COMPOSITION AND GENESIS OF ORGANIC MATTER IN SOILS AND BOTTOM SEDIMENTS OF THE RESIDENTIAL ZONE OF KHABAROVSK

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The features of distribution and composition of organic of abiotic (Corg; HC; CHC/Corg, %) and biotic (phytopigments, microbial communities) components of soils and bottom sediments (BS) formed under conditions of long-term anthropogenic transformation of the landscape were studied. Average concentrations of Corg in soils and bottom sediments did not differ significantly and varied at the level of 4.9 %. The HC content in soils was 20–560, in BS – 3–20 in mg/kg. In BS, the amount of chlorophyll (chl.) a was 1.4–6.0, chl. b up to 2.8, chl. c up to 3.9 μg/g. In the soil, chl. a did not exceed 4.4, chl. b 2.8, chl. c 3.9 μg/g. Carotenoids dominated in the composition of phytopigments and varied from 6.8 to 12.2 μg/g in sediments and from 4.1 to 9.5 μg/g in soils. The share of primary production carbon in the composition of Corg in river sediments was 0.01–1.36 % and from 0.18 to 0.76 % in soils, which is 1–2 orders of magnitude higher than the share of HC. Diatoms was found to actively participate in the production of organic matter (OM) in river sediments. At the level of molecular markers, a more significant role of primary production of microalgae in the formation of organic matter in soils and BS was revealed compared to higher vegetation. The leading role in the formation of OM in soils and sediments belongs to the microbial-destructive component (∑C20–C25 = 33.9–48.2 %), which is consistent with the relatively high (up to 63.6 %) share of hydrocarbon-oxidizing bacteria in microbial communities. It has been shown that during secondary soil formation on ash dumps, a significant role in the formation of organic matter belongs to microalgae: the proportion of the corresponding markers (∑С15, С17, С19) reached 42.6 % of the total n-alkanes.

作者简介

L. Garetova

Institute of Water and Ecological Problems, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: fisher@ivep.as.khb.ru
Dikopoltseva str., 56, Khabarovsk, 680000 Russia

E. Imranova

Institute of Water and Ecological Problems, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: fisher@ivep.as.khb.ru
Dikopoltseva str., 56, Khabarovsk, 680000 Russia

N. Fisher

Institute of Water and Ecological Problems, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: fisher@ivep.as.khb.ru
Dikopoltseva str., 56, Khabarovsk, 680000 Russia

