Сравнительный анализ накопления тяжелых металлов прибрежно-водной растительностью изучаемых объектов г. Гомеля и окрестностей г. Мозыря Гомельской области, Республика Беларусь

Abstract

В современных условиях антропогенного воздействия оценка содержания тяжелых металлов в прибрежно-водной растительности выявление тенденций изменчивости их концентраций в водоемах важны не только для определения уровня их загрязненности, но и для подержания экологической безопасности в регионе. Материалом для исследований послужили образцы прибрежно-водной растительности, отобранные в летний период 2014 – 2015 гг. в водоеме на северной окраине г. Гомеля (объект № 1) и в водоеме вблизи крупного промышленного центра г. Мозыря (объект № 2). Прибрежно-водная экосистема отнесена к ассоциации Phragmitetum australis (Gams 1927) Schmale 1939 cоюза Phragmition Koch 1926, порядка Phragmitetalia Koch 1926, класса Phragmito-Magnocaricetea Klika in Klika et Novak 1941. Наибольшим накоплением железа, марганца и меди характеризовался водокрас лягушачий, хрома – манник большой, марганца и цинка – омежник водный, кадмия и никеля – череда трехраздельная, никеля – ситняг болотный, хрома – рогоз узколистный. Установлено, что все растительные образцы в обоих объектах накапливали свинец ниже фонового содержания. Также во всех растительных образцах в обоих объектах выше фонового содержания накапливался кадмий. По накоплению никеля наблюдалась разница между изучаемыми объектами. Во втором объекте 90 % растительных образцов превышали фоновое содержание никеля, а в первом – только 20 %. В растительных образцах первого объекта нет превышения фонового содержания хрома, тогда как во втором объекте 50 % образцов накапливали хром выше фонового содержания. По накоплению никеля и хрома растительные образцы второго объекта вблизи г. Мозыря оказались более загрязненными, чем в Гомеле. Анализ суммарного количества тяжелых металлов (рисунок) в растительных образцах изучаемых объектов показал, что у семи видов (второй объект) из десяти общее содержание тяжелых металлов оказалось выше, чем в изучаемых образцах первого объекта. Наибольшее накопление тяжелых металлов отмечено у водокраса лягушачьего в обоих объектах, омежника водного, ситняга болотного (второй объект). Менее всего накапливали манник большой, полевица побегообразующая, осока ложносытевая, осока острая (первый объект). Во втором объекте – это тростник обыкновенный, манник большой, рогоз узколистный, осока ложносытевая. Выявляются виды, накапливающие в обоих объектах минимальное количество тяжелых металлов – это манник большой и осока ложносытевая. Таким образом, сравнительный анализ накопления тяжелых металлов растительными образцами показал, что в обоих объектах они накапливали свинец ниже фонового содержания, а кадмия и кобальта, наоборот, выше. По накоплению никеля, хрома, железа, марганца растительные образцы второго объекта оказались более загрязненными, чем в первом. Накопление цинка в первом объекте было выше, чем во втором, а по накоплению меди объекты между собой практически не отличались.

Порівняльний аналіз накопичення важких металів рослинними зразками показав, що в обох об'єктах вони накопичували свинець нижче фонового вмісту, а вміст кадмію і кобальту, навпаки, був вище. За накопиченням нікелю, хрому, заліза, марганцю рослинні зразки другого об'єкту виявилися більш забрудненими, ніж в першому. Накопичення цинку в першому об'єкті було вище, ніж в другому, а за накопиченням міді об'єкти між собою практично не відрізнялися.

With current anthropogenic impact, the assessment of heavy metals content in vegetation and their concentration in water bodies are important not only to determine the level of pollution, but also to maintain environmental safety in the region. Samples of riverside and aquatic vegetation collected over summertime of 2014 and 2015 in ponds on the northern borderline of the city of Gomel (site № 1) and around a large industrial center of the town of Mozyr (site № 2) served as material for this study. The coastal-aquatic ecosystem is referred to the association Phragmitetum australis (Gams 1927) Schmale 1939 union Phragmition Koch 1926, order Phragmitetalia Koch 1926, class Phragmito-Magnocaricetea Klika in Klika et Novak 1941. Plants of frogbit accumulated the highest levels of iron, manganese and copper, great manna grass – chromium, water dropwort – manganese and zinc, three-lobe beggarticks – cadmium and nickel, spikerushes – nickel, lesser bulrush – chromium. The research showed that all plant samples accumulated lead below the background level in both sites. Content of cadmium exceeded the background level in both sites. The content of nickel differed in the sites studied, exceeding the background level in 90% of plant samples in the second site comprising 20 % in the first one. The content of chromium in plant samples does not exceed the background level in the first site, whereas 50 % of the samples contained chromium above the background level in the second plot. The content of nickel and chromium in plant samples from the site around the town of Mozyr was higher than in Gomel city. The total number of heavy metals in seven out of ten plant species was higher in the second site as compared to the first plot. Frogbit had the highest content of heavy metals in both sites, while water dropwort and spikerushes values were higher in the second plot. Great manna grass, creeping bentgrass, cyperus sedge and the acute sedge had the lowest content of heavy metals in the first site while common reed, great manna grass, lesser bulrush and cyperus sedge in the second site. Great manna grass and cyperus sedge were identified as the plant species with the lowest content of heavy metals in both sites under analysis. Thus, comparative analysis of heavy metals accumulation by plant samples revealed that lead content was below background concentration, while cadmium and cobalt were above background concentration in both sites. Plant samples in the second site contained nickel, chromium, iron and manganese in higher concentration as compared to the first site. On the contrary, plant samples in the first site had higher zinc content. Both sites were similar as far as copper content was concerned.