ГЕОСТАТИСТИЧНИЙ АНАЛІЗ АТМОГЕОХІМІЧНОГО ПОЛЯ В ПРИЗЕМНОМУ ШАРІ АТМОСФЕРИ ПІВНІЧНОЇ УКРАЇНИ (ЗА ДАНИМИ БРІОГЕОХІМІЧНОЇ ІНДИКАЦІЇ)
DOI:
https://doi.org/10.17721/1728-2713.86.12Ключові слова:
атмогеохімічне поле, біплот, бріогеохімічна індикація, геостатистичний аналіз, картографування факторів, північна УкраїнаАнотація
Бріогеохімічна індикація забруднення атмосфери центральної частини Північної України здійснюється на основі використання моху виду P.schreberi. Система відбору проб моху передбачала емпіричну прив'язку до конкретної фізико-географічної зони, урахування віддаленості від джерела атмосферного забруднення, що дозволило розробити градацію природних і техногенних умов накопичення хімічних елементів у зразках моху. Дані щодо вмісту хімічних елементів у мохуіндикаторі аналізувалися за допомогою методів факторного аналізу, картографування просторових кореляцій значущих факторів, центрованих трикутних діаграм і композиційного біплоту, що дало змогу сформувати єдиний гіперпростір геохімічних факторів і причин з наступною його інтерпретацією. Провідним фактором бріогеохімічної індикації є забруднення повітря крупнодисперсним пилом природного теригенного і техногенного походження; дещо меншим за впливом виступає фактор дрібнодисперсних техногенно-конденсаційних аерозолів; третій фактор ідентифікується за поведінкою титану і ванадію як вплив теплоенергетичних (ТЕС, котельні) атмосферних викидів; четвертий – чинник біогенезу, що виявляється активною роллю мікроелементів – сірки і фосфору; п'ятий – біогенний чинник мікроелементів – бор, мідь і кобальт. Шостий фактор слабкий та, імовірно, за поведінкою марганцю і хром, пов'язаний з Eh–pH параметрами атмосферних опадів і гідрометеорів. Регіональний геостатистичний аналіз бріогеохімічних даних свідчить, що чинник теригенного пилопідйому в межах дослідженої території виявляє просторову строкатість унаслідок відмінності в гранулометричному складі четвертинних відкладів, ступені задернованості і розораності ґрунтів, різницями в приземних швидкостях вітрів. Просторову неоднорідність має фактор техногенезу, про що свідчить розпорошеність точок кластерів Fe-S-Pb та V-Cd-Pb на діаграмах біплоту. Натомість такий геохімічний чинник, як "біогенез" проявляє невисоку просторову варіабельність. Бріогеохімічна індикація є хорошим методом оцінки і моніторингу атмосферного забруднення великих і різноманітних за природними і техногенними умовами територій, а запропонований геостатистичний комплекс картографування атмогеохімічного поля показав свою ефективність у розділенні територій за типом забруднення.
Посилання
Aitchison, J. (2003). The Statistical Analysis of Compositional Data, Monographs on Statistics and Applied Probability. (London: Chapman & Hall Ltd, 1986). Reprinted with additional material. Caldwell, N.J: The Blackburn Press.
Aitchison, J., Greenacre, M. (2002). Biplot of compositional data. Applied Statistics, 51, 375-392.
Aničić M. et al. (2018). Environmental implication indices from elemental characterisations of collocated topsoil and moss samples. Ecological Indicators, 90, 529–539.
Angelovska, S., Stafilov, T., Sajn, R., Balabanova, B. (2016). Geogenic and anthropogenic moss responsiveness on lithological elements distributionaround Pb-Zn ore deposit. Archives of Environmental Contamination and Toxicology. doi – 10.1007/s00244-015-0251-7.
Balabanova, B., Stafilov, T., Sajn, R., Tănăselia, C. (2016). Multivariate extraction of dominant geochemical markers for 69 elements deposition in Bregalnica river basin, Republic of Macedonia (moss biomonitoring). Environmental Science and Pollution Research, 23, 22852–22870.
Cox, R., Lowe, D.R., Cullers, R.L. (1995). The influence of sediment recycling and basement composition on evolution of mudrock chemistry in the Southwestern United States. Geochim. Cosmochim. Acta, 59, 2919-2940.
Culicov, O.A., Frontasyeva, M.V., Steinnes, E., Okina, O.S., Santa, Zs., Todoran, R. (2002). Atmospheric deposition of heavy metal around the lead and copper-zinc smelters in Baia Mare, Romania, studies by the moss biomonitoring technique, neutron activation analysis and flame atomic absortion spectrometry. Preprint E-14-2002-102. Dubna, 12.
Dimovska, B., Sajn R., Stafilov, T., Bačeva, K., Tănăselia, C. (2014). Determination of atmospheric pollution around the thermoelectric power plant using a moss biomonitoring. Air Quality Atmosphere & Health, 7, 541-557.
