Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ТЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 9
1.1. Биосферные функции грибов 9
1.2. Микроскопические грибы в почвах Крайнего Севера 16
1.2.1. Микроскопические грибы в естественных почвах 17
1.2.2. Микроскопические грибы в антропогенно-загрязненных почвах 22
1.2.2.1. Воздействие фтора на свойства почвы и микроскопических грибов 22
1.2 2.2. Воздействие тяжелых металлов на свойства почвы и микроскопические грибы 27
Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 35
2.1. Объекты исследования 36
2.2. Методы исследования 41
Глава 3. ХАРАКТЕРИСТИКА ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВ ИССЛЕДУЕМОГО РАЙОНА 48
3.1. Характеристика атмосферных выпадений 48
3.2. Изменение состава и свойств почвы под влиянием атмосферных выпадений 52
Глава 4. ЧИСЛЕННОСТЬ И БИОМАССА МИКРОСКОПИЧЕСКИХ ГРИБОВ В ЗОНЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ГАЗОВОЗДУШНЫХ ВЫБРОСОВ АЛЮМИНИЕВОГО ЗАВОДА 67
4.1. Вертикально-ярусное распределение микроскопические грибы в лесных экосистемах 67
4.1.1. Микроскопические грибы воздушной среды 67
4.1.2. Микроскопические грибы растительного покрова и почвы 68
4.2. Сезонная динамика численности микроскопических грибов 74
Глава 5. ТАКСОНОМИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ МИКРОСКОПИЧЕСКИХ ГРИБОВ В ЗОНЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ГАЗОВОЗДУШНЫХ ВЫБРОСОВ АЛЮМИНИЕВОГО ЗАВОДА 81
5.1. Видовое разнообразие микроскопических грибов в воздушной среде 82
5.2. Видовое разнообразие микроскопических грибов растительных ярусов 90
5,3. Видовое разнообразие микроскопических грибов в почве 100
5 4. Сравнительный анализ комплексов микроскопических грибов воздуха, растительных ярусов и почвы 118
5.5Сравнительный анализ комплексов почвенных микроскопических грибов в зоне воздействия медно-никелевого и алюминиевого предприятий на Кольском Севере 120
Глава 6. ТОКСИЧНОСТЬ ФТОРА ДЛЯ МИКРОСКОПИЧЕСКИХ ГРИБОВ 123
Глава 7. ВЛИЯНИЕ СЕЗОННОЙ ПЕРИОДИЧНОСТИ НА РАДИАЛЬНУЮ СКОРОСТЬ РОСТА КОЛОНИЙ ПОЧВЕННЫХ МИКРОСКОПИЧЕСКИХ ГРИБОВ 140
ВЫВОДЫ 145
ЛИТЕРАТУРА 147
ПРИЛОЖЕНИЯ
Введение к работе
В связи с бурным развитием горнодобывающей и перерабатывающей промышленности на Кольском Севере в окружающую среду поступает огромное количество веществ, которые оказывают вредное воздействие на растительность, животный мир и микробиоту. Неустойчивые к антропогенным воздействиям экосистемы Крайнего Севера характеризуются замедленностью в них процессов энерго-и массообмена в основном вследствие низких температур, слабой способности вод и почв к самоочищению, низкой биологической продуктивности (Евдокимова, 1995). Если природа более южных районов быстрее заживляет следы, наносимые бесхозяйственной деятельностью человека, то природа Крайнего Севера легко разрушается в процессе ее освоения (Крючков, 1976).
Важнейшие процессы круговорота веществ и энергии между земной корой, атмосферой и гидросферой осуществляются через почву, которая является неотъемлемым компонентом биосферы и местообитанием для множества живых существ, создающих гумус, трансформирующих различные вещества и осуществляющих процессы самоочищения среды. Самыми древними из всех живых существ на Земле являются микроорганизмы, которые, обладая необычайно высокой физиологической активностью и разнообразием функций, способствуют переработке природных органических веществ.
