ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО РИСКА В СВЯЗИ С НАКОПЛЕНИЕМ ТЯЖЁЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВАХ ГОРОДСКИХ ЛЕСОВ

Авторы

  • Ольга/Olga Зиновьевна/Zinovevna Еремченко/Eremchenko ФГБОУВО «Пермский государственный национальный исследовательский университет»
  • Валентина/Valentina Сергеевна/Sergeevna Артамонова/Artamonova Институт почвоведения и агрохимии СО РАН
  • Светлана/Svetlana Борисовна/Borisovna Бортникова/Bortnikova Институт нефтегазовой геологии им. А.А. Трофимука, СО РАН
  • Наталья/Natalia Евгеньевна/Evgen’evna Белышева/Belysheva ФГБОУВО «Пермский государственный национальный исследовательский университет»

Ключевые слова:

экологический риск, тяжёлые металлы, устойчивость почв, фитотестирование

Аннотация

Проведена оценка экологического риска, связанная с продолжающимся накоплением Cd и Pb в песчаных почвах ООПТ г. Перми. Почвообразующие пески древнеаллювиального происхождения и сформированные на них почвы характеризовались пониженным содержанием V, Mn, Ni, Zn, Zr, Mo, Cd, Sn, Pb относительно мировых кларков. Серогумусовые горизонты песчаных почв обога-щены тяжёлыми металлами по сравнению с почвообразующей породой, в том числе, Cd и особен-но Pb. Фитотестирование показало, что при относительно небольшом загрязнении (из расчета 0.01 ОДК Cd и Pb) почвы переходили в неудовлетворительное экологическое состояние, приобретая умеренную токсичность. При внесении этих металлов из расчета 0.25 ОДК Cd и 0.1 ОДК Pb почвы становились экологически опасными и сильно токсичными. В целом песчаные почвы ООПТ г. Перми характеризовались низкой устойчивостью к загрязнению тяжёлыми металлами; критиче-ские последствия для биоценозов городских лесов из-за токсичности почв, вероятно, следует ожи-дать при накоплении Cd до 0.4 мг/кг, Pb - до 21 мг/кг.

Биографии авторов

Ольга/Olga Зиновьевна/Zinovevna Еремченко/Eremchenko, ФГБОУВО «Пермский государственный национальный исследовательский университет»

Доктор биологических наук, профессор, зав. кафедройфизиологии растений и микроорганизмов

Валентина/Valentina Сергеевна/Sergeevna Артамонова/Artamonova, Институт почвоведения и агрохимии СО РАН

Доктор биологических наук, доцент, ведущий научныйсотрудник лаборатории рекультивации почв

Светлана/Svetlana Борисовна/Borisovna Бортникова/Bortnikova, Институт нефтегазовой геологии им. А.А. Трофимука, СО РАН

Доктор геолого-минералогических наук, профессор, зав.лабораторией

Наталья/Natalia Евгеньевна/Evgen’evna Белышева/Belysheva, ФГБОУВО «Пермский государственный национальный исследовательский университет»

Магистрант биологического факультета

Библиографические ссылки

Антоненко Е.М. и др. Влияние состава почвенного раствора на адсорбцию меди, цинка и свинца твердыми фазами почв // Почвы России: современное состояние, перспективы изучения и использования: материалы докл. VI съезда о-ва почвоведов им. В.В. Докучаева. Петрозаводск, 2012. Кн. 2. С. 230–232.

Багдасарян А.С. Биотестирование почв техногенных зон городских территорий с использованием растительных организмов: автореф. дис. … канд. биол. наук. Ставрополь, 2005. 24 с.

Бакина Л.Г. и др. К методике фитотестирования техногенно загрязненных почв и грунтов // Экологические проблемы северных регионов и пути их решения: материалы междунар. конф. Апатиты, 2004. Ч. 1. С. 167–169.

Бардина Т.В. и др. Биологическая оценка токсичности городских почв в почвенно-экологическом мониторинге // Экология урбанизированных территорий. 2014. № 2. С. 87–91.

Беус А.А., Грабовская Л.И., Тихонова Н.В. Геохимия окружающей среды. М.: Недра, 1976. 248 с.

Бузмаков С.А. и др. Особо охраняемые природные территории г. Перми. Пермь, 2011. 204 с.

Васильев А.А., Чащин А.Н. Тяжелые металлы в почвах города Чусового: оценка и диагностика загрязнения. Пермь, 2011. 197 с.

Ворончихина Е.А., Запоров А.Ю. Экологические аспекты загрязнения среды тяжелыми металлами // Вопросы физической географии и гео-

экологии Урала: межвуз. сб. науч. тр. Пермь, 1998. С. 139–147.

