Heavy metals in coastal soils and sediments of the ponds in Samara

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The total contents of Mn, Cr, Ni, Cu, Zn, Pb and Cd in foreshore soils and bottom sediments of 20 ponds have been investigated for the first time in Samara by the method of spectrometry with inductively coupled plasma. It is shown that polymetallic pollution of coastal soils and bottom sediments of 16 ponds out of 20 considered is acceptable; 3 ponds, located in the 13th microdistrict (small pond) and on the Solnechnaya street (large and small ponds), are characterized by moderately hazardous pollution with heavy metals; 1 pond, located in the area of the former Hippodrome, has a high level of pollution of coastal soils. Cu, Zn and Pb should be considered to be the main elements that significantly affected the ecological state of coastal soils and bottom sediments of the studied ponds. Their content in selected samples ranged: from 0,3 to 20,3 for Cu, from 0,2 to 14,9 units for Zn, from 0,2 to 25,2 units of background concentrations – to Pb. The analysis of heavy metals average levels in coastal soils and bottom sediments of Samara ponds showed, that bottom sediments were enriched with all analyzed metals except Mn in comparison with coastal soils, whereas Mn was accumulated to upper levels in coastal soils. The location of water bodies in various parts of the urban area relief caused differences between the levels of heavy metals accumulation. For instance, the coastal soils of the ponds located on the watershed between the Saratov reservoir and the Samara River accumulated heavy metals more actively than the coastal soils of the ponds on the Volga slope. The accumulation of heavy metals in bottom sediments on the watershed was more active for Mn, Cr, Zn and Cd whereas in the ponds on the Volga slope it was shown for Ni, Cu and Pb.

About the authors

Nataliya Vladimirovna Prokhorova

Samara National Research University

Author for correspondence.
Email: natali.prokhorova.55@mail.ru

doctor of biological sciences, professor of Ecology, Botany and Nature Protection Department

Russian Federation, Samara

Sergey Vyacheslavovich Bugrov

Samara National Research University

Email: sergey25101993@mail.ru

postgraduate student of Ecology, Botany and Nature Protection Department

Russian Federation, Samara

Yulia Vladimirovna Makarova

Samara National Research University

Email: aconithum@yandex.ru

candidate of biological sciences, associate professor of Ecology, Botany and Nature Protection Department

Russian Federation, Samara

Yury Leonidovich Gerasimov

Samara National Research University

Email: yuger55@list.ru

candidate of biological sciences, associate professor of Ecology, Botany and Nature Protection Department

Russian Federation, Samara

Igor Artemyevitch Platonov

Samara National Research University

Email: pia@ssau.ru

doctor of technical sciences, professor, dean of Physical Faculty, head of Chemistry Department

