TY  - JOUR
T1  - Динамика изменения химического состава растений севера западной Сибири под влиянием полигонов твердых коммунальных отходов
AU  - Кукушкин, С. Ю.
AU  - Лутовинова, Д. Д.
AU  - Опекунова, М. Г.
AU  - Опекунов, А. Ю.
AU  - Папян, Э. Э.
AU  - Митрофанова, Е. С.
Y1  - 2023-04-11
UR  - https://rep.herzen.spb.ru/publication/806
N2  - Введение Интенсивное освоение Ямало-Ненецкого автономного округа (ЯНАО) в связи с активной разработкой нефтегазовых месторождений, ростом площадей населенных пунктов, увеличением количества жителей за последние десятилетия привело к образованию значительных объемов отходов производства и потребления [3]. Вследствие этого уязвимая к антропогенному воздействию территория севера Западной Сибири подвергается многостороннему загрязнению [4]. Суровые климатические условия, высокая степень обводненности, низкая скорость восстановления растительных сообществ и другие особенности исследуемой территории способствуют снижению скорости биогеохимических процессов. Помимо природно-климатических особенностей на природу северных регионов влияет повышение средней температуры Земли. Потепление приводит к оттайке многолетнемерзлых пород, характерных для исследуемого региона, что может способствовать изменению потоков миграции химических веществ [5]. За 2020 г. на территории ЯНАО количество образовавшихся твердых коммунальных отходов (ТКО) составило 210 750 т [1]. На жилищнокоммунальное хозяйство приходится 10,3% от всех отходов в регионе [1, 3]. Растения способны аккумулировать различные элементы в зависимости от условий окружающей среды, а также физиологических особенностей [2]. Всестороннее воздействие сопровождается изменением химического состава растений. Уровень содержания элементов зависит от вида растения, нарушенности ландшафтов, а также антропогенных факторов [4]. Уровень загрязнения компонентов природной среды северных регионов можно определить по реакции растений на техногенное воздействие. Поэтому целью проведенного исследования является оценка динамики изменения химического состава индикаторных видов растений в зоне влияния полигонов ТКО в условиях природно-климатических особенностей северных регионов. Регион исследований, объекты и методы В период с 2018-го по 2021 гг. был проведен экологический мониторинг в районе воздействия полигона ТКО, расположенных в г. Новый Уренгой и п. Коротчаево. Для проведения исследования использовался геоэкологический подход, включающий в себя геоботанические, картографо-геоинформационные, ландшафтно-геохимические, химико-аналитические, математические методы. Проведение полевых исследований и отбор проб осуществлялись в зависимости от естественных природных условий изучаемой территории. Основой выбора точек наблюдения являлось ландшафтное строение территории, размещение источников загрязнения, а также особенности атмосферного переноса района исследований. В ходе исследования произведен отбор проб индикаторных видов растений (багульник Ledum decumbens (Ait.) Lodd.ex Steud, лишайник Cladonia alpestris (L.) Rubh.) для выявления особенностей накопления загрязняющих веществ. Определение содержания в растениях химических элементов (Ba, Mn, Zn, Cu, Ni, Co, Pb, Cd, Cr, V, Sr, Zr, Hg, Ba, Fe, Sc, Na, K, Ca, Al) проводилось методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ICP-MS) на приборе «ELAN-6100 DRC» при полном кислотном разложение образцов. При камеральной обработке материалов применены методы описательной статистики, статистический анализ. Региональный геохимический фон растений [5] послужил базой для сравнения полученных данных. Обсуждение результатов Техногенное воздействие на растительный покров проявляется в аккумуляции металлов в растениях, а также увеличении зольности [5]. Наиболее чувствительными к повышению уровня содержания загрязняющих веществ в тундровых природно-территориальных комплексах (ПТК) являются лишайник Cladonia alpestris и багульник Ledum decumbens [4, 5]. Изученные виды растений характеризуются индивидуальными биогеохимическими особенностями, которые обуславливают накопление в них различных химических элементов в условиях антропогенного загрязнения [5]. В период с 2018 по 2021 гг. существенных различий концентраций химических элементов как в багульнике, так и в лишайнике не наблюдается. Однако в 2021 г. отмечено снижение содержания всех изученных элементов, за исключением Co, в Cladonia alpestris и Ledum decumbens (табл. 1, 2). Концентрация металлов существенно превышает региональный геохимический фон для тундровой и лесотундровой зоны [5]. Стоит отметить, что общее содержание минеральной части (зольность) растений в течение годов изменяется незначительно. Cladonia alpestris и Ledum decumbens характеризуются разной степенью накопления металлов. В условиях антропогенного воздействия на территорию полигона ТКО в г. Новый Уренгой в багульнике и лишайнике наблюдается уменьшение содержания всех изученных химических элементов, за исключением Co. Отмечается значительное превышение фоновых значений [5] для Ba, Fe в лишайнике и багульнике, что, вероятно, связано с аэротехногенным поступлением металлов, вследствие пыления при движении транспорта в районе размещения полигона, а также погрузочно-разгрузочных работах. Концентрация Zn, Cu, Co, Pb, Cr, V незначительно выше уровня регионального геохимического фона [5]. В районе воздействия свалки ТКО в п. Коротчаево в лишайнике наблюдается увеличение содержания Ba, Zn, Co, Pb, V. Рост концентрации перечисленных элементов обусловлен выносом минеральных частиц за пределы свалки и осаждением металлов на поверхность растений. Стоит отметить превышение содержания Ba, Zn, Cu, Co, Pb, Fe, V относительно регионального фона [5]. Выводы Индикаторные виды растений чутко реагируют на изменение условий окружающей среды. При антропогенном воздействии на естественные ПТК в растениях наблюдется увеличение концентрации металлов, а также возрастание зольности. Анализ изменения химического состава растений в районе воздействия полигонов ТКО на территории г. Новый Уренгой и п. Коротчаево (ЯНАО) позволяет сделать следующие выводы. Сравнение химического состава проб растений, отобранных в различные года, со значениями регионального фона свидетельствует о незначительных изменениях в уровне содержания металлов. Так, например, в 2021 г. отмечено снижение концентрации большинства изученных микроэлементов. Стоит отметить, что содержание металлов в багульнике и лишайнике превышают региональный геохимический фон [5]. В течение проведенных исследований в районе полигона и свалки ТКО для багульника характерно повышенное содержание Ba, Zn, Cu, Fe, в то время как для лишайника - Ba, Zn, Cu, Pb, Fe. Содержание металлов в растениях меняется в зависимости от комплекса природных и антропогенных факторов. Основное влияние на аккумуляцию металлов растениями оказывает аэротехногенное поступление веществ вследствие пыления при движении транспорта на территории полигона, а также погрузочно-разгрузочных работах. Помимо этого, увеличение содержания химических элементов в растениях может быть связано с ростом техногенной нагрузки на исследуемых объектах.