научная статья по теме ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Г. ПУШКИН (САНКТ-ПЕТЕРБУРГ) Биология
Текст научной статьи на тему «ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Г. ПУШКИН (САНКТ-ПЕТЕРБУРГ)»
ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Г. ПУШКИН (САНКТ-ПЕТЕРБУРГ)
Л. М. Зарина, доцент, lzarina@mail.ru,
М. А. Кулькова, доцент, kulkova@mail.ru,
Е. М. Нестеров, заведующий кафедрой,
О. Г. Роговая, заведующая кафедрой,
Российский государственный педагогический университет им. А. И. Герцена
В работе представлены результаты эколого-геохимических исследований почвенного и растительного покрова г. Пушкин — уникального культурно-исторического центра, пригорода Санкт-Петербурга (Россия). Получены результаты по геохимии элементов-поллютантов (радионуклидов (14С, 3Н), тяжелых металлов, мышьяка и др.) и химических элементов, необходимых для роста и развития растений (P, K, Ca), которые показали высокую степень зависимости между распределениями элементов в почвах и растительности: высокая степень корреляции характерна для распределения радионуклидов и тяжелых металлов; кроме того, почвы и растительность в районах, загрязненных тяжелыми металлами и радионуклидами, как правило, обеднены питательными веществами. Полученные результаты подтверждены данными биоиндикационных исследований: асимметрия листьев и степень видимых поражений листвы у всех изученных древесных растений была выше в условиях более интенсивной антропогенной нагрузки (вдоль автомобильных дорог с высокой интенсивностью движения).
The paper presents the results of environmental and geochemical research of soil and plant covers in the town of Pushkin, a unique cultural and historical center, a suburb of Saint-Petersburg (Russia). We have obtained results of geochemical analysis of elements-pollutants (radionuclides (14С, 3Н), heavy metals, arse-nium, etc.) and chemical elements necessary for growth and development of plants (P, K, Ca), and they showed high degree of dependence between distribution of the elements in soils and plants: high degree of correlation is common for distribution of radionuclides and heavy metals; moreover, soils and vegetation in areas contaminated with heavy metals and radionuclides are as a rule depleted in nutrients. The obtained results were proved by bio-indication research. The asymmetry of the leaves and the degree of visible lesions on the leaves of all the studied trees were higher under conditions of more intense anthropogenic pressures (along the roads with high traffic).
Ключевые слова: экологический мониторинг, урбанизированные территории, почвогрун-ты, растительность, загрязнение, тяжелые металлы, радиоуглерод, тритий, биоиндикация.
Keywords: environmental monitoring, urbanized territories, soils, vegetation, pollution, heavy metals, radiocarbon, tritium, bio-indication.
Введение. Урбанизированные территории являются мощными накопителями отходов деятельности человечества, которые оказывают воздействие на окружающую среду, меняя ее химические и физические параметры. Масштаб процессов антропогенного воздействия на окружающую среду настолько велик, что можно говорить об интенсивном формировании биогеохимических провинций в больших городах и их окрестностях. Для Санкт-Петербурга, крупнейшего из северных мегаполисов, экологические проблемы являются следствием действия целого комплекса факторов, включающих в себя развитие самого города, его промышленности, транспортной инфраструктуры и связаны с необходимостью решения ряда экономических и социальных проблем. Важнейшим индикатором экологического качества окружающей среды урбанизированных территорий является состояние почвенного и растительного покровов. Почвы отражают долговременные процессы, происходящие в окружающей среде, и определяют состояние растительности. Растительный покров дает информацию о пространственном распределении химических элементов и интенсивности воздействия источников выбросов за определенный период: летний и осенний сезоны, или за весь вегетационный период [1]. Сезонные динамические наблюдения за составом листвы на одной и той же территории позволяют выявить тенденцию в изменении качества окружающей среды, обнаружить новые очаги загрязнения, в которых пока не произошло существенных нарушений химического состава.
Целью настоящей работы является изучение геохимии радионуклидов (14С, 3Н), тяжелых металлов и других элементов в почвенном и растительном покровах г. Пушкин, который является пригородом Санкт-Петербурга. Пушкин — уникальный исторический центр, в котором находится музей-заповедник «Царское Село» — памятник градостроительного искусства и дворцово-парковый ансамбль XVIII — начала XX век. Город включен в список памятников, охраняемых ЮНЕСКО. Поэтому экологическое состояние городской среды, в том числе растительности и почвенного покрова, имеет важное значение. Через город проходит железнодорожная линия Санкт-Петербург — Витебск, на его территории расположены железнодорожная станция Детское Село и остановочный пункт 21-й км.
