Вестник Оренбургского государственного педагогического университета. Электронный научный журнал

2303-9922

10.32516/2303-9922.2022.42.5

Other

Воздействие транспортно-промышленного загрязнения города Красноярска на стабильность развития и элементный состав Betula pendula Roth

Impact of transport and industrial pollution in Krasnoyarsk on the development stability and elemental composition of Betula pendula Roth

Коротченко

Ирина Сергеевна

Korotchenko

Irina Sergeevna

kisaspi@mail.ru

https://orcid.org/0000-0002-9099-9537

Krasnoyarsk State Agrarian UniversityKrasnoyarskRussia

Красноярский государственный аграрный университетКрасноярскРоссия

25062022

2(42)54630402202220052022https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

CC BY 4.0

https://www.vestospu.ru/archive/2022/articles/5_2_2022.html

В работе представлен анализ изменения индекса флуктуирующей асимметрии (ИФА) листьев Betula pendula Roth и содержания тяжелых металлов под воздействием транспортно-промышленного загрязнения города Красноярска. Сравнение среднего содержания подвижных форм тяжелых металлов в почве с нормами выявило превышение ПДК (ОДК) по элементам: Pb — до 4 раз, Cd — до 1,5 раза, Cu — до 5,6 раза, Ni — до 3,5 раза, Zn — до 2 раз, Co — до 1,6 раза. В ответ на повышенное содержание металлов в почве концентрация тяжелых металлов в листьях B. pendula возросла в 1,2—40 раз по сравнению с контролем. Самый высокий уровень накопления тяжелых металлов выявлен в Советском районе Красноярска, где наблюдается более интенсивное воздействие автотранспорта. Под действием химического загрязнения среды изменился индекс флуктуирующей асимметрии листьев B. pendula. ИФА на участках колебался в пределах 0,051—0,075, что позволяет оценить качество природной среды как имеющей высокий уровень загрязнения; для контрольного участка — как низкий, так как ИФА листьев B. pendula в среднем равен 0,034. ИФА листьев B. pendula имеет значимую положительную корреляционную взаимосвязь с уровнем автотранспортной нагрузки, поэтому данный биоиндикатор применим для оценки уровня воздействия автотранспорта на окружающую среду.

The paper presents the analysis of changes in the fluctuating asymmetry index (IFA) of leaves of B. pendula Roth and the content of heavy metals under the influence of transport and industrial pollution of the city of Krasnoyarsk. Comparison of average content of mobile forms of heavy metals in soil with norms revealed the excess of MPC (APC) for the elements: Pb up to 4 times, Cd up to 1,5 times, Cu up to 5,6 times, Ni up to 3,5 times, Zn up to 2 times, Co up to 1,6 times. In response to the increased content of metals in the soil, the concentration of heavy metals in the leaves of B. pendula from the roadway increased by 1,2—40 times compared to the control. It was found that the level of accumulation of heavy metals in the greatest extent occurs in the Sovetsky district of Krasnoyarsk, where there is a more intense impact of motor transport. The index of fluctuating asymmetry (IFA) of B. pendula leaves changed under the influence of chemical pollution. IFA in the areas ranged from 0,051 to 0,075, which makes it possible to assess the quality of the natural environment as having a high level of pollution, and in the control area — as low, since the IFA of B. pendula leaves is 0,034 on average. The IFA of B. pendula leaves has a significant positive correlation with the level of traffic load, so this bio-indicator is applicable to assess the level of vehicular impact on the environment.

Betula pendula Roth,загрязнение,промышленный город,почвенный покров,флуктуирующая асимметрия,тяжелые металлы

Betula pendula Roth,pollution,industrial city,soil cover,fluctuating asymmetry,heavy metals

1. Авдеева Е. В., Снегирева А. В., Киреев Н. Е. Оценка качества объекта озеленения специального назначения (на примере примагистральной территории улицы 9 Мая города Красноярска) // Хвойные бореальной зоны. 2019. Т. 37, № 1. С. 7—16.

2. Байкалова Т. В., Байкалов П. С., Коротченко И. С. Содержание тяжелых металлов в почвенном покрове, листьях березы под воздействием промышленности г. Красноярска // Вестник КрасГАУ. 2017. № 5. С. 123—130.

3. Гигиенические нормативы 2.1.7.2041-06. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве. Введ. 2006-01-04. М. : Изд-во стандартов, 2006. 11 с.

4. ГОСТ 17.4.4.02-84. Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа. М. : Стандартинформ, 2008. 8 с.

5. Государственный доклад «О состоянии и охране окружающей среды в Красноярском крае в 2020 году». Красноярск, 2021. 337 с.

6. Здоровье среды: практика оценки / В. М. Захаров, А. Т. Чубинишвили, С. Г. Дмитриев [и др.]. М. : Центр экологической политики России, 2000. 320 с.

