Accumulation of heavy metals in sediments and vegetative organs of Carex rostrata Stokes filtration fields

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

This article discusses the pollution of bottom sediments and vegetative organs of Carex rostrata Stokes filtration fields with heavy metals. The methods and pathways of pollutants entering bottom sediments, as well as the features of their accumulation in the vegetative organs of plants, are described. The content of heavy metals in the studied objects was determined using a spectrophotometer. The coefficient of biological absorption was used to assess the intensity of accumulation of heavy metals by plants. The paper presents the results of comparing the pollution of bottom sediments with heavy metals in comparison with the clarke value and freshwater bottom sediments. Absorption intensity series were constructed based on the calculated coefficients of biological absorption. The content of heavy metals was studied in the filtration fields of the Nizhnetavdinsky District and the Omutinsky District of the Tyumen Region. The studies showed that in these areas there is an increased content of a number of heavy metals in bottom sediments, the main elements of which are iron and manganese. With an increase in the content of heavy metals (iron, cobalt and manganese) in bottom sediments, the intensity of their absorption by plants decreased. The data obtained can serve as a basis for further monitoring of the state of bottom sediments and vegetation in the context of assessing the environmental safety and sustainability of ecosystems.

About the authors

Olga Viktorovna Kovaleva

Northern Trans-Ural State Agricultural University

Author for correspondence.
Email: kovalevaov@gausz.ru

candidate of agricultural sciences, associate professor of Ecology and Rational Nature Management Department

Russian Federation, Tyumen

Dmitry Valerievich Vinogradov

Lomonosov Moscow State University; Ryazan State Agrotechnological University named after P.A. Kostychev

Email: vdv-rz@rambler.ru

doctor of biological sciences, professor, senior researcher of Laboratory of Agroecology, Lomonosov Moscow State University; head of Agronomy, Agrochemistry and Plant Protection Department, Ryazan State Agrotechnological University named after P.A. Kostychev

Russian Federation, Moscow; Ryazan

Andrey Vladimirovich Soromotin

University of Tyumen

Email: a.v.soromotin@utmn.ru

doctor of biological sciences, associate professor, director of Scientific Research Institute of Ecology and Rational Use of Natural Resources

Russian Federation, Tyumen

References

  1. Briffa J., Sinagra E., Blundell R. Heavy metal pollution in the environment and their toxicological effects on humans // Heliyon. 2020. Vol. 6 (8). E04691.
  2. Kovaleva O., Sannikova N., Ilyasov O. Content of heavy metals in the bottom sediments of the wastewater of the processing enterprise // E3S Web of Conferences: 22. Voronezh, 2021. P. 01009.
  3. Skopina L.Yu., Demin E., Kostomakhin N.M., Kovaleva O.V. Sanitary and microbiological assessment of wastewater when using a biological treatment system // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science: International Scientific and Practical Conference: Food and Environmental Security in Modern Geopolitical Conditions: Problems and Solutions. Vol. 1206. IOP Publishing Ltd, 2023. P. 012040.
  4. Zhou Q., Yan N., Li Y., Ren B., Ding X., Bian H., Yao X. Total concentrations and sources of heavy metal pollution in global river and lake water bodies from 1972 to 2017 // Global Ecology and Conservation. 2020. Vol. 22. E00925.
  5. Ковалева О.В., Костомахин Н.М., Лебедько Е.Я. Влияние биопрепаратов на состав осадка сточных вод молокоперерабатывающих предприятий // Аграрная наука. 2020. № 5. С. 98–101.
  6. Оценка устойчивости компонентов экосистем к техногенному воздействию как основа экологического нормирования // Экологическая безопасность ракетно-космической деятельности / под ред. Н.С. Касимова. М.: Спутник +, 2015. С. 45–54.
  7. Иванов Е.С., Чёрная В.В., Виноградов Д.В., Позняк С.С., Кочуров Б.И. Экологическое ресурсоведение: учеб. пособие. Рязань, 2018. 514 с.
  8. Щур А.В., Виноградов Д.В., Валько В.П. Влияние различных уровней агроэкологических нагрузок на биохимические характеристики почвы // Юг России: экология, развитие. 2016. Т. 11, № 4. С. 139–148.
  9. Полетаева М.А., Осадчая О.С., Рузаева Н.А. Пути решения проблемы очистки сточных вод молочного предприятия // Ползуновский вестник. 2013. № 1. С. 273–275.
  10. Хабарова Т.В., Виноградов Д.В., Кочуров Б.И., Левин В.И., Бышов Н.В. Агроэкологическая эффективность использования осадка сточных вод и вермикомпостов в агроценозе овса посевного // Юг России: экология, развитие. 2018. Т. 13, № 2. С. 132–143.
  11. Виноградов Д.В., Макарова М.П., Зубкова Т.В. Применение удобрительных смесей на основе осадков сточных вод и цеолита в агроценозах масличных культур // Теоретическая и прикладная экология. 2023. № 1. С. 93–100.
  12. Hoang H.-G., Lin C., Tran H.-T., Chiang C.-F., Bui X.-T., Kiprotich Cheruiyot N., Shern C.-C., Lee C.-W. Heavy metal contamination trends in surface water and sediments of a river in a highly-industrialized region // Environmental Technology & Innovation. 2020. Vol. 20. 101043.
  13. Методический документ РД 52.18.289-90. Методические указания. Методы измерения массовой доли подвижных форм металлов (меди, свинца, цинка, никеля, кадмия, кобальта, хрома, марганца) в почвенных образцах атомно-абсорбционным методом. М.: Государственный комитет по гидрометеорологии, 1990.
  14. М-МВИ-80-2008. Методы измерения массовой доли элементов в образцах почвы, грунтовых и донных отложений методами атомно-эмиссионной и атомно-абсорбционной спектрометрии. СПб.: ВНИИМ им. Д.И. Менделеева, 2008.
  15. Ковальский В.В., Раецкая Ю.И., Грачева Т.И. Микроэлементы в растениях и кормах. М.: Колос, 1971. 235 с.
  16. Круглова М.И., Анисина О.В., Гринь С.А., Мельник Н.В., Мельник Р.Н., Самуйленко А.Я., Ефимченко Н.А., Денисов А.А. Инновационные технологии в очистке городских и промышленных сточных вод // Ветеринария и кормление. 2019. № 5. С. 42–43.
  17. Tashyrev O.B., Sioma I.B., Tashyreva G.O., Hovorukha V.M. Natural and synthetic solid carriers in flow module for microbial sewage filtrate purification // Biotechnologia Acta. 2018. Vol. 11, № 6. P. 73–81.
  18. Богатырев К.С., Корнилов А.Г. Экологическое состояние поверхностных водных объектов под воздействием комплексов тепличных хозяйств // Геология, география и глобальная энергия. 2020. № 4 (79). С. 143–150.
  19. Демидова С.Е., Балог М.М., Троян В.В. Устойчивое развитие и экологическая безопасность в аспекте «зеленой» проблематики // ЭТАП: экономическая теория, анализ, практика. 2020. № 5. С. 87–107.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Figure 1 – Filtration fields of the Nizhnetavdinsky district

Download (759KB)
Indexing metadata
3. Figure 2 – Filtration fields of the Omutinsky district

Download (719KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Kovaleva O.V., Vinogradov D.V., Soromotin A.V.

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».