Изучение взаимодействия различных химических поллютантов, содержащихся в промышленных выбросах, и микромицетов почв имеет первостепенное значение, так как последние являются обязательными компонентами всех наземных и почвенных биогеоценозов и, кроме того, с их помощью можно контролировать степень загрязнения почв различными веществами, то есть использовать их в качестве индикаторов загрязнения. Важно знать также какое воздействие оказывают выбросы промышленных предприятий на изменение функциональной активности микронаселения почв.
При исследовании и оценке антропогенных воздействий на почвенную микобиоту необходим разносторонний и комплексный подход. Проведенные ранее исследования выявили значительные изменения растительности, состава почв и почвенной биоты под воздействием выбросов предприятий цветной металлургии, в частности комбинатов «Североникель» и «Печенганикель» (Дончева, 1975; Евдокимова, 1995; Ярмишко, 1997; Никонов, Лукина, 1998; Кашулина, 2002; Переверзев и др., 2002; Зачиняева, Лебедева, 2003; Марфенина, 2005). В то же время влияние других предприятий Мурманской области на экосистемы менее изучено. Одним из них является Кандалакшский алюминиевый завод (КАЗ), аэротехногенные выбросы которого содержат большое количество фтора и его соединений, которые в повышенных концентрациях представляют опасность для живых организмов (Профессиональные..,, 1973; Фтор..., 1956). От содержания в выбросах тех или иных элементов зависит характер и интенсивность воздействия их на минеральную и органическую части почв.
Фтор обладает очень высокой химической активностью и способен вступать химические реакции с многочисленными соединениями, создавая вероятность нарушения устоявшихся биологических систем. Основными источниками насыщения почв фтором служат природные минералы, вулканические газы, отходы промышленности, атмосферные осадки и минеральные удобрения. Значительное количество фтора попадает в почву в виде газообразных отходов, тем самым повышая его содержание в атмосферных осадках в несколько раз (Кудзин, Пантова, 1978).
Мелкодисперсные и газообразные соединения фтора могут переноситься на расстояние более 50 км. Фоновое содержание его в подзолистых почвах в среднем составляет 200 мг/кг (Виноградов, Данилова, 1948). ПДК фтора в почве принята равной 200 мг/кг(К1оке, 1983).
Несмотря на очевидную актуальность проблемы до сих пор отсутствует четкое понимание структурно-функциональных изменений в почвенном грибном сообществе при загрязнении почв выбросами алюминиевого предприятия.
Содержание различных форм фтора зависит от присутствия в почве высокодисперсных частиц, кислотности и других ее свойств. Важную роль в процессах закрепления фтора играет кальций, который является геохимическим барьером его миграции в почвах (Перельман, 1972).
Поступление большого количества фторидов, которое возможно при интенсивном применении фторсодержащих фосфорных удобрений или в результате загрязнения почвы выбросами предприятий алюминиевой промышленности, вызывает заметные изменения в составе и свойствах почв (Гапонюк, 1983; Галонкж и др., 1982; Гапонюк н др., 1986; Гришко, Долгова, 1989; Евдокимова и др., 1997; Зорина и др., 2000; Кремленкова, Гапонюк, 1984; Кузьмин, Белозерцева, 1998; Моршина, Фанаскова, 1985; Помазкинаи др., 1997; Помазкина и др., 1999а; Помазкина и др., 19996; Помазкина и др., 2000; Помазкина, Лубнина, 2002; Щетников, Зайченко, 1998). Все исследователи отмечают снижение кислотности почв под влиянием фторидов, которое связано, по-видимому, в большей степени с высвобождением из обменного состояния иона ОН". Кроме того, промышленные выбросы обычно содержат основания, оказывающие нейтрализующее воздействие на почвенную кислотность. Отмечают увеличение подвижности и другие изменения в состоянии органического вещества, а также возрастание активности окислительно-восстановительных ферментов и снижение активности гидролитических ферментов. Загрязнение почв фторидами приводит к изменению биоты (Бутавский, 1991; Евдокимова и др., 1997; Евдокимова, Зенкова, 2003; Шебалова, Бабушкина, 1997). Происходит также накопление фтора в тканях растений (Белякова, 1977; Вайчис и др., 1988, Литвинович и др., 2001; Литвинович, Павлова, 2002). В то же время отмечается стимулирующее действие фтора на развитие растений (Помазкина, Лубнина, 2002).
