XXVIII Биогеохимические чтения памяти В.В.Ковальского.

Представлены результаты анализа некоторых комплексных показателей оценки качества поверхностных вод, используемых обычно при проведении мониторинговых исследований водотоков. На примере данных многолетних исследований экологического состояния рек Волжского бассейна показаны некоторые оценочные способы получения информативности частных показателей и процедуры их отбора (экспертный и статистический подходы) при построении интегральных индексов и критериев качества воды малых рек разного типа и уровня антропогенной нагрузки.

Грузия одна из многих стран, имеющих проблему йоддефицита. 47% населения имеет эндемический зоб, и не только в высокогорных районах, но и на равнине. Поэтому поиск этого важного микроэлемента в породе, почве и природной питьевой воде в различных регионах Грузии, определение его количества, форм существования и сезонного распределения с целью использования обнаруженных источников йодных соединений играет важную роль в ограничении распространения йоддефицитных заболеваний. В данной работе представлены результаты химического анализа подземных вод, как уже известных и используемых местным населением, так и вновь открытых, во Внутренней Картли (Грузия) с содержанием йода до 48 мкг/л.

Рассмотрены особенности распределения и миграции элементов в природных водах северо-запада России в зависимости от геохимических особенностей водосборов и антропогенного загрязнения. Воды малых озер преимущественного атмосферного питания отражают атмосферные выпадения металлов на водосборы. Общей чертой микроэлементного состава вод северо-запада России являются повышенные содержания Cu, Ni, Cd, Mo, Sb, Pb, V, обусловленные геологическими особенностями водосборов и дымовыми выбросами горно-металлургических предприятий. Было показано, что в водах озер Кольского Севера высокое обогащение вод Cd, V, Ni связано с последствиями выбросов предприятий цветной металлургии. В водах озер Республики Карелия антропогенное обогащение вод Cu, Ni, Mn, Zn, Pb, As связано с последствиями выбросов ГОК “Карельский Окатыш”. В воде озер, расположенных в юго-западной части Архангельской области значительное обогащение вод Mn, As, V связано с геохимическими особенностями водосборов. Факторами, определяющими миграционную активность элементов, являются геохимические и ландшафтные условия водосборов, локальные выбросы горнометаллургических и горно-обогатительных комбинатов, а также последствия добычи руд.

Актуальность. Исследования обусловлены необходимостью поиска чувствительных индикаторов техногенеза, элементный состав которых может позволить получить объективную информацию об эколого-геохимической обстановке изучаемой территории. Ртуть отличается высокими токсикологическими свойствами по отношению к живому организму. Использование биообъектов, находящихся в начале пищевой цепочки, является наиболее информативным и объективным, а также может послужить важной информацией для дальнейшего прогнозирования экологической обстановки территории.

Существование биосферы определяется наличием постоянного круговорота веществ, осуществляемого высокоразветвленной трофической сетью, с высокой степенью замкнутости вещественных потоков. Каким образом была сформирована столь согласованная система с высоким уровнем замкнутости, остается неясным. Простое обращение к теории эволюции нам помочь не может, поскольку замкнутость биосферы не является приспособительным признаком особи - в этом суть парадокса Вернадского-Дарвина. В статье обсуждаются этапы формирования биосферы в контексте замкнутости - ключевого свойства и параметра биосферы, а также обсуждаются подходы к разрешению парадокса. Выдвинут тезис о том, что появление первых живых организмов не означает появления биосферы как системы взаимодействующих компонентов. Говорить о биосфере в полном смысле этого слова можно после появления хищничества около 500 млн лет назад и возникновения разветвленной трофической сети. Приведены простые оценки, показывающие, что, с одной стороны, живые организмы потенциально способны изменить среду обитания на глобальном уровне за ничтожное по геологическим масштабам время. Но, с другой стороны, они десятки тысяч лет способны обеспечивать точный баланс глобального круговорота веществ. На простой модели показано влияние стехиометрических ограничений на возможность формирования замкнутого потока веществ в простых экосистемах и продемонстрирована необходимость увеличения разнообразия на трофических уровнях для преодоления этих стехиометрических ограничений.

Рассмотрено участие локальных популяций рыжей полевки (Clethrionomys glareolus) в биогеохимических циклах Cu, Zn, Cd и Pb в условиях сильного химического загрязнения среды (1990–1992 гг.) крупным предприятием цветной металлургии (Средний Урал) и после существенноыо сокращения объема промышленных выбросов (2015–2017 гг.). Установлено, что на максимально загрязненных участках (импактная зона) к концу периода исследований контролируемые животными транзитные потоки Cu, Cd, Pb приблизились к фоновым значениям, Zn – 2-кратно снизился в сравнении с незагрязненной территорией. На участках с умеренным уровнем загрязнения (буферная зона) существенных изменений величины потока металлов не зарегистрировано ни для одного из элементов. Своеобразие транзитных потоков изученных элементов на участках с разным уровнем загрязнения определяется их содержанием в корме и численностью животных. При этом многократное (в 50 раз) сокращение выбросов не привело к эквивалентному снижению концентраций металлов в рационах животных на загрязненных территориях. Основной причиной изменений явилась перестройка в структуре сообщества мелких млекопитающих, повлекшая резкое снижение численности рыжей полевки в импактной зоне. В результате совместного влияния рассмотренных факторов за 25-летний период исследований отмечена интенсификация (фоновая зона), замедление (импактная зона), либо стабилизация (буферная зона) биогеохимического обмена элементов.

В почвах, развивающихся в пределах монолитной почвенно-геохимической катены, изучен состав водорастворимых макро-, микроэлементов и анионов. Показано, что по мере возрастания гидроморфизма от элювиальных к аккумулятивным ландшафтам закономерно увеличивается содержание углерода и азота. Характер распределения водорастворимых форм макро- и микроэлементов обусловлен биоаккумулятивными процессами и особенностями элювиально-иллювиальной дифференциации почв. В краевых частях водораздельной депрессии сочетание элювиально-иллювиальной дифференциации и интенсивного латерального выноса в весенний период объясняет максимальную выщелоченность верхних горизонтов. Использование кластерного анализа подтверждает взаимосвязь в системе геохимической катены генетической принадлежности и положения почвы с составом водных вытяжек.

Районы Забайкалья, где велась интенсивная горнопромышленная деятельность, характеризовались высокими концентрациями в почвенном покрове и технозёмах токсичных элементов: серебра, мышьяка, кадмия, свинца, сурьмы и цинка. По всем элементам имелся следующий характер распределения: максимальные значения в составе техноземов, далее в почвах буферных зон хвостохранилищ, и минимальные количества в условно фоновых районах сбора проб. Техноземы большинства горно-обогатительных комбинатов представляют собой антропогенные обеднённые полиметаллические месторождения. Интенсивнее всего загрязнение токсичными элементами отмечалось в условиях отвалов сереброплавильных рудников, расположенных в окрестностях села Нерчинский Завод, где добыча и переработка руды осуществлялась более 170 лет назад (с 1704 по 1853 г.). По величине индекса геоаккумуляции (Igeo) сверхвысокие значения в 21,33 единицы отмечены по кадмию в отвалах рудника Кадая, очень сильное загрязнение отмечено также и практически по всем точкам пробоотбора, за исключением поселка Ново-Орловск, для которого степень загрязнения по сурьме имела значения от умеренного до сильного. Чрезвычайно опасными по интенсивности загрязнения были техноземы сёл Нерчинский Завод, Кадая и Воздвиженка и поймы реки Средняя Борзя, с максимумом в 702 единицы (Нерчинский Завод). Также отмечалась интенсивная миграция микроэлементов и в воду реки Средняя Борзя, что увеличивает площадь загрязнённого района и приводит к перемещению ксенобиотиков в реку Аргунь. Значения коэффициента суммарного токсикологического загрязнения имели максимумы для техноземов и почв буферных зон - 385,24 (село Нерчинский Завод), 306,90 (село Кадая), 319,33 (село Воздвиженка), что относит их к территориям, имеющим опасный уровень загрязнения. Исследованная территория характеризуется сложной природной геохимической обстановкой, йодо- и селенодефицитом и микроэлементозом (болезнью Кашина-Бека), приводящим к развитию у населения экологозависимых патологий, которые могут быть усилены техногенно созданными источниками высокотоксичных элементов.

Микроэлемент селен, открытый Берцелиусом еще в 1817 году, на сегодняшний день остается до конца не познанным и не перестает удивлять многообразием своих функций. Уникальность данного микроэлемента в первую очередь заключается в том, что он входит в состав не только органических и неорганических соединений, но и является ключевым компонентом аминокислот селеноцистеина и селенометионина в селенопротеинах, встречающихся во всех доменах жизни. Во-вторых, селеноцистеин является 21-й аминокислотой в универсальном генетическом коде, уникальность которой заключается не только в том, что она кодируется одним из трех стоп-кодонов трансляции, но и особенностями биосинтеза и уникальными цис - и транс -активными факторами, необходимыми для распознавания данного триплета как селеноцистеинового, что позволяет избежать преждевременной терминации трансляции и синтезировать полноразмерные селенопротеины. Поддержание данных цис- и транс-активных факторов является весьма энергозатратным для клетки, что дает основание говорить о важности и жизненной необходимости селенопротеинов для живого организма. Кроме того, во всех доменах жизни существуют некоторые особенности механизмов биосинтеза как самой аминокислоты, так и селенопротеинов. В-третьих, поражает многообразие процессов и эффектов соединений селена различного происхождения, в которых данный микроэлемент играет ключевую роль, особенно в регуляции жизненно важных функций млекопитающих. В рамках данного обзора на основании последних данных представлена полная картина свойств и функций селена, позволяющая понять уникальность данного микроэлемента в природе.

Дано определение понятия «экотоксиканты» и предоставлены сведения относительно основных природных и антропогенных их источников. Акцентируется внимание на возможности поступления экотоксикантов в экосистемы и их негативного влияния на биоту, в том числе здоровье человека. Определены цели и необходимость проведения экотоксикологического мониторинга окружающей среды как при нормативных, так и аварийных выбросах, и сбросах экотоксикантов в окружающую среду с целью получения объективной информации о состоянии экосистем и прогнозирования возможных изменений, разработки мер предупреждения о их ухудшении при действии экотоксикантов. Приведена схема программы экотоксикологического мониторинга экосистем. Сделан акцент на методах биоиндикации при мониторинге окружающей среды, целесообразности их проведения. Отмечается, что эти методы, которые основаны на реакции живых организмов и их сообществ на действие экотоксикантов, способны адекватно отражать их присутствие в окружающей среде по состоянию определенных организмов (биоиндикаторов, тест-объектов). Предоставляется информация о возможности методами биоиндикации определять комплексный характер загрязнения и диагностировать ранние нарушения состояния биоты, выявлять вторичные эффекты действия загрязнителей, которые вызваны их накоплением и трансформацией различными цепями экосистем. Полученные методами биоиндикации сведения при соответствующей корреляции можно использовать для прогнозирования действия экотоксикантов или их комплексов на здоровье человека.

Проанализирована экологическая ситуация на о. Шкота и примыкающей части о. Русский по содержанию ртути в почвах и листьях древесной и кустарниковой растительности. Выявлены основные источники ее поступления в геосистемы. В рамках работы на островах выполнены геоботанические описания, собраны гербарные образцы сосудистых растений и лишайников, сделаны морфологические описания почв. Для определения содержания ртути в почвах и растительности на о. Русский были отобраны образцы на 3 учетных площадках, на о. Шкота – на 16. Показано, что почвенный покров островов Русский и Шкота представлен буроземами типичными и буроземами темными, а также их пирогенными аналогами. Распределение ртути в почвенном покрове зависит от свойств почв, а в растительности – от вида растения. Представлены результаты лабораторных исследований содержания ртути в геосистемах. Методом интерполяции для о. Шкота построены карты содержания ртути в почвенном покрове и листьях дуба монгольского. Средние значения содержания ртути в почвенном покрове на о. Шкота и примыкающей части о. Русский составляют 81.2 нг/г. Средние показатели содержания ртути для различных видов растений составляют: для граба сердцелистного – 26.3 нг/г, дуба монгольского – 24.5 нг/г, полыни Гмелина – 9.1 нг/г. Такое варьирование обусловлено различной аккумуляционной способностью растений накапливать ртуть. Сделано предположение, что высокое содержание ртути в почве и растительности в восточной части о. Шкота связаны с особенностями тектонического строения. Максимальное содержание ртути в почве на о. Шкота приурочено к побережью бух. Дотовая, которая является основным местом отдыха в летний период. Постоянное разведение костров и сжигание древесины и бытового мусора (в первую очередь полиэтилена), приводит к перераспределению ртути на прилегающих территориях. В целом по содержанию ртути в почвенно-растительном покрове рассматриваемых территорий складывается благоприятная экологическая обстановка. Содержание ртути в почве составляет незначительную долю от предельно допустимой концентрации. В связи с отсутствием утвержденных показателей по предельно допустимой концентрации ртути для растений сравнение данных выполнено для кларковых значений. Для граба сердцелистного и дуба монгольского фиксируется превышение кларка, что может быть естественной региональной спецификой. Полученные данные могут быть использованы в качестве фоновых показателей.

Рассмотрено распределение элементов в системе “атмосферные осадки–кроновые воды–почвенные воды” водосбора оз. Гусиного на территории Валдайской возвышенности. Определены особенности химического состава атмосферных осадков, кроновых и почвенных вод, а также почвы. Рассчитан бюджет элементов в исследуемом профиле почв за летне-осенний период. Даны оценки обогащения почв элементами и интенсивности их водной миграции в почвенных водах.

