Накопление тяжелых металлов прибрежно-водной растительностью водоемов вблизи г. Жлобина Гомельской области Республики Беларусь

Abstract

Актуальность. Контроль процессов техногенного воздействия на окружающую среду от работы добывающих, горнообогатительных и перерабатывающих предприятий является современной важной научной и практической проблемой, при этом для оценки состояния водных объектов большое внимание уделяется анализу прибрежно-водной растительности и донным отложениям. Мониторинг содержания тяжелых металлов в растительных образцах эугигрофитов и в экологических группах изучаемых объектов на примере г. Жлобина Республики Беларусь позволит выработать подходы к разработке методик диагностики превышения предельно допустимых норм содержания этих элементов. Данные исследования по накоплению девяти тяжелых металлов в 49 растительных образцах разных экологических групп, проведенные вблизи Белорусского металлургического завода, указывают на актуальность этого направления, дополняют и согласуются с результатами исследований российских и зарубежных ученых. Цель работы: выявить индикаторные виды и экологические группы растений, наиболее интенсивно накапливающие тяжелые металлы в водоемах. Методы исследований: флористический, геоботанический, атомно-абсорбционный. Результаты. Проведен анализ проб воды, почвогрунта, почвы, а также растительных образцов изучаемых объектов. В пробах воды содержание четырех химических элементов в отдельных объектах превышало предельно допустимую концентрацию - кобальта в 1,2-1,4 раза; марганца - в 4,2-5,1 раза; кадмия - в 1,2-1,8 раза; никеля - в 1,3-2,4 раза. В пробах почвы в двух объектах отмечалось превышение предельно допустимой концентрации меди в 1,4-11,6 раза. Наибольшее содержание тяжелых металлов в растительных образцах отмечалось у эугидрофитов, взвешенных в толще воды, плейстогидрофитов неукореняющихся и плейстогидрофитов укореняющихся. Установлено, что из проанализированных 49 растительных образцов 48 (98 %) превышали фоновое содержание Co, 45 (91,9 %) - Zn, 23 (47 %) - Mn, 22 (44,9 %) - Cu, 6 (12,3 %) - Ni, 5 (10,2 %) - Cr. У всех растительных образцов не обнаружено накопления Pb и Cd выше фона. Анализ показал, что более всего Ceratophyllum demersum L.1753 накапливает Cu, Ni; Lemna minor L. 1753 - Cu, Cr, Mn, Ni; Persicaria amphibia (L.) S.F. Gray - Cu, Zn, Ni, Cr; Nuphar lutea (L.) Smith - Fe; Glyceria maxima (C. Hartm.) Holmb 1919 - Fe; Typha latifolia L. 1753 - Zn, Mn; Sagittaria sagittifolia L. - Ni, Cr; Phalaroides arundinacea (L.) Rauschert 1960 - Fe, Zn. Наиболее часто накапливаются такие химические элементы, как Cu, Ni, Cr, Fe, Mn. Полученные результаты содержания тяжелых металлов позволяют выявить площадь загрязнения природной среды вокруг промышленных центров, а также использовать их для геохимического мониторинга и на основе этого разрабатывать мероприятия по снижению тяжелых металлов в природной среде.

Relevance. Monitoring of extractive, mining processing and recycling enterprises impact on the environment is the important current scientific and practical problem. The analysis of riverside and water vegetation, and bottom sediments is often used to assess the status of water bodies. Monitoring of heavy metals in euhygrophytes plant samples on the example of Zhlobin (Republic of Belarus) allows developing new techniques for estimating threshold limits excess. The study of accumulation of nine heavy metals in 49 plant samples, carried out near the Belarusian Steel Works, indicated the urgency of this trend, complement and consistent with the results of investigations of Russian and foreign researchers. The main aim of the study is to reveal the indicator species and ecological plant groups with the most intensive accumulation of heavy metals in water bodies. The methods used in the study: floristic, geobotanical, atomic absorption. The results. The authors have analyzed water, soil and plant samples. In water, the maximum content of cobalt exceeded the threshold limits in 1,2_1,4 times, manganese - in 4,2_5,1 times, cadmium - in 1,2_1,8 times, nickel - in 1,3_2,4 times. In soil, the maximum content of copper exceeded the threshold limits in 1,4_11,6 times. Euhydrophytes and pleistophytes accumulated the highest levels of heavy metals. The maximum content of Co exceeded the background concentration in 48 (98 %) plant samples, Zn - 45 (91,9 %), Mn - 23 (47 %), Cu - 22 (44,9 %), Ni - 6 (12,3 %), Cr - 5 (10,2 %). The maximum content of Pb and Cd did not exceed the background concentration. Ceratophyllum demersum L. 1753 accumulated the highest levels of Cu and Ni, Lemna minor L. 1753 - Cu, Cr, Mn, Ni; Persicaria amphibia (L.) S.F. Gray - Cu, Zn, Ni, Cr; Nuphar lutea (L.) Smith - Fe; Glyceria maxima (C. Hartm.) Holub 1919 - Fe; Typha latifolia L. 1753 - Zn, Mn; Sagittaria sagittifolia L. 1753 - Ni, Cr; Phalaroides arundinacea (L.) Rauschert 1960 - Fe, Zn. Such elements as Cu, Ni, Cr, Fe, Mn are accumulated most of all. The results detect the environmental pollution area around the industrial centers. They can be used for geochemical monitoring and help us to develop the measures for reducing the heavy metal content in the environment.