|
МОНЧЕГОРСК - ЭКОЛОГИЯ КРАСИВОЙ ТУНДРЫ |
НАКОПЛЕНИЕ НИКЕЛЯ И МЕДИ ЛЕСНЫМИ ЯГОДАМИ И ГРИБАМИ, ПРОИЗРАСТАЮЩИМИ В ОКРЕСТНОСТЯХ КОМБИНАТА «СЕВЕРОНИКЕЛЬ» (г. МОНЧЕГОРСК)
© Раст. ресурсы, вып. 4, 1990
УДК 634.73+582.28 : 546.74+546.56(470.21)
В. Ш. Баркан, Р. П. Панкратова, А. В. Силина
Содержащиеся в почве тяжелые металлы естественно поглощаются растениями. Коэффициент биологического накопления, т. е. отношение содержания металла в растении к таковому в почве, зависит от вида растения, химических свойств металла и свойств почвы (кислотность, содержание гумуса, механический состав и др.). Однако общая закономерность такова, что чем выше содержание тяжелых металлов в почве, тем больше их накапливается в растениях (Ковальский, 1974; Петрунина, 1974; Ковалевский, 1984; Ильин, 1985; Алексеев, 1987). Известно, что концентрация никеля и меди в почве в зоне действия промышленных выбросов металлургического комбината «Североникель» во много раз превосходит фоновые значения (Дончева, Калуцков, 1976; Дончева, 1978; Кашулина, 1982). Имеются данные о повышенном накоплении растениями в этом районе никеля и меди (Раменская, 1974; Нежданова и др., 1979).
В задачу нашей работы входило определение содержания никеля и меди в некоторых лесных ягодах и грибах (плодовых телах), собранных в окрестностях комбината «Североникель», а также в почвах из мест их обитания. Выбор в качестве объекта исследования именно этих частей растений и грибов диктовался массовым употреблением их в пищу как людьми, так и животными.
Исследования проводили в Мончегорском, Оленегорском и Кировском районах Мурманской обл. (Кольский п-ов), находящихся за Полярным кругом на границе северо-таежных и притундровых лесов. Комбинат «Североникель» — единственное в этом районе металлургическое предприятие, перерабатывающее медно-никелевые руды и концентраты, т. е. это локальный источник аэротехногенных загрязнений.
Ягоды и грибы для анализа собраны в летние сезоны 1987 и 1988 гг. В качестве основных объектов были выбраны ягоды брусники Vaccinium vitis-idaea L. — 31 проба и морошки Rubus chamaemorus L. — 12 проб. Основные объекты грибов — осиновик красный Lecclnum aurarttiacum (Fr.) S. F. Gray — 33 пробы, березовик обыкновенный L. scabrum (Fr.) S. F. Gray — 20 проб, сыроежка пищевая Russula vesca Fr. — 20 проб. Дополнительно проанализировали 4 пробы волнушки розовой Lactarlus torminosus (Fr.) S. F. Gray, 2 пробы позднего млечника обыкновенного L. trivialis (Fr.) Fr., 6 проб масленка Suillus luteus (Fr.) S. F. Gray и 7 проб моховика зеленого Xerocomus subtomentosus (Fr.) Quel.
При сборе образцов ягод и грибов руководствовались следующими двумя основными принципами: 1) выбирали места, активно посещаемые населением; 2) обследовали преимущественно участки в зоне интенсивного загрязнения промышленными выбросами комбината «Североникель»-. Поскольку в районе исследований преобладают ветры меридионального направления (Климат. . ., 1961; Метеорологический..., 1987, 1988, 1989), аэротехногенные загрязнения разносятся в основном к северу и югу от источника выбросов. В соответствии с этим были выбраны места сбора ягод и грибов, расположенные в ближайших окрестностях комбината и г. Мончегорска, а также на полосах протяженностью 30-50 км к югу и северу от него, а в качестве фоновых — участки на расстоянии 80 - 100 км к востоку и юго-западу и в 100—300 км к югу от комбината. Основной критерий предварительного выбора фоновых участков — наличие живых эпифитных лишайников по всей высоте деревьев в лесу. Один образец содержал 200—500 г сырых ягод и 300—600 г сырых плодовых тел грибов. Ягоды перед сушкой не мыли; грибы очищали от земли, обтирали влажной тряпкой, крупные — разрезали на куски. Материал сушили при температуре 60—65°С в потоке теплого воздуха от вентилятора. Высушенные ягоды и грибы взвешивали для определения влажности, затем сухие грибы измельчали в лабораторной мельнице для размола зерна, а ягоды предварительно не измельчали. Озоление материала и растворение золы в кислоте проводили в соответствии с рекомендациями Г. Я. Ринькис (1963) и А. А. Поповцева (1974). Для определения никеля и меди в растворе использовали стандартные колориметрические методики: никель определяли с диметилглиоксимом, медь — с диэтилкарбаминатом свинца после экстракции образовавшегося комплекса хлороформом (Методики. . ., 1988) с применением фотоэлектроколориметра ФЭК-М. Железо предварительно осаждали из раствора аммиаком, осадок растворяли в кислоте, после чего применяли объемное титрование раствором нитрата ртути с раствором роданида аммония в качестве индикатора (Бабушкин, Погребинская, 1948). Все пробы анализировали из одной навески, параллельные навески брали только в сомнительных случаях.
