый большой поток машин двигается на расстоянии 437 м от парка (754 машины).

Содержание тяжелых металлов в почвенных горизонтах и золе растений парка ДК им. 1 Мая представлено в таблице 4.

Таблица 4. Содержание тяжелых металлов в почве и золе растений парка ДК им. 1 Мая

Исходя из результатов таблицы, можно сделать вывод, что тяжелые металлы аккумулируются во втором почвенном горизонте. Листья и хвоя древесных культур накапливают большее количество тяжелых металлов, нежели почва.

В Свердловском районе г. Красноярска почвенные образцы были отобраны с территории, прилегающей к заповеднику Столбы. Образцы отбирались с территории, максимально удаленной от автомобильных дорог, но находящейся в близости к маршруту основной пешеходной трассы.

Горизонт А (0-30 см) - черный, пронизан корнями, рыхлый, влажный, комковато-зернистый. Результаты по содержанию тяжелых металлов в почвенном горизонте и золе растений представлены в таблице 5.

Исходя из результатов таблицы, можно сделать вывод, что в почве на территории, прилегающей к заповеднику Столбы, из тяжелых металлов преобладают железо и марганец, высокое содержание которых наблюдается также в листьях черемухи обыкновенной и березы повислой, что приводит к прекращению роста корневой системы и всего растения, листья при этом принимают более тёмный оттенок. Марганец вызывает активацию окислительных процессов, что приводит к нарушению углеводного обмена.

Таблица 5. Содержание тяжелых металлов в почве и золе растений на территории, прилегающей к заповеднику Столбы

Подводя итоги проведенных исследований, можно сделать вывод, что количество тяжелых металлов в почвах парков и скверов г. Красноярска накапливается во втором почвенном горизонте. Самое большое количество никеля (3,57 мг/кг), меди (2,04 мг/кг), хрома (7,17 мг/кг), цинка (54,83 мг/кг), свинца (10,83 мг/кг), кобальта ( 2,84 мг/кг), железа (418,40 мг/кг), марганца (124,00 мг/кг) содержится в почвенном горизонте А парка ДК «Кировский». Количество тяжелых металлов увеличивается в местах, расположенных вблизи крупных автомобильных дорог. Что касается листьев древесных растений, наиболее выраженной способностью к аккумуляции тяжелых металлов обладает тополь, для которого характерно накопление самых токсичных тяжелых металлов: кадмия, свинца, марганца.

Список использованных источников

1. Сает Ю.Е., Ревич Б.А., Янин Е.П. Геохимия окружающей среды. - М.: Недра. - 1990. - 335 с.

2. Лопатин А.В., Каюков А.Н. Основы озеленения населенных мест: учебное пособие. - Красноярск: Краснояр. гос. аграр. ун-т. - 2010. - 274 с.

3. Ильин В.Б., Сысо А.И. Микроэлементы и тяжелые металлы в почвах и растениях Новосибирской области монография. - Новосибирск: Издательство СО РАН, 2001. - 228 с.

4. Бадмаева С.Э., Подлужная А.С. Проблемы экологии г. Красноярск // Сб. научных трудов «Экология России: на пути к инновациям». - Астрахань. - 2013. - С. 78-81.

5. Подлужная А.С., Бадмаева С.Э. Городская экология - взаимодействие между человеком и природой //Сб. научных трудов «Актуальные проблемы развития науки и образования». - М.: Изд-во АР-Консалт. - 2013. - С. 7-9 .

6. Подлужная А.С., Бадмаева С.Э. Современная экологическая обстановка на правобережье г. Красноярска // Журнал «Естественные и технические науки». - Москва. - 2014, № 11, 12. - С. 90-92.

7. Бадмаева С.Э., Циммерман В.И. Антропогенное загрязнение атмосферного воздуха городов Красноярского края // Вестник КрасГАУ. - 2015, №4. - С. 3-6 .

8. Подлужная А.С., Бадмаева С.Э. Почвы парков и скверов правобережья г. Красноярск // Мат. Международной научно-практ. конф. «Почвы степных и лесостепных экосистем Внутренней Азии и проблемы их рационального использования». - Улан - Удэ. - 2015. - С. 106-107.

Цитирование: Подлужная А.С., Бадмаева С.Э. Содержание тяжелых металлов в системе «почва-растение» урбанизированных территорий парков и скверов правобережья г. Красноярска // АгроЭкоИнфо. - 2016, №4. http://agroecoinfo.narod.ru/journal/STATYI/2016/4/st_424.doc.

Размещено на Allbest.ru