УДК 594.382+57.044
содержание химических
элементов в раковинах наземных моллюсков в условиях влияния горно-обогатительных комбинатов
Э. А. Снегин
Белгородский государственный университет, доцент кафедры зоологии и экологии Бел ГУ, snegin@bsu.edu.ru
Предлагаемая работа является составной частью комплексной оценки состояния экосистем в условиях влияния Лебединского и Стойленского горно-обогатительных комбинатов (ГОК), располагающихся на юге Среднерусской возвышенности (Белгородская область).
Моллюски были выбраны в качестве объекта изучения не случайно, т. к. эти животные используют минеральные и органические компоненты для построения своей раковины, которая растет у них в течение всей жизни (у исследуемых видов до 5-ти лет). Известно, что микроэлементы имеют определенные концентрации в организме животных и интенсивно выводятся из организма с экскрементами или накапливаются в органах, которые затем теряются, например, при линьке (волосы, покровы тела) [1]. Раковина, являясь производной мантии, также является контейнером для выведения из тела избытков элементов. Включенные в ее состав вещества в дальнейшем, как правило, не используются в процессе метаболизма животного. Поэтому раковины моллюсков являются хорошими накопителями различных элементов, некоторые из которых №Ь2+, Зг2+, Ba2+) имея больший радиус, чем Ca2+, могут частично замещать его в кристаллической решетке раковины, и тем самым усиливать аккумулирующий эффект [2, 3]. Мягкие ткани в этом отношении менее пригодны для анализа, т. к. концентрация различных элементов в них может меняться в зависимости от физиологического состояния животного в различные сезоны года и даже время суток [4].
Методика. Для проведения полевых исследований в зоне воздействия ГОК в Губкинском и Старооскольском районах были намечены транс-екты по преобладающим направлениям ветра, включающие 14 пунктов, в которых проводился
В зоне воздействия Лебединского и Стойленского горно-обогатительных комбинатов в раковинах наземных моллюсков оценивалась степень накопления восемнадцати химических элементов. Выявлена специфичность накопления некоторых элементов. Отмечено влияние структуры ландшафта на степень аккумуляции химических компонентов в раковинах.
In zone influences of Lebedinsky and Stoilensky mountain-concentrating combines in shells of terrestrial mol-lusks the degree of accumulation of eighteen chemical elements was estimated. Specificity of accumulation of some elements is revealed. Influence of frame of a landscape on a degree of accumulation of chemical components in shell is marked.
Ключевые слова: наземные моллюски, раковины, почва, химические элементы, горно-обогатительные комбинаты.
сбор материала. Три из них находятся в пределах заповедного участка «Ямская степь», остальные расположены на территории промышленных зон Лебединского ГОК, Стойленского ГОК, и Оскольского электро-металлургического комбината (ОЭМК) и на некотором удалении от этих предприятий. В качестве контрольного варианта использовалась выборка из популяции, обитающей в относительно незагрязненных условиях (Ровеньской природный парк).
В качестве объектов исследования были взяты три вида наземных брюхоногих моллюсков: Euomphalia strigella Drap., Bradybaena fruticum Mull., и Chondrula tridens Mull.
Выбор указанных видов был обусловлен несколькими причинами. Во-первых, их размерами, т. к. E. strigella и B. fru-ticum это наиболее крупные в районе исследования, относительно долгоживу-щие и удобные для сбора наземные моллюски, имеющие раковину. Во-вторых, живые особи этих видов и особенно их пустые раковины чаще остальных видов встречались в исследуемых биотопах. В-третьих, весьма важным выглядит характер питания изучаемых видов моллюсков — В. fruticum является фитофагом, употребляющим преимущественно наземные зеленые части травянистых растений, а Ch. tridens и E. strigella питаются гниющими остатками растении и почвенными грибами. Таким образом, химические элементы, имеют различные пути поступления в тела и раковины изучаемых улиток.
Сбор моллюсков осуществлялся вручную на стеблях и листьях трав и кустарников, а также в подстилке. В дождливые дни для сбора использовался энтомологический сачок. В каждом пункте бралось несколько выборок. Координаты мест сбора фиксировались GPS — навигатором Garmin 76.
Для анализа на содержание различных химических элементов использовались раковины либо взрослых живых моллюсков, либо недавно погибших (раковины, сохранившие прижизненную окраску; старые раковины становятся белыми, из-за потери пигментов). Содержание различных элементов определялось с помощью метода рентгенофлуорес-ценции на кристалл-дифракционном сканирующем спектрометре «Спектроскан».
