Agrarian Bulletin of the Agrarian Bulletin of the Аграрный вестник Урала 1997-4868 2307-0005 73732 10.32417/1997-4868-2024-23-12-2-11 Агротехнологии Agrotechnology's Агротехнологии Assessment of the state of urban soils based on the content of pollutants Оценка состояния урбаноземов по содержанию поллютантов Васильева Т.Н. Vasil'eva T.N. Галактионова Л.В. Galaktionova L.V. 23 01 2024 23 01 2024 23 12 2 11 22 01 2024 https://usau.editorum.ru/en/nauka/article/73732/view

Аннотация. Цель исследования – оценить экологическое состояние почв в пределах урбаноземов в отношении степени загрязненности тяжелыми металлами на примере городской агломерации Оренбурга. Методы. Отбор проб проводился на 4 участках в санитарно-защитной зоне промышленных предприятий Оренбурга. Определение подвижных форм тяжелых металлов Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Zn проводили методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии. На исследуемых участках учитывали индекс загрязнения, при этом учитывали референсные значения тяжелых металлов. Загрязнение токсичными элементами определяли с помощью коэффициента PINemerow. Индекс загрязнения городских территорий рассчитывался как среднее арифметическое или геометрическое PI Nemerow для всех реперных участков в городе. Статистическая обработка материала проводилась с помощью универсальной программы Statistica 10. Научная новизна работы состоит в том, что впервые получены данные, характеризующие накопление тяжелых металлов в санитарно-защитных зонах промышленных предприятиях Оренбурга, а также проведено их ранжирование по индексу загрязнения. Результаты. Анализ полученных данных позволил выявить повышенное содержание на реперном участке № 1 Pb, Zn во всех слоях почвы. Почвы участка № 2 имели повышенное содержание Cu, Pb, Zn в горизонте почвы 20–30 см, Pb был также обнаружен на глубине 0–10 см, что объясняется прохождением у предприятия крупной автомагистрали. Почвенные образцы на глубине 0–10 см участка № 3 были загрязнены Cd, Mn, Pb, Zn и имели среднюю степень антропогенного загрязнения, что связано с тем, что поверхностные почвы санитарно-защитной зоны участка находятся вблизи нефтеперерабатывающего завода. Напротив, исследуемые участки № 1; 2 и 4 санитарно-защитных зон предприятий можно отнести к категории с низким уровнем загрязнения. На территории санитарно-защитной зоны участка № 4 выявлено в поверхностных слоях почв повышенное накопление Mn.

Abstract. The purpose of the study is to assess the ecological state of soils within urbanozems in relation to the degree of contamination with heavy metals using the example of the urban aggromeration of Orenburg. Methods. Sampling was carried out at 4 sites in the sanitary protection zone of industrial enterprises in Orenburg. Determination of mobile forms of heavy metals Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Zn in the samples was carried out by atomic absorption spectrophotometry. In the studied areas, the pollution index or concentration coefficient was taken into account, while taking into account the reference values of heavy metals. Contamination with toxic elements of soils in the reference areas was determined using the PINemerow coefficient. The pollution index of urban areas was calculated as the arithmetic or geometric mean of PINemerow for all reference areas in the city. Statistical processing of the material was carried out using the universal program Statistica 10. The scientific novelty of the work lies in the fact that for the first time data were obtained characterizing the accumulation of heavy metals in the sanitary protection zones of industrial enterprises in the city of Orenburg, and they were ranked according to the pollution index. Results. The analysis of the data obtained made it possible to reveal an increased content of Pb, Zn in all soil layers in the reference plot No. 1. The soils of site No. 2 had an increased content of Cu, Pb, Zn in the soil horizon of 20-30 cm, Pb was also found at a depth of 0-10 cm, which is explained by the passage of a major highway near the enterprise. Soil samples at a depth of 0-10 cm of site No. 3 were contaminated by 4 parameters (Cd, Mn, Pb, Zn) and had an average degree of anthropogenic pollution, which is due to the fact that the surface soils of the sanitary protection zone of the site are located near the enterprise associated with the processing of petroleum products. On the contrary, the studied areas No. 1; 2 and 4 sanitary protection zones of enterprises can be classified as low pollution. On the territory of the sanitary protection zone of site No. 4, an increased accumulation of Mn was found in the surface layers of soils.

 почвы урбанозем антропогенное загрязнение поллютанты тяжелые металлы soils urbanozem anthropogenic pollution pollutants heavy metals

Шубенков М. В., Шубенкова М. Ю. Современная урбанизация: перспективы развития // Биосферная совместимость: человек, регион, технологии. 2021. № 2. С. 3-13. DOI: 10.21869/2311-1518-2021-34-2-3-13. Shubenkov M. V., Shubenkova M. Yu. Sovremennaya urbanizaciya: perspektivy razvitiya // Biosfernaya sovmestimost': chelovek, region, tehnologii. 2021. № 2. S. 3-13. DOI: 10.21869/2311-1518-2021-34-2-3-13. Заборова Е. Н. Будущее городов в информационно-цифровую эпоху // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Социально-экономические науки. 2020. № 2. С. 124-133. DOI: 10.15593/2224-9354/2020.2.10. Zaborova E. N. Buduschee gorodov v informacionno-cifrovuyu epohu // Vestnik Permskogo nacional'nogo issledovatel'skogo politehnicheskogo universiteta. Social'no-ekonomicheskie nauki. 2020. № 2. S. 124-133. DOI: 10.15593/2224-9354/2020.2.10. Напрасникова Е. В. Санитарно-микробиологические и биохимические свойства почв индустриального города Усолье-Сибирское // Сибирский медицинский журнал. 2019. Т. 159. № 4. С. 55-57. DOI: 10.34673/ismu.2019.26.27.012. Naprasnikova E. V. Sanitarno-mikrobiologicheskie i biohimicheskie svoystva pochv industrial'nogo goroda Usol'e-Sibirskoe // Sibirskiy medicinskiy zhurnal. 2019. T. 159. № 4. S. 55-57. DOI: 10.34673/ismu.2019.26.27.012. Радомская В. И., Бородина Н. А. Оценка антропогенного загрязнения почвы урбанизированной территории на примере города Благовещенска // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2019. № 6. С. 79-93. DOI: 10.31857/S0869-78092019679-93. Radomskaya V. I., Borodina N. A. Ocenka antropogennogo zagryazneniya pochvy urbanizirovannoy territorii na primere goroda Blagoveschenska // Geoekologiya. Inzhenernaya geologiya, gidrogeologiya, geokriologiya. 2019. № 6. S. 79-93. DOI: 10.31857/S0869-78092019679-93. Петухов А. С., Кремлева Г. А., Петухова Г. А., Хритохин Н. А. Аккумуляция и миграция тяжелых металлов в почвах и растениях в условиях антропогенного загрязнения городской среды // Труды Карельского научного центра Российской академии наук. 2022. № 3. С. 53-66. DOI: 10.17076/eco1342. Petuhov A. S., Kremleva G. A., Petuhova G. A., Hritohin N. A. Akkumulyaciya i migraciya tyazhelyh metallov v pochvah i rasteniyah v usloviyah antropogennogo zagryazneniya gorodskoy sredy // Trudy Karel'skogo nauchnogo centra Rossiyskoy akademii nauk. 2022. № 3. S. 53-66. DOI: 10.17076/eco1342. Стоцкая Д. Р., Фазылов И. З., Стоцкий К. С. Загрязнение почвы тяжелыми металлами и их влияние на здоровье человека // Наука через призму времени. 2019. № 7 (28). С. 29-31. Stockaya D. R., Fazylov I. Z., Stockiy K. S. Zagryaznenie pochvy tyazhelymi metallami i ih vliyanie na zdorov'e cheloveka // Nauka cherez prizmu vremeni. 2019. № 7 (28). S. 29-31. Евстропов В. М. Эколого-модифицирующее влияние загрязнения почвы тяжелыми металлами на контактное взаимодействие лейкоцитов человека // Живые и биокосные системы. 2019. № 27. DOI: 10.18522/2308-9709-2019-27-6. Evstropov V. M. Ekologo-modificiruyuschee vliyanie zagryazneniya pochvy tyazhelymi metallami na kontaktnoe vzaimodeystvie leykocitov cheloveka // Zhivye i biokosnye sistemy. 2019. № 27. DOI: 10.18522/2308-9709-2019-27-6. Сивухин А. Н., Марков Д. С., Борисова Е. А. Влияние загрязнения почв тяжелыми металлами на здоровье населения Ивановской и Костромской областей // Проблемы региональной экологии. 2019. № 3. С. 81-86. DOI: 10.24411/1728-323X-2019-13081. Sivuhin A. N., Markov D. S., Borisova E. A. Vliyanie zagryazneniya pochv tyazhelymi metallami na zdorov'e naseleniya Ivanovskoĭ i Kostromskoĭ oblasteĭ // Problemy regional'noy ekologii. 