Вестник Оренбургского государственного педагогического университета. Электронный научный журнал

2303-9922

10.32516/2303-9922.2024.49.9

Other

Содержание тяжелых металлов в почве и хвое Picea pungens Engelm. в условиях городской среды (на примере г. Йошкар-Олы)

Heavy metals content in the soil and needles of Picea pungens Engelm. in urban environment (by the example of Yoshkar-Ola)

Старикова

Екатерина Александровна

Starikova

Ekaterina A.

katya-starikova@mail.ru

https://orcid.org/0000-0002-4986-9693

Воскресенская

Ольга Леонидовна

Voskresenskaya

Olga L.

voskres2006@rambler.ru

https://orcid.org/0000-0002-4710-6641

Алябышева

Елена Александровна

Alyabysheva

Elena A.

e_alab@mail.ru

https://orcid.org/0000-0002-8101-7941

Mari State UniversityYoshkar-OlaRussia

Марийский государственный университетЙошкар-ОлаРоссия

25032024

1(49)1801901311202320022024https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

CC BY 4.0

https://www.vestospu.ru/archive/2024/articles/49/9_1_2024.html

В статье представлены результаты изучения содержания тяжелых металлов (Pb, Cd, Cu) в почве и хвое ели колючей (Picea pungens Engelm.), произрастающей в условиях урбаносреды (г. Йошкар-Ола). Установлено, что в почвах исследуемых функциональных зон не было превышений гигиенических нормативов по свинцу и меди, но несколько превышено содержание кадмия (1,11 ОДК) в промышленной зоне. Зольность и содержание ТМ в хвое растений, произрастающих в промышленной зоне, были наибольшими. В ходе проведенных исследований установлено, что в хвое ели колючей тяжелые металлы накапливались в следующем возрастающем ряду: Cd < Pb < Cu. Коэффициент биологического поглощения Pb и Cu у ели колючей во всех зонах г. Йошкар-Олы был меньше 1,0, что свидетельствует о низкой интенсивности их поглощения. Биогеохимическая активность ели колючей была наибольшей в рекреационной зоне города.

The article presents the results of a study of heavy metals content (Pb, Cd, Cu) in the soil and needles of Picea pungens (Engelm.) growing in an urban environment (Yoshkar-Ola). No excess of hygienic standards for lead, copper and iron was found in the soils, whereas the content of cadmium was slightly higher (1.11 (APC) (Approximate permissible concentration) in the industrial zone. The ash content and heavy metals content in the needles of plants growing in the industrial zone was the highest. Heavy metals were found to accumulate in the needles of P. pungens in the following increasing order: Cd < Pb < Cu. The biological absorption coefficient (BAC) of Pb, Cu by P. pungens in all the areas of Yoshkar-Ola was less than 1.0, which indicates a low intensity of absorption. The biogeochemical activity of P. pungens was the highest in the recreational area of the city.

Ель колючаятяжелые металлыхвоякоэффициент биологического поглощениябиогеохимическая активностьгородская среда

Picea pungens Engelm.heavy metalsneedlesbiological absorption coefficientbiogeochemical activityurban ecosystem

1. Авдеева Е. В., Извеков А. А. Исследование фенологического цикла ели сибирской и колючей в условиях сибирского города // Хвойные бореальной зоны. 2021. Т. 39, № 2. С. 81—89.

2. Авдощенко В. Г., Климова А. В. Содержание тяжелых металлов в растениях города Петропавловска-Камчатского (Камчатский край) в 2017—2018 гг. // Вестник Камчатского государственного технического университета. 2020. № 54. С. 48—64. DOI: 10.17217/2079-0333-2020-54-48-64.

3. Бирючев Ф. М. Особенности использования Picea рungens Engelm. и Picea еxcelsa (Lam.) Link в зеленом строительстве г. Евпатория // Бюллетень Государственного Никитского ботанического сада. 2012. Вып. 105. С. 28—32.

4. Бухарина И. Л., Поварницина Т. М. Эколого-биологическая характеристика ели колючей (Picea pungens Engelm.) в условиях городской среды (на примере г. Ижевска) // Самарская Лука. 2008. Т. 17, № 3 (25). С. 618—625.