Из вышесказанного следует, что выбросы предприятий алюминиевой промышленности оказывают значительное воздействие на состав и свойства почв, что отражается на состоянии микробиоты и здоровье населения, проживающего в зоне загрязнения. Специфические условия Крайнего Севера (климат, состав почв и растительного покрова) могут отразиться на направлении и интенсивности процессов в почвах, находящихся в зоне загрязнения промышленными выбросами. Это обстоятельство вызвало необходимость проведения наблюдений за изменением почвенной микобиоты в зоне действия выбросов алюминиевого завода.
Целью работы было исследование влияния выбросов Кандалакшского алюминиевого завода на численность, биомассу и видовое разнообразие комплексов микроскопических грибов в лесных экосистемах:
Для достижения поставленной цели решали следующие задачи:
Дать характеристику уровня загрязнения почв выбросами Кандалакшского алюминиевого завода.
Исследовать вертикальное распределение (воздух - растительность - почвенные генетические горизонты) и сезонную динамику численности и биомассы почвенных микроскопических грибов.
Изучить видовое разнообразие микроскопических грибов в фоновой почве и в почве, загрязненной выбросами алюминиевого завода.
Провести сравнительный анализ состава и структуры комплексов микромицетов в естественных и загрязненных почвах.
Провести сравнительный анализ комплексов почвенных микромицетов в зоне воздействия медно-никелевого и алюминиевого предприятий на Кольском Севере.
Проанализировать степень токсичности фтора для микроскопических грибов, выделенных из почв, загрязненных выбросами алюминиевого предприятия. ^. Изучить влияние сезонной периодичности на радиальную скорость роста колоний микроскопических грибов, выделенных из почв стационарных площадок. Защищаемые положения
Воздушное загрязнение лесных экосистем выбросами алюминиевого завода оказывает влияние на микроскопические грибы, вызывая изменение экологических параметров их комплексов: снижение численности, биомассы и длины грибного мицелия.
Выбросы алюминиевого завода приводят к снижению видового разнообразия и к смене видовой структуры комплексов микроскопических грибов. Отмечается «перерождение» типичного комплекса микромицетов, в результате этого В загрязненных почвах выделены редко встречающиеся или вовсе нетипичные для зональных почв виды.
Микроскопические грибы, выделенные из почв, загрязненных выбросами алюминиевого предприятия, обладают разной чувствительностью к ионам фтора. Разработана шкала по оценке токсичности фтора для микроскопических грибов.
Научная новизна. Впервые детально изучено влияние выбросов алюминиевого завода на комплексы микроскопических грибов сосновых лесов Кольского полуострова: их численность, биомасса и длина грибного мицелия, сезонная динамика и вертикально-ярусное распределение.
Исследованы видовой состав и структура сообществ микроскопических грибов в лесных подзолах Кольского полуострова по градиенту загрязнения в зоне воздействия выбросов алюминиевого завода.
Выделены 4 группы микромицетов по их реакции на фтор: 1 - виды, стимулируемые низкими концентрациями фтора, 2 - толерантные, 3 - умеренно-толерантные и 4 -чувствительные.
Выявлено изменение интенсивности пигментации спор Aspergillus niger var. niger в зависимости от концентрации фтора в среде. Данный вид является биологическим тестом на содержание фтора в среде.
Выявлены биологические ритмы в развитии микроскопических грибов, проявляющиеся в ускорении роста грибного мицелия в период полярного дня по сравнению с периодом полярной ночи при постоянстве других физических и химических параметров, соблюдаемых в условиях лабораторного опыта.
Практическая значимость. Выявлены биоиндикаторы на загрязнение почв фтором с целью проведения мониторинговых наблюдений в техногенных экосистемах. Возможно дальнейшее использование грибов-аккумуляторов фтора для очистки загрязненных природных сред от его соединений. Биологический тест, основанный на изменении окраски спор Aspergillus niger var. niger можно использовать для определения содержания фтора в почве.
