Полная версия

Главная arrow Прочие arrow Безопасность в техносфере, 2016, вып. 3 (60) -

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Методы мониторинга

Биомониторинг с использованием лишайников для оценки степени воздействия Урского и Комсомольского хвостохранилищ Кемеровской области был выполнен во второй декаде июля 2015 г. Карта-схема отбора проб лишайников представлена на рис. 1.

Первый объект лихеномониторинга — территория хвостохранилища бывшего Комсомольского золотоизвлекательного завода в пос. Комсомольск, где методом цианирования перерабатывались зо- лото-арсенопирит-кварцевые руды, а также золотосодержащие отходы Кадамжайского сурьмяного комбината (Киргизстан) и Берикульской золото- извлекательной фабрики [15].

Хвостохранилище расположено в естественной котловине в 250-500 м от жилой зоны поселка. Оно занимает площадь 146 тыс. м2, содержит примерно 1,1 млн м[1] складированных отходов и является усыхающим техногенным озером. С юго-западной стороны хвостохранилище ограничено насыпной дамбой. Отходы содержат сульфидные минералы: пирит, сфалерит, галенит, пирротин, арсенопирит [15].

Урское хвостохранилище отходов обогащения золотополиметаллических серноколчеданных руд и руд зоны окисления Ново-Урского месторождения расположено на территории Урского рудного поля; условия и состав отходов подробно описаны в ряде работ [11-15], кроме того изучены и биогеохимиче- ские свойства мхов территории хвостохранилища [16], что позволяет сопоставлять полученные нами данные. Эпифитные лишайники отбирали методом средней пробы на высоте 1,5-2 м от поверхности земли с примерно одновозрастных деревьев. При пробоотборе и пробоподготовке придерживались рекомендаций, описанных во многих публикациях, например Р. Баргальи [5 и др.].

В каждой точке отбирали лишайники двух видов: Hypogymnia physodes и Evernia mesomorpha. Эпифит- ный лишайник Hypogymnia physodes — один из наиболее используемых в мониторинговых исследованиях вид в связи с его широкой распространенностью и толерантностью к S02 и металлам [17]. По мнению

А.Ф. Мейсуровой [18], в целях биоиндикации и биомониторинга наиболее перспективно использовать Hypogymnia physodes, который позволяет идентифицировать широкий спектр загрязнителей, даже при низком уровне концентрации поллютантов в воздухе.

В результате проведенных исследований по накопительной способности лишайников-эпифитов предложен экологический ряд: Evernia meso- morpha > Parmeliopsis ambigua и пр. [19]. По нашим исследованиям, также предпочтительнее использовать вид Evernia mesomorpha, поскольку он обладает повышенной аккумуляторной способностью по сравнению с другими изученными видами (Hypogymnia physodes, Lobaria Pulmonaria) [20]. Для выполняемых эколого-геохимических работ выбрано два вида лишайников — Evernia mesomorpha и Hypogymnia physodes, обладающих хорошей способностью к аккумуляции поллютантов и широко распространенных практически во всех ландшафтно-экологических зонах, что позволяет оценивать и сопоставлять полученные результаты с приведенными в литературе данными.

Всего отобрано 20 проб лишайников в районе, прилегающем к Урскому хвостохранилищу (11 проб лишайников Evernia mesomorpha и 9 — Hypogymnia physodes) и 29 проб в районе Комсомольского хво- стохранилища (13 — Evernia mesomorpha и 16 — Hypogymnia physodes). Фоновая проба для территории влияния Урского хвостохранилища была отобрана в районе озера Урское в 4 км к юго-востоку от хвостохранилища вне источников прямого антропогенного воздействия. Фоновая проба для Комсомольского хвостохранилища отобрана в пос. Макаракский на берегу р. Кия в 10 км на юго-запад от хвостохранилища.

Для упаковки проб использовали краф-пакеты «Стерит». Подготовка проб для количественного элементного анализа включала просушивание при температуре окружающей среды, механическое измельчение, взятие навески и разложение в концентрированной азотной кислоте по стандартной методике.

