Насколько высока концентрация металлов в грибах и почве Ржевского лесопарка?

Санкт-Петербургский университетНаука

Опасные элементы Ржевского лесопарка

Ученые Университета оценили уровень загрязнения тяжелыми металлами почв и грибов в Ржевском лесопарке и обнаружили превышение предельных норм концентрации по некоторым показателям.

Автор: Екатерина Заикина

Ржевский лесопарк. Софья Канаева

Ржевский лесопарк исследователи выбрали не случайно. Это один из крупных лесных массивов на границе Санкт-Петербурга и Ленинградской области, в который любят ходить на прогулки горожане. «Он играет важную роль в очищении атмосферного воздуха, защите от шумового загрязнения и формировании микроклимата», — пишут в статье «Оценка загрязнения почв Ржевского лесопарка тяжелыми металлами» Софья Алексеевна Канаева, обучающаяся 3-го курса бакалавриата СПбГУ (программа «Экология и природопользование»), и Степан Юрьевич Кукушкин, кандидат географических наук, доцент СПбГУ (кафедра геоэкологии). Кроме того, парк считается «учебным» лесом, так как входит в Охтинское учебно-опытное лесное хозяйство Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета имени С. М. Кирова. За годы практики студентов в Ржевском парке о нем накопилось большое количество информации.

«Ржевский лесопарк — крайне удачный объект для исследования, — подчеркивает Степан Кукушкин. — На парк оказывали и продолжают оказывать влияние несколько основных источников загрязнения: Охтинский пороховой завод, железная дорога, КАД, Ржевская промышленная зона». «Растительность лесопарка сохранилась в относительно естественном состоянии, а небольшая сеть тропинок не нарушает его природный облик. Также Ржевский лесопарк отличается четким квартальным делением и разнообразием участков с разной степенью облагороженности», — рассказывает Софья Канаева.

По словам Степана Кукушкина, для некоторых людей лесопарк является зоной не только для прогулок, но и для сбора съедобных грибов. «Поэтому одной из важных задач можно считать оценку уровня их опасности для человека, — объясняет ученый. — Решить ее можно, проанализировав саму почву и грибы с помощью современных методов».

«Также исследование состояния природных компонентов — почвы и грибов Ржевского парка — позволяет расширить ценные знания о функционировании экосистемы в условиях возрастающей антропогенной нагрузки», — подчеркивает Софья Канаева.

Анализ опасности

В почве и грибах Ржевского леса ученые анализировали содержание подвижных форм металлов. Как рассказал Степан Кукушкин, это те соединения металлов, которые находятся в почве в максимально доступной для растений и грибов форме. «Благодаря чему они могут быть легко поглощены и ассимилированы, — подчеркивает Софья Канаева. — Это опасно, учитывая, что металлы через грибы и растения могут попасть в организм животных и людей и вызвать отравление».

Навески растительных образцов. Софья Канаева

Пробы почв исследователи отбирали из поверхностного слоя на участках без повреждений и с естественным для Ржевского парка растительным покровом. Пробные площади выбирали таким образом, чтобы они равномерно покрывали всю территорию лесного массива. Параллельно исследователи также проводили отбор проб грибов. Их они брали с участков, объединенных по качественным признакам: например, по расположению относительно жилых домов и транспортных магистралей, по замусоренности и обустроенности.

«Виды грибов мы выбирали по признакам распространенности и изученности и учитывали, чтобы в исследование попали различные экологические группы. Например, мы собирали сыроежки, маслята и мухоморы, которые относятся к группе симбионтов (симбиотрофов), а также трутовые грибы, относящиеся к паразитическим организмам (ксилотрофам)», — рассказывает Софья Канаева.

После сбора образцов ученые проводили пробоподготовку. Ей они занимались на базе учебной лаборатории физико-химического анализа СПбГУ. Исследователи перетирали образцы в агатовой ступке или в специальной шаровой мельнице до состояния пудры, а уже затем с помощью специального экстрагента извлекали подвижные формы металлов. Полученные вытяжки ученые анализировали методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой в ресурсном центре Научного парка СПбГУ «Методы анализа состава вещества».

