Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,775

ПОЧВЕННЫЕ ВОДОРОСЛИ КАК БИОИНДИКАТОРЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ ОХРАНЯЕМЫХ ТЕРРИТОРИЙ СЕВЕРО–ЗАПАДНОГО КАВКАЗА ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ

Криворотов С.Б. Букарева О.В.
Изучены видовой состав и индикационные свойства почвенных водорослей, как биоиндикаторов загрязнения почв охраняемых территорий Северо-Западного Кавказа тяжелыми металлами.
Среди антропогенных источников загрязнения на территории России транспорт занимает второе место после промышленности, поскольку поставляет в природную среду огромные массы пыли, сажи, отработавших газов, масел, тяжелых металлов и сотен других веществ, значительная часть которых относится к токсикантам. Современный транспорт - особый источник воздействия на природу и человека потому, что он связан с дорогами (линейными инженерными сооружениями). Таким образом, на придорожные экосистемы влияет система «автомобильный транспорт - автомобильная дорога», которая оказывает на них многоаспектное воздействие: физическое (механическое, звуковое) и химическое (продукты сгорания топлива, истирания шин, износа покрытий и т.д.). Суммарный экологический эффект этого воздействия может быть установлен на основании изучения отклика экосистем придорожных зон: состояния популяций живых организмов, видового состава, жизненного состояния, особенностей онтогенеза отдельных видов и др.

Водоросли являются надежными индикаторами динамики загрязнителей в почве. Они могут указывать на присутствие в почве загрязняющих веществ, резко изменяющих почвенную альгофлору. В результате изменяется видовой состав и численность почвенных водорослей, формируются сходные по составу альгосинузии, что отражает уровень загрязнения почвы.

Специфика и мера воздействия автодорог на природные экосистемы требуют проведения разносторонних исследований, в том числе и альгологических. Почвенные водоросли являются весьма чувствительными организмами - индикаторами автотранспортного загрязнения придорожных участков почвы [2].

В 2002 - 2005 гг. нами изучалось изменение видового и численного состава водорослей охраняемых территорий Северо-Западного Кавказа в результате загрязнения почв тяжелыми металлами, поступающими от линейного источника (Лагонакская автомобильная трасса).

В результате проведенных исследований выявлен видовой состав почвенной альгофлоры охраняемых территорий Северо-Западного Кавказа (Таб. 1).

Составленный нами систематический список включает 65 видов почвенных водорослей из 41 рода, 27 семейств, 9 классов и 4 отделов. Из них 31 вид впервые указывается для территории Северо-Западного Кавказа. Систематический список почвенных водорослей составлен с учетом современной номенклатуры [1]. Среднее число видов в роде 1,6. Тридцать один род, т.е. большая их часть имеет уровень видового разнообразия ниже среднего, два рода насчитывают по 6 видов, один род - 5 видов, один род - 4 вида, один род - 3 вида, пять родов - по 2 вида. К многовидовым родам относятся: Oscillatoria, Phormidium, Microcystis, Pinnularia, Anabaena, Chlorella, Chlorococcum, Gloeocapsa, Gloeothece, Synechocystis. На их долю приходится 52, 4% от общего числа видов почвенных водорослей. На долю остальных одновидовых родов приходится 47,6% всего видового состава [4].

Тяжелые металлы поступают в придорожное пространство как в результате работы собственно транспортных средств, так и при истирании дорожного полотна. В результате истирания автопокрышек в почву вблизи автомобильной дороги поступают алюминий, кобальт, медь, железо, марганец, свинец, никель, фосфор, титан, цинк и другие элементы (Рис. 1).

Рисунок 1. Содержание тяжелых металлов в образцах почвы на экспериментальных пробных площадях

Подшипники, вкладыши, тормозные масла - источники поступления в окружающую среду меди и цинка; сгорание этилированного топлива - основной источник свинца. Кадмий поступает в природную среду в результате износа шин и истирания асфальтобетона.

Основная масса металлов автотранспортного происхождения очень быстро попадает на поверхность почвы. Часть из них включается в процессы почвообразования, часть поглощается растениями, часть выносится поверхностными и грунтовыми водами [3].

Таблица 1. Численный состав почвенной альгофлоры охраняемых территорий Северо-Западного Кавказа