На основе полученных данных по влиянию сезонной периодичности на радиальную скорость роста колоний микроскопических грибов можно рассчитать условную скорость перемещения элементов по мере роста грибного мицелия в почвах, загрязненных выбросами промышленных предприятий.
Место проведения работы и благодарности
Работа выполнена на базе лаборатории экологии микроорганизмов Института проблем промышленной экологии Севера Кольского научного центра РАН в рамках темы НИР № гос. регистрации 01200001905.
Исследования поддержаны грантом «Биоразнообразие и динамика генофондов» по Программе фундаментальных исследований Президиума РАН.
Выражаю глубокую благодарность Г.А. Евдокимовой за постоянную помощь, идеи и консультации по теме диссертации и организацию полевых исследований, Е.В. Лебедевой за помощь в таксономическом определении микроскопических грибов, Н.П. Мозговой Т.А. Агеевой и М.В. Пуговкиной за постоянное содействие в аналитической работе.
Биосферные функции грибов
Грибы - представители особого царства организмов в природе. По современным представлениям царство грибов может быть одним из наиболее многочисленных и насчитывать до 1,5 млн. видов (Hawksworth, 2001). Грибы - повсеместно распространенные и важнейшие компоненты наземных экосистем, особенно почвенного покрова (Мирчинк, 1988; Griffin, 1972; Cooke et al., 1984). По мнению Г.А. Заварзина (2003) почву можно рассматривать как «растительно-грибную систему», так как, она является «корнеобитаемым слоем земной поверхности», где растения создают особые условия для развития микроорганизмов, а грибы, в свою очередь, активно колонизируют почвенные частицы и подстилку. Обладая мицелиальным строением и адсорбционным типом питания, грибы в совокупности имеют колоссальную адсорбционную поверхность и, образуя большие запасы биомассы в почвах, оказывают огромное влияние на формирование и функционирование почвенного покрова (Марфенина, 2005).
Почвенным микроскопическим грибам свойственен чрезвычайный полиморфизм, т.е. способность соответственно менять облик и типы спороношения в зависимости от экологических условий (Сидорова, Тарасов, 1980). Л.Л.Великанов и Г.Д.Успенская (1980), обобщив данные по грибам, пришли к выводу, что широкое распространение грибов в биосфере Земли происходит вследствие целого ряда их биологических особенностей, основными из которых являются: наличие мицелиальной структуры таллома, обеспечивающей высокую степень контакта со средой; значительная скорость роста и размножения; высокая активность метаболизма; большая биохимическая и генетическая изменчивость (пластичность), позволяющая им быстро адаптироваться к новым условиям существования.
Благодаря высокой численности и темпам роста, разнообразию физиолого-биохимических свойств, полифункциональности микромицеты играют исключительную роль в поддержании гомеостаза биосферы.
Оценивая роль микроорганизмов, Т.В.Аристовская (1980) выделила пять важнейших элементарных почвенно-микробиологических процессов: разложение растительного опада, образование гумуса, разложение гумуса, деструкция минералов почвообразующей породы и новообразование минералов.
На основе анализа литературных данных можно выделить основные функции микроскопических грибов в биосфере: биологические, почвообразующие и геологические. К биологическим функциям можно отнести: деструкцию и минерализацию органического вещества, детоксикацию поллютантов, иммобилизацию биогенных элементов, миграцию элементов по мере роста грибного мицелия, микоризообразование, индикаторную и трофическую функции; к почвообразующим: гумусообразование, структурообразование почвы, участие в процессах подзолообразования; к геологическим: биогеохимическую трансформацию минеральных элементов.