2019. № 3. S. 81-86. DOI: 10.24411/1728-323X-2019-13081. Габараева З. Г., Макиева Д. Ч. Действие тяжелых металлов на организм человека // Образование и право. 2020. № 11. С. 302-304. DOI 10.24411/2076-1503-2020-11146. Gabaraeva Z. G., Makieva D. Ch. Deystvie tyazhelyh metallov na organizm cheloveka // Obrazovanie i pravo. 2020. № 11. S. 302-304. DOI 10.24411/2076-1503-2020-11146. Байботаева А. Д., Кенжалиева Г. Д., Босак В. Н. Тяжелые металлы в почвах урбанизированных территорий // Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии. 2019. № 4. С. 126-130. Baybotaeva A. D., Kenzhalieva G. D., Bosak V. N. Tyazhelye metally v pochvah urbanizirovannyh territoriy // Vestnik Belorusskoy gosudarstvennoy sel'skohozyaystvennoy akademii. 2019. № 4. S. 126-130. Корельская Т. А., Попова Л. Ф. Тяжелые металлы в почвенно-растительном покрове селитебного ландшафта города Архангельска // Арктика и север. 2012. № 7. С. 136-152. Korel'skaya T. A., Popova L. F. Tyazhelye metally v pochvenno-rastitel'nom pokrove selitebnogo landshafta goroda Arhangel'ska // Arktika i sever. 2012. № 7. S. 136-152. Никифорова Е. М. Динамика загрязнения городских почв свинцом (на примере Восточного округа Москвы) // Почвоведение. 2007. № 8. С. 984-997. Nikiforova E. M. Dinamika zagryazneniya gorodskih pochv svincom (na primere Vostochnogo okruga Moskvy) // Pochvovedenie. 2007. № 8. S. 984-997. Синцов А. В., Бармин А. Н., Зимовец П. А., Валов М. В. Геоэкологическая оценка современного содержания свинца в почвенном покрове урбанизированных территорий Нижнего Поволжья // Геология, география и глобальная энергия. 2021. № 2 (81). С. 137-144. doi: 10.21672/2077-6322-2021-81-2-137-144. Sincov A. V., Barmin A. N., Zimovec P. A., Valov M. V. Geoekologicheskaya ocenka sovremennogo soderzhaniya svinca v pochvennom pokrove urbanizirovannyh territoriy Nizhnego Povolzh'ya // Geologiya, geografiya i global'naya energiya. 2021. № 2 (81). S. 137-144. doi: 10.21672/2077-6322-2021-81-2-137-144. Корляков И. Д., Касимов Н. С., Кошелева Н. Е. Тяжелые металлы и металлоиды в почвенном покрове города Улан-Удэ // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Прикладная экология. Урбанистика. 2019. № 3. С. 120-137. DOI: 10.15593/2409-5125/2019.03.09. Korlyakov I. D., Kasimov N. S., Kosheleva N. E. Tyazhelye metally i metalloidy v pochvennom pokrove goroda Ulan-Ude // Vestnik Permskogo nacional'nogo issledovatel'skogo politehnicheskogo universiteta. Prikladnaya ekologiya. Urbanistika. 2019. № 3. S. 120-137. DOI: 10.15593/2409-5125/2019.03.09. Wu Y., Li X., Yu L., Wang T., Wang J., Liu T. Review of soil heavy metal pollution in China: Spatial distribution, primary sources, and remediation alternatives // Resources, Conservation and Recycling. 2022. Vol. 181. Article number 106261. DOI: 10.1016/j.resconrec.2022.106261. Wu Y., Li X., Yu L., Wang T., Wang J., Liu T. Review of soil heavy metal pollution in China: Spatial distribution, primary sources, and remediation alternatives // Resources, Conservation and Recycling. 2022. Vol. 181. Article number 106261. DOI: 10.1016/j.resconrec.2022.106261. Karim Z., Qureshi B. A., Mumtaz M. Geochemical baseline determination and pollution assessment of heavy metals in urban soils of Karachi, Pakistan // Ecological Indicators. 2015. Vol. 48. Pp. 358-364. DOI: 10.1016/j.ecolind.2014.08.032. Karim Z., Qureshi B. A., Mumtaz M. Geochemical baseline determination and pollution assessment of heavy metals in urban soils of Karachi, Pakistan // Ecological Indicators. 2015. Vol. 48. Pp. 358-364. DOI: 10.1016/j.ecolind.2014.08.032. Bradham K. D., Laird B. D., Rasmussen P. E., Schoof R. A., Serda S. M., Siciliano S. D., Hughes M. F. Assessing the bioavailability and risk from metal-contaminated soils and dusts // Human and Ecological Risk Assessment: An International Journal. 