Накопление полиаренов в почвах и кустарниках Betula nаnа в условиях южной тундры

Автор: Яковлева Е.В., Габов Д.Н., Вежов К.С.

Журнал: Известия Коми научного центра УрО РАН @izvestia-komisc

Рубрика: Биологические науки

Статья в выпуске: 2 (34), 2018 года.

Бесплатный доступ

Исследовано накопление полиаренов (ПАУ) в органогенных горизонтах почв и кустарниках Betula nаnа в зоне техногенного воздействия угольной шахты. Установлено двукратное превышение содержания ПАУ в растениях на загрязненных участках относительно фонового, 7-8-кратное - в почвах. С удалением от источника эмиссии вклад поверхностного загрязнения в общее содержание ПАУ в Betula nаnа оставался неизменным для суммарной массовой доли ПАУ и варьировал для индивидуальных структур. ПАУ активно проникали в листья, ветви и кору кустарника, в стебли попадали в незначительных количествах, концентрировались на поверхности корней. При исследовании краткосрочного загрязнения могут быть использованы листья, для анализа долгосрочного воздействия - кора Betula nаnа.

Еще

Полиарены, betula nаnа, почва, южная тундра, добыча угля

Короткий адрес: https://sciup.org/149128770

IDR: 149128770   |   УДК: [504.43+504.73].054:

Accumulation of pоlyarenes in soils and shrubs of Betula nana in the southern tundra

The studies of polyarenes content in Betula nana shrub and organogenic horizon of tundra surface gley soil were performed at control site 6 km from the Khanovey railway station and at a distance of 0,5; 1 and 1,5 km from the “Vorkutinskaya” coal mine. It was found that the polyarenes content in Betula nаnа in the polluted areas exceeded the background values 2 times and decreased slightly with the distance from the mine. The greatest frequency of exceeding the background values were found for chrysene and heavy polyarenes. The changes in the content of polyarenes in Betula nana, depending on the distance from the mine, were statistically insignificant. The content of polyarenes in soils of contaminated sites exceeded the background values 7-8 times and decreased slightly with the distance from the source of contamination. It is shown that polyarenes, including heavy ones, in tundra conditions can migrate to a distance of more than 1,5 km. It was revealed that the contribution of surface contamination to the total polyarene content in the plant for all studied sites was approximately the same and amounted to about 20%. Thus, the contribution of different polyarenes structures in the content of polyarenes on the surface of the shrub changed, that depended mainly on their mass. The obtained results indicate the active penetration, mainly of light polyarenes, in the leaves, branches and bark of Betula nаnа at a high level of pollution. At a distance of 1,5 km from the mine, the transport of polyarenes to the surface decreased which led to their lower accumulation. Penetration of polyarenes to the stems of Betula nаnа was low. Polyarenes concentrated on the roots surface that complicated their transport to the terrestrial part of the plant. It is established that at the control site and the sites located at a distance of 1 and 1,5 km from the mine, polyarenes were of petrogenic origin; at a distance of 0,5 km from the mine an additional contribution of pyrogenic polyarenes was revealed due to the proximity of the auto road. Owing to the wide prevalence and the ability to accumulate polyarenes from the environment, Betula nana can be used as an indicator species characterizing the degree of contamination of the territory with polyarenes. When investigating the recent contamination, the leaves of the plant can be used, to analyze the long-term impact it is better to use the bark of Betula nаnа.

Еще

Список литературы Накопление полиаренов в почвах и кустарниках Betula nаnа в условиях южной тундры

