Оценка уровня химического загрязнения почв г. Петропавловска-Камчатского

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Определен уровень химического загрязнения почв г. Петропавловска-Камчатского тяжелыми металлами (Co, Mo, Cd, Ba, Cu, Ni, Pb, Cr, Zn и Mn) и нефтепродуктами в 2023 г. Применение различных эколого-геохимических подходов для комплексной оценки состояния городской среды позволило установить разную степень загрязнения районов исследования в зависимости от поллютанта и рассчитанных индексов. Максимальное содержание загрязняющих веществ I класса опасности в почве составило: нефтепродуктов – 1546 мг/кг, металлов – Cd – 3.37 мг/ кг, Pb – 248 мг/кг и Zn – 571 мг/кг. Выявлены антропогенные источники их поступления. Комплексная оценка, проведенная с применением геохимических (PI, PLI, NPI, Zc), токсикологических (Pt, PERI, ПДК, ОДК) индексов и фитотестирования, определила почвы города как слабозагрязненные. В отдельных районах, приуроченных к автотранспортной инфраструктуре и предприятиям топливно-энергетического комплекса, идентифицирована высокая степень как по комплексным индексам (NPI, Zc), так и по отдельным загрязняющим веществам (Pb, Zn). Максимальное загрязнение почв тяжелыми металлами было отмечалось при расчете эколого-геохимических индексов и составило от 13 (по индексу Zc) до 80% (по индексу NPI) от общего количества мониторинговых площадок. Превышение содержания нефтепродуктов в почвах было незначительным и определило 6.6% почв как загрязненные. Сравнительный анализ интегральных показателей современного экологического состояния почв г. Петропавловска-Камчатского выявил ряд методологических проблем в оценке уровня загрязнения. Учитывая влияние активного вулканизма, как в геологическом прошлом, так и в настоящем полуострова, выявление фоновых значений по содержанию ряда загрязняющих веществ является актуальной задачей для проведения объективного экологического мониторинга почвенного покрова в регионе.

Об авторах

Н. А. Ильюшенко

Камчатский государственный технический университет

Email: annaklimovae@mail.ru
Россия, ул. Ключевская, 35, Петропавловск-Камчатский, 683003

Д. О. Мартыненко

Камчатский государственный технический университет; Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН

Email: annaklimovae@mail.ru
Россия, ул. Ключевская, 35, Петропавловск-Камчатский, 683003; бул. Пийпа, 9, Петропавловск-Камчатский, 683006

В. Г. Авдощенко

Камчатский государственный технический университет

Email: annaklimovae@mail.ru
Россия, ул. Ключевская, 35, Петропавловск-Камчатский, 683003

А. В. Сергеева

Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН

Email: annaklimovae@mail.ru
Россия, бул. Пийпа, 9, Петропавловск-Камчатский, 683006

А. А. Кузьмина

Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН

Email: annaklimovae@mail.ru
Россия, бул. Пийпа, 9, Петропавловск-Камчатский, 683006

А. В. Климова

Камчатский государственный технический университет; Камчатский филиал Тихоокеанского института географии ДВО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: annaklimovae@mail.ru
Россия, ул. Ключевская, 35, Петропавловск-Камчатский, 683003; ул. Партизанская, 6, Петропавловск-Камчатский, 683001

