ЭКОАНАЛИТИЧЕСКИЙ ЛИХЕНОИНДИКАЦИОННЫЙ МОНИТОРИНГ В УСЛОВИЯХ МАЛЫХ ГОРОДОВ (БРЯНСКАЯ ОБЛАСТЬ)

Поиск надежных биоиндикаторов в мониторинге общего состояния атмосферного воздуха – одна из приоритетных задач прикладной экологии в исследованиях урбоэкосистем. Лихеноиндикация – важнейшее направление биомониторинговых работ в крупных городах – включает широкий диапазон данных на аут-, дем- и синэкологическом уровне [2, с. 147 ]. Однако в малых городах, в условиях развивающихся производств различных отраслей, необходимо детальные исследования по использованию лихенофлоры и лихеноценозов для диагностики качества атмосферы. Ведение лихеноиндикационного мониторинга в малых городах одно их важнейших направлений экоаналитического мониторинга [4, 5, 7, 8]. Отличные аккумулятивные возможности лишайников – качества, определившие широкое использование лишайников как биоиндикаторов загрязнения среды тяжелыми металлами.

Цель исследования – проанализировать накопление элементов группы тяжелых металлов (ТМ) в слоевищах различных видов лишайников в малых городах Дятьково и Жуковка Брянской области.

В качестве объектов исследования были выбраны листоватые лишайники: Xanthoria parietina (L.) Belt., Hypogymnia physodes (L.) Nyl., Parmelia sulcata Taylor, Physcia hispida (Schreb.) Frege. Выбор данных видов в качестве объекта связан с толерантностью к атмосферному загрязнению и широкой распространенностью в городской среде. Сбор лишайников производился с деревьев на высоте от 1,2 до 1,5 метров в осенне-зимний период 2012-2013 гг. Образцы лишайников срезались вместе с корой. Лишайники, собранные с одного дерева, помещались в общий пронумерованный пакет.

При помощи аппарата рентгеновского для спектрального анализа «СПЕКТРОСКАН МАКС», ТУ 4276-001-23124704-2001 проводились измерения массовой доли (валового содержания) ТМ: Sr, Pb, As, Zn, Cu, Ni, Co, Fe, Mn, Cr, V, Ti [6]. Ориентировочно допустимые концентрации ТМ учитывади по санитарно-гигиеническим нормативам [9]. Номенклатура лишайников указана по Списку лихенофлоры России (2010) [10].

Жуковка – административный центр Жуковского района Брянской области. Территория 13 км² [3], население — 19,10 тыс. человек. Ведущие предприятия экономики: «Жуковский велосипедный завод», «Жуковский опытный завод», «Мебельная фабрика».

Дятьково – административный центр Дятьковского района Брянской области с населением 31,63 тыс. человек. Площадь города – 22 км² [3]. Ведущие предприятия экономики: ООО «Дятьковский хрусталь» (ООО «ДХЗ»), «Дятьково-ДОЗ», мебельный концерн «Катюша», АО «Дятьковское проектно-промышленно строительное объединение», развита пищевая промышленность.

В слоевищах всех видов лишайников валовая концентрация свинца превышает ОДК – наибольшее превышение в пробах Parmelia sulcata – в 9,9 раза, в пробах Xanthoria parietina – в 8, 2 раза (г. Дятьково). Валовое содержание цинка в слоевищах всех видов лишайников также выше ОДК в 1,5-4,3 раза, за исключением пробы Xanthoria parietina в районе старого парка. Концентрация меди и мышьяка больше ОДК во всех исследованных образцах лихенофлоры. Накопление никеля в слоевищах Hypogymnia physodes, Parmelia sulcata, Physcia hispida превышает ОДК. Наибольший размах значений валовой концентрации зарегистрирован у Xanthoria parietina. Валовое содержание в лишайниках марганца ниже установленной ОДК в большей части исследованных образцов за исключением Hypogymnia physodes (г. Жуковка, район санатория Жуковский).

При сравнительной характеристике валового содержания ТМ в слоевищах Xanthoria parietina и Parmelia sulcata на территории крупного промышленного центра Брянска и малых городов отмечено превышение содержания свинца и цинка в образцах, собранных в г. Дятьково [1]. В значениях концентраций остальных ТМ в слоевищах лишайников отмечено превышение по г. Брянску.

На основании полученных результатов можно сделать вывод, что наибольшей аккумулирующей способностью в г. Дятькове по отношению к железу, стронцию, свинцу, цинку, меди, никелю, марганцу, ванадию обладает Xanthoria parietina, по отношению к мышьяку – Hypogymnia physodes и Physcia hispida, по отношению к хрому, титану – Parmelia sulcata; в г. Жуковке наибольшей аккумулирующей способностью по отношению к железу, стронцию, свинцу, цинку, меди, никелю, марганцу, ванадию, мышьяку, хрому, титану обладает Hypogymnia physodes. Таким образом, видовые различия лишайников проявляются в основном в разной интенсивности накопления микроэлементов.

