Концентрация химических элементов в хвое Larix gmelinii и листьях Betula pendula
DOI:
https://doi.org/10.37482/0536-1036-2024-5-76-90Ключевые слова:
месторождение металлов, Larix gmelinii, Betula pendula, химические элементы, загрязнение окружающей среды, загрязнение химическими элементами, мониторинг загрязнения, Забайкальский крайАннотация
В Забайкальском крае предприятия горнодобывающей промышленности существенно загрязняют окружающую среду химическими элементами. В этих условиях большое значение имеет мониторинг состояния окружающей среды, в т. ч. с помощью растений-индикаторов. Из числа древесных растений наиболее распространены в крае лиственница Гмелина (Larix gmelinii (Rupr.) Kuzen.) и береза повислая (Betula pendula Roth.). На примере Быстринского Cu–Au–Fe скарново-порфирового месторождения исследована концентрация 46 химических элементов в хвое лиственницы Гмелина и листьях березы повислой, а также содержание этих элементов в почве. Цель исследования – выявить видовые различия растений в накоплении элементов и перспективу использования растений как индикаторов загрязнения окружающей среды. Научные работы проведены на 11 пробных площадях в природных растительных сообществах вблизи объектов предприятия в августе 2022 г. Образцы почвы и растений отбирали в одно время, на одних и тех же участках. Химический анализ образцов проведен с использованием «Методики выполнения измерений содержания металлов в твердых объектах методом спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой» (ПНД Ф 16.1:2.3:3.11–98). Установлены различия концентрации элементов в растениях по отношению к кларку наземных растений. Статистически значимо бÓльшая по сравнению с хвоей лиственницы концентрация K, Ca, P, Mg, Fe, Ba, Zn, Na, Rb, Ni, Co, Ga, Sn, Y, Zr, Cd и Nb обнаружена в листьях березы, и, напротив, бо́льшая, чем в листьях березы, концентрация Sc, W и Hg – в хвое лиственницы. Установлены достоверные различия растений по коэффициенту биологического поглощения Se, P, Sn, Ca, Mn, Sr, Cd, Mg, K, W, Ni, Zn, Sc, Rb, Na и Nb. Знания об особенностях накопления химических элементов в органах растений могут быть использованы для биомониторинга загрязнения окружающей среды и, возможно, для фиторемедиации загрязненных грунтов.
Скачивания
Библиографические ссылки
Афанасьева Л.В., Калугина О.В., Оскорбина М.В., Харпухаева Т.М. Особенности элементного состава и пигментного комплекса хвои лиственницы сибирской при воздействии выбросов Иркутского алюминиевого завода // Сиб. лесн. журн. 2022. No 1. С. 20–32. Afanas’eva L.V., Kalugina O.V., Oskorbina M.V., Kharpukhaeva T.M. Features of Elemental Composition and Pigment Complex of Siberian Larch Needles under Impact of Irkutsk Aluminum Smelter Emissions. Sibirskij lesnoj zhurnal = Siberian Journal of Forest Science, 2022, no. 1, pp. 20–32. (In Russ.). https://doi.org/10.15372/SJFS20220102
Виноградов А.П. Средние содержания химических элементов в главных типах изверженных горных пород земной коры // Геохимия. 1962. No 7. С. 555–571. Vinogradov A.P. Average Contents of Chemical Elements in the Main Types of Igneous Rocks of the Earth’s Crust. Geokhimiya, 1962, no. 7, pp. 555–571. (In Russ.).
Войткевич Г.В., Кокин А.В., Мирошников А.Е., Прохоров В.Г. Справочник по геохимии. М.: Недра, 1990. 480 с. Vojtkevich G.V., Kokin A.V., Miroshnikov A.E., Prokhorov V.G. Handbook of Geochemistry. Moscow, Nedra Publ., 1990. 480 p. (In Russ.).
Гиниятуллин Р.Х., Бактыбаева З.Б. Особенности накопления Cd и Ni лиственницей Сукачева (Larix sukaczewii Dyl.) в условиях техногенеза // Вестн. Томск. гос. унта. Биология. 2020. No 51. С. 141–161. Giniyatullin R.Kh., Baktybaeva Z.B. Features of Cd and Ni Accumulation by Larix sukaczewii Dyl. under Technogenesis. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Biologiya = Tomsk State University Journal of Biology, 2020, no. 51, pp. 141–161. (In Russ.). https://doi.org/10.17223/19988591/51/8
Замана Л.В., Лесников Ю.В. Фтор в соке березы как индикатор флюоритового оруденения // Докл. АН СССР. 1989. Т. 306, No 3. С. 700–703. Zamana L.V., Lesnikov Yu.V. Fluorine in Birch Sap as an Indicator of Fluorite Mineralization. Doklady Akademii nauk SSSR, 1989, vol. 306, no. 3, pp. 700–703. (In Russ.).