参考

  1. Анохина Н.А., Демин В.В., Завгородняя Ю.А. (2018) Состав н-алканов и н-метил-кетонов в почвах парковой зоны Москвы. Почвоведение. (6), 683–692.
  2. Бульон В.В. (2012) Продукция органического вещества и ее трансформация в озерных экосистемах. Органическое вещество и биогенные элементы во внутренних водоемах и морских водах. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 356–360.
  3. Водяницкий Ю.Н. (2010) Тенденции развития химии почв. Бюллетень Почвенного института имени В. В. Докучаева. (66), 64–82.
  4. Галимов Э. М., Кодина Л.А., Степанец О.В. (2006) Биогеохимия и проблемы радиоактивного загрязнения морей России (на примере Карского моря). Фундаментальные исследования океанов и морей. 2. М.: Наука, 440–465.
  5. Гаретова Л.А., Фишер Н.К., Имранова Е.Л., Кириенко О.А., Кошельков А.М. (2021) Особенности формирования органических соединений в грунтах и донных отложениях промзоны г. Хабаровск. Геохимия. 66 (5), 464–472.
  6. Garetova L.A., Fisher N.K., Imranova E.L., Kirienko O.A., Koshelkov A.M. (2021) Features of formation of organic compounds in the ground and bottom sediments of the industrial zone of Khabarovsk. Geochem. Int. 59 (5), 528–536.
  7. Гаретова Л.А., Фишер Н.К., Имранова Е.Л., Кириенко О.А., Кошельков А.М. (2022) Особенности распределения органического вещества, фитопигментов и микроорганизмов в прибрежных почвах, донных осадках и воде Татарского пролива в зимний период. Геохимия. 67 (11), 1157–1172.
  8. Garetova L.A., Fisher N.K., Imranova E.L., Kirienko O.A., Koshelkov A.M. (2022) Distribution of organic matter, phytopigments, and microorganisms in the coastal soils, bottom sediments, and water of the Tatar Strait in winter. Geochem. Int. 60 (11), 1167–1181.
  9. Геннадиев А.Н., Завгородняя Ю.А., Пиковский Ю.И., Смирнова М.А. (2018) Алканы как компоненты углеводородного состояния почв: поведение, индикационное значение. Почвоведение. (1), 37–48.
  10. Геннадиев А.Н., Пиковский Ю.И., Цибарт А.С., Смирнова М.А. (2015) Углеводороды в почвах: происхождение, состав, поведение (обзор). Почвоведение. (10), 1195–1209.
  11. Гируц М.В., Гордадзе Г.Н., Строева А.Р., Кошелев В.Н. (2014) К вопросу образования углеводородов нефти из биомассы бактерий. Труды РГУ нефти и газа. (2), 82–93.
  12. Горовцов А.В., Иванов Ф.Д., Козьменко С.В., Алешукина И.С. (2018) Влияние урбанизации на микробные сообщества почв г. Ростова-на-Дону. Научное электронное периодическое издание ЮФУ «Живые и биокосные системы». (26).
  13. ГОСТ 17.1.5.01-80. (2002) Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб донных отложений водных объектов для анализа на загрязненность. М.: ИПК издательство стандартов, 7 с.
  14. ГОСТ 26213-2021 (2021) Почвы. Методы определения органического вещества. М.: Российский институт стандартизации, 11 с.
  15. Дзюбан А.Н. (2015) Особенности функционирования бактериобентосных сообществ в условиях нефтяного загрязнения грунтов. Вода: химия и экология. (6), 39–42.
  16. Домрачева Л.И., Ашихмина Т.Я. (2019) Устойчивость микробных комплексов почвы к антропогенным факторам среды [Электронный ресурс]. Сыктывкар: ИБ ФИЦ Коми НЦ УрО РАН, 254.
  17. Звягинцев Д.Г., Гузев В.С., Левин С.В., Селецкий Г.И., Оборин А.А. (1989) Диагностические признаки различных уровней загрязнения почвы нефтью. Почвоведение. (1), 72–78.
  18. Истомина М.Н., Кочарян А.Г., Лебедева И.П., Никитская К.Е. (2004) Экологические последствия наводнений. Инженерная экология. (4), 3–19.