5. ГОСТ 17.4.3.01-83. Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб. М. : Стандартинформ, 2008. 3 c.

6. Демаков Ю. П., Сафин М. Г., Швецов С. М. Сосняки сфагновые Марийского Полесья: структура, рост и продуктивность. Йошкар-Ола : Марийский гос. тех. ун-т, 2012. 276 с.

7. Зубкова Т. В., Дубровина О. А. Анализ содержания тяжелых металлов в однолетней хвое ели колючей (Picea pungens) и туи западной (Thuja occidentalis), произрастающих в разных функциональных зонах г. Ельца // АгроЭкоИнфо. 2020. № 3. URL: http://agroecoinfo.narod.ru/journal/STATYI/2020/3/st_316.pdf (дата обращения: 02.06.2023).

8. Кавеленова Л. М., Здетоветский А. Г., Огневенко А. Я. К специфике содержания зольных веществ в листьях древесных растений в городской среде в условиях лесостепи (на примере Самары) // Химия растительного сырья. 2001. № 3. С. 85—90.

9. Крючкова И. И., Нагимов З. Я. Особенности строения групп деревьев ели колючей в условиях г. Бугуруслан // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 1-1. URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=17307.

10. Лоскутов Р. И. Рост и развитие древесных растений-интродуцентов семейства Pinaceae Lindl. в дендрарии института леса им. В. Н. Сукачева СО РАН // Хвойные бореальной зоны. 2008. Т. 25, № 1—2. С. 113—116.

11. Медведев И. Ф., Деревягин С. С. Тяжелые металлы в экосистемах. Саратов : Ракурс, 2017. 178 с.

12. Подоль С. Р., Попова З. И. Распределение и динамика химических элементов в сосновых биогеоценозах Мещерского полесья // Российский медико-биологический вестник имени академика И. П. Павлова. 2015. № 2. С. 87—92.

13. Пугаев С. В., Лукаткин А. С. Накопление тяжелых металлов в почве и листовом аппарате растений дендрария Ботанического сада Мордовского государственного университета им. Н. П. Огарева // Агрохимия. 2015. № 5. С. 74—82.

14. Сибиркина А. Р., Лихачев С. Ф. Сравнение содержания соединений кобальта в органах и тканях древесных растений // Самарский научный вестник. 2017. Т. 6, № 2 (19). С. 84—87.

15. Соболева С. В., Есякова О. А., Почекутов И. С. Оценка загрязнения экосистемы города Красноярска биоиндикационным методом // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2019. № 12-2. С. 175—181.

16. Старикова Е. А., Воскресенская О. Л., Алябышева Е. А. Аккумуляция тяжелых металлов в почве и надземных вегетативных органах Juniperus sabina L. в условиях г. Йошкар-Олы // Вестник Оренбургского государственного педагогического университета. Электронный научный журнал. 2023. № 2 (46). С. 129—139. URL: http://vestospu.ru/archive/2023/articles/9_46_2023.pdf. DOI: 10.32516/2303-9922.2023.46.9.

17. Ташекова А. Ж., Торопов А. С. Использование листьев растений как биогеохимических индикаторов состояния городской среды // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2017. Т. 328, № 5. С. 114—124.

18. Титова М. С. Особенности фотосинтезирующей активности хвои интродуцированных видов Picea A. Dietr. в дендрарии горнотаежной станции // Фундаментальные исследования. 2013. № 11. С. 128—132.

19. Тюлькова Е. Г. Зольность растений в условиях городской среды (на примере города Гомеля) // Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. Сер. Естественные и медицинские науки. 2017. № 1. С. 58—65.

20. Уфимцева М. Д., Терехина Н. В. Фитоиндикация экологического состояния урбогеосистем Санкт-Петербурга. СПб. : Наука, 2005. 339 с.

21. Хвойные породы в озеленении Центральной России / под общ. ред. проф. М. П. Чернышова. М. : Колос, 2007. 328 с.

