WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

Анализ растительности показал превышение фоновых концентраций для Fe в 51%, предельной - в 23% исследованных древесных пород (самое высокое значение превышает ПДК в 1,7 раза в образце Betula pendula), т. е. на территории города наблюдается положительная аномалия по железу. Это может быть вызвано аэрогенным поступлением элемента. В образцах Betula pendula концентрация марганца выше, чем в остальных исследованных образцах древесных пород, максимальное значение выше предельной концентрации в 1,4 раза. На большинстве же территорий (85%) содержание Mn в растениях характеризуется как фоновое.

Таким образом, среднее содержание ТМ для совокупности древесных пород г. Сарапула и г. Камбарки повышено по сравнению фоном.

Сравнение распределения ТМ в 3 видах растений г. Сарапула и г.

Камбарки выявило наличие ряда закономерностей (табл.2). Содержание цинка и марганца в обоих городах максимально в образцах Betula pendula, минимальное – в образцах Tilia cordata. Концентрация меди имеет наибольшее значение в растительных образцах Tilia cordata. В распределении железа по породам четких закономерностей для растений сравниваемых городов не выявлено.

Сравнение содержания ТМ в древесных растениях городов Камбарки, Сарапула и Ижевска показывает увеличение концентраций элементов в растениях в ряду Камбарка-Сарапул-Ижевск (табл. 2). Исключение составляет концентрация железа, наибольшее значение которой наблюдается в Tilia cordata и Acer negundo в г. Камбарке. Данный факт объяснялся ранее.

Таблица Содержание ТМ в древесных растениях г. Камбарки (1), г.

Сарапула (2) и г. Ижевска (3) Виды растени Zn, м Cu, мг/кг сухой массы й 1 2 3 1 2 I 95,52 116,32 170 1,25 2,33 9,II 20,60 21,37 108 3,11 2,43 12,III 31,88 33,28 56 1,50 1,93 8,Mn, мг/кг сухой массы Fe, мг/кг сухой массы 1 2 3 1 2 I 149,90 194,03 198 400,65 163,70 II 98,24 75,03 199 432,75 379,90 III 149,81 80,29 51 437,32 290,83 Примечание: I – Betula pendula, II - Tilia cordata, III – Acer negundo.

В целом увеличение содержания ТМ в древесных растениях в данном ряду объясняется повышением антропогенной нагрузки вследствие увеличения численности населения, развития промышленно-транспортного комплекса.

В последнее время в связи с высокой степенью загрязнения атмосферы приобретает фолиарное поступление ТМ в растения.

Результаты проведенных исследований позволяет сделать вывод о разной интенсивности поглощения изучаемых элементов листовой поверхностью растений. Об этом можно судить по показателю отношения концентрации химического элемента в чистых листьях к его концентрации в запыленных листовых пластинках (табл. 3,4).

Наибольшей способностью к поглощению элементов из воздуха, а, следовательно, к очищению атмосферы от тяжелых металлов, в г. Сарапуле обладает Populus balsamifera, далее в порядке уменьшения Счист./Сзапыл.

следуют Qerqus robur, Acer plathanoides, Betula pendula, Acer negundo и Tilia cordata. В г. Камбарке лучшей способностью к поглощению элементов из воздуха обладает Pinus sylvestris, далее в порядке уменьшения С чист./С запыл. следуют Picea ехсеlsa, Betula pendula, Tilia cordata и Acer negundo.

Данный факт объясняется большой площадью листовой поверхности хвойных пород и подтверждается данными Г.Д. Ярославцева и М.Ф.

Ефимова, согласно которым сосна обыкновенная обладает наивысшей степенью пылезадерживающей способности.

Таблица Показатель отношения С чист./С запыл. для листовых пластинок древесных пород г.Сарапула.

Виды растений Среднее Маргане Медь Цинк Железо значени ц е Qerqus robur 0,85 1,49 0,16 0,89 0,Acer plathanoides 0,89 0,96 0,92 0,59 0,Betula pendula 0,97 0,95 0,56 0,77 0,Tilia cordata 0,98 0,96 0,03 0,50 0,Acer negundo 0,97 0,97 0,62 0,29 0,Populus balsamifera 0,99 0,99 0,61 0,96 0,Таблица Показатели С чист./С запыл. для листовых пластинок древесных пород г.Камбарки.

Виды растений Маргане Ср.

Медь Цинк Железо ц значение Betula pendula 0,91 0,76 0,74 0,72 0,Tilia cordata 0,95 0,76 0,62 0,70 0,Acer negundo 0,92 0,73 0,72 0,33 0,Pinus sylvestris 0,96 0,94 0,77 0,74 0,Picea ехсеlsa 0,96 0,93 0,75 0,73 0,В сезонном распределении исследуемых элементов в древесных породах г. Сарапула выявлен ряд закономерностей. Содержание железа закономерно увеличивается с мая по сентябрь. Максимальное содержание меди и цинка наблюдается в июле. Наибольшее накопление марганца наблюдается в июне. Сезонное распределение ТМ зависит как от породы, так и от самого химического элемента. Наибольшее содержание меди наблюдается в августе в образцах Betula pendula и Tilia cordata, в июле – в Quercus robur и Populus balsamifera, в мае – в образцах Acer platanoides и Acer negundo. Наибольшее содержание цинка во всех породах характерно для летних месяцев. Максимальное накопление марганца в 4 породах наблюдается в августе и в сентябре. В сезонном распределении железа в древесных породах не выявлено никаких закономерностей: максимальное содержание данного элемента наблюдается в разных породах с мая по сентябрь.

