Пространственная изменчивость содержания тяжелых металлов в макрофитах озер Беларуси

  • Наталья Викторовна Жуковская Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь https://orcid.org/0000-0001-6741-4513
  • Надежда Владимировна Ковальчик Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Борис Павлович Власов Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Тадеуш Моленда Силезский университет в Катовицах, ул. Бенджиньска, 60, 41-200, г. Сосновец, Польша

Аннотация

Проанализирована пространственная дифференциация концентрации тяжелых металлов (Ti, V, Cr, Mn, Ni, Cu, Pb) в высшей водной растительности озер Беларуси. Данные о содержании элементов в макрофитах Беларуси сопоставимы с показателями, полученными в Польше и других соседних странах. Озерным растениям свойственна избирательность в накоплении металлов, различающаяся для экологических групп погруженных, надводных растений и макрофитов с плавающими листьями. Установлены статистически значимые отличия между бассейнами рек по содержанию Mn, Cu, Pb в погруженных макрофитах озер. Наибольшими концентрациями Mn в тканях макрофитов всех экологических групп характеризуются бассейны рек Днепр, Припять, Западный Буг, наименьшими – р. Березины. Наименьшее количество Pb обнаружено в водных растениях озер бассейнов рек Западный Буг и Днепр. Водные растения озер различной степени трофности отличаются на статистически значимом уровне по содержанию Mn и Cu, наименьшие концентрации Mn в тканях макрофитов характерны для мезотрофных озер с признаками олиготрофии. С помощью пространственного кластерного анализа выделены восемь групп озер по содержанию Mn, Cu и Pb в высшей водной растительности. Группа озер Браславского района характеризуется повышенным содержанием Mn и Cu в тканях макрофитов, озера бассейна р. Вилии отличаются наименьшей среди других групп средней концентрацией Cu и Pb в водных растениях, озера северной части Беларуси выде ляются повышенным содержанием Сu и Pb в тканях растений.

Биографии авторов

Наталья Викторовна Жуковская, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

кандидат географических наук, доцент; доцент кафедры почвоведения и географических информационных систем факультета географии и геоинформатики

Надежда Владимировна Ковальчик , Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

кандидат географических наук, доцент; доцент кафедры почвоведения и географических информационных систем факультета географии и геоинформатики

Борис Павлович Власов , Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

доктор географических наук, профессор; заведующий научно-исследовательской лабораторией озероведения факультета географии и геоинформатики

Тадеуш Моленда , Силезский университет в Катовицах, ул. Бенджиньска, 60, 41-200, г. Сосновец, Польша

доктор географических наук; доцент кафедры физической географии факультета наук о Земле

