The biogenic and pyrogenic factors of heavy metal and radionuclide accumulation in the peat soil of the central part of the East European plain
| Autor | Sergei A. Tobratov, Olga S. Zheleznova |
| Cargo | Sergei A. Tobratov, State University named for S.A. Yesenin Ph.D. in biology Head of the Landscape Geochemistry laboratory associate professor at the Chair of Physical Geography Ryazan State University named for S.A. Yesenin Olga S. Zheleznova, State University named for S.A. Yesenin Ph.D. in biology Scientific worker of the Landscape ... |
| Páginas | 63-79 |
Vol. 8 Núm. 20
/Mayo - junio 2019
Encuentre este artículo en http: //ww w.udl a.ed u.co /revi stas /ind ex.p hp/am azon ia-i nves tiga
ISS N 23 22- 6307
63
Artículo de investigación
THE BIOGENIC AND PYROGENIC FACTORS OF HEAVY METAL
AND RADIONUCLIDE ACCUMULATION IN THE PEAT SOIL OF
THE CENTRAL PART OF THE EAST EUROPEAN PLAIN
БИОГЕННЫЙ И ПИРОГЕННЫЙ ФАКТОРЫ АККУМУЛЯЦИИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ И
РАДИОНУКЛИДОВ В ТОРФЯНИКАХ ЦЕНТРА ВОСТОЧНО-ЕВРОПЕЙСКОЙ РАВНИНЫ
FACTORES DE ACUMULACIÓN BIOGÉNICA Y PYROGÉNICA PARA METALES PESADOS Y
RADIONÚLIDOS EN LAS PIEDRAS DE LA LLANURA DEL ESTE EUROPEO
Recibido: 30 de marzo de 2019. Aceptado: 20 de mayo de 2019
Written by:
Sergei A. Tobratov22
ORCID Id 0000-0003-4437-1199
Olga S. Zheleznova23
Abstract
The article deals with the evaluation of the
contribution of peat deposition (a natural process
causing long-term removal of toxic elements
from the migration streams) to the natural
capability of t he Meshchera lowland landscapes
to act as the buffer with respect to the
anthropogenic input of heavy metals (HM). It was
found that even despite the prevalence of peat
soil, it plays a minor role in the heavy metal
assimilation capacity of the landscapes,
compared to the accumulation of heavy metals by
wood and bark, which is 5 to 9 times higher, and
to the involvement of heavy metals in the recyclic
flows, which is 70 to 150 times higher. In the
conditions of the low trophic level of san dy
substrates in Meshchera, the mobile forms of
heavy metals are extensively involved in the
biogenic migration, and peat accumulates them
residually, in small amounts. The h ighest
probability of accumulation in peat is typical of
slow-moving toxic agents (Pb), while the lowest
one is typical of h ighly mobile biophiles (Zn).
The main factors of the vertical distribution of
heavy metals in peat strata are their accumulation
in the boundary layers, i.e. pyrogenic and tree-
stump horizons (2010, the Early Subatlantic, the
Subboreal, and more ancient ones), including that
in the course of vertical water migration. All of
the above factors significantly impede the use of
Аннотация
Статья посвящена оценке вклада торфяных
аккумуляций (природного процесса,
обеспечивающего удаление токсичных
элементов из миграционных потоков на
длительное время) в естественный
ассимиляционный потенциал ландшафтов
Мещерской низменности по отношению к
антропогенному поступлению тяжелых
металлов (ТМ). Установлено, что даже
несмотря на широкое распространения
болотных ландшафтных комплексов в
Мещере, торфяные почвы играют
незначительную роль в ассимиляции
тяжелых металлов по сравнению с
накоплением ТМ древесиной и корой (в 5-9
раз выше накопления в ежегодно
нарастающем слое торфа) и с вовлечением
ТМ в рециркуляционные потоки (в 70-150 раз
выше). В условиях низкой трофности
песчаных субстратов в Мещере подвижные
формы тяжелых металлов активно участвуют
в биогенной миграции, а их накопление в
торфе идет «по остаточному принципу» и в
целом невелико. Наибольшей вероятностью
накопления в торфяниках отличаются
малоподвижные токсиканты (Pb),
наименьшей – подвижные биофилы (Zn).