Звягинцев В.В., Звягинцева О.Ю. Влияние выбросов автотранспорта на защитные леса в условиях Восточного Забайкалья // Междунар. науч.-исслед. журн. 2016. No 5 (47), ч. 5. С. 69–72. Zvyagintsev V.V., Zvyaginceva O.Yu. Effect of Emission Vehicles for Protective Forests in the Eastern Transbaikalia. Mezhdunarodnyj nauchno-issledovatel’skij zhurnal = International Research Journal, 2016, no. 5 (47), pp. 69–72. (In Russ.). https://doi.org/10.18454/IRJ.2016.47.165
Звягинцева О.Ю. Оценка качества атмосферного воздуха по величине флуктуирующей асимметрии березы повислой (на примере урбанизированных и ООПТ Восточного Забайкалья) // Вестн. КрасГАУ. 2012. No 7 (70). С. 78–82. Zvyagintseva O.Yu. Atmospheric Air Quality Estimation on the Betula Pendula Roth Fluctuating Asymmetry Size (on the Example of the Urbanized and Spin Areas in Eastern Transbaikalia). Vestnik KrasGAU = The Bulletin of KrasGAU, 2012, no. 7, pp. 78–82. (In Russ.).
Иванова А.В. Аккумуляция химических элементов хвоей Thuja occidentalis L. в урбоэкосистеме // Весн. Віцебск. дзяржаўн. ун-та. 2010. No 6 (60). С. 48–52. Ivanova A.V. Accumulation of Chemical Elements by Needles Thuja occidentalis L. in the Urban Area. Vestnik Vitebskogo gosudarstvennogo universiteta = Bulletin of the Vitebsk State University, 2010, no. 6 (60), pp. 48–52. (In Russ.).
Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях. М.: Мир, 1989. 439 с. Kabata-Pendias A., Pendias Kh. Microelements in Soils and Plants. Moscow, Mir Publ., 1989. 439 p. (In Russ.).
Коваленкер В.А., Абрамов С.С., Киселева Г.Д., Крылова Т.Л., Языкова Ю.И., Бортников Н.С. Крупное Быстринское Cu–Au–Fe-месторождение (Восточное Забайкалье) – первый в России пример ассоциированной с адакитами скарново-порфировой рудообразующей системы // Докл. АН. 2016. Т. 468, No 5. С. 547–552. Kovalenker V.A., Abramov S.S., Kiseleva G.D., Krylova T.L., Yazykova Yu.I., Bortnikov N.S. The Large Bystrinskoe Cu–Au–Fe Deposit (Eastern Trans-Baikal Region): Russia’s First Example of a Skarn–Porphyry Ore-Forming System Related to Adakite. Doklady Akademii Nauk = Doklady Earth Sciences, 2016, vol. 468, pp. 566–570. (In Russ.). https://doi.org/10.1134/S1028334X1606012X
Коваленкер В.А., Трубкин Н.В., Абрамова В.Д., Плотинская О.Ю., Киселева Г.Д., Борисовский С.Е., Языкова Ю.И. Типоморфные характеристики молибденита Быстринского Cu-Au-скарново-порфирового месторождения (Восточное Забайкалье, Россия) // Геология руд. месторождений. 2018. Т. 60, No 1. С. 68–90. Kovalenker V.A., Trubkin N.V., Abramova V.D., Plotinskaya O.Yu., Kiseleva G.D., Borisovskii S.E., Yazykova Yu.I. Typomorphic Characteristics of Molybdenite from the Bystrinsky Cu–Au Porphyry–Skarn Deposit, Eastern Transbaikal Region, Russia. Geologiya rudnykh mestorozhdenij = Geology of Ore Deposits, 2018, vol. 60, pp. 62–81. (In Russ.). https://doi.org/10.1134/S107570151801004X
Котович А.А., Гуман О.М., Макаров А.Б., Антонова И.А. Эколого-геохимическая оценка почв на территории проектируемого Быстринского ГОКа // Изв. Урал. гос. горн. ун-та. 2013. No 2 (30). С. 21–25. Kotovich A.A., Guman O.M., Makarov A.B., Antonova I.A. Ecological and Geochemical Assessment of Soils on the Territory of the Projected Bystrinsky Mining and Processing Plant. Izvestiya Ural’skogo gosudarstvennogo gornogo universiteta = News of the Ural State Mining University, 2013, no. 2 (30), pp. 21–25. (In Russ.).
