ecodagЮг России: экология, развитиеSouth of Russia: ecology, development1992-10982413-0958State Institute of Applied Ecology of the Republic of Dagestan10.18470/1992-1098-2023-1-157-168ecodag-2758Research ArticleМЕТОДЫ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙENVIRONMENTAL RESEARCH METHODSАнализ атмосферных выпадений на территории республики Северная Осетия-Алания по данным биомониторингаAnalysis of atmospheric deposition in the territory of the Republic of North Ossetia-Alania by biomonitoring datahttps://orcid.org/0000-0001-9186-8689КаманинаИ. З.KamaninaI. Z.

Инна З. Каманина - кандидат биологических наук, кафедра экологии и наук о Земле.

141980 Дубна, ул. Университетская, д. 19. Тел. +79161655926

Inna Z. Kamanina - Candidate of Biological Sciences, Department of Ecology and Earth Sciences, Dubna State University;

19 Universitetskaya St, Dubna, Moscow Region, 141980. Tel. +79161655926

kamanina@uni-dubna.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1323-6349КаплинаС. П.KaplinaS. P.

Светлана П. Каплина

Дубна

Inna Z. Kamanina

Dubna

https://orcid.org/0000-0002-1610-2883ГустоваМ. В.GustovaM. V.

Марина В. Густова

Дубна

Marina V. Gustova

Dubna

https://orcid.org/0000-0002-2577-5641ЧигоеваДз. Н.ChigoevaDz. N.

Дзерасса Н. Чигоева

Москва

Dzerassa N. Chigoeva

Moscow

https://orcid.org/0000-0002-3056-2165ВиноградовИ. И.VinogradovI. I.

Илья И. Виноградов

Дубна

Iliy I. Vinogradov

Dubna

Государственный университет Дубна; Объединенный институт ядерных исследованийРоссияDubna State University; Joint Institute for Nuclear ResearchesRussian FederationОбъединенный институт ядерных исследованийРоссияJoint Institute for Nuclear ResearchesRussian FederationРусатом Гринвэй, ОАОРоссияRusatom Greenway LtdRussian Federation202330032023181157168Copyright © Каманина И.З., Каплина С.П., Густова М.В., Чигоева Д.Н., Виноградов И.И., 20232023Каманина И.З., Каплина С.П., Густова М.В., Чигоева Д.Н., Виноградов И.И.Kamanina I.Z., Kaplina S.P., Gustova M.V., Chigoeva D.N., Vinogradov I.I.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ecodag.elpub.ru/ugro/article/view/2758

В связи с возрастающим интересом к туристическому потенциалу республики Северная Осетия-Алания существует потребность в контроле загрязнения атмосферного воздуха.

Цель настоящего исследования - оценка возможности использования мхов в качестве биомониторов для определения тяжелых металлов и других следовых элементов на территории республики.

Материалы и методы

Материалы и методы. В качестве биоиндикаторов использованы зеленые мхи Hylocomium splendens и Pleurosium schreberi. Многоэлементный химический анализ мхов выполнен рентгенофлуоресцентным методом, морфология и состав пылевых выпадений на поверхности мха изучена при помощи растрового электронного микроскопа, оснащенного рентгеновским энергодисперсионным спектрометром.

Результаты

Результаты. Максимальное содержание Pb, Zn, Cr, As, Sn, Sb, Ba, Cd, Cu, Ti, Ce, As, Fe, Sr отмечается во мхах на территориях с высокой аэротехногенной нагрузкой. Анализ мхов-биомониторов в районе Фиагдоннского хвостохранилища свидетельствует об эффективности рекультивационных мероприятий. Токсичные элементы оседают на поверхность мха в составе тонкодисперсных частиц, в том числе до 1 мкм, что представляет серьезную опасность для человека.

Выводы

Выводы. Аномально высокое содержание Zn, Pb, Cd, Cu, Ce, As, Fe, Sr, Ti, Ba в составе мхов-биомониторов отмечается в зоне влияния предприятий горноперерабатывающей (в районе Унальского хвостохранилища) и металлургической (ОАО «Электроцинк» и ОАО «Победит» в г. Владикавказ) промышленности. Основным источником токсичных элементов являются аэротехногенные тонкодисперсные частицы, аккумулированные на поверхности мхов, что подтверждает высокую эффективность их использования для мониторинга. Территория в районе села Дур Дур можно рекомендовать как фоновую для эколого-геохимических исследований.

Attention to the tourism potential of the Republic of North Ossetia-Alania is increasing with the attendant need to monitor and control atmospheric air pollution.

Aim

Aim. The assessment of the possibility of using mosses as biomonitors for determining the content of heavy metals and other trace elements in the atmosphere of the territory of the Republic of North Ossetia-Alania.

Material and Methods

Material and Methods. The green mosses Hylocomium splendens and Pleurosium schreberi were used as bioindicators. Multi-element chemical analysis of mosses was carried out using X-ray fluorescence and the morphology and composition of dust fallouts on the moss surfaces was studied using a scanning electron microscope equipped with an X-ray energy-dispersive spectrometer.