Содержание никеля и меди в ягодах в зоне действия выбросов комбината "Североникель" (Мурманская обл., Мончегорский р-н) |
|||||||||||||
| Место сбора | Расстояние и азимут относительно комбината |
Дата сбора | Vaccinium vitis-idaea L. мг • кг -1 |
Rubus chamaetnorus L. мг • кг -1 |
|||||||||
| км | град | никеля | меди | никеля | меди | ||||||||
| север / северо-запад | |||||||||||||
| Каменные озера | 6 | 315 | 5.09.87 | 14.2 | 1.9 | 15.8 | 2.1 | — | — | — | — | ||
| р. Ярва | 10 | 330 | 27.07.88 | — | — | — | — | 57.0 | 8.8 | 19.0 | 2.9 | ||
| 10 | 330 | 4.09.88 | 11.6 | 1.7 | 8.1 | 1.2 | — | — | — | — | |||
| Монче-озеро, губа Долгая | 17 | 350 | 30.07.88 | — | — | — | — | 47.5 | 8.1 | 17.4 | 2.9 | ||
| оз. Пивнус | 16 | 15 | 30.07.88 | — | — | — | — | 42.5 | 6.5 | 19.4 | 3.0 | ||
| Монче-озеро, Сухой порог | 20 | 0 | 17.08.88 | 7.7 | 1.1 | 7.5 | 1.1 | — | — | — | — | ||
| северо-восток / восток-северо-восток | |||||||||||||
| г. Мончегорск, городской парк | 4.5 | 55 | 25.08.88 | 6.5 | 1.0 | 8.4 | 1.3 | — | — | — | — | ||
| г. Мончегорск, профилакторий | 5 | 55 | 25.08.88 | 4.0 | 0.6 | 8.0 | 1.1 | — | — | — | — | ||
| Автодорога Мурманск—Ленинград: | |||||||||||||
| 128-й км | 10 | 45 | 4.09.87 | 25.8 | 3.4 | 14.5 | 1.9 | — | — | — | — | ||
| 10 | 45 | 30.08.88 | 21.0 | 3.1 | 9.8 | 1.4 | — | — | — | — | |||
| 126-й км | 12 | 45 | 4.09.87 | 20.8 | 2.8 | 11.2 | 1.5 | — | — | — | — | ||
| 12 | 45 | 30.08.88 | 15.7 | 2.2 | 8.5 | 1.2 | — | — | — | — | |||
| 120-й км | 18 | 45 | 28.07.88 | — | — | — | 16.3 | 2.9 | 13.3 | 2.4 | |||
| 118-й км | 20 | 45 | 30.08.88 | 5.4 | 0.8 | 5.6 | 0.8 | — | — | — | — | ||
| Автодорога Оленегорск— Ловозеро, 5-й км | 30 | 55 | 30.08.88 | 0.5 | 0.07 | 5.8 | 0.9 | — | — | — | — | ||
| Койм-озеро | 15 | 60 | 9.08.87 | — | — | — | — | 8.3 | 1.2 | 9.6 | 1.4 | ||
| 15 | 60 | 24.07.88 | — | — | — | — | 7.2 | 1.1 | 11.0 | 1.6 | |||
| Заячьи озера | 30 | 60 | 7.08.87 | — | — | — | — | 7.0 | 1.0 | 7.3 | 1.0 | ||
| восток | |||||||||||||
| детский интернат | 5 | 80 | 25.08.88 | 5.3 | 0.8 | 8.1 | 1.2 | — | — | — | — | ||
| пос. Монча, лесхоз | 6 | 80 | 25.08.88 | 2.8 | 0.4 | 6.0 | 0.9 | — | — | — | — | ||
| о-в Гольцовый (оз. Имандра) | 12 | 90 | 11.09.87 | 8.4 | 1.1 | н. о. | н. о. | — | — | — | — | ||
| р. Нивка (Ловозеро) | 100 | 75 | 30.07.88 | ЮВ | — | — | 2.9 | 0.5 | 5.0 | 0.8 | |||
| пос. Риж-губа | 12 | 125 | 30.08.88 | 2.2 | 0.3 | 5.6 | 0.9 | — | — | — | |||
| Риж-остров | 13 | 125 | 29.08.88 | 1.5 | 0.2 | 6.6 | 1.0 | — | — | — | — | ||
| оз. Окуневые (Риж-губа) | 13 | 135 | 12.09.87 | 5.3 | 0.7 | 4.2 | 0.6 | — | — | — | — | ||
| о-в Горелый (оз. Имандра) | 16 | 125 | 9.09.87 | 5.0 | 0.7 | 5.8 | 0.8 | — | — | — | — | ||
| о-в Бол. Петуший (оз. Имандра) | 18 | 145 | 1.10.88 | 0.7 | 0.1 | 5.1 | 0.8 | — | — | — | — | ||
| Черная гора (выход из Вите-губы, оз. Имандра) | 15 | 150 | 16.08.87 | — | — | — | — | 12.5 | 1.7 | 18.0 | 2.4 | ||
| юг / юго-юго-восток | |||||||||||||
| Автодорога Мурманск-Ленинград: | |||||||||||||
| 143-й км | 6 | 180 | 6.10.87 | 96.7 | 13.2 | 53.1 | 7.3 | — | — | — | — | ||
| 146-й км | 9 | 180 | 6.10.87 | 52.5 | 8.0 | 39.0 | 5.9 | — | — | — | — | ||
| 151-й км | 14 | 190 | 28.07.88 | — | — | — | — | 66.0 | 11.2 | 24.0 | 4.1 | ||
| 14 | 190 | 31.08.88 | 6.7 | 1.0 | 10.2 | 1.5 | — | — | — | — | |||
| 153-й км | 16 | 180 | 6.10.87 | 10.0 | 1.5 | 21.7 | 3.3 | — | — | — | — | ||
