Analysis of the accumulation and distribution of heavy metals in the soil cover of Samara and Syzran

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The paper presents the results of a statistical analysis of the data on the accumulation and distribution of a number of heavy metals (Cr, Ni, Cu, Pb, Cd, Zn) in the soils of the cities of Samara and Syzran in the Samara Region, carried out using the Spearman’s rank correlation coefficient, the Kruskal-Wallis one-way analysis of variance and principal component analysis. The authors show that the soils of Samara are more susceptible to the accumulation of Cr, Ni, Cu and Cd than the soils of Syzran. Higher gross concentrations of metals are observed in the functional zones of the cities characterized by increased technogenic load – near industrial enterprises and along railways. The fixation of metals in the upper humus horizon is facilitated by the organic matter of the soil. The exception is Pb, whose total concentration does not depend on the type of functional zone and the content of organic carbon. The Kruskal-Wallis one-way analysis of variance made it possible to establish the presence of a statistically significant relationship between the mechanical composition of the soil and the gross concentrations of Cr and Ni, the content of which increases in soils of heavier texture. According to the principal component analysis, natural and technogenic sources of metals have a decisive influence on the content and distribution of heavy metals in the soil cover of the cities; soil characteristics (mechanical composition, actual acidity of the soil solution, organic carbon content) and the intensity of exposure to sources of heavy metals play a less significant role.

About the authors

Sergey Vyacheslavovich Bugrov

Samara National Research University

Author for correspondence.
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

Samara

Nataliya Vladimirovna Prokhorova

Samara National Research University

Email: natali.prokhorova.55@mail.ru

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

Russian Federation, Samara

Igor Artemyevich Platonov

Samara National Research University

Email: pia@ssau.ru

doctor of technical sciences, professor, head of Chemistry Department

Russian Federation

Maksim Glebovich Goryunov

Samara National Research University

Email: maxim_goryunov@mail.ru

candidate of chemical sciences, engineer of Chemistry Department

Russian Federation

References

  1. Алексеенко В.А., Алексеенко А.В. Химические элементы в геохимических системах. Кларки почв селитебных территорий: монография. Ростов-на-Дону: Издательство Южного федерального университета, 2013. 380 с.
  2. Алексеенко В.А., Алексеенко Л.П. Геохимические барьеры: учеб. пособие. М.: Логос, 2003. 144 с.
  3. Мотузова Г.В., Карпова Е.А. Химическое загрязнение биосферы и его экологические последствия: учебник. М.: Изд-во Московского ун-та, 2013. 304 с.
  4. Водяницкий Ю.Н., Ладонин Д.В., Савичев А.Т. Загрязнение почв тяжёлыми металлами. М.: Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, 2012. 305 с.
  5. Давыдова С.Л., Тагасов В.И. Тяжелые металлы как супертоксиканты XXI века: учеб. пособие. М.: Изд-во РУДН, 2002. 140 с.
  6. Прохорова Н.В., Матвеев Н.М., Павловский В.А. Аккумуляция тяжелых металлов дикорастущими и культурными растениями в лесостепном и степном Поволжье. Самара: Издательство «Самарский университет», 1998. 131 с.
  7. Водяницкий Ю.Н. Тяжёлые и сверхтяжёлые металлы и металлоиды в загрязнённых почвах. М.: ГНУ Почвенный институт им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии, 2009. 95 с.
  8. Ильин В.Б., Сысо А.И. Микроэлементы и тяжёлые металлы в почвах и растениях Новосибирской области. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2001. 229 с.
  9. Алексеенко В.А. Экологическая геохимия: учебник. М.: Логос, 2000. 627 с.
  10. Бычинский В.А., Вашукевич Н.В. Тяжёлые металлы в почвах в зоне влияния промышленного города: учеб. пособие. Иркутск: Изд. Иркут. ун-та, 2007. 160 с.
  11. Васильев А.А., Чащин А.Н. Тяжёлые металлы в почвах города Чусового: оценка и диагностика загрязнения: монография. Пермь: ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА, 2011. 197 с.
  12. Администрация городского округа Самара [Электронный ресурс] // https://samadm.ru.
  13. Администрация городского округа Сызрань. Официальный сайт [Электронный ресурс] // http://adm.syzran.ru.
  14. ГОСТ 17.4.4.02–2017 Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа. М.: Стандартинформ, 2018. 10 с.
  15. Кавеленова Л.М., Прохорова Н.В. Науки о Земле. Практикум по общему почвоведению с основами геологии. Самара: Издательство «Самарский университет», 2008. 98 с.
  16. Практикум по агрохимии: учеб. пособие. 2-е изд. перераб. и доп. / под ред. академика РАСХН В.Г. Минеева. М.: Изд-во МГУ, 2001. 689 с.
  17. ПНД Ф 16.1:2.3:3.11–98 Количественный химический анализ почв. Методика выполнения измерений содержания металлов в твёрдых объектах методом спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. М.: Центр Исследования и Контроля Воды, 2005. 28 с.
  18. Будкина С.В. Фракционный состав подвижных форм тяжёлых металлов в дерново-подзолистой почве под кормовыми культурами // Плодородие. 2011. № 4 (61). С. 53–54.
  19. Кузнецов А.Е., Градова Н.Б. Научные основы экобиотехнологии. М.: Мир, 2006. 504 с.
  20. Qishlaqi A., Moore F. Statistical analysis of accumulation and sources of heavy metals occurrence in agricultural soils of Khoshk river banks, Shiraz, Iran // American-Eurasian J. Agric. & Environ. Sci. 2007. Vol. 2 (5). P. 565–573.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Figure 1 - Visual representation of the impact of factors on the spread of concentrations of heavy metals in the studied soils

Download (47KB)

Copyright (c) 2019 Bugrov S.V., Makarova Y.V., Prokhorova N.V., Platonov I.A., Goryunov M.G.

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

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies