The content of petroleum hydrocarbons in soils and bottom sediments in the urban ecosystems of the Likhoborka river, Moscow

Abstract

The characteristics of urban ecosystems, the morphological structure of profiles, the content of organic carbon, the amount of petroleum hydrocarbons, the pHН2О, and the density of soils were studied at 9 control sites in the floodplain along the Likhoborka River in the Northern Administrative District of Moscow. The river floodplain was dominated by Gleyic Fluvisol (Turbic) and UrbicTechnosol, which were heterogeneous in their morphological structure and properties. The organic carbon content in the AYtr horizon of reclaimed soils reaches 4% or more, while it is less than 1% in the UR and TCH horizons of UrbicTechnosol. Alkalization to pHН2О7.4–8.5 was observed not only in the upper horizons, but also in deeper layers (30–50 cm) of the soil, due to the numerous inclusions of construction materials and other waste. The density of the AY and AYtr horizons of Fluvisol varies from 0.8 to 1.3 gcm–3, while the TCH and UR horizons are compacted above 1.4 gcm–3. A paired analysis of the content of petroleum hydrocarbons in soils and bottom sediments was conducted, and contamination above 1000 mgkg–1.  was recorded along almost the entire 30-kilometer length of the Likhoborka River. Different types of distribution of petroleum hydrocarbons in soil profiles have been identified. Using correlation analysis, it has been found that a decrease in organic carbon content is accompanied by compaction and alkalization of the upper soil horizons. An increase in the level of petroleum hydrocarbon contamination is associated with an increase in organic carbon content and a decrease in pHН2О. The content of petroleum hydrocarbons is correlated across all layers of the upper 30-centimeter layer, but there is no correlation between the content of petroleum hydrocarbons in floodplain soils and bottom sediments along the Likhoborka River.