22. Шихова Н. С. Некоторые закономерности в накоплении свинца растениями в условиях урбанизации (на примере г. Владивостока) // Сибирский экологический журнал. 2012. № 2. С. 285—294.

23. Ateya T. A. A., Bayraktar O. Y., Koc I. Do Picea pungens Engelm. organs be a suitable biomonitor of urban atmosphere pollution? // CERNE. 2023. Vol. 29, e-103228. DOI: 10.1590/01047760202329013228.

24. Çetin M., Çobanoğlu O. The Possibilities of Using Blue Spruce (Picea pungens Engelm.) as a Biomonitor by Measuring the Recent Accumulation of Mn in Its Leaves // Kastamonu University Journal of Engineering and Sciences. 2019. Vol. 5, N 1. P. 43—50.

25. Kandziora-Ciupa M., Ciepał R., Nadgórska-Socha A., Barczyk G. Accumulation of heavy metals and antioxidant responses in Pinus sylvestris L. needles in polluted and non-polluted sites // Ecotoxicology (London, England). 2016. Vol. 25, N 5. P. 970—981. DOI: 10.1007/s10646-016-1654-6.

26. Zeiner M., Juranović Cindrić I. Accumulation of Major, Minor and Trace Elements in Pine Needles (Pinus nigra) in Vienna (Austria) // Molecules. 2021. Vol. 26, N 11. Art. 3318. DOI: 10.3390/molecules26113318.

1. Avdeeva E. V., Izvekov A. A. Issledovanie fenologicheskogo tsikla eli sibirskoi i kolyuchei v usloviyakh sibirskogo goroda [Study of the phenological cycle of spires of siberian and keys in the conditions of the siberian city]. Khvoinye boreal’noi zony — Conifers of the Boreal Area, 2021, vol. 39, no. 2, pp. 81—89. (In Russian)

2. Avdoshchenko V. G., Klimova A. V. Soderzhanie tyazhelykh metallov v rasteniyakh goroda Petropavlovska-Kamchatskogo (Kamchatskii krai) v 2017—2018 gg. [Contents of heavy metals in the plants of Petropavlovsk-Kamchatsky (Kamchatka territory) in 2017—2018]. Vestnik Kamchatskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta — Bulletin оf Kamchatka State Technical University, 2020, no. 54, pp. 48—64. DOI: 10.17217/2079-0333-2020-54-48-64. (In Russian)

3. Biryuchev F. M. Osobennosti ispol’zovaniya Picea pungens Engelm. i Picea excelsa (Lam.) Link v zelenom stroitel’stve g. Evpatoriya [Features of use of Picea pungens Engelm. and Picea excelsa (Lam.) Link in landscape gardening in Evpatoriya]. Byulleten’ Gosudarstvennogo Nikitskogo botanicheskogo sada — Bulletin of the State Nikitsky Botanical Gardens, 2012, is. 105, pp. 28—32. (In Russian)

4. Bukharina I. L., Povarnitsina T. M. Ekologo-biologicheskaya kharakteristika eli kolyuchei (Picea pungens Engelm.) v usloviyakh gorodskoi sredy (na primere g. Izhevska) [Ekologo-biological characteristic of the Picea pungens Engelm. in the conditions of the city environment (by the example of Izhevsk)]. Samarskaya Luka, 2008, vol. 17, no. 3 (25), pp. 618—625. (In Russian)

5. GOST 17.4.3.01-83. Okhrana prirody. Pochvy. Obshchie trebovaniya k otboru prob [GOST 17.4.3.01-83. Protection of Nature. Soils. General sampling requirements]. Moscow, Standartinform Publ., 2008. 3 p. (In Russian)

6. Demakov Yu. P., Safin M. G., Shvetsov S. M. Sosnyaki sfagnovye Mariiskogo Poles’ya: struktura, rost i produktivnost’ [Sphagnum pine forests of Mari Polesie: structure, growth and productivity]. Yoshkar-Ola, Mariiskii gos. tekh. un-t Publ., 2012. 276 p. (In Russian)