Russian Federation, Samara

Maksim Glebovich Goryunov

Samara National Research University

Email: maxim_goryunov@mail.ru

candidate of chemical sciences, engineer of Chemistry Department

Russian Federation, Samara

References

  1. Xu Y., Wu Y., Han J., Li P. The current status of heavy metal in lake sediments from China: pollution and ecological risk assessment // Ecological and Evolution. 2017. Vol. 7, iss. 14. P. 5454–5466. doi: 10.1002/ece3.3124.
  2. Стасюк Д.А. К вопросу о значимости определения понятий «пруд» и «обводненный карьер» в Водном кодексе Российской Федерации // Государство и право: теория и практика: мат-лы II междунар. науч. конф. (г. Чита, март 2013 г.). Чита: Молодой ученый, 2013. С. 48–51.
  3. Синицкий А.В., Захаров Е.В., Герасимов Ю.Л. Современное экологическое состояние некоторых прудов г. Самары // Вестник СамГУ. Естественнонаучная серия. 2003. Второй спец. выпуск. С. 192–208.
  4. Матвеев В.И., Гейхман Т.В., Соловьева В.В. Самарские пруды как объект ботанических экскурсий: учеб. пособие. Самара: Изд-во Самарского гос. пед. ун-та, 1995. 44 с.
  5. Практикум по агрохимии: учеб. пособие. 2-е изд., перераб. и доп. / под ред. В.Г. Минеева. М.: Изд-во МГУ, 2001. 689 с.
  6. ПНД Ф 12.1:2:2.2:2.3.2-03. Отбор проб почв, грунтов, осадков биологических очистных сооружений, шламов промышленных сточных вод, донных отложений искусственно созданных водоемов, прудов-накопителей и гидротехнических сооружений. М.: ООО МТФ «Хромос», ФБУ «ФЦАО», 2014. 14 с.
  7. Sedykh E.M., Starshinova N.P., Bannykh L.N., Ershova E.Yu., Venitsianov E.V. Determination of heavy metals and their speciation in waters and bottom sediments of water reservoirs using inductively coupled plasma atomic emission spectrometry and electrothermal atomic absorption spectrometry // Journal of Analytical Chemistry. 2000. Vol. 55, iss. 4. P. 344–349.
  8. ПНД Ф 16.1:2.3:3.11-98. Количественный химический анализ почв. Методика выполнения измерений содержания металлов в твердых объектах методом спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. М.: Центр исследования и контроля воды, 2005. 28 с.
  9. Forstner U. Lake sediments as indicators of heavy-metals pollution // Naturwissenschaften. 1976. Vol. 63, iss. 10. P. 465–470. doi: 10.1007/bf00624575.
  10. Aliff M.N., Reavie E.D., Post S.P., Zanko L.M. Anthropocene geochemistry of metals in sediment cores from the Laurentian Great Lake // PeerJ. 2020. Vol. 8. doi: 10.7717/peerj.9034.
  11. МУ 2.1.7.730-99. Почва, очистка населенных мест, бытовые и промышленные отходы, санитарная охрана почвы. М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 1999.
  12. Ежегодник. Загрязнение почв Российской Федерации токсикантами промышленного происхождения в 2016 г. Обнинск: ФГБУ НПО «Тайфун», 2017. 100 с.
  13. Анохина О.К. Экологическое нормирование содержания загрязняющих веществ в донных отложениях Куйбышевского водохранилища: автореф. дис. … канд. хим. наук: 03.00.16. Казань, 2004. 25 с.
  14. Тихомиров О.А., Марков М.В. Накопление тяжёлых металлов в донных отложениях аквальных комплексов водохранилища сезонного регулирования стока // Учёные записки Казанского государственного университета. Естественные науки. 2009. Т. 151, кн. 3. С. 143–152.
  15. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований): учебник. Изд. 6-е, стер. М.: Альянс, 2011. 351 с.
  16. Zeng H., Wu J. Heavy metal pollution of lakes along the mid-lower reaches of the Yangtze River in China: intensity, sources and spatial patterns // International Journal of Environmental Research and Public Health. 2013. Vol. 10, iss. 3. P. 793–807. doi: 10.3390/ijerph10030793.
  17. Rognerud S., Hongve D., Fjeld E., Ottesen R.T. Trace metal concentrations in lake and overbank sediments in southern Norway // Environmental Geology. 2000. Vol. 39, iss. 7. P. 723–732. doi: 10.1007/s002540050486.
  18. Harikrishnan N., Ravisankar R., Suresh Gandhi M., Kanagasabapathy K.V., Prasad M.V.R., Satapathy K.K. Heavy metal assessment in sediments of east coast of Tamil Nadu using energy dispersive X-ray fluorescence spectroscopy // Radiation Protection and Environment. 2017. Vol. 40, iss. 1. P. 21–26. doi: 10.4103/rpe.rpe_67_16.
  19. Beutel M.W., Leonard T.M., Dent S.R., Moore B.C. Effects of aerobic and anaerobic conditions on P, N, Fe, Mn and Hg accumulation in waters overlaying profundal sediments of an oligo-mesotrophic lake // Water Research. 2008. Vol. 42, iss. 8–9. P. 1953–1962. doi: 10.1016/j.watres.2007.11.027.
  20. Eggleton J., Thomas K.V. A review of factors affecting the release and bioavailability of contaminants during sediment disturbance events // Environment International. 2004. Vol. 30, iss. 7. P. 973–980. doi: 10.1016/j.envint.2004.03.001.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1

Download (742KB)
3. Fig. 2

Download (57KB)
4. Fig. 3

Download (74KB)

Copyright (c) 2022 Prokhorova N.V., Bugrov S.V., Makarova Y.V., Gerasimov Y.L., Platonov I.A., Goryunov M.G.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

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».