Некоторые особенности аккумуляции тяжелых металлов растительностью в зоне влияния медеплавильных предприятий

Размещено на http://allbest.ru

Уральский государственный педагогический университет

Некоторые особенности аккумуляции тяжелых металлов растительностью в зоне влияния медеплавильных предприятий

Донских Т.А.

Растительность является наиболее чувствительным к загрязнению компонентом ландшафта. В зоне радиусом до 3 км (Среднеуральского медеплавильного завода) и до 2 км (Кировоградского медькомбината) растительность практически отсутствует, нарушен состав почвенного покрова, ротационный цикл посадок березы составляет 2-3 года. В зоне радиусом до 4-5км наблюдается угнетение биоты, гибель хвойных пород деревьев, разреживание наземного покрова, угнетение и гибель подроста сосны. Аналогичные изменения описаны Макуниной Г.С. [Макунина 1980: 63] в сфере влияния медеплавильного производства на Южном Урале.

Анализируя полученные данные можно отметить, что в техногенных условиях, также как и в фоновых, проявляется геохимическая специализация растений и их частей. загрязнение урал медеплавильный техногенный

По мере удаления от источников загрязнения происходит уменьшение концентрации тяжелых металлов. Самые высокие показатели всех без исключения элементов отмечены в растениях зоны максимального техногенного воздействия.

Предельно высокие концентрации получены для корневой системы злаков, где содержание марганца, никеля, свинца и кобальта на порядок выше, чем в надземной части. Концентрации меди в подземной части злаков выше в 3,2 раза, цинка - в 8 раз. Возможно, это обусловлено невозможностью отделения почвенных частиц от корней.

В значительной степени аккумулируют тяжелые металлы листья березы. Концентрация меди в них на математический порядок превышает фоновые значения. Содержание остальных металлов также выше фоновых. Исключение составляет марганец, концентрация которого несколько ниже, чем фоновые величины.

В листьях тополя концентрации большинства металлов еще более высокие, чем в листьях березы, что, возможно, связано с особенностью листа. Атмосферные выпадения, попадающие на клейкие листовые пластинки тополя, не удаляются полностью при смывании (нами анализировались смытые и высушенные растения). Содержание металлов в листьях является важным показателем.

Во-первых, листья, как ассимилирующие органы по сравнению с репродуктивными, гораздо полнее отражают изменения геохимической ситуации в почвах, поскольку состав репродуктивных органов контролируется растением наиболее строго.

Во-вторых, химический состав листьев формируется не только в результате процессов, связанных с системой почва - растение, но и с системой растение - атмосфера.

Концентрации тяжелых металлов в растениях зоны максимального техногенного воздействия убывают в следующей последовательности: корневая система злаков > листья тополя> листья березы > надземная часть злаков> ветви березы. В зоне умеренного техногенного воздействия максимальные концентрации тяжелых металлов получены при опробовании коры сосны.

Для злаков сохраняется значительная аккумуляция в подземной части. Содержание здесь меди и цинка выше на математический порядок, свинца - в 3 раза, никеля - в 5 раз. В листьях березы и хвое сосны показатели очень близки и имеют незначительный разброс. В древесине сосны концентрации всех элементов (исключение-марганец) на порядок ниже, чем в коре.

Интенсивность поглощения металлов растительностью в зонах максимального техногенного воздействия современных медеплавильных комбинатов в 2-4 раза выше, чем в зонах умеренного техногенного воздействия.

Пространственное изменение концентраций тяжелых металлов в районе Турьинских рудников сложно и неоднородно. На содержание элементов в ландшафтах влияют две группы факторов - естественные, связанные с физико-географическими особенностями территории, и техногенные.

Очевидно, в зоне влияния мощных современных медеплавильных комбинатов при значительной однородности подстилающей поверхности и малой расчлененности рельефа, доминирующим является группа техногенных факторов. Следовательно, концентрации тяжелых металлов закономерно убывают по мере удаления от источника загрязнения.

В зоне влияния Турьинских рудников абсолютные значения концентраций металлов значительно ниже, чем в зоне максимального техногенного воздействия комбинатов.

Величины концентрации металлов в растениях на расстоянии 0,2 км от одной из шахт Турьинских рудников близки к значениям 5км зоны умеренного техногенного воздействия действующих медеплавильных производств.

При этом по мере удаления от шахты на 1 км нами отмечены повышенные концентрации металлов (кроме свинца), возможно, это обусловлено петрографической неоднородностью. Начало и конец профиля приходится на кислые породы, центральная часть - на вулканические метаморфизованные породы зеленокаменной полосы.

Различия в микроэлементном составе фотосинтезирующих органов связаны со спецификой сезонной динамики в природных и техногенных условиях, которая сложна и не однозначна. Так, максимальные концентрации тяжелых металлов (кроме меда и цинка) отмечены в конце вегетационного периода, причем как в зоне умеренного, так и максимального техногенного воздействия.

В условиях техногенно-аномальных ландшафтов почвенно-растительный покров значительно изменяется, что вызвало определенные трудности в изучении геохимического сопряжения.

Распределение тяжелых металлов в автономном и техногенном ландшафтах по линии профиля, заложенного в зоне умеренного техногенного воздействия Кировоградского медеплавильного комбината, позволяет отметить некоторые закономерности. Рассчитанные коэффициенты местной концентрации, свидетельствуют о максимальном накоплении тяжелых металлов в условиях подчиненных ландшафтов. Следует отметить, что в техногенно-аномальных условиях аккумуляция тяжелых металлов в подчиненных ландшафтах происходит интенсивнее, чем в условиях местного геохимического фона. Проведенные исследования позволили выделить следующие особенности.

В техногенных условиях, также как и в фоновых, проявляется геохимическая специализация растений и их частей. Самые высокие концентрации отмечены для фотосинтезирующих частей. Содержание металлов убывает в следующей последовательности: листья тополя - листья березы - надземная часть злаков - ветви березы.

Установлено, что растения техногенных ландшафтов в среднем в 3-9 раз интенсивнее поглощают медь, цинк, никель, свинец.

Полученные результаты, свидетельствуют о накоплении меди в техногенных ландшафтах, как доминирующего загрязнителя медеплавильных производств. На площади техногенных аномалий в зоне максимального техногенного воздействия предприятий медь занимает первое место, в то время как в условиях местного геохимического фона медь находится на 4 месте.

Список литературы

1. Евсеев А. В. Изменение во времени фоновых концентраций загрязняющих веществ в различных природных объектах // Вестник МГУ. Серия 5. География. - 1988. - № 3. - С. 72-78.

2. Макунина Г. С. Металлы в техногенных горных ландшафтах // Тяжелые металлы в окружающей среде. - М.: Издательство МГУ, 1980. - С. 58-63.

3. Скарлыгина-Уфимцева М. Д. Техногенное загрязнение растений тяжелыми металлами и его эколого-биологический эффект // Тяжелые металлы в окружающей среде. - М.: МГУ, 1980. - С. 103-108.

Размещено на Allbest.ru