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

Микробиота кишечника определяет социальное поведение Микробиота кишечника определяет социальное поведение

Какие гены участвуют в механизме взаимодействия мозга и кишечника?

Наука
Думать про далекое будущее: как женщины руководят НКО и решают социальные проблемы Думать про далекое будущее: как женщины руководят НКО и решают социальные проблемы

С чем сталкиваются женщины в кризисных ситуациях и где найти силы продолжать

Forbes
(Не)уязвимый лес (Не)уязвимый лес

Что грозит лесным массивам России

Санкт-Петербургский университет
Что они несут Что они несут

Многие из образов киноперсонажей определяют моду на десятилетия вперед

Men Today
Как общаться с партнером, чтобы не разрушить отношения Как общаться с партнером, чтобы не разрушить отношения

Почему мы не можем найти взаимопонимание в отношениях?

Psychologies
Искусственный снег, джакузи из обычной ванны и еще 7 необычных применений для домашнего мини-компрессора Искусственный снег, джакузи из обычной ванны и еще 7 необычных применений для домашнего мини-компрессора

Ищем забавные способы использовать домашний мини-компрессор

ТехИнсайдер
10 лучших хорроров за 2023 и 2024 годы. Часть II 10 лучших хорроров за 2023 и 2024 годы. Часть II

Фильмы на тот случай, еще последние пару лет недостаточно пощекотали вам нервы

Maxim
История развития морских беспилотников. Часть 3 История развития морских беспилотников. Часть 3

О создании подводного беспилотника Судного дня и о других морских беспилотниках

Наука и техника
Что полезнее: начос или чипсы? Узнайте ответ и делайте правильный выбор! Что полезнее: начос или чипсы? Узнайте ответ и делайте правильный выбор!

Почему вам стоит выбрать начос вместо картофельных чипсов?

ТехИнсайдер
Вечная мания завоеваний Вечная мания завоеваний

Александр Великий: «разорванный» портрет героя

Знание – сила
Миллион голосов от Опры: как поддержка звезд меняла исход президентских выборов Миллион голосов от Опры: как поддержка звезд меняла исход президентских выборов

Когда Голливуд стал частью предвыборных компаний кандидатов в президенты США?

Forbes
Как ученые пустили лазер в дело: 3D-принтеры и алкорамки Как ученые пустили лазер в дело: 3D-принтеры и алкорамки

Компания «Лазерные системы» из науки шагнула в прикладной мир бизнеса

Монокль
Любимая дочь диктатора: история Эдды Муссолини — самой опасной женщины Европы Любимая дочь диктатора: история Эдды Муссолини — самой опасной женщины Европы

«Нет смысла вести себя хорошо, если знаешь, что тебя ждет гильотина»

VOICE
Что такое адаптивный круиз-контроль и чем он отличается от обычного Что такое адаптивный круиз-контроль и чем он отличается от обычного

Адаптивный круиз-контроль: что за устройство, в чем сильные и слабые стороны?

РБК
Пираты XXI века: как устроен рынок книжного самиздата и нелегальных переводов Пираты XXI века: как устроен рынок книжного самиздата и нелегальных переводов

Литературный обозреватель разбирается, как устроен рынок современного самиздата

Forbes
Один из тех, кто «состарил» университет Один из тех, кто «состарил» университет

Кем был Григорий Тишкин, увеличивший возраст СПбГУ почти на 100 лет

Санкт-Петербургский университет
Десерт, который свел с ума весь мир: в чем феномен дубайского шоколада и как его приготовить Десерт, который свел с ума весь мир: в чем феномен дубайского шоколада и как его приготовить

В чем же секрет сладости, штурмом захватившей интернет, и каков ее рецепт?

ТехИнсайдер
Простая техника соблюдения диеты, которая продлит жизнь на несколько лет. И это лучше популярного голодания! Простая техника соблюдения диеты, которая продлит жизнь на несколько лет. И это лучше популярного голодания!

Лучший способ продлить свою жизнь — сократить потребление калорий

ТехИнсайдер
Мужчины с высоким интеллектом надежнее при долгосрочных отношениях Мужчины с высоким интеллектом надежнее при долгосрочных отношениях

Как уровень интеллекта влияет на романтические отношения у мужчин?

ТехИнсайдер
Что делать, если мать винит вас во всем: 6 способов не вестись на эту манипуляцию Что делать, если мать винит вас во всем: 6 способов не вестись на эту манипуляцию

Как, никого не обидев, освободиться от влияния родителя

Psychologies
«Революции мирового большинства мы на базе БРИКС пока не увидим» «Революции мирового большинства мы на базе БРИКС пока не увидим»

Почему не стоит вмешиваться в естественную эволюцию БРИКС

Монокль
Продажи важнее креатива и ценности бренда Продажи важнее креатива и ценности бренда

Какие вызовы сегодня стоят перед российскими модными компаниями

Монокль
Что такое «кофейный сон» и кому он поможет Что такое «кофейный сон» и кому он поможет

Почему иногда привычная чашка кофе перестает бодрить?

Psychologies
Владимир: А что вокруг? Владимир: А что вокруг?

Владимир, словно его исторический прототип Красно Солнышко, имеет мощные лучи

КАНТРИ Русская азбука
Любовь и эволюция в искусстве. О чем говорили на дискуссии «Сноба» на Cosmoscow Любовь и эволюция в искусстве. О чем говорили на дискуссии «Сноба» на Cosmoscow

На ярмарке Cosmoscow прошла дискуссия на тему вечного и актуального в искусстве

СНОБ
Что такое «лотосовые роды» и почему женщины идут на это, несмотря на опасность Что такое «лотосовые роды» и почему женщины идут на это, несмотря на опасность

Чем опасны «лотосовые роды» и почему их популярность растет?

Psychologies
10 самых продаваемых Jeep за всю историю существования 10 самых продаваемых Jeep за всю историю существования

Культовые модели Jeep

4x4 Club
Что такое японский маникюр и как его делать Что такое японский маникюр и как его делать

Как сделать маникюр в стиле аристократок и гейш эпохи Эдо

Psychologies
Я наблюдаю не первую волну революционных взглядов в искусстве — Аристарх Чернышев Я наблюдаю не первую волну революционных взглядов в искусстве — Аристарх Чернышев

Ольга Вад поговорила с Аристархом Чернышевым о технологии создания медиаработ

СНОБ
Как выбрать спорт, который вам точно подойдет: советы врача Как выбрать спорт, который вам точно подойдет: советы врача

На что важно обращать внимание при выборе спортивной активности

Psychologies
Открыть в приложении