Накопление тяжелых металлов прибрежно-водной растительностью некоторых водоёмов Мозырского района Гомельской области

Тяжелые металлы — это группа химических элементов с относи­тельной атомной массой более 40. С одной стороны, концентрация ме­талла может быть избыточной и даже токсичной, тогда этот металл на­зывают «тяжелым», с другой стороны, при нормальной концентрации или дефиците его относят к микроэлементам [1].

Тяжелые металлы (ТМ) являются на сегодняшний день одними из самых распространенных и опасных загрязнителей окружающей среды [2]. Тяжелые металлы в составе тех или иных соединений перемещаются между различными средами, активно взаимодействуют с населяющей их биотой, оказывая отрицательное влияние на ее жизнедеятельность, за­метно ухудшают пригодность воды для использования в различных на­роднохозяйственных целях [3].

Высшие водные растения играют важную роль среди биотических составляющих водных экосистем. Накапливая химические элементы, в том числе тяжелые металлы, в тканях и органах, они удерживают их в течение всего вегетационного периода, и тем самым, исключают их из круговорота в водоеме до своего отмирания и разложения.

Целью наших исследований являлось изучение видового разнооб­разия, экологического спектра флоры и содержания тяжелых металлов в прибрежно-водных растениях озер города Мозыря.

Объектом исследования являлась прибрежно-водная раститель­ность озер, расположенных вблизи г. Мозыря.

Изучение прибрежно-водной растительности осуществлялось маршрутным методом при обходе водоема с берега. Видовой состав изучался в полевых условиях, а также виды, определение которых вызы­вало у нас затруднение, гербаризировались для определения в лабора­торных условиях. Распределение растительности по экологическим группам осуществлялось по классификации Гигевича [4]. Содержание тяжелых металлов в некоторых видах прибрежно-водных растений изу­чалось в лабораториях РНИУП «Институт радиологии» МЧС РБ. Полу­ченные результаты были статистически обработаны с помощью MS Ex­cel 2003.

Ниже приводится характеристика объектов исследования Мозыр­ского района.

Объект № 1. Находится справа на въезде в деревню Митьки, возле моста, на трассе Мозырь — Наровля. Берега окружает пояс растительно­сти тростника обыкновенного шириной 3-5 м. В центре встречаются за­росли телореза алоевидного. По эколого-флористической классифика­ции прибрежно-водная экосистема отнесена к ассоциации Phragmitetum australis (Gams 1927) Schmale 1939 союза Phragmition Koch 1926, поряд­ка Phragmitetalia Koch 1926, класса Phragmito-Magnocaricetea Magnocaricetea Klika in Klika et Novak 1941.

Объект № 2 расположен вблизи трассы Мозырь — Овруч, рядом с населенным пунктом д. Пеньки и представляет собой искусственное озеро шириной 30-40 м и длиной более 350 м. Берег озера представлен зарослями рогоза широколиственного, шириной 2-3 м. По эколого­флористической классификации прибрежно-водная экосистема относит­ся к ассоциации Typhetum latifoliae Soó 1927 союза Phragmition Koch 1926, порядка Phragmitetalia Koch 1926, класса Phragmito-Magnocaricetea Klika in Klika et Novak 1941.

Ниже представлен анализ содержания тяжелых металлов в при­брежно-водной растительности озер г. Мозыря.

Эугидрофиты, полностью погруженные, неукореняющиеся, взве­шенные в толще воды представлены одним видом и одним образцом.

В группу аэрогидрофитов высокорослых входил один вид — рогоз узколистный, представленный двумя образцами. Наибольшее количест­во железа наблюдалось у рогоза узколистного во 2-ом объекте, и у него же наблюдалось превышение фонового содержания по марганцу. В двух растительных образцах было обнаружено превышение фонового содержания по цинку, кобальту, кадмию и никелю. Содержание свинца в растительных образцах не превышало фонового содержания. У рогоза узколистного в 1-ом объекте наблюдалось превышение фонового содер­жания по хрому.

В группу аэрогидрофитов среднерослых входило 4 вида — сабель­ник болотный, осока ложносытевая, осока береговая и осока острая, представленных 4 образцами. Наибольшее содержание железа было от­мечено у сабельника болотного в 1-ом объекте. У него отмечалось пре­вышение фонового содержания по марганцу. Превышение фонового со­держания по меди наблюдалось у растительных образцов осоки берего­вой во 2-ом объекте и сабельника болотного в 1-ом объекте. Во всех рас­тительных образцах отмечалось превышение фона по цинку, особенно у сабельника болотного в 17,4 раза. Во всех растительных образцах наблюдалось превышение фонового содержания по кобальту, кадмию и никелю. По свинцу не наблюдалось превышение фонового содержания. У осоки ложносытевой и осоки острой в 1-ом объекте и осоки береговой во 2-ом объекте наблюдалось превышение фонового содержания по хрому, причем у осоки береговой во 2-ом объекте — в 9,4 раза.

