Оценка биоремедиационной способности и экологическое нормирование городских почв по загрязнению бенз(a)пиреном

Аннотация

На примере московского мегаполиса рассматриваются методологические проблемы количественной оценки загрязнения городских почв бенз(а)пиреном и их биоремедиации. Использованы доступные материалы научных публикаций и официальных отчетов муниципальной системы «Мосэкомониторинг» по загрязнению городских почв бенз(а)пиреном и закономерностям его динамики. Методическую основу исследования составило математическое моделирование, включающее как нелинейный регрессионный анализ в программе S-Plot-11, так и численное компьютерное моделирование в среде Matlab-7. Анализ опубликованных материалов выявляет минимум двукратное превышение предельно допустимого уровня загрязнения городских почв бенз(а)пиреном на 70% территории московского мегаполиса при большой вероятности крайне высокой степени загрязнения в несколько десятков ПДК на 10% площади города. В отличие от известных работ в данной области, исследование связывает такую негативную ситуацию не с устойчивостью бенз(а)пирена в почвах, а с его высокой техногенной нагрузкой. Простая кинетическая модель, верифицированная по экспериментальной информации о биодеструкции бенз(а)пирена в почвах, позволяет оценить допустимые пределы техногенной нагрузки, гарантирующие самоочищение городских почв от этого опасного поллютанта в условиях г. Москвы. 

Литература

1. Белюченко И.С., Смагин А.В., Попок Л.Б. и др. Анализ данных и математическое моделирование в экологии и природопользовании. Краснодар: Изд-во КубГАУ, 2017.

2. Геннадиев А.Н., Пиковский Ю.И., Чернянский С.С. и др. Формы и факторы накопления полициклических ароматических углеводородов в почвах при техногенном загрязнении (Московская область). // Почвоведение. 2004. №4.

3. Гигиенические нормативы ГН 2.1.7.2041-06 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве». М.: Роспотребнадзор, 2006.

4. Жидкин А.П., Геннадиев А.Н., Лобанов А.А. Индикационное значение соотношений индивидуальных полициклических ароматических углеводородов в системе снег-почва при разных условиях землепользования. // Вестн. Моск. ун-та. Серия 5: География. 2017. № 5.

5. Загрязнение почвенного покрова города Москвы бенз(а)пиреном и нефтепродуктами. Официальный сайт ДПиООС г. Москвы ДП http://www.dpioos.ru/eco/ru/condition_soil/o_1366. Обращение 16.04.2021.

6. Кошелева Н.Е., Цыхман А.Г. Пространственно-временные тренды и факторы загрязнения почвенного покрова Москвы // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности. 2018. Т. 26. №2. C. 207-236. doi: 10.22363/2313-2310-2018-26-2-207-236

7. Кошелева Н.Е., Никифорова Е.М. Многолетняя динамика и факторы накопления бенз(а)пирена в почвах (на примере г. Москвы). // Вестн. Моск. ун-та. Серия 17: Почвоведение. 2011. № 2.

8. Липкинд Т.А. Защита водных объектов от загрязнения углеводородами поверхностного стока с объектов железнодорожного транспорта; Автореф. дис. … канд. техн. наук. Екатеринбург. 2006.

9. Максимова О.А., Горяинов С.В., Самохина К.Е. Определение содержания бенз(а)пирена в почвах ЮАО г. Москвы // Вестник РУДН. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности. 2014. №.1.

10. Попилешко Я.А., Сушкова С.Н., Минкина Т.М. и др. Особенности аккумуляции и трансформации бенз(а)пирена в почве при искусственном загрязнении чернозема обыкновенного. // Почвы и окружающая среда. 2019. Т.2. №1.

11. Прохоров И.С., Карев С.Ю. Особенности производства почвогрунтов для озеленения и благоустройства города Москвы // Агрохимический вестник. 2012. № 3. С. 21–25.

12. Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы. СанПиН 2.1.7.1287-03. М.: Минюст РФ, 2003.

13. Смагин А.В. Почвенные режимы функционирования и их мониторинг. М.: Юстицинформ, 2020.

14. Смагин А.В., Садовникова Н.Б. К проблеме экологического нормирования воздействий на почвы // Доклады по экологическому почвоведению. 2013. Т.19. № 2.

15. Экологическое нормирование и управление качеством почв и земель. М. НИА – Природа, 2013.

16. Zavgorodnyaya Y.A., Chikidova A.L., Biryukov M.V., Demin V.V. Polycyclic aromatic hydrocarbons in atmospheric particulate depositions and urban soils of Moscow, Russia. // J.l of Soils and Sediments, V. 19. № 8. P. 3155-3165. DOI:10.1007/s11368-018-2067-3

17. Kasimov N.S., Kosheleva N.E., Nikiforova E.M. et al. Benzo[a]pyrene in urban environments of eastern Moscow: pollution levels and critical loads. // Atmos. Chem. Phys. 2017. V. 17. doi:10.5194/acp-17-2217-2017

18. Nzila A., Musa M.M. Current status of and future perspectives in bacterial degradation of benzo[a]pyrene. // Int. J. Environ. Res. Public Health. 2020. V.18(1). doi: 10.3390/ijerph18010262.

19. Smagin A.V., Sadovnikova N.B., Vasenev V.I. et al. Biodegradation of Some Organic Materials in Soils and Soil Constructions: Experiments, Modeling and Prevention. // Materials. 2018. V.11(10). ID 1889. doi:10.3390/ma11101889.

20. Su D., Li P-J., Frank S. et al. Biodegradation of benzo[a]pyrene in soil by Mucor sp. SF06 and Bacillus sp. SB02 co-immobilized on vermiculite.  // J. Environ. Sci. (China). 2006. V. 18 (6). doi: 10.1016/s1001-0742(06)60063-6.

21. Su D., Li P-J., Wang X/ et al. Degradation and kinetics of pyrene and benzo[a]pyrene by three bacteria in contaminated soil. // Chinese PMID .2007. V. 28 (4). ID 17639960

22. Wilcke W. Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) in Soil — a Review. // J. Plant Nutr. Soil Sci. 2000. V. 163.

23. Wild S.R., Obbard J.P., Munn C.I., Berrow, M. L. et al. The long-term persistence of polynuclear aromatic hydrocarbons (PAHs) in an agricultural soil amended with metal contaminated sewage sludges. / Sci. Total Environ. 1991. V. 101. doi:10.1016/0048-9697(91)90037-F.

24. Wild S.R., Jones K.C. Polynuclear aromatic hydrocarbons in the United Kingdom environment: a preliminary source inventory and budget/ // Environ. Pollut. 1995. V. 8. doi:10.1016/0269-7491(95)91052-M.

25. Ye X., Ma J., Wei J. et al. Comparison of the bioavailability of benzo[a]pyrene (B[a]P) in a B[a] P-contaminated soil using the diferent addition approaches. // Sci Rep. 2019. V. 9. ID 3848. doi: 10.1038/s41598-019-40813-1.