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)5221310.22363/2313-2310-2026-34-3-485-499ESREXMEnvironmental MonitoringЭкологический мониторингResearch ArticleChemical composition screening of atmospheric precipitation and soil water in the Gusinoye Lake catchment area, the Valdai UplandСкрининг химического состава атмосферных осадков и почвенных вод на водосборе оз. Гусиное Валдайской возвышенностиhttps://orcid.org/0000-0002-7180-46778437-6926BaranovDmitrii Yu.БарановДмитрий Юрьевич

junior researcher at the Laboratory of Evolutionary Biogeochemistry and Geoecology

младший научный сотрудник лаборатории эволюционной биогеохимии и геоэкологии

mitya.baranov.90@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2875-1693MoiseenkoTat’yana I.МоисеенкоТатьяна Ивановна

corresponding member of the Russian Academy of Sciences, Doctor of Biological Sciences, Professor, Head of the Department of Biogeochemistry and Ecology

член-корреспондент РАН, доктор биологических наук, профессор, заведующая отделом биогеохимии и экологии

moiseenko.ti@gmail.comVernadsky Institute of Geochemistry and Analytical ChemistryИнститут геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского10092026343VOL 34, NO2 (2026)ТОМ 34, №2 (2026)48549910092026Copyright ©; 2026, Baranov D.Y., Moiseenko T.I.Copyright ©; 2026, Дмитрий Ю.Б., Татьяна И.М.2026Baranov D.Y., Moiseenko T.I.Дмитрий Ю.Б., Татьяна И.М.https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0https://journals.rudn.ru/ecology/article/view/52213

This study presents the results of hydrochemical monitoring of the chemical composition of atmospheric precipitation and soil water in the Valdai Upland. The influence of tree crowns and water-temperature conditions on the composition of precipitation as well as the impact of elementary landscape types on the composition of soil has been investigated. It was found that interaction with spruce tree crowns changes the calcium-bicarbonate composition of free precipitation to potassium-bicarbonate. The main input of Ca, Mg, Na, and K into undercrown water occurs due to dust washout from tree crowns. It was revealed that the pH of soil water increases with increasing depth of soil water formation and is independent of the type of elementary landscape. The concentration of macrocations decreases in soil water of the transeluvial type of elementary landscape. With increasing depth of soil water, the leaching of K, Na, Zn, Si, and SO4 is activated, which is associated with changes in the particle size distribution of soil horizons.

Представлены результаты гидрохимических наблюдений за составом атмосферных осадков и почвенных вод Валдайской возвышенности. Исследовано влияние крон деревьев и водно-температурного режима на формирование состава атмосферных осадков и типа элементарных ландшафтов на состав почвенных вод. Установлено, что при взаимодействии с кронами еловых деревьев гидрокарбонатно-кальциевый состав свободных осадков изменяется на гидрокарбонатно-калиевый. Основное поступление Ca, Mg, Na, K в подкроновые воды происходит за счет смыва пыли с крон деревьев. Выявлено, что рН почвенных вод растет с увеличением глубины формирования почвенных вод и не зависит от типа элементарного ландшафта. В почвенных водах трансэлювиального типа элементарного ландшафта снижается концентрация макрокатионов. С ростом глубины почвенных вод активизируется выщелачивание K, Na, Zn, Si, SO4, что связано с изменением гранулометрического состава почвенных горизонтов.