Эугигрофиты среднерослые представлены одним видом — ситни­ком скученным и одним образцом. У ситника скученного наблюдалось превышение содержания марганца, меди, никеля и хрома. Содержание цинка превысило фон в 26,6 раза, кобальта — в 27 раз, кадмия — в 18 раз. По свинцу не было отмечено превышения фонового содержания.

Гигрогелофиты высокорослые представлены одним видом — люти­ком длиннолистным и одним образцом. Превышение фонового содер­жания наблюдалось по марганцу, никелю и хрому. Содержание цинка превысило фоновое содержание в 24,1 раза, кобальта — в 26 раз, кадмия — в 12 раз. Содержание меди и свинца было ниже фона.

Группа гигрогелофитов среднерослых представлена 2 видами — подмаренником цепляющимся и калужницей болотной и 4 раститель­ными образцами. Наибольшее содержание железа отмечено у подмарен­ника цепляющегося и калужницы болотной в 1-ом объекте. Содержание никеля и хрома было выше фона. Превышении фонового содержания по марганцу было отмечено у подмаренника цепляющегося в 1-ом объекте и калужницы болотной в 1-ом и во 2-ом объектах. Во всех растительных образцах не наблюдалось превышения содержания свинца. Во всех рас­тительных образцах было обнаружено превышение фонового содержа­ния по цинку и более всего у калужницы болотной во 2-ом объекте в 51 раз. Содержание кобальта во всех растительных образцах было выше фонового, особенно у калужницы болотной в 1-ом объекте. Содержание кадмия во всех растительных образцах было выше фонового: от 11 раз у калужницы болотной в 1-ом объекте — до 18 раз — у калужницы болот­ной во 2-ом объекте.

Проведенный анализ среднего содержания изучаемых элементов в экологических группах показал, что наибольшим содержанием железа отличались гигрогелофиты среднерослые и высокорослые и аэрогидро­фиты среднерослые.

У гигрогелофитов среднерослых отмечено наибольшее содержа­ние марганца, превышающее фоновое в 1,1 раза.

Наибольшим накоплением меди отличались эугидрофиты, полно­стью погруженные, неукореняющиеся, взвешенные в толще воды и эугигрофиты среднерослые.

Во всех экологических группах отмечалось превышение фонового содержания по цинку, особенно у эугидрофитов, полностью погружен­ных, неукореняющихся, взвешенных в толще воды — в 32 раза и у гигро­гелофитов среднерослых — в 26,6 раза, а также во всех группах превы­шение фонового содержания по кобальту.

Все экологические группы накапливали свинец ниже фонового со­держания.

Наибольшим накоплением кадмия отличались эугидрофиты, пол­ностью погруженные, неукореняющиеся, взвешенные в толще воды, превышение фонового содержания в 22 раза.

Из всех экологических групп наибольшее содержание никеля было отмечено у эугидрофитов, полностью погруженных, неукореняющихся, взвешенных в толще воды — в 6,5 раза превышающее фоновое содержа­ние, а аэрогидрофиты высокорослые аккумулировали никель выше фона в 4,5 раза.

Все экологические группы накапливали хром выше фонового со­держания. Наибольшее содержание хрома было отмечено у эугидрофитов, полностью погруженных, неукореняющихся, взвешенных в толще воды, которое превышало фоновое содержание в 7,3 раза.

Таким образом, анализ показал, что экологические группы расте­ний накапливают различное количество тяжелых металлов.

Литература

1. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. Л.: Агропромиздат. 1987. 142 с.
2. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. М.: Гидрометеоиздат. 1984. 155 с.
3. Особенности формирования гидрохимического режима и каче­ства воды водоема-охладителя АЭС и прилегающих объектов в условиях эксплуатации Запорожской АЭС: Отчет о НИР / Укр.НИГМИ. Киев. 1989. 90 с.
4. Гигевич Г.С., Власов Б.П., Вынаев Г.В. Высшие водные расте­ния Беларуси: эколого-биологическая характеристика, использование и охрана. Минск: Издательский центр БГУ, 2001. С. 231.

Авторы: Н.М. Дайнеко, С.Ф. Тимофеев, А.В. Толкачева
Источник: Структурно-функциональная организация и динамика растительного покрова: материалы II всерос. науч.-практич. конф. с международ. участием, посвящ. 80-летию со дня рожд. д. б. н., проф. В. И. Матвеева, 30–31 января 2015 года, Самара. С. 210-213.