Глава 6. Взаимосвязь между содержанием ТМ в почве, атмосфере и растениях Содержание элементов в растении зависит от комплекса факторов.

Одним из важнейших факторов, влияющих на концентрацию подвижных форм элементов, является их содержание в почве. Как правило, при повышенном содержании элементов в почве наблюдается увеличение их концентрации в растении. Однако результаты наших исследований показывают, что данная закономерность прослеживается не всегда. Данный факт объясняется тем, что с повышением концентрации одноименно заряженных ионов снижается их подвижность, а, следовательно, доступность для растений вследствие действия правила растворимости. Причиной данного явления может служить также толерантность растений к повышенному содержанию ТМ в почве.

Поступление элементов в растение во многом зависит не только от концентрации их в почве, но и от реакции среды (рН), содержания органического вещества (С орг.) и элементов питания.

Большое влияние на доступность металлов растениям оказывает содержание фосфора, который является антагонистом цинка и меди и снижает активность поступления этих элементов в растения. Результаты наших исследований подтверждают данные многих авторов об отрицательном влиянии фосфора на доступность элементов растениям (Чумаков, 1983, Moraghan, 1984, rao et al, 1985,Kadar,1986, Peneva, Zaharieva, 1986). Отрицательные корреляции, полученные в результате анализа зависимости поглощения марганца и железа растениями от содержания фосфора в почве, позволяют сделать вывод о снижении их доступности для растений с увеличением концентрации фосфора.

Органическое вещество почвы также играет большую роль в снижении доступности ТМ для растений (Рэуце, Кырстя, 1986).

Увеличение обменной кислотности (рН) приводит к снижению содержания ТМ в растении, о чем свидетельствуют отрицательные корреляции между данными показателями для большинства металлов.

Активность поступления в растения цинка снижает и медь (r= - 0,22 (г.

Сарапул) и r= - 0,34 (г. Камбарка)), что согласуется с результатами исследований ряда авторов (Ягодин, Муравин, 1983, Кукушкин, 1987).

Содержание металлов в растениях в большой степени зависит не только от поступления их из почвы, но и от фолиарного поступления из атмосферы. Результаты сравнения среднего содержания элементов в чистых и запыленных образцах листьев растений г. Сарапула и г. Камбарки свидетельствуют, что концентрации всех элементов, за исключением Fe, как в чистых, так и в запыленных образцах растений г. Сарапула выше, чем г.

Камбарки. Данный факт позволяет сделать вывод о более высокой степени загрязнения атмосферы г. Сарапула этими элементами в связи с повышенной техногенной нагрузкой по сравнению с г. Камбаркой. Однако содержание железа в листьях растений г. Камбарки выше, что можно объяснить комплексным воздействием на атмосферу города заводов «Металлист» и «КМЗ» и выбросов железнодорожного транспорта, который проходит по находящейся в непосредственной близости железной дороге. Данные объекты сконцентрированы в центре города и рассеивают выбросы на всю территорию г. Камбарки.

Отношения С чист./С запыл., по которым можно судить о способности растений поглощать тот или иной элемент, выше для растений г.

Сарапула по цинку и меди, для г. Камбарки – по железу и марганцу.

Сравнивая способность растений к корневому поглощению элементов из почвы и к фолиарному поступлению, можно заметить, что для большинства пород характерна большая способность к поглощению листьями, что подтверждает данные исследований о все большем значении фолиарного поглощения в условиях нарастающего техногенного воздействия.

Однако для растений г. Камбарки преимущественным в поглощении меди и цинка является корневое поглощение, о чем свидетельствуют большие значения коэффициента поглощения из почвы по сравнению со значением отношения С чист./С запыл. данный факт можно объяснить повышенной кислотностью почв, благодаря чему ТМ переходят в подвижные формы и становятся более доступными для растений.

Необходимо отметить, что способность растений к поглощению элементов зависит от видовой принадлежности. Так, для Betula pendula в обоих городах характерно преобладание корневого поглощения Zn, Cu и Mn.

Для всех видов растений характерно преимущественное фолиарное поступление Fe.

Таким образом, растения большинства видов используют фолиарный путь поступления элементов, однако большую роль играет также степень антропогенной нагрузки, видовая специфичность и свойства самого элемента.

