INTERNATIONAL AGRICULTURAL JOURNAL INTERNATIONAL AGRICULTURAL JOURNAL МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ 2587-6740 114395 10.55186/25876740_2024_67_4_461 Научное обеспечение и управление агропромышленным комплексом Scientific support and management of agrarian and industrial complex Научное обеспечение и управление агропромышленным комплексом Assessment of the input of heavy metals and arsenic with sediments to armable land of the floodland agrolandscape of the Oka river Оценка поступления тяжелых металлов и мышьяка с седиментами на пахотные земли пойменного агроландшафта реки Ока https://orcid.org/0000-0002-6843-9170 Ильинский Андрей Валерьевич Ilyinsky Andrey Valer'evich ilinskiy-19@mail.ru

кандидат сельскохозяйственных наук;

candidate of agricultural sciences;

 https://orcid.org/0000-0002-0194-8552 Евсенкин Константин Николаевич Evsenkin Konstantin Nikolaevich kn.evsenkin@yandex.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 https://orcid.org/0000-0001-5932-1624 Павлов Артем Андреевич Pavlov Artyom Andreevich kupoz@mail.ru

кандидат биологических наук;

candidate of sciences in biology;

 Федеральный научный центр гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костякова Москва Россия All-Russian Research Center for Hydraulic Engineering and Land Reclamation named after A.N. Kostyakov Moscow Russian Federation Федеральный научный центр гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костякова Москва Россия All-Russian Research Center for Hydraulic Engineering and Land Reclamation named after A.N. Kostyakov Moscow Russian Federation Федеральный научный центр гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костякова Москва Россия All-Russian Research Center for Hydraulic Engineering and Land Reclamation named after A.N. Kostyakov Moscow Russian Federation 15 08 2024 15 08 2024 4 461 464 30 01 2024 28 02 2024 https://ecience.ru/en/nauka/article/114395/view

Целью исследований является экологическая оценка влияния паводковой седиментации на пахотные земли агроландшафта поймы р. Ока. Исследования по изучению поступления поллютантов в составе паводковых седиментов на пахотные земли пойменного агроландшафта проводились в 2022 г. на стационарном участке наблюдений площадью 16 га, расположенном в 2-х км от северо-восточной административной границы г. Рязани Рязанской области (левый берег центральной части поймы р. Ока близ с. Шумашь). Изучение седиментной нагрузки осуществлялось посредством пробоотбора седиментов с помощью заблаговременно установленных (до начала весеннего половодья) ворсистых пластиковых матов, имитирующих сверху почвенный покров (площадь мата 0,14 м2). Экспериментально установлена величина седиментной нагрузки, изучено содержание поллютантов в паводковых седиментах в сравнении с подстилающей почвой, выполнена оценка степени загрязнения седиментов тяжелыми металлами и мышьяком, проанализирована структура поступления в агроландшафт изучаемых химических элементов с паводковыми седиментами. Анализ рассчитанных коэффициентов концентрации элементов показал, что из рассмотренных поллютантов в паводковых седиментах стационарного участка наблюдений более активно концентрируется кадмий, со значительным отставанием следуют цинк, ртуть, мышьяк, никель и свинец, а медь и хром накапливаются менее активно. Поступление валовых форм тяжелых металлов составило: медь – 238,58 г/га; цинк – 1501,0 г/га, свинец – 271,76 г/га; кадмий – 103,65 г/га; никель – 472,4 г/га; хром – 477,16 г/кг; ртуть – 0,46 г/га; мышьяк – 143,9 г/га. Поступление поллютантов в процессе седиментогенеза на территорию агроландшафта в пойме р. Оки свидетельствует о необходимости организации и проведения экологического мониторинга содержания тяжелых металлов и мышьяка в паводковых седиментах и подстилающей почве, а также профилактических мероприятий по улучшению ее буферных свойств.

