Калининград, Калининградская область, Россия
Калининград, Калининградская область, Россия
Калининград, Калининградская область, Россия
УДК 504.75 Экология человека и окружающая среда
УДК 55 Геология. Геологические и геофизические науки
УДК 550.34 Сейсмология
УДК 550.383 Главное магнитное поле Земли
ГРНТИ 37.01 Общие вопросы геофизики
ГРНТИ 37.15 Геомагнетизм и высокие слои атмосферы
ГРНТИ 37.25 Океанология
ГРНТИ 37.31 Физика Земли
ГРНТИ 38.01 Общие вопросы геологии
ГРНТИ 36.00 ГЕОДЕЗИЯ. КАРТОГРАФИЯ
ГРНТИ 37.00 ГЕОФИЗИКА
ГРНТИ 38.00 ГЕОЛОГИЯ
ГРНТИ 39.00 ГЕОГРАФИЯ
ГРНТИ 52.00 ГОРНОЕ ДЕЛО
ОКСО 05.00.00 Науки о Земле
ББК 26 Науки о Земле
ТБК 63 Науки о Земле. Экология
BISAC SCI SCIENCE
В работе представлены результаты изучения аккумуляционных способностей мохообразных сильно нарушенного торфяника Виттгирренского, являющегося испытательной площадкой карбонового полигона «Росянка» в Калининградской области. Проведено сравнение накопительных способностей 13 видов мохообразных, типичных для торфяно-болотных местообитаний и отобранных на 7 репрезентативных площадках (Aulacomnium palustre, Campylopus introflexus, Polytrichum commune, P. strictum, Sphagnum capillifolium, S. centrale, S. cuspidatum, S. fuscum, S. magellanicum, S. riparium, S. squarrosum, S. teres) с эталонным видом Pleurozium schreberi. Методом рентгенофлуоресцентной спектроскопии идентифицировано содержание во мхах макро- и микроэлементов: Ca, Mn, Fe, Ni, Zn, Br, Rb и Sr. Показано, что средние концентрации данных элементов в экосистеме Виттгирренского торфяника ниже регионального фонового уровня. Сравнение полученных результатов с данными по менее антропогенно изменённым болотным экосистемам показало значимую разницу между накоплением Mn, Ni, Br, Rb и Sr. Выявлены сопоставимые концентрации во мхах Fe и Zn, но уровень Mn в несколько раз ниже, чем на неразработанных под торфодобычу болотах. Для оценки состояния и степени загрязнения болотных экосистем предлагается использовать Aulacomnium palustre и Polytrichum commune как наиболее схожие по аккумулирующей способности с эталонным видом-индикатором загрязнения атмосферного воздуха Pleurozium schreberi.
аккумуляционные способности, мохообразные, нарушенные торфяники, рентгенофлуоресцентная спектроскопия, биомониторинг, сфагновые мхи, Калининградская область
1. Ананян А. С., Королева Ю. В., Алексеёнок Ю. В. и др. Биомониторинг тяжёлых металлов на территории Калинин-градской области // Международный научно-исследовательский журнал. - 2020. - Т. 12, № 102. - С. 25-31. - DOI:https://doi.org/10.23670/IRJ.2020.102.12.038.
2. Ашихмина Т. Я., Тимонюк В. М., Большакова Е. В. и др. Мох Pleurozium schreberi как биоиндикатор загрязнения атмосферы в районе влияния объекта по уничтожению химического оружия // Естествознание и гуманизм: Сборник научных трудов. - Томск : Национальный исследовательский Томский государственный университет, 2008. - С. 112-113.
3. Бардунов Л. В. Древнейшие на суше / под ред. Ф. Э. Реймерс. - Новосибирск : Наука, 1984. - С. 157.
4. Богданова Я. А., Прохорова Н. В., Вергель К. Н. и др. Особенности накопления тяжёлых металлов и металлоидов в фитомассе бокоплодного мха Pleurozium schreberi (Brid.) Mitt. в условиях Красносамарского лесного массива (Самарская область) и национального парка «Бузулукский бор» (Оренбургская область) // Самарский научный вестник. - 2022. - Т. 11, № 1. - С. 24-30. - DOI:https://doi.org/10.55355/snv2022111101.
5. Бураева Е. А., Стасов В. В., Малышевский В. С. и др. Сезонное поведение 7Ве в приземном слое воздуха г. Ростова-на-Дону // Фундаментальные исследования. - 2013. - Т. 1. - С. 177-180.
6. Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях. - Москва : МИР, 1989. - С. 439.