7. Кладько Ю. В., Бенькова В. Е. Радиальный рост древесных видов в условиях высокой антропогенной нагрузки г. Красноярска // Сибирский лесной журнал. 2018. Т. 4. С. 49—57.

8. Клевцова М. А., Михеев А. А. Экодиагностика урбанизированной среды по морфометрическим показателям листовых пластинок Betula pendula Roth // Региональные геосистемы. 2020. Т. 44, № 4. С. 432—445. DOI: 10.18413/2712-7443-2020-44-4-432-445. 

9. Коротченко И. С. Биоиндикация загрязнения районов г. Красноярска по величине флуктуирующей асимметрии листовой пластинки вяза приземистого // Вестник КрасГАУ. 2015. № 11 (110). С. 67—72.

10. Коротченко И. С., Алексеева А. Н. Флуктуирующая асимметрия хвои Pinus sylvestris L. как биоиндикационный показатель загрязнения природных сред города Красноярска // Вестник Оренбургского государственного педагогического университета. Электронный научный журнал. 2021. № 2 (38). С. 27—38. URL: http://vestospu.ru/archive/2021/articles/3_38_2021.pdf. DOI: 10.32516/2303-9922.2021.38.3.

11. Методика определения выбросов автотранспорта для проведения сводных расчетов загрязнения атмосферы городов. М., 1999. 9 с.

12. Методические рекомендации по выполнению оценки качества среды по состоянию живых существ (оценка стабильности развития живых организмов по уровню асимметрии морфологических структур): распоряжение Росэкологии от 16 октября 2003 г. № 460-р. М., 2003. 24 с.

13. Мучкина Е. Я., Бадмаева С. Э., Коротченко И. С., Горлушкина К. С. Анализ распределения подвижных форм тяжелых металлов в почвенном покрове промышленно урбанизированной территории г. Красноярска // Экология и промышленность России. 2020. Т. 24, № 4. С. 66—71. DOI: 10.18412/1816-0395-2020-4-66-71.

14. РД 52.18.289-90. Руководящий документ. Методические указания. Методика выполнения измерений массовой доли подвижных форм металлов (меди, свинца, цинка, никеля, кадмия, кобальта, хрома, марганца) в пробах почвы атомно-абсорбционным анализом. Дата введения 01.06.91. Утвержден Государственным комитетом СССР по гидрометеорологии. М., 1990. 37 с.

15. Рейтинг российских городов-миллионников по обеспеченности автомобилями в 2019 году [Электронный ресурс] // Автостат: аналитическое агентство. ООО «Автомобильная статистика», 2005—2022. URL: https://www.autostat.ru/press-releases/41923/ (дата обращения: 04.01.2022).

16. Скрипальщикова Л. Н., Стасова В. В. Стабильность развития листовой пластинки березы повислой в пригородах Красноярска // Механизмы устойчивости растений и микроорганизмов к неблагоприятным условиям среды : сб. материалов Годичного собрания Общества физиологов растений России. 2018. С. 1135—1138. DOI: 10.31255/978-5-94797-319-8-1135-1138.

17. Assessment of Plant Status by the Stability of Development in Natural and Anthropogenic Conditions (Fluctuating Asymmetry of Leaf Features of the Silver Birch, Betula pendula Roth) / V. M. Zakharov, N. A. Sharova, I. E. Trofimov [et al.] // Biology Bulletin. 2020. Vol. 47, N 2. P. 186—190. DOI: 10.1134/S1062359020020119.

18. Lu M. Qualitative and Quantitative Indicators of Foliar Mass of Woody Plants in Urban Greenspaces According to the Level of Air Pollution // Asian Journal of Water, Environment and Pollution. 2021. Vol. 18, N 3. P. 11—19. DOI: 10.3233/AJW210024.

19. Moller A. P., Swaddle J. P. Asymmetry, developmental stability, and evolution. Oxford : Oxford Univ. Press, 1997. 291 p.

20. Shadrina E., Turmukhametova N., Soldatova V., Vol’pert, Y., Korotchenko I., Pervyshina G. Fluctuating asymmetry in morphological characteristics of Betula pendula Roth leaf under conditions of urban ecosystems: evaluation of the multi-factor negative impact // Symmetry. 2020. Vol. 12, N 8. DOI: 10.3390/sym1208131.7.

21. Turmukhametova N. V., Shadrina E.G., Soldatova V. Yu., Ivantsova E. N. Fluctuating asymmetry of the lamina of Betula pendula Roth in the context of different cities and industrial load // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. Vol. 839, 052011. DOI: 10.1088/1755-1315/839/5/052011.