Воробейчик Е.Л., Садыков О.Ф., Фарафонтов М.Г. Экологическое нормирование техногенных загрязнений наземных экосистем. Екатеринбург: Наука, 1994. 280 с.

Глазовская М.А. Методологические основы оценки эколого-геохимической устойчивости почв к техногенным воздействиям: метод. пособие. М.: Изд-во МГУ, 1997. 102 с.

Горбовская А.Д. Оценка устойчивости буферных систем почв к факторам воздействия: учеб. пособие. СПб., 2006. 444 с.

Духовский П.В. и др. Реакция растений на комплексное воздействие природных и антропогенных стрессоров // Физиология растений.

Т. 50, № 2. С. 165–173.

Еремченко О.З., Митракова Н.В. Способ оценки биологической активности и токсичности почв и техногенных почвогрунтов: пат. Рос. Федерации № 2620555. 2017.

Еремченко О.З., Митракова Н.В., Липин И.Н. Морфогенетические свойства песчаных почв камских террас // Теоретические и прикладные аспекты лесного почвоведения. Петрозаводск, 2017. С. 56–58.

Еремченко О.З., Москвина Н.В. Свойства почв и техногенных поверхностных образований в районах многоэтажной застройки г. Пермь // Почвоведение. 2005. № 7. С. 782–789.

Еремченко О.З., Шестаков И.Е., Москвина Н.В. Почвы и техногенные поверхностные образования урбанизированных территорий Пермского

Прикамья. Пермь, 2016. 252 с.

Ильин В.Б., Сысо А.И. Микроэлементы и тяжелые металлы в почвах и растениях Новосибирской области. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2001. 229 с.

Интерпретация геохимических данных / под ред. Е.В. Склярова. М.: Интернет Инжиниринг. 2001. 288 с.

Квеситадзе Г.И. и др. Метаболизм антропогенных токсикантов в высших растениях. М.: Наука, 2005. 199 с.

Колесников С.И. и др. Устойчивость биологических свойств почв юга России к нефтяному загрязнению // Экология. 2010. № 5. С. 357–

Колесников С.И. и др. Сравнительная оценка устойчивости биологических свойств черноземов юга России к загрязнению Cr, Cu, Ni, Pb в модельном эксперименте // Почвоведение. 2013. № 2. С. 195–201.

Колесников С.И., Спивакова Н.А., Казеев К.Ш. Влияние модельного загрязнения Cr, Cu, Ni, Pb на биологические свойства почв сухих степей и полупустынь юга России // Почвоведение. 2011. № 9. С. 1094–1101.

Копылов И.С. Закономерности формирования почвенных ландшафтов Приуралья, их геохимические особенности и аномалии // Современные проблемы науки и образования. 2013. №. 4. 8 с.

Лисовицкая О.В., Терехова В.А. Фитотестирование: основные подходы, проблемы лабораторного метода и современные решения // Доклады по экологическому почвоведению. 2010. № 1. Вып. 13. С. 1–18.

Макаров О.А., Макаров А.А. Подходы к оценке риска химического загрязнения городских почв // Почвоведение. 2016. № 9. С. 1147–1156.

Маячкина Н.В., Чугунова М.В. Особенности биотестирования почв с целью их экотоксикологической оценки // Вестник Нижегородского ун-та им. Н.И. Лобачевского. 2009. № 1. С. 84–93.

Минкина Т.М., Мотузова Г.В., Назаренко О.Г. Состав соединений тяжёлых металлов в почвах. Ростов н/Д: Эверест, 2009. 208 с.

Минкина Т.М. и др. Состав соединений Mn, Cr, Ni и Cd в почвах техногенных ландшафтов // Почвы России: современное состояние, перспективы изучения и использования: материалы докл. VI съезда о-ва почвоведов им. В.В. Докучаева. Петрозаводск, 2012. Кн. 2. С. 271-

Митракова Н.В. Оценка устойчивости почв, находящихся под угрозой исчезновения, методами биотестирования // Вестник молодых ученых

ПГНИУ: сб. науч. тр. в 2 т. Пермь, 2012. Т. 1. С. 14–24.

Митракова Н.В., Агафонова Е.В. Наследуемые и приобретенные свойства почв и техногенных поверхностных образований разных урбопедокомплексов г. Перми // Почва и устойчивое развитие государства: материалы Междунар. науч. конф. «XX Докучаевские молодежные чтения». СПб., 2017. С. 311–313.

Мотузова Г.В. Соединения микроэлементов в почвах: системная организация, экологическое значение, мониторинг. М.: Эдиториал УРСС, 1999. 168 с.

Мотузова Г.В. Устойчивость почв к химическому воздействию. М.: Изд-во МГУ, 2000. 57 с.

Мотузова Г.В. Роль почв в формировании эколого-геохимической устойчивости ландшафтов к загрязнению тяжелыми металлами // Геохимия ландшафтов и география почв: доклады Всерос.

науч. конф. М., 2012. С. 227–228.

Николаева О.В., Терехова В.А. Совершенствование лабораторного фитотестирования для экотоксикологической оценки почв // Почвоведение. 2017. № 9. С. 1141–1152.

О состоянии и об охране окружающей среды Пермского края в 2013 году: доклад. Пермь, 2014. 264 с.

Овчинникова И.Н. Экологический риск и загрязнение почв. М.: Альтекс, 2003. 363 c.

Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) химических веществ в почве. [Электронный ресурс] URL: https://ohranatruda.ru/ot_biblio/normativ/data_normativ/46/46590/ (дата обращения: 05.09.2017).

Серегин И.В., Иванов В.Б. Физиологические аспекты токсического действия кадмия и свинца на высшие растения // Физиология растений. 2001. Т. 48, № 4. С. 606–630.

Терехова В.А. Биотестирование почв: подходы и проблемы // Почвоведение. 2011. № 2. С. 190–198.

Тимофеев М.А., Терехова В.А., Кожевин П.А. Биотестирование почв при загрязнении кадмием // Вестник Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2010. № 4. С. 44–47.

Устойчивость почв к воздействию тяжёлых металлов [Электронный ресурс]. URL: http://soil.msu.ru/himiaissledovania/sovremennye- nauchnyenapravleniya/1841-napravlenie-ustojchivostpochv-k-vozdejstviyu-tyazhelykh-metallov (дата обращения: 29.01.2018)

Minkina T.M. et al. Heavy metal compounds in soil: Transformation upon soil pollution and ecological significance. New York: Nova Since Publ., 2010. 184 p.

References

Antonenko E.M., Pinskii D.L., Minkina T.M., Sushkova S.N. [Influence of composition soil solution an adsorbtion Cu, Zn and Pb solid phasa of

soil]. Počvy Rossii: sovremennoe sostojanie, perspectivy izučeniya i ispol’zovanija [Soils of Russia: current state, prospects of study and use: proceedings of the VI Congress of the society of soil scientists]. Petrozavodsk, 2012, B. 2, pp. 230-232. (In Russ.).

Baghdasaryan A.S. Biotestirovanie pochv tekhnogennykh zon gorodskich territorij s ispol’zovaniem rastitelnych organizmov. Avtoref. diss. kand. biol. nauk [Bioassay of soil technogenic zones in urban areas with the use of plant organisms: Abstract kand. dis]. Stavropol, 2005. 25 p. (In Russ.).

Bakina L.G. et al. [To the method of phytotesting of technogeneously contaminated soils and grounds]. Ĕcjljgičeskie problemy severnych regioniv i puti ich rešenija [Ecological problems of northern regions and ways of their solution: Proceedings of the International conference]. Apatity, 2004, Part 1, pp.167-169. (In Russ.).

Bardina T.V. et al. [Biological assessment of toxicity of urban soils for soil-ecological monitoring]. Ĕkologija urbanizirovannych territorij, N 2

(2014): pp. 87–91. (In Russ.).

Beus A.A., Grabovskaya L.I., Tikhonova N.V. Geochimija okružajuščej sredy [Geochemistry of the Environment]. Moscow, Nedra Publ., 1976. 248 р. (In Russ.).

Buzmakov S.A. et al. Osobo ochranjaemye prirodnye territorii g. Permi. [Specially protected natural territories of Perm ]. Perm, 2011. 204 p. (In

Russ.).

Vasil'ev A.A., Chashchin A.N. Tjaželye metally v počvach goroda Čusovogo: ocenka i diagnostika zagrjaznenija [Heavy metals in soils of Chusovoi town: estimation and contamination diagnostics]. Perm, 2011. 197 p. (In Russ.).

Voronchikhina E.A., Zaporov A.Yu. [Ecological aspects of environment pollution]. Voprosy fizičeskoj geografii i geoĕkologii Urala [Questions of physical geography and geoecology of the Urals: Interuniversity collected scientific papers]. Perm, 1998, pp. 139-147. (In Russ.).

