На главную К списку выставокАрхив выставок

Биогеохимические чтения памяти В.В. Ковальского

Журнальные статьи

1. Albaiges J. Claude Amiard-Triquet, Jean-Claude Amiard and Philip S. Rainbow, Ecological biomarkers: indicators of ecotoxicological effects // International Journal of Environmental Analytical Chemistry. 2013. Vol. 93, № 14. P. 1558–1559.

The biomarker concept was initially developed with the purpose of the early diagnosis of pathological status and for use in mammalian toxicology. At the beginning of the 1990s, ecotoxicologists became interested in the concept, which stimulated important debate, and at present it has been widely accepted and incorporated in the water management practices. With contributions from experts in the field, this book (there is also an eBook version) presents a synthesis of the state of the art in the methodology of biomarkers and its contribution to ecological risk assessment. The text explores the latest knowledge and thinking on this very important approach for the assessment of environmental health, management and conservation. After an introduction to the topic and the history of biomarkers, it describes the core biomarkers currently used in environmental research concerned with biological monitoring, biomarkers which correspond to the defences developed by living organisms in response to contaminants in their environment, and biomarkers that reveal biological damage resulting from contaminant stressors. It then examines the linking of lysosomal biomarkers and immunotoxicity tests with the ecotoxicological effects at higher biological levels. Further, behavioural disturbances, the origin and consequences of energy metabolism impairments, as well as of endocrine disruption functions, and genotoxicity are reviewed as all indicative of probable toxic effects at individual and population levels. A chapter on evolutionary toxicology and transcriptomic approaches explores the contributions of genetic investigations to ecotoxicology and environmental risk assessment. The use of the best sentinel species – those highly sensitive species that will show signs of toxicity before others and serve as an alarm – and case studies are reported throughout the text to demonstrate the efficacy of this approach. The use of biomarkers to identify bioactive compounds in complex mixtures by using effect directed chemical analysis is also well illustrated. This key reference book, addressing fundamental and applied aspects of ecological biomarkers, will aid environmental managers in evaluating the effects of industrial effluents, particularly in rivers, streams, and estuaries, and scientists to identify gaps and areas of development.


2. U26778
Ethier D.M., Kyle C.J., Nocera J.J. Tracking animal movement by comparing trace element signatures in claws to spatial variability of elements in soils // Sci. Total Environ. 2014. Vol. 468. P. 699–705.

Biogeochemical markers in ecology have provided a useful means for indicating geographic origin and movement patterns of species on various temporal and spatial scales. We used trace element analysis to resolve spatial and habitat-specific environmental gradients in elemental distributions that could be used to infer geographic origin and habitat association in a model terrestrial carnivore: American badger (Taxidea taxus jacicsoni). To accomplish this, we generated element base-maps using spatial principal component analysis, and assessed habitat-specific signatures using multivariate statistics from soil element concentrations in southwestern Ontario, Canada. Using canonical correlation analysis (CCA) we also test whether element variability in the claw keratin of a terrestrial carnivore could be explained by the chemical variability in the soils of the local environment. Results demonstrated that trace element signatures in soils vary locally with land use practices and soil texture type and broadly with the underlying geology. CCA results suggest that chemical profiles in claws can be linked to the surrounding chemical environment, providing evidence that geographic patterns in mammalian movement can be discerned on the basis of claw chemistry. From this, we conclude that geographic assignment of individuals based on element profiles in their tissues and referenced against soil elemental distributions would be coarse (at a spatial scale of 100-1000 km, depending on the chemical heterogeneity of the landscape), but could be used to assess origin of highly mobile animals or habitat association of individuals. Compared to stable isotope analysis, the assessment of trace elements can provide a much greater level of detail in backcasting animal movement pathways.


3. U60656
HuanXin W. et al. Biogeochemical transport of iodine and its quantitative model // Sci. China-Earth Sci. 2013. Vol. 56, № 9. P. 1599–1606.

