Variability of the chemical composition of pine forests components in the forest-steppe of the Chelyabinsk region under the influence of anthropogenic load

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The work provides a comprehensive assessment of changes in the intensity of pollution of soils and plants of pine forests with distance from the main sources of pollution. Within the forest-steppe zone of the Chelyabinsk region, zones of environmental tension have been identified based on the summary index of soil contamination with mobile forms of chemical elements and on the level of pine bark contamination. The main polluting elements were Cr, Pb, Zn, Cd, the content of which in soils was tens of times higher than the background values. The same pollutants and Cu were noted for pine bark, but their concentrations were significantly lower and exceeded the background only several times. High values of correlation coefficients between pollution indicators for soils and bark were noted for Pb, Cu, Zn and the total pollution indicator. The content of most of the studied chemical elements in pine needles does not exceed background values, but the content of Al and Ni in some plots near industrial enterprises can be 2-4 times higher than background values.

Full Text

Restricted Access

About the authors

N. V. Terekhina

St.-Petersburg University

Author for correspondence.
Email: n.terehina@spbu.ru

Institute of Earth Sciences

Russian Federation, 199178, , St-Petersburg, Vasilevskiy Island, 10th line, 33-35

A. D. Glinskikh

St.-Petersburg University

Email: ana.glin@yandex.ru

Institute of Earth Sciences

Russian Federation, 199178, , St-Petersburg, Vasilevskiy Island, 10th line, 33-35