Определение валового состава 67 макро- и микроэлементов в образцах сухого вещества лишайников проводили методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой в аккредитованном химикоаналитическом центре «Плазма» (г. Томск). Ошибка определения не превысила 10%. Содержание бериллия, германия, рутения, родия, индия, рения, осмия, иридия ниже предела обнаружения метода во всех пробах. Средняя концентрация остальных химических элементов в лишайниках Урского и Комсомольского хвостохранилищ представлена в табл. 1 и 2.

Обработка результатов анализа проводилась с использованием программных продуктов Microsoft Word, Microsoft Excel, CorelDRAW, STATISTIKA, Surfer. По результатам были рассчитаны статистические параметры распределения элементов: среднее, минимальное и максимальное значение, стандартное отклонение, коэффициент вариации, традиционные для биогеохимических исследований показатели. Были подсчитаны коэффициенты биологического поглощения (Кб = С/Кзк) — отношение содержания элемента в лишайнике к кларку4 концентрации в верхней континентальной коре (кларк по: Тейлор, и Мак-Леннон, 1988; Григорьев, 2003). Рассчитаны коэффициенты концентрации (Кк = С/Сф) — отношение содержания

Карта-схема участков отбора проб лишайников в районе Комсомольского и Урского хвостохранилищ

Рис. 1. Карта-схема участков отбора проб лишайников в районе Комсомольского и Урского хвостохранилищ

Таблица 1.

Геохимическая характеристика проб лишайников Комсомольского хвостохранилища (сухое вещество, мг/кг, п = 29)

Эле

мент

Xcp

Фон

Кларк в з. к.

Kc = Сс /Сфон (Нур.)

Кб = Сс/Кзк (Нур.)

Эле

мент

Xcp

Фон

1

Кк = Сс/Сфон (Нур.)

Кб = Сс/Кзк (Нур.)

Ever.

Hyp.

Ever.

Hyp.

Ever.

Hyp.

Ever.

Hyp.

Li

0,44

0,67

0,73

0,83

20

0,80

0,03

In

0,003

0,01

0,00

0,01

0,86

0,10

В

0,73

3,83

2,19

1,66

15

2,30

0,26

Sn

0,18

0,24

0,22

0,31

0,77

0,04

Na

173,67

280,02

468,82

509,63

28900

0,55

0,01

Sb

0,80

3,73

0,19

0,21

17,39

18,66

Mg

425

857

740

993

13300

0,86

0,06

Cs

0,11

0,15

0,14

0,20

0,75

0,04

Al

1069

1762

2222

2887

80400

0,61

0,02

Ba

14,2

38,8

60,4

46,8

0,8

0,1

Si

1921

2984

2963

5238

308000

0,6

0,01

La

0,45

1,03

0,92

1,30

0,79

0,03

P

792

954

1088

1219

0,8

Се

0,85

2,10

1,74

2,72

0,77

0,03

К

3136

3717

3945

4011

28000

0,93

0,13

Pr

0,10

0,25

0,21

0,34

0,73

0,03

Ca

1124

15840

5573

15856

30000

1,00

0,5

Nd

0,38

0,99

0,80

1.32

0,75

0,04

Sc

0,37

0,55

0,50

0,99

11

0,56

0,05

Sm

0,08

0,19

0,18

0,27

0,72

0,04

Ti

158

211

240

387

3000

0,5

0,1

Eu

0,02

0,05

0,04

0,07

0,72

0,06

V

1,83

3,18

4,31

5,60

60

0,57

0,05

Gd

0,08

0,22

0,18

0,30

0,74

0,06

Cr

4,5

5,4

7,2

8,0

35

0,68

0,15

Tb

0,01

0,03

0,03

0,04

0,79

0,05

Mn

50,9

204,4

59,9

122,4

600

1,7

0,3

Dy

0,06

0,17

0,14

0,22

0,75

0,05

Fe

718

1534

1592

2698

35000

0,6

0,04

Ho

0,01

0,03

0,03

0,04

0,72

0,04

Co

0,34

1,28

0,79

1,62

10

0,79

0,13

Er

0,04

0,10

0,08

0,13

0,78

0,04

Ni

0,89

1,74

0,73

1,74

20

1,00

0,09

Tm

0,01

0,01

0,01

0,02

0,76

0,04

Cu

6,09

7,43

6,62

10,72

25

0,69

0,30

Yb

0,03

0,08

0,07

0,12

0,70

0,04

Zn

46,1

84,8

46,7

66,8

71

1,27

1,19

Lu

0,005

0,014

0,014

0,021

0,653

0,043

Ga

0,36

0,61

0,68

0,96

17

0,64

0,04

Hf

0,04

0,07

0,09

0,12

0,59

0,01

Ge

0,05

0,07

0,07

0,07

2

0,97

0,04

Та

0,01

0,02

0,03

0,05

0,48

0,01

As

3,14

6,79

2,08

2,04

2

3,33

4,53

W

0,05

0,11

0,11

0,10

1,14

0,06

Rb

6,33

7,86

4,70

6,35

112

1,24

0,07

Pt

0,008

0,008

НПО

НПО

Sr

8,21

42,64

33,98

55,25

350

0,77

0,12

Au

0,005

0,013

НПО

НПО

6,30

Y

0,32

1,00

0,73

1,47

22

0,68

0,05

Hg

0,10

0,11

0,08

0,05

2,50

1,89

Zr

2,32

3,55

5,52

7,77

190

0,46

0,02

Tl

0,01

0,03

0,02

0,03

0,91

0,04

Nb

0,21

0,32

0,48

0,77

25

0,41

0,01

Pb

3,3

16,5

4,4

10,0

1,6

0,8

Mo

0,11

0,17

0,18

0,24

2

0,71

0,11

Bi

0,04

0,11

0,07

0,13

0,86

0,87

Ag

0,04

0,05

0,03

0,05

0,05

1,05

1,07

Th

0,103

0,155

0,197

0,189

0,821

0,014

Cd

0,15

0,97

0,18

0,57

0,10

1,70

9,87

U

0,062

0,079

0,098

0,104

0,761

0,028

Примечание. Здесь и далее: п - количество проб, * по Тейлору и Мак-Леннону, 1988; ** по Wedepohl, 1995 (Григорьев, 2003); Ever. - Evernia mesomorpha; Hyp. - Hypogymnia physodes, Кк — отношение содержание элементов в лишайнике хвостохранилища к содержанию в фоновом районе; Кб - отношение содержание элемента в лишайнике хвостохранилища к кларковому содержанию в земной коре; нпо — ниже предела обнаружения; з. к, — земная кора.

Таблица 2

Содержание элементов (Кб и Кк > 2,5) в лишайниках территории Комсомольского хвостохранилища (п = 29)

Xcp

Ct.

ОТКЛОН.

Коэфф.

вар.

Мин

Макс

Xcp

Фон

— Кларк

Кк (Hyp.)

Кб (Hyp.)

Ever.

нур.

Ever.

Hyp.

As

5,15

4,73

0,92

1,62

24,19

3,14

6,79

2,08

2,04

2

3,33

4,5

Cd

0,60

0,51

0,84

0,08

2,12

0,15

0,97

0,18

0,57

0,10

1,70

9,9

Sb

2,42

4,68

1,93

0,17

21,64

0,80

3,73

0,19

0,21

0,2

17,4

18,7

Au

0,010

0,007

0,748

0,004

0,024

0,005

0,013

НПО

НПО

0,002

-

6,3

Hg

0,11

0,03

0,32

0,05

0,17

0,10

0,11

0,08

0,05

0,06

2,50

1,9

элемента в лишайниках районов хвостохранилищ к содержанию элементов в фоновых пробах.

Для всей совокупности выборок проб лишайников рассчитывались коэффициенты парной корреляции Пирсона, по значениям которых были построены дендрограммы корреляционной матрицы. Для получения информации о возможных источниках химических элементов выборки анализировались с помощью метода главных компонент (РСА) — многомерного обоснованного метода факторного анализа.

  • [1] Трансекта — отмеренная на территории экосистемы узкая прямоугольная площадка для изучения размещения видов, численности, проективного покрытия, продуктивности и других исследований.
 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>