1. Avdeeva E. V., Snegireva A. V., Kireev N. E. Otsenka kachestva ob’’ekta ozeleneniya spetsial’nogo naznacheniya (na primere primagistral’noi territorii ulitsy 9 Maya goroda Krasnoyarska) [Assessment of the quality of a special-purpose landscaping object (on the example of the main territory of 9 May Street in Krasnoyarsk)]. Khvoinye boreal’noi zony [Conifers of the boreal area], 2019, vol. 37, no. 1, pp. 7—16. (In Russian)

2. Baikalova T. V., Baikalov P. S., Korotchenko I. S. Soderzhanie tyazhelykh metallov v pochvennom pokrove, list’yakh berezy pod vozdeistviem promyshlennosti g. Krasnoyarska [The content of heavy metals in the soil cover, birch leaves under the influence of the industry of Krasnoyarsk]. Vestnik KrasGAU — Bulletin of KrasGAU, 2017, no. 5, pp. 123—130. (In Russian)

3. Gigienicheskie normativy 2.1.7.2041-06. Predel’no dopustimye kontsentratsii (PDK) khimicheskikh veshchestv v pochve. Vved. 2006-01-04 [Hygienic standards 2.1.7.2041-06. Maximum allowable concentrations (MPC) of chemicals in soil. Enacted 2006-01-04]. Moscow, Izd-vo standartov Publ., 2006. 11 p. (In Russian)

4. GOST 17.4.4.02-84. Okhrana prirody. Pochvy. Metody otbora i podgotovki prob dlya khimicheskogo, bakteriologicheskogo, gel’mintologicheskogo analiza [GOST 17.4.4.02-84. Protection of Nature. Soils. Methods for taking and preparing samples for chemical, bacteriological, helminthological analysis]. Moscow, Standartinform Publ., 2008. 8 p. (In Russian)

5. Gosudarstvennyi doklad “O sostoyanii i okhrane okruzhayushchei sredy v Krasnoyarskom krae v 2020 godu” [State report “On the state and protection of the environment in the Krasnoyarsk Territory in 2020”]. Krasnoyarsk, 2021. 337 p. (In Russian)

6. Zakharov V. M., Chubinishvili A. T., Dmitriev S. G. [et al.]. Zdorov’e sredy: praktika otsenki [Environmental Health: Assessment Practice]. Moscow, Tsentr ekologicheskoi politiki Rossii Publ., 2000. 320 p. (In Russian)

7. Klad’ko Yu. V., Ben’kova V. E. Radial’nyi rost drevesnykh vidov v usloviyakh vysokoi antropogennoi nagruzki g. Krasnoyarska [Radial Growth of Tree Species in the Conditions of High Anthropogenic Load in the City of Krasnoyarsk]. Sibirskii lesnoi zhurnal, 2018, vol. 4, pp. 49—57. (In Russian)

8. Klevtsova M. A., Mikheev A. A. Ekodiagnostika urbanizirovannoi sredy po morfometricheskim pokazatelyam listovykh plastinok Betula pendula Roth [The ecodiagnostics of the urbanized environment by morphometric indicators of the leaves Betula pendula Roth]. Regional’nye geosistemy, 2020, vol. 44, no. 4, pp. 432—445. DOI: 10.18413/2712-7443-2020-44-4-432-445. (In Russian)

9. Korotchenko I. S. Bioindikatsiya zagryazneniya raionov g. Krasnoyarska po velichine fluktuiruyushchei asimmetrii listovoi plastinki vyaza prizemistogo [Bioindication of pollution of districts of Krasnoyarsk in size of the fluctuating asymmetry of the sheet plate of Siberian elm]. Vestnik KrasGAU — Bulletin of KrasGAU, 2015, no. 11 (110), pp. 67—72. (In Russian)

10. Korotchenko I. S., Alekseeva A. N. Fluktuiruyushchaya asimmetriya khvoi Pinus sylvestris L. kak bioindikatsionnyi pokazatel’ zagryazneniya prirodnykh sred goroda Krasnoyarska [Fluctuating asymmetry of needles of Pinus sylvestris L. as a bioindication mark of environmental pollution in the city of Krasnoyarsk]. Vestnik Orenburgskogo gosudarstvennogo pedagogicheskogo universiteta. Elektronnyi nauchnyi zhurnal — Vestnik of Orenburg State Pedagogical University. Electronic Scientific Journal, 2021, no. 2 (38), pp. 27—38. Available at: http://vestospu.ru/archive/2021/articles/3_38_2021.pdf. DOI: 10.32516/2303-9922.2021.38.3. (In Russian)

11. Metodika opredeleniya vybrosov avtotransporta dlya provedeniya svodnykh raschetov zagryazneniya atmosfery gorodov [Methodology for Determining Vehicle Emissions for Conducting Summary Calculations of Urban Atmospheric Pollution]. Moscow, 1999. 9 p. (In Russian)