Iodine deficiency disorders (IDD) are among the world's most prevalent public health problems yet preventable by dietary iodine supplements. To better understand the biogeochemical behavior of iodine and to explore safer and more efficient ways of iodine supplementation as alternatives to iodized salt, we studied the behavior of iodine as it is absorbed, accumulated and released by plants. Using Chinese cabbage as a model system and the I-125 tracing technique, we established that plants uptake exogenous iodine from soil, most of which are transported to the stem and leaf tissue. The level of absorption of iodine by plants is dependent on the iodine concentration in soil, as well as the soil types that have different iodine-adsorption capacity. The leaching experiment showed that the remainder soil content of iodine after leaching is determined by the iodine-adsorption ability of the soil and the pH of the leaching solution, but not the volume of leaching solution. Iodine in soil and plants can also be released to the air via vaporization in a concentration-dependent manner. This study provides a scientific basis for developing new methods to prevent IDD through iodized vegetable production.


4. U62098
Korobova E.M. et al. Iodine and Selenium Speciation in Natural Waters and Their Concentrating at Landscape-Geochemical Barriers // Geochem. Int. 2014. Vol. 52, № 6. P. 500–514.

Drinkable waters in Bryansk oblast are generally poor in I and Se. Possible I and Se speciation in the drinkable waters and their means of migration and concentration in soils at geochemically contrasting conditions are analyzed, and the possible reason for the high mobility of I is demonstrated to be predetermined not only by its occurrence in the form of iodide and organic complexes but also by solute mineral species (CaI+ and MgI+), with the former and the latter types of the complexes spread more widely in the polessky and opolny landscape types, respectively. Iodine complexation with alkali-earth cations under reduced neutral-weakly alkaline conditions facilitates, on the one hand, vertical iodine migration and, on the other hand, its precipitation on the carbonate barrier. The predominant solute species of Se in these environments is hydroselenide, which can form FeSe in the presence of significant Fe concentrations and be precipitated on the reduced barrier in soils of hydromorphic landscapes. The generally low total I and Se concentrations in the drinkable waters and the migration of solute compounds of radioactive I in the form of organic and inorganic complexes could likely result in a higher thyroid morbidity rate over the whole territory of Bryansk oblast, including areas contaminated with radioactive I isotopes after the accident at the Chernobyl nuclear power plant.


5. Kosior G. et al. Trace elements in native and transplanted Fontinalis antipyretica and Platyhypnidium riparioides from rivers polluted by uranium mining // Chemosphere. 2017. Vol. 171. P. 735–740.

The past uranium/polymetallic mining activities in the Sudety (SW Poland) left abandoned mines, pits, and dumps of waste rocks with trace elements and radionuclides which may erode or leach out and create a potential risk for the aquatic ecosystem, among others. In the present work four rivers affected by effluents from such mines were selected to evaluate the application of aquatic mosses for the bio-indication of 56 elements. Naturally growing F. antipyretica and P. riparioides were compared with transplanted samples of the same species. The results demonstrate serious pollution of the examined rivers, especially with As, Ba, Fe, Mn, Pb, Ti, U and Zn, reaching extremely high concentrations in native moss samples. In the most polluted rivers native F antipyretica and P. riparioides samples showed significantly higher concentrations of As, Ba, Cu, Fe, La, Nd, Ni, Pb, U and Zn than corresponding transplanted samples, whereas at less polluted sites a reverse situation was sometimes observed. Transplanted moss moved from clean to extremely polluted rivers probably protects itself against the accumulation of toxic elements by reducing their uptake. Selection of native or transplanted F antipyretica and P. riparioides depended on the pollution load.


6. Miguel T.B. et al. A scientometric study of the order Odonata with special attention to Brazil // Int. J. Odonatol. 2017. Vol. 20, № 1. P. 27–42.