Список литературы

  1. Авдощенко В.Г., Климова А.В. Оценка загрязнения почв тяжелыми металлами почв города Петропавловска-Камчатского, Камчатский край // Вестник Камчат. ГТУ. 2022. № 61. С. 65–80.
  2. Васильева Т.Н., Галактионова Л.В. Оценка состояния урбаноземов по содержанию поллютантов // Аграрный вестник Урала. 2023. Т. 23. № 12. С. 2–11. https://doi.org/10.32417/1997-4868-2023-23-12-2-11
  3. Водяницкий Ю.Н. Загрязнение почв тяжелыми металлами и металлоидами. М.: МГУ им. Ломоносова, 2017. 192 с.
  4. Доклад о состоянии окружающей среды в Камчатском крае в 2022 году. Петропавловск-Камчатский: Министерство природных ресурсов и экологии Камчатского края, 2023. 418 с.
  5. Жарикова Е.А. Тяжелые металлы в городских почвах: оценка содержания и экологического риска // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2021. Т. 332. № 1. С. 164–173. https://doi.org/10.18799/24131830/2021/1/3009
  6. Жарикова Е.А., Голодная О.М., Попова А.Д. Экологическое состояние почв придорожной полосы автомагистрали Уссурийск–Пограничный на приграничной территории // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Сер. Естественные науки. 2022. № 4–2. С. 21–27. https://doi.org/10.18522/1026-2237-2022-4-2-21-27
  7. Журба О.М., Меринов А.В., Шаяхметов С.Ф., Алексеенко А.Н. Полициклические ароматические углеводороды и нефтепродукты в пробах почв территории городской застройки Восточной Сибири // Гигиена и санитария. 2023. Т. 102. № 12. С. 1281–1285. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2023-102-12-1281-1285
  8. Захарихина Л.В. Провинции почв Камчатки, различающиеся составам и возрастом вулканических пеплов, на которых они образованы // Вестник Томского гос. ун-та. Биология. 2009. № 2. С. 95–110.
  9. Захарихина Л.В. Литвиненко Ю.С. Вулканизм и геохимия почвенно-растительного покрова Камчатки. Сообщение 2. Специфика формирования элементного состава вулканических почв в холодных гумидных условиях // Вулканология и сейсмология. 2019. № 3. С. 25–33. https://doi.org/10.31857/S0203-03062019440-51
  10. Карпачевский Л.О., Алябина И.О., Захарихина Л.В., Макеев А.О., Маречек М.С., Радюкин А.Ю., Шоба С.А., Таргульян В.О. Почвы Камчатки. М.: ГЕОС., 2009. 224 с.
  11. Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена, 2004. 235 с.
  12. Корляков И.Д., Касимов Н.С., Кошелева Н.Е. Тяжелые металлы и металлоиды в почвенном покрове г. Улан-Удэ // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Прикладная экология. Урбанистика. 2019. № 3. С. 120–137. https://doi.org/10.15593/2409-5125/2019.03.09
  13. Кошельков А.М., Матюшкина Л.А. Оценка химического загрязнения почв водоохранных зон малых рек города Хабаровска // Региональные проблемы. 2018. Т. 21. № 2. С. 76–85. https://doi.org/10.31433/1605-220X-2018-21-2-76-85
  14. Мартыненко Д.О., Терлецкая М.Д., Ильюшенко Н.А., Позолотина Л.А., Климова А.В. Содержание нефтепродуктов в почвах города Петропавловска-Камчатского (Камчатский край) // Сб. матер. VIII конф. молодых ученых “Почвоведение: Горизонты будущего”. 16–20 сентября 2024 г. М.: Почв. ин-т им. В.В. Докучаева, 2024. С. 143–148.
  15. Медведев И.Ф., Деревягин С.С. Тяжелые металлы в экосистемах. Саратов: Ракурс, 2017. 178 с.
  16. МР 2.1.7.2297-07 Обоснование класса опасности отходов производства и потребления по фитотоксичности: Методические рекомендации. М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2008. 15 с.
  17. Пиковский Ю. И. Природные и техногенные потоки углеводородов в окружающей среде. М.: МГУ, 1993. 208 c.
  18. Пиковский Ю.И., Геннадиев А.Н., Чернянский С.С., Сахаров Г.Н. Проблема диагностики и нормирования загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами // Почвоведение. 2003. № 9. С. 1132–1140.
  19. Порядок определения размеров ущерба от загрязнения земель химическими веществами (Утвержден Минприроды России, 18.11.1993). М: Минприроды, Госкомзем, 1993. 12 с. https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_5189/f64b02c54bf48ee1680040ce0cf98d7b041d97ad (дата обращения 30.10.2024).
  20. Прокофьева Т.В., Герасимова М.И., Безуглова О.С. и др. Введение почв и почвоподобных образований городских территорий в классификацию почв России // Почвоведение. 2014. № 10. С. 1155–1164.
  21. Распоряжение Правительства РФ от 20.10.2023 № 2909-р (ред. от 23.12.2023) “Об утверждении перечня загрязняющих веществ, в отношении которых применяются меры государственного регулирования в области охраны окружающей среды и признании утратившими силу некоторых Постановлений Правительства РФ”. https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_460257/ (дата обращения 30.10.2024).
  22. Сает Ю.Е., Ревич Б.А., Янин Е.П., Смирнова Р.С., Башаркевич И.Л., Онищенко Т.Л., Павлова Л.Н., Трефилова Н.Я., Ачкасов А.И., Саркисян С.Ш. Геохимия окружающей среды. М: Недра, 1990. 335 с.
  23. СанПиН 1.2.3685-21. “Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания” (с изменениями на 30 декабря 2022 года). https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_375839/fa69e15a74de57cbe09d347462434c11fcfeeaca (дата обращения 30.10.2024).