7. Карбоновый полигон «Росянка». Научно-образовательный проект по изучению климатически активных парниковых газов. - 2021. - URL: http://rosyanka.kantiana.ru/ (дата обр. 17.07.2023).
8. Ковалевский А. Л. Биогеохимия растений. - Наука, 1991. - С. 290.
9. Королева Ю. В. Биоиндикация атмосферных выпадений тяжёлых металлов на территории Калининградской области // Вестник Российского государственного университета им. И. Канта. - 2006. - Т. 7. - С. 39-44.
10. Королева Ю. В. Использование мхов Hylocomium splendens и Pleurozium schreberi для оценки абсолютных значений атмосферных выпадений тяжёлых металлов в Калининградской области // Вестник Российского государствен- ного университета им. И. Канта. - 2010. - Т. 7. - С. 29-34.
11. Межибор А. М., Большунова Т. С. Биогеохимическая характеристика сфагновых мхов и эпифитных лишайников в районах нефтегазодобывающего комплекса Томской области // Известия Томского политехнического университета. - 2014. - Т. 325, № 1. - С. 205-213.
12. Мэннинг У. Д., Феддер У. А. Биомониторинг загрязнения атмосферы с помощью растений. - Ленинград : Гидрометеоиздат, 1975. - С. 141.
13. Напреенко М. Г. Болотные экосистемы // Природа Калининградской области. Водные объекты. - Калининград : Исток, 2015. - С. 56-76. - (справочное пособие).
14. Напреенко М. Г., Анциферова О. А., Напреенко-Дорохова Т. В. и др. Реконструкция изменений климата и углеродного баланса как задача карбоновых полигонов (на примере карбонового полигона «Росянка» в Калининградской области) // Сборник материалов международной научно-исследовательской конференции «Эмиссия парниковых газов сегодня и в геологическом прошлом: источники, влияние на климат и окружающую среду». - Казань : Казанский федеральный университет, 2022a. - С. 32.
15. Напреенко М. Г., Напреенко-Дорохова Т. В., Карелина В. И. и др. Мониторинг видового состава и эколого-ценотических характеристик сфагновых мхов на карбоновом полигоне «Росянка» (Калининградская область) // Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. Серия: Естественные и медицинские науки. - 2022b. - Т. 1. - С. 73-87.
16. Напреенко М. Г., Самерханова А. К., Анциферова О. А. и др. Экологическая реабилитация водно-болотных экосистем в рамках функционирования карбонового полигона в Калининградской области // Изучение водных и наземных экосистем: история и современность. Международная научная конференция, посвящённая 150- летию Севастопольской биологической станции - Института биологии южных морей имени А. О. Ковалевского и 45-летию НИС «Профессор Водяницкий», 13-18 сентября 2021 г. - Севастополь : Институт биологии южных морей имени А. О. Ковалевского РАН, 2021. - С. 641-642.
17. Нифонтова М. Г. Динамика содержания долгоживущих радионуклидов в мохово-лишайниковой растительности // Экология. - 1997. - Т. 4. - С. 273-277.
18. Носкова М. Г. Полевой атлас-определитель сфагновых мхов таёжной зоны Европейской России. - Тула : Аквариус, 2016. - С. 112.
19. Шевченко В. П., Филиппов Д. А., Гордеев В. В. и др. Содержание тяжёлых металлов в сфагновых мхах Вологодской области // Современные проблемы науки и образования. - 2011. - Т. 4.
20. Шиманская Е. И., Вардуни Т. В., Вьюхина А. А. и др. Разработка метода биотестирования недифференцированных факторов среды для территорий, приуроченных к зонам активных тектонических разломов, на основе анализа распределения морфологических изменений у ценозообразующих видов деревьев // Фундаментальные исследования. - 2013. - Т. 6. - С. 1778-1813.
21. Adamo P., Giordano S., Vingiani S., et al. Trace element accumulation by moss and lichen exposed in bags in the city of Naples (Italy) // Environmental Pollution. - 2003. - Vol. 122, no. 1. - P. 91-103. - DOI:https://doi.org/10.1016/s0269- 7491(02)00277-4.
22. Astolfi M. L., Massimi L., Rapa M., et al. A multi-analytical approach to studying the chemical composition of typical carbon sink samples // Scientific Reports. - 2023. - Vol. 13, no. 1. - P. 1-12. - DOI:https://doi.org/10.1038/s41598-023-35180-x.
23. Aulio K. Metal accumulation capacity of five species of Sphagnum moss // Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology. - 1985. - Vol. 35, no. 1. - P. 439-442. - DOI:https://doi.org/10.1007/bf01636535.
