The features of heavy metals and metalloids accumulation in the phytomass of the amphipodous moss Pleurozium schreberi (Brid.) Mitt. in the conditions of the Krasnosamarsky Forest area (Samara Region) and the National Park «Buzuluksky Bor» (Orenburg Region)
- Authors: Bogdanova Y.A.1, Prokhorova N.V.1, Vergel K.N.2, Frontasyeva M.V.2
-
Affiliations:
- Samara National Research University
- Joint Institute for Nuclear Research
- Issue: Vol 11, No 1 (2022)
- Pages: 24-30
- Section: Biological Sciences
- URL: https://journals.rcsi.science/2309-4370/article/view/108318
- DOI: https://doi.org/10.55355/snv2022111101
- ID: 108318
Cite item
Full Text
Abstract
The paper analyzes ecological and geochemical features of the moss Pleurozium schreberi (Brid.) Mitt., growing in artificial pine plantings of the National Park «Buzuluksky Bor» (Orenburg Region) and the Krasnosamarsky Forest (Samara Region). The research has been carried out within the framework of the International Program ICP Vegetation (https://icpvegetation.ceh.ac.uk), on the practical use of some bryophyte species in the environmental monitoring of multi-element air pollution in the countries of Western and Eastern Europe and a number of other countries. In the National Park «Buzuluksky Bor» and the Krasnosamarsky Forest, where species diversity and ecological characteristics of bryophytes have been studied for several years, the phytomass of the moss Pleurozium schreberi has been selected. This species is included in the species list proposed by the organizers of the research work under the UNECE ICP Vegetation Program. A multi-element analysis of Pleurozium schreberi phytomass has been carried out on the basis of the Frank Laboratory of Neutron Physics of the Joint Institute for Nuclear Research in Dubna using instrumental epithermal neutron activation analysis (ENAA). The biogeochemical similarity of the moss Pleurozium schreberi from the Krasnosamarsky Forest and «Buzuluksky Bor», estimated by the concentration coefficients, has manifested itself in relation to a large group of heavy metals and metalloids, characterized by a relatively low ability to accumulate in its phytomass (Ti, V, Cr, Fe, Co, As, Se, Rb, Sr, Mo, Cd). Some differences have been revealed in relation to the elements with the maximum accumulation: Cu and Zn in the Krasnosamarsky Forest area, Mn and Ni – in the «Buzuluksky Bor». A relatively low content of most of the analyzed heavy metals and metalloids in the soil of the studied territories as well as in the phytomass of the biomonitor moss Pleurozium schreberi allows us to consider them to be background for the steppe zone of the European part of the Russian Federation.
Full Text
##article.viewOnOriginalSite##About the authors
Yana Andreevna Bogdanova
Samara National Research University
Email: bogdanova.ya@yandex.ru
technician of Ecology, Botany and Nature Protection Department
Russian Federation, SamaraNataliya Vladimirovna Prokhorova
Samara National Research University
Email: natali.prokhorova.55@mail.ru
doctor of biological sciences, professor of Ecology, Botany and Nature Protection Department
Russian Federation, SamaraKonstantin Nikolaevich Vergel
Joint Institute for Nuclear Research
Email: verkn@mail.ru
researcher of Laboratory of Neutron Physics named after I.M. Frank
Russian Federation, DubnaMarina Vladimirovna Frontasyeva
Joint Institute for Nuclear Research
Author for correspondence.
Email: marina@nf.jinr.ru
candidate of physical and mathematical sciences, associate professor, advisor to the directorate of Laboratory of Neutron Physics named after I.M. Frank
Russian Federation, DubnaReferences
- Алексеенко В.А., Алексеенко А.В. Химические элементы в геохимических системах. Кларки почв селитебных ландшафтов. Ростов-на-Дону: Изд-во Южного федерального университета, 2013. 380 с.
- Trace elements: their distribution and effects in the environment / ed. by B. Markert, K. Friese. Elsevier Science, 2011. 600 p. doi: 10.1016/s0927-5215(00)x8002-2.
- Майстренко В.Н., Хамитов Р.З., Будников Г.К. Эколого-аналитический мониторинг супертоксикантов. М.: Химия, 1996. 319 с.
- Ермакова Е.В., Фронтасьева М.В., Стейннес Э. Изучение атмосферных выпадений тяжелых металлов и других элементов на территории Тульской области с помощью метода мхов-биомониторов // Экологическая химия. 2004. Т. 13, № 3. С. 167-180.
- Баргальи Р. Биогеохимия наземных растений. М.: Геос, 2005. 457 с.
