Определение ксенобиотиков в атмосферном воздухе городов методом лихеноиндикации

Определение ксенобиотиков в атмосферном воздухе городов методом лихеноиндикации

В работе приводятся исследования загрязненности атмосферного воздуха города Краснодара при помощи метода лихеноиндикации. Выявлены основные поллютанты и приведены их предельно допустимые концентрации.

Аннотация статьи
тяжелые металлы
урбоэкосистема
лихеноиндикация
Ключевые слова

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

Зона

города

Лихеносинузии

Содержание тяжелых металлов, 
мг/кг сухой массы

медь

свинец

кадмий

цинк

Центральная

Physcia adscendens+ Xanthoria parietina, Xanthoria parietina +Physconia grisea,

Xanthoria parietina +Physciaadscendens.

8,0±0,52

16,7±0,30

0,73±0,14

8,8±0,89

Периферическая

Xanthoria parietina +Physconia grisea,

Xanthoria parietina +

Physcia adscendens,

Physcia adscendens+ Physconia muscigena.

3,8±0,30

16,8±0,30

0,58±0,11

5,8±0,41

Пригородная

Xanthoria parietina + Physcia adscendens,

Physcia adscendens + Ramalina fastigiata,

Physcia adscendens + Pleurosticta acetabulum

2,0±0,20

14,8±0,20

0,41±0,08

1,3±0,14

Парковая

Physconia grisea + Xanthoria parietina,

Physcia adscendens + Xanthoria parietina, Melanohalea olivacea + Ramalina fastigiata,

1,7±0,19

3,7±0,20

0,32±0,07

1,2±0,17

ПДК

 

9,90

4,10

0,78

5,33

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.

Текст статьи
  1. Богданов Н.А. Эколого-гигиеническое состояние урбанизированной территории в географическом центре новой Москвы // Гигиена и санитария. – 2015. – С. 51-56.
  2. Загрязнение воздуха и жизнь растений. – Л.: Гидрометеоиздат. – 1988. 535 с.
  3. Меннинг У.Дж., Федер У.А. Биомониторинг загрязнения атмосферы с помощью растений. – Л.: Гидрометеоиздат. – 1985. 143 с.
  4. Михайлова И.Н. Содержание тяжелых металлов в талломах лишайника Hypogymnia physodes: источники гетерогенности // Экологический журнал. – 2016. – С. 423–428.
  5. Пристяжнюк С.А. Методические подходы к оценке состояния природной среды на основе лихенологических данных (на примере Севера средней Сибири) // Фундаментальные и прикладные проблемы ботаники в начале XXI века. – 2008. С. 218-221.
  6. Родникова И.М. Лишайниковый компонент растительных сообществ как индикатор антропогенного влияния // Материалы 14 совещания географов Сибири и Дальнего Востока. Владивосток. – 2011. – С. 241-243.
Список литературы
Ведется прием статей
Прием материалов
c 27 февраля по 05 марта
Осталось 3 дня до окончания
Публикация электронной версии статьи происходит сразу после оплаты
Справка о публикации
сразу после оплаты
Размещение электронной версии журнала
09 марта
Загрузка в elibrary
09 марта
Рассылка печатных экземпляров
15 марта