The insects of the order Odonata have an aquatic larval stage and land-dwelling adults. These insects play an important role in aquatic ecosystems and are excellent bioindicators. The present study was based on a scientometric analysis of the research available on the Odonata, which aimed to identify the principal trends and gaps in the database on these organisms, compiled online from databases of the Institute for Scientific Information - ISI, Scielo and journals Odonatologica and International Journal of Odonatology. A total of 2317 papers were analyzed, permitting the detection of the following tendencies: a gradual increase in the number of papers occurred over time, most of the papers had an ecological perspective, most focused primarily on the adult stage and species level, and 49 studies focused on bio-indication by examining variation in the composition of the community, fluctuating asymmetry, bioaccumulation, species richness and abundance, and odonate habitat index (OHI). The increase in the ecological studies of odonates may reflect the dynamic characteristics of this order, and its relatively well-defined systematics, principally in the case of the adults. Despite the increase in the number of publications, there are still many gaps, such as biogeography, parasitism, competition within and among species, evolutionary and phylogenetic relationships, as well as studies of the larval stages of these organisms. Given the sensitivity of the members of this order to environmental variables, they may be used for the evaluation of aquatic systems, given their roles as detectors, exploiters or accumulators, depending on the type of response to environmental modifications.


7. U26778
Nath B., Birch G., Chaudhuri P. Assessment of sediment quality in Avicennia marina-dominated embayments of Sydney Estuary: The potential use of pneumatophores (aerial roots) as a bio-indicator of trace metal contamination // Sci. Total Environ. 2014. Vol. 472. P. 1010–1022.

Currently, coastal intertidal environments are under stress from increased contaminant loads due to urbanization and other anthropogenic disturbances. Mangrove habitats are abundant in tropical and sub-topical intertidal zones and frequently act as a metal bio-filter in estuarine systems. Mangrove reforestation is often considered as one of the management options to protect estuarine marine habitats. The main objective of the present investigation was to assess the bio-indicator potential of Avicennia marina by determining heavy metal concentrations in pneumatophore (aerial root) tissues and ambient sediments from Sydney Estuary (Australia). We collected mangrove sediments and pneumatophores in fifteen locations covering five major embayments of the estuary for a detailed biogeochemical investigation. Metal concentrations in sediment were mostly above Australian interim sediment quality guidelines (ISQG)-Low and in few instances above ISQG-High values. Enrichment factors (EFs >6, especially of Cu, Pb and Zn) suggest "very severe" modification of sediment in Sydney Estuary in all but one embayment which was mainly due to rapid changes in land use in connection with urbanization. High bio-concentration factors (BCFs) were observed for Cu and Ni in comparison with other metals (i.e., As, Cd, Co, Cr, Pb and Zn). A strong, positive relationship between metals in sediments and pneumatophores suggests potential use of these tissues as a bio-indicator of estuarine contamination and that metals are entering the biotic environment. The study further highlights a positive role of mangroves in sequestering metals from sediments and the water column and thus protecting estuarine environments from pollution.


8. Osterc A., Stibilj V. 129I levels in soils from Ukraine and Slovenia in the last decade // Int. J. Environ. Anal. Chem. 2013. Vol. 93, № 5. P. 553–564.

129I is important as an environmental tracer of the biogeochemical cycling of iodine and of the dissemination of nuclear pollution, because anthropogenic 129I has been released from only few point sources and with its short mixing time its distribution therefore reveals the movement of 129I in the environment. A radiochemical neutron activation analysis method was developed to measure the concentration of 129I in soil samples. A procedure to pre-concentrate iodine from up to 150g of soil was developed and validated using IAEA standard reference material IAEA-375 (Chernobyl soil). The method was applied to determine 129I/127I isotopic ratios as well as 129I and 127I concentrations in soils from several locations in Ukraine collected in 2006, 1996, 1993 and 1989, and from Slovenia, collected at various places in 2009 and 2006. The 127I concentrations in surface soils from Ukraine were in the range 2.323.1 mu gg1 and for 129I (11.1245.7)center dot 108 mu gg1 dry matter with the highest value of 1.47 center dot 103 mu gg1 found in a soil sample collected in Yaniv, Ukraine in July 1993. In soil samples from Slovenia 127I concentrations ranged 0.73130 mu gg1 and 129I (8.0245.7)center dot 108 mu gg1. The 129I/127I isotopic ratios of surface soils from Ukraine were in the range of the order of 109105 and of 1010108 for soils from Slovenia. The highest isotopic ratio 13.6 center dot 105 was found in a soil sample collected in Yaniv, Ukraine in July 1993.


