environmentПриродообустройствоPrirodoobustrojstvo1997-6011РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева10.26897/1997-6011-2025-1-40-47environment-647Research ArticleМЕЛИОРАЦИЯ, ВОДНОЕ ХОЗЯЙСТВО И АГРОФИЗИКАLAND RECLAMATION, WATER ECONOMY AND AGROPHYSICSЭкологическая оценка влияния седиментации на загрязнение мелиорированных земель пойменного агроландшафта тяжелыми металламиEnvironmental assessment of the effect of sedimentation on the pollution of reclaimed lands of the floodplain agricultural landscape with heavy metalshttps://orcid.org/0000-0002-6843-9170ИльинскийА. В.IlyinskyA. V.

Андрей Валерьевич Ильинский, канд. с.-х. наук, доцент, ведущий научный сотрудник,

127434, г. Москва, ул. Большая Академическая, 44, корп. 2

Andrey V. Ilyinsky, CSc (Agro), associate professor, leading researcher,

127434, Moscow, Bolshaya Akademicheskaya str, 44, building 2

ilinskiy-19@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0194-8552ЕвсенкинК. Н.EvsenkinK. N.

Константин Николаевич Евсенкин, канд. техн., ведущий научный сотрудник,

127434, г. Москва, ул. Большая Академическая, 44, корп. 2

Konstantin N. Evsenkin,CSc (Eng),

127434, Moscow, Bolshaya Akademicheskaya str, 44, building 2

kn.evsenkin@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5932-1624ПавловА. А.PavlovA. A.

Артём Андреевич Павлов, канд. биолог. наук, научный сотрудник,

127434, г. Москва, ул. Большая Академическая, 44, корп. 2

Artem A. Pavlov, CSc (Bio), researcher,

127434, Moscow, Bolshaya Akademicheskaya str, 44, building 2

kupoz@mail.ruФедеральный научный центр гидротехники и мелиорации имени А.Н. КостяковаРоссияAll-Russian Research Center for Hydraulic Engineering and Land Reclamation named after A.N. KostyakovRussian Federation202524022025014047Copyright © Ильинский А.В., Евсенкин К.Н., Павлов А.А., 20252025Ильинский А.В., Евсенкин К.Н., Павлов А.А.Ilyinsky A.V., Evsenkin K.N., Pavlov A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://environment.timacad.ru/jour/article/view/647

Целью исследований являлась экологическая оценка влияния паводковой седиментации на пахотную аллювиальную почву затапливаемой поймы в период весеннего половодья р. Ока. Эксперимент по изучению поступления тяжелых металлов и мышьяка вместе с паводковыми седиментами на пахотные земли затапливаемой части поймы р. Ока проводился в 2023 г. на участке площадью 20 га, расположенном в 2 км к северу от границы г. Рязани. Изучение седиментной нагрузки на опытном участке выполнялось с помощью заблаговременно установленных на поверхности почвы седиментационных ловушек, расположенных друг от друга на расстоянии 0,45 км. В ходе проведения эксперимента установлен уровень седиментной нагрузки, изучено содержание поллютантов в паводковых седиментах в сравнении с подстилающей почвой, проведена оценка степени загрязнения седиментов тяжелыми металлами и мышьяком, проанализирована структура поступления в агроландшафт изучаемых химических элементов с паводковыми седиментами. Из рассмотренных поллютантов в паводковых седиментах стационарного участка наблюдений больше всего концентрируется кадмий, со значительным отставанием следуют ртуть, цинк, никель, марганец, свинец, мышьяк, а медь и хром концентрируются менее активно. Поступление валовых форм тяжелых металлов составило: марганец – 8793,4 г/га; цинк – 1435,28 г/га; хром – 539 г/га; никель – 523,6 г/га; медь – 280,28 г/га; свинец – 238,7 г/га; кадмий – 112,42 г/га; мышьяк – 87,93 г/га; ртуть – 0,65 г/га. Выявленная тенденция загрязнения тяжелыми металлами и мышьяком в процессе седиментогенеза на территорию пойменного агроландшафта р. Ока обусловливает необходимость разработки комплексных профилактических и реабилитационных мероприятий, содержащих в себе избирательный выбор культур, не накапливающих в себе тяжелые металлы, а также использование органоминеральных мелиорантов. При этом рекомендуется проведение агроэкологического мониторинга исследуемого агроландшафта на основе изучения циклов миграции тяжелых металлов.

The purpose of the research was an environmental assessment of the impact of flood sedimentation on the arable alluvial soil of the floodplain during the spring flood of the river Oka. An experiment to study the supply of heavy metals and arsenic along with flood sediments to arable lands in the flooded part of the river floodplain Oka was carried out in 2023 on an area of 20 hectares located 2 km north of the border of Ryazan. The study of sediment load on the experimental site was carried out using sediment traps installed in advance on the soil surface, located at a distance of 0.45 km from each other. During the experiment, the level of the sediment load was 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 flow of the studied chemical elements into the agricultural landscape with flood sediments was analyzed. Of the pollutants considered, cadmium is the most concentrated in flood sediments at the stationary observation site, followed by mercury, zinc, nickel, manganese, lead, and arsenic with a significant lag, and copper and chromium are concentrated less actively. The intake of gross forms of heavy metals was: manganese – 8793.4 g/ha; zinc – 1435.28 g/ha; chromium – 539 g/ha; nickel – 523.6 g/ha; copper – 280.28 g/ha; lead – 238.7 g/ha; cadmium – 112.42 g/ha; arsenic – 87.93 g/ha; mercury – 0.65 g/ha. The revealed tendency of contamination with heavy metals and arsenic in the process of sedimentogenes is on the territory of the floodplain agricultural landscape of the river Oka conditions the need to develop comprehensive preventive and rehabilitation measures that include a selective selection of crops that do not accumulate heavy metals, as well as the use of organomineral ameliorants. At the same time, it is recommended to conduct agroecological monitoring of the studied agricultural landscape based on studying the cycles of migration of heavy metals.

паводковые седиментыпойменный агроландшафтседиментная нагрузкатехногенное загрязнениетяжелые металлыэкологическая безопасностьflood sedimentsfloodplain agricultural landscapesediment loadtechnogenic pollutionheavy metalsenvironmental safetyReferencesБорисочкина Т.И. Геохимия тяжелых металлов почв урбанизированных ландшафтов зон воздействия металлургических предприятий / Т.И. Борисочкина, К.А. Колчанова // 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. Geochemistry of heavy metals in soils of urban landscapes affected by metallurgical enterprises // Ecology and industry of Russia. 2021. No. 10. P. 50-56. DOI: 10.18412/1816-0395-2021-10-50-56.Ilinskiy A., Vinogradov D., Politaeva N., Badenko V., Ilin I. Features of the Phytoremediation by Agricultural Crops of Heavy Metal Contaminated Soils // Agronomy. 2023. № 13 (1). Р. 127. DOI: 10.3390/agronomy13010127.Ilinskiy A., Vinogradov D., Politaeva N., Badenko V., Ilin I. Features ofthePhytoremediation by Agricultural Crops of Heavy Metal Contaminated Soils // Agronomy. 2023. No. 13(1). DOI: 10.3390/agronomy13010127.Ilinsky A.V., Selmen V.N., Selmen E.V., Karyakina S., Matyukhin M., Grebennikova V. Environmental substantiation of the use of soil based on sewage sludge from urban wastewater treatment plants in the landscaping of residential areas // In the collection: XV International Scientific Conference «INTERAGROMASH 2022». Springer. 2023. Рр. 3027-3036.Ilinsky A.V., Selmen V.N., Selmen E.V., Karyakina S., Matyukhin M., Grebennikova V. Environmental substantiation of the use of soil based on sewage sludge from urban wastewater treatment plants in the landscaping of residential areas // In the collection: XV International Scientific Conference “INTERAGROMASH 2022”. 2023. Springer. 2023. P. 3027-3036.Ilinskiy A.V., Selmen V.N., Selmen E.V. et al. The use of soil based on sewage sludge from urban wastewater treatment plants in the greening of urban areas // Theoretical and Applied Ecology. 2022. № 2. Рр. 191-197.Ilinskiy A.V., Selmen V.N., Selmen E.V. The use of soil based on sewage sludge from urban wastewater treatment plants in the greening of urban areas // Theoretical and Applied Ecology. 2022. No. 2. P. 191-197.Силаев А.Л. Распределение микроэлементов в почвахпойменноголандшафта р.Унеча / А.Л.Силаев,Г.В. Чекин, Е.В. Смольский // Агрохимический вестник. 2021.№ 5. С. 12-17. DOI: I 10.24412/1029-2551-2021-5-003.Silaev A.L., Chekin G.V., Smol’sky E.V. Distribution of microelements in soils ofthe floodplain landscape ofthe river. Unecha // Agrochemical Bulletin. 2021. No. 5. P. 12-17. DOI: 10.24412/1029-2551-2021-5-003.Kałmykow-Piwińska A., Falkowska E. Morphodynamic conditions of heavy metal concentration in deposits of the Vistula River valley near Kępa Gostecka (central Poland) // Open Geosciences. 2020. V. 12, № 1. Pр. 1036-1051.Kałmykow-Piwińska A., Falkowska E. Morphodynamic conditions of heavy metal concentration in deposits of the Vistula River valley near Kępa Gostecka (central Poland) // Open Geosciences. 2020. No. 1. P. 1036-1051.Пыленок П.И. Влияние седиментации на качество аллювиальной почвы в пойме реки Ока // Агрофизика. 2020. № 4. С. 7-13.Pylenok P.I. The influence of sedimentation on the quality of alluvial soil in the floodplain ofthe Oka River // Agrophysics. 2020. No 4. P. 7-13.Zakrutkin V.E., Reshetnyak V.N., Reshetnyak O.S. Assessment of the heavy metal pollution level of the river sediments in the east Donbass (Rostov region, Russia) // Water and Ecology. 2020.№ 3 (83). Pр. 32-40. DOI: 10.23968/2305-3488.2020.25.3.32-40.Zakrutkin V.E. Reshetnyak V.N., Reshetnyak O.S. Assessment of the heavy metal pollution level of the river sediments in the east Donbass (Rostov region, Russia) // Water and Ecology. 2020. No. 3(83), P. 32-40. DOI: 10.23968/2305-3488.2020.25.3.32-40.Забашта А.В. Накопление тяжелых металлов в почвах предгорных районов Краснодарского края / А.В. Забашта, Н.Н. Забашта, Е.П. Лисовицкая // 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., Lisovitskaya E.P. Accumulation of heavy metals in soils of foothill areas of the Krasnodar region // The Herald of Kazan State Agrarian University. 2019. No. 1(52), pp. 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.№ 3. Pр. 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 // Soil Science and Agrochemistry. 2022. No. 3. P. 38-45. DOI: 10.51886/1999-740X_2022_3_38.Новосельцев В.Н. Техногенное загрязнение речных экосистем: Монография / В.Н. Новосельцев, И.Б. Бесфамильный, Б.М. Кизяев, В.Е. Райнин. М.: Научный мир, 2002. 140 с.Novosel’tsev V. N., Besfamil’nyi I. B., Kizyaev B.M., Rainin V.E. Technogenic pollution of river ecosystems. The monograph. Moscow: Scientific world. 2002. 140 p.Ильинский А.В. Оценка поступления питательных веществ с седиментами на пахотные земли пойменного агроландшафта /А.В. Ильинский К.Н. Евсенкин, А.А. Павлов // Экологические системы и приборы. 2024. № 2. С. 24-31. DOI: 10.25791/esip.2.2024.1430.Ilyinsky A.V., Evsenkin K.N., Pavlov A.A. Assessment of nutrient intake with sediments on arable lands of the floodplain agricultural landscape // Ecological systems and devices. 2024. No. 2. P. 24-31. – DOI 10.25791/esip.2.2024.1430.Кирейчева Л.В. Состояние пахотных земель Нечерноземной зоны Российской Федерации и основные направления повышения плодородия почв / Л.В. Кирейчева, В.А. Шевченко // Международный сельскохозяйственный журнал. 2020. № 2. С. 12-16. DOI: 10.24411/2587-6740-2020-12021.Kireicheva L.V., Shevchenko V.A. The state of arable lands in the Non-Chernozem Zone ofthe Russian Federation and the main directions of increasing soil fertility // International Agricultural Journal. 2020. No. 2, P. 12-16. DOI: 10.24411/2587-6740-2020-12021.Михайлушкин П.В. Органическое земледелие – направление перехода к «зеленой» экономике в России / П.В. Михайлушкин, А.Р. Алиева // Международный сельскохозяйственный журнал. 2020. № 2. С. 17-19. DOI: 10.24411/2587-6740-2020-12022.Mikhailushkin P.V., Alieva A.R. Organic farming – direction of transition to a “green” economy in Russia // International Agricultural Journal. 2020. No. 2. P. 17-19. DOI: 10.24411/2587-6740-2020-12022.Германова С.Е. Воздействие антропогенных факторов на сельскохозяйственные почвы / Петухов Н.В., Самброс Н.Б., Пивень Е.А., Зинченко А.В. // Международный сельскохозяйственный журнал. 2023. № 1. С. 39-42. DOI: 10.55186/25876740_2023_66_1_39Germanova S.E., Petukhov N.V., Sambros N.B., Piven’ E.A., Zinchenko A.V. Impact of anthropogenic factors onagricultural soils // International Agricultural Journal. 2023. No. 1. P. 39-42. DOI: 10.55186/25876740_2023_66_1_39.Ильинский А.В. Новые способы повышения продуктивности деградированных мелиорированных земель с применением информационных технологий. Монография / А.В. Ильинский, Н.В. Коломийцев, А.В. Матвеев, К.Н. Евсенкин, Б.И. Корженевский. М.: ФГБНУ «ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова», 2022. 152 с.Ilyinsky A.V., Kolomytsev N.V., Matveev A.V., Evsenkin K.N., Korzhenevsky B.I. New ways to increase the productivity of degraded reclaimed lands using information technologies: monograph. Moscow: All-Russian Research Institute of Hydraulic Engineering andLand Reclamation named after A.N. Kostyakova. 2022. 152 p.Доклад о состоянии и об охране окружающей среды в Рязанской области в 2020 году / Комитет природных ресурсов по Рязанской области. Рязань, 2020. 148 с.Report on the state and environmental protection in Ryazan Oblast in 2020. Committee of Natural Resources of Ryazan Oblast. Ryazan. 2020. 148 p.Доклад о состоянии и об охране окружающей среды в Рязанской области в 2021 году / Комитет природных ресурсов по Рязанской области. Рязань, 2021. 163 с.Report on the state and environmental protection in Ryazan Oblast in 2021. Committee of Natural Resources of Ryazan Oblast. Ryazan. 2021. 163 p.Уровень воды в Оке (г. Рязань) сегодня. [Электронный ресурс]. URL: https://allrivers.info/gauge/oka-ryazan/waterlevel (дата обращения: 10.07.2023).Water level in the Oka (Ryazan) today. [Electronic resource]. URL: https://allrivers.info/gauge/oka-ryazan/waterlevel (Date of application 10/07/2023).Информация о сложившихся (к 20 февраля) и ожидаемых гидрометеорологических условиях на территории Рязанской области в преддверии весеннего половодья 2023 года. [Электронный ресурс]. URL: https://meteo62.ru/press-relizy/:polovode-2022_220309 (дата обращения: 04.06.2023).Information on the current (by February 20) and expected hydrometeorological conditions in the Ryazan region on the eve of the spring flood of 2023. [Electronic resource]. URL: https://meteo62.ru/press-relizy/:polovode-2022_220309 (Date of application 04/06/2023).Мажайский Ю.А. Нейтрализация загрязненных почв. Монография. Рязань: Мещерский филиал ГНУ ВНИИГиМ Россельхозакадемии, 2008. 528 с.Mazhaisky Yu.A. Neutralization of contaminated soils: monograph. Ryazan: Meshchersky branch of GNU VNIIGiM of the Russian Agricultural Academy. 2008. 528 p.Мажайский Ю.А. Особенности распределения тяжелых металлов в профилях почв Рязанской области // Агрохимия. 2003. № 8. С. 74-79.Mazhaisky Yu.A. The distribution of heavy metals in the profile of soils of Ryazan oblast // Agrochemistry. 2002. No 8. P. 74-79.Мажайский Ю.А., Гусева Т.М. Мониторинг тяжелых металлов в экосистеме малой реки Окского бассейна // Теоретическая и прикладная экология. 2017. № 2. С. 54-59.Mazhaisky Yu.A. Guseva T.M. Monitoring of heavy metals in the ecosystem of a small river of the Oka basin // Theoretical and Applied Ecology. 2017. No 2. P. 54-59.Сает Ю.А. Геохимия окружающей среды / Ю.А. Сает, Б.А. Ревич, Е.П. Янин и др. М.: Недра, 1990. 335 с. ISBN 5-247-01127-9Sayet Yu.A., Revich B.A., Yanin E.P., Smirnova R.S., Basharkevich I.L., Onishchenko T.L., Pavlova L.N., Trefilova N.Ya., Achkasov A.I., Sargsyan S.Sh. Geochemistry of the environment. Moscow: Nedra. 1990. 335 p. ISBN 5-247-01127-9

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