The distribution distance of polycyclic aromatic hydrocarbons in the tundra zone under the impact of thermal power plant

Capa

Citar

Texto integral

Resumo

Being widely distributed in the tundra zone and highly sensible to temporal or spatial changes in composition of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in ecosystems, Pleurozium schreberi Brid. can serve a pollution indicator of tundra biocenoses with polyarenes. The purpose of the present study is estimating the PAH distribution distance in the tundra zone under the impact of thermal power plant (TPP). The study was conducted in the Bolshezemelskaya tundra area of the Vorkuta region (Komi Republic, Russia). The surface accumulation and total content of PAHs in Pleurozium schreberi and organic horizon of tundra surfacegley soils (Stagnic Cambisols) at the background site and sites removed from the TPP at 0.5; 1; 1.5; 3; 5 and 12 km were studied. The PAH content in Pleurozium schreberi under the impact of TPP changes with distance not linearly. The maximum accumulation was noted at 3 km distance, then the content of PAHs decreased and reached a background level of 12 km from the source. The high molecular weight structures seemed to be transported at distance of no more than 3 km and fell down to the moss surface. The light structures could fly further. This fact responded for concentration of heavy and light structures on particles with different diameter. The moss surface at the background and polluted sites did not contain naphthalene. The total polyarene capacity on the moss surface is relatively the same for the background and polluted sites. At 3 km site, there was a sharp increase in the mass fraction of surface PAH by a factor of 3 due to an increase in the mass fraction of 4-5 - nuclear polyarenes. Being contaminated, the moss activates the bioaccumulation processes of PAHs and so transports polyarenes from its surface to inner organs. The exclusion is a site at a distance of 3 km where the proportion of surface accumulation increased with maximum pollution, i.e., PAH ingress into moss decreased. Determined that the dead part of Pleurozium schreberi or the whole plant is to be used for true identification of polyarenes. The changes in polyarene content in organic soil horizons are the same as in Pleurozium schreberi . By the obtained data, PAHs in tundra can move at large distances. The background-like PAH values are estimated for the site as 12 km from the pollution source for Pleurozium schreberi . The background-like PAH values for organic soil horizons are not estimated. The obtained results agree with the cluster analysis data.

Sobre autores

Evgenia Yakovleva

Komi Science Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Autor responsável pela correspondência
Email: kaleeva@ib.komisc.ru
Código SPIN: 7916-3710

Candidate of Biological Sciences, researcher of the Department of Soil Science of the Institute of Biology

28 Kommunisticheskaya St, Syktyvkar, 167982, Russian Federation

Dmitriy Gabov

Komi Science Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: gabov@ib.komisc.ru
Código SPIN: 2777-7762

Ph.D., senior researcher of the Eco-Analytical Laboratory of the Institute of Biology

28 Kommunisticheskaya St, Syktyvkar, 167982, Russian Federation

Bibliografia

  1. Demin BN, Graevskii AP, Demeshkin AS, Vlasov SV. Pollution of soil-vegetation complex around Barentsburg Mine by polycyclic aromatic hydrocarbons. Arktika: Ekol. Ekon. 2012;3(7):62–73. (In Russ.)
  2. Li W, Chen B, Ding X. Environment and Reproductive Health in China: Challenges and Opportunities. Environmental Health Perspectives. 2012;120(5):A184–A185.
  3. Hamid N, Syed JH, Junaid M, Zhang G, Malik RN. 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;619–620:165–175.
  4. Sushkova SN, Minkina TM, Mandzhieva SS, Tyurina IG, Vasil’eva GK, Kızılkaya R. Monitoring of Benzo(a)pyrene Content in Soils Affected by the Long-Term Technogenic Contamination. Eurasian Soil Science. 2017;50(1):95–105.
  5. Ribeiro J, Silva TF, Mendonсa Filho JG, Flores D. Fly ash from coal combustion – an environmental source of organic compounds. Applied Geochemistry. 2014;44:103–110.
  6. Doegowska S, Migaszewski ZM. PAH concentration sin the moss species Hylocomium splendens (Hedw.) B.S.G. and Pleurozium schreberi (Brid.) Mitt. From the Kielce area (South-Central Poland). Ecotoxicology and Environmental Safety. 2011;74:1636–1644.
  7. Migaszewski ZM, Galuszka A, Crock JG, Lamothe PJ, Dolegowska S. Interspecies and interregional comparisons of the chemistry of PAHs and trace elements in mosses Hylocomium splendens (Hedw.) B.S.G. and Pleurozium schreberi (Brid.) Mitt. from Poland and Alaska. Atmospheric Environment. 2009;43:1464–1473.
  8. Tyurina IG, Sushkova SN, Minkina TM, Nazarenko OG, Mandzhieva SS, Bauer TV, Gimp AV. Benzo(a)pyrene content in natural grassy vegetation in the affected zone of the Novocherkassk power station. Plodorodie. 2015;6:46–48. (In Russ.)
  9. Radic S, Meduni G, Kuhari Z, Roje V, Maldini K, Vujcic V, Krivohlavek A. The effect of hazardous pollutants from coal combustion activity: Phytotoxicity assessment of aqueous soil extracts. Chemosphere. 2018;199:191–200.
  10. Khaustov AP, Redina MM. Indicator Ratios of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons for Geoenvironmental Studies of Natural and Technogenic Objects. Water Resources. 2017; 44(7):903–913.
  11. Yakovleva EV, Gabov DN, Beznosikov VA. Accumulation of polycyclic aromatic hydrocarbons in plants of the tundra zone at open coal mine. Vestnik instituta biologii Komi nauchnogo centra UroRAN. 2016;4:24–33. (In Russ.)
  12. Yakovleva EV, Gabov DN, Beznosikov VA, Kondratenok BM, Dubrovskiy YA. Accumulation of PAHs in Tundra Plants and Soils under the Influence of Coal Mining. Polycyclic Aromatic Compounds. 2017;37(2–3):203–218.
  13. Yakovleva EV, Gabov DN, Beznosikov VA. Temporary changes in polyarenes content in soils and plants under the influence of coal mining. RUDN Journal of Ecology and Life Safety. 2017;25(2):271–293.
  14. Yakovleva ЕV, Gabov DN, Beznosikov VA, Kondratenok BM. Accumulation of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Soils and Mosses of Southern Tundra at Different Distances from the Thermal Power Plant. Eurasian Soil Science. 2018;51(5):528–535.
  15. Gorshkov G, Mikhailova TA, Berezhnaya NS, Vereshchagin AL. Accumulation of polycyclic aromatic hydrocarbons in needles of Scots pine in Cis-Baikal region. Lesovedenie. 2008;2:21–26. (In Russ.)
  16. Li H, Liu G, Cao Y. Content and Distribution of Trace Elements and Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Fly Ash from a Coal-Fired CHP Plant. Aerosol and Air Quality Research. 2014;14:1179–1188.
  17. Verma SK, Masto RE, Gautam S, Choudhury DP, Ram LC, Maiti SK, Maity S. Investigations on PAHs and trace elements in coal and its combustion residues from a power plant. Fuel. 2015;162:138–147.
  18. Rovinsky FY, Teplitskaya TA, Alexeeva TA. Monitoring of polycyclic aromatic hydrocarbons. Leningrad, Hydrometeoizdat Publ.; 1988. (In Russ.)
  19. Orlov DS. Gumusovye kisloty pochv i obshhaya teoriya gumifikacii. Moscow, Izd-vo Mosk. un-ta; 1990. (In Russ.)
  20. Wilcke W. Polycyclic aromatic hydracarbons (PAHs) in soil: a review. J. Plant Nutr. Soil Sci. 2000;163:229–248.
  21. Atanassova I, Brummer GW. Polycyclic aromatic hydrocarbons of anthropogenic and biopedogenic origin in a colluviated hydromorphic soil of Western Europe. Geoderma. 2004;120:27–34.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».