  24. Синцов А.В., Бармин А.Н., Зимовец П.А., Валов М.В., Синцова Н.В. Современное содержание тяжелых металлов в почве урбанизированных территорий Юга России // Геология, география и глобальная энергия. 2022. № 2. С. 103–109.
  25. Хеттипатирана Т., Мельник М.И. Определение содержания тяжелых и токсичных металлов в почвах с использованием атомно-эмиссионного спектрометра с микроволновой плазмой // Чтения памяти Владимира Яковлевича Леванидова. 2014. № 6. С. 728–733.
  26. Хомич В. С. Загрязнение почв нефтепродуктами в Белар уси // Природные ресурсы. 2005. № 2. С. 43–53.
  27. Яковлев А.С. Евдокимова М.В. Подходы к нормированию загрязнения почв в России и зарубежных странах // Почвоведение. 2022. № 5. С. 631–641. https://doi.org/10.31857/S0032180X22050136
  28. Crommentuijn T., Polder M.D., Van de Plassche E.J. Maximum permissible concentrations and negligible concentrations for metals, taking background concentrations into account // RIVM Report 601501001. Bilthoven, 1997. 260 p.
  29. Demetriades A., Birke M. Urban geochemical mapping manual: sampling, sample preparation, laboratory analysis, quality control check, statistical processing and map plotting // Brussels: EuroGeoSurveys, 2015. 162 p. https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2017.10.024
  30. Denny M., Baskaran М., Burdick S., Tummala С., Dittrich Т. Investigation of pollutant metals in road dust in a post-industrial city: Case study from Detroit, Michigan // Front. Environ. Sci. Toxicol. Pollut. Environ. 2022. V. 10. Р. 1–16. https://doi.org/10.3389/fenvs.2022.974237
  31. Gong Q., Deng J., Xiang Y. et al. Calculating pollution indices by heavy metals in ecological geochemistry assessment and a case study in parks of Beijing // J. China University Geosciences. 2008. V. 19. P. 230–241. https://doi.org/10.1016/S1002-0705(08)60042-4
  32. Håkanson L. An ecological risk index for aquatic, pollution control: A sedimentological approach. // Water Res. 1980. V. 14. P. 975–1001. https://doi.org/10.1016/0043-1354(80)90143-8
  33. Jiang H.H., Cai L.M., Wen H.H., Luo J. Characterizing pollution and source identification of heavy metals in soils using geochemical baseline and PMF approach // Scient. Rep. 2020. V. 10. P. 6460. https://doi.org/10.1038/s41598-020-63604-5
  34. Kabata-Pendias А. Trace Elements in Soils and Plants. Boca Raton: CRC Press Tailor and Francis Group, 2011. 534 p.
  35. Kowalska J.B., Mazurek R., Gąsiorek M., Zaleski T. Pollution indices as useful tools for the comprehensive evaluation of the degree of soil contamination – A review // Environ Geochem Health. 2018. V. 40. P. 2395–2420. https://doi.org/10.1007/s10653-018-0106-z
  36. Kuppusamy S., Maddela N. R., Megharaj M., Venkateswarlu K. Total petroleum hydrocarbons: environmental fate, toxicity, and remediation. Springer Nature: Switzerland AG, 2020. 264 p. https://doi.org/ 10.1007/978-3-030-24035-6.
  37. Li G., Sun G.X., Ren Y., Luo X. S., Zhu Y. G. Urban soil and human health: A review // Eur. J. Soil Sci. 2018. V. 69. P. 196–215. https://doi.org/10.1111/ejss.12518
  38. Nowrouzi M., Pourkhabbaz A. Application of geoaccumulation index and enrichment factor for assessing metal contamination in the sediments of Hara Biosphere Reserve, Iran // Chem. Speciation Bioavailability. 2014. V. 26. P. 99–105. https://doi.org/10.3184/095422914X13951584546986
  39. Martin T.D., Creed J.T., Brockhoff C.A. Method 200.2. Revision 2.8: Sample Preparation Procedure for Spectrochemical Determination of Total Recoverable Elements. https://www.epa.gov/sites/default/files/2015-08/documents/method_200-2_rev_2-8_ 1994.pdf
  40. Mengdie Q., Wu Y., Zhang S., Li G., An T. Pollution Profiles, Source Identification and Health Risk Assessment of Heavy Metals in Soil near a Non-Ferrous Metal Smelting Plan // Int. J. Environ. Res. Public Health. 2023. V. 2. P. 1–15. https://doi.org/10.3390/ijerph20021004
  41. Varol M. Assessment of heavy metal contamination in sediments of the Tigris River (Turkey) using pollution indices and multivariate statistical techniques // J. Hazard. Mater. 2011. V. 195. P. 355–364. https://doi.org/0.1016/j.jhazmat.2011.08.051

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Дополнительные материалы
Скачать (805KB)
Метаданные
3. Рис. 1. Карта-схема района исследований почв в г. Петропавловске-Камчатском (площадки 1–27) и фонового участка у озера Банное (площадки 28–30).

Скачать (983KB)
Метаданные
4. Рис. 2. Оценка загрязнения почв г. Петропавловска-Камчатского нефтепродуктами. (a) – дифференциация по категориям улиц. (b) – в зависимости от применяемой шкалы (усредненные значения): по Хомичу, по Пиковскому и рекомендованному допустимому уровню (ДУ).

Скачать (309KB)
Метаданные
5. Рис. 3. Индексы геоаккумуляции металлов (Igeo) в исследованных почвах города

Скачать (144KB)
Метаданные
6. Рис. 4. Комплексная оценка загрязненности тяжелыми металлами почв г. Петропавловска-Камчатского, сгруппированных по основным источникам поступления поллютантов

Скачать (592KB)
Метаданные
7. Рис. 5. Сравнение различных методов оценки экологического состояния исследуемых почв г. Петропавловска-Камчатского.

Скачать (637KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025