Блог

Потапов С.С., Лютоев В.П., Филиппов В.Н., Блинов С.М., Потапов Д.С.

Природа белых “высаливаний” на грибах района Кизеловского угольного бассейна

*Потапов С.С., **Лютоев В.П., **Филиппов В.Н., ***Блинов С.М., *Потапов Д.С.,

*Институт минералогии УрО РАН, г. Миасс;

**Институт геологии Коми НЦ УрО РАН, г.Сыктывкар,

***Естественнонаучный институт при ПГУ, г. Пермь

В сентябре 2003 г. во время экспедиционных работ в рамках выполнения проекта РФФИ “Эколого-геохимическое изучение постликвидационных процессов в Кизеловском угольном бассейне” с трех участков на территории, административно принадлежащей г. Гремячинску (Пермская область), в районе влияния кислых шахтных стоков и угольно-породных отвалов были собраны грибы как маркеры геоэкологической обстановки. Первый участок представляет собой угольно-породные отвалы шахты «Таежная», расположенные в 0.5 км южнее г. Гремячинска. Субстратом, на котором развиваются грибы, являются техногенные грунты, состоящие из угольно-породных частиц преимущественно дресвяной и песчаной фракции. Развитие грибов наблюдается только на отвалах, имеющих значительный возраст складирования – более 50 лет. Верхний слой таких отвалов, как правило, промыт и имеет не такие низкие значения рН (4.5-6.0) и не такие высокие содержания водорастворимых солей (преимущественно сульфатов железа, алюминия и кальция), какие характерны для отвалов меньшего возраста. Кроме грибов на таких отвалах могут развиваться различные виды пионерных трав (мать-и-мачеха, иван-чай, осока) и деревьев (береза, осина, ива, ель) (рис. 1). На этом участке были отобраны пробы «подберезовика обыкновенного» и «подосиновика красно-бурого». Второй участок в 100 м южнее первого представляет собой русло самопроизвольно изливающихся на поверхность кислых шахтных вод. Шахтная вода сульфатно-железистого состава имеет рН~2.5 и минерализацию 10 г/л. Субстратом развития грибов здесь являются измененные под воздействием кислых вод элювиально-делювиальные суглинки. Наилучшее развитие грибов наблюдается на границе зоны сильноизмененных суглинков, где почвенно-растительный слой деградировал, и зоны остаточного островного и сплошного почвенно-растительного покрова. Здесь также, как и на первом участке, отобраны виды «подберезовик обыкновенный» и «подосиновик красно-бурый». Третий участок расположен в 1 км западнее п. Юбилейный и представляет собой русло р. Шумихи. В настоящее время практически весь расход реки на этом участке формируют кислые стоки отвала шахты «Шумихинская» (рис. 2). Субстратом развития грибов являются угольно-породные частицы преимущественно пылеватой и песчаной фракции, а также измененные под воздействием кислых вод суглинки. Также, как и на втором участке, грибы лучше всего развиваются на границе зоны техногенных и сильно-измененных грунтов и зоны сохранившегося почвенно-растительного слоя. На этом участке были отобраны пробы «подберезовика обыкновенного», «подосиновика красно-бурого» и «белого гриба». Для дальнейших исследований грибы были нарезаны на тонкие пластины и высушены в муфельной печи при температуре 90-95оС течение 5 часов. На высушенных и ставших черными грибах вида «подосиновик красно-бурый» образовались мелкие (до 0.3 мм) белые сферолитоподобные образования. Формы этих образований – “ежики” с тонкими длинными иглами и такие же “ежики”, но покрытые какой-то “слизью” – ”ежики под вуалью”. Было сделано предположение, что в условиях питания водами, насыщенными сульфатами, как продуктами разложения тонкодисперсного пирита угленосных толщ, на грибах происходит высаливание кристаллического сульфатного вещества. В связи с этим было принято решение провести его рентгенофазовый анализ. На установке УРС-60 (Fe K- – излучение, камера РКД- 57.3 мм, аналитик Е. Д. Зенович, ИМин УрО РАН, г. Миасс) была получена дебаеграмма белого вещества с нечеткой картиной дифракции с основными линиями: 5.78 (2), 4.92 (9), 4.36 (10), 3.30 (2), 3.14 (3), однозначно не дешифрируемыми. На растровом электронном микроскопе JSM-6400 (Jeol) с энергетическим дисперсионным микроанализатором Link (Oxford) (ИГ Коми НЦ УрО РАН, г. Сыктывкар) при увеличениях от 110 до 330 крат получены фотоизображения белых сферолитоподобных образований (рис. 3). Несмотря на разнообразие форм, все образования сложены тонкими иглами или спутанными волокнами. На этой же аппаратуре сделаны анализы химического состава гриба и игольчатых образований. Состав сферолитоподобных новообразований снимали как общим фоном в центре “розы” (см. рис. 3а), так и на отдельных иглах (см. рис. 3б, 3в). Во всех случаях обнаруживаются только три элемента – P, S, K (табл.). Углерод и водород измерить невозможно, т. к. элементы легче натрия прибор не меряет. Таблица Элементный состав высушенных подосиновиков и белых “высаливаний” на них Подосиновик Белые “высаливания” на грибах Элемент 1 2 Среднее 1 2 3 Среднее P 19.65 20.55 20.10 24.67 21.55 13.47 19.90 S 15.90 12.17 14.04 17.60 12.17 18.30 16.02 K 64.45 67.28 65.86 57.73 66.28 68.23 64.08 Сумма 100 100 100 100 100 100 100 Из таблицы видно, что состав белых образований почти не отличается от состава гриба. Скорее всего белые выделения это плесень, или другая форма гриба, паразитирующая на высохшем подосиновике. Исследования выполнены при частичной поддержке РФФИ по проектам №№ 02-05-96414-р2002Урал и 04-05-64234. Подрисуночные подписи: Рис. 1. Зарастающий старый угольно-породный отвал. Рис. 2. Высохшее русло кислых шахтных стоков и подотвальных вод. Рис. 3. РЭМ-фотографии белых новообразований на грибах: а – “розы” и игольчатые сферолиты; б – крупные сферолиты, состоящие из толстых игл; в – спутанно-волокнистые и тонкоигольчатые образования.