Трансформация экосистем (), 181-194

Оценка степени повреждения березовых древостоев в очагах аэротехногенного загрязнения выбросами медеплавильного комбината

Менщиков С.Л., Горбунова В.Д. 

Приведены результаты оценки жизненного состояния древостоя и уровня загрязнения на территории воздействия АО «Карабашмедь» с помощью вида-биоиндикатора березы повислой. Были измерены показатели дефолиации, дехромации, индексы повреждения древостоев, а также коэффициенты концентрации тяжелых металлов и суммарный показатель их концентрации в листьях березы. Показано, что наибольший вклад в загрязнение внесли такие элементы, как Cd, Pb, Zn, Ni, Cu. Максимальное суммарное содержание ТМ обнаружено на расстоянии 1.5 км от источника загрязнения, минимальное – на расстоянии 20 км. В древостоях, наиболее поврежденных выбросами комбината, суммарный показатель концентрации ТМ достиг 25.1, что позволило характеризовать уровень загрязнения как средний. Полученные количественные концентрации металлов в листьях березы повислой могут быть использованы для установления пороговых значений в условиях многолетнего влияния выбросов металлургических предприятий.

С. Л. Менщиков
Ботанический сад УрО РАН
620144, Россия, г. Екатеринбург, ул. 8 Марта, д. 202а


В. Д. Горбунова
Ботанический сад УрО РАН
620144, Россия, г. Екатеринбург, ул. 8 Марта, д. 202а

