Определение ксенобиотиков в атмосферном воздухе городов методом лихеноиндикации

Гигиена является основной профилактической дисциплиной медицины. Она изучает здоровье человека, факторы окружающей природной, бытовой и производственной среды, оказывающие влияние на организм в процессе его жизнедеятельности, ответные на них реакции с целью разработки адекватных мероприятий оздоровительного характера.

Гигиена находится в тесной связи с экологией, изучающей взаимодействие факторов окружающей среды с живым организмом и его функциональным состоянием [1], при этом здоровье населения в известной степени является индикатором окружающей среды [4].

Уровень загрязненности окружающей среды кадмием, свинцом, цинком, медью и другими тяжелыми металлами во всех регионах нашей страны неизменно растет, а неконтролируемое загрязнение окружающей среды токсичными металлами может вызвать серьезные негативные последствия в организме человека [5].

С целью рационального решения вопросов охраны природы экосистем городов, которые подвергаются воздействию выбросов промышленных объектов, коммунального и сельского хозяйства, транспорта, проведение исследований по оценке состояния атмосферной среды с использованием методов биомониторинга, в частности метода лихеноиндикации, представляется актуальным. Применение данного метода позволяет оценить биологические последствия антропогенного изменения среды обитания человека [2, 3].

Эпифитные лишайники крайне чувствительны к различным загрязнителям атмосферного воздуха [6] и, таким образом, могут быть хорошими индикаторами. В связи с этим можно говорить о возможности решения теоретических и практических вопросов диагностики и мониторинга атмосферного загрязнения экосистем при помощи комплексных исследований с использованием биоиндикационных, физико-химических и инструментальных методов.

Поступление тяжелых металлов в почву вследствие техногенного рассеяния осуществляется разнообразными путями. Важнейшим из них является выброс при высокотемпературных процессах: черной и цветной металлургии, обжиге цементного сырья, сжигание минерального топлива и др. Воздушными потоками выбросы переносятся на большие расстояния.

Исследования проведены в центральной, пригородной, периферической и парковой зонах урбоэкосистемы города Краснодара. При этом парковую зону мы выбрали в качестве фонового участка, так как воздействие ксенобиотиков на данной территории минимально.

Для проведения лабораторных анализов на состав загрязнителей производился сбор образцов слоевищ лишайников во время стационарных и маршрутных исследований.

Сбор объединенных проб (слоевища лишайников) с коры деревьев-форофитов осуществлялся в пределах территории выделенных зон, а также учитывались данные, полученные с территории фонового участка. Методом квартирования из объединённой пробы после просушивания выделили среднюю пробу массой 100 г. Обработку собранных образцов слоевищ лишайников и их анализ на наличие металлов проводили с помощью вольтамперометрического анализатора ТА-04 согласно общепринятой методике (МУ 31-03/04 ФР. 1.31.2004.00987 ПНД Ф 14.1:2:4.222-06). В процессе работы определяли содержание тяжёлых металлов: свинца (Pb), кадмия (Cd), цинка (Zn) и меди (Cu).

В результате сравнения содержания тяжелых металлов в талломах лишайников (таблица), которые были собраны в пределах территории различных районов города, было установлено, что наибольшая концентрация тяжелых металлов (свинца, меди, кадмия и цинка) обнаружена в центральной зоне города. Из них наибольшее количество приходится на свинец (16,7±0,30 мг/кг). По мере удаления от центра города содержание свинца в слоевищах лишайников снижается до 14,8±0,20 в пригородной зоне и на территории фонового участка составляет 3,7±0,20, что не превышает ПДК.

Главными источниками загрязнения почв свинцом являются атмосферные выпадения как местного характера (промышленные предприятия, теплоэлектростанции, автотранспорт, добыча полезных ископаемых и др.), так и результаты трансграничного переноса.

Концентрация меди достигает максимального значения (8,0±0,52) в талломах лишайников, выявленных также на территории центральной зоны. Данный факт может быть обусловлен тем, что эта часть города Краснодара находится под интенсивным воздействием различных точечных и линейных источников загрязнения атмосферы.

В результате анализа содержания кадмия в исследуемых образцах слоевищ лишайников отмечено снижение его концентрации от 0,74±0,13 в центральной зоне до 0,32±0,07 в парковой зоне. На наш взгляд это может быть связано с наличием в центральной зоне большого количества автомобильных дорог, при истирании которых, а также и автомобильных покрышек в окружающую среду поступает кадмий.

Таблица

Содержание тяжелых металлов в слоевищах лишайников из различных зон урбоэкосистемы города Краснодара

Значительная разница в количественном содержании цинка в слоевищах лишайников была выявлена на территории всех исследуемых зон города.

В центральной зоне города отмечается максимальное содержание цинка (8,8±0,89), по мере удаления, в периферической и пригородной зонах, а также на территории фонового участка его концентрация становится значительно меньше (5,8±0,41; 1,3±0,14; 1,2±0,17). Главными источниками поступления цинка в почву являются отходы промышленных производств, таких как цветная металлургия, лакокрасочная промышленность, гальваническое производство, а также коммунально-бытовые отходы и илы городских очистных сооружений.

Слоевища лишайников накапливают наибольшее количество свинца (16,7±0,30; 16,8±0,30; 14,8±0,20 мг/кг сухого веса в центральной, периферической и пригородной зонах соответственно). На территории парковой зоны концентрация свинца минимальная (3,7±0,20).

Изучение слоевищ лишайников позволило установить локальные участки загрязнения урбоэкосистемы города Краснодара тяжёлыми металлами.

Таким образом, одним из объективных показателей атмосферного загрязнения урбоэкосистемы города может служить метод лихеноиндикации.