| |
|
|
|
| |
| №4, 2024: Раздел 1. Экология |
<< Содержание номера
<< Архив
[RUS] / [ENG]Раздел 1. Экология
Э.А. Блинова, М.В. Фронтасьева, О. Чалигава, Б.И. Кочуров. Оценка атмосферных выпадений тяжелых металлов и других следовых элементов в Рязанской области на основе анализа мхов-биомониторов
DOI: 10.24412/1728-323X-2024-4-10-21
стр. 10-21
УДК 504.3.054
ОЦЕНКА АТМОСФЕРНЫХ ВЫПАДЕНИЙ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ И ДРУГИХ СЛЕДОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В РЯЗАНСКОЙ ОБЛАСТИ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА МХОВ-БИОМОНИТОРОВ
Э.А. Блинова, кандидат биологических наук, старший преподаватель кафедры географии, экологии и туризма, федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Рязанский государственный университет имени С. А. Есенина» (РГУ имени С.А. Есенина), Рязань, Рязанская область, e.blinova@365.rsu.edu.ru,
М.В. Фронтасьева, кандидат физико-математических наук, доцент, профессор РАЕ, Советник при Дирекции сектора нейтронного активационного анализа и прикладных исследований, Отделение ядерной физики, Лаборатории нейтронной физики им. И.М. Франка Объединенного института ядерных исследований, Дубна, Московская область, marina@nf.jinr.ru,
О. Чалигава, научный сотрудник, сектор нейтронного активационного анализа и прикладных исследований, Отделение ядерной физики, Лаборатории нейтронной физики им. И.М. Франка Объединенного института ядерных исследований, Дубна, Московская область, marina@nf.jinr.ru, omar.chaligava@ens.tsu.edu.ge,
Б.И. Кочуров, доктор географических наук, профессор, Институт географии Российской академии наук, Москва, camertonmagazin@mail.ru
Аннотация. Впервые для Рязанской области применен инструментальный нейтронный активационный анализ в сочетании с методом мхов-биомониторов для оценки атмосферных выпадений тяжелых металлов и других элементов. Определены концентрации 42 макро-, микро и следовых элементов в 63-х образцах мхов (Hylocomium splendens и Pleurozium schreberi, а также Hypnum cupressiforme, Sciuro-hypnum sp., Plagiothecium sp. и Ptilium sp.), собранных по относительно равномерной сетке на изучаемой территории. На основании аналитических результатов с помощью ГИС-технологий для Рязанской области построены карты пространственного распределения тяжелых металлов и других токсичных элементов. Использован метод многомерного статистического анализа (факторный анализ) для выявления основных источников загрязнений – крупных промышленных объектов, расположенных в данном регионе. Полученные результаты вошли в Атлас атмосферных выпадений тяжелых металлов, который издается Комиссией ООН по трансграничному переносу атмосферных выпадений в Европе (UNECE ICP Vegetation).
Ключевые слова: биомониторинг с помощью мхов, атмосферные выпадения, тяжелые металлы
Abstract. For the first time in the Ryazan Region, instrumental neutron activation analysis combined with the moss-biomonitor method has been applied to assess atmospheric deposition of heavy metals and other elements. Concentrations of 42 macro-, micro-, and trace elements were determined in 63 moss samples (Hylocomium splendens and Pleurozium schreberi, as well as Hypnum cupressiforme, Sciuro-hypnum sp., Plagiothecium sp., and Ptilium sp.), collected using a relatively uniform grid in the studied territory. Based on the analytical results, the maps of the spatial distribution of heavy metals and other toxic elements in the Ryazan Region were constructed using GIS technologies. Multivariate statistical analysis – factor analysis – was used to identify the main sources of pollution – large industrial facilities located in this area. The results obtained are included in the Atlas of Atmospheric Emissions of Solid Metals, which is published by the UNECE ICP Vegetation.
Keywords: moss biomonitoring, atmospheric pollution, heavy metals, UNECE ICP Vegetation
Библиографический список
1. Markert B. et al. On the road from environmental biomonitoring to human health aspects: monitoring atmospheric heavy metal deposition by epiphytic/epigeic plants: present status and future needs // Int. J. Environment and Pollution, 2008. −V. 32.− No. 4.− P. 486−498.