The purpose of the research is an environmental assessment of the impact of flood sedimentation on arable lands of the agricultural landscape of the river floodplain Oka. Research to study the supply of pollutants as part of flood sediments to arable lands of a floodplain agricultural landscape was carried out in 2022 at a stationary observation site with an area of 16 hectares, located 2 km from the north-eastern administrative border of the city of Ryazan, Ryazan region (the left bank of the central part of the floodplain of the river Oka near the village of Shumash). The study of sediment load was carried out by sampling sediments using fleecy plastic mats installed in advance (before the onset of the spring flood), simulating the soil cover on top (mat area 0.14 m2). The magnitude of the sediment load was experimentally established, the content of pollutants in flood sediments was studied in comparison with the underlying soil, the degree of contamination of sediments with heavy metals and arsenic was assessed, and the structure of the entry of the studied chemical elements into the agricultural landscape with flood sediments was analyzed. Analysis of the calculated element concentration coefficients showed that, of the pollutants considered, cadmium is more actively concentrated in flood sediments at the stationary observation site, followed by zinc, mercury, arsenic, nickel and lead with a significant lag, and copper and chromium accumulate less actively. The intake of gross forms of heavy metals was: copper – 238.58 g/ha; zinc – 1501.0 g/ha, lead – 271.76 g/ha; cadmium – 103.65 g/ha; nickel – 472.4 g/ha; chromium – 477.16 g/kg; mercury – 0.46 g/ha; arsenic – 143.9 g/ha. The entry of pollutants in the process of sedimentogenesis into the agricultural landscape in the floodplain of the river Oki demonstrates the need to organize and conduct environmental monitoring of the content of heavy metals and arsenic in flood sediments and underlying soil, as well as preventive measures to improve its buffer properties.

 аллювиальная почва паводковые седименты пойменный агроландшафт поступление поллютантов седиментная нагрузка техногенное загрязнение тяжелые металлы экологическая безопасность alluvial soil flood sediments floodplain agricultural landscape input of pollutants sediment load technogenic pollution heavy metals environmental safety

Борисочкина Т.И., Колчанова К.А. Геохимия тяжелых металлов почв урбанизированных ландшафтов зон воздействия металлургических предприятий // Экология и промышленность России. 2021. Т. 25. № 10. С. 50-56. doi: 10.18412/1816-0395-2021-10-50-56 Borisochkina T.I., Kolchanova K.A. Geohimiya tyazhelyh metallov pochv urbanizirovannyh landshaftov zon vozdeystviya metallurgicheskih predpriyatiy // Ekologiya i promyshlennost' Rossii. 2021. T. 25. № 10. S. 50-56. doi: 10.18412/1816-0395-2021-10-50-56 Ilinskiy, A., Vinogradov, D., Politaeva, N., Badenko, V., Ilin, I. (2023). Features of the Phytoremediation by Agricultural Crops of Heavy Metal Contaminated Soils. Agronomy, no. 13 (1), p. 127. doi: 10.3390/agronomy13010127 Ilinskiy, A., Vinogradov, D., Politaeva, N., Badenko, V., Ilin, I. (2023). Features of the Phytoremediation by Agricultural Crops of Heavy Metal Contaminated Soils. Agronomy, no. 13 (1), p. 127. doi: 10.3390/agronomy13010127 Ilinsky, A.V., Selmen, V.N., Selmen, E.V., Karyakina, S., Matyukhin, M., Grebennikova, V. (2023). Environmental substantiation of the use of soil based on sewage sludge from urban wastewater treatment plants in the landscaping of residential areas. In: XV International Scientific Conference "INTERAGROMASH 2022". Springer, pp. 3027-3036. Ilinsky, A.V., Selmen, V.N., Selmen, E.V., Karyakina, S., Matyukhin, M., Grebennikova, V. (2023). Environmental substantiation of the use of soil based on sewage sludge from urban wastewater treatment plants in the landscaping of residential areas. In: XV International Scientific Conference "INTERAGROMASH 2022". Springer, pp. 3027-3036. Ilinskiy, A.V., Selmen, V.N., Selmen, E.V. (2022). The use of soil based on sewage sludge from urban wastewater treatment plants in the greening of urban areas. Theoretical and Applied Ecology, no. 2, pp. 191-197. Ilinskiy, A.V., Selmen, V.N., Selmen, E.V. (2022). The use of soil based on sewage sludge from urban wastewater treatment plants in the greening of urban areas. Theoretical and Applied Ecology, no. 2, pp. 191-197. Силаев А.Л., Чекин Г.В., Смольский Е.В. Распределение микроэлементов в почвах пойменного ландшафта р. Унеча // Агрохимический вестник. 2021. № 5. С. 12-17. doi: 10.24412/1029-2551-2021-5-003 Silaev A.L., Chekin G.V., Smol'skiy E.V. Raspredelenie mikroelementov v pochvah poymennogo landshafta r. Unecha // Agrohimicheskiy vestnik. 2021. № 5. S. 12-17. doi: 10.24412/1029-2551-2021-5-003 Kałmykow-Piwińska, A., Falkowska, E. (2020). Morphodynamic conditions of heavy metal concentration in deposits of the Vistula River valley near Kępa Gostecka (central Poland). Open Geosciences, no. 1, pp. 1036-1051. Kałmykow-Piwińska, A., Falkowska, E. (2020). Morphodynamic conditions of heavy metal concentration in deposits of the Vistula River valley near Kępa Gostecka (central Poland). Open Geosciences, no. 1, pp. 1036-1051. Пыленок П.И. Влияние седиментации на качество аллювиальной почвы в пойме реки Ока // Агрофизика. 2020. № 4. С. 7-13. Pylenok P.I. Vliyanie sedimentacii na kachestvo allyuvial'noy pochvy v poyme reki Oka // Agrofizika. 2020. № 4. S. 7-13. Zakrutkin, V. E. Reshetnyak, V. N., Reshetnyak, O.S. (2020). Assessment of the heavy metal pollution level of the river sediments in the east Donbass (Rostov region, Russia). Water and Ecology, no. 3 (83), pp. 32-40. doi: 10.23968/2305-3488.2020.25.3.32-40 Zakrutkin, V. E. Reshetnyak, V. N., Reshetnyak, O.S. (2020). Assessment of the heavy metal pollution level of the river sediments in the east Donbass (Rostov region, Russia). Water and Ecology, no. 3 (83), pp. 32-40. doi: 10.23968/2305-3488.2020.25.3.32-40 Забашта А.В., Забашта Н.Н., Лисовицкая Е.П. Накопление тяжелых металлов в почвах предгорных районов Краснодарского края // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2019. Т. 14. № 1 (52). С. 22-26. doi: 10.12737/article_5ccedba6e0c8c9.68580698 Zabashta A.V., Zabashta N.N., Lisovickaya E.P. Nakoplenie tyazhelyh metallov v pochvah predgornyh rayonov Krasnodarskogo kraya // Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2019. T. 14. № 1 (52). S. 22-26. doi: 10.12737/article_5ccedba6e0c8c9.68580698 Kalimoldina L.M., Sultangazieva G.S., Suleimenova M.Sh. Contamination of soils with heavy metal in the urban area of Almaty // Почвоведение и агрохимия. 2022. No. 3. P. 38-45. doi: 10.51886/1999-740X_2022_3_38 Kalimoldina L.M., Sultangazieva G.S., Suleimenova M.Sh. Contamination of soils with heavy metal in the urban area of Almaty // Pochvovedenie i agrohimiya. 