| 160-й км | 23 | 180 | 31.08.88 | 5.9 | 0.8 | 9.0 | 1.2 | — | — | — | — | ||
| 169-й км | 32 | 185 | 31.08.88 | 6.9 | 0.9 | 6.2 | 0.9 | — | — | — | — | ||
| оз. Девичье | 13 | 200 | 6.08.87 | — | — | — | — | 35.0 | 4.8 | 23.5 | 3.2 | ||
| о-в Высокий (оз. Имандра) | 25 | 160 | 28.09.88 | 0.7 | 0.1 | 3.5 | 0.6 | — | — | — | — | ||
| о-в Сяв (оз. Имандра) | 30 | 170 | 30.09.88 | 0.8 | 0.1 | 7.5 | 1.1 | — | — | — | — | ||
| юго-запад | |||||||||||||
| оз. Чуна-Охта (волок) | 36 | 225 | 16.09.87 | 4.0 | 0.5 | 8.0 | 1.1 | — | — | — | — | ||
| оз. Долгое (район оз. Верхн Пиренга) | 53 | 220 | 31.08.88 | 0.1 | 0.01 | 6.0 | 0.8 | — | — | — | — | ||
| пос. Ена | 80 | 245 | 28.07.88 | — | — | — | — | 3.3 | 0.5 | 5.8 | 0.8 | ||
| 31.08.88 | 0.1 | 0.01 | 8.6 | 1.2 | — | — | — | — | |||||
| пос. Енский | 80 | 247 | 31.08.88 | 0.5 | 0.07 | 6.8 | 0.9 | — | — | — | |||
Пробы почвы брали в тех же местах, что и растения. Лесные почвы районов сбора материала — иллювиальные железо-гумусовые подзолы, маломощные (30—60 см), с сильнокислой реакцией (рНка вытяжки горизонта А0 3—3.5), имеют развитую лесную подстилку (горизонт А0), гумусовый горизонт Ai отсутствует. Болотные почвы в местах произрастания морошки — сфагновые торфяники (Белов, Барановская, 1969). В почвенных пробах определяли содержание никеля и меди. Анализировали отдельно почву из каждого генетического горизонта — А0, А2, В, ВС и С; пробы готовили для анализа по стандартным методикам, принятым в почвоведении (Аринушкина, 1970; Агрохимические. . ., 1975). После озоления материала и кислотного растворения золы никель и медь в растворе определяли с использованием тех же колориметрических методов, что и при анализе ягод и грибов (см. выше). Общее количество изученных почвенных разрезов 33. Болотные почвы не анализировали.
Содержание никеля и меди в образцах ягод и грибов в расчете на сухую массу сопоставляли с валовым содержанием этих металлов в почве в месте их сбора. Содержание этих элементов в расчете на сырую массу сравнивали с предельно допустимой концентрацией (ПДК) никеля и меди для человека в ягодах и грибах. По нормативам Минздрава СССР ПДК никеля в ягодах и грибах равна 0.5 мг/кг-1 сырой массы (Временные. . ., 1982), а ПДК меди в ягодах — 5 мг/кг-1, в грибах — 10 мг/кг-1 сырой массы (Предельно. . ., 1986).
В своем исследовании мы исходили из представления о том, что загрязнение ягод и плодовых тел грибов тяжелыми металлами происходит преимущественно за счет извлечения растениями металлов в растворенной форме из загрязненной почвы. Однако существует мнение, что в принципе возможно осаждение пылевых металлосодержащих частиц на листовую пластинку с последующей ионизацией металла под воздействием листовых выделений или атмосферной влаги и поглощением ионов через устьица (Карабань и др., 1985; Елпатьевский и др., 1985). Кроме того, листовые пластинки могут также орошаться металлосо-держащими осадками или водой при таянии снега. Однако такие пути загрязнения ягод представляются нам маловероятными, так как ягода значительно лучше, чем лист, защищена от внешних воздействий. Тем более это касается плодовых тел грибов; практически невозможно представить, чтобы за сутки или двое, в течение которых формируются плодовые тела, в них успели накопиться из воздуха такие количества тяжелых металлов, которые определяются анализом.