24. Ávila-Pérez P., Longoria-Gándara L. C., García-Rosales G., et al. Monitoring of elements in mosses by instrumental neutron activation analysis and total X-ray fluorescence spectrometry // Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. - 2018. - Vol. 317, no. 1. - P. 367-380. - DOI:https://doi.org/10.1007/s10967-018-5896-z.
25. Barry A., Ooi S. K., Helton A. M., et al. Carbon Dynamics Vary Among Tidal Marsh Plant Species in a Sea-level Rise Experiment // Wetlands. - 2023. - Vol. 43, no. 7. - DOI:https://doi.org/10.1007/s13157-023-01717-z.
26. Berg T., Pedersen U., Steinnes E. Environmental indicators for long-range atmospheric transported heavy metals based on national moss surveys // Environmental Monitoring and Assessment. - 1996. - Vol. 43, no. 1. - P. 11-17. - DOI:https://doi.org/10.1007/BF00399567.
27. Berg T., Røyset O., Steinnes E., et al. Atmospheric trace element deposition: Principal component analysis of ICP- MS data from moss samples // Environmental Pollution. - 1995. - Vol. 88, no. 1. - P. 67-77. - DOI:https://doi.org/10.1016/0269-7491(95)91049-Q.
28. Bowen H. Environmental Chemistry of the Elements. - Academic Press, 1979. - P. 333.
29. Clark R. B. Effect of aluminum on growth and mineral elements of al-tolerant and Al-intolerant corn // Plant and Soil. - 1977. - Vol. 47, no. 3. - P. 653-662. - DOI:https://doi.org/10.1007/BF00011034.
30. Daniels R. E., Eddy A. Handbook of European Sphagna. - Institute of Terrestrial Ecology, 1985. - P. 263.
31. Dierßen K. Bestimmungsschlüssel der Torfmoose in Norddeutschland. Vol. 50. - Mitteilungen der Arbeitsgemeinschaft Geobotanik in Schleswig-Holstein und Hamburg, 1996.
32. European surveys of heavy metal accumulation in mosses. - 2017. - URL: https://icpvegetation.ceh.ac.uk/our- science/heavy-metals (visited on 07/17/2023).
33. Fernández J. A., Carballeira A. A comparison of indigenous mosses and topsoils for use in monitoring atmospheric heavy metal deposition in Galicia (northwest Spain) // Environmental Pollution. - 2001. - Vol. 114, no. 3. - P. 431-441. - DOI:https://doi.org/10.1016/s0269-7491(00)00229-3.
34. Fernández J. A., Carballeira A. Biomonitoring metal deposition in Galicia (NW Spain) with mosses: factors affecting bioconcentration // Chemosphere. - 2002. - Vol. 46, no. 4. - P. 535-542. - DOI:https://doi.org/10.1016/s0045-6535(01)00060-1. Fernández J. A., Puche F., Gimeno C., et al. Primeros datos sobre el biocontrol de la deposición atmosférica de metales pesados en las provincias de Valencia, Castellón y Teruel mediante musgos terrestres // Ecología. - 1999. - Vol. 13. - P. 83-91.
35. Frontasyeva M., Vergel K., Urošević M. A., et al. Mosses as biomonitors of air pollution: 2015/2016 survey on heavy metals, nitrogen and POPs in Europe and beyond : tech. rep. / Report of the ICP Vegetation Moss Survey Coordination Centre. - Dubna, Russian Federation, 2020. - DOI:https://doi.org/10.13140/RG.2.2.30159.71848.
36. Frontasyeva M. V., Galinskaya T. Y., Krmar M., et al. Atmospheric deposition of heavy metals in northern Serbia and Bosnia-Herzegovina studied by the moss biomonitoring, neutron activation analysis and GIS technology // Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. - 2004. - Vol. 259, no. 1. - P. 141-144. - DOI:https://doi.org/10.1023/b:jrnc.0000015819.67830.60.
37. Galsomiès L., Letrouit M. A., Deschamps C., et al. Atmospheric metal deposition in France: initial results on moss calibration from the 1996 biomonitoring // Science of The Total Environment. - 1999. - Vol. 232, no. 1/2. - P. 39-47. - DOI:https://doi.org/10.1016/s0048-9697(99)00108-4.
38. Galuszka A. Geochemical background of selected trace elements in mosses Pleurozium schreberi (Brid.) Mitt. and Hylocomium splendens (Hedw.). B.S.G. from Wigierski National Park // Polish Journal of Environmental Study. - 2006. - Vol. 15, 2a. - P. 72-77.