Пробоподготовка: фильтрация вытяжек подвижных форм металлов из почв. Софья Канаева

Как рассказали ученые, атомно-эмиссионная спектрометрия с индуктивно связанной плазмой — аналитический метод, который используется для определения концентрации веществ в растворах. Он основан на способности атомов в возбужденном состоянии излучать свет на определенной длине волны. В результате анализа получаются уникальные для каждого элемента спектры, по которым можно определить содержание того или иного металла в образце. Количество каждого из них определяется с помощью сопоставления проб с растворами с известной концентрацией.

После атомно-эмиссионной спектрометрии исследователи рассчитали коэффициенты вариации содержания металлов. По словам ученых, этот простой показатель представляет собой меру разброса данных и отражает степень изменчивости исследуемого показателя в выборке. Он позволяет оценить уровень влияния антропогенных факторов на содержание металлов.

«Для естественного поступления веществ в природные объекты, как правило, характерны низкие значения коэффициента вариации — 15–30 %. Тогда как при антропогенном воздействии, напротив, коэффициент может принимать высокие и аномально высокие значения — 100 % и более, — объясняет Софья Канаева. — Это обусловлено тем, что изменчивость естественных характеристик ниже изменчивости антропогенных из-за их физико-химических свойств и особенностей источников поступления».

Уровни содержания металлов

В результате анализа исследователи получили данные о содержании в образцах почвы и грибах подвижных форм следующих элементов: кальция (Ca), алюминия (Al), железа (Fe), калия (K), натрия (Na), бария (Ba), марганца (Mn), цинка (Zn), свинца (Pb), сурьмы (Sb), никеля (Ni), меди (Cu), хрома (Cr), ванадия (V) и кадмия (Cd).

Как пишут ученые в статье, для концентраций всех этих элементов коэффициент вариации принял относительно высокие значения (> 30 %). Еще более высокий его показатель (> 50 %) исследователи получили для хрома, меди, железа и цинка. Аномально высокое значение (стремится к 100 %) он принял для марганца. Все это указывает на возможное техногенное загрязнение почв.

Полученные концентрации металлов ученые сравнили с предельно допустимыми концентрациями (ПДК) по СанПиН и с нормами фоновых концентраций подвижных форм металлов для особо охраняемых природных территорий Санкт-Петербурга и Ленинградской области.

В итоге ученые выявили, что в 28 из 30 проб была превышена ПДК свинца, в восьми случаях превышен норматив по цинку и в пяти — по марганцу. По всему лесопарку также оказалось выше фоновых значений среднее содержание марганца, цинка и кадмия, а в нескольких точках — фоновая концентрация хрома и свинца.

«Наибольшие концентрации свинца, никеля, сурьмы, цинка, железа, меди, марганца и алюминия мы отметили на участках, расположенных в Красногвардейском районе Петербурга, вблизи наиболее крупных просек лесопарка и жилых кварталов, — рассказывает Софья Канаева. — Также высокое количество загрязняющих веществ мы обнаружили в точках, расположенных вдоль КАД. На данных участках были превышены нормативы по свинцу, цинку и марганцу».

В местах рядом с железнодорожными путями было отмечено высокое содержание железа, никеля и свинца. Наименее подверженной загрязнению оказалась центральная часть лесопарка.

«Согласно установленным нормам, оценка уровня химического загрязнения почв как индикатора неблагоприятного воздействия на здоровье населения проводится по коэффициенту концентрации химического вещества, а также по суммарному показателю загрязнения (Zc), — подчеркивает Софья Канаева. — По полученному нами значению суммарного показателя можно сделать вывод, что почвы лесопарка относятся к категории допустимого загрязнения (Zc < 16). В некоторых точках в Красногвардейском районе рядом с железнодорожными путями и рекой Лапкой почва является умеренно опасной (Zc от 16 до 32)».

Скорее всего, на данных участках на состояние почвы оказали воздействие дноуглубительные и строительные работы, которые осуществлялись на реке при отведении ее стока в коллектор. А железнодорожный и автомобильный транспорт способствовал поступлению в почву вдоль дорог цинка, алюминия, кадмия, никеля и других металлов. Это часто связано с истиранием покрышек и износом дорожного покрытия.

«На примере Ржевского лесопарка можно проследить накопленный вред от действовавших ранее и работающих сейчас предприятий промышленной зоны „Ржевка“,— говорит Софья Канаева. — Также заметно, как из года в год меняется уровень замусоренности и обустроенности территорий. Возможно, из-за этого на некоторых участках отразилось загрязнение от локальных стихийных источников, например скопления бытовых отходов и строительного мусора».

По словам ученого, в целом общее состояние почвенного покрова Ржевского парка можно оценить как удовлетворительное. А вот качество съедобных грибов таковым не является. По данным исследователей, практически на всех участках пробоотбора содержание тяжелых металлов в сыроежках и маслятах превысило предельно допустимые уровни для кадмия, а в сыроежках с участков в Красногвардейском районе и рядом с КАД — для цинка и свинца. Таким образом, можно сделать вывод, что в Ржевском лесопарке собирать эти грибы нежелательно.

В почвах Ржевского лесопарка

В среднем содержится меньше марганца, никеля, хрома и меди, чем в других парках. Содержание железа в лесопарке выше, чем в Ботаническом саду, цинка и свинца — чем в «Сергиевке», кадмия — чем в «Сергиевке» и в «Дубках». При сопоставлении концентраций тяжелых металлов и нормативов для почв достоверные различия в уровне загрязнения можно проследить для Ржевского лесопарка и Ботанического сада. Почвы Ботанического сада загрязнены цинком, свинцом и медью, причем предельно допустимая концентрация по свинцу превышена в шесть раз, тогда как в почвах Ржевского лесопарка присутствует только загрязнение почв свинцом, а его концентрация ниже в 2,5 раза.

Источник: С. А. Канаева, С. Ю. Кукушкин. Оценка загрязнения почв Ржевского лесопарка тяжелыми металлами. 2024 год

Кстати

Ресурсный центр Научного парка СПбГУ «Методы анализа состава вещества» создан в Санкт-Петербургском государственном университете для проведения научно-исследовательской работы в области аналитической химии и аналитической поддержки научно-исследовательских, опытно-конструкторских и промышленно-внедренческих работ.

Подробнее об исследовании ученых читайте в сборнике Второй международной научно-практической конференции студенческого научного общества Санкт-Петербургского государственного университета за 2024 год в статье «Оценка загрязнения почв Ржевского лесопарка тяжелыми металлами» Софьи Алексеевны Канаевой, обучающейся 3-го курса бакалавриата СПбГУ (программа «Экология и природопользование»), и Степана Юрьевича Кукушкина, кандидата географических наук, доцента СПбГУ (кафедра геоэкологии).

Хочешь стать одним из более 100 000 пользователей, кто регулярно использует kiozk для получения новых знаний?
Не упусти главного с нашим telegram-каналом: https://kiozk.ru/s/voyrl

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

«Не делайте больших перерывов в умственной работе» «Не делайте больших перерывов в умственной работе»

Самые яркие цитаты легендарной исследовательницы мозга Натальи Бехтеревой

Наука
7 комнатных растений, которые можно выращивать в обычной банке 7 комнатных растений, которые можно выращивать в обычной банке

Как в банке вырастить комнатный цветок?

VOICE
(Не)уязвимый лес (Не)уязвимый лес

Что грозит лесным массивам России

Санкт-Петербургский университет
«Сейчас у центрального университета более 40 партнеров — это крупнейшие компании страны» «Сейчас у центрального университета более 40 партнеров — это крупнейшие компании страны»

В этом сентябре Центральный университет набрал абитуриентов на обучение

Деньги
Нужная деталь: почему в центре древних китайских монет есть квадратное отверстие Нужная деталь: почему в центре древних китайских монет есть квадратное отверстие

Почему древние китайские монеты выглядят так необычно?

ТехИнсайдер
В мыле: краткая история стирки от древнего Вавилона до наших дней В мыле: краткая история стирки от древнего Вавилона до наших дней

Как и чем чистили ткани до того, как начали сыпать белый порошок в лоток машинки

Правила жизни
Продается ипотека Продается ипотека

Как выставить на продажу залоговое жилье без досрочного погашения кредита

Лиза
«Другой человек»: трагикомедия о том, как мужчины тоже переживают о своей внешности «Другой человек»: трагикомедия о том, как мужчины тоже переживают о своей внешности

«Другой человек»: мрачная трагикомедия о кризисе идентичности

Forbes
От подполья до экранизаций на Netflix: как китайская научная фантастика покоряет мир От подполья до экранизаций на Netflix: как китайская научная фантастика покоряет мир

Почему мало кто за пределами КНР слышал об азиатском сай-фае

Forbes
Обрести опору: как женщины стали ходить на каблуках и почему отказываются от них Обрести опору: как женщины стали ходить на каблуках и почему отказываются от них

Когда и почему женщины начали носить каблуки и зачем протестуют против них

Forbes
Дорогу главной! Дорогу главной!