7. Zubkova T. V., Dubrovina O. A. Analiz soderzhaniya tyazhelykh metallov v odnoletnei khvoe eli kolyuchei (Picea pungens) i tui zapadnoi (Thuja occidentalis), proizrastayushchikh v raznykh funktsional’nykh zonakh g. El’tsa [Analysis of heavy metal content in annual conifers of prickly spruce (Picea pungens) and Western thuja (Thuja occidentalis) growing in different functional zones of Yelets]. AgroEkoInfo — AgroEcoInfo, 2020, no. 3. Available at: http://agroecoinfo.narod.ru/journal/STATYI/2020/3/st_316.pdf. Accessed: 02.06.2023. (In Russian)

8. Kavelenova L. M., Zdetovetskii A. G., Ognevenko A. Ya. K spetsifike soderzhaniya zol’nykh veshchestv v list’yakh drevesnykh rastenii v gorodskoi srede v usloviyakh lesostepi (na primere Samary) [On the specifics of the content of ash substances in the leaves of woody plants in an urban environment in forest-steppe conditions (using the example of Samara)]. Khimiya rastitel’nogo syr’ya — Chemistry of Plant Raw Material, 2001, no. 3, pp. 85—90. (In Russian)

9. Kryuchkova I. I., Nagimov Z. Ya. Osobennosti stroeniya grupp derev’ev eli kolyuchei v usloviyakh g. Buguruslan [Structural features of the tree groups of barbed spruces in the city of Buguruslan]. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya — Modern Problems of Science and Education, 2015, no. 1-1. Available at: https://science-education.ru/ru/article/view?id=17307. (In Russian)

10. Loskutov R. I. Rost i razvitie drevesnykh rastenii-introdutsentov semeistva Pinaceae Lindl. v dendrarii instituta lesa im. V. N. Sukacheva SO RAN [Growth and development of introduced woody plants of the family Pinaceae Lindl. in the arboretum of the Institute of Forestry named after V. N. Sukachev SB RAS]. Khvoinye boreal’noi zony — Conifers of the Boreal Area, 2008, vol. 25, no. 1—2, pp. 113—116. (In Russian)

11. Medvedev I. F., Derevyagin S. S. Tyazhelye metally v ekosistemakh [Heavy metals in ecosystems]. Saratov, Rakurs Publ., 2017. 178 p. (In Russian)

12. Podol’ S. R., Popova Z. I. Raspredelenie i dinamika khimicheskikh elementov v sosnovykh biogeotsenozakh Meshcherskogo poles’ya [Distribution and dynamics of chemical elements in pine ecosystems Meshchersky woodland]. Rossiiskii mediko-biologicheskii vestnik imeni akademika I. P. Pavlova — I. P. Pavlov Russian Medical Biological Herald, 2015, no. 2, pp. 87—92. (In Russian)

13. Pugaev S. V., Lukatkin A. S. Nakoplenie tyazhelykh metallov v pochve i listovom apparate rastenii dendrariya Botanicheskogo sada Mordovskogo gosudarstvennogo universiteta im. N. P. Ogareva [The accumulation of heavy metals in soil and leaf apparatus of plants of the arboretum botanical garden of the N. P. Ogarev Mordovian state university]. Agrokhimiya, 2015, no. 5, pp. 74—82. (In Russian)

14. Sibirkina A. R., Likhachev S. F. Sravnenie soderzhaniya soedinenii kobal’ta v organakh i tkanyakh drevesnykh rastenii [Comparison of cobalt compounds content in organs and tissues of woody plants]. Samarskii nauchnyi vestnik — Samara Journal of Science, 2017, vol. 6, no. 2 (19), pp. 84—87. (In Russian)

15. Soboleva S. V., Esyakova O. A., Pochekutov I. S. Otsenka zagryazneniya ekosistemy goroda Krasnoyarska bioindikatsionnym metodom [Assessment of Krasnoyarsk ecosystem pollution by bioindication method]. Mezhdunarodnyi zhurnal prikladnykh i fundamental’nykh issledovanii — International Journal of Applied and Fundamental Research, 2019, no. 12-2, pp. 175—181. (In Russian)