39. González A. G., Pokrovsky O. S. Metal adsorption on mosses: Toward a universal adsorption model // Journal of Colloid and Interface Science. - 2014. - Vol. 415. - P. 169-178. - DOI:https://doi.org/10.1016/j.jcis.2013.10.028.
40. Gorelova S. V., Frontasyeva M. V., Volkova E. V., et al. Trace element accumulating ability of different moss species used to study atmospheric deposition of heavy metals in Central Russia: Tula Region case study // International Journal of Biology and Biomedical Engineering. - 2016. - Vol. 10. - P. 271-285.
41. Grodzińska K., Szarek-Łukaszewska G. Response of mosses to the heavy metal deposition in Poland - an overview // Environmental Pollution. - 2001. - Vol. 114, no. 3. - P. 443-451. - DOI:https://doi.org/10.1016/s0269-7491(00)00227-x.
42. Harmens H., Norris D. A., Sharps K., et al. Heavy metal and nitrogen concentrations in mosses are declining across Europe whilst some “hotspots” remain in 2010 // Environmental Pollution. - 2015. - Vol. 200. - P. 93-104. - DOI:https://doi.org/10.1016/j.envpol.2015.01.036.
43. Harmens H., Norris D. A., Steinnes E., et al. Mosses as biomonitors of atmospheric heavy metal deposition: Spatial patterns and temporal trends in Europe // Environmental Pollution. - 2010. - Vol. 158, no. 10. - P. 3144-3156. - DOI:https://doi.org/10.1016/j.envpol.2010.06.039.
44. Ignatov M. S., Afonina O. M., Ignatova E. A., et al. Checklist of mosses of East Europe and North Asia // Arctoa. - 2006. - Vol. 15, no. 1. - P. 1-130. - DOI:https://doi.org/10.15298/arctoa.15.01.
45. Itoh S., Yumura V. Studies on the contamination of vegetable crops by excessive absorption of heavy metals // Bulletin of the Vegetable and Ornamental Crops Research Station. - 1979. - Vol. 6a, no. 123.
46. Kempter H., Krachler M., Shotyk W., et al. Validating modelled data on major and trace element deposition in southern Germany using Sphagnum moss // Atmospheric Environment. - 2017. - Vol. 167. - P. 656-664. - DOI:https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2017.08.037.
47. Koroleva Y., Napreenko M., Baymuratov R., et al. Bryophytes as a bioindicator for atmospheric deposition in different coastal habitats (a case study in the Russian sector of the Curonian Spit, South-Eastern Baltic) // International Journal of Environmental Studies. - 2019. - Vol. 77, no. 1. - P. 152-162. - DOI:https://doi.org/10.1080/00207233.2019.1594301.
48. Manninen S., Sassi M.-K., Lovén K. Effects of nitrogen oxides on ground vegetation, Pleurozium schreberi and the soil beneath it in urban forests // Ecological Indicators. - 2013. - Vol. 24. - P. 485-493. - DOI:https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2012.08.008.
49. Markert B., Reus U., Herpin U. The application of TXRF in instrumental multielement analysis of plants, demonstrated with species of moss // Science of The Total Environment. - 1994. - Vol. 152, no. 3. - P. 213-220. - DOI:https://doi.org/10.1016/0048-9697(94)90312-3.
50. Markert B., Weckert V. Time-and-site integrated long-term biomonitoring of chemical elements by means of mosses // Toxicological & Environmental Chemistry. - 1993. - Vol. 40, no. 1-4. - P. 43-56. - DOI:https://doi.org/10.1080/02772249309357930.
51. McBride M. B. Retention of Cu2+, Ca2+, Mg2+, and Mn2+ by Amorphous Alumina // Soil Science Society of America Journal. - 1978. - Vol. 42, no. 1. - P. 27-31. - DOI:https://doi.org/10.2136/sssaj1978.03615995004200010007x.
52. Nagajyoti P. C., Lee K. D., Sreekanth T. V. M. Heavy metals, occurrence and toxicity for plants: a review // Environmental Chemistry Letters. - 2010. - Vol. 8, no. 3. - P. 199-216. - DOI:https://doi.org/10.1007/s10311-010-0297-8.
53. Onianwa P. C. Monitoring atmospheric metal pollution: a review of the use of mosses as indicators // Environmental Monitoring and Assessment. - 2001. - Vol. 71, no. 1. - P. 13-50. - DOI:https://doi.org/10.1023/A:1011660727479.
54. Pais I., Fehér M., Farkas E., et al. Titanium as a new trace element // Communications in Soil Science and Plant Analysis. - 1977. - Vol. 8, no. 5. - P. 407-410. - DOI:https://doi.org/10.1080/00103627709366732.
55. Pakarinen P., Tolonen K. Regional survey of heavy metals in peat mosses (Sphagnum) // AMBIO A Journal of the Human Environment. - 1976. - Vol. 5, no. 1. - P. 38-40.
56. Rasmussen L., Johnsen I. Uptake of Minerals, Particularly Metals, by Epiphytic Hypnum Cupressiforme // Oikos. - 1976. - Vol. 27, no. 3. - P. 483. - DOI:https://doi.org/10.2307/3543466.
57. Rühling Å., Larsen M. M., Department of Terrestrial Ecology. Atmospheric Heavy Metal Deposition in Europe 1995-1996 / ed. by E. Steinnes. - Nordic Council of Ministers, 1998. - P. 67.
58. Rühling Å., Skaerby L. National survey of regional heavy metal lead (Pb), cadmium (Cd), copper (Cu), nickel (Ni), vanadium (V), zinc (Zn) concentrations in moss Hylocomium splendens, Hypnum cupressiforme, Pleurozium schreberi, Sweden // Statens Naturvaardsverk. - 1979. - P. 28.
59. Rühling Å., Tyler G., Ruhling A. Sorption and Retention of Heavy Metals in the Woodland Moss Hylocomium splendens (Hedw.) Br. et Sch. // Oikos. - 1970. - Vol. 21, no. 1. - P. 92. - DOI:https://doi.org/10.2307/3543844.
60. Ryzhakova N. K., Rogova N. S., Borisenko A. L. Research of Mosses Accumulation Properties Used for Assessment of Regional and Local Atmospheric Pollution // Environmental Research, Engineering and Management. - 2014. - Vol. 69, no. 3. - P. 84-91. - DOI:https://doi.org/10.5755/j01.erem.69.3.5566.
61. Šoltés R., Gregušková E. Accumulation Characteristics of Some Elements in the Moss Polytrichum commune (Bryophytes) Based on XRF Spectrometry // Journal of Environmental Protection. - 2013. - Vol. 04, no. 06. - P. 522-528. - DOI:https://doi.org/10.4236/jep.2013.46061.
62. Steinnes E., Hanssen J. E., Rambæk J. P., et al. Atmospheric deposition of trace elements in Norway: Temporal and spatial trends studied by moss analysis // Water, Air, and Soil Pollution. - 1994. - Vol. 74, no. 1/2. - P. 121-140. - DOI:https://doi.org/10.1007/bf01257151.
63. Temmink R. J. M., Robroek B. J. M., Dijk G. van, et al. Wetscapes: Restoring and maintaining peatland landscapes for sustainable futures // Ambio. - 2023. - Vol. 52, no. 9. - P. 1519-1528. - DOI:https://doi.org/10.1007/s13280-023-01875-8.
64. Viana M., Hammingh P., Colette A., et al. Impact of maritime transport emissions on coastal air quality in Europe // Atmospheric Environment. - 2014. - Vol. 90. - P. 96-105. - DOI:https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2014.03.046.
65. Vuković G., Urošević M. A., Goryainova Z., et al. Active moss biomonitoring for extensive screening of urban air pollution: Magnetic and chemical analyses // Science of The Total Environment. - 2015. - Vol. 521/522. - P. 200-210. - DOI:https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2015.03.085.
66. Vyas B. N., Mistry K. B. Influence of clay mineral type and organic matter content on the uptake of 239Pu and 241Am by plants // Plant and Soil. - 1981. - Vol. 59, no. 1. - P. 75-82. - DOI:https://doi.org/10.1007/BF02183593.
67. Wehr J. D. Accumulation of heavy metals by aquatic bryophytes in streams and rivers in northern England : Durham theses / Wehr J. D. - Durham University, 1983. - P. 435.
68. Zawadzki K., Samecka-Cymerman A., Kolon K., et al. Metals in Pleurozium schreberi and Polytrichum commune from areas with various levels of pollution // Environmental Science and Pollution Research. - 2016. - Vol. 23, no. 11. - P. 11100-11108. - DOI:https://doi.org/10.1007/s11356-016-6278-0.
69. Zechmeister H. G. Annual growth of four pleurocarpous moss species and their applicability for biomonitoring heavy metals // Environmental Monitoring and Assessment. - 1998. - Vol. 52, no. 3. - P. 441-451. - DOI:https://doi.org/10.1023/A:1005843032625.