Наибольшее внимание при эколого-геохимических исследованиях компонентов природной среды урбанизиро-
ванных территорий обычно уделяется тяжелым металлам [2]. Это обусловлено широким распространением и индикационным значением данного вида загрязнения, а также наличием хорошо отработанных и относительно дешевых аналитических методов (преимущественно спектральных). Кроме того, в связи со своей высокой биохимической активностью, токсичностью, высокой кумулятивной способностью, трудностью выведения из организма, тяжелые металлы являются одними из наиболее опасных для здоровья человека и других живых организмов поллютантами. Включаясь во все типы миграций и биологический круговорот, тяжелые металлы меняют уровень своего содержания или формы нахождения, что неизбежно приводит к загрязнению важнейших жизнеобеспечивающих природных сред: воды, воздуха, растительности.
Проблема техногенного загрязнения радионуклидами (14С, 3Н) является особенно актуальной в связи с устойчивым развитием атомной промышленности на территориях и акваториях, прилегающих к объекту исследования (атомные электростанции, хранилища радиоактивных отходов, строительство и ремонт атомных судов, завод по переплавке радиоактивных металлических отходов, научно-исследовательские реакторы и др.).
В настоящее время данные по распределе-
нию таких долгоживущих изотопов, как С и 3Н на территории региона, весьма ограничены. Тогда, как эти радионуклиды могут вносить существенный вклад в дозу облучения местного населения. Значительная часть повреждений ДНК при распаде 14С приводит преимущественно к генным мутациям второго и третьего порядков. Такие изменения являются необратимыми. Таким же воздействием на живые организмы обладает и радиоактивный изотоп водорода — тритий, который поступает в биологические объекты с воздухом и питьевой водой, в результате выбросов отходов при работе атомных реакторов. Поэтому мониторинг за распределением этих радиационно опасных изотопов в окружающей среде г. Санкт-Петербурга и его окрестностей является на сегодняшний день одной из фундаментальных задач практической экологии.
Объект и методы исследования. Город Пушкин расположен на юге Санкт-Петербурга. Он является административным центром Пушкинского района, площадь которого составляет более 240 км2, а население — около 130 000 человек. В самом г. Пушкин проживает более 92 000 человек Экологическая си-
туация в Пушкинском районе считается одной из самых благоприятных в Санкт-Петербурге. На территории района практически нет опасных производств. В основном промышленность района представлена предприятиями машиностроения, металлообработки, деревообрабатывающей и пищевой отрасли. Значительные площади заняты сельскохозяйственными угодьями. Хорошо развита автомобильная и железнодорожная инфраструктура, кроме того, через территорию района проходят две автомагистрали международного значения: М-20 (Киевское шоссе) и М-10 (трасса «Россия»).
Авторами на территории г. Пушкина и его окрестностей в период 2010—2012 гг. проводились комплексные исследования, включающие определение концентраций радионуклидов (14С, 3Н), тяжелых металлов и некоторых других элементов в компонентах природной среды (почва, растительность), а также оценку антропогенной нагрузки методами биоиндикации.
На территории г. Пушкина было заложено 114 точек пробоотбора. В связи с тем, что целью исследования было изучение экологического состояния растительности города, точки закладывались на озелененных территориях: на площадных объектах (в садах, парках, скверах) и на линейных объектах (бульварах и озелененных улицах). В зависимости от величины все площадные объекты были поделены на три группы и на территории мелких объектов закладывались по три точки мониторинга (равносторонний треугольник), на средних объектах — по пять точек (конверт) и в крупных парках точки мониторинга закладывались равномерно по всей территории. При закладке точек мониторинга на линейных объектах (бульварах и улицах) все объекты разбивались на равные части. Первая точка закладывалась посередине бульвара или улицы, а остальные равномерно распределялись на правых и левых плечах.
В каждой точке были отобраны образцы почвы и листвы деревьев (летний и осенний отборы). Осенний отбор листвы проводился для определения степени накопления поллютан-тов в растительности за вегетационный период. Отбор проб производился по стандартным методикам [3]. В образцах почвы и растительности с помощью рентгенофлуоресцентно-го метода на вакуумном рентгенофлуоресцен-тном кристалл-дифракционном сканирующем спектрометре «СПЕКТРОСКАН МАКС-ОУ» определялись концентрации тяжелых металлов и других элементов (М^, А1, Б1, Р, Б, С1, К, Са,
Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Br, Rb, Sr, Zr, Ba, Pb). В районах с различной антропогенной нагрузкой было выделено 9 наиболее информативных точек отбора проб: районный парк, сквер на Привокзальной площади, сквер у памятника Тельману, сквер по Академическому пр., сквер по Павловскому шоссе (23-41), сквер на углу Широкой ул. и Октябрьского бульвара, сквер по ул. Новодеревенской, сквер у здания Администрации, Новодеревенская ул. В образцах листвы этих точек определялись содержания радио
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.