9. U26778
Pasten-Zapata E. et al. Assessment of sources and fate of nitrate in shallow groundwater of an agricultural area by using a multi-tracer approach // Sci. Total Environ. 2014. Vol. 470. P. 855–864.

Nitrate isotopic values are often used as a tool to understand sources of contamination in order to effectively manage groundwater quality. However, recent literature describes that biogeochemical reactions may modify these values. Therefore, data interpretation is difficult and often vague. We provide a discussion on this topic and complement the study using halides as comparative tracers assessing an aquifer underneath a sub-humid to humid region in NE Mexico. Hydrogeological information and stable water isotopes indicate that active groundwater recharge occurs in the 8000 km(2) study area under present-day climatic and hydrologic conditions. Nitrate isotopes and halide ratios indicate a diverse mix of nitrate sources and transformations. Nitrate sources include organic waste and wastewater, synthetic fertilizers and soil processes. Animal manure and sewage from septic tanks were the causes of groundwater nitrate pollution within orchards and vegetable agriculture. Dairy activities within a radius of 1000 m from a sampling point significantly contributed to nitrate pollution. Leachates from septic tanks caused nitrate pollution in residential areas. Soil nitrogen and animal waste were the sources of nitrate in groundwater under shrubland and grassland. Partial denitrification processes helped to attenuate nitrate concentration underneath agricultural lands and grassland, especially during summer months.


10. 043947
Абрамов А.Ф., Слепцова Т.В. Биоиндикация загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами по содержанию их в листьях берёзы обыкновенной (Betula Alba L.) в Якутии // Вестник ИрГСХА. 2015. № 69. С. 31-36.

Приведены результаты исследований уровня загрязнения окружающей среды Pb, Hg, Cd в г. Якутске и Кобяйском районе Республики Саха (Якутия) по содержанию их в листьях берёзы обыкновенной. Отмечено, что содержание Pb, Hg, Cd в листьях берёзы имеет прямую связь с уровнем загрязнения территории города. В листьях берёз, растущих на естественном грунте квартала 69 (Сайсар), содержание Pb превышает ПДК в 1.6 раз, Hg - в 12.0 раз, Cd - в 6.5 раз, а в квартале 31 (Рабочий городок), соответственно, Pb - в 1.4 раза, Hg - в 11.0 раз, Cd - в 5.0 раз. В центре города в листьях берёзы (проспект Ленина) на привозном грунте с берeзовой рощи Вилюйского тракта содержание Pb, Hg, Cd оказалось меньше, чем в 31, 69 кварталах г. Якутска. В Кобяйском районе в листьях берeз, собранных с участков Ситтэ, содержание Pb превышает ПДК в 1.5 раза, Hg - 18.0 раз, Cd - в 1.9 раза, а на участке Куокуй, соответственно, Pb - 1.2 раза, Hg - в 16.0 раз, Cd - в 1.4 раз. Содержание Pb, Hg, Cd в листьях берeзы на участках Турбаахы и Сангар было меньше, чем на участках Ситтэ и Куокуй.


11. Гордеева И.В. Перспективы использования высших базидиальных грибов в качестве тест-объектов для биоиндикации // Инновационная наука. 2015. № 9 (9). С. 30-34.

Данная работа представляет собой обзор публикаций, посвященных перспективам использования шляпочных грибов в качестве тест-объектов в биоиндикации для оценки загрязнения почвы ионами тяжелых металлов. В работе показано, что количественный анализ загрязнения с помощью грибов затруднителен, так как последние обладают видоспецифичной способностью к аккумуляции ионов конкретных металлов. В то же время шляпочные грибы могут быть полезны для качественной биоиндикации - разграничения загрязненных и незагрязненных территорий.


12. 001408
Ермаков В.В. Геохимическая экология и биогеохимические критерии оценки экологического состояния таксонов биосферы // Геохимия. 2015. № 3. С. 203-221.