2. Mitra S. et al. Impact of heavy metals on the environment and human health: Novel therapeutic insights to counter the toxicity //Journal of King Saud University-Science. – 2022. – V. 34. – No.3. − 21p.
3. Кучумов В.В., Ляпкало А.А., Медведева О.В. Актуальность проблемы профилактики злокачественных новообразований для Рязанской области // Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова, 2014.− №1.− С.72-76 [электронный ресурс] Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/aktualnost-problemy-profilaktiki-zlokachestvennyh-novoobrazovaniy-dlya-ryazanskoy-oblasti (Дата обращения: 26.06.2024)
4. Frontasyeva M. V., Steinnes E. and H. Harmens. Monitoring long-term and large-scale deposition of air pollutants based on moss analysis // Biomonitoring of Air Pollution Using Mosses and Lichens: Passive and Active Approach .− Chapter in a book, State of the Art and Perspectives, Edts. M. Aničić Urošević, New-York, USA, 2016. – 51p.
5. Vergel K., Zinicovscaia, I., Yushin, N., Chaligava, O., Nekhoroshkov, P., Grozdov, D. Moss. Biomonitoring of Atmospheric Pollution with Trace Elements in the Moscow Region, Russia // Toxics, 2022, − Vol 10.− No 66. – P.66−77.
6. Вергель К. Н. и др. Метод мхов-биомониторов и ГИС-технологии в оценке воздушных загрязнений промышленными предприятиями Тихвинского района Ленинградской области //Экология урбанизированных территорий. – 2014. – №. 2. – С. 92−101.
7. Barandovski L. et al. Assessment of Atmospheric Deposition of Potentially Toxic Elements in Macedonia Using a Moss Biomonitoring Technique //Sustainability. – 2024. – Т. 16. – №. 2. – P. 748.
8. Алексеенок Ю.В., Фронтасьева М.В., Островная Т.М., Окина О.И. Метод мхов биомониторов, НАА и ААС в исследовании воздушных загрязнений Беларуси // Проблемы региональной экологии, 2015. Т.4.− С. 126– 134.
9. Ene А., Stihi С., Frontasyeva М., Pantelica А., Anghelina V. Nuclear and related techniques used for pollution investigations in environment and health risk assessment // 8th International Workshop on Biomonitoring of Atmospheric Pollution (BIOMAP 8), Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russian Federation, Poster, Programme and Abstracts, 2018.− 59p.
10. Фронтасьева, М.В. Нейтронный активационный анализ в науках о жизни. Обзор // Физика элементарных частиц и атомного ядра, 2011 − Том.42 − № 2 − С. 636-716.
11. Harmens H., Frontasyeva M. Heavy metals, nitrogen and POPs in European mosses: 2015 survey. ICP Vegetation Programme Coordination Centre, CEH Bangor, UK [электронный ресурс] Режим доступа: http://icpvegetation.ceh.ac.uk/publications/documents/MossmonitoringMANUAL-2015-17.07.14.pdf
12. European Atlas: Spartial and temporal trends in heavy metal accumulation in mosses in Europe (1990—2005), UNECE ICP Vegetation. Editors: Harmens H., Norris D. and participants of the moss survey. Centre for Ecology & Hydrology, University of Wales Bangor, United Kingdom, 2008. – 51p.
13. Frontasyeva M.V., Harmens H., Chaligava О., Uzhinskiy А. and the participants of the moss survey. Mosses as biomonitors of air pollution: 2015/2016 survey o heavy metals, nitrogen and POPs in Europe and beyond. ISBN: 978-5-9530-0508-1, 2020.− 165p.
14. Состояние загрязнения атмосферы в городах на территории России за 2022г./ Ежегодник. Федеральное государственное бюджетное учреждение «Главная геофизическая обсерватория им. А.И. Воейкова», Росгидромет, 2023. − 256с. [электронный ресурс] Режим доступа: http://voeikovmgo.ru/images/stories/publications/2023/ (дата обращения: 24.06.2024г.).
