Биоиндикация природной среды малого Северо-Таежного промышленного города: на примере г. Костомукша (стр. 4 )

При оценке содержания тератоморфных пыльцевых зерен в пробах, отобранных на территории города, оказалось, что наибольшее количество нарушений было получено на 20, 25 и 50 ПП (52,2%, 60,9% и 58,9% соответственно). Особенностью данных пробных площадей является их близкое расположение к основным автодорогам и стоянкам транспорта. По данным литературы эти факторы влияют на генеративное развитие организма (Ибрагимова, 2009). На остальных ПП высокий процент нормально развитых пыльцевых зерен в пробах (ПП 1 – 33,8% аномальной пыльцы, ПП 3 - 41,8%, ПП 6 – 32%, ПП 21 – 32,9%, ПП 55 – 31,6%). Данные ПП расположены на окраинах города.

с соавторами (2008) предложили методику районирования территорий по содержанию нормально развитой пыльцы в пробах: условно незагрязненные территории – более 90%; умеренное загрязнение – 83-90%; сильное загрязнение – 75%- 3%; критическое загрязнение – менее 75% нормально развитой пыльцы. Согласно этой классификации территория г. Костомукши относится к зоне критического загрязнения, при этом основной вклад в такой уровень загрязнения вносят ПП 20, 25 и 50, подвергающиеся сильной автотранспортной нагрузке. Причем действие ГОКа значительного влияния на состояние репродуктивных органов сосны не оказывает. Территория контроля относится к условно чистой, где значения содержания тератоморфных пыльцевых зерен не превышают естественного полиморфизма для данного вида (7-10%) (Дзюба, 2006) (табл. 2).

Таким образом, генеративные органы сосны обыкновенной сильнее подвержены антропогенной нагрузке на территории города, чем промышленному загрязнению ГОКа.

Таблица 2

Классификация исследуемых территорий по уровню загрязнения на основании данных палинологического анализа (среднее число, %)

Типы развития п. з.	Места взятия проб
Г. Костомукша	ГОК_ЮЗ	ГОК_СВ	К
Норма	57,0 ± 4,41	88,9 ± 1,44	87,0 ± 1,36	94,4 ± 0,57
Тератоморфные п. з.	43,0 ± 4,41	11,1 ± 1,44	13,0 ± 1,36	5,6 ± 0,57
Из них:
Нарушения п. м.	13,1 ± 1,43	6,6 ± 0,86	8,0 ± 1,08	2,5 ± 0,43
П. з. без содежимого	24,6 ± 3,36	2,5 ± 0,35	3,4 ± 0,75	1,3 ± 0,05
Нарушения экзины	4,9 ± 1,22	1,5 ± 0,44	1,1 ± 0,23	0,7 ± 0,07

Примечания: Город – территория г. Костомукши; ГОК_ЮЗ – направление от ГОКа к городу; ГОК_СВ – направление действия преобладающих ветров; К – контроль (20 км на ЮЗ от ГОКа); п. з. – пыльцевые зерна, п. м. – пыльцевые мешки.

Оценка флуктуирующей асимметрии хвои сосны в г. Костомукша. Наиболее высокие значения показателя ФА на территории г. Костомукша были отмечены для хвои первого года жизни на 25 и 50 ПП, для хвои второго года – на 3 и 20 ПП, для хвои третьего года – на 50 ПП и для хвои четвертого и пятого годов – на 20 и 50 ПП (табл. 3), что согласуется с данным палиноиндикации.

Таблица 3

Величина флуктуирующей асимметрии разновозрастной хвои

P. sylvestris в условиях г. Костомукша

№ ПП	Возраст хвои, лет
1	2	3	4	5
1	0,0181±0,003	0,0158±0,033	0,0177±0,039	0,0178±0,029
3	0,0210±0,002	0,0288±0,005	0,0189±0,002	0,0163±0,001
6	0,0190±0,002	0,0144±0,002	0,0167±0,003	0,0139±0,002
20	0,0227±0,002	0,0280±0,009	0,0181±0,002	0,0234±0,004	0,0264±0,0032
21	0,0143±0,002	0,0162±0,002	0,0216±0,002	0,0181±0,002
25	0,0296±0,009	0,0136±0,001	0,0141±0,002
50	0,0284±0,003	0,0175±0,003	0,0294±0,006	0,0215±0,004	0,0197±0,0026
55	0,0091±0,002	0,0197±0,006	0,0141±0,004	0,0172±0,006

Наиболее сильные отклонения стабильности развития были получены для растений на ПП, расположенных по направлению действия преобладающих ветров. Значительные нарушения стабильности развития отмечены у хвои, отобранной с территории города. Значения показателя ФА для деревьев, произрастающих в ЮЗ направлении от комбината несколько ниже, чем для растений на ПП, расположенных к СВ от него, то есть по градиенту действия преобладающих ветров (табл. 4). Наименее нарушенными оказались деревья на контрольной пробной площади. Полученные данные значимо отличаются от ФА хвои на территории города (F=33,6, p=0,05), на пробных площадях в ЮЗ направлении от комбината (F=14,6, p=0,05) и на пробных площадях в СВ направлении от ГОКа (F=12,8, p=0,05).