В различных регионах антропогенное воздействие привело к гибели лесов и уничтожению значительной их части. С разрушением лесной растительности на большой площади происходит формирование новых природных условий. В складывающейся ситуации способы оценки лесов и лесорастительных условий нуждаются в корректировке и дальнейшем совершенствовании. Использование данных учёта доминантных, эдификаторных, дифференциальных видов растений позволяет дать оценку лесорастительным условиям преимущественно на определенных этапах развития сообщества. Результаты подобных исследований могут быть использованы для целей краткосрочного лесного планирования. В целях долгосрочного прогноза динамики лесорастительных условий предлагается использовать материалы исследований жизненной стратегии лесных растений и лесных сообществ в целом. Комплексная характеристика поведения растений или их стратегия жизни отражает процесс адаптации растительности к формирующимся лесорастительным условиям. На примере лесов Республики Татарстан рассмотрена возможность определения природных условий по особенностям жизненной стратегии отдельных лесообразующих пород. Тип жизненной стратегии древесных пород выявлялся по показателям хода роста, а также длительности жизни. Сделан вывод о том, что основные лесообразующие породы в Татарстане, адаптируясь к формирующимся условиям, проявляют признаки пионерного поведения или эксплерентной стратегии.

Используя новые методы биогеохимической индикации, изучены специфические реакции растений и животных на изменение уровня содержания микроэлементов (Pb, Cd, Cu, Zn, As, Se и др.) в абиотических компонентах среды бассейна р. Ардон (Северная Осетия). Под влиянием природных и техногенных факторов происходит локальное увеличение содержания Pb, Cd, Cu, Zn и As в почвах и организмах по сравнению с фоновыми территориями. Содержание тяжелых металлов в водах р. Ардон в основном находится в пределах гигиенических нормативов. Выявлена активизация синтеза серосодержащих веществ в листьях ивы, облепихи и мать-и-мачехи при максимальном содержании тяжелых металлов в почвах. В участках, прилегающих к Унальскому хвостохранилищу, уровень содержания пигментов и их соотношения в листьях мать-и-мачехи, одуванчика и ивы не меняются по сравнению с менее загрязненными территориями. На техногенных участках снижается видовое богатство растений, биомасса укосов и проективное покрытие травянистой растительности до 40%, наблюдается угнетение роста растений, хлорозы, некрозы и деформация листовой пластины. Выявлен новый вид-металлофит Cladochaeta candidissima (M. Bieb.) - кладохета чистейшая. Повышенный уровень свинца и мышьяка в почвах и растениях поймы р. Ардон сопровождается увеличением их концентраций в крови и волосах животных.

Дан анализ особенностей накопления токсичных и жизненно важных химических элементов в звеньях пищевой цепи в условиях полиметаллической биогеохимической провинции в связи с накоплением фитохелатинов и металлотионеинов в листьях березы пушистой (Betula pubescens). Определены градиенты концентраций металлов в почвах по мере удаления от зеркала Унальского хвостохранилища и их влияние на уровни элементов в растениях. Установлены величины коррелятивных связей между концентрациями токсичных элементов в пульпе и листьях березы пушистой. Определение концентраций тяжелых металлов в листьях производилось раздельно: для нативного образца и водного смыва. Выявлена высокая коррелятивная связь между растворимой частью суммы металлов и содержанием суммарного металлотионеина и глутатиона. Выдвинуто предположение о более тесной связи биохимической системы глутатиона с аккумулированием металлов растениями, по сравнению с системой металлотионеинов. Оценена возможность использования метода биоиндикации экологического состояния среды посредством определения величины флуктуирующей асимметрии листовой пластины. Оценка данного биоиндикационного параметра производилась дискретно по сторонам света. Показано, что высокая концентрация суммы металлов в почвах и листьях березы сопровождается увеличением значения флуктуирующей асимметрии листьев и уровней серосодержащих биологически активных веществ. Отмечается несовершенство данного метода биоиндикации, сложности его практического применения и необходимость дополнительных исследований.

Исследовано влияние промышленных выбросов на содержание зольных химических элементов в звеньях биогеохимической цепи “снежный покров–почвы–кустарниковые ивы–белая куропатка” в пределах северной части Норильского плато. Обнаружен избыток металлов загрязнения (Ni, Cu, Co, Fe) и недостаток Mn в листьях ив и веточном корме белой куропатки (Lagopus Lagopus L.), свидетельствующий о несбалансированном поступлении этих химических элементов в организмы растений и животных. Выявлено повышенное накопление Cu, Ni, Fe и Cd в мышечной ткани куропатки. Аккумуляция кадмия в мышцах птицы не является следствием загрязнения, а связана с естественным повышенным содержанием этого металла в зимнем корме куропатки – концевых побегах и почках кустарниковых ив.

Рассмотрены проблемы биосферы – глобальное потепление, загрязнение окружающей среды, последствия экономической глобализации, сокращение биоразнообразия, получение и выращивание генетически-модифицированных организмов, и связанные с этими проблемами задачи экологической генетики как научного направления, занимающегося изучением генетических процессов в популяциях с учетом влияний окружающей среды.

Актуальность исследования обусловлена тем, что ртуть участвует в глобальном планетарном биогеохимическом цикле и входит в пищевые цепи с накоплением в организмах хищных видов животных и у коренного населения. В отношении к территории Западной Сибири информация о содержании ртути в озерах не достаточно полная, а обобщения сделаны на малых выборках, что делает актуальным фоновые изучения содержания ртути в среднетаежных озерах на репрезентативной выборке. Целью исследования является анализ и обобщение фоновых мониторинговых наблюдений, как за общим содержанием ртути донных отложений, так и её содержанием в поверхностных водах озер, в зависимости от природных факторов в условиях средней тайги в пределах Ханты-Мансийского автономного округа. Объект: фоновая концентрация растворенной Hg и ртути в донных отложениях озер. Изучено 95 озер, 322 пробы донных отложений, отобранных в разное время.

В статье приведены результаты определения коэффициента корреляции содержания и накопления ртути в системе “почва-растение”. Исследования проводились в окрестностях металлургического завода и хвостохранилища обогатительной фабрики в правинции Айдаркен. Изучали содержание ртути в почве и надземных частях некоторых видов растений, а также звеньях пищевых цепей. Отмечено различие в накоплении ртути между разными видами одного семейства а также межвидовые различия. Максимальные положительные концентрации по содержанию ртути отмечнены у зизифоры и донника вблизи хвостохранилища. Концентрация ртути определялась атомно-абсорбционным методом с гидридной приставкой. Выявлены положительные и отрицательные корреляции накопления ртути в системе почва-растение, установлен коэффициент биологического поглощения ртути растениями. Наиболее высокие значения коэффициента корреляции наблюдались у растений, произрастающих на огородах и пастбищах в окрестностях ртутной провинции Айдаркен. Указывается на необходимость постоянного мониторинга в этой провинции.

Ртуть - легко летучий химический элемент. Для нее характерна высокая геохимическая подвижность в различных природных процессах. Она относится к высокотоксичным химическим элементам I класса. Токсичность ее зависит от вида химических соединений и величины концентрации. Минерализация проб растений проводились с использованием микроволновой системы «Минотавр-2», и концентрация ртути определена на атомно-абсорбционном спектрометре МГА-915. Концентрация ртути больше максимального допустимого уровня во всех исследованных пробах растений. Коэффициент биологического поглощения ртути для Artemisia tenuisecta Nevski колебалось от 0,008 до 0,100. Изучена зависимость между содержанием ртути в почвах и растениях, и были рассчитаны коэффициенты корреляции. Наибольшей устойчивости к токсическому действию ртути обладают растения рода Artemisia.

В статье рассматривается подход к прямой и косвенной оценке биогенной нагрузки, формирующейся в пределах водосборов малых притоков Иваньковского водохранилища в условиях интенсивного изменения структуры землепользования и освоения водосборных территорий под коттеджное и дачное строительство в период 1980-2014 гг. На исследуемых реках, как и на их водосборах, не проводятся регулярные гидрологические и гидрохимические наблюдения. Между тем, рассматриваемые водные объекты относятся к источникам питьевого водоснабжения и поэтому их санитарно-экологического состояние, а также количественные и качественные оценки поступления загрязняющих веществ с речными водами представляют особый практический интерес.

Цель настоящих исследований заключалась в сравнительной характеристике экологических условий произрастания древесных растений двух промышленно развитых городов Центрального Черноземья - Воронежа и Липецка.

Проведена комплексная эколого-геохимическая оценка макро- и микроэлементного состава подземных вод Брянской области, используемых для обеспечения питьевого водоснабжения, с ранжированием населенных пунктов (НП) и районов по содержанию I, Se, а также некоторых других химических элементов с выявлением соответствия их концентраций установленным гигиеническим нормативам. Показано, что содержание I и Se в питьевых водах контролируется геохимическими условиями их формирования и в большинстве обследованных районов области не достигает физиологически оптимального уровня (10 мкг/л для йода, 2.5–3.3 мкг/л для селена), что могло усугубить негативную реакцию щитовидной железы (ЩЖ) на загрязнение территории I-131 в результате аварии на Чернобыльской АЭС (1986 г.). Кроме того, были обнаружены другие неблагоприятные гидрогеохимические факторы, которые могут оказывать влияние на распространение естественно-природных эндемических заболеваний среди местного населения, обусловленные локально повышенными концентрациями Mn (до 10 ПДК), Fe (до 26 ПДК), Si и Sr (до 2 ПДК) в питьевых водах, приуроченными к определенным гидрогеологическим комплексам.

В богатой флоре Дальнего Востока России насчитывается 17 эумонотипных семейств (9,9% от всего числа семейств) и 80 эумонотипных родов. Среди Magnoliophyta наиболее крупными семействами по числу эумонотипных родов являются Asteraceae (10 видов), Ericaceae (8 видов), Poaceae (7 видов), Apiaceae (6 видов). По одному эумонотипному роду содержит 21 семейство (Berberidaceae, Cabombaceae и др.). Большая часть представителей эумонотипных родов (68 видов) - аборигенные растения, 12 видов являются заносными либо культивируемыми (Zea mays и др.). По жизненной форме лидируют травянистые многолетники (47 видов), меньше однолетних трав (20 видов), кустарников (6 видов), кустарничков (3 вида), двулетних трав (2 вида) и деревьев (1 вид). Преобладают растения открытых местообитаний (53 вида), им уступают растения тенистых местообитаний (15 видов) и водные (полуводные) виды (9 видов). Большая часть (46 видов) встречается в южной части региона, реже на севере (7 видов), востоке (2 вида), в средней части (1 вид). 24 вида произрастают на всей или почти всей территории Дальнего Востока.

Рассмотрены понятие "экологическая емкость территории" и способы ее оценки, приведены классификации подходов и критериев к оценке емкости среды.

Понятие токсичности рассмотрено с позиций теоретической биогеохимии и геохимической экологии. Показано, что явление токсичности возникло и смогло значимо проявить себя только вследствие сознательного нарушения человеком систем саморегуляции и динамического равновесия, существовавшего в естественных биогеохимических циклах на протяжении всей истории существования биосферы. Благодаря этому, все живые организмы, несмотря на неравномерное распределение химических элементов в природной среде, практически постоянно находились в оптимальной геохимической обстановке. Подчеркивается, что все химические элементы как постоянные компоненты среды обитания являются объективно необходимыми для полноценного существования жизни, в силу чего безусловно токсических элементов не существует, существуют только дозы способные вызывать токсические эффекты. Обращено внимание на тот факт, что одинаково опасным является отклонение концентраций в обе стороны от оптимума, в силу чего нанесение существенного вреда организму может осуществляться, в том числе и путем создания искусственного дефицита ряда химических элементов, чьи эколого-геохимические свойства до сих пор изучены недостаточно. В статье также рассмотрена возможность применения нового методического подхода к решению проблемы, который проиллюстрирован на примере построения карты риска распространения рака щитовидной железы.

Введение: В статье изложены результаты анализа сейсмических эффектов, возникающих при производстве промышленных взрывов в карьерах по добыче полезных ископаемых. В регионе функционирует более 20 карьеров, в которых ежегодно производится от 300 до 500 взрывов. При этом выделяется 1010-1013 Дж сейсмической энергии. Методика: Был проведен эксперимент с целью определения наличия или отсутствия наведенной сейсмичности. Для этого вокруг Павловского карьера в разных азимутах, на расстоянии 60 км от карьера были установлены сейсмические станции. Спустя 8 часов после взрыва в Павловском карьере, мощность которого составила 300 т ВВ, произошли 5 низкомагнитудных сейсмических событий. Они аккумулировались в пределах Лискинской сейсмически активной зоны. Результаты и обсуждение: Оценены экологические последствия проведения промышленных взрывов. Показано, что короткозамедленные промышленные взрывы оказывают существенное воздействие на геологическую среду, создавая предпосылки возникновения наведенной сейсмичности и возбуждая сейсмические колебания в широком диапазоне частот, которые распространяются на значительные расстояния. Максимальная амплитуда колебаний изменяется от десятков нм/с до 1000 мкм/с, длительность воздействия от нескольких секунд до 5 минут. На основе анализа большого объема данных, разработаны критерии оценки благоприятности среды обитания человека.
Заключение: По степени воздействия промышленных взрывов на комфортность среды обитания выделены четыре уровня, характеризующиеся системой сейсмических признаков: комфортные, гипокомфортные, дискомфортные и экстремальные.

В работе представлены результаты ранжирования критериев оценки экологических функции почв. Такое ранжирование представлено впервые. Авторами предлагается оценивать экологические функции почв по степени измененности основных их свойств по сравнению с фоном, используя шестибальную шкалу. Объектом исследования являлся чернозем выщелоченный малогумусный мощный суглинистый на покровном карбонатном суглинке, залегающий на территории ботанического сада Воронежского государственного университета им. Б.М. Козо-Полянского в г. Воронеже под коллекциями древесно-кустарниковых интродуцентов. По предложенным критериям оценивались следующие биогеоценотические функции чернозема выщелоченного: 1. функции почв, как источника питательных элементов и соединений; 2. депо влаги, элементов питания и энергии; 3. стимулятор и ингибитор ряда биохимических процессов; 4. функции почв, обусловленные ее физико-химическими. По полученным результатам предложены практические рекомендации по улучшению биогеоценотических функций чернозема выщелоченного малогумусного мощного суглинистого в целом и в особенности под хвойной, кустарниковой и хвойно-кустарниковой растительностью.

Рассмотрен почвенно-биогеохимический аспект современного состояния земледелия Российской Федерации. Перестройка производственных отношений в сельскохозяйственном секторе России привела к структурным изменениям аграрного землепользования. Выведенные из сельскохозяйственного оборота десятки миллионов гектаров пахотных угодий перешли в разряд залежных земель, подвергшихся зарастанию луговой и древесной растительностью. Это в свою очередь изменило характер формирования биологической продуктивности и ее состав на сельскохозяйственных угодьях в целом. Сокращение пахотных угодий и перевод их в залежное состояние существенно нарушило баланс углерода. Земледелие в целом из чистого источника С-СО2 в начале 90-х годов превратилось в чистый накопитель (секвестор) С-СО2 в размере около 20 млн т С-СО2/год. Этот факт можно рассматривать как вклад земледелия России в выполнение глобальной задачи международной программы “4 промилле” по накоплению углерода в почвах, используемых в сельском хозяйстве. Изменения структуры земельных угодий с одновременным резким сокращением применения всех видов удобрений вызвали превалирование биогеохимических потоков питательных элементов (N, P, K) из пахотных почв на урбанизированные территории. Дефицитный баланс питательных веществ означает, что в сельскохозяйственном производстве в значительной степени не реализуется почвенно-климатический потенциал и потенциал других факторов повышения продуктивности земледелия, таких как сорт, химические средства защиты растений и другие. Наибольшую тревогу вызывает остродефицитный баланс фосфора. В этой связи необходимо значительно ограничить экспорт апатитового концентрата и фосфорсодержащих удобрений как стратегического (невозобновляемого!) ресурса, необходимого для обеспечения продовольственной безопасности страны на десятилетия вперед.

Представлены результаты исследований зоопланктона и зообентоса рек Систа, Воронка и Коваши, относящихся к водосборному бассейну Копорской губы Финского залива (Ленинградская область), выполнена оценка качества речных вод. Определен видовой состав гидробионтов, выявлены количественные показатели и закономерности сезонной динамики таксономической структуры сообществ. В зоопланктоне исследованных рек по количеству видов преобладали коловратки, доля численности и биомассы которых сокращалась от весеннего периода к осеннему за счет увеличения доли ветвистоусых ракообразных. Зообентос рек в весенний период представлен в основном олигохетами и хирономидами, в летний период возрастала роль моллюсков, малощетинковых червей и ручейников. Различия таксономического состава зообентоса исследованных водотоков определялись составом субстратов обрастания, морфометрией, сезонными изменениями структуры и органическим загрязнением водотоков. По гидробиологическим показателям воды рек бассейна Копорской губы соответствуют в основном III классу качества (слабозагрязненные воды). Трофический тип водотоков изменялся от эвтрофного до гиперэвтрофного. По показателям индекса сапробности реки в большинстве случаев относились к ß-мезосапробной зоне. Наибольшее загрязнение испытывала р. Коваши, особенно в нижнем течении. Наиболее благополучной являлась р. Систа.

Исследовано состояние атмосферного воздуха городской среды города Уфа в Советском районе с использованием биологического метода диагностики. Проведено сравнение состояния загрязнения воздушной среды по токсичности снегового покрова в жилой и транспортно-магистральной зонах исследуемого района.

В статье проведён анализ отклика организмов- биоиндикаторов на факторы стресса в атмосферном воздухе. Проведена фито- и лихеноиндикация. Дана сравнительная характеристика качества атмосферного воздуха различных регионов Ленинского района города Тулы.

В статье представлены результаты исследования изменений морфологических параметров листа кустарников родов Spiraea L. и Syringa L., произрастающих в условиях транспортного и промышленного загрязнения в городе Новосибирске. Морфологические показатели листьев были определены на основе компьютерного анализа их цифровых изображений с помощью ГИС. Установлено, что растения родов Spiraea и Syringa в ответ на антропогенное воздействие демонстрируют реакцию, заключающуюся в уменьшении размеров ассимилирующих органов, увеличении величины флуктуирующей асимметрии листа по сравнению с фоновыми растениями. Показано, что качество окружающей среды урбанизированной территории с точки зрения флуктуирующей асимметрии листа соответствует высокому уровню загрязнения, а фон - низкому. В качестве биоиндикатора загрязнения окружающей среды можно рекомендовать спирею среднюю, спирею дубовую и два сорта сирени обыкновенной "Надежда" и "Олимпиада Колесникова".

Работа посвящена изучению содержания общей ртути в снежном покрове городов Иркутска и Шелехов. Подготовка проб для химического анализа и измерение концентраций ртути в них выполнялась по методике ПНД Ф 14.1:2:4.271-2012. Повышенное содержание концентраций общей ртути фиксируется в снежном покрове на территориях городов Иркутск и Шелехов вблизи антропогенных источников. Содержание общей ртути в городах Иркутск и Шелехов в 2-3 раза выше, чем в фоновых районах Прибайкалья.

Статья посвящена изучению первичной заболеваемости взрослого населения, как маркера медико- экологического благополучия, в условиях природной биогеохимической провинции, на территории которой концентрации тяжёлых металлов не достигают пороговых значений для возникновения эндемических заболеваний. Показано, что шансы первичного возникновения заболеваний системы кровообращения на территории провинции в 3,44 раза выше, чем в крупном мегаполисе (г. Екатеринбург) и в 2,57 раз выше, чем в условиях биогеохимического фона со сходной возрастной структурой исследуемого населения. Вероятность возникновения болезней органов дыхания в условиях провинции выше по сравнению с условиями города и биогеохимического фона в 1,49 и 1,85 раза соответственно. Болезни костно-мышечной системы могут возникать в районе аномалии в 2,5 и 1,38 раза чаще, чем на городской и фоновой территориях соответственно. Межгодовые колебания первичной заболеваемости внутри территорий не перекрывают межпопуляционные различия в изучаемых районах.

Цель. Изучение существующих фитоиндикационных подходов для того, чтобы определить, как они могут быть оптимально интегрированы и применены для экологической оценки городских территорий. Материал и методы. Исследования проведены с использованием методов фитоиндикации на 30 пробных площадках. В качестве ключевых индикаторов были использованы полеотолерантность лишайников, степень флуктуирующей асимметрии листьев Betula pendula Roth., продолжительность жизни хвои Pinus sylvestris L. и соотношение фенотипов Trifolium repens L. Результаты . Изучены морфометрические параметры лишайников, Betula pendula Roth., Pinus sylvestris L., Trifolium repens L., произрастающих в городской среде. Разработаны матрица фитоиндикационных параметров и комплексный подход к экологической оценке городских территорий. Выявлены наиболее экологически уязвимые районы города, проведено экологическое зонирование городской территории.

На основе существующей планировки и разделения территории города Кирова на отдельные административные единицы в работе сделаны попытки подготовить основу для экологического районирования города. Для этого выделены таксоны на территории наиболее сложного Первомайского района. В качестве таксонов предложены существующие жилые кварталы с учетом естественных границ в виде автомагистралей, водотоков, границ промплощадок.

РТУТЬ КАК ПОЛЕЗНЫЙ КОМПОНЕНТ И СУПЕРТОКСИКАНТ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ И ОТХОДОВ ЕГО ПЕРЕРАБОТКИ РЕГИОНОВ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ.

Проведено мониторинговое исследование распределения Hg в почвах и воздухе (почвенном и атмосферном) жилых поселков и окружающих территорий с повышенным природным геохимическим фоном Hg и/или подверженных техногенной нагрузке за счет горнодобывающей деятельности. Изучены объекты Алтай-Саянской ртутной провинции: часть Курайской ртутной зоны (п. Акташ, Курайская степь, п. Чазан-Узун, Республика Алтай) и участок Урского рудного поля (п. Урск и Урское хвостохранилище, Кемеровская область). Третий объект расположен на территории Кузнецкого Алатау (часть Саралинского золоторудного узла, п. Приисковый и его хвостохранилище, п. Орджоникидзевский, Республика Хакассия). Определены фоновые концентрации Hg в воздухе и почвах.

Целью работы было проведение биогеохимического мониторинга содержания тяжелых металлов в экосистеме северо-западной части Каспийского моря. Объектами исследования были морская вода и донные отложения Каспийского моря, различные виды ракообразных, моллюсков, рыб, а также каспийский тюлень. В результате исследований были выявлены металлоконцентрирующие организмы в Каспийском море, например гаммарусы (аккумуляторы цинка), креветки (меди), крабы (свинца и никеля), балянусы (ртути, свинца и кадмия); моллюски рода Didacna накапливают в основном цинк, кадмий и ртуть; митилястер - медь и кобальт; церастодерма - свинец; вобла - концентратор цинка и ртути, пуголовка - свинца и марганца, рыба-игла - меди, свинца и кадмия, килька - цинка и ртути. Выявлены особенности накопления металлов в гидробионтах: цинк, свинец и кадмий накапливаются преимущественно беспозвоночными животными; медь, кобальт и марганец в наибольшей степени накапливают представители класса Crustacea, никель - представители типа Mollusca; ртуть в наибольшей степени накапливается позвоночными животными. Выявлены закономерности в распределении концентраций химических элементов в органах и тканях гидробионтов, занимающих вершины трофических пирамид: цинк, медь и ртуть преимущественно накапливаются в печени; кобальт, никель, цинк, свинец и кадмий - в почках; свинец, кобальт и марганец - в жабрах; в мышечной ткани - ртуть. У Phoca caspica свинец накапливается в жировой ткани и легких, цинк, медь, кобальт, марганец, хром и ртуть - в печени, никель, свинец и кадмий - в почках. На основании рассчитанных коэффициентов накопления химических элементов отмечено, что ртуть и цинк способны накапливаться практически во всех звеньях трофической цепи; медь, кобальт, никель, кадмий и свинец накапливаются в основном беспозвоночными организмами; хром и марганец аккумулируются в большей степени в донных отложениях.

Одним из основных направлений современности является задача обеспечения населения здоровым питанием, которое неотрывно связано с защитой окружающей среды от антропогенных веществ, получаемых и выделяемых в новых технологических процессах, производствах, материалах, способах их обработки, в том числе ртути. Метод биоиндикации содержания ртути в окружающей среде является перспективным направлением при решении актуальных задач по выявлению загрязнения почв ртутью в результате, например, различных аварийных и чрезвычайных ситуаций, с последующим восстановлением почв для сельскохозяйственных нужд. Установлено, что внешние воздействия могут существенно влиять на жизненный цикл овса, в том числе на его всхожесть и прорастание. В рамках исследования разработан метод биоиндикации, основанный на оценке всхожести овса в присутствии токсиканта - ртути. Для этого была проведена исследовательская работа, заключающаяся в проведении серии экспериментов по выявлению возможности прорастания корневой системы, ростков, загрязненных разной концентрацией ртути после чрезвычайных ситуаций (ЧС) путем ее засева овсом, являющимся одним из распространенных удобрений, в ограниченном температурном диапазоне, с целью оценки способности рекультивации почв, активизации микрофлоры, взаимодействию почвы с погодными условиями, ускорению разрушения токсиканта. Показано, что ростки являются более чувствительной частью выбранного биоиндикатора по сравнению с корневой системой, при оптимальной температуре плюс 23℃, незначительных концентрациях ртути 0,025 г/л, всхожесть такая же как и у тестового образца, при этом можем принять, что данная концентрация соответствует невидимому ртутному загрязнению почвы (микрокаплям).

Целью исследований стала оценка эффективности методов биоиндикации при определении состояния окружающей среды на территории Санкт-Петербурга на примере Василеостровского и Пушкинского районов. Изучено содержание химических элементов в почвогрунтах, корке тополя Populus balsamifera, листьях Tilia cordata и Betula pendula, моховых (Sphagnum angustifolium) и лишайниковых (Cladonia stellaris) ловушках, рассчитан интегральный показатель флуктуирующей асимметрии (ИПФА) листьев липы T. cordata и березы B. pendula, проведено биотестирование почв с использованием Daphnia magna и Chlorella vulgaris. Установлено, что основными источниками загрязнения городской среды являются автомобильный транспорт, Балтийский завод в Василеостровском районе и промышленные зоны «Шушары» и «Пушкинская» в Пушкинском районе. Территория парковой зоны Пушкинского района может рассматриваться в качестве условно-фоновой при экологическом мониторинге. Рекомендовано использование флуктуирующей асимметрии листьев древесных пород в биоиндикационных исследованиях только совместно с результатами химического анализа. Корка тополя представляется наиболее удобным биоиндикатором для оценки загрязнения окружающей среды в течение длительного периода, химический состав листьев древесных пород (липы T. cordata и березы B. pendula) отражает информацию о поступлении поллютантов в течение одного вегетационного периода, анализ химического состава моховых и лишайниковых ловушек позволяет установить поступление загрязняющих веществ за сравнительно короткий период времени и идентифицировать источники загрязнения. Для оценки экологического состояния окружающей среды на основе функции желательности Харрингтона разработан интегральный биоиндикационный показатель (BIP - bioindication integral parameter), учитывающий степень трансформации отдельных компонентов окружающей среды (изменение химического состава растений относительно кларковых (фоновых) значений, проявление флуктуирующей асимметрии листьев древесных пород по сравнению с нормой) под воздействием антропогенной нагрузки. Показана эффективность применения BIP для геоэкологической оценки состояния окружающей среды в городах.

