Assessment of the transport load on the soil-plant system based on integrated indicators of pollution of natural environments

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The distribution of integral indicators of contamination of components of the soil-plant system with polycyclic aromatic hydrocarbons in the urban area is considered. The object of study is an anthropogenically modified natural complex of the RUDN University campus and the adjacent South-Western Forest Park (Moscow), including soils (Albic Retisols (Ochric)) and common plant species. The main pollution source is traffic load. Emissions from five sections of roads surrounding and crossing the territory form a specific picture of the distribution of pollutants, which is demonstrated by the example of marker compounds – polycyclic aromatic hydrocarbons. As an approximate safe level of contamination of soils and vegetation, background concentrations of individual polyarenes in environments, determined by the method of dynamic phase portraits, were calculated. A local redistribution of contamination zones was revealed during the migration of polyarenes from snow into soils, then into root systems and above-ground parts of vegetation. The proposed methodological approach, based on the use of integral indicators, allows us to assess the degree of damage to ecosystems by a complex of priority pollutants.

About the authors

A. P. Khaustov

People’s Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba

Author for correspondence.
Email: khaustov-ap@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0002-5338-3960
Russian Federation, Moscow, 117198

M. M. Redina

People’s Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba

Email: khaustov-ap@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0002-3169-0142
Russian Federation, Moscow, 117198