References

1.    Ананьева Н.Д., Иващенко К.В., Урабова С.А. и др. Подход к интегральной оценке почв лесопарков Москвы в контексте экосистемных сервисов и диссервисов // Почвоведение. 2024. № 12. С.1890–1905. https://doi.org/10.31857/S0032180X24120157
2.    Бабаков С.А., Гутников В.А. Экологическая реабилитация долин малых рек Москвы и Подмосковья // Градостроительство. 2023. № 1–2(83–84). С. 59–65.
3.    Вишневая Ю.С., Попова Л.Ф. Влияние автотранспорта на содержание углеводородов нефтепродуктов в почвах селитебного ландшафта г. Архангельска // Universum: химия и биология. 2016. № 4(22). С.1–18.
4.    Герасимова М.И., Строганова М.Н., Можарова Н.В. и др. Антропогенные почвы: генезис, география, рекультивация. Смоленск, 2003. 268 c.
5.    Гончарова О.Ю., Семенюк О.В., Стома Г.В. Исследование почв на урбанизированных территориях: анализ методических аспектов и подходов (на примере г. Москвы) // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2021. № 4. C. 4–12. https://doi.org/10.3103/s0147687421040037
6.    Золкин А.Г., Камнев А.Н., Климова В.О. Оценка экологической эффективности реабилитации реки Яузы в границах городского округа Мытищи Московской области // Экология урбанизированных территорий. 2020. № 2. С. 62–70.
7.    Капелькина Л.П. Особенности почвообразования и функционирования почв в городских экосистемах // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2010. № 190. C. 47–54.
8.    Касимов Н.С., Власов Д.В., Кошелева Н.Е. и др. Геохимия ландшафтов Восточной Москвы. М., 2016. 276 c.
9.    Кузнецов В.А., Рыжова И.М., Стома Г.В. Изменение лесных экосистем мегаполиса под влиянием рекреационного воздействия // Почвоведение. 2019. № 5. C.633–642. https://doi.org/10.1134/S0032180X1905006X
10.    Курочкина В.А., Сметанин И.А. Анализ результативности принятых мер по геоэкологической реабилитации природных территорий в долинах малых рек // Вестн. Евразийской науки. 2023, Т. 15, № 1. C. 1–20. URL: https://esj.today/PDF/67NZVN123.pdf. https://doi.org/10.15862/67NZVN123
11.    Ловинецкая С.Б., Синдирева А.В., Еремеева В.Г. Анализ факторов, влияющих на загрязнение нефтепродуктами почв придорожных территорий // Омский научный вестн. 2015. № 2(144). С. 274–277.
12.    Методические рекомендации по выявлению деградированных и загрязненных земель (утв. Минприроды РФ 15 февраля 1995 г.)
13.    Мотузова Г.В., Карпова Е.А. Химическое загрязнение биосферы и его экологические последствия. М., 2013. 305 с.
14.    Никаноров А.М., Страдомская А.Г. Проблемы нефтяного загрязнения пресных экосистем. Ростов-на-Дону, 2008. 222 с.
15.    Постановление Правительства Москвы № 450-ПП О Концепции по восстановлению малых рек и русловых водоемов города Москвы и первоочередных мероприятиях по реализации Концепции на период 2003-2005 гг. 17 июня 2003. URL: https://www.mos.ru/authority/documents/doc/14708220/
16.    Почва, город, экология / Под ред. Г.В. Добровольского. М., 1997. 320 с.
17.    Практикум по агрохимии / Под ред. В.Г. Минеева. М., 2001. 687 с.
18.    Прокофьева Т.В., Герасимова М.И., Безуглова О.С. и др. Введение почв и почвоподобных образований городских территорий в классификацию почв России // Почвоведение. 2014. № 10. С. 1155–1164. https://doi.org/10.7868/S0032180X14100104
19.    Сметанин В.И., Власов В.А. Обустройство городских водных объектов // Природообустройство. 2009. № 2. С. 22–29.
20.    Солнцева Н.П. Добыча нефти и геохимия природных ландшафтов. М., 1998. 376 c.
21.    Трофимов С.Я., Фокин А.Д., Дорофеева Е.И. и др. Влияние нефтяного загрязнения на свойства чернозема выщелоченного в условиях модельного эксперимента // Вестн. Моск. ун-та. Сер 17. Почвоведение. 2008. № 1. С. 34–39.
22.    Черных О.Н., Сабитов М.А., Алтунин В.И. Типизированные приемы экологического восстановления малых рек Москвы (на примере р. Сетунь) // Природообустройство. 2015. № 3. C. 57–64.
23.    Шишов Л.Л., Тонконогов В.Д., Лебедева И.И. и др. Классификация и диагностика почв России. Смоленск, 2004. 342 с.
24.    IUSS Working Group WRB. World Reference Base for Soil Resources. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. 4th edition. International Union of Soil Sciences (IUSS). 2022. Vienna, Austria.
25.    Liu A., Hong N., Zhu P. et al. Characterizing petroleum hydrocarbons deposited on road surfaces in urban environments // Sci Total Environ. 2019. Vol. 653. Р. 589–596. https://doi:10.1016/j.scitotenv.2018.10.428
26.    Mosaed H.P., Sobhanardakani S., Merrikhpour H. et al. The effect of urban fuel stations on soil contamination with petroleum hydrocarbons // Iranian J. Toxicol. 2015. Vol. 9(30). P. 1378–1384.
27.    Meuser H. Contaminated urban soils. 2010. Environmental Pollution. Series V. 18. 320 p. https://doi.org/10.1007/978-90-481-9328-8
28.    Nikolaeva O., Rozanova M., Karpukhin M. Distribution of traffic-related contaminants in urban topsoils across a highway in Moscow // J. Soils Sediments. 2017. Vol. 17. P. 1045–1053. https://doi.org/10.1007/s11368-016-1587-y
29.    Vane C.H., Kim A.W., Beriro D. et al. Persistent organic pollutants in urban soils of central London, England, UK: measurement and spatial modelling of black carbon (BC), petroleum hydrocarbons (TPH), polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) and polychlorinated biphenyls (PCB) // Advances in Environmental and Engineering Research. 2021. Vol. 2(2). P. 1–42. https://doi:10.21926/aeer.2102012