Results

Results. The maximum concentration of Pb, Zn, Cr, As, Sn, Sb, Ba, Cd, Cu, Ti, Ce, As, Fe, Sr is observed in mosses in areas of the territory with a high aerotechnogenic load. The analysis of biomonitor moss in the area of the Fiagdonna tailing dump indicates that recultivation measures had been effective. Toxic elements fall on moss surface in form of fine particles as large as 1 micron and pose a danger to human health.

Conclusions

Conclusions. The abnormally high content of Zn, Pb, Cd, Cu, Ce, As, Fe, Sr, Ti, Ba in the composition of biomonitor mosses was registered in the zone of influence of mining and processing enterprises (in the area of the Unal tailings dump) and metallurgical industries in Vladikavkaz (JSC Electrozinc and JSC Pobedit. The base source of toxic elements was determined to be fine aerotechnogenic particles that accumulate on the surface of mosses, thus confirming the high efficiency of their use for monitoring. The territory near the village of Dur Dur can be recommended as a background for ecological and geochemical research.

Тяжелые металлызагрязнение атмосферного воздухабиомониторингхвостохранилищемохСеверная ОсетияHeavy metalsair pollutionbiomonitoringtailing dumpmossNorth OssetiaReferencesОсновы государственной политики в области экологического развития Российской Федерации на период до 2030 года, утв. Президентом РФ от 30.04.2012 г. URL: http://kremlin.ru/events/president/news/15177 (дата обращения: 12.10.2021)Osnovy gosudarstvennoi politiki v oblasti ehkologicheskogo razvitiya Rossiiskoi Federatsii na period do 2030 goda, utv. Prezidentom RF ot 30.04.2012 g. [Fundamentals of state policy in the field of environmental development of the Russian Federation for the period up to 2030, approved by the President of the Russian Federation of April 30, 2012] (In Russian). Available at: http://kremlin.ru/events/president/news/15177 (accessed 12.10.2021)Туаева А.С., Тавасиев Г.В, Павленко В.С. Социальноэкономические и экологические проблемы городских поселений республики Северная Осетия-Алания // Россия и мировое сообщество: проблемы демографии, экологии и здоровья населения: сборник статей II Международной научно-практической конференции, Пенза, 19-20 августа, 2019. С. 194-197.Tuaeva A.S., Tavasiev G.V., Pavlenko V.S. Sotsial'no-ekonomicheskie i ekologicheskie problemy gorodskikh poselenii respubliki Severnaya Osetiya-Alaniya. [Socioeconomic and environmental problems of urban settlements of the Republic of North Ossetia-Alania]. Rossiya i mirovoe soobshchestvo: problemy demografii, ekologii i zdorov'ya naseleniya: sbornik statei II Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii, Penza, 19-20 avgusta, 2019 [Russia and the world community: problems of demography, ecology and public health: a collection of articles of the II International Scientific and Practical Conference, Penza, 19-20 August, 2019]. Penza, 2019, pp. 194-197. (In Russian).Доклад об экологической ситуации в Республике Северная Осетия-Алания в 2017 году. Министерство природных ресурсов и экологии Северной Осетии-Алания, Владикавказ, 2018. 107 с.Doklad ob ehkologicheskoi situatsii v Respublike Severnaya Osetiya-Alaniya v 2017 godu. Ministerstvo prirodnykh resursov i ehkologii Severnoi Osetii-Alaniya [Report on the environmental situation in North Ossetia-Alania in 2017. Ministry of Natural Resources and Ecology of North Ossetia-Alania]. Vladikavkaz, 2018, 107 p. (In Russian)Каманина И.З., Пухаева Н.Е., Густова М.В., Фронтасьева М.В., Чигоева Д.Н., Каплина С.П. Использование ядернофизических методов для анализа отходов горнообогатительной промышленности на примере Унальского хвостохранилища // Успехи современного естествознания. 2018. N 7. С. 142-150.Kamanina I.Z., Pukhaeva N.E., Gustova M.V., Frontasieva M. V., Chigoeva D.N., Kaplina S.P. The use of nuclear physic methods for the analysis of wastes from the mining and processing industry by the example of the Unalsky tailing pond. Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya [Success of modern natural science]. 2018, no. 7, pp. 142-150. (In Russian)Каманина И.З., Густова М.В., Фронтасьева М.В., Пухаева Н.Е., Каплина С.П., Чигоева Д.Н. Редкие металлы в составе отходов Унальского хвостохранилища // Вестник Владикавказского научного центра. 2018. Т. 18. N 4. С. 7175. DOI: 10.23671/VNC.2018.4.23794Kamanina I.Z., Gustova M.V., Frontasyeva M.V., Pukhaeva N. E., Kaplina S.P., Chigoeva D.N. Rare metals in the waste of the Unal tailings dump. Vestnik Vladikavkaz scientific center, 2018, vol. 18, no. 4, pp. 71-75. (In Russian) DOI: 10.23671/VNC.2018.4.23794Бероев С.