16. Starikova E. A., Voskresenskaya O. L., Alyabysheva E. A. Akkumulyatsiya tyazhelykh metallov v pochve i nadzemnykh vegetativnykh organakh Juniperus sabina L. v usloviyakh g. Ioshkar-Oly [Accumulation of heavy metals in the soil and aboveground vegetative organs of Juniperus sabina L. in the conditions of Yoshkar-Ola]. Vestnik Orenburgskogo gosudarstvennogo pedagogicheskogo universiteta. Elektronnyi nauchnyi zhurnal — Vestnik of Orenburg State Pedagogical University. Electronic Scientific Journal, 2023, no. 2 (46), pp. 129—139. Available at: http://vestospu.ru/archive/2023/articles/9_46_2023.pdf. DOI: 10.32516/2303-9922.2023.46.9. (In Russian)

17. Tashekova A. Zh., Toropov A. S. Ispol’zovanie list’ev rastenii kak biogeokhimicheskikh indikatorov sostoyaniya gorodskoi sredy [Application of leaves as biogeoindicators of urban environment state]. Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta. Inzhiniring georesursov — Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering, 2017, vol. 328, no. 5, pp. 114—124. (In Russian)

18. Titova M. S. Osobennosti fotosinteziruyushchei aktivnosti khvoi introdutsirovannykh vidov Picea A. Dietr. v dendrarii gornotaezhnoi stantsii [Features photosynthetic activity needles introduced species Picea A. Dietr. in the arboretum mountain taiga station]. Fundamental’nye issledovaniya — Fundamental Research, 2013, no. 11, pp. 128—132. (In Russian)

19. Tyul’kova E. G. Zol’nost’ rastenii v usloviyakh gorodskoi sredy (na primere goroda Gomelya) [Ash plant in the urban environment (for example, the city of Gomel)]. Vestnik Baltiiskogo federal’nogo universiteta im. I. Kanta. Ser. Estestvennye i meditsinskie nauki, 2017, no. 1, pp. 58—65. (In Russian)

20. Ufimtseva M. D., Terekhina N. V. Fitoindikatsiya ekologicheskogo sostoyaniya urbogeosistem Sankt-Peterburga [Phytoindication of the ecological state of urban geosystems of St. Petersburg]. St. Petersburg, Nauka Publ., 2005. 339 p. (In Russian)

21. Khvoinye porody v ozelenenii Tsentral’noi Rossii [Coniferous species in landscaping in Central Russia]. Moscow, Kolos Publ., 2007. 328 p. (In Russian)

22. Shikhova N. S. Nekotorye zakonomernosti v nakoplenii svintsa rasteniyami v usloviyakh urbanizatsii (na primere g. Vladivostoka) [Some Features of Lead Accumulation in Plants Under the Urban Conditions (for Vladivostok as Example)]. Sibirskii ekologicheskii zhurnal — Contemporary Problems of Ecology, 2012, no. 2, pp. 285—294. (In Russian)

23. Ateya T. A. A., Bayraktar O. Y., Koc I. Do Picea pungens Engelm. organs be a suitable biomonitor of urban atmosphere pollution? CERNE, 2023, vol. 29, e-103228. DOI: 10.1590/01047760202329013228.

24. Çetin M., Çobanoğlu O. The Possibilities of Using Blue Spruce (Picea pungens Engelm.) as a Biomonitor by Measuring the Recent Accumulation of Mn in Its Leaves. Kastamonu University Journal of Engineering and Sciences, 2019, vol. 5, no. 1, pp. 43—50.

25. Kandziora-Ciupa M., Ciepał R., Nadgórska-Socha A., Barczyk G. Accumulation of heavy metals and antioxidant responses in Pinus sylvestris L. needles in polluted and non-polluted sites. Ecotoxicology (London, England), 2016, vol. 25, no. 5, pp. 970—981. DOI: 10.1007/s10646-016-1654-6.

26. Zeiner M., Juranović Cindrić I. Accumulation of Major, Minor and Trace Elements in Pine Needles (Pinus nigra) in Vienna (Austria). Molecules, 2021, vol. 26, no. 11, art. 3318. DOI: 10.3390/molecules26113318.