botgarden.gor@yandex.ru

Агиков, И.Н., 2011. Биоиндикация воздействия аэротехногенных поллютантов цветной металлургии на сосну обыкновенную как показатель состояния лесных экосистем. Экология и промышленность России 7, 26–28.
Алексеев, В.А., 1989. Диагностика жизненного состояния деревьев и древостоев. Лесоведение 4, 51–57.
Бачурина, А.В., 2008. Влияние промышленных поллютантов ЗАО «Карабашмедь» на состояние прилегающих лесных насаждений. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук. Екатеринбург,Россия, 21 c.
Кабата-Пендиас, А., Пендиас, X., 1989. Микроэлементы в почвах и растениях. Мир, Москва, СССР, 439 с.
Калабин, Г.В., Титова, А.В., Шаров, А.В., 2011. Модернизация медеплавильного производства комбината ЗАО «Карабашмедь» и динамика состояния природной среды в зоне его влияния. Маркшейдерия и недропользование 3 (53), 65–70.
Коротеева, Е.В., Вейсберг, Е.И., Куянцева, Н.Б., 2011. Оценка состояния ценофлоры в зоне воздействия Карабашского медеплавильного комбината (Южный Урал). Известия Самарского научного центра РАН 13 (1–4), 1005–1011.
Методика организации и проведения работ по наблюдению за лесами в европейской части России в рамках программы ИКП-Леса (методика ЕКО ООН), 1995. Москва, Россия, 42 с.
Моисеев, В.С., 1987. Лесная таксация. Учебное пособие. РИО ЛТА, Ленинград, СССР, 83 с.
Москаленко, Н.Н., Смирнова, Р.С., 1990. Геохимическая оценка загрязнения окружающей среды Ленинского района Москвы. Экология и охрана природы Москвы и Московского региона. МГУ, Москва, СССР, 237 с.
Неверова, О.А., Колмогорова, Е.Ю., 2003. Древесные растения и урбанизированная среда: экологические и биотехнологические аспекты. Наука, Новосибирск, Россия, 222 с.
Сает, Ю.Е., Ревич, Б.А., Янин, Е.П.,1990. Геохимия окружающей среды. Недра, Москва, СССР, 335 с.
Уразгильдин, Р.В., Сулейманов, Р.Р., Гиниятуллин, Р.Х., Тагирова, О.В., Кулагин, А.Ю., 2022. Техногенное загрязнение почв тяжелыми металлами и их накопление в листьях и хвое лесообразователей Предуралья. Экология и промышленность России 26 (6), 60–66.
Усольцев, В.А., Воробейчик, Е.Л., Бергман, И.Е., Трубина, М.Р., Бачурина, А.В., 2011. Cтруктура фитомассы нижнего лесного яруса вблизи медеплавильных заводов Урала Леса России и хозяйство в них 4 (41), 37–44.
Aguinaga, O.E., White, K.N., Dean, A.P., Pittman, J.K., 2021. Addition of organic acids to acid mine drainage polluted wetland sediment leads to microbial community structure and functional changes and improved water quality. Environmental Pollution 290, 118064. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2021.118064
Alejandro, S., Höller, S., Meier, B., Peiter, E., 2020. Manganese in plants: from acquisition to subcellular allocation. Frontiers in Plant Science 11, 1–23. https://doi.org/10.3389/fpls.2020.00300
Baker, A.J.M., 1981. Accumulators and excluders – strategies in the response of plants to heavy metals. Journal of Plant Nutrition 3 (1–4), 643–654. https://doi.org/10.1080/01904168109362867
Brković, L.B., Bošković Rakočević, L.S., Mladenović, J., Grbović, F.J., Branković, S.R., 2021. Metal bioaccumulation. translocation and phytoremediation potential of some woody species at mine tailings. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca 49 (4), 12487. https://doi.org/10.15835/nbha49412487
Çomaklı, E., Bingöl, M.S., 2021. Evaluation of heavy metal accumulations in plant organs and soil white birch (Betula verrucosa Ehrh) Plantation. Water, Air, & Soil Pollution 232 (12), 515. https://doi.org/10.1007/s11270-021-05473-w
Dmuchowski, W., Baczewska, A.H., Gozdowski, D., 2012. Silver birch (Betula pendula Roth) as zinc hyperaccumulator. Heavy Metals in the Environment: Selected Papers from the ICHMET-15 Conference 2, 19–25. https://doi.org/10.5645/b.2.2
Dubois, H., Verkasalo, E., Claessens, H., 2020 . Potential of birch (Betula pendula Roth and B. pubescens Ehrh.) for forestry and forest-based industry sector within the changing climatic and socio-economic context ofwestern Europe. Forests 11 (3), 1–26. https://doi.org/10.3390/f11030336
Favas, P.J.C., Sarkar, S.K., Rakshit, D., Venkatachalam, P., Prasad, M.N.V., 2016. Acid mine drainages from abandoned mines: hydrochemistry, environmental impact, resource recovery, and prevention of pollution. In: Prasad, M.N.v., Shih, K. (eds.), Environmental materials and waste: resource recovery and pollution. Elsevier – Academic Press, Amsterdam, Netherlands, 413–462. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-803837-6.00017-2
Ferreira, R.A., Pereira, M.F., Magalhães, J.P., Maurício, A.M., Caçador, I. et al., 2021. Assessing local acid mine drainage impacts on natural regeneration revegetation of São Domingos mine (Portugal) using a mineralogical, biochemical and textural approach. Science of the Total Environment 755, 142825. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.142825
Ivanov, Y.V., Savochkin, Y.V., Kuznetsov, V.V., 2011. Scots pine as a model plant for studying the mechanisms of conifers adaptation to heavy metal action: 1. Effects of continuous zinc presence on morphometric and physiological characteristics of developing Pine seedlings. Russian Journal of Plant Physiology 58 (5), 871–878.
Jurković, J., Kazlagić, A, Sulejmanović, J., Smječanin, N., Karalija, E. et al., 2023. Assessment of heavy metals bioaccumulation in Silver Birch (Betula pendula Roth) from an AMD active, abandoned gold mine waste. Environmen Geochemistry Health 45 (12), 1–19. https://doi.org/10.1007/s10653-023-01774-7
Kowalska, J.B., Mazurek, R., Gąsiorek, M., Zaleski, T., 2018. Pollution indices as useful tools for the comprehensive evaluation of the degree of soil contamination – A review. Environmental Geochemistry and Health 40, 2395–2420.
Lange, B., van der Ent, A., Baker, A.J.M., Echevarria, G., Mahy, G. et al., 2017. Copper and cobalt accumulation in plants: A critical assessment of the current state of knowledge. New Phytologist 213 (2), 537– 551. https://doi.org/10.1111/nph.14175
Macdonald, A.D., Mothersill, D.H., 1983. Shoot development in Betula papyrifera. 1. Short-shoot organogenesis. Canadian Journal of Botany 1 (12), 3049–3065.
Malinowska, K., 2010. Content of selected elements in the leaves growing in an urban agglomeration. Ecological Chemistry and Engineering 17 (10),1263–1268.
Naila, A., Meerdink, G., Jayasena, V., Sulaiman, A.Z., Ajit, A.B., 2019. A review on global metal accumulators – mechanism, enhancement, commercial application, and research trend. Environmental Science and Pollution Research 26 (26), 26449–26471. https://doi.org/10.1007/s11356-019-05992-4
Rautio, P., Fürst, A., Stefan, K., Raitio, H., Bartels, U., 2020: Part XII: Sampling and analysis of needles and leaves. Version 2020-3. In: UNECE ICP Forests Programme Co-ordinating Centre (ed.), Manual on methods and criteria for harmonized sampling, assessment, monitoring and analysis of the effects of air pollution on forests. Thünen Institute of Forest Ecosystems, Eberswalde, Germany, 1–16.
Reeves, R.., Baker, A.J.M., Jafré, T., Erskine, P.D., Echevarria. G., van der Ent. A., 2018. A global database for plants that hyperaccumulate metal and metalloid trace elements. New Phytologist 218 (2), 407–411. https://doi.org/10.1111/nph.14907
Sahoo, H., Senapati, D., Thakur, I.S., Naik, U.C., 2020. Integrated bacteria-algal bioreactor for removal of toxic metals in acid mine drainage from iron ore mines. Bioresource Technology Reports 11, 100422. https://doi.org/10.1016/j.biteb.2020.100422
Sitko, K., Opała-Owczarek, M., Jemioła, G., Gieroń, Ż., Szopiński, M., et al., 2022. Effect of drought and heavy metal contamination on growth and photosynthesis of silver birch trees growing on post-industrial heaps. Cells 11 (1), 53. https://doi.org/10.3390/cells11010053
Williams, L.E., Pittman, J.K., Hall, J.L., 2000. Emerging mechanisms for heavy metal transport in plants. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – Biomembranes 1465 (1), 104–126. https://doi.org/10.1016/s0005-2736(00)00133-4
Xiao, W.L., Luo, C.L., Chen, Y.H., Shen, Z.G., Li, X.D., 2008. Bioaccumulation of heavy metals by wild plants growing on copper mine spoils in China. Communications in Soil Science and Plant Analysis 39 (3–4), 315–328. https://doi.org/10.1080/00103620701826415
Zapata-Carbonell, J., Ciadamidaro, L., Parelle, J., Chalot, M., Tatin-Froux, F., 2020. Improving silver birch (Betula pendula) growth and Mn accumulation in residual red gypsum using organic amendments. Frontiers in Environmental Science 8, 1–9. https://doi.org/10.3389/fenvs.2020.00024