С помощью метода корреляционных плеяд определены структура связей между видами растений в исследованных природно-территориальных комплексах и трансформация растительного покрова при нарастании антропогенной нагрузки. Установлены биоиндикационные критерии ландшафтно-экологического районирования природных комплексов Башкирского Зауралья в зоне воздействия горнорудных предприятий.

Рассмотрена роль почвенных ферментов в очищении почв от самых разнообразных по химическому составу и свойствам ксенобиотиков. Почвенные ферменты не только играют ведущую роль в биодеградации загрязняющих почву веществ, но могут быть надежным и чувствительным индикатором загрязнения, что позволяет оценить уровень загрязнения и состояние почвенной экосистемы до, после и в процессе ее восстановления, и способствует разработке мер по реабилитации загрязненных экосистем.

В обзоре обобщены результаты изучения проблемы загрязнения ртутью объектов окружающей среды и связанных с ним рисков для здоровья населения. Токсиколого-гигиенические исследования включают анализ основных источников эмиссии тяжёлого металла, путей его распространения в окружающей среде и биологических эффектов для человека. Показано, что основу антропотехногенного загрязнения составляют кустарная горнодобывающая промышленность, сжигание угля и производство цветных металлов. От мест выбросов металл распространяется с атмосферным воздухом на большие расстояния, о чём свидетельствуют результаты мониторинговых исследований, проводимых в Арктике и Антарктиде. Загрязнение водных объектов представляет особую опасность для здоровья человека, поскольку доказано, что главный источник поступления ртути в организм связан с употреблением рыбы и морепродуктов. В почвенном горизонте токсикант локализуется преимущественно в пахотных слоях, но в местах хранения ртутьсодержащих отходов металл способен мигрировать на глубину 18 м и более. Анализ механизмов адсорбции, распределения, метаболизма и экскреции позволяет заключить: наибольшую угрозу для здоровья представляют металлоорганические формы - метил- и диметил-ртуть, что связано с высокой липофильностью указанных соединений. На примере болезни Минамата приводится описание характерных признаков ртутной интоксикации, среди которых ведущим является поражение центральной нервной системы. Представлены результаты исследований биологического действия низких концентраций металла и современных средств профилактики негативных воздействий на здоровье человека. Контакт широких слоев населения - в производстве и быту - определяет необходимость всестороннего изучения и освещения эффектов, связанных с воздействием токсичных соединений ртути.

Актуальность работы обусловлена необходимостью обобщения обширной разноплановой информации по экогеохимии ртути в природных средах и техногенных объектах Республики Алтай.Цель: сбор и систематизация данных по уровням содержания ртути в компонентах природной среды на фоновых и загрязненных территориях региона.Методы: изучение и анализ опубликованных и фондовых материалов эколого-геохимических работ на ртуть, проведенных в1980-2020-х гг. научными и производственными организациями на территории Республики Алтай.Результаты. Приведены сведения об основных природных и антропогенных источниках эмиссии ртути в регионе и уровнях ртутного загрязнения природной среды в зонах их воздействия. Впервые оценены уровни содержания ртути для большого комплекса компонентов природной среды. Показано преобладание в них фоновых концентраций ртути и их тесные связи с горными породами складчатого фундамента. Намечена высотно-поясная зональность в распределении ртути в почвах природных ландшафтов. Предварительно оценен фон ртути в горных породах и других компонентах природной среды региона. Установлен его слабо повышенный относительно кларков уровень.Выводы. Геологические образования региона не носят ртутной специализации. Повышенный уровень локального наложенного загрязнения ртутью природных сред обусловлен в основном ее прошлой добычей и применением. Концентрации ртути в загрязненных природных средах тесно связаны между собой. Основными источниками антропогенной эмиссии ртути являются лежалые отходы горнодобывающих предприятий. Современная хозяйственная деятельность в регионе не создает опасного загрязнения природной среды.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИИ И ЭВОЛЮЦИИ.

Необходимость проведения геохимических исследований донных отложений обусловлена тем, что они позволяют оперативно оценивать состояние окружающей среды в пределах водосбора водотоков, так как состав донных отложений наследует геохимические черты компонентов окружающего ландшафта. В работе впервые представлены новые данные по содержанию в донных отложениях микроэлементов, сульфатов, хлоридов, нитратов, нефтепродуктов, СПАВ и фенолов, полученные при комплексных геохимических исследованиях в Брестской области. Установлены уровни концентраций определяемых ингредиентов для отложений основных типов водоемов. Отмечено максимальное накопление соединений азота, хлоридов, фосфатов и микроэлементов (никеля, кобальта, ванадия, хрома, меди, цинка и марганца) в отложениях рек, сульфаты и свинец концентрируются в большей степени в донных отложениях мелиоративных каналов. Построена карта загрязнения донных отложений территории Брестской области масштаба 1:200000. Установлено, что геохимическое состояние донных отложений в водоемах Брестской области находится в основном в удовлетворительном состоянии, степень загрязненности тяжелыми металлами оценивается как допустимая и только 3,0 % попадает в категорию опасного уровня загрязнения.

Проведены эксперименты по моделированию фазового фракционирования микроэлементов (Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, Pb, Tl, Ga, Y, редкоземельные элементы, V, As, Sb, U) в процессе взаимодействия кислых вулканических вод с морской водой, сопровождающемся последовательным осаждением гидроксидов железа и алюминия. Показано, что соосаждение различных микроэлементов с гидроксидами железа и алюминия происходит с разной эффективностью. Наиболее резкие отличия характерны для галлия и редкоземельных элементов: галлий преимущественно входит в состав гидроксида железа, редкоземельные элементы – гидроксида алюминия. Установлено, что на степень соосаждения микроэлементов, помимо величины pH, влияет относительная доля объема морской воды, увеличение которой предположительно приводит к смещению адсорбционных равновесий и, как следствие этого, к изменению эффективности соосаждения.

Впервые определено содержание ионов основного солевого состава (Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Cl−,{\text{SO}}_{{\text{4}}}^{{{\text{2}} - }}{\text{,}}HCO−3), растворенных форм биогенных элементов (Si, P) и микроэлементов (Li, Rb, Cs, Sr, Ba, B, V, Ge, As, Mo, Mn, Fe, Co, Cu, Zn, Cd, Sb, Tl, Pb, Al, Ga, Ti, Zr, Hf, U, Y, р.з.э.) в поверхностных и подземных водах о. Матуа (Центральные Курилы). Сделан вывод, что в формировании химического состава вод принимают участие три основных источника: циклические морские соли, растворимые продукты выветривания вулканических пород и вулканические эксгаляции. Влияние биологических процессов на химический состав вод острова незначительно.

По данным натурных наблюдений 2009-2016 гг. изучено распределение растворенных веществ (главные ионы, биогенные и другие микроэлементы) в эстуарии Енисея и на прилегающей акватории. Полученные результаты сопоставлены с имеющимися в литературе данными гидрохимических исследований этого района. Показано, что миграция ионов основного солевого состава (Na, K, Mg, Ca, SO4) и ряда микроэлементов (Li, Rb, Cs, Sr, B, F, Cr, Ge, As, Mo, U) описывается устойчивыми в многолетнем плане уравнениями консервативного смешения речной и морской водных масс. Щелочность также относится к консервативным компонентам, однако для нее характерна значительная пространственно-временная изменчивость распределения, обусловленная сложной гидрологической структурой Енисейского залива и прилегающей части Карского моря. В вегетационный период концентрации Pмин, Si и V в распресненных водах эвфотического слоя снижаются с ростом содержания хлоридов в результате извлечения фитопланктоном. Потери этих элементов достигают соответственно 30-57, 30 и 9% от их поступления с речным стоком. Содержание растворенных Pмин и V в промежуточном и придонном слоях эстуария Енисея существенно увеличивается с ростом солености вследствие разложения осаждающегося органического вещества, тогда как реминерализация кремния происходит намного менее интенсивно. Барий на протяжении всего эстуария интенсивно десорбируется с речных взвесей в количестве, достигающем 20-100% поступления его растворенных форм с речным стоком в зависимости от сезонных вариаций химического состава последнего. Миграция в зоне смешения речных и морских вод растворенных форм тяжелых металлов (Mn, Fe, Pb) и элементов-гидролизатов (Al, Ti, Y, La, Ce, Pr) контролируется, по-видимому, процессом коагуляции и флоккуляции органических и органо-минеральных коллоидов, о чем свидетельствует резкое снижение концентраций этих элементов на начальном этапе осолонения (на 20-61%) с последующим приближением к характеристикам морской водной массы.

Представлены новые данные по биологической роли селена в организме млекопитающих, обитающих в биогеохимических провинциях с различным статусом селена. Дана оценка селенового и антиоксидантного статуса животных, показаны метаболические и клинические эффекты применения неорганических и органических селеносодержащих соединений для регуляции биохимического гомеостаза и репродуктивной функции животных в условиях биогеохимических селенодефицитных провинций.

Цель. Изучение комплекса биохимических параметров гепатопанкреаса и жабр черноморской мидии Mytilus galloprovincialis (Lamarck, 1819), а также функционального показателя адаптивности кардиосистемы у моллюсков из некоторых Севастопольских бухт с разным уровнем рекреационной и антропогенной нагрузки.

В статье раскрыты содержание и направления работы секции, состоявшейся 21 апреля 2023 года в рамках выполнения Программы весенней сессии VII Международного научного конгресса «Глобалистика - 2023: устойчивое развитие в контексте глобальных процессов», посвященного 160-летию со дня рождения В.И.Вернадского (17 - 27 апреля 2023 года).

Основную угрозу устойчивому развитию на этапе техногенной трансформации биосферы создают комплекс глобальных кризисных процессов и противоречия национальных экологических интересов различных государств. Эти явления обусловлены неравномерным распределением и дефицитом ресурсов продовольствия и пресных вод, а также перенаселением некоторых регионов. Попытки решения мировых кризисов на основе предоставления гуманитарной помощи дают лишь кратковременный результат. Изменить ситуацию может проведение геоэкологических исследований техногенной трансформации биосферы. Результаты этих работ позволят разработать методы формирования крупномасштабных управляемых природно-технических систем. Такие действия уже осуществляются некоторыми странами при решении проблемы дефицита водных ресурсов путем перемещения речного стока. Однако эта деятельность может вызвать возникновение противоречий в области национальных интересов различных государств и регионов планеты. Для консолидации усилий необходимо создание специального направления научно-практической деятельности – экологической глобалистики.

Цель - исследование и оценка фактора экологического риска по биогеохимическим коэффициентам ряда тяжелых металлов в прибрежных территориях ряда рек Дебет, Шнох и Аракс в различных почвенно-климатических регионах.

Методология биодиагностики экологического состояния почв и других объектов окружающей среды предполагает использование двух подходов: биоиндикационные наблюдения in situ и биотестирование образцов, реализуемое по стандартным методикам в контролируемых лабораторных условиях ex situ.Интегральная оценка почв на междисциплинарной основе согласно международному стандарту ISO19204-2017 позволяет поставить диагноз «здоровью» почв на основе биотических параметров в ходе натурных экологических наблюдений, показателей экотоксичности, которые дополняются результатами количественного химического анализа (методология ТРИАД). Для почв первостепенное значение особенно в агроэкосистемах имеют показатели состояния высших растений и микробных сообществ. В статье анализируются достоинства и ограничения известных приемов фитоиндикации, лабораторного фитотестирования, индикации состояния почв по дыханию, структурным и функциональным показателям разнообразия микробиоты и бактериальным биосенсорам. Реакции живых систем на одинаковое содержание поллютанта в большой степени зависят от содержания углерода органического вещества. Существующая нормативная база для экологической оценки биологического состояния почвенных экосистем практически это не учитывает, как и уровень минерализации и рН анализируемых объектов. Для адекватной оценки экологического качества почв предлагается совершенствовать методики измерений токсичности путем более адресных рекомендаций применения (например, для определенных градаций гумусированности, минерализации, рН).

Эколого-биогеохимический мониторинг липовой аллеи на улице Косыгина (Москва) выявил в почвах условно “загрязненных” точек более высокие концентрации Mn, Fe, Sr, Se и снижение содержания Zn. Для листьев липы “загрязнённых” участков характерно увеличение концентраций Cu, Fe и в меньшей степени - Zn, As, Cr, а также резкое понижение уровня Mn и Sr. Для водных вытяжек из почв отмечено слабое уменьшение pH в “фоновых” точках, понижение содержания Ca, Mg, K, Na и общей минерализации. Тест на фитохелатины в листьях оказался слабо эффективным, как и оценка флуктуирующей асимметрии листовой пластины. Наибольшие различия отмечены по степени патологии листьев и содержанию пигментов.

