Distribution of heavy metals in cutover peat bog soils

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The paper contains the research results on content of total and mobile heavy metals compounds (lead, cadmium, copper, and zinc) in soils of the cutover peat bog Zenginsky located in the central part of the Kirov Region. As a result of the conducted researches it is revealed that the content of elements in different peat layers in control site (zinc – up to 2,60; copper – up to 0,90; lead – up to 5,60; cadmium – up to 0,59 mg/kg of soil) does not exceed the level of their maximum-permissible concentration and background contents in soils of the Kirov Region. For the undeveloped site the increased content of total and mobile compounds of the studied metals in the top layers is noted; it can be caused by biogenous accumulation of these elements by plants. The developed soils (the drained sites) are characterized by considerable fluctuations of elements content both in different profiles, and in the different layers of the same profile. Here the maximum content of elements in separate layers is much higher than control (zinc – up to 126,0; copper – up to 34,0; lead – up to 17,0; cadmium – up to 1,2 mg/kg of soil). Economic use of the peat bogs leads to an active mineralization of the top part of the remained peat mass. As a result of these processes stability of biogeochemical cycles of separate elements is broken. At the same time, the received data allow to consider soils of control sites as indicators of surrounding environment condition. The good safety of peat deposits gives the opportunity to study processes of accumulation and migration of chemical elements.

About the authors

Elena Sergeevna Novosyolova

Vyatka State Agricultural Academy

Author for correspondence.
Email: gonina-elena@mail.ru

lecturer of Ecology and Zoology Department

Russian Federation, Kirov

Lyudmila Nikolaevna Shikhova

Vyatka State Agricultural Academy

Email: shikhova-l@mail.ru

doctor of agricultural sciences, professor of Ecology and Zoology Department

Russian Federation, Kirov

Evgeny Mikhailovich Lisitsin

Vyatka State Agricultural Academy; Federal Agricultural Research Center of the North-East named N.V. Rudnitsky

Email: edaphic@mail.ru

doctor of biological sciences, professor of Ecology and Zoology Department, head of Plant Edaphic Resistance Department