Название семейства

Количество видов

% от общего числа видов

Oscillatoriaceae

12

18,6

Gloeocapsaceae

7

10,9

Micocystidaceae

5

7,8

Naviculaceae

5

7,8

Coccobactereaceae

3

4,6

Nostocaceae

3

4,6

Anabaenaceae

3

4,6

Chlorococcaceae

3

4,6

Volvocaceae

2

3,1

Chlorellaceae

2

3,1

Protosiphonaceae

2

3,1

Nitzschiaceae

2

3,1

Pleurochloridaceae

2

3,1

Chlamydomonadaceae

1

1,5

Oocystaceae

1

1,5

Pleurococcaceae

1

1,5

Chlorosarcinaceae

1

1,5

Ulotrichaceae

1

1,5

Chaetophoraceae

1

1,5

Phyllosiphonaceae

1

1,5

Mesotaeniaceae

1

1,5

Zygnemataceae

1

1,5

Coscinodiscaceae

1

1,5

Tabellariaceae

1

1,5

Surirellaceae

1

1,5

Botryochloridaceae

1

1,5

Heterotrichaceae

1

1,5

Всего : 27

65

100,0


Наиболее опасными загрязнителями природной среды среди тяжелых металлов традиционно считаются свинец и кадмий. Установлено, что 75 % свинца, содержащегося в топливе, выделяется в воздух в составе аэрозолей в сочетании с ионами хлора и брома и рассеивается. Аэрозоль свинецсодержащих частиц состоит из нескольких фракций (с различной величиной частиц). Наиболее крупные (тяжелые) частицы первой фракции оседают в непосредственной близости от дорожного полотна (на расстоянии до 5 - 7 м); соединения свинца более мелкой (второй) фракции отличаются большей растворимостью и поэтому большей токсичностью, зона действия свинца этой фракции считается активной и достигает 30 - 100 м от края дорожного полотна. Более 65 % выброшенного в воздух автотранспортными средствами свинца приходится на зону 7 - 8 м. Частицы кадмия оседают в основной массе в непосредственной близости от края автомобильной дороги.

Исследования образцов почв, отобранных на экспериментальных площадях вблизи участков автомобильной дороги с разной интенсивностью воздействия автотранспортного загрязнения, показали, что существует тенденция к повышению содержания свинца с ростом транспортной нагрузки (Рис. 2).

Рисунок 2. Изменение содержания свинца в почвенных образцах на разных экспериментальных площадях в зависимости от интенсивности автотранспортной нагрузки

По мере удаления от края дорожного полотна содержание свинца снижается. Это особенно характерно для экспериментальной площади № 1 (окрестности города Майкопа), отличающейся повышенным антропогенным воздействием. На площади № 9 (охраняемая территория, плато Лагонаки) колебания содержания свинца в почвенных образцах незначительны (Рис. 3).

Рисунок 3. Динамика содержания свинца в почвенных образцах в зависимости от удаленности от линейного источника загрязнения

Техногенное загрязнение почвы свинцом прослеживается до глубины 10 - 15 см, редко до 20 см; этот металл удерживается слоем гумуса и слабо мигрирует в почве. Установлено, что продолжительность пребывания загрязняющих веществ в почвах гораздо больше, чем в атмо- или гидросфере [5]. Поэтому загрязнение почв, и прежде всего тяжелыми металлами, практически необратимо.

Анализ почвенных образцов на содержание кадмия показал не высокую концентрацию данного металла в почвах. Вероятно, это связано с незначительным истиранием асфальтобетона в изучаемом районе.

Некоторые виды почвенных водорослей при высоких дозах содержания загрязняющих веществ активно размножаются, другие поддерживают жизнеспособность, следующие выпадают из сообществ.

Наиболее чувствительными к антропогенному загрязнению являются желто-зеленые водоросли. На отдельные виды зеленых водорослей загрязняющие вещества оказывают ингибирующее воздействие. На экспериментальной площади № 1 в почвенных образцах наблюдается уменьшение численности некоторых видов цианобактерий.

По мере приближения к автомобильной трассе степень загрязненности почв возрастает, что выражается в изменениях показателей состояния альгофлоры. Чувствительные к антропогенному загрязнению желто - зеленые водоросли обнаружены нами только на охраняемых территориях (территория и окрестности Кавказского государственного природного биосферного заповедника и заказника «Камышанова Поляна»). Мощный антропогенный пресс приводит к значительному уменьшению численности цианобактерий до их полного исчезновения, уменьшается число видов и количество особей массовых видов (Oscillatoria amphibia, Phormidium foveolarum, Chlorella vulgaris, Stigeoclonium tenue и др.), изменяются их морфологические показатели и биомасса.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Вассер С.П., Кондратьева, Масюк Н.П. Водоросли: Справочник. - Киев: Наукова Думка, 1989. - С. 3003 - 339.
  2. Володина О.В., Криворотов С.Б. //Актуальные вопросы экологии и охраны природы экосистем южных регионов России и сопредельных территорий: Материалы XVII межреспубликанской научно-практической конференции. - Краснодар: Кубанский госуниверситет, 2004.- С. 6-9.
  3. Кавтарадзе Д.Н. Николаева Л.Ф., Поршнева Е.Б., Флорова Н.Б. Автомобильные дороги в экологических системах (проблемы взаимодействия).- М.: ЧеРо, 1999.- 240 с.
  4. Криворотов С.Б., Володина О.В. //Успехи современного естествознания. - 2003. - № 12.- С. 92-93.
  5. Макарова А.И., Полунин С.Ф., Ильин Н.П., Славин Ф.И. //Гигиена и санитария. - 1983. - № 7. - С. 32-36.

Библиографическая ссылка

Криворотов С.Б., Букарева О.В. ПОЧВЕННЫЕ ВОДОРОСЛИ КАК БИОИНДИКАТОРЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ ОХРАНЯЕМЫХ ТЕРРИТОРИЙ СЕВЕРО–ЗАПАДНОГО КАВКАЗА ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ // Успехи современного естествознания. – 2005. – № 11. – С. 12-15;
URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=9409 (дата обращения: 29.03.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674