Header Image

Недавно увидело свет издание, посвященное результатам исследований населения городских агломераций - Demographia World Urban Areas.

Подробнее ...
Результаты биогеохимического мониторинга в заповедных экосистемах Печать E-mail
03.03.2015 15:05

Обобщение полученных материалов показало тесную связь атмохимических процессов с производственной активностью промышленно-хозяйственного сектора не только Пермского края, но и прилегающих регионов. Загрязняющая нагрузка, формирующаяся вследствие выбросов региональных источников техногенного рассеивания, накладывается на трансграничные потоки технофильных элементов, поэтому границы локальных геохимических очагов в настоящее время размыты. Данное обстоятельство позволяет заключить, что рассматриваемый вид загрязнения вышел на межрегиональный уровень.

Это хорошо иллюстрируется элементной насыщенностью атмохимических потоков за пределами промышленных территорий, например, в государственном природном заповеднике «Басеги» (ГПЗ «Басеги») (рис. 3). На рис. 3 видно, что объемы атмохимического рассеивания загрязнителей, выраженные содержанием технофильных элементов в атмосферной пыли, в период наблюдений изменялись весьма существенно и пропорционально уровню промышленной активности. При промышленном спаде объем загрязняющих ингредиентов снижался, при подъеме — возрастал. В период 1994-1999 гг. объем атмохимического рассеивания был минимальным. По данным наблюдений на шести площадках мониторинга в ГПЗ «Басеги», он выражался значениями от 110 до 601 г/га в год. На стадии промышленного подъема, в 2003–2004 гг., объемы выпадения технофильных элементов увеличились, достигнув максимальных значений — 857-3860 г/га в год, т.е. нагрузка возросла пятикратно. С 2006 г. отчетливо проявилась тенденция сокращения атмохимического потока, а в 2008 г. суммарный объем выпадения элементов-загрязнителей на заповедную территорию приблизился к уровню 2001 г.
Распределение загрязняющей нагрузки в биогенных компонентах экосистем (в почвенном и растительном покрове) не давало пиковых значений, аналогичных отмеченным для атмохимического потока. На протяжении всего периода наблюдений элементная насыщенность почвенного субстрата и фитомассы медленно нарастала. На начало периода наблюдений суммарная концентрация технофильных элементов в верхнем аккумулятивном горизонте почвенного покрова составляла 1620±370 мг/кг сухого субстрата, а к 2008 г. она увеличилась до 2860±410. Аналогичным образом изменялась и элементная насыщенность фитомассы (см. рис. 3).
Освоение атмохимического потока природными экосистемами существенно трансформируется физико-химическими условиями и структурой биотиче ских компонентов, поэтому дает весьма неоднородную картину распределения. За прошедший период наблюдений на шести площадках мониторинга в ГПЗ «Басеги» наиболее высокий уровень концентрирования элементов-загрязнителей выявлен на площадке, приуроченной к подветренному склону хребта Басеги и характеризующей состояние горно-таежной экосистемы (рис. 4). Именно здесь зафиксирована максимальная концентрация загрязняющих элементов в биотических компонентах экосистемы, что свидетельствует об активном формировании очага загрязнения — техногенной биогеохимической аномалии.
Нарастание техногенной нагрузки сопровождалось изменениями в ее элементной структуре. В последнее пятилетие приоритетные позиции в атмохимическом потоке занял Zn, существенно опередив «лидеров» предыдущего пятилетия V, Pb и Cr. Соответственно изменению атмохимической нагрузки трансформировался и микроэлементный состав природных субстратов (в первую очередь почвенного).
Количественный объем загрязнения не отражает истинной опасности техногенной нагрузки. Для оценки экологической опасности формирующейся аномалии были использованы коэффициенты концентрации технофильных элементов в компонентах экосистемы КК, которые рассчитывались согласно апробированной методике [1, 8, 16] по соотношению содержания элементов в зольном остатке компонентного субстрата и их кларков. Полученные расчетные значения коэффициентов КК послужили основой для построения рядов поглощения элементов-загрязнителей для компонентов экосистемы ГПЗ «Басеги»:

КК для почвы:
Cd18 > Pb14 > Zn7 > Mn6 > Cr5 > Ni3 > V1,8 > Cu1,4 > Co, Sb1,2 …;

КК для фитомассы:
Zn55 > Mn32 > Cd16 > Ni, Cr14 > Cu11 > Pb5 > Co4 > V,Sb2 …;

КК для зоомассы:
Mn441 > Cr, Zn13 > Cu10 > Cd, Pb5 > V4,5 > Ni2 > Co, Sb1,1

Анализ рядов поглощения позволяет заключить, что наибольшую экологическую опасность для рассматриваемой таежной экосистемы представляют пять технофильных элементов, характеризующихся наиболее высокими коэффициентами концентрации, — Cd, Zn, Pb, Mn, Cr. Если рассматривать уровень опасности по высшему звену биогеохимического круговорота — зоомассе (в данном случае были взяты мелкие млекопитающие), то наиболее угрожающе выглядит Mn, коэффициент концентрации которого в биосубстратах наиболее высок (КК = 441). Однако Mn относится к технофильным элементам 3-го класса экологической опасности — и данное обстоятельство существенно занижает уровень экологической угрозы от его накопления в природном субстрате.
Меньше представлены в атмохимическом потоке наиболее опасные элементы (1-го класса экологической опасности) — Cd, Pb, Zn. Первые два (Cd и Pb) поступают в заповедные экосистемы в очень незначительных объемах, но тем не менее прочно аккумулируются в почве, фитои зоомассе с коэффициентами концентрации от 5 до 55. Из рассмотренных компонентов экосистем максимальное накопление Cd (КК = 18) и Pb (КК = 14) происходит в почве, что снижает поступление этих элементов с геохимическим потоком в биологический круговорот. Адсорбционная роль почвы по отношению к Zn (КК = 7) понижена, и данный элемент накапливается преимущественно в фитомассе (КК = 55). Выявленная закономерность вполне объяснима, она обусловлена преимущественно кислой реакцией почвенной среды, стимулирующей миграционную активность Zn и способствующей его вовлечению в биогеохимический круговорот с приоритетным насыщением высших звеньев.


Рис. 4. Элементная нагрузка в экосистемах ГПЗ «Басеги» (средние данные за 1994–2008 гг.)

Концентрации экологически опасных элементов в биогенных субстратах год от года нарастают даже при незначительных объемах поступления в связи с высокой устойчивостью их в природных соединениях (период их полуудаления из биомассы составляет: для Cd — 32; для Zn — 310; для Pb — 5920 лет). По выражению основоположника экологической геохимии А.И. Перельмана [15], данные элементы, будучи вовлеченными в биологический круговорот, имеют крайне мало шансов его покинуть, накапливаясь в пищевой цепи по направлению вверх с коэффициентами концентрации до 150000 (для Pb) относительно кларка.


Рис. 5. Стоки с галитовых отвалов калийного производства

 
Free template "Frozen New Year" by [ Anch ] Gorsk.net Studio. Please, don't remove this hidden copyleft! You have got this template gratis, so don't become a freak.