12. Metodicheskie rekomendatsii po vypolneniyu otsenki kachestva sredy po sostoyaniyu zhivykh sushchestv (otsenka stabil’nosti razvitiya zhivykh organizmov po urovnyu asimmetrii morfologicheskikh struktur): rasporyazhenie Rosekologii ot 16 oktyabrya 2003 g. № 460-r [Guidelines for assessing the quality of the environment according to the state of living beings (assessment of the stability of the development of living organisms in terms of the level of asymmetry of morphological structures). Order of Rosecology dated Oct. 16, 2003 No. 460-r]. Moscow, 2003. 24 p. (In Russian)

13. Muchkina E. Ya., Badmaeva S. E., Korotchenko I. S., Gorlushkina K. S. Analiz raspredeleniya podvizhnykh form tyazhelykh metallov v pochvennom pokrove promyshlenno urbanizirovannoi territorii g. Krasnoyarska [Assessment of Heavy Metals Distribution in Soil Cover of Industry-Urban Area of Krasnoyarsk]. Ekologiya i promyshlennost’ Rossii — Ecology and Industry of Russia, 2020, vol. 24, no. 4, pp. 66—71. DOI: 10.18412/1816-0395-2020-4-66-71. (In Russian)

14. RD 52.18.289-90. Rukovodyashchii dokument. Metodicheskie ukazaniya. Metodika vypolneniya izmerenii massovoi doli podvizhnykh form metallov (medi, svintsa, tsinka, nikelya, kadmiya, kobal’ta, khroma, margantsa) v probakh pochvy atomno-absorbtsionnym analizom. Data vvedeniya 01.06.91. Utverzhden Gosudarstvennym komitetom SSSR po gidrometeorologii [RD 52.18.289-90. Guidance document. Methodical instructions. Method for measuring the mass fraction of mobile forms of metals (copper, lead, zinc, nickel, cadmium, cobalt, chromium, manganese) in soil samples by atomic absorption analysis. Enacted date 01.06.91. Approved by the USSR State Committee for Hydrometeorology]. Moscow, 1990. 37 p. (In Russian)

15. Reiting rossiiskikh gorodov-millionnikov po obespechennosti avtomobilyami v 2019 godu [Rating of Russian million-plus cities by car supply in 2019]. Avtostat: analiticheskoe agentstvo. OOO “Avtomobil’naya statistika” [Avtostat: analytical agency. Automotive Statistics LLC], 2005—2022. available at: https://www.autostat.ru/press-releases/41923/. Accessed: 04.01.2022. (In Russian)

16. Skripal’shchikova L. N., Stasova V. V. Stabil’nost’ razvitiya listovoi plastinki berezy povisloi v prigorodakh Krasnoyarska [Stability of leaf blade development of the birch in the suburbs of Krasnoyarsk]. Mekhanizmy ustoichivosti rastenii i mikroorganizmov k neblagopriyatnym usloviyam sredy: sb. materialov Godichnogo sobraniya Obshchestva fiziologov rastenii Rossii [Mechanisms of resistance of plants and microorganisms to adverse environmental conditions. A collection of materials from the Annual Meeting of the Society of Plant Physiologists of Russia], 2018, pp. 1135—1138. DOI: 10.31255/978-5-94797-319-8-1135-1138. (In Russian)

17. Zakharov V. M., Sharova N. A., Trofimov I. E. [et al.] Assessment of Plant Status by the Stability of Development in Natural and Anthropogenic Conditions (Fluctuating Asymmetry of Leaf Features of the Silver Birch, Betula pendula Roth). Biology Bulletin, 2020, vol. 47, no. 2, pp. 186—190. DOI: 10.1134/S1062359020020119.

18. Lu M. Qualitative and Quantitative Indicators of Foliar Mass of Woody Plants in Urban Greenspaces According to the Level of Air Pollution. Asian Journal of Water, Environment and Pollution, 2021, vol. 18, no. 3, pp. 11—19. DOI: 10.3233/AJW210024.

19. Moller A. P., Swaddle J. P. Asymmetry, developmental stability, and evolution. Oxford, Oxford Univ. Press, 1997. 291 p.

20. Shadrina E., Turmukhametova N., Soldatova V., Vol’pert, Y., Korotchenko I., Pervyshina G. Fluctuating asymmetry in morphological characteristics of Betula pendula Roth leaf under conditions of urban ecosystems: evaluation of the multi-factor negative impact. Symmetry, 2020, vol. 12, no. 8. DOI: 10.3390/sym1208131.7.

21. Turmukhametova N. V., Shadrina E.G., Soldatova V. Yu., Ivantsova E. N. Fluctuating asymmetry of the lamina of Betula pendula Roth in the context of different cities and industrial load. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2021, vol. 839, 052011. DOI: 10.1088/1755-1315/839/5/052011.