Аккумуляция поллютантов в компонентах экосистем зоны влияния цементного производства в Араратской долине
Ключевые слова:
цементное производство, тяжелые металлы, атмосферные выпадения, загрязнение почвы, биоаккумуляция, Араратская долина, пылевая нагрузкаАннотация
Пылевое загрязнение атмосферного воздуха является ведущим проявлением техногенной нагрузки предприятий цементной промышленности на прилегающие экосистемы. Несмотря на значительное количество исследований от дельных природных сред в районах цементного производства, комплексные работы, одновременно охватывающие абиотические и биотические компоненты экосистем в зоне влияния конкретных предприятий Закавказья, остаются поллютантов в абиотических и биотических компонентах экосистем в зоне влияния ЗАО «Араратцемент» (Араратская долина, Армения). Проведен комплексный анализ содержания загрязняющих веществ в атмосферных выпадениях, почвах верхнего горизонта (0–10 см), листьях древесных растений (Prunus armeniaca L., Morus alba L.), а также по верхностных и подземных водах. Отбор проб осуществлялся вдоль радиальных трансект от промышленной площадки с учетом преобладающего направления ветров. Установлено формирование выраженного градиента аэрозольной нагрузки: медианная интенсивность пылеосаждения на расстоянии 0,3 км от источника составила 168 мг/м2/сут, на расстоянии 3 км – 84 мг/м2/сут (p = 0,008). Содержание Pb и Cr в пыли ближней зоны превышало значения контрольной точки в 2,1 раза (p = 0,008). Концентрации PM10 (52 мкг/м3) и PM2,5 (21 мкг/м3) в импактной точке (0,7 км) превышали рекомендуемые среднесуточные уровни ВОЗ (Всемирная организация здравоохранения) в 1,16 и 1,4 раза соответственно; концентрации SO2 и NO2 оставались ниже нормативов ВОЗ, что указывает на преимущественно пылевой характер загрязнения. В почвах импактной зоны (0,5 км) содержание Pb (18,2 мг/кг) и Cd (0,42 мг/кг) превышало значения локальной контрольной площадки (2 км) в 1,86 и 2,0 раза соответственно (p = 0,008), при этом не превышая ориентировочно допустимых концентраций. Зафиксирован сдвиг pH почв в щелочную сторону на 0,40 единицы (p = 0,008), обусловленный поступлением карбоната и гидроксида кальция с цементной пылью. Коэффициенты локального контраста составили 1,86 для Pb и 2,00 для Cd, интегральный индекс PLIcontrol – 1,93, что характеризует умеренно выраженный полиэлементный контраст. Содержание Pb в листьях P. armeniaca (4,2 мг/кг) и M. alba (3,4 мг/кг) находилось в верхней части использованного сопоставительного диапазона; содержание Ca превышало 11 г/кг, что рассматривается как характерный маркер цементного загрязнения. Листо-почвенное отношение BCFleaf составило 0,231 для P. armeniaca и 0,187 для M. alba, количественно характеризуя интегральную листовую нагрузку Pb. Поверхностные воды характеризовались более высоким содержанием Pb (6,2 мкг/л) по сравнению с подземными (4,1 мкг/л, p = 0,016), повышенными значениями TDS (512 мг/л) и pH (7,50), однако все показатели оставались ниже рекомендуемых уровней ВОЗ. Согласованность пространственных градиентов загрязнения во всех исследованных средах доказывает целесообразность применения комплексного подхода к биоиндикационной оценке экологического состояния территорий, прилегающих к предприятиям цементной отрасли.
Библиографические ссылки
- Fay M. P., Proschan M. A. Wilcoxon-Mann-Whitney or t-test? On assumptions for hypothesis tests and multiple interpretations of decision rules // Statistics Surveys. 2010. Т. 4. P. 1–39.
- Zerrouqi Z., Sbaa M., Oujidi M., Elhouadi B. Assessment of cement's dust impact on the soil using principal component analysis and GIS // International Journal of Environmental Science and Technology. 2008. V. 5. № 1. P. 125–134.
- Al-Khashman O. A., Shawabkeh R. A. Metals distribution in soils around the cement factory in southern Jordan // Environmental Pollution. 2006. Т. 140. № 3. С. 387–394.
- WHO global air quality guidelines: particulate matter (PM2.5 and PM10), ozone, nitrogen dioxide, sulfur dioxide and carbon monoxide. Geneva: World Health Organization; 2021. 273 с.
- Asubiojo O. I., Aina P. O., Oluwole A. F. [et al.]. Effects of cement production on the elemental composition of soils in the neighbourhood of two cement factories // Water, Air, and Soil Pollution. 1991. V. 57. P. 819–828.
- Sutherland R. A. Bed sediment-associated trace metals in an urban stream, Oahu, Hawaii // Environmental Geology. 2000. V. 39. № 6. P. 611–627.
- Tomlinson D. L., Wilson J. G., Harris C. R., Jeffrey D. W. Problems in the assessment of heavy-metal levels in estuaries and the formation of a pollution index // Helgoländer Meeresuntersuchungen. 1980. V. 33. P. 566–575.
- ТКП 17.03-06-2019. «Охрана окружающей среды и природопользование. Земли. Порядок выполнения работ по дифференцированному нормированию содержания химических веществ в землях (включая почвы.
- Nanos G. D., Ilias I. F. Effects of cement dust on olive (Olea europaea L.) leaf physiology and biochemistry // Environmental and Experimental Botany. 2007. V. 60. № 2. P. 212–220.
- Baker A. J. M. Accumulators and excluders-strategies in the response of plants to heavy metals // Journal of Plant Nutrition. 1981. V. 3. № 1-4. P. 643–654.
- Guidelines for drinking-water quality: fourth edition incorporating the first and second addenda. Geneva: World Health Organization; 2022. 614 p.