Результаты химических анализов, приведенные в табл. I—3, показывают, что накопление никеля в исследованных образцах ягод и грибов зависит от расстояния и расположения места сбора относительно источника аэротехногенных выбросов — комбината «Северони-кель». В образцах, собранных в местах, расположенных вдоль факела выбросов,содержание никеля было больше, чем в таковых, собранных в местах, расположенных в стороне от него.
Содержание никеля и меди в грибах в зоне действия выбросов комбината "Североникель" (Мурманская обл., Мончегорский р-н) |
|||||||||||||||
| Место сбора | Расстояние и азимут относительно комбината |
Дата сбора | Lecclnum aurantiacum (Fr.) S. F. Gray мг • кг -1 |
L. scabrum (Fr.) S. F. Gray мг • кг -1 |
Russula vesca (Fr.) мг • кг -1 |
||||||||||
| км | град | никеля | меди | никеля | меди | никеля | меди | ||||||||
| север | |||||||||||||||
| Монче-озеро, Сухой порог | 20 | 0 | 17.08.88 | 9.6 | 1.0 | 80.0 | 8.2 | 17.0 | 1.5 | 37.2 | 3.2 | 14.9 | 0.9 | 61.8 | 3.8 |
| Около радиостанции | 16 | 20 | 12.08.88 | 14.6 | 1.3 | 62.2 | 5.5 | — | — | — | — | — | — | — | — |
| северо-восток | |||||||||||||||
| Автодорога Мурманск—Ленинград: | |||||||||||||||
| 128-й км | 10 | 45 | 30.08.88 | 15.5 | 1.4 | 63.6 | 5.8 | — | — | — | — | 127.0 | 10.7 | 132.5 | 11.2 |
| 126-й км | 12 | 45 | 5.08.87 | 16.7 | 1 7 | 64.6 | 6.5 | - | - | - | - | - | - | - | |
| 4.09.87 | 40.7 | 3.2 | 47.9 | 3.8 | - | - | - | - | - | - | - | - | |||
| 30.08.88 | 20.5 | 1.8 | 58.4 | 5.0 | _ | — | — | 69.0 | 7 2 | 63.2 | 6.7 | ||||
| 118-й км | 20 | 45 | 5.08.87 | _ | — | — | — | 5.5 | 0.6 | 13.3 | 1.3 | 13.1 | 0Я | 93.4 | 5.9 |
| 30.08.88 | 6.2 | 0.5 | 53.5 | 4.3 | 4.2 | 0.4 | 18.1 | 1.5 | — | — | — | — | |||
| Бывший пионерлагерь | 27 | 50 | 5.08.87 | 5.3 | 0.5 | 45.8 | 4.6 | 3.5 | 0.3 | 37.9 | 3.8 | - | - | - | - |
| Автодорога Оленегорск-Ловозеро, 5-й км | 30 | 55 | 5.08.87 | 4.2 | 0.3 | 50.7 | 5.1 | 4.3 | 0.4 | 18.2 | 1.8 | 9.0 | 0.8 | 55.8 | 5.0 |
| 30.08.88 | 2.0 | 0.2 | 31.5 | 2.3 | — | — | — | — | |||||||
| р. Письем | 50 | 45 | 24.08.88 | 3.0 | 0.3 | 60.0 | 5.0 | 1.6 | 0.1 | 15.3 | 1.2 | — | — | — | — |
| восток-северо-восток | |||||||||||||||
| Усадьба Стационара института леса | 6 | 60 | 10.08.87 | 11.5 | 1.6 | 42.7 | 5.9 | 5.5 | 0.6 | 24.3 | 2.5 | 28.3 | 4.4 | 73.2 | 11.2 |
| 6 | 60 | 15.08.88 | 12.7 | 1.0 | 57.2 | 7.1 | 15.5 | 1.9 | 22.5 | 2.8 | 27.5 | 2.1 | 81.4 | 6.1 | |
| Собачья губа (о.ч. Имандра) | 9 | 70 | 1 1.08.88 | 5.5 | 0.4 | 39.3 | 2.9 | — | — | — | — | ||||
| Койм-озеро | 15 | СО | 7.08.88 | 1.8 | 0.2 | 45.0 | 5.0 | 4.0 | 0.4 | 18.3 | 1.7 | 6 7 | 0.8 | 40.1 | 5.0 |
| Автодорога Оленегорск-Ловозеро, 5-й км | 60 | 75 | 1 (1.08.88 | 1.4 | 0.2 | 56.0 | 5.3 | — | _ | — | — | 3.5 | 0.3 | 47.3 | 4.0 |
| р. Нивка (Ловозеро) | 100 | 75 | 30.07.88 | 1.6 | 0.2 | 33.8 | 3.1 | 2.5 | 0.3 | 50.0 | 5.3 | ||||
| восток | |||||||||||||||
| поселок Монча, выезд на завод | 4 | 80 | 25.08.88 | 38.0 | 2.3 | 133.0 | 8.1 | — | - | - | - | - | - | - | |
| Выход из Монче-губы | 10 | 90 | 22.08.87 | 9.7 | 0.6 | 60.4 | 4.0 | 5.5 | 0.5 | 26.0 | 2.4 | - | - | - | - |
| юго-восток | |||||||||||||||
| Верхний Нюд | 10 | 130 | 15.08.88 | 6.9 | 0.6 | 60.0 | 5.2 | 9.0 | 0.8 | 29.0 | 2.5 | — | — | — | — |
| поселок Риж-губа | 12 | 125 | 29.08.88 | 3.2 | 0.3 | 67.5 | 5.5 | — | — | — | — | 11.9 | 0.5 | н.о. | н.о. |
| Риж-остров (оз. Имандра) | 13 | 125 | 29.08.88 | 3.2 | 0.3 | 42.0 | 3.6 | 3.8 | 0.3 | 18.9 | 1.3 | 10.0 | 0.6 | 59.2 | 3.3 |
| о-в Горелый (оз. Имандра) | 16 | 125 | 28.08.88 | 1.0 | 0.1 | 49.0 | 4.9 | — | — | — | — | - | — | — | — |
| Предгорье Хибин, 1294-и км ж. д. Ленинград-Мурманск | 25 | 150 | 6.09.87 | 4.9 | 0.4 | 42.5 | 3.1 | — | — | — | — | 6.8 | 0.6 | 51.5 | 4.5 |
| 1294-и км ж. д. Ленинград-Мурманск | 25 | 150 | 13.08.88 | 2.8 | 0.2 | 49.0 | 3.6 | — | — | — | — | — | — | — | — |
| юг | |||||||||||||||
| Автодорога Мурманск-Ленинград: | |||||||||||||||
| 151-й км | 14 | 190 | 6.08.87 | — | — | — | — | 27.8 | 2.8 | 27.9 | 2.8 | — | — | — | — |
| 157-й км | 20 | 180 | 6.08.87 | — | — | — | — | 8.0 | 0.8 | 18.9 | 1.9 | — | — | — | — |
| 160-й км | 23 | 180 | 31.08.88 | — | — | — | — | — | — | — | — | 39.0 | 4.3 | 82.5 | 9.2 |
| 169-й км | 32 | 185 | 6.08.87 | н.о. | н.о. | 61.5 | 5.1 | 8.8 | 0.9 | н.о. | н.о. | — | — | — | — |
| 238-й км | 100 | 190 | 21.08.88 | 1.0 | 0.1 | 62.2 | 6.0 | 2.8 | 0.3 | 14.4 | 1.5 | 3.7 | 0.3 | 53.8 | 4.5 |
| 438-й км | 300 | 180 | 20.08.88 | 1.0 | 0.1 | 39.5 | 3.2 | 2.3 | 0.2 | 16.8 | 1.4 | — | — | — | — |
| юго-запад | |||||||||||||||
| оз. Чуна—Охта (волок) | 36 | 225 | 27.08.88 | — | — | — | — | — | — | — | — | 8.8 | 0.7 | 50.0 | 4.2 |
| оз. Долгое (район Верх. Пиренга) | 53 | 220 | 31.08.88 | 2.5 | 0.3 | 48.2 | 4.5 | 6.4 | 0.6 | 17.9 | 1.7 | — | — | — | — |
| поселок Ена | 80 | 245 | 28.07.88 | 2.5 | 0.2 | 42.5 | 3.7 | — | — | — | — | 4.5 | 0.4 | 37.9 | 3.0 |
| 31.08.88 | 1.0 | 0.1 | 44.8 | 3.6 | 0.2 | 0.1 | 15.5 | 1.1 | 2.5 | 0.2 | 47.7 | 3.8 | |||
| поселок Енский | 80 | 247 | 31.08.88 | и.о. | н.о. | 47.5 | 3.8 | — | — | — | — | — | — | — | — |
По мере удаления места сбора образцов от источника выбросов оно постепенно снижалось и на определенном расстоянии приближалось к постоянной величине. Это расстояние от комбината для ягод брусники примерно равно 30—40 км, а для ягод морошки и для исследуемых видов грибов — 50—60 км. Содержание никеля в образцах, собранных на особо загрязненных участках, превышает таковое на фоновых участках у ягод брусники в 1000 раз, у ягод морошки — в 20, у плодовых тел осиновика и березовика — в 40 и сыроежки — в 50 раз.
Наблюдается четкая зависимость накопления никеля в исследованных ягодах и грибах от степени загрязнения почвы этим элементом. Из данных табл. 4 видно, что почвы в зоне действия аэротехногенных выбросов комбината чрезвычайно загрязнены никелем и медью. Полоса загрязнения вытянута вдоль факела выбросов в направлении С—СВ—Ю, а в непосредственной близости от комбината (в радиусе 5—7 км) уровень загрязнения почвы мало зависит от направления факела выбросов. В этой зоне находится и территория г. Мончегорска. На расстоянии 10—12 км от комбината вдоль факела выбросов наблюдалось превышение содержания никеля и меди в горизонте почвы Ао в 50—80 раз по сравнению с фоном. Даже на участках, удаленных на 40—50 км к СВ от комбината, содержание этих металлов в горизонте А0 превышает фон в 2—3 раза, а в 30 км к югу — в 20 раз. Суммарное накопление металлов в почвенном профиле особо загрязненных участков в 8—9 раз выше фоновых. На примере накопления никеля в ягодах брусники и в плодовых телах осиновика и березовика можно видеть, что существует практически прямая зависимость накопления этого элемента от содержания его в почве (рис. I и 2).
Содержание никеля и меди в грибах в зоне действия выбросов комбината "Североникель" (Мурманская обл., Мончегорский р-н) |
|||||||||||||||||||||
| Место сбора | Расстояние и азимут относительно комбината |
Дата сбора | Lactarius forminosus (Fr.) S. Gray. мг • кг -1 |
L. trivialis (Fr.)Fr. мг • кг -1 |
Suillus luteus (Fr.) S. F. Gray. мг • кг -1 |
Xerocomus subtomentosus (Fr.) Quel мг • кг -1 |
|||||||||||||||
| км | град | никеля | меди | никеля | меди | никеля | меди | никеля | меди | ||||||||||||
| северо-восток | |||||||||||||||||||||
| Автодорога Мурманск-Ленинград, 118-й км | 20 | 45 | 30.08.88 | - | - | - | - | - | - | - | - | 8.4 | 0.6 | 31.8 | 2.1 | - | - | - | - | ||
| Автодорога Оленегорск-Ловозеро: 5-й км: | 30 | 55 | 30.08.88 | 6.9 | 0.5 | 16.8 | 1.1 | - | - | - | - | 7.1 | 0.5 | 21.1 | 1.4 | 2800 | - | н.о. | н.о. | ||
| восток-северо-восток | |||||||||||||||||||||
| 45-й км: | 60 | 75 | 16.08.88 | - | - | - | - | - | - | - | - | 1.6 | 0.1 | 17.4 | 1.0 | н.о. | н.о. | 21.5 | 1.5 | ||
| юго-восток | |||||||||||||||||||||
| пос. Риж-губа | 12 | 125 | 29.08.88 | 13.7 | 0.9 | 23.1 | 1.5 | - | - | - | - | - | - | - | - | 2100 | 121.4 | 31.2 | 1.8 | ||
| Риж-остров (оз. Имандра) | 13 | 125 | 29.08.88 | - | - | - | - | 19.5 | 1.7 | 44.5 | 3.8 | - | - | - | - | н.о. | и.о. | 42.5 | 3.1 | ||
| юг | |||||||||||||||||||||
| Автодорога Мурманск-Ленинград: | |||||||||||||||||||||
| 169-й км | 32 | 180 | 31.08.88 | - | - | - | - | 24.2 | 2.0 | 29.2 | 2.4 | - | - | - | - | - | - | - | - | ||
| 238-й км | 100 | 190 | 21.08.88 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | н.о. | н.о. | 25.2 | 1.8 | ||
| 438-й км | 300 | 180 | 20.08.88 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 21.1 | 1.2 | 2100 | 146.9 | 25.8 | 1.8 | ||
| юго-запад | оз. Долгое (район оз. Верх. Пиренга) | 53 | 220 | 31.08.88 | 10.2 | 0.7 | 21.0 | 1.4 | - | - | - | - | 3.0 | 0.2 | 23.4 | 1.9 | - | - | - | - | |
| пос. Ена | 80 | 245 | 31.08.88 | 2.1 | 0.1 | 14.5 | 0.7 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | ||
| пос. Енский | 80 | 247 | 3108.88 | - | - | - | - | - | - | - | - | 4.2 | 0.2 | 20.0 | 0.9 | 2400 | - | н.о. | н.о. | ||
Характер накопления меди в изученных образцах ягод и грибов несколько иной, чем никеля. Содержание меди в ягодах сохраняет тенденцию повышения с увеличением концентрации этого элемента в почве, но не столь закономерную, как это было отмечено для содержания никеля. Связи между накоплением меди в грибах и содержанием ее в почве не обнаружено. Содержание меди в грибах, собранных на фоновых участках, находящихся в 80—300 км от комбината, может быть одинаковым или даже более высоким, чем у тех же видов из загрязненных районов. Возможно, что исследованные виды грибов избирательно накапливают медь как биофильныи элемент, но только до некоторого предела, по достижении которого дальнейшего поглощения ее не происходит, несмотря на увеличение концентрации меди в почве. Этот вопрос требует специального изучения.
Содержание никеля и меди в грибах в зоне действия выбросов комбината "Североникель" (Мурманская обл., Мончегорский р-н) |
|||||||||||||||||||||
| Расположение места отбора пробы относительно комбината "Североникель" |
Горизонт Ао | Почвенный столб (гор. Ао+А2+В+ВС+С) площадью 1 м2 |
|||||||||||||||||||
| км | град | мг • кг-1 | г | ||||||||||||||||||
| никеля | меди | никеля | меди | ||||||||||||||||||
| 2 | 0 | 4928 | 8081 | 155 | 107 | ||||||||||||||||
| 3 | 0 | 9288 | 4622 | 125 | 70 | ||||||||||||||||
| 10 | 45 | 2445 | 1174 | 98 | 42 | ||||||||||||||||
| 12 | 45 | 2720 | 1090 | 76 | 35 | ||||||||||||||||
| 20 | 45 | 504 | 238 | 43 | 17 | ||||||||||||||||
| 50 | 45 | 112 | 38 | 12 | 6 | ||||||||||||||||
| 45 | 55 | 1327 | 726 | 30 | 8 | ||||||||||||||||
| 5 | 55 | 1600 | 905 | 32 | 16 | ||||||||||||||||
| 30 | 55 | 260 | 82 | 23 | 14 | ||||||||||||||||
| 6 | 60 | 1185 | 550 | 50 | 22 | ||||||||||||||||
| 46 | 60 | 73 | 34 | 18 | 10 | ||||||||||||||||
| 4 | 80 | 590 | 297 | 46 | 25 | ||||||||||||||||
| 5 | 80 | 652 | 386 | 48 | 37 | ||||||||||||||||
| 6 | 80 | 871 | 387 | 33 | 23 | ||||||||||||||||
| 12 | 125 | 315 | 142 | 17 | 16 | ||||||||||||||||
| 25 | 150 | 231 | 103 | 16 | 8 | ||||||||||||||||
| 8 | 180 | 2573 | 2079 | 39 | 26 | ||||||||||||||||
| 14 | 190 | 633 | 221 | 42 | 11 | ||||||||||||||||
| 16 | 180 | 486 | 95 | 33 | 16 | ||||||||||||||||
| 20 | 180 | 594 | 205 | 40 | 18 | ||||||||||||||||
| 23 | 180 | 1182 | 512 | 34 | 19 | ||||||||||||||||
| 32 | 185 | 662 | 207 | 28 | 9 | ||||||||||||||||
| 53 | 220 | 46 | 23 | 16 | 5 | ||||||||||||||||
| 80 | 245 | 13 | 14 | 15 | 11 | ||||||||||||||||
| 1.5 | 290 | 2798 | 1552 | 73 | 29 | ||||||||||||||||
Примечание; При расчете суммарного содержания металлов в почвенном столбе мощность гор. С принята равной 10 см, так как во всех случаях именно такой толщины слой отбирался для пробы. Мощность остальных генетических горизонтов принята равной той, какая измерена в конкретном почвенном разрезе.
Рис. 2. Зависимость содержания никеля в плодовых телах
грибов Leccinum scabrum (Fr.) S. F. Gray и L. aurantiacum (Fr.) S. F. Gray
от содержания его в лесной подстилке.
По оси абсцисс — содержание никеля в лесной подстилке, мг/кг сухой массы;
по оси ординат — содержание никеля в плодовых телах видов грибов p. Heccinum S. F. Gray, мг/кг сухой массы
Определение количественного содержания железа в моховике первоначально не планировалось и было предпринято только после предварительного качественного обнаружения аномально высокого содержания его в этом грибе. Независимо от района сбора найдено до 2000—2500 мг железа в 1 кг сухих плодовых тел моховика. В сухих плодовых телах всех остальных исследованных видов грибов содержание железа не превышало 10—50 мг/кг. Эти данные в таблицы не включены. Возможно, это особенность, вида, и если такое предположение подтвердится, виды моховика могут представить интерес как источник физиологически усвояемого железа.
Данные о содержании никеля и меди в сырых ягодах и грибах, необходимые для сопоставления их с ПДК для человека, приведены в табл. 1—3. Накопление никеля у исследованных ягод и грибов выше ПДК отмечено на территории площадью около 1500 км2. Так, содержание никеля в ягодах брусники, произрастающей в 10 км к северо-востоку от комбината, в 7 раз выше ПДК, и даже в ягодах, собранных на участках, находящихся в 20 км в этом же направлении, оно было вдвое выше ПДК. В ягодах брусники, произрастающей на расстоянии 6—9 км к югу, содержание никеля в 16—26 раз превышало ПДК. Аналогичные данные получены и для ягод морошки: 13—17-кратное превышение ПДК этого элемента в них отмечено в образцах, собранных в 10—20 км к северу от комбината, и 20-кратное — в образцах, собранных в 13 км к югу.
Местоположение района, где отмечено максимальное накопление никеля в грибах, совпадает с таковым для ягод, но содержание его в грибах, как правило, ниже, чем в ягодах, собранных на тех же участках, и меньше отличается от ПДК. Следует отметить, что грибы с пластинчатым гименофором (сыроежка, волнушка, млечник) обычно накапливают никеля больше, чем грибы с трубчатым гименофором (осиновик и березовик).
Приведенные на рис. 1 и 2 графики позволяют ориентировочно установить содержание никеля в почве, при котором еще не превышается его ПДК в исследованных ягодах и грибах. Так, для ягод брусники это 25 г • м~" почвенного столба, для плодовых тел осиновика и березовика — 30 г-м-2 почвенного столба или 300—400 мг-кг"1 лесной подстилки. Последняя величина, по-видимому, точнее характеризует зависимость содержания никеля в грибах от концентрации его в почве, так как гифы грибов сосредоточены именно в лесной подстилке.
Нами определено, что накопление меди изученными ягодами и плодовыми телами грибов по абсолютной величине того же порядка, что и накопление никеля, но поскольку ПДК меди в ягодах в 10 раз, а в грибах в 20 раз выше, чем ПДК никеля, то содержание ее почти во всех пробах не превышало санитарной нормы.
Вся обследованная нами территория интенсивно используется жителями Мончегорска и Оленегорска для сбора ягод и грибов. На основании результатов данной работы Исполком Мончегорского Совета народных депутатов запретил централизованную скупку ягод и грибов у населения и оповестил жителей этих городов о границах территории (рис. 3), на которой не рекомендуется сбор ягод и грибов вследствие их загрязнения никелем.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На площади не менее 1500 км2 в зоне действия промышленных выбросов металлургического комбината «Североникель», включающей территорию г. Мончегорска и его окрестностей, а также полосу шириной около 15—20 км и длиной около 60—70 км, вытянутую на север и на юг от комбината, ягоды брусники Vaccinium vitis-idaea L., морошки Rubus chamaemorus L., а также плодовые тела грибов — осиновика красного Leccinum aurantiacum (Fr.) S. F. Gray, березовика обыкновенного L. scabrum (Fr.) S. F. Gray, сыроежки пищевой Russula vesca Fr., волнушки розовой Lactarius forminosus (Fr.) S. F. Gray, млечника обыкновенного L. trivialis (Fr.) Fr. и масленка позднего Suillus luteus (Fr.) S. F. Gray — непригодны в пищу вследствие накопления в них никеля в количествах, превышающих предельно допустимые нормы для человека.
Ориентировочный максимальный уровень загрязнения никелем иллювиального железо-гумусового подзола, при котором содержание этого металла в ягодах брусники не превышает предельно допустимого, составляет 25 г • м-2 почвенного столба, а для плодовых тел осиновика красного и березовика обыкновенного — 30 г • м-2 почвенного столба или 300—400 мг • кг-1 лесной подстилки.
Накопление меди в ягодах и грибах исследованных видов в обследованном районе по абсолютной величине близко таковому никеля, но вследствие более высокой ПДК меди содержание ее почти во всех пробах не превышало санитарной нормы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Агрохимические методы исследования почв. М., 1975. Алексеев Ю. В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. Л., 1987. Аринушкина Е. В. Руководство по химическому анализу почв. М., 1970.
Бабушкин С. А., Погребинская М. Л. Заводская лаборатория. М., 1948. Вып. 14. > е л о в Н. П., Барановская А. В. Почвы Мурманской области. Л., 1969. временные гигиенические нормативы содержания некоторых химических элементов в основных пищевых продуктах. М., 1982. № 2450—81.
3ончева В. А. Ландшафт в зоне воздействия промышленности. М., 1978. Цончева А. В., Калуцков В. Н. Прогнозирование изменения природы горнометаллургическим производством в зоне тайги (на примере медно-никелевых комплексов в Мончегорске и Сэдбери) // Вестн. МГУ. География. 1976. № 5. К. 65—72.
Елпатьевский П. В., Аржанова В. С, Власов А. В. Взаимодействие растительности с потоком металлоносных аэрозолей // Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах. Л., 1985. С. 97—100.
Ильин В. Б. Элементный химический состав растений. Новосибирск, 1985.
Карбань Р. Т., Назаров И. М., Руднева И. А., Сисигина Т. И. О накоплении никеля в почве и древесной растительности лесонасаждений, произрастающих вокруг предприятий цветной металлургии // Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах. Л., 1985. С. 109—117.
Кашулина Г. М. Оценка состояния почвенного покрова и загрязнения почв металлами в зоне влияния горно-металлургического предприятия // Состояние природной среды Кольского Севера и прогноз его изменения. Апатиты, 1982. С. 118—123.
Климат Мурманской области. Мурманск, 1961.
Ковалевский А. Л. Биогеохимические поиски рудных месторождений. М., 1984.
Ковальский В. В. Геохимическая экология. М., 1974.
Метеорологический ежемесячник. Мурманск, 1987, 1988, 1989.
Методики колориметрического определения никеля и меди в растворах, принятые на комбинате «Североникель». Мончегорск, 1988.
Нежданова И. К., Суетин Ю. П., Свешников Г. Б. Загрязнение окружающей среды канцерогенными элементами — никелем и кобальтом в результате деятельности горнорудных предприятий // Растения и химические канцерогены. Л., 1979. С. 181 —183.
Петрунина Н. С. Проблемы геохимической экологии организмов // Тр. биогеохимической лаборатории. М., 1974. Т. 8. С. 57—117.
Поповцева А. А. Методы ускоренного анализа золы растений. Сыктывкар, 1974.
Предельно допустимые концентрации тяжелых металлов и мышьяка в продовольственном сырье и пищевых продуктах. М., 1986. Сан П и Н 42-123-4089—86.
Раменская М. Л. Микроэлементы в растениях Крайнего Севера. Л., 1974.
Ринькис Г. Я. Методы ускоренного колориметрического определения микроэлементов в биологических объектах. Рига, 1963.
Поступило 13 XII 1989