  19. Кошельков А.М., Матюшкина Л.А. (2018) Оценка химического загрязнения почв водоохранных зон малых рек города Хабаровска. Региональные проблемы. 21 (2), 76–85.
  20. Кудеяров В.Н., Заварзин Г.А., Благодатский С.А., Борисов А.В., Воронин П.Ю., Демкин В.А., Демкина Т.С., Евдокимов И.В., Замолодчиков Д.Г., Карелин Д.В., Комаров А.С., Курганова И.Н., Ларионова А.А., Лопес де Гереню В.О., Уткин А.И., Чертов О.Г. (2007) Пулы и потоки углерода в наземных экосистемах России. М.: Наука, 315 с.
  21. Марьяш А.А., Ходоренко Н.Д., Звалинский В.И., Тищенко П.Я. (2015) Органический углерод в эстуарии реки Раздольная (Амурский залив, Японское море) в период ледостава. Геохимия. (8), 734–742.
  22. Mar’yash A.A., Khodorenko N.D., Zvalinskii V.I., Tishchenko P.Y. (2015) Organic carbon in the Razdol’naya river estuary (Amur bay, sea of Japan) during the period of ice cover. Geochem. Int. 53 (8), 726–734.
  23. Нарбут Н.А., Антонова Л.А., Матюшкина Л.А., Климина Е.М., Караванов К.П. (2002) Стратегия формирования экологического каркаса городской территории (на примере Хабаровска). Владивосток; Хабаровск: ДВО РАН, 129 с.
  24. Немировская И. А. (2005) Углеводороды Белого моря (пути поступления, формы миграции, генезис). Геохимия. (5), 542–554.
  25. Nemirovskaya I.A. (2005) Hydrocarbons in the White Sea: routes and forms of migration and genesis. Geochem. Int. 43 (5), 493–504.
  26. Немировская И.А. (2013) Нефть в океане (загрязнение и природные потоки). М.: Научн. мир, 432 с.
  27. Опекунов А.Ю., Митрофанова Е.С., Опекунова М.Г. (2017) Техногенная трансформация состава донных отложений рек и каналов Санкт-Петербурга. Геоэкология. Инженерная геология. Гидроэкология. Геокриология. (4), 48–61.
  28. Патин С.А. (2001) Нефть и экология континентального шельфа. М.: ВНИРО, 247 с.
  29. Пиковский Ю.И., Геннадиев А.Н., Чернянский С.С., Сахаров Г.Н. (2003) Проблемы диагностики и нормирования загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами. Почвоведение. (9), 1132–1140.
  30. Пиковский Ю.И., Смирнова М.А., Геннадиев А.Н., Завгородняя Ю.А., Жидкин А.П., Ковач Р.Г., Кошовский Т.С. (2019) Параметры нативного углеводородного состояния почв различных биоклиматических зон. Почвоведение. (11), 1307–1321.
  31. ПНДФ 16.1:2.2.22-98 (2005) Методика выполнения измерений массовой доли нефтепродуктов в минеральных, органогенных, органно-минеральных почвах и донных отложениях методом ИК-спектрометрии. М.: Гос. ком. РФ по охране окр. среды, 21 с.
  32. Полянин В.О., Фащевская Т.Б., Словягина А.Н. (2023) Особенности формирования и регулирования диффузного загрязнения в пределах городских территорий (на примере р. Яузы). Водные ресурсы. (1), 53–67.
  33. Попов А.И. (2020) Способность коллоидных мицелл гуминовых веществ солюбилизировать фотосинтетические пигменты. Актуальные проблемы почвоведения, агрохимии и экологии в природных и антропогенных ландшафтах. Пермь: ИПЦ «Прокростъ», 100–104.
  34. Попов А.И., Коноплина Л.Б., Комолкина Н.А., Прилепа С.В., Сазанова Е.В., Холостов Г.Д. (2021) Компонентный состав почвенного органического вещества. The Scientific Heritage. (65), 11–19.
  35. Практикум по микробиологии / Под ред. А. И. Нетрусова (2005). М.: Академия, 603 с.
  36. СанПиН 1.2.3685–21 (2021) «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания». 960 с.
  37. Сигарева Л.Е. (2012) Хлорофилл в донных отложениях Волжских водоемов. М.: Товарищество научных изданий КМК, 217 с.
  38. Титова В.И., Козлов А.В. (2012) Методы оценки функционирования микробоценоза почвы, участвующего в трансформации органического вещества. Нижний Новгород: Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия, 64 с.
  39. Фащевская Т.Б., Словягина А.Н., Полянин В.О., Алгушаева А.В. (2023) Антропогенные изменения гидрохимического режима и качества воды городского водотока (на примере реки Лихоборки, московский регион). Водные ресурсы. (2), 203–217.
  40. Янин Е.П. (2013) Трансформация группового состава органического вещества русловых отложений малой реки в условиях техногенеза. Геохимия. (9), 834–841.
  41. Янин Е.П. (2018) Техногенные речные илы (условия формирования, вещественный состав, геохимические особенности). М.: НП «АРСО», 415 с.
  42. Яровая О.В., Молчанова Я.П., Гусева Т.В., Межуев Я.О., Фирер А.А. (2015) Растворенные и взвешенные органические вещества в водных системах. (Под ред. О. В. Яровой). М.: РХТУ им. Д. И. Менделеева, 92 с.
  43. Al-Saad H.T., Farid W.A., Ateek A.A., Sultan A.W.A., Ghani A.A, Mahdi S. (2015) n-Alkanes in surficial soils of Basrah city, Southern Iraq. Int. J. Mar. Sci. 5 (52), 1–8.
  44. Andreou G., Rapsomanikis S. (2009) Origins of n-alkanes, carbonyl compounds and molecular biomarkers in atmospheric fine and coarse particles of Athens, Greece. Sci. Total Environ. 407 (21), 5750–5760.
  45. Anh N.T., Can L.D., Nhan N.T., Schmalz B., Luu T.L. (2023) Influences of key factors on river water quality in urban and rural areas: A review. Case Stud. Chem. Environ. Eng. 8, 100424.
  46. Bouloubassi I., Saliot A. (1993) Investigation of anthropogenic and natural organic inputs in estuarine sediments using hydrocarbon markers (NAH, LAB, PAH). Oceanol. Acta. 16 (2), 145–161.
  47. Cloern J.E., Grenz C., Vidergar-Lucas L. (1995) An empirical model of the phytoplankton chlorophyll; carbon ratio the conversion factor between productivity and growth rate. Limnol. Oceanogr. 40 (7), 1313–1321.
  48. Eckmeier E., Wiesenberg G.L.B. (2009) Short-chain n-alkanes (C16–20) in ancient soil are useful molecular markers for prehistoric biomass burning. J. Archaeological Sci. 36 (7), 1590–1596.
  49. Engloner A.I., Németh K., Dobosy P., Óvári M. (2023) Exploring the trend effects of diffuse anthropogenic pollution in a large river passing through a densely populated area. Heliyon. 9, e20120.
  50. Fang T., Wang H., Liang Y., Cui K., Yang K., Lu W., Li J., Zhao X., Gao N., Yu Q., Li H., Jiang H. (2022) Source tracing with cadmium isotope and risk assessment of heavy metals in sediment of an urban river, China. Environ. Pollut. 305, 119325.
  51. Gao C., Yu F., Chen J., Huang Z., Zong Y. (2021). Anthropogenic impact on the organic carbon sources, transport and distribution in a subtropical semi-enclosed bay. Sci. Total Environ. 767, 145047.
  52. Heim S., Schwarzbauer J. (2013) Pollution history revealed by sedimentary records: a review. Environ. Chem. Letters. 11 (3), 255–270.
  53. Imbulana S., Tanaka S., Oluwoye I. (2024) Quantifying annual microplastic emissions of an urban catchment: Surface runoff vs wastewater sources. J. Environ. Manage. 360, 121123.
  54. Kypritidou Z., Kelepertzis E., Kritikos I., Kapaj E., Skoulika I., Kostakis M., Vassilakis E., Karavoltsos S., Boeckx P., Matiatos I. (2024) Geochemistry and origin of inorganic contaminants in soil, river sediment and surface water in a heavily urbanized river basin. Sci. Total Environ. 927, 172250.
  55. Lipson D.A., Blair M., Barron-Gafford G., Grieve K., Murthy R. (2006) Relationships between microbial community structure and soil processes under elevated atmospheric carbon dioxide. Microbial. Ecol. 51 (3), 302–314.