Деструкция и минерализация органического вещества, детоксикация поллютантов. Два глобальных процесса поддерживают жизнь на планете Земля -продукция и деструкция органического вещества Грибы являются основными деструкторами. Они возвращают в атмосферу углекислоту, необходимую для фотосинтеза. За 20-40 лет запасы углекислого газа без их деятельности могли бы быть исчерпаны. Кроме того, в процессе деструкции постоянно освобождаются биогенные элементы, необходимые для питания высших растений. Часть их перехватывается микобиотой и временно становится недоступной растениям (Евдокимова, Мозгова, 2001).
Высокая радиальная скорость роста грибов позволяет осуществлять как локальное, так и пространственное заселение органических субстратов (Мирчинк, Паников,1985). Разрастаясь на поверхности или в глубине субстрата, грибы выделяют во внешнюю среду ферменты и поглощают питательные вещества путем абсорбции. Микромицеты обладают мощным разнообразным ферментативным аппаратом, который необходим для нейтрализации трудноразлагаемых компонентов растительного опада, таких как пектин, целлюлоза и лигнин. Грибы способны при низких температурах, вплоть до отрицательных, утилизировать трудноминерализуемые вещества (Гришкан, 1997), Грибы являются основными деструкторами растительного опада в почвах Крайнего Севера. По мере изменения химического состава растительных остатков в процессе разложения происходит сукцессия видов микроорганизмов, участвующих в деструкции опада. Способность разлагать полимерные соединения в большей степени свойственна грибам и актиномицетам, чем бактериям. Грибы играют доминирующую роль в разложении опада хвойных деревьев (Аристовская, 1980). Они отличаются наиболее совершенным энергетическим обменом по сравнению с бактериями. Именно почвенные организмы, отвечая за разложение органического вещества (опад, корневые выделения растений), образовавшегося в наземной экосистеме при фотосинтезе, снабжают растения доступными ресурсами.
В настоящее время, в условиях усиливающихся техногенных нагрузок, роль почвенных микроорганизмов важна, как с точки зрения детоксикации разнообразных загрязняющих веществ, путем образования труднорастворимых веществ или мономерных малотоксичных соединений, так и восстановления динамической устойчивости почвы. В процессе трансформации и детоксикации вредных соединений роль микроорганизмов является многоплановой и главной в биосфере (Марфенина, 1989; Умаров, Азиева, 1980).
Иммобилизация биогенных элементов. Биота поставляет растениям минеральные ресурсы, которые образуются в процессе минерализации органического вещества. Те ресурсы, которые в данный момент времени не потребляются растениями и могут быть потеряны экосистемой в случае их выноса поверхностными и грунтовыми водами, связываются почвенными микроорганизмами и временно консервируется в их биомассе. Данный процесс называется иммобилизацией ресурсов. В ходе последующих естественных процессов частичной гибели биоты (отмирание, действие хищников) эти ресурсы снова поступают в среду. В ненарушенных экосистемах процессы минерализации и иммобилизации тесно связаны с ростом растений, что обеспечивает устойчивое существование экосистемы.
Микробная биомасса включает не слишком значительную часть общего углерода и азота почвы, но она быстро и часто оборачивается в течение вегетационного периода. Количество и активность микробной биомассы является ключевым фактором, регулирующим минерализацию соединений органического углерода и азота. Количество углерода, иммобилизованного в биомассе почвенных микроорганизмов, населяющих подзолы, составляет 100 - 200 кг/га, азота - 25 - 50 кг/га, фосфора - 8 - 12 кг/га (Евдокимова, Мозгова, 2001). Учитывая высокую продуктивность почвенных микроорганизмов, приведенные величины иммобилизованных биогенных элементов возрастают в несколько раз.
Миграционная. Не менее важной экологической функцией микроскопических грибов является способность к миграции элементов, аккумулированных грибным мицелием, по мере его роста. Основываясь на этом, можно определить скорость перемещения элементов в почвах, загрязненных выбросами промышленных предприятий.
Микоризообразование. Грибы оказывают определенное положительное влияние на растение. Микоризный чехол с отходящими от его поверхности грибными гифами увеличивает поверхность всасывания и снабжения растения водой и минеральными элементами. Особенно большое значение это имеет на малоплодородных почвах. Микоризные корни более активно поглощают радиоактивные азот, фосфор, кальций и магний, а также частично железо и калий, и аккумулируют их в грибном чехле в больших количествах, чем ткани растений.