7 прав, которые у тебя есть при встрече с инспектором ГАИ

Лиза
Михаил Куницын: «Я всю ночь не спал в доме Орловой, думал, как спасти это все?» Михаил Куницын: «Я всю ночь не спал в доме Орловой, думал, как спасти это все?»

«Часть наследия Орловой все-таки оказалась в Бахрушинском музее»

Коллекция. Караван историй
Алкоголик, мизогин, благородный узник ГУЛАГа: каким был поэт Николай Заболоцкий Алкоголик, мизогин, благородный узник ГУЛАГа: каким был поэт Николай Заболоцкий

О том, как Заболоцкий в ГУЛАГе стал примером человеческого достоинства

СНОБ
Голливуд на Волге Голливуд на Волге

Как и зачем Голливуд, «Мосфильм» и кинокомпании Европы снимали фильмы вместе

Правила жизни
Как платная трасса увеличивает экономический потенциал Самарской области Как платная трасса увеличивает экономический потенциал Самарской области

О перспективах развития платных дорог в РФ

РБК
Будь здоров, малыш! Будь здоров, малыш!

Ошибки, которые совершают родители, когда лечат насморк, отит или ангину у детей

Лиза
Гаджеты на колесах Гаджеты на колесах

Во сколько обходятся россиянам автомобильные инновации

Деньги
При строительстве установки для поиску нейтрино уже вынули 800 000 тонн породы При строительстве установки для поиску нейтрино уже вынули 800 000 тонн породы

Ученые проекта LBNF-DUNE врубились в скалу, чтобы сделать революцию в науке

ТехИнсайдер
«История двух сестер»: что нужно знать про корейского режиссера Ким Джиуна «История двух сестер»: что нужно знать про корейского режиссера Ким Джиуна

Фильм Ким Джиуна оказал огромное влияние на корейский кинематограф

СНОБ
Стили езды. 10 главных трендов автодизайна Стили езды. 10 главных трендов автодизайна

Встречайте десять ключевых направлений движения индустрии автодизайна

Men Today
«Чтобы быть счастливым, надо заниматься любимым делом» «Чтобы быть счастливым, надо заниматься любимым делом»

Нейробиолог СПбГУ о том, почему вернулся в Россию после работы за границей

Санкт-Петербургский университет
Астрономы насчитали 55 убегающих звезд из сердца туманности Тарантул Астрономы насчитали 55 убегающих звезд из сердца туманности Тарантул

Астрономы провели перепись убегающих массивных звезд из скопления R136

N+1
Сны про это Сны про это

Как расшифровать эротические сновидения и всегда ли они о сексе

Лиза
Зачем в старых пятиэтажках делали окно между кухней и ванной комнатой Зачем в старых пятиэтажках делали окно между кухней и ванной комнатой

Для чего строили небольшое окно, расположенное между кухней и ванной?

ТехИнсайдер
Как понять, что вам нужно мыть голову чаще Как понять, что вам нужно мыть голову чаще

Как понять, что вы моете кожу головы недостаточно часто?

ТехИнсайдер
Первая минута Первая минута

Как заставить начало разговора работать на результат

kiozk originals
Тише едешь: почему разводить улиток в России выгоднее, чем коров Тише едешь: почему разводить улиток в России выгоднее, чем коров

Почему фермеры отказываются от разведения коров в пользу экзотических моллюсков

Forbes
Единственный протокол стимуляции тета-вспышками уменьшил симптомы шизофрении Единственный протокол стимуляции тета-вспышками уменьшил симптомы шизофрении

Стимуляция тета-вспышками снижает симптоматику у пациентов с шизофренией

N+1
Инновации в закрытом контуре Инновации в закрытом контуре

Что дают бизнесу частные сети связи PrLTE

РБК
Улучшит работу мозга! Вот почему надо есть больше свеклы: интересные факты Улучшит работу мозга! Вот почему надо есть больше свеклы: интересные факты

Почему вам нужно обязательно включить свеклу в свой рацион?

ТехИнсайдер
Открыть в приложении