2014. Vol. 20. No. 1. Pp. 272-286. DOI: 10.1080/10807039.2013.802633. Bradham K. D., Laird B. D., Rasmussen P. E., Schoof R. A., Serda S. M., Siciliano S. D., Hughes M. F. Assessing the bioavailability and risk from metal-contaminated soils and dusts // Human and Ecological Risk Assessment: An International Journal. 2014. Vol. 20. No. 1. Pp. 272-286. DOI: 10.1080/10807039.2013.802633. Карбасникова Е. Б., Залывская О. С., Чухина О. В. Содержание тяжелых металлов в почве и древесной растительности в условиях городской агломерации //Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2019. № 5 (371). С. 216-223. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.5.216. Karbasnikova E. B., Zalyvskaya O. S., Chuhina O. V. Soderzhanie tyazhelyh metallov v pochve i drevesnoy rastitel'nosti v usloviyah gorodskoy aglomeracii //Izvestiya vysshih uchebnyh zavedeniy. Lesnoy zhurnal. 2019. № 5 (371). S. 216-223. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.5.216. Ластков Д. О., Дубовая А.В., Ежелева М.И., Остренко В.В. Оценка биомаркеров, как показателей влияния тяжелых металлов на здоровье взрослого населения. // Университетская клиника. 2022. Т. 44. № 3. С. 5-13. Lastkov D. O., Dubovaya A.V., Ezheleva M.I., Ostrenko V.V. Ocenka biomarkerov, kak pokazateley vliyaniya tyazhelyh metallov na zdorov'e vzroslogo naseleniya. // Universitetskaya klinika. 2022. T. 44. № 3. S. 5-13. Tong S., Li H., Wang L., Tudi M., Yang L. Concentration, spatial distribution, contamination degree and human health risk assessment of heavy metals in urban soils across China between 2003 and 2019 - a systematic review // International journal of environmental research and public health. 2020. Vol. 17. No. 9. Article number 3099. DOI: 10.3390/ijerph17093099. Tong S., Li H., Wang L., Tudi M., Yang L. Concentration, spatial distribution, contamination degree and human health risk assessment of heavy metals in urban soils across China between 2003 and 2019 - a systematic review // International journal of environmental research and public health. 2020. Vol. 17. No. 9. Article number 3099. DOI: 10.3390/ijerph17093099. Adimalla N. Heavy metals pollution assessment and its associated human health risk evaluation of urban soils from Indian cities: a review // Environmental geochemistry and health. 2020. Vol. 42. No. 1. Pp. 173-190. DOI: 10.1007/s10661-019-7408-1. Adimalla N. Heavy metals pollution assessment and its associated human health risk evaluation of urban soils from Indian cities: a review // Environmental geochemistry and health. 2020. Vol. 42. No. 1. Pp. 173-190. DOI: 10.1007/s10661-019-7408-1. Арестова И. Ю., Опекунова М. Г., Елсукова Е. Ю., Кукушкин С. Ю. Изменения содержания тяжелых металлов в почвах Костомукшского региона под влиянием техногенеза // Международный научно-исследовательский журнал. 2020. № 1-1 (91). С. 48-52. DOI: 10.23670/IRJ.2020.91.1.010. Arestova I. Yu., Opekunova M. G., Elsukova E. Yu., Kukushkin S. Yu. Izmeneniya soderzhaniya tyazhelyh metallov v pochvah Kostomukshskogo regiona pod vliyaniem tehnogeneza // Mezhdunarodnyy nauchno-issledovatel'skiy zhurnal. 2020. № 1-1 (91). S. 48-52. DOI: 10.23670/IRJ.2020.91.1.010. Дьякова Н. А., Гапонов С. П., Сливкин А. И. Изучение накопления тяжелых металлов и мышьяка и оценка влияния поллютантов на содержание флавоноидов у polygonumaviculare (Caryophyllales, Polygonaceae) // Вестник Камчатского государственного технического университета. 2019. № 48. С. 71-77. DOI: 10.17217/2079-0333-2019-48-71-77. D'yakova N. A., Gaponov S. P., Slivkin A. I. Izuchenie nakopleniya tyazhelyh metallov i mysh'yaka i ocenka vliyaniya pollyutantov na soderzhanie flavonoidov u polygonumaviculare (Caryophyllales, Polygonaceae) // Vestnik Kamchatskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta. 2019. № 48. S. 71-77. DOI: 10.17217/2079-0333-2019-48-71-77.