Теоретическая и прикладная экология

1995-43012618-8406

10.25750/1995-4301-2026-1-088-095

Other

Аккумуляция тяжёлых металлов в компонентах природной среды на территории накопленной техногенной нагрузки

Heavy metal accumulation in the natural environment components in the territory of accumulated technogenic load

Шаяхметов

С. Ф.

Shayakhmetov

S. F.

salimf53@mail.ru

https://orcid.org/0000-0001-8740-3133

Меринов

А. В.

Merinov

A. V.

https://orcid.org/0000-0001-7848-6432

Журба

О. М.

Zhurba

O. M.

https://orcid.org/0000-0002-9961-6408

Алексеенко

А. Н.

Alekseenko

A. N.

https://orcid.org/0000-0003-4980-5304

East-Siberian Institute of Medical and Ecological Research (Angarsk, Russia)

Восточно-Сибирский институт медико-экологических исследований (Ангарск, Россия)

25032026

18895

http://www.envjournal.ru/ari/v2026/v1/26109.pdf

Проведён сравнительный анализ содержания мобильных форм тяжёлых металлов (ТМ) в снежном покрове, почвах и в волосах детского населения на территории г. Свирска. Выявлены особенности распределения и аккумуляции ТМ в природных средах и волосах у детей в разных функциональных зонах города, обусловленные значительным техногенным воздействием выбросов промпредприятий, ТЭЦ, частных домохозяйств и накопленных опасных отходов бывших производств. Обнаружено, что наибольшие уровни накопления элементов по сравнению с фоновыми значениями отмечаются в почвах для As, Zn, Cr и Pb (в 10,5–145,0 раз), значительно ниже – в снежном покрове для Cd, Mn, Zn и Pb (2,0–4,6 раз). Показатель суммарного загрязнения (Zс) снежного покрова ТМ в районах города соответствует низкому уровню, а почв – от умеренно-опасного в центре многоэтажной жилой застройки города до опасного и чрезвычайно опасного уровня загрязнения в промышленной и малоэтажной жилой зонах. Выявлены высокие уровни накопления Mn, Cr, Zn, Cd, Pb и As в волосах детей, превышающие референсные значения в 1,4–24,0 раз. Установлены тесные корреляционные связи (r = 0,78–0,83) между содержанием ТМ в снежном покрове возле школ и в волосах у детей в разных зонах города, что свидетельствует об экологической напряжённости в городе и высоком риске здоровью населения.

A comparative analysis of the mobile forms of heavy metals (HM) content in the Svirsk snow cover, soils and children’s hair was carried out. Features of the HM distribution and accumulation in natural environments and children’s hair in different functional sites of the city were identified, due to the significant technogenic impact of emissions from industrial enterprises, thermal power plants, private households and accumulated hazardous waste from former industries. It was found that the highest levels of HM accumulation compared to background values are observed in soils for As, Zn, Cr and Pb (10.5–145.0 times), significantly lower in snow cover for Cd, Mn, Zn and Pb (2.0–4.6 times). In the city districts the HM total pollution indicator (Zс) in snow cover corresponds to a low level, and in soils – from moderately dangerous in the center of multi-storey residential buildings of the city to dangerous and extremely dangerous levels of pollution in industrial and low-rise residential sites. High levels of Mn, Cr, Zn, Cd, Pb and As accumulation in children’s hair were revealed, exceeding reference values by 1.4–24.0 times. Close correlations (r = 0.78–0.83) have been established between the HM content in the snow cover near schools and in the children’s hair in different city sites. The above indicates environmental tension in the city and a high risk to public health.

snowsoilchildren’s haircity territoryheavy metals

волосы детейтерритория городатяжёлые металлыснегпочва

Работа выполнена при финансовой поддержке госбюджетной темы № 224020100490-2.

1. Касимов Н.С., Власов Д.В. Тяжёлые металлы

и металлоиды в почвах Российских городов (по данным ежегодных докладов Росгидромета) // Вестник Московского университета. Серия 5. География. 2018. № 3. С. 14–22.

2. Мучкина Е.Я., Бадмаева С.Э., Коротченко И.С., Горлушкина К.С. Анализ распределения подвижных форм тяжёлых металлов в почвенном покрове промышленно-урбанизированной территории г. Красноярска // Экология и промышленность России. 2020. Т. 24. № 4. С. 66–71. doi: 10.18412/1816-0395-2020-4-66-71

3. Трифонова Т.А., Курочкин И.Н., Курбатов Ю.Н. Тяжёлые металлы в почвах различных функциональных зон урбанизированных территорий: оценка содержания и экологического риска // Теоретическая и прикладная экология. 2023. № 2. С. 38–46. doi: 10.25750/1995-4301-2023-2-038-046

4. Курбаков Д.Н., Кузнецов В.К., Сидорова Е.В., Саруханов А.В., Дементьева Н.В., Новикова Н.В. Сравнительная оценка загрязнения тяжёлыми металлами снежного покрова предприятиями чёрной металлургии // Экология и промышленность России. 2022. T. 26. № 8. С. 59–65. doi: 10.18412/1816-0395-2022-8-59-65

5. Савченков О.В. Влияние загрязнения окружающей среды тяжёлыми металлами на здоровье детей дошкольного возраста // Экология человека. 2018. № 3. С. 16–20. doi: 10.33396/1728-0869-2018-3-16-20

6. Yu G., Chen F., Zhang H., Wang Z. Pollution and health risk assessment of heavy metals in soils Guizhou, China // Ecosyst. Health Sustain. 2021. V. 7. No. 1. Article No. 185948. doi: 10.1080/20964129.2020.1859948

7. Методические рекомендации по оценке степени загрязнения атмосферного воздуха населённых пунктов металлами по их содержанию в снежном покрове и почве. М.: ИМГРЭ, 1990. 17 с.

8. Иванцова Е.А., Холоденко А.В., Тихонова А. А., Герман Н.В., Постнова М.В., Водолазко А.Н. Влияние присутствия подвижных форм Zn, Cu, Ni на функционирование системы «почва–микробиота–растение» в зерновых агроценозах // Экология и промышленность России. 2018. Т. 22. № 11. С. 56–59. doi: 10.18412/1816-0395-2018-11-56-59

9. Чанчаева Е.А., Гржибовский А.М., Куриленко Т.К., Малков П.Ю. Концентрация кадмия в волосах населения субъектов Российской Федерации: систематический обзор // Гигиена и санитария. 2023. Т. 102. № 1. С. 40–49. doi: 10.47470/0016-9900-2023-102-1-40-49

10. Скальный А.В. Химические элементы в физиологии и экологии человека. М.: Издательский дом «ОНИКС 21 век»; Мир, 2004. 216 с.

11. Баранова О.В., Брудастов Ю.А., Детков В.Ю., Мироненко А.Н. Оценка содержания микроэлементов в волосах жителей региона с повышенной антропогенной нагрузкой // Вестник восстановительной медицины. 2013. № 2. С. 64–66.

12. Hulisz P., Charzyński P., Greinert A. Urban soil resources of medium-sized cities in Poland: a comparative case study of Toruń and Zielona Góra // J. Soils Sediments. 2018. V. 18. No. 2. P. 358–372. doi: 10.1007/s11368-016-1596-x

13. Van De Vijver E., Delbecque N., Verdoodt A., Seuntjens P. Estimating the urban soil information gap using exhaustive land cover data: the example of Flanders, Belgium // Geoderma. 2020. V. 372. Article No. 114371. doi: 10.1016/j.geoderma.2020.114371

14. Лисецкая Л.Г., Шаяхметов С.Ф. Оценка уровня загрязнения снежного покрова химическими соединениями и элементами на территории Шелеховского района в Восточной Сибири // Гигиена и санитария. 2022. T. 101. № 12. C 1443–1449. doi: 10.47470/0016-9900-2022-101-12-1443-1449

15. Горностаева Е.А., Березин Г.И., Дабах Е.В. Тяжёлые металлы в снежном покрове и городских почвах // Теоретическая и прикладная экология. 2022. № 3. С. 110–117. doi: 10.25750/1995-4301-2022-3-110-117

16. Кузьминова О.В., Пройдакова О.А., Янчук Т.М., Оценка степени загрязнения тяжёлыми металлами компонентов природной среды г. Свирска (Иркутская область) // Известия Иркутского государственного университета. Сер.: Биология. Экология. 2015. Т. 11. С. 81–92.

17. О состоянии и об охране окружающей среды Иркутской области в 2021 году: государственный доклад. Ижевск: ООО «Принт», 2022. 252 с.

18. Ефимова Н.В., Лисецкая Л.Г., Журба О.М., Тараненко Н.А., Боева А.В., Дьякович О.А., Алексеенко А.Н., Меринов А.В., Кучерявых Е.И., Донских И.В., Ткачук Е.А. Региональные референсные уровни содержания химических веществ в биосубстратах населения Иркутской области: методические рекомендации. Ангарск: Иркутский институт повышения квалификации работников образования, 2013. 28 с.

19. Элементный статус населения Сибирского и Дальневосточного федерального округов // Элементный статус России. Ч. 5 / Под ред. А.В. Скального, М.Ф. Киселёва. СПб.: Медкнига «ЭЛБИ-СПб», 2014. 544 с.

20. Салтан Н.В., Святковская Е.А., Тростенюк Н.Н. Оценка загрязнения снегового покрова урбоэкосистемы Кольского Севера в зоне влияния железнодорожных отводов // Теоретическая и прикладная экология. 2022. № 1. С. 78–83. doi: 10.25750/1995-4301-2022-1-078-083

1. Kasimov N.S., Vlasov D.V. Heavy metals and metalloids in urban soils of Russian cities (according to the annual reports of Rosgidromet) // Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 5, Geografiya. 2018. No. 3. Р. 14–22 (in Russian).

2. Muchkina E.Ya., Badmaeva S.E., Korotchenko I.S., Gorlushkina K.S. Assessment of heavy metals distribution in soil cover of industry-urban area of Krasnoyarsk // Ecology and Industry of Russia. 2020. V. 24. No. 4. P. 66–71 (in Russian). doi: 10.18412/1816-0395-2020-4-66-71

3. Trifonova T.A., Kurochkin I.N., Kurbatov Yu.N. Heavy metals in soils of various functional zones of urbanized territories: assessment of the content and environmental risk // Theoretical and Applied Ecology. 2023. No. 2. P. 38–46 (in Russian). doi: 10.25750/1995-4301-2023-2-038-046

4. Kurbakov D.N., Kuznetsov V.K., Sidorova E.V., Sarukhanov A.V., Dementieva N.V., Novikova N.V. Comparative assessment of heavy metal pollution of snow-pack by iron and steel foundries // Ecology and Industry of Russia. 2022. V. 26. No. 8. P. 59–65 (in Russian). doi: 10.18412/1816-0395-2022-8-59-65

5. Savchenko O.V. Environmental heavy metals pollution effect on preschool children’s health // Human Ecology. 2018. No. 3. Р. 16–20 (in Russian). doi: 10.33396/1728-0869-2018-3-16-20

7. Methodological recommendations for assessing the degree of atmospheric air pollution in populated areas by metals based on their content in snow cover and soil. Moskva: IMGRE, 1990. 17 p. (in Russian)

8. Ivantsova E.A., Kholodenko A.V., Tikhonova А.А., German N.V., Postnova M.V., Vodolazko A.N. Influence of the presence of mobile forms Zn, Cu, Ni on functioning of the system “soil–microbiota–plant” in grain agrocenoses // Ecology and Industry of Russia. 2018. V. 22. No. 11. P. 56–59 (in Russian). doi: 10.18412/1816-0395-2018-11-56-59

9. Chanchaeva E.A., Grjibovski A.M., Kurilenko T.K., Malkov P.Yu. Cadmium concentrations in hair in the population of the subjects of the Russian Federation: a systematic review // Hygiene and Sanitation. 2023. V. 102. No. 1. P. 40–49 (in Russian). doi: 10.47470/0016-9900-2023-102-1-40-49

10. Skalnyi A.V. Chemical elements in human physiology and ecology. Moskva: Izdatelskiy dom ‘‘ONIKS 21 vek’’; Mir, 2004. 216 p. (in Russian).

11. Baranova O.V., Brudastov Ju.A., Detkov V.Ju., Mironenko A.N. Evaluation of content of trace elements in the hair of people in the region with increased human pressure // Bulletin of rehabilitation medicine. 2013. No. 2. P. 64–66 (in Russian).

14. Lisetskaya L.G., Shayakhmetov S.F. Assessment of the level of pollution of the snow cover with chemical compounds and elements in the territory of the Shelekhov district in Eastern Siberia // Hygiene and Sanitation. 2022. V. 101. No. 12. P. 1443–1449 (in Russian). doi: 10.47470/0016-9900-2022-101-12-1443-1449

15. Gornostaeva E.A., Berezin G.I., Dabakh E.V. Heavy metals in snow cover and urban soils // Theoretical and Applied Ecology. 2022. No. 3. Р. 110–117 (in Russian). doi: 10.25750/1995-4301-2022-3-110-117

16. Kuz’minova O.V., Proydakova O.A., Yanchuk T.M. The heavy metal pollution assessment in the environmental components of Svirsk city (Irkutsk Region) // Izvestiya Irkutskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Biologiya. Ekologiya. 2015. V. 11. Р. 81–92 (in Russian).

17. On the state and protection of the environment of the Irkutsk region in 2021: State Report. Izhevsk: OOO “Print”, 2022. 252 p. (in Russian).

18. Efimova N.V., Lisetskaya L.G., Zhurba O.M., Taranenko N.A., Boeva A.V., Dyakovich O.A., Alekseenko A.N., Merinov A.V., Kucheryavykh E.I., Donskikh I.V., Tkachuk E.A. Regional reference levels of chemicals in biosubstrates of the population of the Irkutsk region: Guide-lines. Angarsk: Irkutskiy institut povysheniya kvalifikatsii rabotnikov obrazovaniya, 2013. 28 р. (in Russian).

19. Elemental status of the population of the Siberian and Far Eastern Federal Districts // The elemental status of Russia. Part 5 / Eds. A.V. Skal’nyy, M.F. Kiselev. Sankt-Peterburg: Medkniga “ELBI-SPb”, 2014. 544 р. (in Russian).

20. Saltan N.V., Sviatkovskaya Е.А., Trostenyuk N.N. Assessment of snow cover pollution in urban ecosystems of the Kola North in the zone of influence of railway branches // Theoretical and Applied Ecology. 2022. No. 1. P. 78–83 (in Russian). doi: 10.25750/1995-4301-2022-1-078-083