D'yachenko, V.V., Matasova, I.YU. (2015). Pollution and dynamics of trace elements in the soils of southern Russia. Geoekologiya, 4, 324-332. [In Russian]
Harmens H, Norris D.A., Sharps, K., Mills. G., Alber. R., Aleksiayenak, Y., Blum, O., Cucu-Man, S-M., Dam, M., De Temmerman, L., Ene, A., Fernandez, J.A., Martinez-Abaigar, J., Frontasyeva, M., Godzik, B., Jeran, Z., Lazo, P., Leblond, S., Liiv, S., Magnússon, SH., Mankovskі, B., Pihl Karlsson, G., Piispanen, J., Poikolainen, J., Santamaria, JM., Skudnik, M., Spiric, Z., Stafilov, T., Steinnes, E., Stihi, C., Suchara, I., Thöni, L., Todoran, R., Yurukova, L., Zechmeister, HG. (2015). Heavy metal and nitrogen concentrations in mosses are declining across Europe whilst some "hotspots" remain in 2010. Environ Pollut., (200), 93-104.
Heavy Metals, Nitrogen and POPs in European Mosses. (2015). 2015 – Survey Monitoring Manual: International Cooperative Programme on Effects of Air Pollution on Natural Vegetation and Crops. Working Group on Effects Convention on Long-range Transboundary Air Pollution.
Hofer, G.,Wagreich, M., Neuhuber, S. (2013). Geochemistry of finegrained sediments of the upper Cretaceous to Paleogene Gosau Group (Austria, Slovakia): implications for paleoenvironmental and provenance studies. Geosc. Front.,4, 449-468.
Huisman, J.D., Klaver, T.G., Veldkamp, A., van Os, H.J.B. (2000). Geochemical compositional changes at the Pliocene-Pleistocene transition in fluviodeltaic deposits in the Tegelen-Reuver area (southeastern Netherlands). Int. J. Earth Sci., 89, 154-169.
Frontasyeva, M.V., Sminrov, L.I., Steinnes, E., Lyapunov, S.M., Cherchintsev, V.D. (2012). A heavy metal atmospheric deposition study in the South Ural mountains. Preprint D14-2002-69. Dubna, 14.
Kist, A.A. (1987). Phenomenology of biogeochemistry and bioinorganic chemistry. Tashkent: Fan. [In Russian]
Lazo, P., Steinnes, E., Qarric, F., Allajbeuc, S., Kanec, S., Stafilov, T., Frontasyeva, M.V., Harmens, H. (2018). Origin and spatial distribution of metals in moss samples in Albania: A hotspot of heavy metal contamination in Europe. Chemosphere, 190, 337-349.
Martín-Fernández, J.A., Daunis-i-Estadella J., Tyutyunnik Y.G. (2004). Esperiencia del estudio geoestadístico de composición química de suelos, de los indicadоres de factores y de las cоndiciones geoquímicas. Report de Recerca IMA 04-01-RR. Girona: Universitat de Girona.
Perel'man, A.I. (1989). Geochemistry. Moskva: Vyssh. shkola. [InRussian]
Sayet, YU.Ye., Revich, B.A, Yanin, Ye.P., Smirnova, R.S., Basharkevich I.L., Onishchenko, T.L., Pavlova, L.N., Trefilova, N.YA., Achkasov, A.I., Sarkisyan, S.SH. (1990). Environmental Geochemistry. M.: Nedra. [In Russian]
Stain, O.A., Licaciu, A., Frontasyeva, M.V., Steinnes, E. (2001). New results from air pollution studies in Romania. Radionuclides and Heavy Metals in Environment. NATO Science Series (Series IV: Earth and Environmental Series). Dordrecht: Springer, 5, 179-90.
Tyutyunnik, YU.G., Blyum, O.B., Shabatura, A.V. (2005). Atmospheric pollution by arsenic and heavy metals of the Ukrainian Carpathians and foothill territories. Geografiya i prirodnyye resursy, 1, 138-146. [In Russian]
Tyutyunnik, YU.G., Daunis-i-Estadel'ya, J., Blyum, O.B., MartinFernandes, J.-A. (2012). Investigation of genetically diverse pollution fields in a protected area: a geostatistical analysis of bioindication data. Geoekologiya. Inzhenernaya geologiya. Gidrogeologiya. Geokriologiya, 4, 336-343. [In Russian]
Tyutyunnyk, YU.H., Horlytsʹkyy, B.A. (2000). Man-caused contamination of Ukrainian soils in Ukraine (phenomenological analysis). Dopovidi NAN Ukrayiny, 6, 208-211. [In Ukrainian]
Tyutyunnik, YU.G., Martin-Fernandes, J.-A., Daunis-i-Estadel'ya, J. (2007). Assessment of pollution of the surface layer of the atmosphere of urban areas using the methods of mathematical statistics. Geografiya i prirodnyye resursy, 4, 145-153. [In Russian]
Tyutyunnik, YU.G., Tolosana-Del'gado, R., Pavlovski-Glan, V., Blyum, O.B. (2006). Heavy metals – indicators of the causes of atmospheric pollution in the Ukrainian Carpathians (geostatistical analysis). Geoekologiya, 5, 433439.[In Russian]
Voronchikhina, Ye.A., Shchukin, A.V., Shchukina, N.I. (2014) To assess the geochemical condition of the urban ecosystem Perm in connection with the use of anti-icing agents. Geograficheskiy vestnik, 2 (29), 79-94. [In Russian]
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Геологія
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Ознайомтеся з політикою за посиланням: https://geology.bulletin.knu.ua/licensing