Таким образом, общий уровень нарушений для растений в городе соответствует нарушениям в окрестностях комбината. Наиболее высокие значения показателя ФА получены для растений на ПП, расположенных по градиенту действия преобладающих ветров, что связано с распространением аэрополлютантов ГОКа. Сильные нарушения стабильности развития отмечены для растений, находящихся рядом с источниками автотранспортной нагрузки. На показатель ФА в равной степени влияют как промышленные выбросы, так и выбросы автотранспорта.

Таблица 5

Диапазон значений показателя флуктуирующей асимметрии
для исследованных территорий

Возраст хвои, лет	Места взятия проб
город	ГОК_СВ	ГОК_ЮЗ	К
1	0,0091-0,0296	0,0137 - 0,0336	0,0167 - 0,0263	0,008
2	0,0136 - 0,0288	0,0134 - 0,0305	0,0113 - 0,0263	0,0074
3	0,0141 - 0,0294	0,0132 - 0,0281	0,0113 - 0,0177	0,0134
4	0,0139 - 0,0234	0,0116 - 0,0436	0,0092 - 0,0288
5	0,0197 - 0,0264	0,0098 - 0,0195	0,0109 - 0,0256
6			0,0207 - 0,0265

Примечания: Город – территория г. Костомукши; ГОК_ЮЗ – направление от ГОКа к городу; ГОК_СВ – направление действия преобладающих ветров; К – контроль.

Химическая характеристика состояния почв г. Костомукши. Для оценки влияния загрязнения автотранспортом было изучено содержание тяжелых металлов в почвах города. Содержание кадмия на территории г. Костомукши варьирует от 0,01 до 0,47 мг/кг, что в среднем составляет 0,13 мг/кг. Значения не превышают ПДК для данного металла – 0,5 мг/кг (ГН 2.1.7.020-94). Содержание свинца на территории города варьирует от 1,05 до 49,1 мг/кг, что в среднем составляет 6,45 мг/кг. В целом почвы города содержат тяжелые металлы в концентрациях ниже промышленных территорий и по Карелии (Федорец, 2001). Значения ПДК свинца – 32 мг/кг – превышены в почвах одной пробной площади (ГН 2.1.7.2041-06). Наиболее высокие значения содержания свинца (49,1 мг/кг) и кадмия (0,47 мг/кг) были получены на пробных площадях, расположенных в центральной части города, где наиболее интенсивно автотранспортное движение.

Глава 5. Интегральная оценка экологического состояния природной среды и районирование территории г. Костомукши.

Данные, полученные всеми методами гетерогенны: разное число экспериментальных точек, разные единицы измерения. Для обработки такого рода базы данных, по нашим представлениям, наиболее подходящим является использование шкалы желательности Харрингтона (Коросов, 2007). (табл. 6).

Таблица 6

Ключевые точки шкалы «желательности» Е. Харрингтона

Ключевые точки шкалы "желательности"	Условно незагряз- ненная среда	Слабо загрязнен- ная среда	Умеренно загрязнен- ная среда	Сильно загрязнен- ная среда	Критичес- кое загрязне- ние среды
1,00 - 0,80	0,80 - 0,63	0,63 - 0,37	0,37 - 0,20	0,20 - 0
Общее проективное покрытие лишайников, %	31,5 - 25,2	25,2 - 19,9	19,9 - 11,7	11,7 - 6,3	6,3 - 0
Площадь талломов H. physodes с некрозами, %	0 - 8,5	8,5 - 15,7	15,7 - 26,8	26,8 - 34,0	34 - 42,5
Общее проективное покрытие H. physode, %	15,4 - 12,3	12,3 - 9,7	9,7 - 5,7	5,7 - 3,1	3,1 - 0
Нормально развитые пылцевые зерна, %	90,0 - 72,0	72,0 - 56,7	56,7 - 33,3	33,3 - 18,0	18,0 - 0
ФА	0-0,008	0,008-0,015	0,015-0,026	0,026-0,033	0,033-0,041
Pb, мг/кг	0 - 9,8	9,8 - 18,2	18,2 - 30,9	30,9 -39,3	39,3 - 49,1
Cd, мг/кг	0 - 0,14	0,14 - 0,26	0,26 - 0,45	0,45 - 0,57	0,57 - 0,71

В результате проведенной оценки для каждой пробной площади был получен интегральный показатель (рис. 6). К территориям, не подверженным сильному антропогенному воздействию относятся 8 ПП - 14% площади города, при этом большинство из них находятся на окраинах города в северной, южной и западной его частях; 42 ПП - 75% городской территории относятся к зоне умеренного загрязнения; 6 ПП - 11% площади города подвергаются сильной антропогенной нагрузке, которая проявляется в загрязнении выбросами автотранспорта (центральная и восточная часть города).