Общеизвестно, что лишайники обладают способностью аккумулировать токсичные вещества и радионуклиды в значительно большей степени, чем сосудистые растения. Причиной этого является зависимость минерального питания лишайников от атмосферных источников из-за отсутствия у лишайников корневой системы. Вследствие этого, вся поверхность используется для поглощения атмосферных осадков, а при дальнейшем испарении воды происходит концентрация элементов в слоевищах лишайников - талломах.
Основным источником поступления минеральных веществ в талломы лишайников являются атмосферные осадки. Все атмосферные выпадения содержат радионуклиды. Среди долгоживущих естественных радионуклидов в атмосфере наиболее распространены 210Pb (Т1/2 = 22 года) и 210Po (Т1/2 = 138.4 суток).
Проблеме высокого содержания этих радионуклидов в лишайниках издавна уделяется очень большое внимание. Накоплена огромная база данных об уровнях активности 210Pb и 210Po в лишайниках из разных регионов планеты. В середине ХХ в. такой интерес был вызван проблемой повышенного внутреннего облучения северных народов 210Po из-за высокого содержания этого радионуклида в местной фауне и рационе населения.
В настоящее время лишайники широко используются в качестве индикаторов промышленного загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами, а также искусственными и естественными радионуклидами. База данных о содержании различных загрязнителей в талломах лишайников насчитывает несколько сотен исследований. Следует отметить, что в подавляющем большинстве работ определялось общее содержание тяжелых металлов и радионуклидов в лишайниках. Только небольшая часть исследований посвящена изучению физико-химического состояния и распределения загрязнителей в талломах. Для радиоактивных изотопов сведения такого рода отсутствуют. Кроме того, вопросы о том, насколько быстро химический состав лишайников следует за изменениями состава окружающей среды и каков механизм транспорта катионов металлов и радионуклидов с поверхности таллома внутрь клеток очень актуальны. Эти вопросы являются также предметом непосредственного интереса лихенологов и специалистов в области радиоэкологии.
Данная работа - первая попытка с помощью методики последовательной экстракции, используя возможности а-спектрометрии, изучить распределение катионных форм 210Po на поверхности и внутри клеток лишайников. Другая, более сложная задача заключалась в определении отношения удельных активностей 210Pb и 210Po (210Po/210Pb) в экстрактах.
1. Впервые исследовано распределение 210Pb и 210Po в талломе лишайника Evernia prunastri,а также распределение 210Po в талломах лишайников Cetraria islandica, Cladonia arbuscula, C. stellaris,и Pseudevernia furfuracea.
2. Показано, что напочвенные лишайники Cetraria islandica, Cladonia arbusculaи C. stellarisпоглощают 210Ро более активно, по сравнению с эпифитными лишайниками Evernia prunastriи Pseudevernia furfuracea.
3. Сделан вывод о том, что 210Ро поступает в напочвенные и эпифитные лишайники в составе различных химических соединений и поэтому имеет разную биологическую доступность. В эпифитные лишайники радионуклид поступает преимущественно из атмосферы в виде неорганических соединений. В напочвенные лишайники 210Ро поступает как из атмосферы, так и из верхнего слоя почвенного субстрата, содержащего органические соединения полония.
1. Клементьева Е.А. На сайте института радиобиологии НАН Беларуси, Источники поступления 210Pb и 210Po в окружающую среду. Природные и антропогенные источники поступления 210Pb и 210Po в окружающую среду. 2016.
2. UNSCEAR (2000). United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation, Ionizing (2000). Sources and effects of ionizing radiation, New York: Report to the General Assembly with Annex
3. Ugur A., Ozden B., Filizok I. Determination of 210Pb and 210Po concentrations in atmospheric deposition in Izmir (Aegean sea -Turkey) // Atmospheric Environment, 2011, 45, 4809 -4813.
4. Peck G. A., Smith Determination of 210Pb and 210Po in rainwater using measurement of 210Po and 210Bi // Analytica Chimica Acta.: 2000, 422, 113-120.
5. Piliposian G. T, Appleby P. G., A simple model of the origin and transport of 222Rn and 210Pb in the atmosphere // Continuum Mechanics and Thermodynamics. 2000, 15, 503-518
6. Pham M. K., Povinec P. P., Nies H., Betti M. Environ. J. Radioact Dry and wet deposition of 7Be, 210Pb and 137Cs in Monaco air during 1998-2010: Seasonal variations of deposition fluxes., 2013, 120, 45-57.
7. Vecchi R., Marcazzan G., Valli G. Seasonal variation of 210Pb activity concentration in outdoor air of Milan (Italy). // J. Environ. Radioact., 2005, 82,251 - 266.
8. Rastogi N., Sarin M. M. Atmospheric 210Pb and 7Be in ambient aerosols over low- and high-altitude sites in semiarid region: Temporal variability and transport processes. // J. Geophys. Res.: Atmospheres, 2008, 113, D11103
9. Ahmed A.A., Mohamed A., Ali A.E., Barakat A., Abd El-Hady M., El- Hussein A. Seasonal variations of aerosol residence time in the lower atmospheric boundary layer. // J. Environ. Radioact., 77, 2004, 275-283.
10. Su Ch.-Ch., Huh Ch.-An. Atmospheric 210Po anomaly as a precursor of volcano eruptions // Geophysical research letters, 2002, 29(5), 14-1-14-4.
11. Parfenov Y. D. Po-210 in the environment and in the human organism. // Atomic Energy Reviews, 12, 1974, 75 - 143.
12. Persson B.R.R., Environ J. Holm E. Polonium-210 and lead-210 in the terrestrial environment: a historical review. //Radioact., 102, 2011, 420-429
13. Nash T. H. Lichen biology (second edition). Cambridge University Press, 2008. 486 p.
14. Brown D. H. Principles of Language Learning and Teaching. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall., 1987
15. Branquino C., Catarino F., Brown D.H., Pereira M. J., Soares A. Improving the use of lichens as biomonitors of atmospheric metal pollution // Sci. Total Environ., 1999, V.232, N1-2, 67-77.
16. Бязров Л.Г. Лишайники - индикаторы радиоактивного загрязнения // М., товарищество научных изданий КМК., 2005
17. Nieboer &D. Richardson. The replacement of the nondescript term ‘heavy metals’ by a biologically and chemically significant classification of metal ions. // Environ. Pollution (Series B), 1980, v. 1, 3-26
18. Михайлова И. Н., Шарунова И. П. Динамика аккумуляции тяжелых металлов в талломах эпифитного лишайника Hypogymnia Physodes. // Экология, 2008, № 5, 366-372.
19. Brown D.H., Brumelis G.,'A biomonitoring method using the cellular distribution of metals in moss // School of Biological Sciences, Kronvalda 4, Latvia. 1996;
20. Beckett R.P., Brown D.H. The control of cadmium uptake in the lichen genus Peltigera HI. Experim. Bot. 1984, 35.N156, 1071-1082.;
21. Richardson D.H.S., KiangS., Ahmadjian V, Nieboer E. Lead and uranium uptake by lichens // Lichen physiology and cell biology . Plenum Press, New York, London. 1985. 227-246;
22. Nieboer E., Tomassini F.D., Puckett K.J., Richardson D.H.S., Grace B. Determination of copper, iron, nickel, and sulphur by X-ray fluorescence in lichens from the Mackenzie valley, Northwest Territories, and the Sudbury district, Ontario // Canad. J. Bot. 1976, 54. N14, 1591-1603,;
23. D.H.Brown, D.L.Hawksworth, R.H.Bailey - eds. Academic Press: London, New York, San Francisco, 1976, 385-406.;
24. Nieboer E., Richardson D.H.S., Tomassini F.D. Mineral uptake and release by lichens: an overview // Bryologist. 1978, 81. N2, 226-246;
25. Puckett K.J., Burton M.A.S. The effect of trace elements on lower plants // Effect of heavy metal pollution on plants. N.W.Lepped. London: Applied Science Publ., 1981, 2, 213-238
26. Hyvarinen M., Crittenden P.D. Growth of the cushion forming lichen, Cladonia portentosa, at nitrogen polluted and unpolluted heathland sites // Environ. Experim. Bot. 1998, 40. N1, 67-76
27. Branquino C., Brown D. H., Catarino F. The cellular location of Cu in lichens and its effects on membrane integrity and chlorophyll fluorescence. // Environmental and Experimental Botany, 1997, 38, 165-179.