Определялось только валовое содержание тяжелых металлов.
Полученные результаты и их обсуждение. Всего анализу было подвергнуто более 500 раковин на содержание 18 элементов. Из них ни в одной пробе не были обнаружены ртуть и таллий
(Т1).
В таблицах 1 и 2 приведены данные по содержанию различных элементов в раковинах моллюсков изучаемых видов и в почве. Схема, отражающая концентрацию элементов в раковинах в порядке убывания выглядит следующим образом:
Fe > Zn > А1 > Си > Мп > РЬ > Со > № > Сг> Se > Sb > Cd > V > Мо > As > Ве
Сопоставление уровней содержания элементов в раковинах трех видов не выявило достоверных отличий по большинству элементов. Только по содержанию марганца Е. strige11a достоверно превзошел СЬ. tridens ^=2,6; ^=2,1; 3,0; 4,1), а раковинах В. ^и^сит по сравнению с СЬ. tridens достоверно выше концентрация кадмия 2,5; tt = 2,1; 2,9; 4,0).
Часто, при оценке степени загрязнения территории исследуется только химический состав почвы. Но этот показатель не всегда отражает степень воздействия различных элементов на экосистемы, т. к. живая материя накапливает элементы избирательно, при этом химизм живой материи может значительно отличаться от химизма окружающего пространства. Кроме того, известно, что животные, поглощая подвижные формы элементов, по уровню их накопления в своем теле отражают фактическую загрязненность экосистемы, а не потенциальную [4]. Эта аксиома подтверждается результатами сопоставления содержания элементов в почве и в раковинах моллюсков в пяти пунктах. По пятнадцати элементам почвенные образцы превзошли образцы раковин, из них по десяти — достоверно. Только по цинку был получен обратный результат. Повышенное содержание цинка в раковинах отражает общую тенденцию увеличения фактора обогащения этого элемента для животных, который уступает только факторам обогащения таких биогенных элементов как сера, фосфор
Концентрация различных элементов в раковинах моллюсков Белгородской области (мг/кг, валовое содержание; серым цветом выделены максимальные показатели, жирным шрифтом — показатели, превышающие участок «Айдарский»)
Си л о ь о -1 5
X Ф О Л 5 Х(
5:
0
1 5 -н
0 "О 5
1 -1
Вид Пункты Ве V са Со Ая N1 РЬ Эе ЭЬ Сг Мп Си Мо гп Ре А1
1 0,3 0,4 0,3 1 0,2 0,7 1,5 0,5 0,3 0,3 3 4,1 0,3 25,4 30,5 11,2
4 0,2 0,4 0,3 0,6 0,2 0,7 0,9 0,5 0,5 0,3 3,2 3,5 0,2 20,8 37,8 12,3
О 5 0,2 0,5 0,2 1 0,3 0,5 1 0,3 0,2 0,3 2,8 3 0,2 19,3 32,2 21,2
сг 7 0,3 0,5 0,3 1,1 0,2 0,8 1,6 0,6 0,3 0,3 3,3 4 0,3 22,5 27,5 12,5
а 8 0,3 0,5 0,3 1,1 0,2 0,7 1,5 0,6 0,4 0,3 3,1 4 0,3 22,6 30,1 12,2
9 0,3 0,4 0,3 1,8 0,3 1,5 1,5 0,5 0,9 0,2 2,5 3,1 0,2 22,5 41,5 19,8