Б., Хацаева Ф.М. Приоритетные направления экологического природопользования горных территорий республики Северная Осетия-Алания // Устойчивое развитие горных территорий. 2019. N 4. С. 429-435. DOI: 10.21177/1998-4502-2019-11-4-429-435Beroev S.B., Khatsaeva F.M. Priority areas of environmental management of mountainous areas of the Republic of North Ossetia-Alania. Sustainable development of mountainous areas, 2019, no. 4, pp. 429-435. (In Russian) DOI: 10.21177/1998-4502-2019-11-4-429-435Бероев С.Б., Хацаева Ф.М. Современные подходы к рациональному природопользованию в Республике Северная Осетия-Алания // Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Естественные науки. 2019. N 3. С. 77-87. DOI: 10.18384/2310-7189-2019-3-77-87Beroev S., Khatsaeva F. Modern approaches to environmental management in the Republic of North Ossetia -Alania. Vestnik of the Moscow state regional university. Series: natural sciences. 2019, no. 3, pp. 77-87. (In Russian) DOI: 10.18384/2310-7189-2019-3-77-87Chaligava O., Shetekauri S., Badawy W.M. et al. Characterization of Trace Elements in Atmospheric Deposition Studied by Moss Biomonitoring in Georgia // Archives of Environmental Contamination and Toxicology, 2021, no. 80, pp. 350-367. DOI: 10.1007/s00244-020-00788-xChaligava O., Shetekauri S., Badawy W.M. et al. Characterization of Trace Elements in Atmospheric Deposition Studied by Moss Biomonitoring in Georgia. Archives of Environmental Contamination and Toxicology, 2021, no. 80, pp. 350-367. Available at: https://doi.org/10.1007/s00244-020-00788-x (accessed 12.10.2021)Shvetsova M.S., Kamanina I.Z., Frontasyeva M.V., Madadzada A.I., Zinicovscaia I.I., Pavlov S.S., Vergel K.N., Yushin N.S., Active moss biomonitoring using the «moss bag technique» in the park of Moscow // Physics of Particles and Nuclei Letters. 2019, vol. 16, no. 6, pp. 994-1003. DOI: 10.1134/S1547477119060293Shvetsova M.S., Kamanina I.Z., Frontasyeva M.V., Madadzada A.I., Zinicovscaia I.I., Pavlov S.S., Vergel K.N., Yushin N.S., Active moss biomonitoring using the «moss bag technique» in the park of Moscow. Physics of Particles and Nuclei Letters, 2019, vol. 16, no. 6, pp. 994-1003. DOI: 10.1134/S1547477119060293Madadzada A.I., Badawy W.M., Hajiyeva S.R., Veliyeva Z.T., Hajiyev O.B., Shvetsova M.S., Frontasyeva M.V. Assessment of atmospheric deposition of major and trace elements using neutron activation analysis and GIS technology: Baku -Azerbaijan // Microchemical Journal. 2019. V. 147. Р. 605-614. DOI: 10.1016/j.microc.2019.03.061Madadzada A.I., Badawy W. M., Hajiyeva S.R., Veliyeva Z.T., Hajiyev O.B., Shvetsova M.S., Frontasyeva M.V. Assessment of atmospheric deposition of major and trace elements using neutron activation analysis and GIS technology: Baku - Azerbaijan. Microchemical Journal, 2019, vol. 147, pp. 605-614. DOI: 10.1016/j.microc.2019.03.061Мониторинг атмосферных выпадений тяжелых металлов, азота и стойких органических загрязнителей в Европе с использованием мохообразных. Пособие по мониторингу // Международная кооперативная программа по воздействию воздушных загрязнений на естественную и сельскохозяйственную растительность. Европейская экономическая комиссия ООН в рамках конвенции о трансграничном переносе на большие расстояния. 2018. 32 с.Monitoring of atmospheric deposition of heavy metals, nitrogen and persistent organic pollutants in Europe using bryophytes. Monitoring manual. In: Mezhdunarodnaya kooperativnaya programma po vozdeistviyu vozdushnykh zagryaznenii na estestvennuyu i sel'skokhozyaistvennuyu rastitel'nost'. Evropeiskaya ekonomicheskaya komissiya OON v ramkakh konventsii o transgranichnom perenose na bol'shie rasstoyaniya [International Cooperative Programme on Effects of Air Pollution on Natural Vegetation and Crops. United Nations economic commission for Europe convention on long-range transboundary air pollution]. 2018, 32 p. (In Russian)Стандарт предприятия СТП 104-2002. Многокомпонентный инструментальный рентгенофлюоресцентный анализ почв и других объектов окружающей среды на токсичные и сопутствующие элементы. ОИЯИ 6-8092. Дубна, 2002. 16 с.Standart predpriyatiya STP104-2002. Mnogokomponentnyi instrumental'nyi rentgenoflyuorestsentnyi analiz pochv i drugikh ob"ektov okruzhayushchei sredy na toksichnye i soputstvuyushchie elementy. OlYal 6-8092 [Standard of the enterprise. STP 1042002. Multicomponent instrumental X-ray fluorescent analysis soil and other objects of an environment on toxical and attendant elements. JINR 6-8092]. Dubna, 2002, 16 p. (In Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.