Выводы 1. В пределах исследуемых городов в соответствии с классификацией М. Н. Строгановой и Н.Г. Агарковой (1992) выделены естественные ненарушенные (17% в Сарапуле, 21% - в Камбарке), антропогенные поверхностно преобразованные (урбанопочвы) (35% и 66% соответственно), антропогенные глубоко преобразованные почвы (урбаноземы) (44% и 10%) и почвоподобные образования – урбанотехноземы (4% и 1%). Выявлена зависимость распространения типов почв от возраста города, численности населения, степени развития промышленно-транспортного комплекса.

2. Агрохимическая трансформация городских почв характеризуется увеличением показателей обменной кислотности, суммы поглощенных оснований, степени насыщенности основаниями и уменьшением значений гидролитической кислотности, содержания подвижного фосфора, обменного калия и органического вещества с увеличением степени нарушенности.

3. Степень антропогенной трансформации почв г. Сарапула и г.

Камбарки влияет на распределение в них изучаемых элементов. Четкая тенденция к снижению содержания с увеличением степени нарушенности почв наблюдается для марганца и железа за исключением реплантоземов. Для цинка характерно увеличение концентрации с увеличением степени преобразованности почв. В распределении меди не выявлено никаких закономерностей. Содержание Zn и Cu во всех блоках почв превышает фоновое значение.

4. Содержание ТМ в почвах и древесных растениях связано с удаленностью их от источников выбросов. В почвах и растениях г. Сарапула и г. Камбарки превышены фоновые концентрации меди, цинка и железа.

Транспорт оказывает значительное влияние как на городские почвы, так и на растения, доказательством чего служит высокое содержание Cu, Zn и Fe в них в пределах придорожных территорий.

5. Распределение элементов в растениях видоспецифично. В г.

Сарапуле максимальное содержание меди наблюдается в Acer plathanoides, высокое содержание отмечается также в Populus balsamifera и Quercus robur.

Наибольшее содержание цинка имеют образцы Betula pendula, наименьшее - Tilia cordata. Для Acer plathanoides характерно повышенное, по сравнению с другими породами, содержание марганца, для Tilia cordata – железа.

Несмотря на то, что ПДК элементов не превышены, в растениях всех видов превышена фоновая концентрация цинка (77 мг/кг сухой массы), меди (0,мг/кг сухой массы) и железа (163 мг/кг сухой массы), в растениях Betula pendula, Acer plathanoides и Acer negundo – марганца (138 мг/кг сухой массы).

Наиболее высокие концентрации ТМ в г. Камбарке отмечены для Betula pendula по цинку и марганцу, для Pinus sylvestris - по железу и меди. Tilia cordata и Acer negundo стоит отметить как наименее накапливающие ТМ древесные породы. Высокие концентрации цинка в почвах даже максимальные значения, близкие к ПДК, не приводят к значительному накоплению данного элемента в растениях.

6. Значительное влияние на содержание ТМ в растениях имеет фолиарное поглощение. Наибольшей способностью к поглощению элементов из воздуха, а, следовательно, к очищению атмосферы, в г. Сарапуле обладает Populus balsamifera, в Камбарке - Pinus sylvestris и Picea abies. Фолиарное поглощение ТМ зависит от биодоступности элементов, поступающих из воздушных источников через листья, а также от видовой принадлежности растений.

7. Сезонная динамика распределения меди, цинка, железа и марганца в растениях г. Сарапула в большой степени зависит как от свойств металла, так от видовой принадлежности растений. Даже в пределах одного рода Acer имеются существенные различия в сезонном распределении ТМ.

8. Почвы и растения г. Сарапула характеризуются более высоким содержанием ТМ, чем в г. Камбарке, что обусловлено большей насыщенностью г. Сарапула промышленными предприятиями, транспортными средствами и более длительным их воздействием на городской ландшафт, особенностями гранулометрического состава почв и видом почвообразующих пород, повышенным фоновым содержанием элементов в почвах и растениях г. Сарапула по сравнению с г. Камбаркой.

9. Концентрация ТМ в растениях зависит от комплекса факторов, важнейшими из которых являются их содержание в почве, химические и биологические свойства почвы, наличие металлов-антагонистов в почве и растениях, содержание в атмосфере. Установлено, что загрязнение металлами почвы и атмосферы не всегда приводит к повышенному содержанию элементов в растениях, что обусловлено высокой степенью толерантности, с одной стороны, и снижением доступности ТМ для растений с увеличением концентрации вследствие образования труднорастворимых форм, с другой.

10. В целом экологическая обстановка по состоянию почв и растений городов Сарапула и Камбарки соответствует требуемым нормам, однако для почв имеются негативные тенденции: на значительной части исследованной территории города Сарапула и в центральной части г. Камбарки превышена предельно допустимая концентрация подвижных форм Zn (23 мг/кг) и Cu (мг/кг). Превышение ПДК меди и цинка в данном случае могут объясняться как загрязнением почв от автомобильного и железнодорожного транспорта и перевозимых грузов, осаждением пылегазовых выбросов от предприятий г.

Pages:     | 1 | 2 || 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»