В работе приведены данные об уровне накопления эпифитными лишайниками видов Hypogymnia physodes и Evernia mesomorpha, отобранных на территориях Комсомольского и Урского хвостохранилищ Кемеровской области, 58 химических элементов, определенных методом масс-спектрометрии с индуктивносвязанной плазмой. При анализе фоновой и кларковой концентрации элементов специфика химического состава лишайников Комсомольского хвостохранилища определяется повышенной в 2,5–17 раз концентрацией As, Cd, Sb, Hg, Au. Специализация лишайников Урского хвостохранилища проявлена аномально высокими в 3–62 раза по сравнению с фоновым и кларковым содержанием As, Cd, Sb, Hg, Au, а также Mn, Se, Ag, Ba, Eu, Pb, Bi, которые обусловливают специфику состава отходов хвостохранилищ. В результате анализа геохимических спектров лишайников территорий хвостохранилищ установлено, что опасность влияния на природную среду более высокая у отвалов Урского хвостохранилища.
лихеномониторинг, эпифитные лишайники, хвостохранилища, горно-добывающие предприятия, Кемеровская область, содержание химических элементов.
Лихеномониторинг — метод контроля состояния окружающей среды с применением лишайников в качестве биоиндикаторов.
1. Введение в проблему
В настоящее время вопрос об обращении с отходами производства, в том числе отходами горнодобывающей промышленности, стоит очень остро. Отходы (хвосты) добычи и обогащения руд занимают значительные по площади земельные участки, формируя мощные зоны воздействия на компоненты природной среды с ярко выраженными геохимическими особенностями, которые отражают специфику добываемого и перерабатываемого сырья [1]. Определить суммарное действие загрязнителей на природную среду можно лишь при организации комплексного биомониторинга с использованием современных высокочувствительных биоиндикаторов [2], среди которых особо следует отметить лишайники. В связи с медленным ростом и гидролабильностью лишайников считается, что доминирующую роль в микроэлементном составе талломов1 играют атмосферные осадки [3 и др.]. В результате установления тесной корреляционной связи между содержанием металлов в сухом остатке атмосферных осадков и в золе лишайников достоверно установлено, что накопление и поглощение элементов лишайниками осуществляется из атмосферного воздуха [4, 5 и др.].Таким образом, лишайники выступают важными биоиндикаторами при изучении атмосферного переноса многих химических элементов [5 и др.].
__________
1 Таллóм, или слоеви´ще (от др.-греч. θαλλός — молодая, зеленая ветвь) — ботанический термин, применяемый для обозначения одноклеточного, многоклеточного или не дифференцированного на клетки (многоядерного) тела водорослей, грибов, лишайников, а также антоцеротовых и некоторых печеночных мхов.
1. Усманова Т. В., Таловская А. В., Монголина Т. А., Павлов И. П. Оценка вклада угольных шахт в трансформацию состава природных сред (на примере шахты «Хакасская») // Вестник науки Сибири. - 2012. - № 4 (5). - С. 4-16.
2. Крупская Л. Т., Саксин Б. Г., Бондаренко Е. Н., Ершов М. А., Бабурин А. А. Биоиндикация загрязнения экосистем в зоне влияния золотодобычи на юге Дальнего востока // Электронный журнал «Исследовано в России». -2004. - http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2004/180.pdf (дата обращения: 25.12.2015).
3. Вайнштейн Е. А. Некоторые вопросы физиологии лишайников. III. Минеральное питание // Ботан. журн. - 1982. - Т. 67. - N5. - C. 561-571.
4. Nash T. H. Lichen biology. - Cambridge: University Press, 1996. - 303 p.
5. Bargagli R. Trace Elements in Terrestrial Plants: An Ecophysiological Approach to Biomonitoring and Biorecovery. B.: Springer, 1998. - 324 p.
6. Hossain M.A., Anawar H.M., Canha N., Santa-Regina I., Freitas M.C., Adaptation, tolerance, and evolution of plant species in a pyrite mine in response to contamination level and properties of mine tailings: sustainable rehabilitation, J. Soils Sediments, 2013. - Vol. 13. - P.730-741.
7. Виноградова А. А., Замбер Н. С., Кутенков С. А. Источники тяжелых металлов, накапливающихся в кустистых эпифитных лишайниках Карелии // Современные проблемы науки и образования. - 2012. - № 5. - URL: www.science-education.ru/105-6962 (дата обращения: 25.12.2015)
8. Шевченко В. П., Политова Н. В., Айбулатов Н. А. Элементный состав мхов и лишайников о-ва Вайгач как индикатор выпадения вещества из атмосферы // Арктика и Антарктика. - Вып. 3 (37. М.: Наука. 2004. - 247с.
9. Purvis O. W., Chimonides P. J., Jones G. C., Mikhailova I. N., Spiro B., Weiss D. J., Williamson B. J. Lichen biomonitoring near Karabash Smelter Town, Ural Mountains, Russia, one of the most polluted areas in the world // Proc. R. Soc. Lond. B., 2004. - Vol. 27. - P. 221-226. - http://rspb.royalsocietypublishing.org (дата обращения: 25.12.2015).