Биоиндикация загрязнения почв дельты реки Дон и побережья Таганрогского залива тяжелыми металлами по анатомо-морфологическим особенностям прибрежно-водных растений рода Typha.

В статье представлено научно-методическое обоснование системы критериев оценки безопасной городской среды. Актуальность исследования обусловлена необходимостью повышения уровня обоснованности и достоверности критериев отнесения событий к чрезвычайной ситуации (ЧС), несущей экологически опасные последствия для жизнедеятельности в городах. В настоящее время в Российской Федерации уже разработаны критерии информации о ЧС природного и техногенного характера; однако их эффективное и обоснованное применение не представляется возможным в силу недостоверной и нечеткой оценки реального воздействия события на окружающую среду, а также негативных последствий для природной среды и жизнедеятельности населения при влиянии различных факторов, условий, ограничений с учетом причинно-следственных связей. За рубежом такие критерии в исследуемом формате не разработаны. Новизна предложенного автором подхода заключается в разработке научно обоснованных решений и методов формирования системы экологических критериев информации о ЧС с учетом риск-ориентированного превентивного подхода в отношении прогнозируемых неблагоприятных событий. Конкурентные преимущества работы заключаются в решении конкретной научно-практической задачи обеспечения эффективности деятельности МЧС России в области обеспечения безопасной жизнедеятельности граждан в населенных пунктах. Целью исследования послужила актуализация и совершенствование методов, систем, технологий прогнозирования и квалификации ЧС, повышение уровня обоснованности и достоверности критериальной оценки отнесения событий к ЧС и, как следствие, оценки безопасности городской среды. Предложенная система основана на учете комплекса параметров экологической опасности, позволяет научно обоснованно применять критерии квалификации таких событий на стадиях зарождения и возникновения чрезвычайных ситуаций (ЧС) с негативными экологическими последствиями в населенных пунктах.

Представлены результаты оценки состояния поверхностных водных объектов, расположенных в зоне влияния закрытого полигона промышленных и бытовых отходов "Щербинка" (Домодедовский район Московской области). Токсичность речных и сточных вод полигона определена по биологическому действию на два вида высших растений - овса посевного ( Avena sativa ) и кресс-салата ( Lepidium sativum ). В качестве тест-реакций использована длина корней проростков семян овса, всхожесть и длина проростков семян кресс-салата. Установлено, что сточные воды с поверхности и тела полигона оказывают выраженный фитотоксический эффект (52-98 %), который проявляется в угнетении всех оцениваемых показателей. Показана высокая токсичность речной воды в месте сброса фильтрата от объекта захоронения отходов (значение фитоэффекта достигает 37 %). По мере удаления от источника загрязнения (при движении вниз по течению реки) смешивание фильтрата с речными водами приводит к снижению концентрации химических веществ в водах до безопасных для растений уровней. Значения оцениваемых показателей, полученные при биотестировании речных вод на удалении от полигона, сравнимы с контрольными. В ходе эксперимента выявлена сходная чувствительность к токсикантам двух выбранных в качестве тест-объектов растений.

Дано методическое обоснование эколого-геохимической оценки видового состава городской арборифлоры. Сравниваются городские популяции 81 вида деревьев и кустарников, формирующие зеленые насаждения г. Владивосток, по способности к оптимизации городской среды. Определены приоритетные загрязнители городской растительности - Fe, Zn, Pb, Cu, Ni. Установлены виды с высоким, средним (фоновым) и слабым накоплением тяжелых металлов. Выявлены виды-концентраторы металлов: Crataegus pinnatifida (Fe), Sorbus pochuashanensis и Picea sp. (Mn), Populus maximowiczii и P. nigra (Zn). Даны рекомендации по дифференцированному и рациональному использованию видов в структуре городского озеленения.

Статья посвящена методу контроля за качеством атмосферного воздуха - биоиндикации. В настоящее время биоиндикация загрязнений находит все большее применение в области охраны окружающей среды и рационального природопользования.

Авторами исследована объективность использования современных методов фотографии и сканографии, с целью усовершенствования процесса идентификации таксономического положения особей конкретного отряда на примере вида Lycosa singoriensis. В статье описываются проблемы идентификации и диагностики таксона отряда Araneae, а также возможные способы их решения, а также установлен субъективно-оптимальный порядок поиска морфологических критериев отряда Araneae. В объем исследованного материала вошел определитель В.П. Тыщенко «Определитель пауков европейской части СССР», была сформирована описательно-доказательная база таксономической принадлежности особи к виду Lycosa singoriensis, представленных на фотографиях.

В статье представлены результаты долгосрочных (2005-2022 гг.) полевых экспериментов по изучению распределения и миграции микроэлементов в системе почва–растение–животное на примере агроценозов южной лесостепи Западной Сибири. Представлена биогеохимическая оценка содержания микроэлементов (Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Cr и Se) в трофических цепях при определенных агроэкологических условиях, а также проанализированы геохимические факторы, влияющие на накопление микроэлементов в различных типах почв и произрастающих на них растениях. Определены нормативные количественные характеристики воздействия микроэлементов на химический состав почвы, продуктивность и качество растений зерновых, кормовых и овощных культур. Показано, что взаимосвязи между основными и микроэлементами при их поступлении в растения зависят от уровней и соотношений концентраций химических элементов в почве и физиологических потребностей растительного организма на разных этапах его онтогенеза. Установлены параметры поступления микроэлементов в организм животных с растительными кормами в условиях модельных экспериментов. Проанализированы структурные и функциональные изменения в органах животных при питании растениеводческой продукцией, выращенной с различным содержанием микроэлементов.

Растения регулируют почву и микроклимат, обеспечивают субстрат для гетеротрофных таксонов, их легко наблюдать и идентифицировать, а также они имеют стабильную таксономию, что убедительно оправдывает их использование в качестве индикаторов при мониторинге и сохранении. Однако нет единого мнения относительно того, являются ли растения сильными предикторами общего видового богатства нескольких таксонов. В этом исследовании мы выясняем, можно ли предсказать общее видовое богатство наземных растений с помощью богатства сосудистых растений и биоиндикации.

Основная задача базы данных БЕРНА - документировать справочные данные о типичных параметрах участка для встречаемости растительных сообществ, в которых диагностируемые виды находятся в конкурентном равновесии друг с другом и в гомеостатическом равновесии с факторами участка. Общие подходы к созданию базы данных о растениях на участке, такие как упорядочение или биоиндикация на основе отдельных видов, таких как PROPS или MultiMove model, имеют ограниченное применение, поскольку невозможно определить потенциальную встречаемость вида растений на основе факторов участка, поскольку влияние конкуренции не может быть определено заранее в соответствии с текущими знаниями. Таким образом, бернская база данных учитывает структуру растительных сообществ с обилием и доминированием видов в конкурентном равновесии растительных сообществ в качестве эталона для определения антропогенно вызванных изменений. Качественные знания о взаимосвязи между типами участков и растительными сообществами широко доступны, как видно из обширных фитосоциологических публикаций. С этой целью были проанализированы синоптические таблицы и описания местоположения примерно 50 000 соответствующих объектов. В настоящее время бернская база данных включает 887 растительных сообществ Центральной Европы и ссылки на их диагностический видовой состав. База данных определяет нишу 2210 центральноевропейских видов растений по свойствам почвы: pH, насыщенности основаниями, соотношению углерода к азоту и индексу влажности, а также континентальность климатических свойств, продолжительность вегетационного периода, солнечную радиацию и климатический водный баланс. БЕРНСКАЯ модель рекомбинирует реализованные видовые ниши, которые в основном формируют конкурентно-гомеостатическую структуру растительного сообщества, чтобы определить фундаментальную многофакторную нишу этого сообщества. Бернская база данных содержит в основном исторические записи о более или менее нетронутых участках. БЕРНСКАЯ модель (биоиндикация для восстановления экосистем в соответствии с естественными условиями) в качестве прикладного модуля базы данных БЕРНА была разработана для интеграции экологических причинно-следственных связей в исследования по оценке состояния окружающей среды и прогнозированию. База данных БЕРНА опубликована впервые. Методология создания базы данных БЕРНА и модели БЕРНА документированы, а приложения продемонстрированы на примерах. База данных, находящаяся в свободном доступе, должна предлагать вам дополнять и изменять ее.

Вулканизм является крупнейшим природным источником ртути (Hg) для биосферы. Однако прошлые оценки выбросов ртути различались на три порядка величины. Здесь мы представляем обновленную центральную оценку и межквартильный диапазон (232 Мг a-1; IQR: 170-336 Мг a-1) современных вулканических выбросов ртути на основе достижений спутникового дистанционного зондирования диоксида серы (SO2) и улучшенный метод учета неопределенности в соотношениях выбросов ртути: SO2. Атмосферное моделирование показывает, что влияние вулканической ртути на приземные концентрации в атмосфере во внетропическом Северном полушарии в 1,8 раза выше, чем в Южном полушарии. Пространственно-временная изменчивость вулканических выбросов ртути может затенять атмосферные тенденции, обусловленные антропогенными выбросами в некоторых местах. Это следует учитывать при выборе мест мониторинга для принятия мер глобального регулирования. Оценки вулканических выбросов, полученные в ходе этой работы, предполагают, что доантропогенный глобальный атмосферный запас ртути составлял 580 Мг, что в 7 раз ниже, чем в 2015 году (4000 мг).

Ртуть является глобальным загрязнителем, который представляет значительный риск для здоровья человека и окружающей среды. Естественными источниками ртути являются извержения вулканов, в то время как антропогенными источниками являются промышленные процессы, кустарная и мелкомасштабная добыча золота и сжигание ископаемого топлива. Загрязнение может возникать различными путями, такими как атмосферное осаждение, загрязнение воды и почвы, биоаккумуляция и биоусиление в пищевых цепочках. Для решения проблемы ртутного загрязнения были разработаны различные стратегии восстановления, включая фиторемедиацию, биоремедиацию, химическое окисление / восстановление и адсорбцию, включая физические, химические и биологические подходы. Эффективность методов восстановления зависит от характера и масштабов загрязнения и условий конкретного участка. В этом обзоре обсуждаются проблемы, связанные с ртутным загрязнением и восстановлением, включая необходимость эффективных стратегий мониторинга и управления. В целом, этот обзор дает всестороннее представление о ртутном загрязнении и ряде доступных методов восстановления для смягчения его неблагоприятных последствий.

Данное исследование посвящено оценке потенциала накопления тяжелых металлов (Fe, Mn, Cu, Zn) девяти видов водных и прибрежных растений, произрастающих в акватории реки Охта (Санкт-Петербург, Российская Федерация). Список изученных видов включал следующее: роголистник (Ceratophyllum demersum L.), водяной воин (Stratiotes aloides L.), желтая кувшинка (Nuphar lutea (L.) Sm.), стрелолист (Sagittaria sagittifolia L.), рогоз широколистный (Typha latifolia L.), водяная рябина ( Calla palustris L.), осока острая (Carex acuta L.), камыш канареечный (Phalaris arundinacea L.) и таволга (Filipendula ulmaria (L.) Maxim.). Были рассчитаны значения коэффициента биоконцентрации для конкретных тканей растений. Установлено, что концентрации металлов в тканях растений могут в тысячи и десятки тысяч раз превышать их содержание в воде. В то же время способность растений накапливать металлы сильно варьируется и зависит от ряда факторов, таких как условия окружающей среды, период вегетации, тип и экологическая группа растения.

Биогеохимия контролируется небольшим набором кодируемых микробами белков, содержащих чувствительные к окислительно-восстановительным процессам переходные металлы в качестве основного каталитического центра. Понимание того, как распределение и доступность этих металлов в окружающей среде влияет на функциональное разнообразие микроорганизмов, позволит получить фундаментальные знания о коэволюции Земли и жизни.

Поскольку сообщества водных микроорганизмов быстро реагируют на изменения окружающей среды, теперь очевидно, что они могут дополнять традиционные таксоны, такие как рыбы, макробеспозвоночные и водоросли, в качестве биоиндикаторов качества воды. Целью этого исследования было соотнести физико-химические параметры воды со структурой микробного сообщества и встречаемостью предполагаемых таксонов-биоиндикаторов. По всей Хорватии было отобрано тридцать пять проб воды и параллельно проанализированы их физико-химические параметры, включая концентрацию микроэлементов с использованием масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой высокого разрешения (HR-ICP-MS) и состав микробных сообществ с помощью высокопроизводительного секвенирования маркерного гена рРНК 16S. Моделирование методом частичной регрессии наименьших квадратов (PLS-R) показало, что ряд таксонов микроорганизмов положительно коррелируют с некоторыми параметрами воды. Например, некоторые таксоны из типа Proteobacteria положительно коррелировали с содержанием ионов в воде (например, Erythrobacter, Rhodobacteraceae, Alteromonadaceae), в то время как некоторые таксоны Firmicutes, такие как хорошо известные индикаторы фекалий Enterococcus и Клостридии коррелировали с содержанием питательных веществ (аммоний и общий фосфор). Среди микроэлементов уран положительно коррелировал с наибольшим количеством таксонов микроорганизмов. Полученные результаты помогут в разработке протоколов биологической оценки качества воды на основе eDNA.

На протяжении миллионов лет геологической истории (в фанерозое) коэволюция всех живых организмов происходила в условиях жесткой конкуренции за ресурсы и возможности максимального воспроизводства. В результате геохимической неоднородности первичной (дочетвертичной) биосферы возникла саморегулирующаяся система экологических ниш, в рамках которой все локальные биоценозы и их виды животных и растений были максимально адаптированы к параметрам среды обитания. Однако с появлением разума ситуация коренным образом изменилась. Человек стал доминирующим видом и начал сознательное освоение новых территорий, в том числе геохимически неблагоприятных, что привело к формированию зон устойчивых эндемических заболеваний. Исходя из этой предпосылки, для всех существующих видов должны существовать области с физиологически оптимальными условиями обитания, т.е. такими, при которых вид эволюционировал до своего нынешнего состояния. Отсюда следует, что, имея возможность регистрировать геохимические параметры ненарушенной биосферы, можно получить характеристики, которые являются экологически идеальными для местных видов животных и растений. В теоретическом плане это позволило нам выдвинуть гипотезу о том, что, фиксируя разницу между наблюдаемыми и идеальными геохимическими условиями, можно строить карты риска заболеваний геохимической природы, в том числе на территориях, подверженных антропогенному загрязнению. В статье излагается методология и приводятся примеры построения таких карт. Полученные результаты могут иметь важное практическое значение при организации системы санитарно–эпидемиологической службы, при решении проблем ликвидации последствий антропогенного загрязнения, а также при проведении профилактических мероприятий по минимизации риска заболеваний геохимической природы.

Представлен новый подход к изучению заболеваний геохимического происхождения, основанный на гипотезе о том, что все подобные геохимические эндемии были невозможны в условиях девственной биосферы и являются продуктами человеческой цивилизации. Выделяются два генетически различных типа эндемических заболеваний геохимического происхождения, каждое из которых имеет специфическую пространственную структуру: (1) болезни естественного происхождения, обусловленные дефицитом или избытком природных элементов в определенных зонах или местностях; (2) заболевания антропогенного происхождения, связанные с химической трансформацией окружающей среды в процессе сельскохозяйственного или промышленного производства. Антропогенно спровоцированные заболевания геохимического характера всегда возникают в условиях уже сформировавшейся природной геохимической неоднородности. Поскольку каждый тип эндемического заболевания имеет специфическую структуру пространственного распространения, существующий риск для здоровья может быть отображен как генетически двухслойная структура, характеризующая отклонение существующих геохимических условий от идеальных для конкретных видов. Параметры геохимических условий, которые являются идеальными для человека и одомашненных видов, следует искать в районах с ненарушенным почвенным покровом, где эти виды сформировались в их нынешнем виде. Гипотеза проверяется на примере заболеваний щитовидной железы, наблюдаемых в районах с дефицитом йода, пострадавших в результате ядерной аварии с выпадением 131 радиоактивных осадков. Считается, что разработанный подход служит практическим инструментом мониторинга и профилактики эндемических заболеваний геохимического происхождения.

Карстовые регионы представляют собой хрупкие ландшафты, которые особенно уязвимы к изменениям окружающей среды. Целью исследования является оценка качества почвы в карстовом бассейне Янина, который расположен в северо-западном регионе Греции. Для оценки концентраций микроэлементов в почве использовался факторный анализ. Кроме того, были использованы географические информационные системы (ГИС) для визуализации пространственного распределения этих микроэлементов и их потенциальных источников в зависимости от местной геологии и землепользования. Результаты исследования показали, что большая часть карстового ландшафта в районе исследования состоит из четвертичных отложений и преимущественно занята сельскохозяйственными угодьями. Почва содержит значительное количество глины и ила с заметно повышенной концентрацией железа (Fe), марганца (Mn), никеля (Ni), хрома (Cr), свинца (Pb), меди (Cu), ванадия (V) и фосфора (P) по сравнению со средними концентрациями, наблюдаемыми в верхнем слое почвы Европы. Факторный анализ применяется к набору данных о содержании элементов в почве для выявления факторов, контролирующих их распределение. Фактор 1 включает геологический вклад и адсорбцию Fe–Ni–Cr–Pb-V и лития (Li) в глинистых минералах. Фактор 1 можно назвать “литогенным фактором”. Обрабатываемые земли и дорожная сеть показали значительную корреляцию с более высокими положительными нагрузками Fe, Mn, Pb и Cu для фактора 2, который можно назвать “фактором сельскохозяйственной дорожной сети”. Сельскохозяйственная деятельность и обрабатываемые земли показали значительную корреляцию с более высокими положительными нагрузками нитратов (NO3−), нитритов (NO2−), органических веществ (OM), аммония (NH4+) и P для фактора 3, который можно назвать ”сельскохозяйственным" фактором. Более высокие положительные нагрузки фактора 4 предполагают изменение механических свойств четвертичных отложений и могут быть названы “фактором текстуры почвы”. Четвертичные отложения и сельскохозяйственные угодья демонстрируют сильную пространственную взаимосвязь с коэффициентами каждого фактора. Сочетание факторного анализа и ГИС оказалось эффективным методом для выявления и подтверждения источников содержания элементов в почве.

Селен является важным элементом для здоровья человека. Многие исследования выявили дефицит селена в почве и воде как важный фактор, вызывающий болезнь Кешан (KD) в Северо-Восточном Китае. Предыдущие исследования в основном были сосредоточены на содержании селена в почве, содержании селена в основных продуктах питания и уровне селена в организме человека, но существует мало систематических исследований существующих форм селена в почве и их миграции из почвы в сельскохозяйственные культуры и организм человека. В этой статье основное внимание уделяется выявлению факторов, препятствующих миграции селена из почвы в сельскохозяйственные культуры и организм человека, а также трансформации его соединений. Это обеспечивает справочную основу для этиологического анализа, профилактики, контроля и ликвидации KD. В исследовании использовались 121 183 образца верхнего слоя почвы (0-20 см), 30 295 образцов исходной почвы с селеном и другими геохимическими показателями в северо-восточном Китае, а также семена сельскохозяйственных культур и образцы человеческих волос из эндемичного района КД. В поверхностных почвах Северо-востока Китая преобладало содержание селена в достаточном количестве. Однако уровни селена в почве в целом были низкими. Среднее содержание селена в верхнем слое почвы на Северо-востоке Китая составляло 0,20 мг / кг, что значительно ниже среднего содержания селена в почве в мире (0,4 мг / кг) и немного ниже среднего содержания селена в почве в Китае (0,24 мг / кг). Селен в почве в основном содержался в сильно связанных органических соединениях, с гуминовой кислотой и остаточными формами. Количество селена, доступного растениям, было достаточным в районах с достаточным содержанием селена и эндемичных по KD. Однако среднее содержание селена в волосах человека в эндемичном районе КД было недостаточным и составляло в среднем 0,16 мг / кг. Мы предполагаем, что более низкое содержание селена в почве может быть основным фактором, влияющим на биогеохимический дефицит селена в Северо-Восточном Китае. Поглощение селена химическими компонентами глины, такими как оксиды железа и алюминия, а также органическим веществом почвы, особенно в кислых почвах, является еще одним прямым фактором, способствующим низкому содержанию селена в биогеохимической пищевой цепи, что увеличивает риск развития КД у населения.

Резорбция питательных веществ листьями является важнейшей стратегией сохранения питательных веществ. Предыдущие исследования были сосредоточены в основном на закономерностях резорбции макроэлементов, но закономерности резорбции микроэлементов остаются недостаточно изученными.

Биологическая активность темно-серой почвы изучалась в 100-летнем разнотравно-зеленомошном Погорельском сосняке в Красноярской лесостепи. Выборочные рубки проводились в сосновом бору в 2017 году, а в мае 2022 года произошел сильный пожар. Биоудобрение на основе опилочно-почвенного субстрата с добавлением мочевины и микопродукта (SSSM+U) применялось на вырубленных и сожженных участках для улучшения лесовосстановления и повышения биологической продуктивности почвы. Ежегодно подсчитывался самосев сосны на экспериментальных площадках (лесополоса после рубки, трелевочный след и фон). Для биоиндикации состояния почвы использовали общую численность и соотношение эколого-трофических групп микроорганизмов, активность ферментов, содержание микробной биомассы, интенсивность базального дыхания и удельного дыхания микробной биомассы. Внесение биоудобрения на вырубленные участки способствовало ощелачиванию почвы на 0,2–0,4 единиц рН, сохранению влаги, увеличению содержания азота (на 5-14%) и микробной биомассы (в 1,2-1,6 раза) по сравнению с контролем. Влияние биоудобрений на прорастание и рост самосева сосны было замечено на второй год после внесения: количество самосева на опытных участках было в 4-6 раз больше, чем на контрольных. Попадание в почву сгоревших растительных остатков, углей и золы в первую неделю после пожара привело к повышению некоторых микробиологических показателей, активности уреазы и инвертазы, а также к активации карботрофных микроорганизмов. Однако микробиологическая активность снизилась к концу вегетационного периода, что указывало на постпирогенное подавление микробных ценозов. Внесение биоудобрения на поверхность выгоревших участков нивелировало пирогенный эффект и стимулировало образование побегов сосны, количество которых было значительно выше, чем на контрольных участках. Установлено, что универсальными биоиндикаторами, адекватно отражающими состояние почвы после любых антропогенных воздействий, являются микробная биомасса, специфическое микробное дыхание, ферментативная активность и общее количество микроорганизмов. Увеличение доли бактерий Serratia plymuthica и Bacillus mycoides, а также Trichoderma, ГрибыPenicillium и Mortierela были специфическими биоиндикаторами состояния почвы после пожара.

Это исследование проводится для понимания степени загрязнения почвы, механизма переноса и структуры распределения потенциально токсичных элементов (ПТЭ), включая влияние воздействия на здоровье человека. Для этого были взяты пробы верхнего слоя почвы на водно-болотных угодьях Саман и окружающих сельскохозяйственных полях на Гангской равнине, Индия. Результаты показывают, что средняя концентрация Cu, Hg, Zn, Pb, Th, As, U и Cd в обоих типах почв превышает естественные фоновые значения. Многомерный анализ показывает, что почвы умеренно загрязнены As, Cd, Zn, Pb и Hg (возможно, из антропогенных источников) и сильно загрязнены Th и U, которые, вероятно, поднялись из геогенных источников. Геостатистические графики на основе ГИС в сочетании с анализом основных компонентов (PCA) и иерархическим кластерным анализом (HCA) позволяют распределить источники этих токсичных элементов, которые сильно различаются и тесно коррелируют с геогенными процессами и местными антропогенными источниками, такими как пестициды и агрохимикаты. Оценка риска для здоровья показала, что значения кумулятивного индекса опасности (HI) PTE ниже безопасного уровня, что свидетельствует об отсутствии существенного неканцерогенного воздействия на взрослых и детей. Однако значения избыточного риска развития рака (ECR) превышают допустимый предел (1 × 10-6), что означает, что воздействие концентрации токсичного элемента может вызвать рак у подвергшегося воздействию населения, наиболее вероятно, у детской подгруппы населения. Таким образом, это исследование подчеркивает важность соблюдения местных требований, обеспечения проверок качества и политики управления при использовании пестицидов и других агрохимикатов, содержащих PTE, для контроля предполагаемых рисков развития рака.

Понимание пространственно-временной динамики химического состава речной воды от ее источника до стоков имеет решающее значение для ограничения происхождения, трансформации и “горячих точек” загрязняющих веществ в речном бассейне. Чтобы установить новые пространственно-временные ограничения на химический состав реки, концентрации растворенных микроэлементов были измерены в 17 целевых точках по всему водосборному бассейну реки Рамганга. Пробы речной воды отбирались в течение трех сезонов: до муссонного, муссонного и постмуссонного в период с 2019 по 2021 год. Чтобы устранить зависимость концентраций микроэлементов от стока, мы использовали молярные соотношения, поскольку данные о стоке по трансграничным рекам Индии недоступны для общественности. Набор данных выявляет значительную пространственно-временную изменчивость концентраций растворенных микроэлементов в реке Рамганга. Пробы, собранные выше по течению от Морадабада, крупного промышленного города на западе штата Уттар–Прадеш, характеризуются примерно в 1,2-2,5 раза более высокими средними концентрациями большинства микроэлементов, за исключением Sc, V, Cr, Rb и Pb, вероятно, из-за интенсивного взаимодействия воды и горных пород в верховьях. Такое обогащение по следовым концентрациям металлов также наблюдалось на участках ниже по течению от крупных городов и промышленных центров. Однако такого обогащения было недостаточно, чтобы вызвать серьезные изменения в химическом составе реки Ганга, поскольку сигналы были ослаблены ниже по течению от слияния Рамганга и Ганга. Средний состав речной воды реки Рамганга был сопоставим с составом речной воды во всем мире, хотя несколько участков характеризовались очень высокими концентрациями растворенных микроэлементов. Наконец, мы предлагаем прогноз, требующий оценки стабильных нетрадиционных изотопов, которые идеально подходят для отслеживания происхождения и трансформации таких элементов, как Li, Mg, Ca, Ti, V, Cr, Fe, Ni, Cu, Zn, Sr, Ag, Cd, Sn, Pt и Hg в реках Индии.

