The content of heavy metals in atmospheric deposition in the Pasvik State Nature Reserve vicinity

Abstract

The dynamics of the heavy metals composition in the atmospheric deposition of pine and birch biogeocenoses near the Pasvik Reserve has been estimated taking into account the influence of air pollution. The objects of study are two monitoring plots located in Betuletum herbosum and Pinetum fruticuloso-hylocomiosum westward the combine "Pechenganikel" (Murmansk region) being a powerful source of sulfur dioxide and heavy metal emissions. The studied period of observation on atmospheric precipitation in the form of snow is 5 years (2009–2013), in the form of rain – 3 years (2010–2012). The plots have been equipped with 8 snow collectors (6 – under the forest canopy, 2 – in the open area), in the form of rain – 23 rain collectors (20 – under the forest canopy and 3 in the open area). Snow and rainwater have being sampled every four weeks. The composition of heavy metals (Cu, Ni, Pb, Cd, Cr, Co) is determined by atomic absorption spectrophotometry. In pine and birch biogeocenoses, significant inter-biogeocenotic variability in the composition of atmospheric precipitation in the form of snow and rain has been revealed. The excess of critical loads in atmospheric deposition of copper, as well as the excess of the maximum permissible concentrations (MPS) for this metal in both types of forest, in the sediments passed through the canopy and in open areas have been revealed. For other metals, the situation looks more stable, in particular exceeding the MPS in fishery of the nickel content in atmospheric deposition has not been identified.

Проведена оценка динамики состава тяжелых металлов в атмосферных выпадениях сосновых и березовых биогеоценозов вблизи заповедника "Пасвик" с учетом влияния аэротехногенного загрязнения. Объектами исследования послужили две мониторинговые площадки, расположенные в березняке разнотравном и сосняке кустарничково-зеленомошном в западном направлении от комбината "Печенганикель" (Мурманская область), который является мощным источником выбросов сернистого газа и тяжелых металлов в атмосферу. Исследуемый период наблюдения по атмосферным выпадениям в виде снега составил 5 лет (2009–2013 гг.), в виде дождя – 3 года (2010–2012 гг.). Для отбора проб атмосферных выпадений в виде снега пробные площади были оборудованы 8 снегосборниками (6 – под пологом леса, 2 – на открытой территории), для отбора проб в виде дождя – 23 осадкоприемника (20 – под пологом леса и 3 – на открытой территории). Отбор снега и дождевых вод проводился каждые четыре недели. Содержание тяжелых металлов (Cu, Ni, Pb, Cd, Cr, Co) определяли методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии. В результате проведенных исследований выявлена существенная межбиогеоценотическая вариабельность состава атмосферных выпадений в виде снега и дождя как в сосновых, так и в березовых биогеоценозах в долине реки Паз на территории заповедника "Пасвик" и его окрестностях. Обнаружены превышения критических нагрузок в атмосферных выпадениях меди, а также превышение значений предельно допустимых концентраций для данного металла в обоих типах леса как в осадках, прошедших сквозь древесный полог, так и на открытых участках. Для остальных металлов ситуация выглядит более стабильно, в частности по содержанию никеля в атмосферных выпадениях превышение ПДКрбхз не отмечено.