Russian Federation, Kirov; Kirov

References

  1. Beilman D.W., MacDonald G.M., Smith L.C., Reimer P.J. Carbon accumulation in peatlands of West Siberia over the last 2000 years // Global Biogeochemical Cycles. 2009. Vol. 23 (1). GB1012. doi: 10.1029/2007GB003112.
  2. Mezhibor A., Arbuzov S., Rikhvanov L., Gauthier-Lafaye F. History of the Pollution in Tomsk Region (Siberia, Russia) According to the Study of High-Moor Peat Formations // International Journal of Geosciences. 2011. Vol. 2. P. 493–501. doi: 10.4236/ijg.2011.24052.
  3. Borgulat J., Mętrak M., Staszewski T., Wiłkomirski B., Suska-Malawska M. Heavy Metals Accumulation in Soil and Plants of Polish Peat Bogs // Polish Journal of Environmental Studies. 2018. Vol. 27 (2). P. 537–544. doi: 10.15244/pjoes/75823.
  4. Krumins J., Robalds A. Biosorption of Metallic Elements onto Fen Peat // Environmental and Climate Technologies. 2014. Vol. 14. P. 12–17. DOI: 10.1515/ rtuect-2014-0008.
  5. Forel B., Monna F., Petit C., Bruguier O., Losno R., Fluck P., Begeot C., Richard H., Bichet V., Chateau C. Historical mining and smelting in the Vosges Mountains (France) recorded in two ombrotrophic peat bogs // Journal of Geochemical Exploration. 2010. Vol. 107. P. 9–20. doi: 10.1016/j.gexplo.2010.05.004.
  6. Серебренникова О.В., Стрельникова Е.Б., Прейс Ю.И., Аверина Н.Г., Козел Н.В., Бамбалов Н.Н., Ракович В.А. Состав экстрактивных веществ торфов осушенных и ненарушенных верховых болот Беларуси и Западной Сибири // Известия Томского политехнического университета. Химия и химические технологии. 2014. Т. 325, № 3. С. 31–45.
  7. Kõlli R., Asi E., Apuhtin V., Kauer K., Szajdak L.W. Chemical properties of surface peat on forest land in Estonia // Mires and Peat. 2010. Vol. 6. Article 06. P. 1–12.
  8. Givelet N., Le Roux G., Cheburkin A., Chen B., Frank J., Goodsite M., Kempter H., Krachler M., Noernberg T., Rausch N., Rheinberger S., Roos-Barraclough F., Sapkota A., Scholz C., Shotyk W. Suggested protocol for collecting, handling and preparing peat cores and peat samples for physical, chemical, mineralogical and isotopic analyses // Journal of Environmental Monitoring. 2004. Vol. 6. P. 481–492. doi: 10.1039/b401601g.
  9. Долголетнее культурное пастбище на осушенной торфяной почве / В.М. Косолапов, А.Н. Уланов, Е.Л. Журавлева, Х.Х. Шельменкина, О.Г. Мокрушина, А.В. Смирнова, В.Г. Косолапова, В.Н. Ковшова, Ю.В. Помаскина. Киров: ООО ВЕСИ, 2015. 124 с.
  10. Зверков Ю.В. Вторая жизнь торфяников. Киров: Волго-Вятское кн. изд-во, 1982. 80 с.
  11. Методы изучения лесных сообществ / Е.Н. Андреева, И.Ю. Баккал, В.В. Горшков, Ш.В. Лянгузова и др. СПб.: НИИ Химии СПбГУ, 2002. 240 с.
  12. Куликова Г.Г. Краткое пособие к ботаническому анализу торфа. М.: Изд-во Московского университета, 1974. 95 с.
  13. Домбровская А.В., Коренева М.М., Тюремнов С.Н. Атлас растительных остатков, встречаемых в торфе. М.: Гос. энергет. изд-во, 1959. 137 с.
  14. Шихова Л.Н., Егошина Т.Л. Тяжелые металлы в почвах и растениях таежной зоны Северо-Востока Европейской России. Киров: Зональный НИИСХ Северо-Востока, 2004. 264 с.
  15. Эколого-геохимическая карта почв Кировской области. СПб.: ВСЕГЕИ. 1996.
  16. Уланов А.Н. Торфяные и выработанные почвы южной тайги евро-северо-востока России. Киров: ОАО «Дом печати – Вятка», 2005. 320 с.
  17. CRC Handbook of Chemistry and Physics, 84th / editor-in-chief: D.R. Lide (National Institute of Standards and Technology) CRC Press/Taylor & Francis Group: Boca Raton, FL. 2004. 2475 p.
  18. Håkanson L. An Ecological Risk Index for Aquatic Pollution Control: A Sedimentological Approach // Water Research. 1980. Vol. 14. P. 975–1001.
  19. Syrovetnik K., Neretnieks I., Malmström M.E. Accumulation of heavy metals in the Oostriku peat bog, Estonia: Determination of binding processes by means of sequential leaching // Environmental pollution. 2007. 147 (1), P. 291–300. doi: 10.1016/j.envpol.2005.10.048.
  20. Завгородняя Р.Е. Микроэлементный состав некоторых торфяных почв Карелии разных сроков освоения // Ученые записки Петрозаводского государственного университета. 2015. № 8 (153). С. 111–114.
  21. Kabata-Pendias A. Trace elements in soils and plants. 4th Edition. CRC Press: Boca Raton London, New York, Washington, 2010. 548 p.
  22. Nikodemus O., Brumelis G., Tabors G., Lapina L., Pope S. Monitoring of air pollution in Latvia between 1990 and 2000 using moss // Journal of Atmospheric Chemistry. 2004. Vol. 49. P. 521–531. doi: 10.1007/s10874-004-1263-2.
  23. Veretennikova E.E. Lead in the natural peat cores of ridge-hollow complex in the taiga zone of West Siberia // Ecological Engineering. 2015. Vol. 80. P. 100–107. doi: 10.1016/j.ecoleng.2015.02.001.
  24. Гашкова Л.П., Иванова Е.С. Аккумуляция тяжелых металлов в растениях-доминантах антропогенно нарушенных участков болот на территории Томской области // Известия Самарского научного центра РАН. 2014. Т. 16, № 1 (3). С. 732–735.
  25. Fiałkiewicz-Kozieł B., Smieja-Król B., Palowski B. Heavy metal accumulation in two peat bogs from southern Poland // Studia Quaternaria. 2011. Vol. 28. P. 17–24.
  26. Rydin H., Jeglum J.K. The biology of peatland. 2nd edition. Biology of habitats. Oxford: Oxford University Press, 2013. 382 p.
  27. Тюремнов C.Н. Торфяные месторождения. М.: Недра, 1976. 488 с.
  28. Гузона Е.Н. Химический состав торфов // Ландшафты болот Томской области / под ред. Н.С. Евсеевой. Томск: Изд-во НТЛ, 2012. С. 248–255.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1

Download (40KB)
3. Fig. 2

Download (49KB)

Copyright (c) 2019 Novosyolova E.S., Shikhova L.N., Lisitsin E.M.

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

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».