Объекты исследования
Объектами наших исследований являются комплексы микроскопических грибов в лесных экосистемах, подвергающихся загрязнению газовоздушными выбросами алюминиевого завода. Наблюдения проводили на стационарных площадках, расположенных по градиенту (трансекте) загрязнения воздушными выбросами КАЗа в северном направлении. Район исследований представляет собой южную часть Имандровской депрессии, отделяющей Кольский полуостров от западной материковой Фенноскандии.
Площадки размером 100 м2 были заложены в августе 2000 г. в плакорных условиях в однотипных сосновых лесах с кустарничковым (в основном вороничным) напочвенным покровом с той или иной долей участия зеленых мхов (рис. 2). Первые две площадки расположены на правом коренном берегу р.Нива, на расстоянии 2-3 км от нее.
Площадка 1 заложена в 2-х км от завода (рис. 3,4). Доминирующая порода - сосна, значительно поврежденная выбросами: много отмерших веток в средней и нижней частях кроны. Напочвенный покров также пострадал от загрязнения: в результате изменения его состава доминирующим растением стала устойчивая к выбросам водяника {Empetrum hermaphroditum Hager.).
Площадка 2 расположена в 10-ти км от завода (рис. 5,6). Растительный покров на этой площадке не обнаруживает видимых признаков влияния загрязнения.
Контролем служила площадка 3 (рис. 7,8), расположенная в 50 км от завода в том же направлении на широком перешейке между Бабинской Имандрой и системой озер, включающей Верхнюю и Нижнюю Пиренгу. Данный район можно считать условно чистым, поскольку он удален от крупных предприятий, расположенных в городах: Кандалакша, Апатиты, Мончегорск и Ковдор на 50 - 75 км.
На всех стационарных площадках почвы представлены Al-Fe-гумусовыми подзолами на моренных сильнозавалуненных песчаных отложениях. Мощность органогенного горизонта Ао (О) составляла 3...5 см. Типичная для подзолов профильная дифференциация химического состава и органического вещества во всех почвах выражена хорошо, что нашло отражение в морфологическом облике почв. Под слоем подстилки залегает подзолистый горизонт ki (Е) серого цвета, резко сменяющийся иллювиальным горизонтом В (В), прокрашенным в бурые или охристые тона в результате накопления большого количества оксидов железа. Загрязнение почв отразилось на морфологических признаках подстилок. Загрязненная подстилка на 1 площадке имеет почти черную окраску, она сильно мажется при растирании пальцами. На 2 стационарной площадке, расположенной в 10 км от источника загрязнения, морфологические признаки загрязнения выражены в меньшей степени, а в образцах, взятых на 50-м км, они отсутствуют.
Отбор проб и выращивание микромицетов на питательных средах
Для микологического анализа на каждой стационарной площадке были взяты образцы почв из органогенного, подзолистого и иллювиального горизонтов. Анализировали также микромицеты растений, произрастающих на опытных площадках: древесный ярус - хвоя сосны, взятая на высоте 1.5 - 1.8 м, кустарничковыи - веточки вороники (без ягод) и опад. Проведен анализ микобиоты воздуха над стационарными площадками. Отбор проб воздуха осуществляли автоматическим переносным пробоотборником ПУ-1Б. Отбор образцов проводили в весенний, летний и осенний периоды 2003 - 2005 гг. в трехкратной повторности. Выполнен микологический анализ 162 почвенных и 65 растительных образцов.
Изучение численности, структуры и видового состава микромицетов проводили в свежих образцах на следующий день после их отбора методом посева на плотные селективные питательные среды : сусло-агар и среда Чапека.
На сусло - агар проводили глубинный посев по 0.5 мл почвенной суспензии из 10"2-10" разведений в 3-кратной повторности. Для приготовления суспензии брали навеску почвы (10 г с учетом влажности) и вносили ее в колбы Эрленмейра на 250 мл со стерильной водой (95 мл), при этом общий объем воды составлял 100 мл. Суспензию взбалтывали на качалке в течение 10 мин (130 кач./мин) для лучшей десорбции клеток с почвенных частиц.
