Лютая Н.Г., Полиновский В.В., Шевченко Е.Н.
Украинский государственный геологоразведочный институт, Киев,
E-mail: UkrDGRI@geologiya.com.ua
Содержание химических элементов в растительной ткани зависит как от концентраций этих элементов в питательной среде, так и от индивидуальных свойств растения. Наши биогеохимические исследования уровней содержания тяжелых металлов в листьях наиболее распространенных здесь деревьев — каштана конского, тополя пирамидального, березы, липы, клена и др. — проводились на территории Киева.
Выяснилось, что содержание токсичных элементов в растительности на большей части территории города в 2-10 раз превышает их содержание на фоновых участках. Анализ содержания тяжелых металлов в золе листвы деревьев, которые растут в питающей среде с одинаковыми геохимическими характеристиками, показал, что к практически безбарьерным относительно тяжелых металлов, в особенности высокотоксичных свинца и цинка, можно отнести лишь каштан конский и тополь пирамидальный.
Для оценки растительно-грунтовых связей применялся коэффициент биологического накопления (КБН): отношение содержания химического элемента в золе растения (Ср) к его содержанию в почве (Сп). Ряды биологического поглощения свидетельствуют о том, что в исследуемых биообъектах наиболее интенсивно накапливаются биофильные элементы. Характерной особенностью листьев каштана является концентрация свинца, листьев пирамидального тополя — цинка и кобальта. В листьях этих видов деревьев активно накапливается барий, хотя он не является жизненно необходимым элементом для растений. Приблизительно одинаковы коэффициенты накопления листвой молибдена. Олово, ванадий и медь в листьях исследуемых деревьев не аккумулируются. Ограничение накопления в растениях меди в условиях довольно высокого ее содержания в питающей среде может объясняться как действием антиконцентрационных барьеров, так и антагонистическими взаимоотношениями цинка и меди, которые проявляются в торможении поглощения одного элемента другим.
Очевидно, растения способны осаждать определенную часть загрязняющих веществ из атмосферных выпадений механически, исключая их из биологического кругооборота. Об этом свидетельствует значительное уменьшение содержания в золе листьев свинца (на 25-30%), ванадия и кобальта (на 17-19%) после сильного, но непродолжительного дождя. В то же время, содержание меди, цинка, молибдена уменьшалось лишь на 3-5% вследствие большой потребностью растений в этих микрокомпонентах и выполнения ими важной биохимической роли.
Карты-схемы распределения концентраций свинца и цинка в золе листвы каштана, построенные по данным исследований с использованием ГИС, показывают, что аномалии содержания этих элементов пространственно совпадают с выделенными по результатам литохимического апробирования участками максимального загрязнения грунтов, то есть с местами наибольшей концентрации промышленных объектов, промзонами. Самые контрастные аномалии выявлены на территориях северного, Подольско-Оболонского и Шулявского промузлов. Здесь сосредоточенно большое количество промышленных объектов — преимущественно машиностроительных. Их несколько меньшие в Корчеватом, где размещены ТЕЦ и ряд предприятий строительной индустрии. Левобережье города загрязнено значительно меньше.
Рис. 1. Распределение свинца в золе листьев каштана конского
На большей части территории города содержание в золе листьев каштана свинца лежит в пределах от 50 до 100 мг/кг. Наиболее контрастные аномалии этого металла в золе листьев каштана выявлены на территории Подольско-Оболонской промзоны и в районе автовокзала (рис. 1), где содержание свинца превышает 300 мг/кг. Самое высокое содержание этого элемента зафиксировано на территории полиграфического предприятия «Полиграфкнига» и в отдельных точках вдоль дорог с интенсивным движением автотранспорта — до 500 мг/кг.
Рис. 2. Распределение цинка в золе листьев каштана конского.
Наиболее значительная аномалия цинка наблюдается в северной части города на территории завода «Лакма», производящего лаки и краски (рис. 2). Здесь на значительной площади содержание цинка в золе листьев каштана превышает 300 мг/кг, а в золе листвы тополя пирамидального достигает 1000 мг/кг.
Анализ пространственного распределения концентраций свинца и цинка в золе листвы деревьев показывает, что биогеохимические аномалии этих элементов главным образом приурочены к местным источникам загрязнения. Это свидетельствует о том, что техногенный фактор является решающим в формировании химического состава растительности в пределах города.
Отсутствие дифференциации микрокомпонентного состава растительности в пределах разных элементарных ландшафтов с разными грунтами в данном случае объясняется значительной ролью фолиарного накопления загрязнителей непосредственно из воздуха, миграция в котором происходит с более высокой скоростью. Результатом является относительное выравнивание атмогеохимических полей.
Определение безбарьерных и практически безбарьерных растений, стойких к конкретным уровням и типам загрязнения, можно использовать для очищения загрязненных территорий при условии удаления опавших листьев в конце вегетационного периода и их сжигания за пределами города.