28. Hyvarinen M., Roitto M., Ohtonen R., Markkola A., Impact of wet deposited nickel on the cation content of a mat-forming lichen Cladina stellaris //Department of Biology, , 1999;
29. Lounamaa K.J. Studies on the content of iron, manganese and zinc in macrolichens // Ann. Bot. Fennici. 1965, 2,127-137
30. Торбанов Cm., Хаджиатанасов Д. Върху акумуляцията на микоелементи
и естествени радиоактивни елементи от някои видове мъхове и лишен, распространени в България // Научн. тр. Висш. сельскост. ин-т “В. Коларов”. Пловдив, 1973, 22. №4, 28-37
31. Jaakola I, Aberg, Hungate F.P B. Pergamon, Fe-55 and stable iron in some environmental samples in Finland // Radioecological Concentration Processes. London, 1967. 247-25
32. Вайнштейн Е.А. Некоторые вопросы физиологии лишайников. III. Минеральное питание// Боган, журн. 1982, 67. №5, 561-571
33. Brodo I.M., Ahmadjian V., Hale M.E.Substrate ecology //The Lichens. New York, London: Academic Press, 1973, 401-441.
34. Purvis O. W., Halls C. A review of lichens in metal-enriched environments // Lichenologist. 1996, 28. N6, 571-601
35. Lange O.L., Ziegler H. Der Schwermetallgehalt von Flechten aus dem Acarosporetum sinopicae auf Erzschlackenhalden des Harzes. I. Eisen und Kupfer// Mitteil. der Florist-soziologische Arbeitsgemeinschaft.N.F. 1963, 10, 156-183.
36. Garty J., Markert B., Lichens as biomonitors for heavy metal pollution // Plants as biomonitors // Indicators for heavy metals in the terrestrial environment Weinheim etc.: VCH, 1993, 193-263
37. Garty J., Markert B.,.Friese K., Environment and elemental content of lichens // Trace elements - their distribution and effects in the environment. Elsevier Science B.V. 2000, 245-276.
38. Бобрицкая М.А. Поглощение литофильной растительностью минеральных элементов из массивно-кристаллических пород // Тр. Почвенного института. М„ 1950, 34, 5-27.
39. Троицкая М.Н., Рамзаев П.В., Моисеев А.А., Нижников А.И., Бельцев Д.И., Иба- туллин М.С., Литвер Б.Я., Дмитриев ИМ. Радиоэкология ландшафтов Крайнего Севера // Современные проблемы радиоэкологии. М., 1971, 2, 325-353.
40. Nedic O., Stankovic A., Stankovic S., Kraincanic M.. Chemical Localization
of 137Cs in the Lichen Cetraria islandica. // INEP-Institute for the Application of Nuclear Energy, Yugoslavia 1995
41. Eckl P., Hofmann W., Turk R. Uptake of natural and man-made radionuclides by lichens and mushrooms // Radiat. Environ. Biophys. 1986, 25. N1, 43-54.
42. Tuominen Y. Studies on the strontium uptake of the Cladonia alpestris thallus // Ann. Bot. Fennici. 1967. 4. N1. 1-28.
43. Sert E., Ugur A., Ozden B., Sa? M. M., Camgoz B. Biomonitoring of 210Po
and 210Pb using lichens and mosses around coal-fired power plants in Western Turkey. // J. Environ. Radioact., 2011, 102, 535 - 542
44. Branquino C., Brown D. H., A method for studying the cellular location of lead in lichen. // Lichenologist, 1994, 26, 83-90.
45. Ермолаева - Маковская А. П., Литвер Б. Я. Свинец-210 и полоний-210 в биосфере. // М., Атомиздат, 1978.
46. Figgins P. E. The radiochemistry of polonium. NAS-NRC Publication NAS- NS 3037, 1961.
47. Ампелогова Н. И. Радиохимия полония. // М., Атом издат, 1976
48. Henricsson F., Ranebo Y., Holm E., Roos P. Aspects on the analysis of 210Po.
// J. Environ. Radioact.,v. 102, 2011, 415 - 419
49. Vaaramaa K., Solatie D., AroL.Distribution of 210Pb and210Po concentrations
in wild berries and mushrooms in boreal forest ecosystems. // Sci. Total Environ.,v. 408, 2009, 84 - 91
50. Коробков В.И., Лукьянов В.Б. Методы приготовления препаратов и обработка результатов измерений радиоактивности. // М., Атомиздат, 1973.
51. Руководство по выражению неопределенности измерения. // СПб, 1999, 126
52. Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. // Л., Энергоатомиздат, 1985
53. Junge C. E. Air Chemistry and Radioactivity. Academic press, 1963
54. Vaaramaa K., Aro L., Solatie D., Lehto J. Distribution of 210Pb and 210Po in boreal forest soil. // Sci. Tot. Environ., 2010.