Статья посвящена формированию и развитию современного научного направления - геохимической экологии как базиса биогеохимического нормирования. Рассмотрены место геохимической экологии в системе экологических наук и основные ее положения (биогеохимические пищевые цепи и параметры, биогенная миграция химических элементов, реакции организмов, включая гомеостаз, биоритмы, пороговые концентрации химических элементов и др.). Представлены новые данные о вкладе геохимической экологии в решение вопросов биогеохимического нормирования и районирования, профилактики биогеохимических эндемий и микроэлементозов. Подчеркивается актуальность проблем геохимической экологии, особенно в связи с техногенной эволюцией таксонов биосферы.


13. Есенжолова А.Ж., Панин М.С. Биоиндикационный потенциал листьев древесных и кустарниковых растений г. Темиртау // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2012. № 3 (19). С. 160-168.

Изучено содержание тяжелых металлов в листьях древесных и кустарниковых растений г. Темиртау при различной антропогенной нагрузке. Выявлена значительная видовая специфика между накоплением тяжелых металлов в листьях и уровнем концентрации данных металлов в среде обитания. Установлено, что содержание тяжелых металлов в листьях древесных и кустарниковых растений г. Темиртау превышает их кларк в растительности суши, характеризуясь видовой спецификой. Наибольшая средняя концентрация цинка характерна для листьев Betula pendula Roth., Populus alba L., меди - Crataegus oxyacantha L., Populus alba L., кадмия - Populus nigra L., Populus alba L. и свинца - Eleagnus argentea Pursch., Syringa vulgaris L. Растения, произрастающие в промышленной и транспортной зонах, накапливают больше тяжелых металлов, чем в селитебной и рекреационной зонах, что коррелирует и с почвенным загрязнением. Рассчитаны зольность листьев, коэффициент биологического поглощения элементов и корреляционные связи. Рекомендуются в качестве биоиндикаторов содержания тяжелых металлов в окружающей среде листья таких растений как Betula pendula Roth., Acer negundо L., Eleagnus argentea Pursch. и растения рода Populus, но адекватно той техногенной нагрузке, которой они подвергаются.


14. 044579
Ильяш Д.В., Ильяш В.В. Циркумменты как особый вид эколого-геологических систем // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Геология. 2015. № 1. С. 132-139.

В отдельных районах ЦЧО широко развиты изометричные депрессионные мезо- и микроформы рельефа, не имеющие общепринятого названия. Особенность их пространственного распределения в исключительной приуроченности к водоразделам современной гидросети, где они группируются в системы линейной или изометричной формы (ансамбли). Предлагается называть их циркумментами. С точки зрения экологии представляют интерес как особые природные системы, с которыми связаны геохимические аномалии и повышенный радоновый поток.


15. 01140X
Ляпина Е.Е. Ртуть в аэрозолях г. Томска // Оптика атмосферы и океана. 2013. Т. 26. № 6. С. 490-493.

Техногенное геохимическое преобразование атмосферного воздуха урбанизированных территорий – один из актуальных вопросов современной экологии. Наиболее чутким, доступным и достоверным индикатором уровня загрязнения атмосферного воздуха и площади распространения потоков загрязняющих веществ в условиях города является снеговой покров.


16. 000674
Опекунова М.Г., Гизетдинова М.Ю. Использование лишайников в качестве биоиндикаторов загрязнения окружающей среды // Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 7. Геология. География. 2014. № 1. С. 79-94.

В статье представлены результаты исследования содержания Cu, Zn, Ni, Co, Fe, Mn, Pb и Cd в почвах и 5 видах лишайников р. Cetraria и р. Cladonia, отобранных на северо-западе РФ на фоновых и антропогенно нарушенных участках в зонах воздействия ОАО «Карельский Окатыш» (Республика Карелия) и комбината «Североникель» (Мурманская область). Установлено, что химический состав лишайников формируется под влиянием комплекса внешних и внутренних факторов и зависит, прежде всего, от их видовой принадлежности и антропогенного загрязнения. В районе Костомукши лишайники характеризуются накоплением типоморфных элементов - Fe и Mn, в зоне воздействия комбината «Североникель» - Cu, Ni и Co. Наибольшей сорбционной способностью и устойчивостью к техногенезу на всех участках обладает вид Cetraria islandica. Показано, что применение лихеноиндикации для оценки степени техногенной трансформации ландшафтов в районах размещения горнорудного производства существенно ограничено из-за низкой устойчивости лишайников к техногенезу и формирования «лишайниковой пустыни».