Vorobeychik E. L., Sadykov O.F., Farafontov M.G. Ĕkologičeskoe normirovanie technogennych zagrjaznenij nazemnych ĕkosistem.[Ecological standardization of technogenic pollution of terrestrial

ecosystems]. Ekaterinburg, Nauka Publ., 1994. 280 p. (In Russ.).

Glazovskaya M.A Metodologičeskie osnovy ocenki ĕkologo-geochimičeskoj ustojčivosti počv k technogennym vozdejstvijam [Methodological framework for the assessment of ecological and geochemical stability of soils to technogenic impacts: manual]. Moscow, MSU Publ., 1997. 102 p. (In Russ.).

Gorbovskaya A.D. Ocenka ustojčivosti bufernych sistem počv k faktoram vozdejstvija [Assessment of stability of buffer systems of soils to an influence factor: manual]. St. Petersburg, State University Publ., 2006. 44 p. (In Russ.).

O sostoyanii i ob ochrane okružajuščey sredy Permskogo kraja v 2013 godu. Doklad [The report "On the state and environmental protection of the Perm region in 2013]. Perm, 2014. 264 p. (In Russ.).

Dukhovskii P.V. et al. [The reaction of plants to the combined effects of natural and anthropogenic stressors]. Fiziologija rastenij, V. 50. N 2 (2003): pp. 165-173. (In Russ.).

Eremchenko O.Z., Mitrakova N.V. Sposob ocenki biologičeskoj aktivnosti i toksičnosti počv i technogennych počvogruntov [A method for assessing

the biological activity and toxicity of soils and man-caused soil grounds]. Patent of the Russian Federation. N 2620555. 2017. (In Russ.).

Eremchenko O.Z., Mitrakova N.V., Lipin I.N. [The morphogenetic properties of sandy soils of the terraces of the Kama]. Teoretičeskie i prikladnye aspekty lesnogo počvovedenija [Theoretical and applied aspects of forest soil science]. Petrozavodsk, 2017, pp. 56–58. (In Russ).

Eremchenko O.Z., Moskvina N.V. [Characteristics of soils and anthropogenic and surface formations in the multistorey housing districts of Perm]. Počvovedenie, N 7 (2005): рр. 782-789. (In Russ.).

Eremchenko O.Z., Shestakov I.E., Moskvina N.V. Počvy i technogennye poverchnostnye obrazovanija urbanizirovannych territorij Permskogo

Prikam'ja [Soils and technogenic grounds of urbanized territories of Perm Kama region]. Perm, 2016. 252 p. (In Russ.).

Iljin V.B., Syso A.I. Mikroĕlementy i tjaželye metally v počvach Novosibirskoj oblasti [Mikroelements and heavy metals in soils of Novosibirsk region]. Novosibirsk, SB RAS Publ., 2001. 229 p. (In Russ.).

Interpretacija geochimičescich dannych [Interpretation of geochemical data]. Moscow, Internet Engineering Publ., 2001. 288 p. (In Russ.).

Kolesnikov S.I. et al. [Biological properties of south russian soils: tolerance to oil pollution]. Ĕkologija, N 5 (2010): pp. 357–364. (In Russ.).

Kolesnikov S.I., Spivakova N.A., Kazeev K.Sh. [Influence of modeling pollution with Cr, Cu, Ni, and Pb on biological properties of soils of dry

steppes and semi-deserts of the south of Russia]. Počvovedenie, N 9 (2011): pp.1094-1101. (In Russ.).

Kolesnikov S.I. et al. [Comparative assessment of the stability of the biological properties of the chernozem in southern Russia for the

contamination with Cr, Cu, Ni, and Pb in a model experiment]. Počvovedenie, N 2 (2013): pp. 195–201. (In Russ.).

Kopylov I.S. [Regularities in the formation of soil landscapes of the Urals, their geochemical features and anomalies]. Sovremennye problemy

nauki i obrazovanija, N 4 (2013): 8 pp. (In Russ.).

Kvesitadze G.I. et al. Metabolizm antropogennych toksikantov v vysšich rastenijach [The metabolism of antropogenic toxicity in higher plants]. Moscow, Nauka Publ., 2005. 199 p. (In Russ.).

Lisovitskaya O.V., Terekhova V.A. [Phytotesting: basic approaches, problems of the laboratory method and modern solutions]. Doklady po ĕkologičeskomu počvovedeniju, N 1(13) (2010): pp. 1–18. (In Russ.).

Makarov O.A., Makarov A.A. [Approaches to assessing the risk of chemical contamination of urban soils]. Počvovedenie, N 9 (2016): pp. 1147–1156. (In Russ.).

Mayachkina N.V., Chugunova M. V. [Peculiarities of soil biotests to evaluate soil ecotoxicity]. Vestnik Nižegorodskogo universiteta im. N.I. Lobachevskogo, N 1 (2009): pp. 84–93. (In Russ.).

Minkina T.M., Motuzova G.V., Nazarenko O.G. Sostav soedinenij tjaželych metallov v počvach [Composition of compounds heavy metal in soil].

Rostov-na-Donu, Everest Publ., 2009. 208 p. (In Russ.).

Minkina T.M., Motuzova G.V., Nazarenko O.G., Mandzhieva S.S. Heavy metal compounds in soil: Transformation upon soil pollution and ecological significance. New York, Nova Since Publ., 2010. 184 p.

Minkina T.M. et al. [Composition of compounds Mn, Cr, Ni and Cd in soils technogenic landscapes]. Počvy Rossii: sovremennoe sostojanie, perspectivy izučeniya i ispol’zovanija [Soils of Russia: current state, prospects of study and use: proceedings of the VI Congress of the society of soil scientists]. Petrozavodsk, 2012, B. 2, pp. 271-272. (In Russ.).

Mitrakova N.V. [Assessment of soil stability, endangered, biotesting methods]. Vestnik molodych učenych PGNIU: sb. nauč. trudov. Perm, V. 1 (2012): pp. 14-24. (In Russ.).

Mitrakova N.V., Agafonova E.V. [Hereditary and acquired properties of soil and technogenic surface ground of different urbopedo complexes of

Perm]. Počva i ustojčivoe razvitie gosudarstva [Soil and sustainable development of the state. International scientific conference "XX

Dokuchaevsky youth readings"]. St-Petersburg, 2017, pp. 311–313. (In Russ.).

Motuzova G.V. Soedinenija mikroĕlementov v počvach: sistemnaja organizacija, ĕkologičeskoe značenie, monitoring [Compounds microelements in soil: system organization, ecological significance,

monitoring]. Мoscow, Ĕditorail URSS, 1999. 168 p. (In Russ.).

Motuzova G.V. Ustojčivost počv k chimičeskomu vozdejstviju [Stability of soil to chemical imnpact]. Moscow, MSU Publ., 2000. 57 p. (In Russ).

Motuzova G.V. [The role of soil in the formation of ecological and geochemical stability of landscapes to contamination by heavy metal]. Geochimija landšaftov i geografiya počv [Geochemistry of landscapes and geography of soils. Vseros. Scientific conference]. Moscow, 2012, pp. 227–228. (In Russ.).

Nikolaeva O.V., Terekhova V.A. [Perfection of laboratory phytotesting for ecotoxicological assessment of soils]. Počvovedenie, N 9 (2017): pp. 1141–1152. (In Russ).

Ovchinnikova I.N. Ĕkologičeskij risk i zagrjaznenie počv [Ecological Risk and Soil Pollution]. Moscow, Al'teks Publ., 2003. 363 p. (In Russ.).

Orientirovočno dopustimye koncentracii (ODK) chimičeskich veščestv v počve [Approximate permissible concentration (APC) of chemical

substances in soils]. Available at: https://ohranatruda.ru/ot_biblio/normativ/data_normativ/46/46590/ (reference date: 05.09.2017). (In Russ.).

Terekhova V.A. [Biotesting of soils: approaches and problems]. Počvovedenie, N 2 (2011): pp. 190–198. (In Russ.).

Timofeev M.A., Terekhova V.A., Kozhevin P.A. [Biotesting for Cd pollution in soils]. Vestnik Mosk. Universiteta, ser. 17. Počvovedenie, N 4 (2010): pp. 44–47. (In Russ.).

Ustojčivost’ počv k vozdejstviju tjažmetallov [The resistance

of soils to the effects of heavy metals]. Available at: http://soil.msu.ru/himiaissledovania/sovremennye-nauchnyenapravleniya/1841-napravlenie-ustojchivostpochv-k-vozdejstviyu-tyazhelykh-metallov (дата обращения: 29.01.2018). (In Russ.).

Загрузки

Опубликован

2018-11-10

Как цитировать

Еремченко/Eremchenko О. З., Артамонова/Artamonova В. С., Бортникова/Bortnikova С. Б., & Белышева/Belysheva Н. Е. (2018). ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО РИСКА В СВЯЗИ С НАКОПЛЕНИЕМ ТЯЖЁЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВАХ ГОРОДСКИХ ЛЕСОВ. Вестник Пермского университета. Серия «Биология»=Bulletin of Perm University. Biology, (1), 70–80. извлечено от http://press.psu.ru/index.php/bio/article/view/1911