ecodagЮг России: экология, развитиеSouth of Russia: ecology, development1992-10982413-0958State Institute of Applied Ecology of the Republic of Dagestan10.18470/1992-1098-2020-1-60-68ecodag-1872Research ArticleГЕОЭКОЛОГИЯGEOECOLOGYПрофильное распределение и миграция тяжелых металлов в почвах Курской агломерации (модельные опыты)Profile Distribution and Migration of Heavy Metals in the Soils of the Kursk Agglomeration (Model Experiments)https://orcid.org/0000-0003-1121-0671НеведровН. П.NevedrovN. P.

Николай П. Неведров, кандидат био‐ логических наук, младший научный  сотрудник НИЛ экомониторинга  

305000, г. Курск, ул. Радищева, 33. Тел. +79513145941

Nikolay P. Nevedrov, Cand. Biol. Sci., Research Scientist, Environmental Monitoring Scientific Research Laboratory

33 Radishchev St, Kursk, 305000 Russia. Теl. +79513145941

9202635354@mail.ruКурский государственный университетРоссияKursk State UniversityRussian Federation2020150420201516068Copyright © Неведров Н.П., 20202020Неведров Н.П.Nevedrov N.P.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ecodag.elpub.ru/ugro/article/view/1872Цель

Цель. Лабораторная оценка особенностей пространственного распределения и миграции тяжелых металлов (ТМ) в модельных профилях почв различного генезиса по изменению электрокинетических свойств в почвенных растворах.

Материал и методы

Материал и методы. Исследовались фоновые ненарушенные почвы лесопарковых ландшафтов и материковых пойменных лугов Курской агломерации. Опыт проводился в лабораторных условиях. Исследовалась краткосрочная временная динамика вертикального распределения и миграции внесенных ТМ в модельных почвенных колонках, являющихся имитациями почвенных профилей.

Результаты

Результаты. Анализ кинетики почвенных растворов и лизиметрических вод контрольных и загрязненных почв показал, что модельный профиль темносерой типичной почвы отличался наименьшей способностью к извлечению ионов свинца из загрязненного почвенного раствора. Минимальная сорбционная способностью по отношению к цинку характерна для профиля дерновоподзола песчаного иллювиально‐железистого. Максимальная способность закреплять изучаемые ТМ (Zn и Pb) выявлена у чернозема выщелоченного среднесуглинистого.

Заключение

Заключение. Динамика и кинетика свинца и цинка в рассмотренных почвах Курской агломерации имеют существенные отличия и зависят от ряда почвенных факторов. В изучаемых почвах характер пространственного распределения и интенсивность миграции свинца и цинка была обусловлена показателями емкости и контрастности внутрипочвенных геохимических барьеров. Торможение процессов вертикальной миграции Pb и Zn в почвах изучаемых модельных профилей отмечается как в гумусированных гумусово‐аккумулятивных генетических горизонтах, так и в минеральных горизонтах с высокой контрастностью кислотно‐основных и окислительно‐восстановительных условий. Зоны выноса свинца и цинка формируются при значимом укрупнении гранулометрического состава и снижение показателя рНKCl.

Aim

Aim. Laboratory evaluation of the characteristics of spatial distribution and migration of heavy metals (HM) in model soil profiles of varied genesis through measurement of the electrokinetic potential of soil solutions. 

Material and Methods

Material and Methods. Undisturbed soils of forest parks landscapes and continental floodplain meadows of the Kursk agglomeration were studied. Experiments were carried out in laboratory conditions. The short‐term temporal dynamics were studied of vertical distribution and migration of the introduced HMs in model soil columns which imitated soil profiles. 

Results

Results. Analysis of the kinetics of soil solutions and of lysimeter waters of control and polluted samples showed that the model profile of typical dark‐gray soil has the least capacity to capture lead ions from polluted soil solutions. Minimum sorption capacity with respect to zinc was found to be characteristic of sod‐podzol illuvialferruginous soil profiles. Maximum ability to deposit the HMs under analysis (Zn and Pb) was shown in leached chernozem medium loamy soils. 

Conclusion

Conclusion. The dynamics and kinetics of lead and zinc in soils of the Kursk agglomeration differ significantly and depend on a number of soil factors. In the soils studied, the spatial distribution and the intensity of migration of lead and zinc were determined by the capacity and contrast indices of the internal soil geochemical barriers. Inhibition of the processes of vertical migration of Pb and Zn in the model soil profiles was observed in those rich in humusified humus‐accumulative genetic horizons as well as in mineral horizons with highly contrasting acid‐base and redox conditions. Adsorption zones of lead and zinc are formed with a significant increase in granulometric texture and a decrease in pHKCl.