Макаров В.П., Борзенко С.В., Помазкова Н.В., Желибо Т.В. Особенности накопления химических элементов в хвое лиственницы Гмелина, произрастающей в районе Удоканского месторождения меди // Химия растит. сырья. 2021. No 2. С. 191–200. Makarov V.P., Borzenko S.V., Pomazkova N.V., Zhelibo T.V. Features of the Content of Chemical Elements in the Coniferous Larch Gmelina in the Area of the Udokan Copper Deposit. Khimija Rastitel’nogo Syr’ja, 2021, no. 2, pp. 191–200. (In Russ.). https://doi.org/10.14258/jcprm.2021028832
Толстов А.В., Гунин А.П. Комплексная оценка Томторского месторождения // Вестн. ВГУ. Сер.: Геология. 2001. Вып. 11. С. 144–160. Tolstov A.V., Gunin A.P. Comprehensive Assessment of the Tomtorskoye Deposit. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Geologija = Proceedings of the Voronezh State University. Series: Geology, 2001, iss. 11, pp. 144–160. (In Russ.).
Экспериандова Л.П., Беликов К.Н., Химченко С.В., Бланк Т.А. Еще раз о пределах обнаружения и определения // Журн. аналит. химии. 2010. Т. 65, No 3. С. 229–234. Eksperiandova L.P., Belikov K.N., Khimchenko S.V., Blank T.A. Once Again about Determination and Detection Limits. Zhurnal analiticheskoj khimii = Journal of Analytical Chemistry, 2010, vol. 65, pp. 223–228. (In Russ.). https://doi.org/10.1134/S1061934810030020
Desai M.A. Phytoremediation: a Tool for Restoring Land Degraded Due to Opencast Coal Mining: PhD. Oxford Brookes University, 2013. 319 p.
Hu Z., Richter H., Sparovek G., Schnug E. Physiological and Biochemical Effects of Rare Earth Elements on Plants and Their Agricultural Significance: a Review. Journal of Plant Nutrition, 2004, no. 27, iss. 1, pp. 183–220. https://doi.org/10.1081/PLN-120027555
Kasimov N.S., Kosheleva N.E., Timofeev I.V. Ecological and Geochemical Assessment of Woody Vegetation in Tungsten-Molybdenum Mining Area (Buryat Republic, Russia). IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2016. vol. 41, art. no. 012026. https://doi.org/10.1088/1755-1315/41/1/012026
Klink A., Letachowicz B., Krawczyk J., Wisocka M. The Content of Heavy Metals in Soil and Silver Birch Leaves (Betula pendula Roth.) from Wabrzych and Gogow. Polish Journal of Environmental Studies, 2006, vol. 15, no. 2a, pp. 347–350.
Mikhailova Т.А., Shergina О.V., Kalugina O.V. Accumulation and Migration of Elements-Pollutants in “Soil-Plant” System within Urban Territory. Natural Science, 2013, vol. 5, no. 6, pp. 705–709. https://doi.org/10.4236/ns.2013.56087
Navrátil T., Nováková T., Shanley J.B., Rohovec J., Matoušková S., Vaňková M., Norton S.A. Larch Tree Rings as a Tool for Reconstructing 20th Century Central European Atmospheric Mercury Trends. Environmental Science & Technology, 2018, no. 52 (19), pp. 11060–11068. https://doi.org/10.1021/acs.est.8b02117
Piotrowska K., Panek E. Testing of Selected Phytoindicators for the Environmental Assessment of Areas under Various Levels of Pollution. Geomatics and Environmental Engineering, 2012, vol. 6, no. 4, pp. 73–81. http://dx.doi.org/10.7494/geom.2012.6.4.73
Samecka-Cymerman A., Kolon K., Kempers A.J. A Preliminary Investigation in Using Pohlia Nutans and Larix Decidua as Biomonitors of Air Pollution by the Coke Industry in Wałbrzych (SW Poland). Polish Journal of Environmental Studies, 2008, vol. 17, iss. 1, pp. 121–128.
Vosel Y., Belyanin D., Melgunov M., Vosel S., Mezina K., Kropacheva M., Shcherbov B. Accumulation of Natural Radionuclides (7Be, 210Pb) and Micro-Elements in Mosses, Lichens and Cedar and Larch Needles in the Arctic Western Siberia. Environmental Science and Pollution Research, 2021, vol. 28, pp. 2880–2892. https://doi.org/10.1007/s11356-020-10615-4
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2024 В.П. Макаров, Ю.В. Зима (Автор)
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