Наибольшее среднее содержание стронция (147,05 мг/кг) обнаружено в пробе из г. Дятькова, наименьшее (90,75 мг/кг) в пробе из г. Жуковка. Максимальное валовое содержание свинца (317,15 мг/кг) обнаружено в пробе из г. Дятькова, наименьшее (29,45 мг/кг) – в пробе из г. Жуковка. Наибольшая концентрация мышьяка (5,145 мг/кг) обнаружена в слоевищах лишайников из г. Дятькова, наименьшая (1,34 мг/кг) – в слоевищах г. Жуковка. Наибольшее среднее содержание цинка (417,9 мг/кг) и наименьшее (32,95 мг/кг) обнаружено в пробах из г. Дятькова. Наибольшее и наименьшее среднее валовое содержание меди (46,9 мг/кг, 40,2 мг/кг) обнаружено в пробах из г. Дятькова. Наибольшее среднее содержание никеля (26,23 мг/кг) и наименьшее (17,6 мг/кг) установлено в пробах из г. Дятькова. Максимальное валовое содержание железа (13407 мг/кг) обнаружено в пробах из г. Дятькова, наименьшее (5799,4 мг/кг) – в пробах из г. Жуковка. Наибольшее среднее содержание марганца (720,3 мг/кг) и наименьшее (186,25 мг/кг) обнаружено в пробах из г. Дятькова. Максимальная валовая концентрация хрома (59,35 мг/кг) зарегистрирована в слоевищах лишайников из г. Дятькова, наименьшая (38,5мг/кг) – в г. Жуковка. В слоевищах лишайников г. Жуковка определен кобальт (0,95 мг/кг), титан (368,45 мг/кг) – в г. Дятькове.

Наибольшее среднее содержание свинца отмечено в пробе из г. Дятькова. Место отбора пробы – посадка рядом с ООО «Дятьковский хрустальный завод» (ООО «ДХЗ»). Неотъемлемым компонентом при производстве хрусталя является окись свинца (PbO). Также высокое содержание свинца, по сравнению с другими пробами, отмечено в пробе из старого парка, рядом с которым до 2006 г., находились основные производственные площади ООО «ДХЗ». Помимо свинца в хрусталь добавляют мышьяк, цинк, медь, их содержание также высоко в пробах с территорий, прилегающих к ООО «ДХЗ».

Таким образом, установлен ряд накопления металлов лишайниками, который имеет вид: Fe>Mn>Zn>Pb>Sr>Cr>Cu>Ni>V>As>Ti>Co. Наибольшая накопительная способность видов лишайников отмечается по отношению к железу. Железо, по-видимому, действительно не столь остро влияет на жизненность талломов, так как накапливается в межклеточном материале в более высоких концентрациях. Отмечается относительно высокое содержание Mn и Zn, на основании чего можно сделать вывод о том, что воздух малых городов наиболее загрязнен этими ТМ в виде аэрозолей. Высокое содержание концентрации Mn, Zn, Pb в лишайниках, собранных вблизи ООО «ДХЗ», вероятно обусловлено производственной деятельностью предприятия, выбросами автотранспорта, проходящего по трассе, расположенной в непосредственной близости от места сбора лишайников.

Таким образом, с позиций лихеноиндикационных исследований содержания ТМ выяснено значительная хроническая токсикация атмосферы этими поллютантами. Диапазон концентраций ТМ в видах лихенофлоры – основа химического мониторинга атмосферы малых городов Брянской области.

Литература:

1. Анищенко Л.Н., Азарченкова Е.А. Лихенофлора урбоэкосистемы г. Брянска в биомониторинге показателей экологической безопасности // Сб.ст. IV Междунар.науч-практ конф естественно-географич. факультета. – Брянск: РИО БГУ, 2011. – С. 13-21.

2. Бязров Л.Г. Лишайники в экологическом мониторинге. – М.: Изд-во «Научный Мир», 2002. – 336 с.

3. Карты городов России. Брянская область. – М.: Роскартография, 1997. – 20 с.

4. Малышева Н.В. Лишайники городов Европейской России. I. Таксономический анализ // Ботан. журн. 2006. Т. 91. № 12. – С. 1834-1841.

5. Малышева Н.В. Лишайники городов Европейской России 2. Биоморфологический и эколого-субстратный анализы // Ботан.журн. 2007. Т. 92. № 1. – С. 96-101.

6. Методика выполнения измерений массовой доли металлов и оксидов металлов в порошкообразных пробах почв методом рентгенофлуоресцентного анализа. М 049-П/04. – С-Пб.: ООО НПО «Спектрон», 2004. – 20 с.

7. Мучник С.Э. Лишайники города Воронежа // Бот. журн. 2004. Т. 89. № 4. – С. 614-624.

8. Пауков А.Г. Лихенофлора урбоэкосистем. Автореф. дисс. …канд. биол. наук. – Екатеринбург, 2001. – 18 с.

9. ПДК и ОПДК химических веществ в почве (ГН 2.1.7.2041-06, ГН 2.1.2042-06).

10. Список лихенофлоры России. – СПб, 2010. – 194 с.

Научный руководитель:

ДОКТ.с.-х. наук, профессор БГУ Анищенко Лидия Николаевна.