  56. Liu J., Zhao J., He D., Huang X., Jiang C., Yan H., Lin G., An Z. (2022) Effects of plant types on terrestrial leaf wax long-chain n-alkane biomarkers: Implications and paleoapplications. Earth Sci. Rev. 235, 104248.
  57. Liu Y., Wang X., Wen Q., Zhu N. (2019) Identifying sources and variations of organic matter in an urban river in Beijing, China using stable isotope. Ecol. Indic. 102, 783–790.
  58. Lu X., Wang Ch., Lao Q, Jin G, Chen F, Zhou X., Chen Ch. (2023) Interactions between particulate organic matter and dissolved organic matter in a weak dynamic bay revealed by stable isotopes and optical properties. Fron. Mar. Sci. 10, 1144818.
  59. Mauad C.R., Wagener A. de L.R., Massone C.G., Aniceto M. da S., Lazzari L., Carreira R.S., Farias C. de O. (2015) Urban rivers as conveyors of hydrocarbons to sediments of estuarine areas: Source characterization, flow rates and mass accumulation. Sci. Total Environ. 506–507, 656–666.
  60. McGrane S.J. (2016). Impacts of urbanisation on hydrological and water quality dynamics, and urban water management: a review. Hydrolog. Sci. J. 61 (13), 2295–2311.
  61. Medupin C., Bark R., Owusu K. (2020) Land cover and water quality patterns in an urban river: a case study of River Medlock, Greater Manchester, UK. Water. 12 (3), 848.
  62. Norris C., Dungai J., Joynes A., Quideau S. (2013) Biomarkers of novel ecosystem development in boreal forest soils. Org. Geochem. 64, 9–18.
  63. Oswald C.J., Kelleher C., Ledford S.H., Hopkins K.G., Sytsma A., Tetzlaff D., Toran L., Voter C. (2023) Integrating urban water fluxes and moving beyond impervious surface cover: A review. J. Hydrol. 618, 129188.
  64. Pan Y., Xie J., Yan W., Zhang T.C., Chen C. (2022) Response of microbial community to different land-use types, nutrients and heavy metals in urban river sediment. J. Environ. Manage. 321, 115855.
  65. Peters K.E., Walters C.C., Moldowan J.M. (2005) The biomarker guide: Biomarkers and isotopes in petroleum systems and Earth History. Cambridge: University Press. (2), 1155 p.
  66. Rushdi A.I., Al-Mutlaq K.F., El-Mubarak A.H., Al- Saleh M.A., El-Otaibi M.T., Ibrahim S.M.M., Simoneit B.R.T. (2016) Occurrence and sources of natural and anthropogenic lipid tracers in surface soils from arid urban areas of Saudi Arabia. Environ. Pollut. 208, Part B, 696–703.
  67. Samuel O., Sojinu S.J., Oluwadayo O., Sonidar J.J., Ekundayo O., Eddy Y, Zeng E.Y. (2012) Assessing anthropogenic contamination in surface sediments of Niger Delta, Nigeria with fecal sterols and n-alkanes as indicators. Sci. Total Environ. 441, 89–96.
  68. Schellekens J., Buurman P.N. (2011) Alkane distribution as paleoclimatic proxies in ombrotrophic peat: the role of decomposition and dominant vegetation. Geoderma. 164 (3–4), 112–121.
  69. Tobor-Kaplon Maria A., Bloem Jaap, De Ruiter Peter C. (2006) Functional stability of microbial communities from long-term stressed soils to additional disturbance. Environ. Toxcol. and Chem. 25 (8), 1993–1999.
  70. Tolosa I., Mora S., Sheikholeslami M.R., Villeneuve J.P., Bartocci J., Cattini C. (2004) Aliphatic and aromatic hydrocarbons in coastal Caspian Sea sediments. Mar. Pollut. Bull. 48 (1–2), 44–60.
  71. Zech M., Rass S., Buggle B., Loscher M., Zoller L. (2012) Reconsruction of the late Quaternary paleoenviroments of Nussloch loess paleosol sequence, Germany, using n-alkane biomarkers. Quat. Res. 78, 226–235.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2025

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».