В статье представлены результаты исследований SIMS и EPMA силикатных минералов и объемного состава (SEM-EDS) порфировых и непорфировых хондр из уравновешенных обыкновенных хондритов. Распределение микроэлементов в оливине, пироксенах с низким содержанием Ca и мезостаз порфировых и непорфировых хондр в уравновешенных обыкновенных хондритах отражает неоднородные условия процессов образования хондр в протопланетном диске и дает представление об их эволюции. Порфировые хондры состоят из оливина с низким содержанием Y и Yb по сравнению с непорфировыми хондрами. Обогащение пироксена с низким содержанием Ca из порфировых хондр микроэлементами коррелирует с количеством пироксена в хондре. Состав оливина в гранулированных хондрах близок к составу порфировых хондр, но пироксен с низким содержанием Ca отличается высоким содержанием Y, Ti, Sr, Ba, V и REE по сравнению со всеми другими хондрами. Полосчатые хондры характеризуются оливином, обогащенным микроэлементами (Zr, Y, Ti, Ba, Cr и HREE), и пироксеном с низким содержанием Ca, сильно обедненным микроэлементами (Zr, Y, Nb). Пироксен радиальных хондр обогащен Nb, Sr и Ba. Микроэлементы в оливине и пироксене с низким содержанием Ca указывают на образование порфировых и гранулированных хондр в стабильной области протопланетного диска, которая отвечает за низкотемпературный нагрев и медленное охлаждение хондр. Обогащение оливина микроэлементами из полосчатых хондр свидетельствует о сильном нагревании исходного материала и быстром охлаждении расплава хондр. Минеральный состав радиальных хондр демонстрирует быстрое охлаждение низкотемпературного расплава, обедненного магнием и микроэлементами. Высокие температуры плавления полосчатых хондр и быстрое охлаждение непорфировых хондр указывают на их образование в нестабильной области протопланетного диска. Микроэлементы в силикатных минералах порфировых и непорфировых хондр отражают их образование в результате плавления минералов-предшественников.

В данной статье предпринята попытка оценить минералогический и химический состав отходов рудника осадочного известняка наряду с их потенциалом минеральной карбонизации. Отходы известнякового рудника были извлечены в виде отходов после процессов добычи и дробления и были проанализированы на наличие минералов, основных элементов и микроэлементов металлов. Основным обнаруженным минеральным составом были кальцит (CaCO3) и доломит [CaMg (CO3)2], наряду с другими минералами, такими как бустамит [(Ca, Mn) SiO3] и акерманит (Ca2MgSi2O7). Оксид кальция составлял наибольшее количество основных оксидных компонентов - от 72 до 82%. Присутствие CaO способствует преобразованию диоксида углерода в карбонатную форму, что предполагает потенциальную минеральную карбонизацию отходов рудника. Геохимическая оценка показала, что средние концентрации металлов (loid) были обнаружены в порядке Al > Fe > Sr > Pb > Mn > Zn > As > Cd > Cu > Ni > Cr > Co, при этом содержание Cd, Pb и As превышало некоторые нормативные значения. Оценка экологического риска показала, что отходы рудников в значительной степени подвержены влиянию Cd и относятся к категории умеренного риска. Геохимические индексы показали, что Cd умеренно накапливался и сильно обогащался в некоторых районах захоронения отходов рудников. В заключение, отходы известняковых рудников обладают потенциалом связывания CO2; однако присутствие некоторых микроэлементов может быть еще одним важным аспектом, который необходимо учитывать. Таким образом, было показано, что отходы рудников известняка можно рассматривать как ценное сырье для процесса карбонизации минералов. Несмотря на это, присутствие металлических элементов должно вызывать еще одну озабоченность, чтобы минимизировать потенциальные экологические последствия из-за утилизации этих отходов.

Микроорганизмы, которые трансформируют и окисляют органический материал (то есть гетеротрофы), играют фундаментальную роль в геохимическом круговороте ключевых элементов в океане. Благодаря своему росту и активности гетеротрофные микроорганизмы разлагают большую часть органического вещества, производимого фитопланктоном на поверхности океана, что приводит к регенерации и перераспределению питательных веществ и углерода обратно в толщу воды. Однако большая часть органического вещества физически слишком велика, чтобы быть поглощенной непосредственно гетеротрофными микроорганизмами. Следовательно, многие гетеротрофы выделяют экзоферменты, которые расщепляют крупные молекулы вне клетки на более мелкие субстраты, которые затем могут быть непосредственно поглощены клеткой. Сложная природа биохимических систем, которые микроорганизмы используют для секреции этих ферментов, предполагает, что они вряд ли присутствовали у самых ранних гетеротрофов. В океане до появления экзоферментов гетеротрофные микроорганизмы могли бы получить доступ только к небольшой доле органического вещества, так что большая часть биомассы мертвого фитопланктона прошла бы непосредственно через толщу воды и осела на морское дно. Здесь мы обобщаем существующие геобиологические данные для изучения судьбы органического вещества в отсутствие экзоферментов в ранних океанах. Мы предполагаем, что на Земле до появления экзоферментов сохранение органического вещества, доступность металлов и переработка фосфора работали бы иначе, чем на современной Земле.

Каноническая биологическая функция селена заключается в производстве селеноцистеиновых остатков селенопротеинов, и это формирует основу для его роли в качестве важного антиоксиданта и цитопротекторного микроэлемента. Здесь мы демонстрируем, что с помощью своего метаболического промежуточного звена селенида водорода селен восстанавливает убихинон в митохондриях путем катализа сульфидхиноноксидоредуктазой. Благодаря этому механизму селен быстро защищает от перекисного окисления липидов и ферроптоза в сроки, предшествующие выработке селенопротеина, делая это даже тогда, когда выработка селенопротеина прекращена. Наши результаты идентифицируют регуляторный механизм против ферроптоза, который задействует сульфидхиноноксидоредуктазу и расширяет наше понимание селена в биологии.

Почвенные микроорганизмы формируют глобальные циклы жизни и смерти элементов. Живые почвенные микроорганизмы являются основным двигателем земной биогеохимии, управляя круговоротом органического вещества почвы — крупнейшего наземного пула углерода на Земле и основного источника питательных веществ для растений. На их метаболические функции влияют экологические взаимодействия с другими популяциями почвенных микробов, почвенной фауной и растениями, а также окружающей почвенной средой. Остатки отмерших микробных клеток служат топливом для этих биогеохимических двигателей, потому что их химические компоненты сохраняются в виде органического вещества почвы. Эта неживая микробная биомасса со временем накапливается в почве, образуя один из крупнейших резервуаров органического вещества на планете. В этом обзоре мы обсуждаем, как биогеохимический круговорот органического вещества зависит как от живых, так и от мертвых почвенных микроорганизмов, их функциональных характеристик и их взаимодействия с почвенным матриксом и другими организмами. Благодаря последним достижениям omics многие признаки, определяющие динамику популяций микроорганизмов и их экофизиологическую адаптацию, могут быть расшифрованы непосредственно из собранных геномов или паттернов экспрессии генов или белков. Таким образом, теперь возможно использовать понимание микробной жизни и смерти на основе признаков в рамках улучшенных биогеохимических моделей и лучше прогнозировать функционирование экосистем в новых климатических режимах.

Нефтеносные пески Нигерии представляют собой крупнейшее месторождение нефтеносного песка в Африке, однако опубликованной информации о распределении и потенциальных рисках для здоровья и экологии микроэлементов в нефтяных ресурсах очень мало. В настоящем исследовании мы исследовали структуру распределения 18 микроэлементов (включая биофильные и халькофильные элементы), а также предполагаемые риски, связанные с воздействием этих элементов. Результаты исследования показали, что Fe был наиболее распространенным элементом со средней концентрацией 22 131 мг / кг, в то время как Br имел самую низкую среднюю концентрацию 48 мг / кг. Высокое содержание Fe и Ti указывает на возможное наличие ильменита (FeTiO3) в нефтеносных песках. Распределение источников с использованием положительной матричный факторизации показало, что возможными источниками обнаруженных элементов в нефтеносных песках были геогенные процессы, производство металлов и кора. Коэффициент загрязнения, индекс геонакопления, модифицированная степень загрязнения, индекс нагрузки загрязнения и индекс загрязнения Nemerow показали, что нефтеносные пески сильно загрязнены элементами. Оценка риска для здоровья показала, что дети были относительно более восприимчивы к потенциально токсичным элементам в нефтеносных песках, главным образом, при попадании внутрь (HQ > 1E-04). Риск развития рака при вдыхании маловероятен из-за CR < 1E-06, но проглатывание и кожный контакт представляют серьезные риски (CR > 1E-04). Высокие концентрации элементов представляют серьезную угрозу из-за потенциального переноса в атмосфере, биологической доступности и биодоступности.

Потребление продуктов питания, выращенных на загрязненных почвах, может быть значительным источником воздействия загрязняющих веществ на человека, включая токсичные элементы. Целью данного исследования было изучить уровень загрязнения микроэлементами почвы сельскохозяйственных угодий и сельскохозяйственных культур, собранных в садах Понсе-Энрикеса, одного из важнейших районов добычи золота в Эквадоре. Концентрация мышьяка (As), кадмия (Cd), хрома (Cr), меди (Cu), никеля (Ni), свинца (Pb) и цинка (Zn) была проанализирована в образцах почвы и сельскохозяйственных культур (сельдерей, зеленый лук, кукуруза, зелень, салат-латук, репа, зеленая фасоль, маниока и морковь). Кроме того, была проведена вероятностная оценка риска для здоровья человека с точки зрения коэффициентов опасности (HQ) и риска развития рака (CR) для оценки потенциального риска, связанного с употреблением местных культур в пищу. Содержание As, Cr, Cu и Ni в почвах превысило эквадорские рекомендации по качеству сельскохозяйственных почв. Концентрация микроэлементов в местных культурах была выше максимально допустимых уровней, установленных Продовольственной и сельскохозяйственной организацией Объединенных Наций (ФАО). Частота попадания в организм местных культур на несколько порядков превышала безопасный порог воздействия, в основном для салата-латука, зеленого лука и репы. Наши результаты показали, что жители исследуемой территории подвержены развитию канцерогенных и неканцерогенных эффектов из-за длительного потребления продуктов питания с высоким содержанием микроэлементов. Это исследование проливает свет на необходимость дальнейшей оценки качества сельскохозяйственных почв и культур, выращиваемых в районах добычи полезных ископаемых с признаками загрязнения, чтобы гарантировать безопасность пищевых продуктов для потребителей.

Некоторые микроэлементы (TE), как биологически важные, так и чувствительные к окислительно-восстановительным процессам, являются многообещающими индикаторами процессов на поверхности Земли. Как важнейшее осадочное органическое вещество, кероген, возможно, унаследовал и сохранил ключевые TES от организмов. В этом исследовании было проанализировано распределение TEs в керогенах из двух разрезов (Донгканьшанг и Фэнтань) в Южном Китае, чтобы изучить его биогеохимическое значение в эдиакаро–нижнем кембрии. По сравнению с V и Zn относительные концентрации Co, Ni, Cu и Mo в керогенах, как правило, были выше, чем во всех породах. Обогащение TEs в керогене было связано с селективным использованием TEs различными органическими предшественниками и конкуренцией сульфидов в условиях осадконакопления. Значительное содержание TEs в керогенах из глубоководных фаций соответствовало более отрицательному значению δ13Cker в результате доминирования таксонов хемоавтотрофов с огромным потенциалом биоаккумуляции микроэлементов металлов и условий восстановления, благоприятных для сохранения органического вещества. Кроме того, изменения содержания микроэлементов в керогенах совпадали с подъемом и упадком эдиакарской биоты, что подразумевает, что микроэлементы, возможно, играли важную роль в эволюции ранней жизни.

Микробиологическая активность вносит основной вклад в биогеохимические циклы, составляющие систему жизнеобеспечения планеты Земля. Геомикробиологическая перфорация глубиной 613 м и систематическая мультианалитическая характеристика выявили неожиданное разнообразие, связанное с микробиомом матрицы горных пород, который функционирует в недрах Пиритного пояса Иберов (IPB). Представители 1 класса и 16 родов были признаны наиболее репрезентативными микроорганизмами глубоких недр IPB и отобраны для более глубокого анализа. Использование флуоресцентной гибридизации in situ позволило не только идентифицировать микроорганизмы, но и обнаружить новые активности в недрах, такие как анаэробное окисление аммония (АНАММОКС) и анаэробное окисление метана, совместное появление микроорганизмов, способных поддерживать дополнительную метаболическую активность, и существование биопленок. Использование обогащающих культур выявило наличие пяти различных взаимодополняющих метаболических активностей по всей длине скважины и выделило 29 видов бактерий. Геномный анализ девяти изолятов выявил гены, участвующие в полном функционировании светонезависимых сопряженных биогеохимических циклов C, H, N, S и Fe. Это исследование выявило важность микроорганизмов, восстанавливающих нитрат, в окислении железа в бескислородных условиях, существующих в недрах IPB.