Литература

  1. Albers PH, Camardese MB. Effects of acidification on metal accumulation by aquatic plants and invertebrates. 1. Constructed wetlands. Environmental Toxicology and Chemistry. 1993 June;12(6):959 – 967. DOI: 10.1002/etc.5620120602.
  2. Ravera O, Cenci R, Beone GM, Dantas M, Lodigiani P. Trace element concentrations in freshwater mussels and macrophytes as related to those in their environment. Journal of Limnology. 2003;62(1):61–70. DOI: 10.4081/jlimnol.2003.61.
  3. Zyrin NG, Obukhov AI. Spektral’nyi analiz pochv, rastenii i drugikh biologicheskikh materialov [Spectral analysis of soils, plants and other biological materials]. Moscow: Publishing House of the Moscow State University; 1977. 334 p. Russian.
  4. Gigevich GS, Vlasov BP, Vynaev GV. Vysshie vodnye rasteniya Belarusi: ekologo-biologicheskaya kharakteristika, ispol’zovanie i okhrana [Higher aquatic plants of Belarus: ecological and biological characteristics, use and protection]. Minsk: Publishing Center of Belarusian State University; 2001. 231 p. Russian.
  5. Grishantseva ES, Safronova NS, Kirpichnikova NV, Fedorova NP. Distribution of microelements in higher aquatic plants in the Ivan’kovskoe water reservoir. Geojekologija. Inzhenernaja geologija. Gidrogeologija. Geokriologija. 2010;3:223–231. Russian.
  6. Crowder A, Dushenko WT, Greig J, Poland JS. Metal contamination in sediments and biota of the Bay of Quinte, Lake Ontario, Canada. Hydrobiologia. 1989 December;188(1):337–343. DOI: 10.1007/BF00027798.
  7. Prasad MNV, Greger M, Aravind P. Biogeochemical cycling of trace elements by aquatic and wetland plants. In: Prasad MNV, Sajwan KS, Naidu R, editors. Trace elements in the environment: biogeochemistry, biotechnology and bioremediation. Boca Raton: Taylor & Francis; 2005. p. 451– 482. DOI: 10.1201/9781420032048.ch24.
  8. Markert B. Presence and significance of naturally occurring chemical elements of the periodic system in the plant organism and consequences for future investigations on inorganic environmental chemistry in ecosystems. Vegetatio. 1992 November;103(1):1–30. DOI: 10.1007/BF00033413.
  9. Kabata-Pendias A. Trace elements in soils and plants. 4th edition. Boca Raton: CRC Press; 2010. 548 p.
  10. Senze M, Kowalska-Góralska M, Pokorny P. Metals in chosen aquatic plants in a lowland dam reservoir. Journal of Elementology. 2009 January;14(1):147–156. DOI: 10.13140/2.1.1422.9126.
  11. Szymanowska A, Samecka-Cymermana A, Kempers AJ. Heavy Metals in Three Lakes in West Poland. Ecotoxicology and Environmental Safety. 1999 May;43(1):21–29. DOI: 10.1006/eesa.1998.1747.
  12. Kuriata-Potasznik А, Szymczyk S, Pilejczyk D. Effect of bottom sediments on the nutrient and metal concentration in macrophytes of river-lake systems. Annales de Limnologie – International Journal of Limnology. 2018;54. Article number 1. DOI: 10.1051/ limn/2017028.
  13. Ivanova EA, Anishchenko OV, Gribovskaya IV, Zinenko GK, Nazarenko NS, Nemchinov VG, et al. Metal content in higher aquatic plants in a small Syberian water reservoir. Sibirskii Ekologicheskii Zhurnal. 2012;4:485– 495. Russian.
  14. Fedonenko EV, Filippova EV. Contamination level estimation in the Zaporozhian reservoir by heavy metals. Uchenye zapiski Tavricheskogo natsional’nogo universiteta imeni V. I. Vernadskogo. Seriya: Biologiya. Khimiya. 2008;21(2):133–138. Russian.
  15. Petuhova NN, Kuznetsov VA. [To Clarke values of trace elements in the soil cover of Belarus]. Doklady Аkademii nauk Belarusi. 1992;36(5):461– 465. Russian.
  16. Kruchek SA, editor. Stratigraphic charts of precambrian and phanerozoic deposits of Belarus: explanatory note. Minsk: Belarusian Research Geological Exploration Institute; 2010. 282 p. Russian.
  17. Matveev AV, Bordon VE. Geokhimiya chetvertichnykh otlozhenii Belarusi [Geochemistry of quaternary sediments of Belarus]. Minsk: Belaruskaja navuka; 2013. 191 p. Russian.
  18. Zhuhovickaya АL, Generalova VА. Geokhimiya ozer Belorussii [Geochemistry of Belarusin lakes]. Minsk: Nauka i tekhnika; 1991. 202 p. Russian.
  19. Petuhova NN. Geokhimiya pochv Belorusskoi SSR [Geochemistry of soils of the Belorussian SSR]. Minsk: Naukа i tekhnika; 1987. 231 p. Russian.
  20. Lukashev KI, editor. Geokhimicheskie provintsii pokrovnykh otlozhenii BSSR [Geochemical provinces of superficial deposits of the BSSR]. Minsk: Naukа i tekhnika; 1969. 473 p. Russian.
  21. Lukashev OV, Zhukovskaya NV, Lukasheva NG, Tvoronovich-Sevruk DL, Savchenko SV. Chemical elements contents in modern bottom sediments of Belarus rivers (technogeochemical aspect). Prirodopol’zovaniye. 2015;27:109 –117. Russian.
  22. Farhat HI, Aly W. Effect of site on sedimentological characteristics and metal pollution in two semi-enclosed embayments of great freshwater reservoir: Lake Nasser, Egypt. Journal of African Earth Sciences. 2018;141:194 –206. DOI: 10.1016/j.jafrearsci.2018.02.012.
Опубликован
2019-11-27
Ключевые слова: тяжелые металлы, высшая водная растительность, экологические группы, пространственная изменчивость, мониторинг, трофический статус озер
Как цитировать
Жуковская, Н. В., Ковальчик , Н. В., Власов , Б. П., & Моленда , Т. (2019). Пространственная изменчивость содержания тяжелых металлов в макрофитах озер Беларуси. Журнал Белорусского государственного университета. География. Геология, 2, 40-51. https://doi.org/10.33581/2521-6740-2019-2-40-51