Основные факторы вертикального
распределения ТМ в торфяных толщах –
22
Ph.D. in biology Head of the Landscape Geochemistry laboratory associate professor at the Chair of Physical
Geography Ryazan State University named for S.A. Yesenin
tobratovsa@mail.ru
https://elibrary.ru/author_items.asp?authorid=706664&show_refs=1&pubrole=100&show_option=0
23
Ph.D. in biology Scientific worker of the Landscape Geochemistry laboratory Ryazan State University named for
S.A. Yesenin
Encuentre este artículo en http ://w ww.u dla. edu .co/ revi stas /ind ex.p hp/ amaz onia -inv esti ga
ISS N 23 22- 6307
64
peat deposits in the Polesye-type landscapes as
the natural site for studying aerial technogenic
pollution. Fires in forest and peat areas release up
to 43% of radiocesium deposited in peat into the
atmosphere along with the combustion gases,
while natural radionuclides remain relatively
stable.
Keywords: biogenic, pyrogenic, contribution,
peat deposition, landscapes, soil
накопление на пограничных горизонтах,
пирогенных и пнёвых (2010 г.,
раннесубатлантических, суббореальных и
более древних), в том числе в процессе
вертикальной водной миграции. Все это
существенно осложняет использование
торфяников Мещеры в качестве природного
планшета при изучении аэротехногенного
загрязнения. При лесо-торфяных пожарах в
атмосферу с продуктами горения
улетучивается до 43% накопленного в торфе
радиоцезия при относительно стабильности
естественных радионуклидов.
Ключевые слова: торф, тяжелые металлы,
радиоцезий, естественные радионуклиды,
пирогенные горизонты, аэротехногенное
загрязнение, критические нагрузки,
Восточно-Европейская равнина.
Resumen
El artículo trata sobre la evaluación de la contribución de l a deposición de turba (un proceso natural que
causa la remoción a largo plazo de elementos tóxicos de las corrientes migratorias) a la capacidad natural
de los paisajes de las tierras bajas de Meshchera para actuar como amortiguador con r especto a la
contribución antropogénica de Metales pesados (HM). Se encontró que incluso a pesar de la prevalencia
del suelo de turba, desempeña un papel menor en la capacidad de asimilación de los metales pesados de los
paisajes, en comparación con la acumulación de metales pesados por la madera y la corteza, que es de 5 a
9 veces mayor, y para la participación de metales pesados en los flujos de reciclaje, que es de 70 a 150
veces mayor. En las condiciones del bajo nivel trófico de sustratos arenosos en Meshchera, las formas
móviles de los metales pesados están ampliamente involucradas en la migración biogénica, y la turba las
acumula de forma r esidual, en pequeñas cantidades. La mayor probabilidad de acumulación en turba es
típica de los agentes tóxicos de movimiento lento (Pb), mientras que la más baja es típica de biófilos
altamente móviles (Zn). Los principales factores de la distribución vertical de los metales pesados en los
estratos de turba son su acumulación en las capas límite, es decir, los horizontes pirogénicos y de tocón de
árbol (2010, el Subatlántico Temprano, el Subboreal y los más antiguos), incluso en el curso de Migración
vertical de agua. Todos los factores anteriores impiden significativamente el uso de depósitos de turba en
los paisajes de tipo Polesye como el sitio natural para estudiar la contaminación tecnogénica aérea. Los
incendios en áreas de bosques y turba liberan hasta el 43% del radiocesio depositado en turba en la
atmósfera junto con los gases de combustión, mientras que los radionúclidos naturales permanecen
relativamente estables.
Palabras clave: biogénico, pirogénico, contribución, deposición de turba, paisajes, suelo.
Introduction
The study of peat deposition areas is of scientific
and practical interest due to the capability of peat
to deposit atmospheric fallouts, including the
fallouts of technogenic pollutants (Mezhibor,
2009). Of particular importance is the capability
of peat deposits to remove large amounts of toxic
agents from the biological cycles, thus improving
the natural capacity of landscapes to act as the
buffer against pollution and save nature
protection resources to a certain degree. This
aspect is being elaborated as part of the critical
loads methodology (UNECE Convention on
Long-Range Transboundary Air Pollution,
2004). Besides, a number of studies h ave
considered peat as a natural site allowing to
estimate the rate and volume of atmospheric
fallouts and their change proportionally to the
growth of th e anthropogenic burden in the
twentieth century (Badenkova, 1982). At the
same time, some authors often proceed from the
possibility of long-term preservation of the dust
particles that came into peat from the atmosphere
(Boyarkina et al., 1993; Shotyk, 1996).
Tobratov, S.A., Zheleznova, O.S. /
Vol. 8 Núm. 20: 63- 79
/ Mayo - junio 2019
Para continuar leyendo
Solicita tu prueba