17. Рыжакова Н.К., Меркулов В.Г. и др. Биоиндикация загрязнения атмосферного воздуха химическими предприятиями // Известия высших учебных заведений. Физика. 2013. Т. 56. № 11-3. С. 254-258.

Использованы эпифитные мхи для определения содержания в атмосферном воздухе химических элементов в зоне влияния химического предприятия, расположенного в Томской области, Россия. Мхи отобраны в 2005 и 2011 гг. на расстояниях 0,3-15 км от предприятия. Нейтронно-активационным методом измерено содержание 23 химических элементов. На основе полученных результатов сделан вывод о возможности использования эпифитных мхов для контроля выбросов химических предприятий в атмосферный воздух.


18. 000443
Чернова Е.Н. Биогеохимический фон и особенности накопления металлов фукусовыми водорослями в прибрежных водах Японского, Охотского и Белого морей // Биология моря. 2016. Т. 42. № 1. С. 60-68.

Определены диапазоны фоновых концентраций металлов Fe, Mn, Zn, Cu и Cd в фукусовых водорослях из Японского, Охотского и Белого морей. Нижняя фоновая концентрация рассчитана как Me15-2MAD15, верхняя пороговая концентрация - как Me+2MAD. Верхнюю пороговую концентрацию металлов в фукусах можно использовать в качестве предельной региональной величины при разделении местообитаний по степени загрязненности. Сравнение значений Me15-2MAD15 показало, что фукусы из Белого моря отличались от тихоокеанских фукусов повышенными концентрациями Mn и пониженными Cd. Содержание Zn в фукусах из Японского моря было выше, чем в беломорских и охотоморских макрофитах. Диапазон фоновых концентраций Fe у фукусов из Японского моря был значительно уже по сравнению с таковым у беломорских и охотоморских. Изменчивость фоновых концентраций химических элементов в фукусах в разных морских акваториях имеет региональную специфику и зависит не только от концентрации элементов в абиотических компонентах среды, но и от особенностей функционирования прибрежных экосистем.


19. 036341
Шешницан С.С., Капитальчук М.В., Голубкина Н.А. Особенности биоаккумуляции селена в контрастных ландшафтно-геохимических условиях // Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Естественные науки. 2016. № 4. С. 67-77.

Впервые представлены данные по распределению и особенностям миграции селена в биогеохимической пищевой цепи «почва - растение - насекомые» в контрастных по ландшафтно-геохимическим условиям экосистемах долины Днестра. Установлено, что различий в содержании валовых форм селена в почвах разных типов экосистем не наблюдается, при этом в пойменных экосистемах растения накапливают более чем в 2,5 раза больше селена, чем растения, произрастающие в экосистемах на террасах и склонах. Дифференциация экосистем по содержанию селена на первом трофическом уровне существенно сказывается на содержании элемента в последующих звеньях биогеохимической пищевой цепи. Результаты нашего исследования указывают, что в пищевых цепях пойменных экосистем наблюдается явление биомагнификации селена. В экосистемах на террасах закономерное увеличение концентрации элемента прослеживается только при переходе от растений к фитофагам, а от них - к миксофагам (или зоофагам).


20. 043839
Янин Е.П. Экологическая геохимия речной эпифитовзвеси // Проблемы окружающей среды и природных ресурсов. 2015. № 8. С. 47-91.

В обзоре рассмотрены и представлены: Введение; Методика исследований; Речные макрофиты и их роль в экологии речных систем; Особенности образования эпифитовзвеси и ее общего химического состава; Техногенные геохимические аномалии в эпифитовзвеси; Формы нахождения тяжелых металлов в эпифитовзвеси; Особенности распределения ртути в эпифитовзвеси; Экологическая роль и биогеохимические особенности эпифитовзвеси; Заключение; Литература


На главную К списку выставокАрхив выставок