- Frontasyeva M.V., Steinnes E., Harmens H. 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 - state of the art and perspectives / ed. M.A. Urošević, G. Vuković, M. Tomašević. New York: Nova Science Publishers, 2016. P. 1-20.
- Frontasyeva M., Harmens H., Uzhinskiy A., Chaligava O. et al. Mosses as biomonitors of air pollution: 2015/2016 survey on heavy metals, nitrogen and POPs in Europe and beyond // Report of the ICP Vegetation Moss Survey Coordination Centre, Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russian Federation, 2020. 136 p.
- Berg Т., Steinnes E. Use of mosses (Hylocomium splendens and Pleurozium schreberi) as biomonitors of heavy metal deposition: from relative to absolute deposition values // Environment Pollution. 1997. Vol. 98, № 1. P. 61-71. doi: 10.1016/S0269-7491(97)00103-6.
- Harmens H., Norris D. et al. Spatial and temporal trends in heavy metal accumulation in mosses in Europe (1990-2005). Bangor, Wales: Centre for Ecology and Hydrology, 2008. 51 p.
- Плаксина Т.И. Конспект флоры Волго-Уральского региона. Самара: Издательство «Самарский университет», 2001. 388 с.
- Steinnes E., Uggerud H.T., Pfaffhuber K.A., Berg T. Atmospheric deposition of heavy metals in Norway. National moss survey 2015. Oslo: Norwegian Environment Agency, 2015. 54 p.
- Прохорова Н.В., Матвеев Н.М., Павловский В.А. Аккумуляция тяжелых металлов дикорастущими и культурными растениями в лесостепном и степном Поволжье. Самара: Издательство «Самарский университет», 1998. 131 с.
- Прохорова Н.В. Тяжелые металлы в цветковых растениях лесостепного и степного Поволжья // Тяжелые металлы и радионуклиды в окружающей среде: докл. V междунар. науч.-практ. конф. Т. 1. Семипалатинск: Семипалатинский государственный педагогический институт, 2008. С. 404-406.
- Нифонтова М.Г. Содержание долгоживущих радионуклидов в моховом покрове зоны Восточно-Уральского радиоактивного следа // Экология. 1995. № 4. С. 326-329.
- Матвеев Н.М., Прохорова Н.В., Степурова Л.Э. Мхи как концентраторы тяжелых металлов // Самарская Лука: Бюллетень. 1992. № 3. С. 195-197.
- Черненькова Т.В. Реакция лесной растительности на промышленное загрязнение. М.: Наука, 2002. 191 с.
- Little P., Martin M.H. Biological monitoring of heavy metals pollution // Environmental Pollution. 1974. Vol. 6, № 4. P. 1-19. doi: 10.1016/0013-9327(74)90042-1.
- Мэннинг У.Д., Федер У.А. Биомониторинг загрязнения атмосферы с помощью растений. Л.: Наука, 1985. 143 с.
- Шарковскис П.А., Никодемус О.Э. Содержание металлов в продуктах эмиссии на придорожной полосе автодорог Латвии // Влияние выбросов автотранспорта на природную среду. Рига: Зинатне, 1989. С. 5-21.
- Steinnes E. Use of mosses as biomonitors of atmospheric deposition of trace elements // Biomonitoring of atmospheric pollution. IAEA-TECDOC-1152, International Atomic Energy Agency, Vienna, 2000. P. 100-107.
- Ковальский В.В., Петрунина Н.С. Геохимическая экология и эволюционная изменчивость растений // Доклады АН СССР. 1964. Т. 159, № 5. С. 1175-1178.
- Ефремов А.А., Шаталина Н.В., Стрижева Е.Н., Первышина Г.Г. Влияние экологических факторов на химический состав некоторых дикорастущих растений Красноярского края // Химия растительного сырья. 2002. № 3. С. 53-56.
- Кулагин А.А., Шагиева Ю.А. Древесные растения и биологическая консервация промышленных загрязнителей. М.: Наука, 2005. 190 с.
- Fränzle S. Chemical elements in plants and soil: parameters controlling essentiality (tasks for vegetation science 45). Springer, 2010. 204 p. doi: 10.1007/978-90-481-2752-8.
- Kabata-Pendias A. Trace elements in soil and plants. Boca Raton: CRC Press, 2011. 533 p. doi: 10.1201/b10158.
- Соловов А.П., Гаранин A.B. Геохимические спектры аномалий и дискриминантный анализ // Литохимические поиски рудных месторождений по их гипергенным ореолам и потокам рассеяния. Алма-Ата, 1968. С. 84-87.