Почвенный профильтяжелые металлыудельная электропроводностьвертикальная миграцияпространственное распределение тяжелых металловSoil profileheavy metalselectrical conductivityvertical migrationspatial distribution heavy metalsРабота выполнена при поддержке Гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых – кандидатов наук МК‐4086.2018.5.The research was carried out with support of a Grant of the President of the Russian Federation for Young Russian Scientists – Candidates of Sciences MK‐4086.2018.5.ReferencesШоба С.А., Яковлев А.С., Рыбальский Н.Г. Экологическое нормирование и управление качеством почв и земель. М.: НИА‐Природа, 2013. 310 с.Shoba S.A., Yakovlev A.S., Rybalsky N.G. Ekologicheskoe normirovanie i upravlenie kachestvom pochv i zemel' [Ecological standardization and quality management of soils and lands]. Moscow, NIA‐Nature Publ., 2013, 310 p. (In Russian)Неведров Н.П., Проценко Е.П., Фомина М.Ю. Экологическая оценка почв ландшафтно-геохимических катен Сеймского округа г. Курска // Экология урбанизированных территорий. 2017. N 3. С. 18‐26.Nevedrov N.P., Protsenko E.P., Fomina M.Yu. Ecological assessment of soils in the landscape‐geochemical catena of the Seimsky district of Kursk. Ekologiya urbanizirovannykh territorii [Ecology of Urban Areas]. 2017, no. 3, pp. 18‐26. (In Russian)Langer M. The role of geological barrier in waste disposal projects // Proc. Int. Symp. on Engineering Geology and the Environment, Athens, Greece, 23‐27 June 1997. A.A. Balkema. 2001. V. 4. P. 3617‐3635.Langer M. The role of geological barrier in waste disposal projects. Proc. Int. Symp. on Engineering Geology and the Environment, Athens, Greece, 23‐27 June 1997. A.A. Balkema, 2001, vol. 4, pp. 3617‐3635.Imperato M., Adamo P., Naimo D., Arienzo M., Stanzione D., Violante P. Spatial distribution of heavy metals in urban soils of Naples city (Italy) // Environmental Pollution. 2003. V. 124. Iss. 2. P. 247‐256. DOI: 10.1016/S0269‐7491(02)00478‐5Imperato M., Adamo P., Naimo D., Arienzo M., Stanzione D., Violante P. Spatial distribution of heavy metals in urban soils of Naples city (Italy). Environmental Pollution, 2003, vol. 124, iss. 2, pp. 247‐256. DOI: 10.1016/S0269‐7491(02)00478‐5Nevedrov N.P., Protsenko E.P., Glebova I.V. The relationship between bulk and mobile forms of heavy metals in soils of Kursk // Eurasian Soil Science. 2018. V. 51. P. 112‐119. DOI: 10.1134/S106422931801012XNevedrov N.P., Protsenko E.P., Glebova I.V. The relationship between bulk and mobile forms of heavy metals in soils of Kursk. Eurasian Soil Science, 2018, vol. 51, pp. 112‐119. DOI: 10.1134/S106422931801012XНеведров Н.П. Количественная оценка состояния внутрипочвенных геохимических мезобарьеров города Курска // Юг России: экология, развитие. 2018. Т. 13. N 4. С. 97‐107. DOI: 10.18470/1992‐1098‐2018‐4‐97‐107Nevedrov N.P. Quantitative assessment of the condition of subsoil geochemical mesobarriers in Kursk. South of Russia: ecology, development, 2018, vol. 13, no. 4, pp. 97‐107. (In Russian) DOI: 10.18470/1992‐1098‐2018‐4‐97‐107Груздков Д.Ю., Ширкин Л.А., Трифонова Т.А. Оценка миграции тяжелых металлов в почвах // Вестник Московского университета. Серия 17. Почвоведение. 2009. N 4. С. 40‐45Gruzdkov D.Yu., Shirkin L.A., Trifonova T.A. Estimation of heavy metals migration. Vestnik Moskovskogo Universiteta. Seriya 17. Pochvovedenie [Moscow University Bulletin. Series 17, Soil science]. 2009, no. 4, pp. 40‐45. (In Russian)Alloway B.J., Ayres D.C. Chemical principles of environmental pollution. Oxford, 1993. 293 p.Alloway B.J., Ayres D.C. Chemical principles of environmental pollution. Oxford, 1993, 293 p.Перельман А.И., Касимов Н.С. Геохимия ландшафта. М.: Астрея‐2000, 1999. 763 с.Perel'man A.I., Kasimov N.S. Geokhimiya landshafta [Landscape geochemistry]. Moscow, Astreya‐2000 Publ., 1999, 763 p. (In Russian)Vernet J.P. Heavy metals in the environment. N.Y., 1991. 379 p.Vernet J.P. Heavy metals in the environment. N.Y., 1991, 379 p.Трегубов О.Д. Геохимические барьеры в почвах и ландшафтах анадырской тундры // Вестник Московского университета. Серия 5. География. 2017. N 3. С. 70‐79.Tregubov O.D. Geochemical barriers in soils and landscapes of the Anadyr tundra. Vestnik Moskovskogo Universiteta. Seria 5, Geografia [Moscow University Bulletin. Series 5, Geography]. 2017, no. 3, pp. 70‐79. (In Russian)Шишов Л.Л., Тонконогов В.Д., Лебедева И.И., Герасимова М.И. Классификация и диагностика почв России. Ойкумена, 2004. 342 с.Shishov L.L., Tonkonogov V.D., Lebedeva I.I., Gerasimova M.I. Klassifikatsiya i diagnostika pochv Rossii [Soil classification and diagnostics in Russia]. Oikumena, 2004, 342 p. (In Russian)Единый государственный реестр почвенных ресурсов России. Версия 1.0. Коллективная монография. М.: Почвенный ин‐т им В.В. Докучаева, 2014. 768 с.Edinyi gosudarstvennyi reestr pochvennykh resursov Rossii. Versiya 1.0 [Unified State Register of Soil Resources of Russia. Version 1.0]. Moscow, Soil Institute named after V.V. Dokuchaev Publ., 2014, 768 p. (In Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.