Ecotoxicological assessment of the Russian Museum gardens’ soils

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

Chemical, biological and toxicological parameters of the soils (gray-humus stratozems, or Hortic Anthrosols, and urbostratozems, or Urbiс Technosol) of the Russian Museum gardens were investigated (Summer Garden, Mikhailovsky Garden, Engineering Square). It has been established that these soils are highly fertile, characterized by environmental sustainability and have a high buffering capacity for pollutants. The content of pollutants (oil products, heavy metals, benz(a)pyrene) in the soils of the Russian Museum gardens exceeds the MAC and APC standards established in the Russian Federation. However, according to the results of biotesting on daphnia, unicellular algae and higher plants, all the soils studied are non-toxic. Water extracts from the studied soils have a reliable stimulating effect on the seeds of higher plants and green algae, increasing their growth by 30–50%. This is due, in our opinion, to the richness of the soil in nutrients and water-soluble humic substances. The results of determining heterotrophic (microbial) respiration show that the studied soils are characterized by stable and balanced functioning, as well as high ecological stability of the microbial cenosis to anthropogenic impact. It is necessary to correct the standards for the pollutants’ content in urban soils, basing such correction on the soil’s actual quality and health assessment at different levels of pollution.

Full Text

Restricted Access

About the authors

L. G. Bakina

Saint Petersburg Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: bakinalg@mail.ru
Russian Federation, Saint Petersburg, 197110

A. O. Gerasimov

Saint Petersburg Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences

Email: bakinalg@mail.ru
Russian Federation, Saint Petersburg, 197110

E. A. Zhukova

Saint Petersburg Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences

Email: bakinalg@mail.ru
Russian Federation, Saint Petersburg, 197110

M. V. Chugunova

Saint Petersburg Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences

Email: bakinalg@mail.ru
Russian Federation, Saint Petersburg, 197110

N. V. Mayachkina

Saint Petersburg Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences

Email: bakinalg@mail.ru
Russian Federation, Saint Petersburg, 197110

Yu. M. Polyak

Saint Petersburg Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences

Email: bakinalg@mail.ru
Russian Federation, Saint Petersburg, 197110

E. A. Gorbunova

Saint Petersburg Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences

Email: bakinalg@mail.ru
Russian Federation, Saint Petersburg, 197110

A. A. Galdiyants

Saint Petersburg Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences

Email: bakinalg@mail.ru
Russian Federation, Saint Petersburg, 197110

A. V. Bryancev

Saint Petersburg Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences

Email: bakinalg@mail.ru
Russian Federation, Saint Petersburg, 197110

References

  1. Аристовская Т.В. Микробиология процессов почвообразования. Л.: Наука, 1980. 187 с.
  2. Ананьева Н.Д., Иващенко К.В., Сушко С.В. Микробные показатели городских почв и их роль в оценке экосистемных сервисов (обзор) // Почвоведение. 2021. № 10. С. 1231–1246. https://doi.org/10.31857/S0032180X21100038
  3. Ананьева Н.Д., Хатит Р.Ю., Иващенко К.В. и др. Биофильные элементы (С, N, Р) и дыхательная активность микробного сообщества почв лесопарков Москвы и пригородных лесов // Почвоведение. 2023. № 1. С. 102–117. https://doi.org/10.31857/S0032180X22600780
  4. Банкина Т.А., Петров М.Ю., Петрова Т.М., Банкин М.П. Хроматография в экологии. СПб.: НИИ химии СПбГУ, 2002. 580 с.
  5. Бахматова К.А., Матинян Н.Н. Изучение почв Санкт-Петербурга и его окрестностей: от В.В. Докучаева до наших дней // Живые и биокосные системы. 2016. № 16. С. 4.
  6. Бахматова К.А., Матинян Н.Н., Шешукова А.А. Антропогенные почвы городских парков (обзор) // Почвоведение. 2022. № 1. С. 77–95. https://doi.org/10.31857/S0032180X22010026
  7. Брагин В.Д., Субота М.Б., Яковлев А.А., Жукова Е.А. Анализ биологической активности почв Михайловского и Летнего сада, города Санкт-Петербург // Леса России: политика, промышленность, наука, образование. Мат-лы VII Всерос. Научн.-техн. конференции. СПб, 2022. С. 74–76.
  8. Васенев В.И., Ауденховен А.П.В., Ромзайкина О.Н., Гаджиагаева Р.А. Экологические функции и экосистемные сервисы городских и техногенных почв: от теории к практическому применению (обзор) // Почвоведение. 2018. № 10. С. 1177–1191. https://doi.org/10.1134/S0032180X18100131
  9. Жукова Е.А. Почвенные исследования в современной истории садов Русского музея после их реставрации // Проблемы и состояние почв городских и лесных экосистем. Мат-лы научн.-пр. конф. СПб, 2021. С. 14–17.
  10. Жукова Е.А., Аль Меклафи Я.Ф.А., Надпорожская М.А., Стадник Е.П., Петрова В.С. Эдафические условия Летнего сада // Почвы – стратегический ресурс России. Матер. пленарных докладов VIII съезда Общества почвоведов им. В.В. Докучаева. М., 2022. С. 90–91.
  11. Жукова Е.А., Зарина Л.С. Влияние экологической нагрузки на центральные сады Санкт-Петербурга // Экологическая безопасность и сохранение генетических ресурсов растений и животных России и сопредельных территорий. Мат-лы XIV Всерос. научн. конф. Владикавказ, 2023. Т. 1. С. 87–94.
  12. Зарина Л.М., Маркова М.А., Окунева Е.Ю., Корнеева Е.Д. Эколого-геохимические исследования РГПУ им. А.И. Герцена в садах Русского музея // LXXVI Герценовские чтения. География: развитие науки и образования: Матер. научн.-пр. конф. СПб.: РГПУ им. А.И. Герцена, 2023. Т. II. С. 40–44.
  13. Звягинцев Д.Г., Добровольская Т.Г., Бабьева И.П., Зенова Г.М., Лысак Л.В., Марфенина О.Е. Роль микроорганизмов в биогеоценотических функциях почв // Почвоведение. 1992. № 6. С. 63–77.
  14. Иванова А.Е., Николаева В.В., Марфенина О.Е. Изменение целлюлозолитической активности городских почв в связи с изъятием растительного опада (на примере Москвы) // Почвоведение. 2015. № 5. С. 562–570. https://doi.org/10.7868/S0032180X15030053
  15. Кулачкова С.А., Деревенец Е.Н., Королев П.С., Пронина В.В. Влияние минеральных удобрений на дыхание почв городских газонов // Вестник Моск. ун-та. Сер. 17, почвоведение. 2023. № 3. С. 103–114. https://doi.org/10.55959/MSU0137-0944-17-2023-78-3-103-114
  16. Матинян Н.Н., Бахматова К.А., Коренцвит В.А. Почвы Летнего сада (Санкт-Петербург) // Почвоведение. 2017. № 6. С. 643–651. https://doi.org/10.7868/S0032180X17060065
  17. Матинян Н.Н., Бахматова К.А., Горбунова В.С., Шешукова А.А. Почвы и почвенный покров Павловского парка. СПб.: Серебряный век. 2019. 98 с.
  18. Мельничук И.А., Йассин М.С., Черданцева О.А. Проблемы формирования почвенного покрова Летнего сада и его современное состояние // Вестник Российского университета дружбы народов. Сер. Агрономия и животноводство. 2013. № 5. С. 28–37.
  19. Мязин В.А. Определение остаточного содержания углеводородов и продуктов их трансформации при загрязнении окультуренных подзолистых почв в Евро-Арктическом регионе // Вестник Кольского НЦ РАН. 2015. № 1. С. 126–131.
  20. Неведров Н.П., Саржанов Д.А., Проценко Е.П., Васенев И.И. Сезонная динамика эмиссии СО2 из почв города Курска // Почвоведение. 2021. № 1. С. 70–79. https://doi.org/10.31857/S0032180X21010111
  21. Новицкий М.В., Донских И.Н., Чернов Д.В. и др. Лабораторно-практические занятия по почвоведению: учебное пособие. СПб.: Проспект Науки, 2009. 320 с.
  22. Поляк Ю.М., Бакина Л.Г., Маячкина Н.В., Дроздова И.В., Каплан А.В., Голод Д.Л. Биодиагностика состояния окультуренной городской почвы, загрязненной тяжелыми металлами, методами биоиндикации и биотестирования // Почва и окружающая среда. 2018. № 1. С. 231–242.
  23. Поляк Ю.М., Сухаревич В.И., Поляк М.С. Цианобактерии и их метаболиты. СПб.: Нестор-История, 2022. 328 с.
  24. Прокофьева Т.В., Мартыненко И.А., Иванников Ф.А. Систематика почв и почвообразующих пород города Москвы и возможность включения их в общую классификацию // Почвоведение. 2011. № 5. С. 611–623.
  25. Саржанов Д.А., Васенев В.И., Сотникова Ю.Л., Тембо А., Васенев И.И., Валентини Р. Краткосрочная динамика и пространственная неоднородность эмиссии СО2 почвами естественных и городских экосистем центрально-черноземного региона // Почвоведение. 2015. № 4. С. 469–478. https://doi.org/10.7868/S003210X15040097
  26. Сморкалов И.А., Воробейчик Е.Л. Влияние условий крупного промышленного города на почвенное дыхание лесных экосистем // Почвоведение. 2015. № 1. С. 118–126. https://doi.org/10.7868/S0032180X15010141
  27. Стома Г.В., Романова Л.В. Экологическое состояние почв и древесной растительности в городских парково-рекреационных ландшафтах (на примере Екатерининского парка г. Москвы) // Вестник Моск. ун-та. Сер. 17, почвоведение. 2019. № 4. С. 11–19.
  28. Alef K. Soil respiration. In Alef K., Nannipieri P. ed. Methods in applied soil microbiology and biochemistry. London: Academic Press, 1995. Р. 214–219.
  29. Azzouz Z., Houria B., Djebar M.R. Toxic effects of rophosate on growth, morphology and internal cell organization of Paramecium tetraurelia // Adv. Environ Biol. 2015. V. 24. P. 421–430.
  30. Calzolari C., Tarocco P., Lombardo N., Marchi N., Ungaro F. Assessing soil ecosystem services in urban and peri-urban areas: from urban soils survey to providing support tool for urban planning // Land Use Policy. 2020. V. 99. P. 105037. https://doi.org/10.1016/j.landusepol.2020.105037
  31. Chugunova M.V., Bakina L.G., Mayachkina N.V., Polyak Yu.M., Gerasimov A.O. Features of the processes of detoxification and self-restoration of oil-contaminated soils – a field stud // J. Soils Sediments. 2022. V. 22. Р. 3087–3105. https://doi.org/10.1007/s11368-022-03272-2
  32. Evsyunina E.V., Taran D.O., Stom D.I. Comparative assessment of toxic effects of surfactants using biotesting methods // Inland Water Biol. 2016. V. 10. P. 196–199. https://doi.org/10.1134/S1995082916020061
  33. Goh T.A., Ramchunder S.J., Ziegler A.D. Low presence of potentially toxic elements in Singapore urban garden soils // CABI Agriculture and Bioscience. 2022. V. 3. Р. 60. https://doi.org/10.1186/s43170-022-00126-2
  34. Yakovlev A.S., Evdokimova M.V. Ecological standardization of soil and soil quality сontrol // Eurasian Soil Sci. 2011. V. 44. Р. 534–546. https://doi.org/10.1134/S1064229311050152
  35. Karvinen E., Backman L., Järvi L., Kulmala L. Soil respiration across a variety of tree-covered urban green spaces in Helsinki, Finland // Soil. 2024. V. 10. P. 381–406. https://doi.org/10.5194/soil-10-381-2024
  36. Mónok D., Kardos L., Pabar S.A., Kotroczó Z., Tóth E., Végvári G. Comparison of soil properties in urban and non-urban grasslands in Budapest area // Soil Use and Management. 2021. V. 37. P. 790–801. https://doi.org/10.1111/sum.12632
  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. 291. P. 1–32. https://doi.org/10.1111/ejss.12518
  38. Pecina V., Brtnicky M., Balkova M., Hegrova J., Buckova M., Baltazar T., Licbinsky R., Radziemska M. Assessment of soil contamination with potentially toxic elements and soil ecotoxicity of botanical garden in Brno, Czech Republic: are urban botanical gardens more polluted than urban parks? // Int. J. Environ. Res. Public Health. 2021. V. 18. P. 7622. https://doi.org/10.3390/ijerph18147622
  39. Sauerwein M. Urban soils – characterization, pollution, and relevance in urban ecosystems // Urban ecology: patterns, processes, and applications. Oxford: Oxford Academic, 2011. Ch. 1.3. P. 45–58. https://doi.org/10.1093/acprof:oso/9780199563562.003.0006
  40. Sbartai I., Sbartaï H. Antioxidant activities and lipid peroxidation in the freshwater bioindicator Paramecium sp. exposed to hydrazine carboxylate (Bifenazate) // Egyptian J. Aquatic Biol. Fisheries. 2021. V. 25. P. 257–268. https://doi.org/10.21608/ejabf.2021.156670
  41. Scharenbroch B.C., Lloyd J.E., Johnson-Maynard J.L. Distinguishing urban soils with physical, chemical, and biological properties // Pedobiologia. 2005. V. 49. P. 283–296. https://doi.org/10.1016/j.pedobi.2004.12.002
  42. Tresch S., Moretti M., Le Bayon R.-C. et al. Urban soil quality assessment – a comprehensive case study dataset of urban garden soils // Front. Environ. Sci. 2018. V. 6. https://doi.org/10.3389/fenvs.2018.00136
  43. Ugarte C.M., Taylor J.R. Chemical and biological indicators of soil health in Chicago urban gardens and farms // Urban Agriculture Regional Food Systems. 2020. V. 5. https://doi.org/10.1002/uar2.20004
  44. Ungaro F., Maienza A., Ugolini F., Lanini G.M., Baronti S., Calzolari C. Assessment of joint soil ecosystem services supply in urban green spaces: A case study in Northern Italy // Urban Forestry Urban Greening. 2022. V. 67. P. 127455. https://doi.org/10.1016/j.ufug.2021.127455
  45. Urban soils: Unsung heroes in the fight against climate change. https://soilhealthbenchmarks.eu/urban-soils-unsung-heroes-fight-climate-change Электронный источник. Дата обращения: 22.04.2024.
  46. Vlasenko A.A., Vasiliadi O.I., Semenenko M.P., Kuzminova E.V. A study of the membrane-stabilizing activity of plant-based drugs using the Paramecium caudatum test system // Int. Res. J. 2021. V. 106. P. 152–155. https://doi.org/10.23670/IRJ.2021.106.4.024

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Location of sampling sites for surface (5–20 cm) soil samples in the Gardens of the Russian Museum.

Download (957KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».