2022. No. 3. P. 38-45. doi: 10.51886/1999-740X_2022_3_38 Loseva L.P., Krupskaya T.K., Anuchin S.N., Anufrick S.S. Comprehensive evaluation of the phytoremeditical ability of a number of agricultural crops for the restoration of polluted soils with heavy metals // Журнал Белорусского государственного университета. Экология. 2020. № 1. С. 23-31. Loseva L.P., Krupskaya T.K., Anuchin S.N., Anufrick S.S. Comprehensive evaluation of the phytoremeditical ability of a number of agricultural crops for the restoration of polluted soils with heavy metals // Zhurnal Belorusskogo gosudarstvennogo universiteta. Ekologiya. 2020. № 1. S. 23-31. Шамшиев А.Б. Негативные последствия загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами и их влияние на живой организм // Наука, новые технологии и инновации Кыргызстана. 2021. № 1. С. 49-54. doi: 10.26104/NNTIK.2019.45.557 Shamshiev A.B. Negativnye posledstviya zagryazneniya okruzhayuschey sredy tyazhelymi metallami i ih vliyanie na zhivoy organizm // Nauka, novye tehnologii i innovacii Kyrgyzstana. 2021. № 1. S. 49-54. doi: 10.26104/NNTIK.2019.45.557 Черных Н.А., Милащенко Н.З., Ладонин В.Ф. Экотоксикологические аспекты загрязнения почв тяжелыми металлами. М.: Агроконсалт, 1999. 175 с. Chernyh N.A., Milaschenko N.Z., Ladonin V.F. Ekotoksikologicheskie aspekty zagryazneniya pochv tyazhelymi metallami. M.: Agrokonsalt, 1999. 175 s. Кулаков Д.В., Верещагина Е.А., Макушенко М.Е. Влияние Белоярской АЭС на зоопланктон водоема-охладителя // Экология и промышленность России. 2017. Т. 21. № 8. С. 38-43. doi: 10.18412/1816-0395-2017-8-38-43 Kulakov D.V., Vereschagina E.A., Makushenko M.E. Vliyanie Beloyarskoy AES na zooplankton vodoema-ohladitelya // Ekologiya i promyshlennost' Rossii. 2017. T. 21. № 8. S. 38-43. doi: 10.18412/1816-0395-2017-8-38-43 Новосельцев В.Н., Бесфамильный И.Б., Кизяев Б.М., Райнин В.Е. и др. Техногенное загрязнение речных экосистем. М.: Научный мир, 2002. 140 с. Novosel'cev V.N., Besfamil'nyy I.B., Kizyaev B.M., Raynin V.E. i dr. Tehnogennoe zagryaznenie rechnyh ekosistem. M.: Nauchnyy mir, 2002. 140 s. Кирейчева Л.В., Шевченко В.А. Состояние пахотных земель Нечерноземной зоны Российской Федерации и основные направления повышения плодородия почв // Международный сельскохозяйственный журнал. 2020. № 2. С. 12-16. Kireycheva L.V., Shevchenko V.A. Sostoyanie pahotnyh zemel' Nechernozemnoy zony Rossiyskoy Federacii i osnovnye napravleniya povysheniya plodorodiya pochv // Mezhdunarodnyy sel'skohozyaystvennyy zhurnal. 2020. № 2. S. 12-16. Михайлушкин П.В., Алиева А.Р. Органическое земледелие – направление перехода к «зеленой» экономике в России // Международный сельскохозяйственный журнал. 2020. № 2. С. 17-19. Mihaylushkin P.V., Alieva A.R. Organicheskoe zemledelie – napravlenie perehoda k «zelenoy» ekonomike v Rossii // Mezhdunarodnyy sel'skohozyaystvennyy zhurnal. 2020. № 2. S. 17-19. Германова С.Е., Петухов Н.В., Самброс Н.Б., Пивень Е.А., Зинченко А.В. Воздействие антропогенных факторов на сельскохозяйственные почвы // Международный сельскохозяйственный журнал. 2023. № 1. С. 39-42. Germanova S.E., Petuhov N.V., Sambros N.B., Piven' E.A., Zinchenko A.V. Vozdeystvie antropogennyh faktorov na sel'skohozyaystvennye pochvy // Mezhdunarodnyy sel'skohozyaystvennyy zhurnal. 2023. № 1. S. 39-42. Ильинский А.В., Коломийцев Н.В., Матвеев А.В., Евсенкин К.Н., Корженевский Б.И. Новые способы повышения продуктивности деградированных мелиорированных земель с применением информационных технологий: монография. М.: ФГБНУ «ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова», 2022. 152 с. Il'inskiy A.V., Kolomiycev N.V., Matveev A.V., Evsenkin K.N., Korzhenevskiy B.I. Novye sposoby povysheniya produktivnosti degradirovannyh meliorirovannyh zemel' s primeneniem informacionnyh tehnologiy: monografiya. M.: FGBNU «VNIIGiM im. A.N. Kostyakova», 2022. 152 s. Нейтрализация загрязненных почв: монография / под ред. Ю.А. Мажайского. Рязань: Мещерский филиал ГНУ ВНИИГиМ Россельхозакадемии, 2008. 528 с. Neytralizaciya zagryaznennyh pochv: monografiya / pod red. Yu.A. Mazhayskogo. Ryazan': Mescherskiy filial GNU VNIIGiM Rossel'hozakademii, 2008. 528 s. Сает Ю.А., Ревич Б.А., Янин Е.П. и др. Геохимия окружающей среды. М.: Недра, 1990. 335 с. Saet Yu.A., Revich B.A., Yanin E.P. i dr. Geohimiya okruzhayuschey sredy. M.: Nedra, 1990. 335 s.