Бриогеохимическое геостатистическое изучение атмосферного загрязнения Северной Украины

Методом бриогеохимической индикации с использованием в качестве индикатора мха Pleurozium schreberi (Brid.) Mitt. на территории Северной Украины изучены закономерности поступления в приземную атмосферу, миграции и седиментации в ней K, Ca, S, Mg, Al, P, Fe, Mn, Na, Zn, Ba, Ti, Sr, B, Cu, Pb, Ni, Cr, V, Se, Cd, Co. Для каждого элемента составлены карты уровней содержания в образцах мха. База данных этих содержаний (131 точка пробоотбора) изучена с помощью методов факторного анализа и биплот. Это позволило выявить основные причины поступления в воздух атмосферных поллютантов, их миграции в нем и седиментации на дневную поверхность. Для изучения особенностей пространственного распределения уровней содержания химических элементов во мху P. schreberi был использован метод вариограммного анализа. Установлено, что согласно наиболее общим закономерностям этого распределения изученные химические элементы объединяются в четыре группы: Fe, Mn, Se; Mg, Zn, Cu, Cr, Cd, Co; K, P, Ba, Ti, Sr, Ni, Pb; Ca, S, Al, Na, B, V. Группы отличаются по особенностям размещения пятен-аномалий в пространстве, по размерам аномалий и по их контрастности, а также — анизотропностью и изотропностью конфигурации поля концентрации химических элементов в образцах мха.

1. Геохимия окружающей среды / под ред. Ю.Е. Сает, Б.А. Ревич, Е.П. Янин и др. М.: Недра, 1990. 335 с.

2. 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 / Препринт. Р14-2002-15. Дубна, 2002. 18 с.

3. Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях / Пер. с англ. М.: Мир, 1989. 440 с.

4. Тютюнник Ю.Г., Андреев М.П., Даунис-и-Эстаделья Дж., Мартин-Фернандес Дж., Блюм О.Б. Биогеохимические исследования атмосферного загрязнения Южных Шетландских островов (Антарктида) // Биосфера. 2014. Т. 6. № 3. С. 167—177.

5. Тютюнник Ю.Г., Блюм О.Б., Шабатура А.В. Атмосферное загрязнение мышьяком и тяжелыми металлами Украинских Карпат и предгорных территорий // Геогр. и природ. ресурсы. 2005. № 1. С. 138—146.

6. Тютюнник Ю.Г., Горлицький Б.О. Техногенне забруднення міських грунтів України (феноменологічний аналіз) // Доповіді НАН України. 2000. № 6. С. 208—211.

7. Тютюнник Ю.Г., Толосана-Дельгадо Р., Павловски-Глан В., Блюм О.Б. Тяжелые металлы — индикаторы причин атмосферного загрязнения в Украинских Карпатах (геостатистический анализ) // Геоэкология. 2006. № 5. С. 433—439.

8. Физико-географическое районирование Украинской ССР / Под ред. В.П. Попова, А.М. Маринича, А.И. Ланько. К.: Изд-во Киев. ун-та, 1968. 684 с.

9. Шабатура А.В., Блюм О.Б., Тютюнник Ю.Г. Региональные атмогеохимические поля в центральной части северной Украины по данным бриогеохимической индикации // Биосфера. 2018. Т. 10. № 1. С. 23—25.

10. Cressie N. Statistics for Spatial Data. N.Y.: John Wiley and Sons, 1991. 900 p.

11. Culicov O.A., Frontasyeva M.V., Steinnes E., Okina O.S., Santa Zs., Todoran R. Atmospheric Deposition of Heavy Metal Around the Lead and Copper-Zinc Smelters in Baia Mare, Romania, Studies by the Moss Biomonitoring Technique, Neutron Activation Analysis and Flame Atomic Absortion Spectrometry. Preprint E-14-2002-102. Dubna, 2002. 12 p.

12. Dimovska B., Sajn R., Stafilov T., Baceva K., Tanaselia C. Determination of atmospheric pollution around the thermoelectric power plant using a moss biomonitoring // Air Qual. Atmos. Health. 2014. № 7. P. 541—557.

13. Frontasyeva M.V., Smirnov L.I., Steinnes E., Lyapunov S.M., Cherchintsev V.D. A Heavy Metal Atmospheric Deposition Study in the South Ural Mountains. Preprint D14-2002-69. Dubna, 2002. 14 p. http://www1.jinr.ru/Preprints/2002/069(D14-2002-69)e.pdf (дата обращения 10.04.2020).

14. Greenacre M. Biplots in Practice. Bilbao: Fundacibn BBVA, 2010. 240 p.

15. Harmens H., Norris D.A., Sharps K., Mills G., Alber R., Alek-siayenak Y., Blum O., Cucu-Man S-M., Dam M., DeTemmerman L., Ene A., Fernandez J.A., Martinez-Abaigar J., Frontasyeva M., Godzik B., Jeran Z., Lazo P., Leblond S., Liiv S., Magntisson S.H., Mankovski B., Pihl Karlsson G., Piispanen J., Poikolainen J., Santamaria J.M., Skudnik M., Spiric Z., Stafilov T., Steinnes E., Stihi C., Suchara I., Thoni L., Todoran R., Yurukova L., Zechmeister H.G. Heavy metal and nitrogen concentrations in mosses are declining across Europe whilst some “hotspots” remain in 2010 // Env. Pollut. 2015. V. 200. P. 93—104.

16. Heavy Metals, Nitrogen and POPs in European Mosses: 2015 — Survey Monitoring Manual: International Cooperative Programme on Effects of Air Pollution on Natural Vegetation and Crops. Working Group on Effects Convention on Long-range Transboundary Air Pollution, 2015. 26 p. https://icpvegetation.ceh.ac.uk/sites/default/files/Moss%20protocol%20manual.pdf (дата обращения 10.04.2020).

17. Lazo P., Steinnes E., Qarri F., Allajbeu Sh., Kane K., Stafilov T., Frontasyeva M.V., Harmens H. Origin and spatial distribution of metals in moss samples in Albania: A hotspot of heavy metal contamination in Europe // Chemosphere. 2018. V. 190. P. 337—349.

18. Martín-Fernández J.A., Daunis-i-Estadella J., Tyutyunnik Yu.G. Esperiencia del estudio geoestadístico de composición química de suelos, de los indicadores de factores y de las condiciones geoquímicas: Report de Recerca IMA 0401-RR. Girona: Univ. de Girona, 2004. 50 p.

19. Olea R.A. Geostatistics for Engineers and Earth Scientists. Boston: Kluwer Academic Publ., 1999. 303 p.

20. Paz-Ferreiro J., Vdzquez E., Vieira S. Geostatistical analysis of a geochemical dataset // Bragantia. 2009. V. 69. P. 121—129.

21. Solomons W., Forstner U. Metals in the Hydrocycle. Berlin— Heidelberg—N.Y.—Tokio: Springer-Verlag, 1984. 349 p.

22. Stain O.A., Licaciu A., Frontasyeva M.V., Steinnes E. New results from air pollution studies in Romania // Radionuclides and Heavy Metals in Environment. NATO Science Series (Ser. IV: Earth and Environmental Series). Dordrecht: Springer, 2001. V. 5. P. 179—190.