Среди загрязнителей окружающей среды микроэлементы имеют особое значение из-за их неразлагаемости и физиологического воздействия на живые организмы даже при низких концентрациях. Эти элементы постепенно накапливаются в почве из-за их низкой подвижности и в конечном итоге попадают в пищевую цепочку, представляя угрозу здоровью людей и других организмов. Следовательно, важно изучить распределение и концентрацию микроэлементов для оценки загрязнения почвы и поддержания качества окружающей среды. В рамках этого исследования была проведена оценка риска для здоровья человека от содержания микроэлементов в сельскохозяйственных почвах в городе Керман. В исследовании использовался описательно-секционный подход, включающий сбор 74 образцов почвы с сельскохозяйственных угодий. Дополнительно было отобрано 40 проб из горных пород (известь, конгломерат) и отложений, нанесенных ветром, аллювия и пластинчатых отложений. Кроме того, был взят 41 образец почвы из жилых районов и загрязняющих территорий, таких как авторемонтные мастерские, заправочные станции, производства аккумуляторных батарей, цеха покраски автомобилей и свалки. Концентрации кадмия, свинца, железа и меди были определены с использованием графической атомно-абсорбционной системы в печи. Метод комплексного индекса Nemrow использовался для качественной и количественной оценки загрязнения почвы, выявления источников токсичных веществ и оценки антропогенного воздействия. Канцерогенные и неканцерогенные риски, связанные с содержанием микроэлементов в почве сельскохозяйственного назначения, оценивались с использованием рекомендуемого метода, предложенного Агентством по охране окружающей среды США, с учетом как детей, так и взрослых. Результаты показали, что средняя концентрация микроэлементов, за исключением меди, в исследованных сельскохозяйственных почвах была выше естественного фонового уровня. Согласно индексу Nemrow [коэффициент загрязнения (CF) и индекс нагрузки загрязнения (PLI)], почвы сельскохозяйственного назначения были сильно загрязнены свинцом (CF> 3), в то время как уровни загрязнения целевых микроэлементов во всех районах находились в пределах диапазона низкого загрязнения (PLI ≤ 1). Индекс геонакопления (Igeo) показал, что накопление свинца в сельскохозяйственных почвах города Керман варьировалось от низкого загрязнения (0 < Igeo < 1) до среднего загрязнения (1 < Igeo < 2). Концентрации других металлов оставались в пределах незагрязненных значений. Было обнаружено, что индекс опасности как для детей, так и для взрослых был ниже единицы, что указывает на низкий риск с точки зрения неканцерогенного воздействия изученных сельскохозяйственных почв. Прием внутрь был определен как основной путь канцерогенного риска, связанного с воздействием свинца и кадмия, как для детей, так и для взрослых. Общий канцерогенный риск для детей и взрослых находился в пределах допустимого диапазона (1 × 10-4-1 × 10-6). В целом, значения как канцерогенных, так и неканцерогенных рисков были выше в группе детей по сравнению со взрослыми.

Целью данного исследования была повторная калибровка швейцарских методов биоиндикации лишайников, разработанных и откалиброванных на основе данных о загрязнении воздуха 30 лет назад. С тех пор уровни загрязнения воздуха значительно снизились, а состав загрязняющих веществ изменился благодаря успешному контролю выбросов в Швейцарии и соседних странах. В частности, произошел переход от смеси загрязняющих веществ с преобладанием серы и кислот к смеси загрязняющих веществ с преобладанием азота, состоящей из NH 3/ NOx и озона, что привело к повышению уровня pH. Это позволило провести повторную колонизацию и изменить численность и состав эпифитной лишайниковой растительности, что указывает на улучшение качества воздуха в Швейцарии. Существующие индексы загрязнения или чистоты атмосферы IAP18 и IAPBR, разработанные 30 лет назад, демонстрировали хорошую продольную корреляцию с уровнями загрязняющих веществ в воздухе до конца прошлого века, но за последние 15 лет в некоторых регионах наблюдался растущий сдвиг. Это потребовало повторной калибровки метода с учетом более свежих данных о загрязнении воздуха. Данные по 7178 деревьям из 22 регионов Швейцарии, сгруппированные на 1331 однородный участок и охватывающие период с 1994 по 2017 год, были усреднены по годам внутри участков. Недавно были установлены три индекса для лишайников, специфичных для загрязняющих веществ: один для первичных загрязнителей (NO2, PM10, SO2), один для озона (AOT40f) и один для аммиака (NH3). Эти индексы лишайников для конкретных загрязнителей были получены на основе моделей линейной регрессии с переменными лишайников и переменной линейного временного тренда в качестве предикторов с использованием коэффициентов, зависящих от времени. Параметры были выбраны с использованием метода Лассо. Индекс первичного загрязнителя лишайников показал коэффициент детерминации R2, равный 0,86 в модели без2, PM10 и SO2 в качестве предикторных переменных, тогда как соответствующие модели с другими предикторными переменными (т.Е. NH3, AOT40f и метеорологическими переменными) подходили значительно хуже. Регионализированные модели лишайников для трех более крупных регионов Швейцарии показали еще лучшие результаты по сравнению с унифицированными швейцарскими моделями. Наилучшие региональные индексы содержания озона и аммиака в лишайниках достигли R2, равного 0,88 и 0,71 соответственно.

В этом исследовании анализируется распределение девяти потенциально токсичных микроэлементов (мышьяк, сурьма, бром, кобальт, хром, ртуть, рубидий, селен и цинк) в донных отложениях и планктоне двух небольших мезотрофных озер в неиндустриальной зоне, на которую оказывает влияние вулканический комплекс Кавиауэ-Копауэ (CCVC). Два озера имеют разную структуру планктонного сообщества и получили разное количество пирокластического материала после последнего извержения CCVC. Концентрации микроэлементов в поверхностных отложениях разных озер различались в зависимости от состава вулканического пепла, отложившегося в озерах. Размер организмов был основным фактором, влияющим на накопление большинства микроэлементов в планктоне в каждом озере, поскольку концентрации микроэлементов в микропланктоне обычно выше, чем в мезозоопланктоне. В планктонной биомассе более мелкого озера преобладали мелкие водоросли и веслоногие ракообразные, в то время как в более глубоком озере преобладали миксотрофные инфузории и разноразмерные кладоцераны. Эти различия в структуре сообщества и видовом составе повлияли на биоаккумуляцию микроэлементов, особенно в микропланктоне, в то время как использование среды обитания и стратегии питания кажутся более важными для биоаккумуляции мезозоопланктона. Эта работа дополняет скудные данные о микроэлементах и их динамике в планктоне пресноводных экосистем, пострадавших от вулканической активности.

Прогнозный подземный перенос оксианионов селена важен для оценки долгосрочной эффективности хранилища ядерных отходов, а также для мониторинга соответствия содержания селена в подземных водах после сброса из промышленности, сельского хозяйства или природных селенсодержащих минералов. Целью настоящего исследования является количественная оценка диффузии селенита и селената через водонасыщенные уплотненные глины со смектитовой и иллитной геохимией. Значения коэффициента диффузии (De) оксианионов селена в глинистой глине составляют 10-12 м2с-1 и почти на порядок выше в бентонитовой глине. Результаты указывают на роль геохимии глин в контроле миграции оксианионов селена через природную глину.

В этом исследовании изучались уровни свинца (Pb), кадмия (Cd), хрома (Cr), меди (Cu), ртути (Hg) и мышьяка (As) в крови, волосах и ногтях 18 работников кирпичных печей из трех цехов обжига кирпича, расположенных вокруг столичного города Лахор, Пакистан. В исследованных матрицах работников кирпичных печей были обнаружены все микроэлементы, кроме Hg и As. В целом, у работников кирпичных печей самая высокая концентрация Pb, за ней следуют Cd, Cr и Cu. Из проанализированных загрязняющих веществ Pb имеет самые высокие средние (минимальные–0,65) концентрации: 0,35 (0,09–0,71) в крови (мкг/мл), 0,34 (0,14–0,71) в волосах (мкг/г) и 0,44 (0,32–0,59) в ногтях (мкг/ г) у работников кирпичных печей. После Pb тенденция составила Cd 0,17 (0,10–0,24), Cu 0,11 (0,03–0,27) и Cr 0,07 (0,04–0,08) в крови (мкг / мл), за которыми следуют Cr 0,11 (0,05–0,20), Cd 0,09 (0,03–0,13) и Cu 0,08 (0,04–0,16) в волосах (мкг / г) и Cu 0,16 (0,05–0,36), Cd 0,13 (0,11–0,17) и Cr 0,10 (0,05–0,14) в ногтях (мкг/г) соответственно. Относительно более высокие концентрации металлов и других микроэлементов в крови свидетельствуют о недавнем воздействии с пищей. Разница в содержании микроэлементов, за исключением Pb, была незначительной (P > 0.05) среди изученных матриц работников, а также между обжиговыми печами Zigzag и традиционными печами для обжига кирпича на вытяжке. Концентрации Pb, Cd и Cr в крови работников кирпичных печей выше, чем значения, о которых сообщалось, что они вызывают проблемы со здоровьем у людей. Сделан вывод, что хроническое воздействие металлов и других микроэлементов может представлять серьезную угрозу для здоровья работников кирпичных печей, которую необходимо немедленно устранить, чтобы избежать наихудших сценариев в будущем.

Взаимодействие между живыми организмами и окружающей средой посредством потоков атомов химических элементов и их соединений обеспечивает основу геохимической экологии, одной из важнейших наук, учитывая резкое усиление воздействия человека на окружающую среду в результате промышленной революции, которая выявляет огромное общественное влияние экологических проблем в настоящее время. В статье представлен современный взгляд на вопросы геохимической экологии биосферных таксонов, подверженных непрерывной техногенной модификации.

Мелководные озера являются важными пресноводными экосистемами, поскольку они поддерживают большую часть биоразнообразия и экосистемных услуг, необходимых для жизни на суше. Мелководные озера представляют собой высокодинамичные экологические образования, которые могут существовать в нескольких альтернативных стабильных состояниях в результате изменения режима, вызванного природными или антропогенными нарушениями, превышающими экологические пороги для равновесия состава и структуры биологических сообществ. Донные отложения как резервуар играют ключевую роль в лимнологической регуляции водно-болотных угодий, связанной с потоками питательных веществ и элементов в биогеохимическом взаимодействии с водой и макрофитами. По этой причине роль донных отложений в лимнологии мелководного прибрежного озера Сюньо (северо-запад Пиренейского полуострова) была изучена путем сезонного мониторинга химического состава воды и донных отложений, в том числе по видам макрофитов. Небольшая глубина определяет высокую доступность света на дне, а хорошо перемешанная толща воды поддерживает поверхность раздела вода–осадок насыщенной кислородом. Кислородные условия дна подразумевают нисходящее регулирование толщи воды в мелководном озере Сюньо, которое ограничивает диффузию фосфора и микроэлементов (Fe, Mn, Cu и Co) в воду, предотвращая эвтрофикацию или уровни загрязнения путем иммобилизации в донных отложениях. Фактически, концентрация ртути в озерной воде весной, а также ее биодоступность высоки из-за ее выделения из донных отложений в субоксических условиях. Покров видов хелофитов Phragmites Australis и Schoenoplectus Lacustris показал различия в усвоении органических моноэфирных и диэфирных форм фосфора в донных отложениях. Однако вода озера Сюньо имеет эвтрофный статус по поступлению питательных веществ, связанных с популяциями птиц, на что указывают микробиологические данные.

Биогеохимические реакции в прибрежных водоносных горизонтах сильно влияют на поток питательных веществ, связанный со сбросом подводных грунтовых вод (SGD) в океан, что впоследствии влияет на океаническую среду и экологию. В этом исследовании исследуются сезонные колебания потока питательных веществ, полученных из SGD, в океан, и биогеохимия питательных веществ в приливно-отливном водоносном горизонте гавани Толо, Гонконг. Результаты показывают, что запасы NOx− и PO43− в приливно-отливном водоносном горизонте имеют четкую сезонность с большим запасом летом, небольшим запасом весной и средним запасом осенью и зимой, соответственно. Иными словами, запасы NH4+ велики зимой и летом и малы весной и осенью, что является результатом сопутствующих эффектов сезонных изменений как производства, так и удаления NH4+ в водоносном горизонте. Поток питательных веществ, полученных из SGD (NH4+, NOx- и PO43−), является самым высоким летом (271,71, 24,86 и 116,66 ммоль · сут-1· (м береговой линии)-1) и самым низким весной (114,83, 1,70 и 20,26 ммоль · сут-1 ·(м береговой линии)-1). Большая часть потока питательных веществ, полученных из SGD, поддерживается локальной реминерализацией органического вещества наряду с инфильтрацией морской воды. Осенью пополнение морской воды, вызванное приливной откачкой, значительно изменяет биогеохимический баланс питательных веществ и является основным источником питательных веществ подземных вод в приливно-отливном водоносном горизонте. Среди различных потоков биогенных веществ (SGD, речной сток, атмосферное осаждение и диффузия донных отложений) в гавань Толо поток PO43-, полученный из SGD, является вторым основным источником PO43− морской воды в дополнение к диффузии донных отложений. Загрузка PO43- через SGD имеет значение для первичной добычи в условиях ограниченного содержания фосфора в гавани Толо. После рассмотрения естественного уменьшения содержания питательных веществ в песчано-илистом пляжном водоносном горизонте, это исследование предполагает завышение ранее оцененной нагрузки питательными веществами, полученной из SGD, при которой просто используется средняя концентрация питательных веществ в свежем и соленом остатках SGD в качестве концентрации питательных веществ в общем остатке SGD.

Ферроптоз - это уникальная форма запрограммированной клеточной гибели, вызванная перекисным окислением железозависимых фосфолипидов, которая была предложена в последние годы. Он играет важную роль в процессах различных заболеваний, связанных с микроэлементами, и регулируется окислительно-восстановительным гомеостазом и различными путями клеточного метаболизма (железо, аминокислоты, липиды, сахара), а также сигнальными путями, связанными с заболеванием. Некоторые ограниченные новаторские исследования продемонстрировали ферроптоз как механизм воздействия на здоровье основных микроэлементов и потенциально токсичных микроэлементов, среди которых есть перекрестные помехи. Целью данного обзора является объединение научных статей и выявление ключевых прямых и косвенных доказательств, касающихся основных микроэлементов (железо, селен, цинк, медь, хром, марганец) и потенциально токсичных микроэлементов (мышьяк, алюминий, ртуть) и их возможной роли в развитии ферроптоза. Наш обзор может помочь определить приоритеты и возможности будущих исследований.