References

  1. Агапкина Г.И., Ефименко Е.С., Бродский Е.С. и др. Приоритетные органические загрязнители в почве дендропарка Ботанического сада МГУ имени М. В. Ломоносова. Сообщение 2. Особенности вертикального распределения полициклических ароматических углеводородов в профиле урбо-дерново-подзолистой почвы // Вестник Моск. ун-та. Сер. 17, почвоведение. 2015. № 3. С. 37–45.
  2. Габов Д.Н., Безносиков В.А., Кондратенок Б.М., Яковлева Е.В. Полициклические ароматические углеводороды в почвах техногенных ландшафтов // Геохимия. 2010. № 6. С. 606–610.
  3. Дерябкина И.Г., Сушкова С.Н., Антоненко Е.М., Минкина Т.М., Дудникова Т.С., Попилешко Я.А. Анализ содержания и распределения бенз(а)пирена в черноземе обыкновенном ботанического сада ЮФУ. // Устойчивое развитие территорий: теория и практика. 2018. С. 160–163.
  4. Дмитриев Е.А. Математическая статистика в почвоведении. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1972. 292 с.
  5. Доклад «О состоянии окружающей среды в городе Москве в 2022 году» / Под ред. А.О. Кульбачевского. Москва, 2023. 276 с.
  6. Доклад «О состоянии окружающей среды в городе Москве в 2021 году» / Под ред. А.О. Кульбачевского. Москва, 2022. 234 с
  7. Дудникова Т.С., Сушкова С.Н., Минкина Т.М., Антоненко Е.М., Барбашев А.И., Попилешк Я.А., Лобзенко И.П. Анализ содержания полициклических ароматических углеводородов в различных типах почв импактной зоны Новочеркасской ГРЭС // Материалы по изучению русских почв. М., 2020. С. 28–34.
  8. Константинова Е.Ю., Сушкова С.Н., Минкина Т.М., Антоненко Е.М., Константинов А.О., Хорошавин В.Ю. Полициклические ароматические углеводороды в почвах промышленных и селитебных зон Тюмени // Известия Томского политех. ун-та. Инжиниринг георесурсов. 2018. № 329. С. 66–79.
  9. Нартов А.С. Определение ПДК полиароматических углеводородов в почве с использованием индекса общего токсического воздействия // Научные исследования в современном мире: теория, методология, практика. 2019. С. 212–216.
  10. Никерина Н.В., Задонская О.В. Применение метода динамических фазовых портретов для оценки природных фоновых концентраций в реке Нева // Сб. докл. междунар. научн. конференции памяти выдающегося русского ученого Юрия Борисовича Виноградова “Четвертые Виноградовские чтения. Гидрология: от познания к мировоззрению”. СПб.: Изд-во ВВМ, 2020. С. 973–978.
  11. Никифорова Е.М., Кошелева Н.Е. Полициклические ароматические углеводороды в городских почвах (Москва, Восточный округ) // Почвоведение. 2011. № 9. С. 1114–1127.
  12. Предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе зон произрастания лесообразующих древесных пород. Утв. Рослесхозом, Минприроды РФ 10.05.1995.
  13. Разработка научно-обоснованных рекомендаций по расчету фоновых концентраций химических веществ в речных водах России с учетом специфики природно-территориальных комплексов, а также антропогенного воздействия // Отчет о НИР по этапу 2 договора № 63-НИР/ФЦП-2016 от 18.04.2016. Рук. Л.И. Минина. Ростов-на-Дону, 2016. 179 с.
  14. Ревич Б.А., Сает Ю.Е., Смирнова Р.С. Методические рекомендации по оценке степени загрязнения атмосферного воздуха населенных пунктов металлами по их содержанию в снежном покрове и почве. М.: ИМГРЭ, 1990. 17 с.
  15. Ревич Б.А., Сает Ю.Е., Смирнова Р.С., Сорокина Е.П. Методические рекомендации по геохимической оценке загрязнения территорий городов химическими элементами. М.: ИМГРЭ, 1982. 111 с.
  16. Редина М.М., Хаустов А.П. Предварительные результаты оценки транспортной нагрузки на кампус РУДН и Юго-Западный лесопарк // Вестник Российского университета дружбы народов. Сер. Экология и безопасность жизнедеятельности. 2022. Т. 30. № 1. С. 86–91. https://doi.org/10.22363/2313-2310-2022-30-1-86-91
  17. Ровинский Ф.Я., Теплицкая Т.А., Алексеева Т.А. Фоновый мониторинг полициклических ароматических углеводородов. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 226 с.
  18. Рунова Е.М., Гаврилин И.И., Гаврилина М.К. Комплексная оценка экологического состояния древесных растений урбоэкосистемы Братска по интегральному показателю устойчивости // Хвойные бореальной зоны. 2012. № 29. С. 312–315.
  19. Сает Ю.Е., Ревич Б.А., Янин Е.П. и др. Геохимия окружающей среды. М.: Недра, 1990 335 с.
  20. Строганова М.Н., Мягкова А.Д., Прокофьева Т.В., Губанков А.А. Почвенная карта Москвы (с пояснительным текстом) // Экологический атлас Москвы. М.: АБФ/ABF, 2000.
  21. Хаустов А.П., Кенжин Ж.Д., Редина М.М., Алейникова А.М. Распределение полициклических ароматических углеводородов в почвенно-растительной систме под влиянием транспортных нагрузок городской среды // Почвоведение. 2021. № 7. С. 871–883. https://doi.org/10.31857/S0032180X21070066
  22. Яковлева Е.В., Габов Д.Н., Безносиков В.А., Кондратенок Б.М. Полициклические ароматические углеводороды в почвах и растениях нижнего яруса южной кустарниковой тундры в условиях техногенеза // Почвоведение. 2014. № 6. С. 685–696.
  23. Яковлева Е.В., Габов Д.Н., Василевич Р.С., Гончарова Н.Н. Участие растений в формировании состава полициклических ароматических углеводородов торфяников // Почвоведение. 2020. №. 3. С. 316–329.
  24. Boehm P.D. Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) // Environ. Forensics. 1964. Academic Press. P. 313–337.
  25. IUSS Working Group WRB (2014) World reference base for soil resources 2014, International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. World Soil Resources Reports № 106. Update 2015. FAO, Rome, 2015.
  26. Hartwell J.C. Survey of Compounds Which Have Been Tested for Carcinogenic Activity. U. S. Gov’t. Printing Office. Washington, D. C. 1951.
  27. Khaustov A., Redina M. Justification of geochemical markers of the soil–plant system state for a local model of traffic pressure // Arab. J. Geosci. 2021. V. 14(24). https://doi.org/10.1007/s12517-021-08868-5
  28. Khaustov A., Redina M. Geochemical Markers Based on Concentration Ratios of PAH in Oils and Oil-Polluted Areas // Geochem. Int. 2017. V. 55(1). P. 98–107.
  29. Khaustov A., Redina M. Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in the Snow Cover of Moscow (Case Study of the RUDN University Campus) // Polycyclic Aromatic Compounds. https://doi.org/10.1080/10406638.2019.1645707
  30. Khaustov A., Redina M. Anisotropy of the polyarenes distribution in the urban soil-plant systems under the conditions of transport pollution // Appl. Geochem. 2022. V. 143. P. 105383. https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2022.105383
  31. Khaustov A., Redina M., Kenzhin Zh. Thermodynamic assessments of the migration and accumulation of PAHs in the soil–plant system // Arab. J. Geosci. 2022. V. 15. P. 1463. https://doi.org/10.1007/s12517-022-10730-1
  32. Mackay D., Shiu W.Y., Lee S.C. Handbook of physical-chemical properties and environmental fate for organic chemicals. CRC press, 2006. https://doi.org/10.1201/9781420044393
  33. Priority pollutant list. https://www.epa.gov/sites/production/files/2015-09/documents/priority-pollutant-list-epa.pdf.
  34. Sakari M. Depositional history of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons: Reconstruction of petroleum pollution record in Peninsular Malaysia. IntechOpen // Organic pollutants ten years after the Stockholm convention. Environmental and Analytical Update / Ed. Puzyn T., Mostrag-Szlichtyng. A. InTech., 2012. P. 135–162.
  35. Wilcke W. Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in soil-A review // J. Plant Nutrition Soil Sci. 2000. V. 163. P. 229–248.
  36. Yunker M.B., Macdonald R.W., Vingarzan R. et al. PAHs in the Fraser River Basin: a critical appraisal of PAH ratios as indicators of PAH source and composition // Org. Geochem. 2002. V. 33. P. 489–515.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences