Эколого-геохимические особенности ртутной нагрузки на территорию юга Западной Сибири

Abstract

Актуальность исследования обусловлена необходимостью изучения вклада биогенных факторов в миграцию элементов и ответа эколого-геохимической системы на природно-техногенную ситуацию, что позволяет выявлять наличие биогеохимических аномалий, а также определить естественный региональный фон ртути в природных объектах. Цель: определение эколого-геохимических особенностей ртутной нагрузки на территории юга Западной Сибири (Томская область, Кемеровская область, Алтайский край) по данным исследования (листья осины обыкновенной (Populus tremula L.)). Объекты. Листья осины обыкновенной (Populus tremula L.), широко используемые для анализа биогеохимического круговорота химических элементов и их миграции в системе «почва-растение», отражают элементный состав среды произрастания и могут выступать в качестве биогеоиндикатора для проведения биогеохимических исследований. Методы: отбор проб листьев осины, высушивание при комнатной температуре, измельчение, атомно-абсорбционный анализ ртути на анализаторе «РА-915М» с приставкой «ПИРО-915+» (метод пиролиза). Статистическая обработка результатов выполнена с использованием программного пакета Statisticа; расчет эколого-геохимических показателей включал: коэффициент концентрации, фактор обогащения, коэффициент биоаккумуляции, кларк концентрации. Результаты. Приводятся оригинальные данные о валовой концентрации Hg в листьях осины на территории Томской, Кемеровской областей и Алтайского края. Выявлены особенности накопления поллютанта в зависимости от района произрастания, географии и орографии территории, геохимических особенностей районов исследования, влияния антропогенных факторов. Выполнены расчёты основных геоэкологических показателей ртутной нагрузки. Результаты расчетов свидетельствуют о превышении концентраций относительно фона, кларка ноосферы и среднего для сухого вещества наземных растений. В субстрате выявлено присутствие элемента в доступной для растений форме, о чем свидетельствуют результаты расчета коэффициента биоаккумуляции. Территориально накопление Hg листвой осины на территории юга Западной Сибири связано с преобладающим направлением ветра, воздействием антропогенных источников.

Relevance. The need to study contribution of biogenic factors to migration of elements and response of ecological and geochemical system to natural and technogenic situation, which makes it possible to identify the presence of biogeochemical anomalies. Aim. To determine ecological and geochemical features of mercury load in the south of Western Siberia (Tomsk region, Kemerovo region, Altai territory) according to research (leaves of aspen (Populus tremula L., family Salicaceae)). Objects. Aspen leaves, widely used to analyze the biogeochemical cycle of chemical elements and their migration in the "soil- plant" system, reflect the elemental composition of growing environment and can act as a biogeoindicator for biogeochemical studies. Methods. Sampling of aspen leaves, drying at room temperature, grinding, atomic absorption analysis of mercury on an RA-915M analyzer with the PIRO-915+attachment (pyrolysis method). The application program STATISTICA 12 was used to process the data analysis and calculate eco-geochemical indicators: concentration factor, enrichment factor, bioaccumulation factor, concentration clarke. Results. The article presents original data on Hg gross concentration in aspen leaves in Tomsk, Kemerovo regions and Altai Territory. The authors have revealed the features of pollutant accumulation depending on the area of growth, geography and orography of the territory, geochemical features of the study areas, and the influence of anthropogenic factors. Calculations of the main geo-environmental indicators of the mercury load were made. The calculation results indicate that the concentrations are higher than the background, the Clarke of the noosphere, and the average for the dry matter of terrestrial plants. The presence of the element in the form available to plants was revealed in the substrate, as evidenced by the results of calculating the bioaccumulation coefficient. Geographically, Hg accumulation in aspen leaves in the south of Western Siberia is associated with the prevailing wind direction and the impact of anthropogenic sources.