Оценка загрязнения соединениями металлов придорожных ландшафтов севера Западной Сибири с использованием статистического моделирования

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Исследования проводили на автотрассе Сургут–Салехард в районе г. Новый Уренгой, а также на одном из зимников южнее пгт Тазовский. Дана детальная геохимическая характеристика почвообразующих пород и почв участков исследования. Cеверные дороги чаще характеризуются низкой и средней интенсивностью движения, поэтому химическое загрязнение носит слабовыраженный характер. Для выявления, идентификации поллютантов и уровня загрязнения использовано статистическое моделирование на основе последовательного применения методов многомерной статистики: факторного и дискриминантного анализов. Установлено, что ассоциация Cd–Pb–Zn–Cu–Ni в почвах индицирует загрязнение, вызванное воздействием автотранспорта. На городской территории дополнительно источником воздействия служит жилое строительство через ассоциацию Ca–Mn–Co–Sr–Zn. Аналогичные парагенезисы выделены при изучении твердой фазы снега, отобранного на площадках опробования почв, что указывает на определяющую роль аэротехногенного переноса металлов при загрязнении природно-территориальных комплексов и городской среды. Показана низкая активность латеральной и радиальной миграции металлов даже в кислой среде, что объясняется широким распространением торфянистого горизонта, выполняющего функцию комплексного геохимического барьера: щелочного, биогеохимического и сорбционного. Установлено изменение химического состава индикаторных видов растений, вызванное в основном аэротехногенным переносом металлов, источником которых являются автотранспорт и дорожное покрытие. В пределах бывшего зимника и придорожных ландшафтах загрязнение почв носит локальный характер. Однако присутствуют следы нарушения почвенного покрова, установлено растепление грунтов и увеличение мощности сезонно-талого слоя. В целом химическое загрязнение, вызванное воздействием автотранспорта, носит слабовыраженный характер, а содержание изученных металлов не превышает установленные для почв нормативы (ПДК, ОДК). Расчет индекса вероятности токсичности (MERMQ) для загрязненных почв показал низкий и средний уровни риска.

Об авторах

А. Ю. Опекунов

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: a_opekunov@mail.ru
10 линия В.О., 31–33, Санкт-Петербург, 199178 Россия

