RUDN Journal of Ecology and Life SafetyRUDN Journal of Ecology and Life SafetyВестник Российского университета дружбы народов. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности2313-23102408-8919Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN University)2018910.22363/2313-2310-2018-26-2-207-236GeoecologyГеоэкологияResearch ArticleSpatial-temporal trends and factors of soil cover pollution in MoscowПространственно-временные тренды и факторы загрязнения почвенного покрова МосквыKoshelevaNatalya EvgenevnaКошелеваНаталья Евгеньевна

Doctor of Geographical Sciences, Leading Researcher of the Department of Landscape Geochemistry and Soil Geography, Geographical Faculty of Moscow State University.

доктор географических наук, ведущий научный сотрудник кафедры геохимии ландшафтов и географии почв географического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

natalk@mail.ruTsykhmanAnzhela GadzhikerimovnaЦыхманАнжела Гаджикеримовна

Master of the Department of Landscape Geochemistry and Soil Geography, Geographical Faculty of Moscow State University

магистр кафедры геохимии ландшафтов и географии почв географического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

angelagadjikerimova@mail.ruLomonosov Moscow State UniversityМосковский государственный университет им. М.В. Ломоносова15122018262VOL 26, NO2 (2018)ТОМ 26, №2 (2018)20723620122018Copyright ©; 2018, Kosheleva N.E., Tsykhman A.G.Copyright ©; 2018, Кошелева Н.Е., Цыхман А.Г.2018Kosheleva N.E., Tsykhman A.G.Кошелева Н.Е., Цыхман А.Г.https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0https://journals.rudn.ru/ecology/article/view/20189

The distribution and factors of heavy metal and metalloid (HMM) and benzo(a)pyrene (BaP) accumulation were studied in soils of 9 administrative districts (ADs) of Moscow, according to monitoring data in more than 2200 points for 2007-2016, accomplished by the State environmental institution “Mosekomonitoring”. The main physicochemical properties (pH, organic matter Corg and texture), the total content of Cu, Zn, Cd, Pb, Ni, Hg, As and BaP in soil samples were determined, land-use zoning of sampling sites was carried out and monoelemental geochemical maps were compiled. A twofold increase in the content of Cu, Cd, As in the Central AD (CAD) and Cd in the Eastern AD (EAD) and the North-Eastern (NEAD), as well as As in the CAD, NEAD and EAD was established; in all the ADs the soil pollution with Zn, Pb and Hg has been reduced. Concentration of BaP in almost all the districts decreased by 4-8 times. Anthropogenic and soil-geochemical factors of accumulation and dispersion of pollutants were determined using the regression tree method. Spatial factor is the most significant, because the quantity and geochemical specialization of pollution sources vary greatly in different parts of the city. The spatial geochemical heterogeneity of the urban soils caused by atmospheric fallouts is enhanced due to the influence of physical and chemical properties of soils: a rise in pH and Corg values leads to an increase in the content of Cu, Zn, Pb, Hg and Cd, As, respectively; changes in the texture affect the content of Zn, Ni, Cd, As and BaP. Comparison with MPCs/TPCs showed that the traffic zone is influenced by the greatest anthropogenic press in CAD and EAD, the residential one - in the CAD, EAD, South-Eastern and Western ADs, the recreational - in the CAD, EAD and Nothern AD, the industrial - in the Eastern, South-Eastern, North-Eastern, and Northern ADs. By 2016, the MPCs/TPCs of pollutants in the urban soils were violated less frequently.

Проанализированы распределение и факторы аккумуляции тяжелых металлов и металлоидов (ТММ) и бенз(а)пирена (БаП) в почвах 9 административных округов (АО) Москвы по данным наблюдений ГПБУ «Мосэкомониторинг» в более чем 2200 точках за 2007-2016 гг. Определены основные физико-химические свойства (рН, содержание органического вещества и гранулометрический состав), валовое содержание Cu, Zn, Cd, Pb, Ni, Hg, As и БаП в почвенных пробах, проведено функциональное зонирование мест опробования, составлены моноэлементные геохимические карты. Установлено двукратное увеличение содержания Cu, Cd, As в ЦАО и Cd в ЗАО и СЗАО, а также As в САО, СВАО и ВАО за 10-летний период; во всех АО выявлена тенденция к снижению загрязнения почв Zn, Pb и Hg. Концентрация БаП почти во всех округах уменьшилась в 4-8 раз. Определены антропогенные и почвенно-геохимические факторы накопления и рассеяния поллютантов с помощью метода регрессионных деревьев. Наиболее значимый фактор - пространственный, так как количество и геохимическая специализация источников загрязнения сильно различаются в разных АО города. Пространственная неоднородность техногенных выпадений на территорию города усиливается под влиянием физико-химических свойств почв: рост рН приводит к увеличению содержания Cu, Zn, Pb, Hg; Сорг - Cd, As; изменения в гранулометрическом составе сказываются на содержании Zn, Ni, Cd, As и БаП. Сравнение концентраций изучаемых элементов с их ПДК / ОДК показало, что в 2007 г. наиболее загрязненными были промзоны в СВАО, ВАО, ЮВАО и САО, селитебные зоны ЦАО, ВАО, ЮВАО, ЗАО, транспортные - в ЦАО и ВАО, рекреационные - в ЦАО, САО и ВАО. К 2016 г. превышения нормативов в городских почвах стали фиксироваться значительно реже.

soil pollutionheavy metals and metalloidsbenzo(a)pyreneurban landscapesland-use zoningMoscowphysicochemical propertiesregression analysismaximum permissible concentration (MPC)tentative permissible concentration (TPC)загрязнение почвтяжелые металлы и металлоидыбенз(а)пиренгородские ландшафтыфункциональное зонированиеМосквафизико-химические свойстварегрессионный анализПДКОДКKasimov NS, Vlasov DV, Kosheleva NE, Nikiforova EM. Geochemistry of landscapes in the Eastern Moscow. Moscow: APR Publ.; 2016.Касимов Н.С., Власов Д.В., Кошелева Н.Е., Никифорова Е.М. Геохимия ландшафтов Восточной Москвы. М.: АПР, 2016. 276 с.Achkasov AI, Varava KV, Samaev SB, et al. Intensity and trends of chemical contamination in soils of Moscow. Geoecological problems of New Moscow. Moscow: Media PRESS Publ.; 2013. p. 65—70.Ачкасов А.И., Варава К.В., Самаев С.Б. и др. Интенсивность и тенденции изменения химического загрязнения почв Москвы // Геоэкологические проблемы Новой Москвы. М.: Медиа-ПРЕСС, 2013. С. 65-70.Kosheleva NE, Nikiforova EM. Multiyear dynamics and factors of accumulation of benzo(a)pyrene in urban soils (on the example of the Eastern Administrative Dostrict, Moscow). Moscow University Soil Science Bulletin. Serie 17: Pochvovedenie. 2011;66(2): 65—74.Кошелева Н.Е., Никифорова Е.М. Многолетняя динамика и факторы накопления бенз(а)пирена в городских почвах (на примере ВАО Москвы) // Вестник Московского университета. Серия 17: Почвоведение. 2011. № 2. С. 25-35.Nikiforova EM, Kasimov NS, Kosheleva NE, Novikova OV. Spatio-temporal trends in lead compounds pollution of urban soils and plants (on the example of the Eastern Administrative District, Moscow). Vestnik Moskovskogo Unviersiteta. Seriya: Geografiya. 2010;1: 11—20.Никифорова Е.М., Касимов Н.С., Кошелева Н.Е., Новикова О.В. Пространственно-временные тренды загрязнения городских почв и растений соединениями свинца (на примере Восточного округа Москвы) // Вестник Московского университета. Серия 5: География. 2010. № 1. С. 11-20.Ladonina NN, Ladonin DV, Naumov EM, Bolshakov VA. Contamination of soils and herbaceous vegetation with heavy metals in the South-Eastern Administrative District of Moscow. Eurasian Soil Science. 1999;32(7): 799—807.Ладонина Н.Н., Ладонин Д.В., Наумов Е.М., Большаков В.А. Загрязнение тяжелыми металлами почв и травянистой растительности Юго-Восточного округа г. Москвы // Почвоведение. 1999. № 7. С. 885-893.Burenkov AK, Kremenetskii AA. (eds.) Applied geochemistry. Issue 6. Environmental geochemistry of Moscow and Moscow region. Moscow: IMGRE Publ.; 2004.Прикладная геохимия. Вып. 6: Экологическая геохимия Москвы и Подмосковья / ред. Э.К. Буренков, А.А. Кременецкий. М.: ИМГРЭ, 2004. 326 с.Kuznetsova IN, Glazkova AA, Shalygina IYu, Nahaev MI, Arkhangelskaya AA, Zvyagintsev AM, Semutnikova EG, Zakharova PV, Lesina EA. Seasonal and diurnal variability of particulate matter PM10 in surface air of Moscow habitable districts. Optika atmosfery i okeana. 2014;27(6): 473— 482.Кузнецова И.Н., Глазкова А.А., Шалыгина И.Ю., Нахаев М.И., Архангельская А.А., Звягинцев А.М., Семутникова Е.Г., Захарова П.В., Лезина Е.А. Сезонная и суточная изменчивость концентраций взвешенных частиц в приземном воздухе жилых районов Москвы // Оптика атмосферы и океана. 2014. Т. 27. № 6. С. 473-482.Agapkina GI, Chikov PA, Shelepchikov AA, Brodskii ES, Feshin DB, Bukhan’ko NG, Balashova SP. Polycyclic aromatic hydrocarbons in soils of Moscow. Moscow University Soil Science Bulletin. Serie 17: Pochvovedenie. 2007;62(3): 149—158.Агапкина Г.И., Чиков П.А., Шелепчиков А.А., Бродский Е.С., Фешин Д.Б., Буханько Н.Г., Балашова С.П. Полициклические ароматические углеводороды в почвах Москвы // Вестник Московского университета. Серия 17: Почвоведение. 2007. № 3. С. 38-47.State environmental organization “Mosekomonitoring”. Available from: http://www.mosecom. ruОфициальный сайт ГПБУ «Мосэкомониторинг». URL: http://www.mosecom.ru (дата обращения: 14.03.2018).Kulbachevsky AO. (ed.) Report on the state of the environment in Moscow in 2016. Moscow: DPiOOS Publ.; NIiPI IGCP Publ.; 2017.О состоянии окружающей среды в городе Москве в 2016 году / под ред. А.О. Кульбачевского. М.: ДПиООС; НИиПИ ИГСП, 2017. 363 с.GOST (State Standard) 17.4.1.02.—83: Nature Protection. Soils. Classification of Chemicals for Pollution Control. Moscow: Izd. Standartov Publ.; 2008.ГОСТ 17.4.1.02-83. Охрана природы. Почвы. Классификация химических веществ для контроля загрязнения. М.: Стандартинформ, 2008. 5 с.Moscow in 2000—2013: Brief statistical guide. Moscow: Mosgorstat Publ.; 2014.Москва в 2000-2013 гг.: краткий статистический справочник. М.: Мосгорстат, 2014. 74 с.Wagner BB, Manucharyants BO. Geology, topography and mineral resources of the Moscow region. Moscow: Publishing house of Moscow State Pedagogical University; 2003.Вагнер Б.Б., Манучарянц Б.О. Геология, рельеф и полезные ископаемые Московского региона. М.: Изд-во МГПУ, 2003. 82 с.Kislov AV. (ed.) The climate of Moscow in the conditions of global warming. Moscow: MSU Publishing House; 2017.Климат Москвы в условиях глобального потепления / под ред. А.В. Кислова. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2017. 288 с.Saulskay TD. Environmental problems of postindustrial development of the Moscow city. Moscow: MSU Publ.; 2018.Саульская Т.Д. Экологические проблемы постиндустриального развития г. Москвы: дис. … канд. геогр. наук. М.: МГУ, 2018. 158 с.Bityukova VR. Integral assessment of ecological situation in Russian cities. Regional studies. 2014;32(4): 49—57.Битюкова В.Р. Интегральная оценка экологической ситуации городов России // Региональные исследования. 2014. № 4. С. 49-57.Bityukova VR, Saulskay TD. Change in anthropogenic impact of industrial zones of Moscow in the post-Soviet period. Vestnik Moskovskogo Unviersiteta, Seriya: Geografiya. 2017;3: 34—41.Битюкова В.Р., Саульская Т.Д. Изменение антропогенного воздействия производственных зон Москвы в постсоветский период // Вестник Московского университета. Серия 5: География. 2017. № 3. С. 34-41.Varentsov M, Wouters H, Platonov V, Konstantinov P. Megacity-induced mesoclimatic effects in the lower atmosphere: a modeling study for multiple summers over Moscow, Russia. Atmosphere. 2018;9(2): 24. doi:10.3390/atmos9020050.Varentsov M., Wouters H., Platonov V., Konstantinov P. Megacity-Induced Mesoclimatic Effects in the Lower Atmosphere: A Modeling Study for Multiple Summers over Moscow, Russia // Atmosphere. 2018. Vol. 9. No. 2. 24 p. doi:10.3390/atmos9020050.Gerasimova MI. Geography of soils in Russia. Modcow: Moscow State University Publ.; 2007.Герасимова М.И. География почв России. М.: МГУ, 2007. 312 с.Martynenko IA, Prokofieva TV, Stroganova MN. The composition and structure of the soil cover of forest, parkland and park zones of Moscow. In: Forest ecosystems and urbanization. Moscow: The partnership of scientific publications KMK Publ.; 2008. p. 69—90.Мартыненко И.А., Прокофьева Т.В., Строганова М.Н. Состав и строение почвенного покрова лесных, лесопарковых и парковых территорий г. Москвы // Лесные экосистемы и урбанизация. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2008. С. 69-90.Moscow region Government website. Committee of forestry of the Moscow region. Availavle from: http://mosreg.ru (accessed: 14.03.2018).Комитет лесного хозяйства Московской области // Сайт Правительства Московской области. URL: http://mosreg.ru (дата обращения: 14.03.2018).Makhrova AG. Suburbanization and postsuburbanization within the developed Metropolitan area (on the example of the Moscow Metropolitan area). In: Economics and geography. Saint Petersburg: International social-economic research center «Leontiev center» Publ.; 2013. p. 211— 237.Махрова А.Г. Субурбанизация и постсубурбанизация в условиях развитой агломерации (на примере Московской столичной агломерации) // Экономика и география. СПб.: Междунар. центр соц.-эконом. исслед. «Леонтьевский центр», 2013. С. 211-237.General interdepartmental information and statistical system. Availavle from: http://fedstat.ru (accessed: 14.04.2018).Единая межведомственная информационно-статистическая система. URL: http://fedstat.ru (дата обращения: 14.04.2018).Kasimov NS. (ed.) The regions and cities of Russia: integrated assessment of the environment state. Moscow: IP Filimonov Publ.; 2014.Регионы и города России: интегральная оценка экологического состояния / под ред. Н.С. Касимова. М.: ИП Филимонов, 2014. 560 с.Federal agency of state statistics. Environmental protection in Russia. Statistical book. Moscow; 2016.Охрана окружающей среды в России: стат. сб. / Федеральная служба государственной статистики. М., 2016.Saulskay TD. Renovation of industrial zones in Moscow and environmental assessment. Izvestiya RAS. Geographical series. 2018;1: 77—88.Саульская Т.Д. Реновация производственных зон Москвы и ее экологическая оценка // Известия РАН. Серия географическая. 2018. № 1. С. 77-88.Prokof’eva TV, Martynenko IA, Ivannikov FA. Classification of Moscow soils and parent materials and its possible inclusion in the classification system of Russian soils. Eurasian Soil Science. 2011;44(5): 561—571.Прокофьева Т.В., Мартыненко И.А., Иванников Ф.А. Систематика почв и почвообразующих пород Москвы и возможность их включения в общую классификацию // Почвоведение. 2011. № 5. С. 611-623.Kosheleva NE, Korlyakov ID, Khaybrakhmanov TS. Conditions of formation and parameters of anomalies of heavy metals and metalloids in the soil cover of the Eastern district of Moscow. In: Modern problems of geochemistry, geology and prospecting of mineral deposits: materials of the international scientific conference. Minsk; 2017. p. 87—90.Кошелева Н.Е., Корляков И.Д., Хайбрахманов Т.С. Условия формирования и параметры аномалий тяжелых металлов и металлоидов в почвенном покрове Восточного округа Москвы // Современные проблемы геохимии, геологии и поисков месторождений полезных ископаемых: мат-лы межд. науч. конф. Минск, 2017. С. 87-90.Department for environmental management and protection of Moscow. Condition of soil cover in the Moscow city. Availavle from: http://www.dpioos.ru/eco/ru/condition_soil (accessed: 14.03.2018).Состояние почвенного покрова города Москвы / Департамент природопользования и охраны окружающей среды города Москвы. URL: http://www.dpioos.ru/eco/ru/condition_ soil (дата обращения: 14.03.2018).Saet YE, Revich BA, Yanin EP, et al. Geochemistry of the environment. Moscow: Nedra Publ.; 1990.Сает Ю.Е., Ревич Б.А., Янин Е.П. и др. Геохимия окружающей среды. М.: Недра, 1990. 335 с.Hygienic standards 2.1.7.2041-06. Maximum permissible concentrations (MPCs) of chemical substances in the soils. Moscow: Standard publishing house; 2006.ГН 2.1.7.2041-06. ПДК химических веществ в почве. М.: Издательство стандартов, 2006.14 с.Hygienic standards 2.1.7.2511-09. Tentative permissible concentrations (TPCs) of chemicals substances in the soils. Moscow: Standard publishing house; 2009.ГН 2.1.7.2511-09. ОДК химических веществ в почве. М.: Издательство стандартов, 2009. 11 с.Rawls WJ, Pachepsky YaA. Using field topographic descriptors to estimate soil water retention. Soil Science. 2002;167(6): 423—435.Rawls W.J., Pachepsky Ya.A. Using field topographic descriptors to estimate soil water retention // Soil Science. 2002. Vol. 167. Nо. 6. Pp. 423-435.Vodyanitskii YN. Contamination of soils with heavy metals and metalloids and its ecological hazard (analytic review). Eurasian Soil Science. 2013;46(7): 793—801.Водяницкий Ю.Н. Загрязнение почв тяжелыми металлами и металлоидами и их экологическая опасность (аналитический обзор) // Почвоведение. 2013. № 7. С. 871-881.Sudnitsyn II, Kurenina II, Frontasyeva MV, Pavlov SS. Chemical composition of soils in Moscow and Dubna. Agrochemistry. 2009;7: 66—70.Судницын И.И., Куренина И.И., Фронтасьева М.В., Павлов С.С. Химический состав почв г. Москва и г. Дубна // Агрохимия. 2009. № 7. С. 66-70.Ladonin DV. Platinum-group elements in soils and street dust of the South-Eastern administrative district of Moscow. Eurasian Soil Science. 2018;51(3): 268—276.Ладонин Д.В. Элементы платиновой группы в почвах и уличной пыли Юго-Восточного административного округа г. Москвы // Почвоведение. 2018. № 3. С. 274-283.Vlasov DV. Geochemistry of heavy metals and metalloids in landscapes of the Eastern district of Moscow. Moscow: MSU Publ.; 2015.Власов Д.В. Геохимия тяжелых металлов и металлоидов в ландшафтах Восточного округа Москвы: дис. … канд. геогр. наук. М.: МГУ, 2015. 160 с.Kasimov NS. (ed.) East — West of Moscow: a spatial analysis of socio-environmental problems. Moscow: Faculty of geography, MSU Publ.; 2016.Восток - запад Москвы: пространственный анализ социально-экологических проблем / под ред. Н.С. Касимова. М.: Географ. ф-т МГУ, 2016. 70 с.Perelman AI, Kasimov NS. Landscape geochemistry. Moscow: Astreya-2000 Publ.; 1999.Перельман А.И., Касимов Н.С. Геохимия ландшафта. М.: Астрея-2000, 1999. 768 с.Vodyanitskii YN. The affinity of heavy metals and metalloids to the phases-carriers in soils. Agrochemistry. 2008;9: 87—94.Водяницкий Ю.Н. Сродство тяжелых металлов и металлоидов к фазам-носителям в почвах // Агрохимия. 2008. № 9. С. 87-94.Zhidkin AP, Gennadiev AN, Lobanov AA. Indication significance of the relations of individual polycyclic aromatic hydrocarbons in the “snow–soil” system under different land-use conditions. Vestnik Moskovskogo Unviersiteta. Seriya: Geografiya. 2017;5: 24—32.Жидкин А.П., Геннадиев А.Н., Лобанов А.А. Индикационное значение соотношений полициклических ароматических углеводородов в системе снег - почва при разных условиях землепользования // Вестник Московского университета. Серия 5: География. 2017. № 5. С. 24-31.Lodygin ED, Chukov SN, Beznosikov VA, Gabov DN. Polycyclic aromatic hydrocarbons in soils of Vasilievsky island (St. Petersburg). Eurasian Soil Science. 2008;41(12): 1321—1326.Лодыгин Е.Д., Чуков С.Н., Безносиков В.А., Габов Д.Н. Полициклические ароматические углеводороды в почвах Васильевского острова (Санкт-Петербург) // Почвоведение. 2008. № 12. С. 1494-1500.Faure P, Landais P, Schlepp L, Michels R. Evidence for diffuse contamination of river sediments by road asphalt particles. Environ. Sci. Technol. 2000;34: 1174—1181.Faure P., Landais P., Schlepp L., Michels R. Evidence for Diffuse Contamination of River Sediments by Road Asphalt Particles // Environ. Sci. Technol. 2000. Vol. 34. Pp. 1174-1181.