References

  1. Алексеев Ю. В. (1987) Тяжелые металлы в почвах и растениях. Л.: Агропромиздат, 260.
  2. Атлас Челябинской области (1976). М: ГУГК, 27 с.
  3. Буйный Л. В., Зиновьева Е. Г. (2021) Экологическое загрязнение промышленных регионов российской федерации на примере Челябинской области. Сборник докладов XV Международной конференции. Том 2. Екатеринбург: Издательство УМЦ УПИ, 260–266.
  4. Гертман А. М., Самсонова Т. С., Максимович Д. М. (2021) Патоморфологические изменения в органах крупного рогатого скота, содержащегося в условиях техногенной провинции. Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2(167), 73–79.
  5. Головина Т. А. (2013) Влияние техногенного загрязнения на микобиоту почвы соснового леса. Вестник Челябинского государственного университета. 7(298), 160–161.
  6. Горчаковский П. Л. (1968) Растительность. Урал и Приуралье. М., 211–261.
  7. ГОСТ 17.4.4.02–84 Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа.
  8. Грачева И. В., Маркова Л. М. (2012) Экологическая оценка состояния и функционирования культурных ландшафтов. Известия Российского государственного педагогического университета им. А. И. Герцена. 153–2, 113–117.
  9. Гуменюк О. А., Башкатов М. А., Гуменюк И. С. (2022) Влияние техногенных загрязнений на состояние почвенного покрова г. Челябинска. Безопасный и комфортный город. Сборник научных трудов по материалам IV международной научно-практической конференции. Челябинск, 439–442.
  10. Доклад об экологической ситуации в Челябинской области в 2020 году. Министерство экологии Челябинской области. 2021. 434 с.
  11. Доклад Челябинского областного комитета по экологии и природопользованию от 15.03.1994 “Комплексный доклад о состоянии окружающей природной среды Челябинской области в 1993 году” https://zakon-region.ru/1/147138/ (дата обращения 22.05.2023)
  12. Ершова Маргарита (2014) Белит от ЧЭМК против раскисления почв // 74.ru. Челябинск онлайн 7 февраля 2014.
  13. URL: https://74.ru/text/business/2014/02/07/59498171/ (дата обращения 16.05.2023)
  14. Зайцев В. А. (2022) Geochemical functions – надстройка для обработки минералого-геохимических данных в Microsoft Excel. Вестник Московского государственного университета, Сер 4. Геология. (3), 54–60.
  15. Зыбалов В. С., Юдина Е. П. (2016) Влияние ТМ на плодородие почв Челябинской области. Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия “Химия”. 8(3), 13–18.
  16. Ильин В. Б., Сысо А. И. (2001) Микроэлементы и тяжелые металлы в почвах и растениях Новосибирской области. Новосибирск: Изд-во СО РАН. 229 с.
  17. Ищенко А. И. (2021) Оценка экологического состояния Каштакского бора на основе комплексного физико-географического описания с применением данных дистанционного зондирования. Степи Северной Евразии: материалы IХ международного симпозиума. 9, 341–343.
  18. Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. (1989) Микроэлементы в почвах и растениях. М.: Мир, 240 с.
  19. Колесников Б. П. (1961) Очерк растительности Челябинской области в связи с ее геоботаническим районированием. Тр. Ильменск. гос. заповед. им. В. И. Ленина. 8, 105–129.
  20. Колесников Б. П. (1964) Растительность Челябинской области. Природа Челябинской области. Справочник. Челябинск, 135–158.
  21. Куликов П. В. (2005) Конспект флоры Челябинской области (сосудистые растения). Екатеринбург; Миасс: Геотур, 537 с.
  22. Куликов П. В. (2006) Ботанико-географические районы и флористические границы в лесостепном и степном Зауралье. Степи и лесостепи Зауралья: материалы к исследованиям: тр. музея-заповедника “Аркаим”. Челябинск: Крокус, 6–22.
  23. Левит А. И. (2005) Южный Урал: География, экология, природопользование. Челябинск, 246 с.
  24. Ложкин И. В. (2014) Геоэкологическая оценка почвенного покрова урбанизированных территорий Оренбуржья. Оренбургская область: география, экономика, экология. Сборник научных статей. Оренбург, 56–74.
  25. Макарова Т. Н., Чернышова Л. В., Макарова А. О. (2022) Загрязнение почвы тяжелыми металлами в агроценозах. Проблемы и перспективы устойчивого развития агропромышленного комплекса. Мат-лы Всеросс. науч.-практ. конф. п. Молодежный: изд-во Иркутский гос. аграрный ун-т им. А. А. Ежевского, 144–151.
  26. Манторова Г. Ф., Зайкова Л. А. (2015) Техногенное загрязнение почв Челябинской области и их мониторинг. Евразийский Союз Ученых. 4–11 (13), 76–79.
  27. Маричев М. С. (2021) Оценка техногенной трансформации почв в районе воздействия горно-металлургического комбината (на примере Красноуральского промузла). Диссертация к. б. н. Уфа. 208 с.
  28. Михеева Е. В., Байтимирова Е. А., Медведев О. А. (2010) Воздействие природного геохимического фактора на здоровье населения Среднего Урала. Экология человека. 1, 14–18.
  29. Мотузова Г. В., Карпова Е. А. (2013) Химическое загрязнение биосферы. М.: Изд-во МГУ, 304 с.
  30. Наумова Н. Л. (2021) Химический состав плодов облепихи (Hippophae rhamnoides L.), выращиваемой в Челябинской области. Вестник Московского Государственного Технического Университета. 24 (3), 306–312.
  31. Национальный Атлас почв Российской Федерации. (2011) Главный редактор чл.- корр. РАН С. А. Шоба. М.: Астрель: АСТ, 632 с.
  32. Опекунова М. Г., Арестова И. Ю., Елсукова Е. Ю., Шейнерман Н. А. (2015) Методы физико-химического анализа почв и растений. СПб: Изд-во Санкт-Петербургского ун-та, 84 с.
  33. Опекунов А. Ю., Опекунова М. Г. (2013) Геохимия техногенеза в районе разработки Сибайского медно-колчеданного месторождения. Записки Горного института. 203. 196–203.
  34. Первакова А. А. (2012) Эктомикориза сосны: сравнение уровня развития в сообществах с различной степенью техногенного загрязнения на территории Челябинской области. Ломоносов – 2012: тез. докл. междунар. науч. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. М.: МАКС Пресс, 152–153.
  35. СанПиН 2.1.7.1287–03. Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы и грунтов.
  36. Семенов А. И., Кокшаров А. В., Погодин Ю. И. (2015) Содержание тяжелых металлов в почве г. Челябинска. Медицина труда и экология человека. 3, 184–191.
  37. Степи и лесостепи Зауралья: материалы к исследованиям: тр. музея-заповедника “Аркаим” (2006) (Под ред. Петрова Ф. Н.). Челябинск: Крокус, 190 с.
  38. Таций Ю. Г., Федотов П. С., Ермолин М. С., Иванеев А. И., Карандашев В. К. (2015) Оценка состава и свойств пыли в зоне воздействия Карабашского медеплавильного комбината. Биохимия техногенеза и современные проблемы геохимической экологии. Труды IX Международной биогеохимической школы. 2. 170–174.
  39. Терехина Н. В. (2010) Методические указания к проведению фитогеохимических исследований. Учебно-методическое пособие. СПб, 26 с.
  40. Улитина Е. А. (2020) Анализ экологической ситуации в Троицком районе Челябинской области. Modern science. 6–3, 28–30.
  41. Фаткуллин Р. Р., Гизатулина Ю. А. (2017) Оценка загрязненности трофической цепи “Почва-растение-тело пчелы-продукция пчеловодства” тяжелыми металлами в условиях лесостепной зоны Южного Урала. Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 3 (65), 251–253.
  42. Фрейберг И. А. (1968) О типах лесных культур для лесостепного Зауралья. Леса Урала и хозяйство в них. Вып. 1. Свердловск. М. 397–402.
  43. Шабанов М. В., Стрекулев Г. Б. (2021) Геохимические процессы накопления тяжелых металлов в ландшафтах южного Урала. Известия Томского политехнического университета. 1, 184–192.
  44. Markert B. (1991) Establishing of “Reference plant”. Osnabruck, F.R.G., 533–538.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Test plots established in the Chelyabinsk region (numbers indicate the numbers of the test plots).

Download (311KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Subdivision of the studied territory of the Chelyabinsk region into zones of environmental stress based on indicators of total soil pollution. I – hazardous pollution category (average value Zc = 96.5), II – moderately hazardous category (Zc = 23.5), III – category with permissible soil pollution (Zc = 3.7).

Download (257KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Average values ​​of concentration coefficients (CC) of mobile forms of chemical elements for soils in different zones of environmental stress in the Chelyabinsk region.

Download (124KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Subdivision of the studied territory of the Chelyabinsk region into ecological zones according to the indicators of total pollution of pine bark. Zone I (Zc = 20.3), zone II (Zc = 13.6), zone III (Zc = 9.9), zone IV (Zc = 2.7).

Download (352KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Biological accumulation coefficients for pine bark in different ecological zones.

Download (113KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

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».