11 0,2 0,4 0,3 0,4 0,4 1,2 1,6 0,6 0,7 0,3 2,2 3 0,5 24,4 38,8 21,5
12 0,3 0,4 0,3 1,1 0,3 1 1,6 0,5 0,3 0,3 3,1 4 0,3 24,2 28,7 13,3
3 0,4 0,5 0,6 1,9 0,4 0,9 1,5 1 0,8 0,3 4,2 4,5 0,4 31,2 46,3 10,4
5 0,2 0,5 0,1 1,1 0,3 0,5 0,5 0,5 0,3 0,2 4 3,5 0,2 22,5 36,8 8,6
И 6 0,3 0,5 0,3 1,5 0,2 0,3 1,6 0,5 0,1 0,2 4 2,5 0,2 26,3 28,3 28,9
СЛ 7 0,3 0,4 0,3 1 0,3 0,8 1,6 0,5 0,3 0,4 3,5 4,5 0,3 24,5 28,2 12,4
ста а 10 0,2 0,4 0,4 0,5 0,3 0,6 1,6 0,5 0,6 2,5 2,2 4,2 0,5 23,8 26,7 28,5
у 11 0,4 0,4 0,5 2,2 0,5 1,1 2,2 0,5 0,8 0,3 3,6 3,1 0,2 19,5 48,3 18,5
12 0,3 0,4 0,5 1,4 0,3 0,5 1,5 0,5 0,5 0,6 3,3 3,5 0,5 21,2 38,5 13,8
13 0,3 0,4 0,6 1,8 0,3 1 1,5 1Д 0,7 0,2 4 4,2 0,5 28,5 44,1 12,2
2 0,3 0,4 0,5 1,5 0,2 0,6 1,2 0,6 0,4 0,5 3,5 3,8 0,5 20,4 42,2 13,2
4 0,2 0,4 0,3 0,7 0,2 0,5 0,9 0,5 0,4 0,3 3,3 2,6 0,2 21,3 36,2 12,5
5 0,3 0,5 0,2 1,1 0,2 0,4 1 0,5 0,2 0,2 3,2 2,3 0,2 16,3 22,4 11,5
6 0,2 0,3 0,2 1 0,2 0,8 1,2 0,5 0,5 0,2 3,2 2,5 0,1 22,5 32,4 14,5
И 7 0,3 0,4 0,6 1,6 0,2 0,7 1,2 0,7 0,5 0,6 3,5 3,8 0,4 20,5 39,3 14,1
с 8 0,3 0,4 0,4 1,8 0,5 1,2 1,5 0,5 0,8 0,1 2,2 3,1 0,2 24,5 42,2 18,6
с 3 9 0,3 0,5 0,5 1,2 0,2 0,5 1,1 0,5 0,4 0,4 2,9 3,5 0,5 17,3 31,3 18,8
10 0,2 0,4 0,3 0,4 0,3 0,4 1,2 0,5 0,5 2,5 2,1 4,2 0,5 24,2 27,8 23,4
13 0,3 0,4 0,5 1,9 0,4 1,1 1,6 1 0,8 0,3 4,1 4,4 0,5 29,2 45,4 11,5
14 0,3 0,4 0,6 1,4 0,2 0,6 1,3 0,7 0,5 0,5 3,5 3,7 0,5 20,2 37,4 14,1
«Ровеньской природ, парк» 0,3 0,4 0,5 1,6 0,4 1,3 1,6 0,4 0,7 0,3 2,5 3 0,2 23,8 46,2 20,1
Процент превышений по элементам (%) 5,2 20,5 10,2 15,4 5,2 2,5 2,5 97,4 12,8 18,0 84,6 82,0 41,0 25,6 5,2 12,8
Пункты Be V Cd ^ As № Pb Se Sb Mn Mo Zn Fe Al
1 2 1,5 1,5 2 0,5 6,4 11,2 1,5 6,1 2,2 39 6,5 0,5 3,5 36,4 77,4
2 2 2 1,5 2,1 0,5 7,4 6 1,5 7 2,5 33,8 5,5 0,6 4 40,6 36
3 2 2 2,5 6,8 0 4,5 14,1 1,5 2,7 4,4 41,4 2,5 0,5 16,6 61,4 36,4
9 2,5 1 1 1,5 0,5 2 6,8 0,5 6,5 2 36,4 5 0,5 8,6 21,4 32,1
10 1,5 3,5 1,3 7,2 0 4,1 12 2 4 2,5 63,2 10,1 2 15,1 52,3 45,7
и
Se
Sb
Cr
Mn
Cu
Mo
Zn
Fe
Al
1,5
1,5
0,5
6,4
11,2
1,5
6,1
2,2
39
6,5
0,5
3,5
36,4
77,4
1,5
2,1
0,5
7,4
1,5
2,5
33,8
5,5
0,6
40,6
36
2,5
6,8
4,5
14,1
1,5
2,7
4,4
41,4
2,5
0,5
16,6
61,4
36,4
2,5
1,5
0,5
6,8
0,5
6,5
36,4
0,5
8,6
21,4
32,1
10
1,5
3,5
1,3
7,2
4,1
12
2,5
63,2
10,1
15,1
52,3
45,7
Рис. 1. Значения суммарного химического показателя загрязнения для различных пунктов
и углерод [5]. Кроме того, вероятно, нужно обратить внимание на взаимоотношения цинка и кальция в структуре раковины.
Дальнейшая процедура обработки данных сводилась к сопоставлению содержания элементов в различных пунктах с условно незагрязненным районом. Это Ровень
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.