  • Hamid N., Syed J.H., Junaid M. et al. Elucidating the urban levels, sources and health risks of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in Pakistan: Implications for changing energy demand // Science of the Total Environment.2017. Vol. 619-620. P. 165-175
  • Яковлева Е.В., Безносиков В.А., Кондратенок Б.М., Хомиченко А.А. Генотоксические эффекты в растениях Tradescantia (clon 02), индуцированные бенз[a]пиреном // Сибирский экологический журнал. 2011. №6. С. 805-812
  • Li W., Chen B., Ding X. Environment and Reproductive Health in China: Challenges and Opportunities // Environmental Health Perspectives. 2012. Vol. 120. №5. P. A184-A185
  • Accumulation of PAHs in Tundra Plants and Soils under the Influence of Coal Mining / E.V.Yakovleva, D.N.Gabov, V.A.Beznosikov, B.M.Kondratenok, Y.A.Dubrovskiy // Polycyclic Aromatic Compounds. 2017. Vol. 37.№. 2-3. P.203-218
  • Тентюков М.П. Изменение информативности индикационных характеристик тундровых кустарников в условиях аэротехногенного загрязнения // Сибирский экологический журнал. 2008. № 2. С. 217-224
  • Ophof A.A., Oldeboer K.W., Kumpula J. Intake and chemical composition of winter and spring forage plants consumed by semidomesticated reindeer (Rangifer tarandus tarandus) in Northern Finland // Animal feed science and technology. 2013. Vol. 185. № 3- 4. P. 190-195
  • Luttmer C., Ficko S., Reimer K., Zeeb B. Deciduous vegetation (Betula glandulosa) as a biomonitor of airborne PCB contamination from a local source in the Arctic // Science of the total environment. 2013. Vol.445. P. 314- 320
  • Bargagli R. Trance elements in terrestrial plants: an ecological approach to biomonitoring and biorecovery. M.: GEOS, 2005. 457 p
  • De Nicola F., Spagnuolo V., Baldantoni D. et al. Improved biomonitoring of airborne contaminants by combined use of holm oak leaves and epiphytic moss // Chemosphere. 2013.№92. P. 1224-1230
  • Terzaghi E., Zacchello G., Scacchi M. et al. Towards more ecologically realistic scenarios of plant uptake modeling for chemicals: PAHs in a small forest //Science of the Total Environment. 2015. Vol. 505. P. 329-337
  • Jouraeva V.A., Johnson D.L., Hassett J.P., Nowak D.J. Differences in accumulation of PAHs and metals on the leaves of Tilia euchlora and Pyrus calleryana // Environ. Pollution. 2002. Vol. 120. P. 331-338
  • Горшков А.Г., Михайлова Т.А., Бережная Н.С., Верещагин А.Л. Накопление полициклических ароматических углеводородов в хвое сосны обыкновенной на территории Прибайкалья// Лесоведение. 2008. №2. С. 21-26
  • Laumann S., Micic V., Kruge M.A. et al. Variations in concentrations and compositions of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in coals related to the coal rank and origin // Environmental Pollution. 2011. Vol. 159. P. 2690-2697
  • Яковлева Е.В., Габов Д.Н., Безносиков В.А., Кондратенок Б.М. Накопление полициклических ароматических углеводородов в почвах и растениях тундровой зоны под воздействием угледобывающей промышленности // Почвоведение. 2016. №. 11. C. 1402-1412
  • Яковлева Е.В., Габов Д.Н., Безносиков В.А. Полициклические ароматические углеводороды в Pleurozium schreberi в условиях аэротехногенного воздействия // Теоретическая и прикладная экология. 2017. № 3. С. 47-57
  • Углеводородное состояние почв в условиях загрязнения атмосферы локализованным промышленным источником / А.Н.Геннадиев, А.П.Жидкин, Ю.И.Пиковский, Р.Г.Ковач, Т.С.Кошовский, Н.И.Хлынина // Почвоведение. 2016. № 9. С. 1068-1078
  • Мониторинг содержания бенз(а)пирена в почвах под влиянием многолетнего техногенного загрязнения / С.Н.Сушкова, Т.М.Минкина, С.С.Манджиева, И.Г.Тюрина, Г.К.Васильева, Р.Кизилкая // Почвоведение. 2017.№ 1. C. 1-12
  • Маковская Т.И., Дьячкова С.Г. Органические загрязнители в почвенно-растительном покрове зоны влияния шпалопропиточного производства // Вестник Коми республиканской Академии государственной службы и управления. 2009. №6. С.67-72
  • Галиулин Р. В., Башкин В.Н. Особенности поведения стойких органических загрязнителей в системе атмосферные выпадения - растение - почва //Агрохимия. 1999. № 12. С. 69-77
  • Хаустов А.П., Редина М.М. Трансформация нефтепродуктов как источник токсичных загрязнений природных сред // Экология и промышленность России. 2012. № 12. С. 38-44
  • Cvetković А., Jovašević-Stojanović M., Matić- Besarabić S. et al. Comparison of sources of urban ambient particle bound pahs between nonheating seasons 2009 and 2012 in Belgrade, Serbia // Chem. Ind. Chem. Eng. Q. 2015. № 21 (1). P. 211-219
Еще