Влажность почвы определяли путем высушивания ее до постоянного веса в сушильном шкафу при t = + 105 С. Инкубирование микромицетов проводили в термостате при t = 27.0 ± 0.2 С. Из всех выросших колоний грибов были выделены чистые культуры и проведена их идентификация. Идентификацию микроскопических грибов проводили по определителям (Raper, Thorn, 1965; Domsh et al., 1993; Rifai, 1969; Ellis, 1971; Егорова, 1986). Видовые названия грибов уточняли по пополняемым спискам опубликованных видов в базе данных "Species fungorum"
Характеристика атмосферных выпадений
На стационарных участках по градиенту загрязнения сотрудниками лаборатории была проведена снегосъемка, что позволило определить соотношение химических элементов, поступающих в почву со снегом, и выявить приоритетные загрязнители (Евдокимова и др., 2005).
В районе проведения наблюдений по средним многолетним данным сумма осадков за год составляет 554 мм - в зоне сильного загрязнения, 598 мм - в фоновой зоне. Средняя годовая температура воздуха составляет -1.7С и 0.2С - для сильнозагрязненного и фонового участка соответственно.
Кислотность атмосферных осадков в районе исследований в условиях отсутствия аэротехногенного загрязнения (20-й и 50-й километры) составляет примерно рН 4.8, что соответствует фоновым показателям (Кислотные осадки..., 1999). Под воздействием выбросов алюминиевого завода кислотность снеговой воды снижается: на отметке 2 км это снижение достигло одной единицы рН (рис.10).
Рис. 10. Кислотность снеговой воды по градиенту загрязнения. Снеговая вода содержит довольно много пыли, а в жидкой фазе присутствует некоторое количество растворенных веществ, о чем можно судить по данным определения сухого остатка (рис. 11). Кривая, отражающая изменение содержания сухого остатка по градиенту загрязнения, имеет более пологий вид по сравнению с кривой, описывающей изменение в том же направлении содержания твердой фазы. Это вполне естественно, поскольку пыль, как наиболее тяжелый компонент выбросов, выпадает преимущественно вблизи завода.
Результаты определения концентрации макроэлементов в жидкой и твердой фазах снеговой воды приведены в таблице 1. Общей закономерностью для всех элементов, входящих в состав жидкой и твердой фаз снеговой воды, является постепенное или более резкое снижение их концентрации по мере удаления от источника загрязнения. При этом происходит перераспределение их долей в общей минерализации воды. Обращает на себя внимание, что концентрация F, хотя и снижается по градиенту загрязнения, но и на условно чистой площадке этот элемент занимает не последнее место в ряду макроэлементов и значительно превосходит по концентрации в снеговой воде все макроэлементы, за исключением Са.
Интенсивность поступления на поверхность почвы химических элементов зависит от концентрации их в снеговой воде, объема талых вод на данной территории и рельефа местности. Все участки заложены в плакорных условиях. Влагоудерживающая поверхность подстилки препятствовала поверхностному стоку талых вод. Поскольку запасы воды в снеге на разных стационарных площадках были примерно одинаковыми, закономерности распределения показателей поступления веществ в почву по градиенту загрязнения были аналогичны тем, которые были выявлены по данным, характеризующим концентрацию элементов в снеговой воде.
Как показали данные снегосъемки, концентрация химических элементов, а, следовательно, и размеры поступления их на поверхность почвы в зоне наибольшего загрязнения (площадка 2-го км), значительно различаются, что видно из рис. 12.
![Эколого-гигиеническая оценка атмосферных выбросов городских предприятий теплоэнергетики [Электронный ресурс]](/i/i/4383/210010.png "Эколого-гигиеническая оценка атмосферных выбросов городских предприятий теплоэнергетики [Электронный ресурс] Селюнина Светлана Викторовна")