15. Иванов Е.С., Виноградов Д.В., Бышов Н.В., Барановский А.В, Блинова Э.А. Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов. Рязань: ФГБОУ ВО РГАТУ имени П.А. Костычева, 2019. − 310 с.
16. Доклад об экологической ситуации в Рязанской области в 2012 году / Министерство природопользования и экологии Рязанской обл.; под ред. И. В. Авдеева. Рязань: Рязанский ин-т развития образования, 2013. − 127 с.
17. Кривцов В.А. и др. Природный потенциал ландшафтов Рязанской области: Монография / под ред. В.А. Кривцова и С.А. Тобратова. Рязань, Изд-во РГУ им. С.А. Есенина, 2011.−720 с.
18. Chaligava O., Shetekauri Sh., Wael M. Badawy, Frontasyeva M.B., Zinicovscaia I., Shetekauri T., Kvlividze A., Vergel K., Yushin N. Characterization of trace elements in atmospheric deposition studied by moss biomonitoring in Georgia // Archives of environmental contamination and toxicology, 2021.−Vol. 80. P. 350−367.
19. Публичный реестр объектов негативного воздействия [электронный ресурс]: Режим доступа. − https://registries.rpn.gov.ru/rpn/fgen-object?pcurrent_page=1&pper_page=20&plast_page=1&ffilter_contains%5Bshort_name_organization%5D=%D1%80%D1%8F%D0%B7%D0%B0%D0%BD&oid=desc (проверено 24.06.2024).
20. Steinnes E. et al. Atmospheric deposition of heavy metals in Norway. National moss survey 2015 //NILU rapport. – 2017.−56p.
21. Арляпов В.А., Волкова Е.М., Нечаева И.А., Скворцова Л.С. Содержание тяжелых металлов в почве как индикатор антропогенного загрязнения Тульской области // Известия Тульского государственного университета. Естественные науки, 2015. − Вып.4.− С.194−204.
22. Stafilov T. et al. Moss biomonitoring of air pollution around the coal mine and Bitola thermoelectric power plant, North Macedonia //Contaminant Levels and Ecological Effects: Understanding and Predicting with Chemometric Methods, 2021. – P. 75−100.
ASSESSMENT OF ATMOSPHERIC DEPOSITION OF HEAVY METALS AND OTHER TRACE ELEMENTS IN THE RYAZAN REGION BASED ON THE ANALYSIS OF MOSS-BIOMONITORS
E.A. Blinova, Ph. D. (Biology), Department of Geography, Ecology and Tourism, Institute of Natural Sciences, FGBOU VO Yesenin Ryazan State University, Ryazan, Russia, e.blinova@365.rsu.edu.ru
M.V. Frontasyeva, Ph. D. (Physical and Mathematical Sciences), Russian Academy of Natural Sciences, Advisor to Directorate Sector for Neutron Activation Analysis and Applied Research, Department of Nuclear Physics, Frank Laboratory of Neutron Physics, Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia, marina@nf.jinr.ru,
O. Chaligava, Researcher, Sector for Neutron Activation Analysis and Applied Research, Department of Nuclear Physics, Advisor to Directorate Sector for Neutron Activation Analysis and Applied Research, Department of Nuclear Physics, Frank Laboratory of Neutron Physics, Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia, omar.chaligava@ens.tsu.edu.ge,
B.I. Kochurov, Ph. D. (Geographical Sciences), Dr. Habil., Institute of Geography of the Russian Academy of Sciences (IGRAS), Moscow, Russia camertonmagazin@mail.ru
References
1. Markert B. et al. On the road from environmental biomonitoring to human health aspects: monitoring atmospheric heavy metal deposition by epiphytic/epigeic plants: present status and future needs. Int. J. Environment and Pollution. 2008. Vol. 32. No. 4. P. 486−498.
2. Mitra S. et al. Impact of heavy metals on the environment and human health: Novel therapeutic insights to counter the toxicity. Journal of King Saud University-Science. 2022. Vol. 34. No. 3. (101865).
3. Kuchumov V.V., Lyapkalo A.A., Medvedeva O.V. Aktual'nost' problemy profilaktiki zlokachestvennyh novoobrazovanij dlja Rjazanskoj oblasti Rossijskij mediko-biologicheskij vestnik imeni akademika I.P. Pavlova. [Relevance of the problem of prevention of malignant neoplasms in the Ryazan Region. Academician I.P. Pavlov Russian Medical and Biological Bulletin, 2014]. Eletronic resource. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/aktualnost-problemy-profilaktiki-zlokachestvennyh-novoobrazovaniy-dlya-ryazanskoy-oblasti. Access date: 26.06.2024 [in Russian].
4. Frontasyeva M. V., Steinnes E. and H. Harmens. Monitoring long-term and large-scale deposition of air pollutants based on moss analysis. Biomonitoring of Air Pollution Using Mosses and Lichens: Passive and Active Approach. Chapter in a book, State of the Art and Perspectives, Edts. M. Aničić Urošević, New-York, USA, 2016. 51p.
5. Vergel K., Zinicovscaia, I., Yushin, N., Chaligava, O., Nekhoroshkov, P., Grozdov, D. Moss. Biomonitoring of Atmospheric Pollution with Trace Elements in the Moscow Region, Russia. Toxics, 2022. Vol. 10. No. 66. P. 66−77.
6. Vergel' K. N., Goryaynova, Z. I., Vikhrova, I. V., Frontasyeva, M. V. Metod mhov-biomonitorov i GIS-tehnologii v ocenke vozdushnyh zagrjaznenij promyshlennymi predprijatijami Tihvinskogo rajona Leningradskoj oblasti. Jekologija urbanizirovannyh territorij [Method of moss-biomonitors and GIS technology in assessing air pollution by industrial enterprises of the Tikhvin District of the Leningrad Region. Ecology of Urban Areas] 2014. No. 2. P. 92−101. [in Russian].
7. Barandovski L., Stafilov, T., Šajn, R., Bačeva Andonovska, K., Frontasyeva, M., Zinicovscaia, I. Assessment of Atmospheric Deposition of Potentially Toxic Elements in Macedonia Using a Moss Biomonitoring Technique. Sustainability. 2024. Vol. 16. No. 2. P. 748.
8. Alekseenok Ju.V., Frontasyeva M.V., Ostrovnaya T.M., Okina O.I. Metod mhov biomonitorov, NAA i AAS v issledovanii vozdushnyh zagrjaznenij Belarusi. Problemy regional'noj jekologii [Method of moss biomonitors, NAA and AAS in the study of air pollution in Belarus]. 2015. No. 4. P.126–134 [in Russian].
9. Ene А., Stihi С., Frontasyeva М., Pantelica А., Anghelina V. Nuclear and related techniques used for pollution investigations in environment and health risk assessment. 8th International Workshop on Biomonitoring of Atmospheric Pollution (BIOMAP 8), Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russian Federation, Poster, Programme and Abstracts, 2018. 59p.
10. Frontasyeva M.V. Nejtronnyj aktivacionnyj analiz v naukah o zhizni. Obzor Fizika jelementarnyh chastic i atomnogo jadra [Neutron activation analysis in life sciences. Review. Physics of elementary particles and the atomic nucleus] 2011. Vol.42. No 2. P. 636−716 [in Russian].
11. Harmens H., Frontasyeva M. Heavy metals, nitrogen and POPs in European mosses: 2015 survey. ICP Vegetation Programme Coordination Centre, CEH Bangor, UK. Eletronic resource. URL: http://icpvegetation.ceh.ac.uk/publications/documents/MossmonitoringMANUAL-2015-17.07.14.pdf
12. European Atlas: Spartial and temporal trends in heavy metal accumulation in mosses in Europe (1990−2005), UNECE ICP Vegetation. Editors: Harmens H., Norris D. and participants of the moss survey. Centre for Ecology Hydrology, University of Wales Bangor, United Kingdom, 2008. P. 51.
13. Frontasyeva M.V., Harmens H., Chaligava О., Uzhinskiy А. and the participants of the moss survey. Mosses as biomonitors of air pollution: 2015/2016 survey on heavy metals, nitrogen and POPs in Europe and beyond. ISBN: 978-5-9530-0508-1, 2020.165p.
14. Sostojanie zagrjaznenija atmosfery v gorodah na territorii Rossii za 2022. Ezhegodnik. Federal'noe gosudarstvennoe bjudzhetnoe uchrezhdenie Glavnaja geofizicheskaja observatorija im. A.I. Voejkova, Rosgidromet [State of air pollution in cities in Russia for 2022] 256p. Eletronic resource. — URL: http://voeikovmgo.ru/images/stories/publications/2023/ access data: 26.06.2024 (in Russian).
15. Ivanov E.S., Vinogradov D.V., Byshov N.V., Baranovskiy A.V, Blinova Je.A. Ohrana okruzhajushhej sredy i racional'noe ispol'zovanie prirodnyh resursov [Environmental protection and rational use of natural resources]. Rjazan': FGBOU VO RGATU imeni P.A. Kostycheva, 2019. 310 p. [in Russian].
16. Doklad ob jekologicheskoj situacii v Rjazanskoj oblasti v 2012 godu. Ministerstvo prirodopol'zovanija i jekologii Rjazanskoj obl.; pod red. I. V. Avdeeva [Report on the environmental situation in the Ryazan Region in 2012 / Ministry of Natural Resources and Ecology of the Ryazan Region; ed. I. V. Avdeeva] Ryazan, 2013. 127 p. [in Russian].
17. Krivtsov V.A. et al. Prirodnyj potencial landshaftov Rjazanskoj oblasti: Monografija / pod red. V.A. Krivtsova i S.A. Tobratova. Rjazan', Izd-vo RGU im. S.A. Esenina [Natural potential of landscapes of the Ryazan Region: Monograph ed.by V.A. Krivtsov and S.A. Tobratov] Ryazan, 2011. 720p. [in Russian].
18. O. Chaligava, Sh. Shetekauri, Wael M. Badawy, Marina V. Frontasyeva, I. Zinicovscaia, T. Shetekauri, A. Kvlividze, K. Vergel, and N. Yushin Characterization of trace elements in atmospheric deposition studied by moss biomonitoring in Georgia. Archives of environmental contamination and toxicology, 2021. P. 350−367. https://doi.org/10.1007/s00244-020-00788-x
19. Publichnyj reestr ob#ektov negativnogo vozdejstvija [Public register of objects of negative impact] Eletronic resource. — URL: https://registries.rpn.gov.ru/rpn/fgen-object?pcurrent_page=1&pper_page=20&plast_page=1&ffilter_contains%5Bshort_name_organization%5D=%D1%80%D1%8F%D0%B7%D0%B0%D0%BD&oid=desc access data: 26.06.2024 [in Russian].
20. Steinnes E. et al. Atmospheric deposition of heavy metals in Norway. National moss survey 2015. NILU rapport. 2017. 56p.
21. Arlyapov V.A., Volkova E.M., Nechaeva I.A., Skvorcova L.S. Soderzhanie tjazhelyh metallov v pochve kak indikator antropogennogo zagrjaznenija Tul'skoj oblasti. Izvestija Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Estestvennye nauki [The content of heavy metals in the soil as an indicator of anthropogenic pollution in the Tula Region. Newsletters of the Tula State University. Natural Sciences] Tula, 2015. No. 4. P. 194−204. [in Russian].
22. Stafilov T. et al. Moss biomonitoring of air pollution around the coal mine and Bitola thermoelectric power plant, North Macedonia. Contaminant Levels and Ecological Effects: Understanding and Predicting with Chemometric Methods. 2021. P. 75−100.
Прикреплённые файлы:
<< Содержание номера
<< Архив
Дата последнего обновления: 21:09:33/20.04.26
|
|
 |
| |
|
| |
|
|
|
| |
|
|
|
| |
 |
ИАА "Информ-Экология" |
|
 |
| |
|
| |
|
|
| | |
| |
|
|
|
| |
|
Министерство природных ресурсов Российской Федерации |
|
|
| |
|
| |
|
|
| | |
| |
|
|
|
| |
|
Счётчик |
|
|
| |
|
| |
|
|
| | |
|