М. Г. Опекунова

Санкт-Петербургский государственный университет

10 линия В.О., 31–33, Санкт-Петербург, 199178 Россия

С. Ю. Кукушкин

Санкт-Петербургский государственный университет

10 линия В.О., 31–33, Санкт-Петербург, 199178 Россия

С. А. Лисенков

Санкт-Петербургский государственный университет

10 линия В.О., 31–33, Санкт-Петербург, 199178 Россия

Список литературы

  1. Атлас Ямало-Ненецкого автономного округа. Омск: ФГУП Омск. картогр. ф-ка, 2004. 303 с.
  2. Ганина А.А. Новые компоненты и присадки для производства автомобильных бензинов на базе доступного отечественного сырья. Дис. … канд. техн. наук. Иркутск, 2021. 138 с.
  3. Замотаев И.В., Иванов И.В., Михеев П.В., Никонова А.Н. Химическое загрязнение и трансформация почв в районах добычи углеводородного сырья (обзор литературы) // Почвоведение. 2015. № 12. С. 1505–1518.
  4. Кузьменкова Н.В., Кошелева Н.Е., Асадулин Э.Э. Тяжелые металлы в почвах и лишайниках тундровой и лесотундровой зон (северо-запад Кольского полуострова) // Почвоведение. 2015. № 2. С. 244–256. https://doi.org/10.7868/S0032180X14100062
  5. Леванчук А.В. Загрязнение окружающей среды продуктами эксплуатационного износа автомобильно-дорожного комплекса // Гигиена и санитария. 2014. № 6. С. 17–21.
  6. Лодыгин Е.Д. Сорбция ионов Cu2+ и Zn2+ гуминовыми кислотами тундровой торфяно-глеевой почвы // Почвоведение. 2019. № 7. С. 817–826.
  7. Наследов А.Д. IBM SPSS Statistics 20 и AMOS: профессиональный статистический анализ данных. СПб.: Питер, 2013. 416 с.
  8. Национальный доклад “Глобальный климат и почвенный покров России: арктическая зона, мерзлотные почвы – будущему России (сельское и лесное хозяйство)” / Под ред. Эдельгериева Р.С.-Х., Иванова А.Л. М.: Почв. ин-т им. В.В. Докучаева, 2024. Т. 4. 672 с.
  9. Опекунов А.Ю., Опекунова М.Г. Интегральная оценка загрязнения ландшафта с использованием функции желательности Харрингтона // Вестник СПб. ун-та. Сер. 7. 2014. Вып. 4. С. 101–113.
  10. Опекунов А.Ю., Опекунова М.Г., Кукушкин С.Ю., ЯнсонС.Ю., АрестоваИ.Ю., Шейнерман Н.А., Спасский В.В., Папян Э.Э., Елсукова Е.Ю. Минералого-геохимическая характеристика снежного покрова в районах горнорудного производства // Геохимия. 2021. Т. 66. № 7. С. 659–672.
  11. Опекунов А.Ю., Опекунова М.Г., Кукушкин С.Ю., Янсон С.Ю. Минералого-геохимические особенности снежного покрова на антропогенно нарушенных территориях Надым-Пуровского междуречья (север Западной Сибири) // Вестник Моск. ун-та. Сер. 5, география. 2024. Т. 79. № 3. С. 17–31.
  12. Опекунова М.Г., Опекунов А.Ю., Кукушкин С.Ю., Арестова И.Ю., Лисенков С.Р. Фоновое содержание химических элементов в растениях севера Западной Сибири и его изменение под влиянием нефтегазодобычи // Сибирский экологический журнал. 2024. № 2. С. 359–372.
  13. Опекунова М.Г., Опекунов А.Ю., Кукушкин С.Ю., Ганул А.Г. Фоновое содержание химических элементов в почвах и донных осадках севера Западной Сибири. Почвоведение. 2019. № 4. С. 422–439.
  14. Опекунова М.Г., Опекунов А.Ю., Кукушкин С.Ю., Лисенков С.Р., Власов С.В., Сомов В.В. Загрязнение почв севера Западной Сибири нефтяными и полициклическими ароматическими углеводородами: распределение и оценка экологического риска // Почвоведение. 2022. № 11. С. 1442–1460.
  15. Трегубов О.Д. Геохимические барьеры в почвах и ландшафтах Анадырской тундры // Вестник Моск. ун-та. Сер. 5, география. 2017. № 3. С. 70–79.
  16. Шаталова Н.В. Автодорожное сообщение арктической зоны Российской Федерации // Модернизация и научные исследования в транспортном комплексе. 2014. Т. 1. С. 539–542.
  17. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Геохимические индикаторы литогенеза (литологическая геохимия). Сыктывкар: Геопринт, 2011. 742 с.
  18. Adamiec E., Wieszała R., Strzebońska M., Jarosz-Krzemińska E. An attempt to identify traffic related elements in snow // Geol. Geophys. Environ. 2013. 39. P. 317–329.
  19. GothA., MichelsenA., RouskK. Railroad derived nitrogen and heavy metal pollution does not affect nitrogen fixation associated with mosses and lichens at a tundra site in Northern Sweden // Environ. Pollut. 2019. P. 857–865.
  20. Kluge B., Werkenthin M., Wessolek G. Metal leaching in a highway embankment on field and laboratory scale // Sci Total Environ. 2014. V. 493. P. 495–504.
  21. Kowalska J.B., Mazurek R., Gasiorek M., Zaleski T. Pollution indices as useful tools for the comprehensive evaluation of the degree of soil contamination – A review // Environ. Geochem. Health. 2018. 40. P. 2395–2420. https://doi.org/10.1007/s10653-018-0106-z
  22. Long E.R., Macdonald D.D., Severn C.G., Hong C.B. Classifying probabilities of acute toxicity in marine sediments with empirically derived sediment quality guidelines // Environ. Toxicol. Chem. 2000. V. 19. P. 2598–2601.
  23. Long E.R., Macdonald D.D., Smith S.L., Calder F.D. Incidence of adverse biological effects within ranges of chemical concentrations in marine and estuarine sediments // Environ. Managem. 1995. V. 19. P. 81–97.
  24. Meland S. Ecotoxic effects of highway and tunnel wash water runoff. PhD Thesis. As: Norwegian University of Life Sciences, 2010. 86 p. https://nmbu.brage.unit.no/nmbu-xmlui/handle/11250/2431910
  25. Mihailović A., Vučinić-Vasić M., Ninkov J., Erić S., Ralević N.M., Nemeš T., Antić A. Multivariate analysis of the contents of metals in urban snow near traffic lanes in Novi Sad, Serbia // J. Serbian. Chem. Soc. 2014. V. 79. P. 265–276. https://doi.org/10.2298/JSC130311052M
  26. Moskovchenko D., Pozhitkov R., Zakharchenko A., Tigeev A. Concentrations of major and trace elements within the snowpack of Tyumen, Russia // Minerals. 2021. V. 11. P. 709. https://doi.org/10.3390/min11070709
  27. Myers-Smith I.H., Arnesen B.K., Thompson R.M., Chapin III F.S. Cumulative impacts on Alaskan arctic tundra of a quarter century of road dust // Ecoscience. 2006. V. 13. P. 503–510.
  28. Müller A., Österlund H., Marsalek J., Viklander M. The pollution conveyed by urban runoff: A review of sources // Sci. Total. Environ. 2020. V. 709. P. 136125. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.136125
  29. Neitlich P.N., Wright W., Meglio E.D., Shiel A.E., Hampton-Miller C.J., Hooten M.B. Mixed trends in heavy metal-enriched fugitive dust on National Park Service lands along the Red Dog Mine haul road, Alaska, 2006–2017 // PLoS One. 2024. V. 19. P. e0297777. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0297777
  30. Opekunov A., Opekunova M., Kukushkin S., Lisenkov S. Impact of drilling waste pollution on land cover in a high subarctic forest-tundra zone // Pedosphere. 2022. V. 32. P. 414–425.
  31. Opekunova M., Opekunov A., Kukushkin S. Oil spill pollution in permafrost environments // Reference Module in Earth Systems and Environmental Sciences. 2025. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-85242-5.00031-2
  32. Pozhitkov R., Moskovchenko D., Soromotin A., Kudryavtsev A., Tomilova E. Trace elements composition of surface snow in the polar zone of northwestern Siberia: the impact of urban and industrial emissions // Environ. Monit Assess. 2020. V. 192. P. 215.
  33. Ramakrishna D.M., Viraraghavan T. Environmental impact of chemical deicers –A review // Water Air Soil Poll. 2005. V. 166. P. 49–63.
  34. Vijayan A., Osterlund H., Marsalek J., Viklander M. Traffic-related metals in urban snow cover: A review of the literature data and the feasibility of filling gaps by field data collection // Sci. Total. Environ. 2024. V. 920. P. 170640.
  35. Werkenthin M., Kluge B., Wessolek G. Metals in European roadside soils and soil solution – A review // Environ. Pollut. 2014. V. 189. P. 98–110.
  36. Zhou J. The relationship between soil pH and geochemical components // Environ. Earth Sci. 2024. V. 83. P. 402. https://doi.org/10.1007/s12665-024-11711-1

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025