10. Purvis O. W., Williamson B. J., Spiro B., Udachin V., Mikhailova I. N., Dolgopolova A. Lichen monitoring as a potential tool in environmental forensics: case study of the Cu smelter and former mining town of Karabash, Russia // Environmental and Criminal Geoforensics. London: Geological Society, London, Special Publications, 2013 - Vol. 384. - Р. 133-136.
11. Мягкая И. Н., Лазарева Е. В., Густайтис М. А., Щербов Б. Л., Жмодик С. М. Перераспределение Au и Ag между отходами обогащения руд Ново-Урского месторождения и торфом в системе хвостохранилища // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Сибири. - 2014. -№ 3с-2. - С. 123-127.
12. Щербакова И. Н., Густайтис М. А., Лазарева Е. В., Богуш А. А.. Миграция тяжелых металлов (Cu, Pb, Zn, Fe, Cd) в ореоле рассеяния Урского хвостохранилища (Кемеровская обаласть) // Химия в интересах устойчивого развития. - 2010. - № 18. - С. 621-633.
13. Нестеренко Г. В., Осинцев С. Р., Портников Д. И. и др. Формирование и источники питания россыпей Северо-Восточного Салаира // Условия образования, принципы прогноза и поисков золоторудных месторождений. Тр. ИГиГ, Вып. 533. Новосибирск: Наука, 1983. С. 166-194.
14. Густайтис М. А., Мягкая И. Н., Щербов Б. Л., Лазарева Е. В. Миграция ртути, в техногенных системах с экстремально высокими содержаниями ртути (Урское хвостохранилище, Кемеровская область) / Материалы Всерос. науч. конф. с междунар. участием; Рос. акад. наук, Сиб. отд-ние, Ин-т геологии и минералогии им. В. С. Соболева. - [Электрон. ресурс: октябрь 2014]. - Новосибирск: ИНГГ СО РАН, 2014. - 759 с. - Режим доступа: http://shakhov.igm.nsc.ru/pdf/ (дата обращения: 20.01.2016).
15. Бортникова С. Б. Геохимия техногенных систем / С. Б. Бортникова, О. Л. Гаськова, Е. П. Бессонова; ИГМ СО РАН. - Новосибирск: Академическое изд-во «Гео», 2006. - 169 с.
16. Межибор А. М., Рихванов Л. П. Биогеохимическая характеристика мхов Polytrichum commune на территории Урского хвостохранилища в Кемеровской области // Безопасность в техносфере. - 2016. - № 1. - С. 3-11.
17. Garty J. Biomonitoring atmospheric heavy metals with lichens: Theory and application // Crit. Rev. Plant Sci. - 2001. - Vol. 20. - P. 309-371.
18. Мейсурова А. Ф. Биомониторинг атмосферного загрязнения с использованием ИК спектрального анализа индикаторных видов лишайников (на примере Тверской области): автореф. дис. … докт. биол. наук. - Тверь, 2014. - 42 с.
19. Сафранкова Е. А. Комплексная лихеноиндикация общего состояния атмосферы урбоэкосистем: автореф. дис. … канд. биол. наук. - Брянск, 2014. - 24 с.
20. Большунова Т. С. Оценка степени трансформации природной среды в районах нефтегазодобывающего комплекса Томской области по данным изучения снегового покрова и лишайников-эпифитов // дис. … канд. геол. - мин. наук / Т. С. Большунова. - Томск, 2015. - 182 с.
21. Шуваева О. В. Определение химических форм мышьяка и ртути в объектах окружающей среды: автореф. дис. док. хим. наук. - Новосибирск, 2009. - 38С.
22. Hossain M. A., Anawar H. M., Canha N., Santa-Regina I., Freitas M. C. Adaptation, tolerance, and evolution of plant species in a pyrite mine in response to contamination level and properties of mine tailings: sustainable rehabilitation // J. Soils Sediments - 2013. - V. 13. - P. 730-741
23. Большунова Т. С., Рихванов Л. П., Барановская Н. В. Элементный состав лишайников как индикатор загрязнения атмосферы // Экология и промышленность России. - 2014. - № 11. - С. 26-31.
24. Межибор А. М., Большунова Т. С. Биогеохимическая характеристика сфагновых мхов и эпифитных лишайников в районах нефтегазодобывающего комплекса Томской области // Известия Томского политехнического университета. - 2014. - Т. 325. - № 1. - С. 205-213.
25. Seal R. R., Hammarstrom J. M., Jambor J. L., Blowes D. W., Ritchie A. I. M. // Environmental Aspects of Mine Wastes: Mineralogical Association of Canada Short Course Series / Vancouver, British Columbia. 2003. - Vol. 31. - P. 11.
26. Густайтис М. А. Ртуть в потоках рассеяния высокосульфидных отходов Урского месторождения (Западная Сибирь) по данным термического анализа с атомно-абсорбционным детектированием: дисс. … канд. геол. - мин. наук. - Новосибирск, 2010. - 142 с.
27. Bogush A. A., Galkova O. G., Ishuk N. V. Geochemical barriers to elemental migration in sulfide-rich tailings: three case studies from Western Siberia // Mineralogical Magazine. - Vol. 76. - № 7. - P. 2693-2707.
28. Болгов Г. П. Сульфиды Салаира. Урская группа полиметаллических месторождений // Известия Томского индустриального института. - 1937. - Т. 58. - С. 45-96.