elementary landscapesbulk precipitationthroughfallwater temperature regimeэлементарные ландшафтысвободные осадкиподкроновые водыводно-температурный режимРабота выполнена в рамках Госзадания Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАНThe work was carried out within the framework of the State Assignment of the V.I. Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry of the Russian Academy of SciencesLimić I, Butorac L, Jakovljević T, Lovreškov L, Bratinčević MV, Bakšić D, Jelić G. Atmospheric deposition patterns in bulk open field precipitation and throughfall in Aleppo pine forest and black pine forest on the eastern Adriatic coast. Environmental Research. 2024;262:119723. https://doi.org/10.1016/j.envres.2024.119723 EDN: AXMTBUPerelman AI, Kasimov NS. Geochemistry of landscape. Moscow: Moscow State University Publishing House; 1999. 610 p. (In Russ.).Перельман А.И., Касимов Н.С. Геохимия ландшафта. Москва : Изд-во Московского государственного университета, 1999. 610 с.Glazovskaya MA. Geochemical foundations of the typology and methodology of natural landscape studies. Smolensk: Oikumena Publ.; 2002. 288 p. (In Russ.).Глазовская М.А. Геохимические основы типологии и методики исследований природных ландшафтов. Смоленск : Ойкумена, 2002. 288 с.Clarke N, Žlindra D, Ulrich E, Mosello R, Derome J, Derome K, König N, Lövblad G, Draaijers GPJ, Hansen K, Thimonier A, Waldner P. Part XIV: Sampling and Analysis of Deposition. Manual on methods and criteria for harmonized sampling, assessment, monitoring and analysis of the effects of air pollution on forests. Eberswalde, Germany: Thünen Institute of Forest Ecosystems; 2016. 32 p.Nieminen TM., De Vos B, Cools N, König N, Fischer R, Iost S, Meesenburg H, Nicolas M, O’Dea P, Cecchini G, Ferretti M, De La Cruz A, Derome K, Lindroos AJ, Graf Pannatier E. Part XI: Soil Solution Collection and Analysis. Manual on methods and criteria for harmonized sampling, assessment, monitoring and analysis of the effects of air pollution on forests. Eberswalde, Germany: Thünen Institute of Forest Ecosystems, 2016.Liu L, Song CY, Li FS. Release of Si, Al and Fe in red soil under simulated acid rain. Huan Jing Ke Xue. 2007;28(10):76–82.Dauval’ter VA, Sandimirov SS, Denisov DB, Dauvalter MV, Slukovskii ZI. Ecological and geochemical assessment of snow cover in the area affected by the apatite–nepheline production of the Kola Peninsula. Geohimiya. 2023;68(12):1312–1328. (In Russ.). https://doi.org/10.31857/S0016752523120026 EDN: LYMRSBДаувальтер В.А., Сандимиров С.С., Денисов Д.Б., Даувальтер М.В., Слуковский З.И. Эколого-геохимическая оценка снежного покрова в районе воздействия апатит-нефелинового производства Кольского полуострова // Геохимия. 2023. Т. 68. № 12. С. 1312–1328. https://doi.org/10.31857/S0016752523120026 EDN: LYMRSBDavydova ND. Formation of the chemical composition of water bodies in the South Minusinsk basin under atmospheric pollution. Advances in Current Natural Sciences. 2017;(12):134–139. (In Russ.). EDN: YMIMDBДавыдова Н.Д. Формирование химического состава водных объектов Южно-Минусинской котловины в условиях атмосферного загрязнения // Успехи современного естествознания. 2017. № 12. С. 134–139. EDN: YMIMDBDe Schrijver An, Geudens G, Augusto L, Staelens J, Mertens Ja, Wuyts K, Gielis L, Verheyen K. The effect of forest type on throughfall deposition and seepage flux: a review. Oecologia. 2007;153(3):63–74. https://doi.org/10.1007/s00442-007-0776-1 EDN: EOSLTWGarmo ØA, Skjelkvåle BL, de Wit HD, Colombo L, Curtis Ch., Fölster J., Hoffmann A, Hruška J, Høgåsen T, Jeffries DS, Keller WB, Krám P, Majer V, Monteith DT, Paterson AM, Rogora M, Rzychon D, Steingruber S, Stoddard JL, Vuorenmaa Ju, Worsztynowicz A. Trends in surface water chemistry in acidified areas in Europe and North America from 1990 to 2008. Water, Air, Soil Pollution. 2014:1–14. EDN: TWQITYKvaeven B, Ulstein MJ, Skjelkvåle BL, Raddum GG, Hovind H. ICP Waters—an international programme for surface water monitoring. Water, Air, & Soil Pollution. 2001;(130):775–780. EDN: ASOOKXNedogarko IV, editor. Valday lakes (review of observation results for 1946–2018). Monograph. St. Petersburg: RIAL Publ.; 2021. (In Russ.). EDN: NBAKPYВалдайские озёра (обзор результатов наблюдений за 1946–2018 гг.) : монография / ред. И.В. Недогарко. Санкт-Петербург : РИАЛ, 2021. 241 с. EDN: NBAKPYBarałkiewicz D, Siepak J. Chromium, nickel and cobalt in environmental samples and existing legal norms. Polish Journal of Environmental Studies. 1999;8(4):201–208.Mandal LN., Mitra RR. Transformation of iron and manganese in rice soils under different moisture regimes and organic matter applications. Plant and Soil. 1982;(69):45–56. https://doi.org/10.1007/bf02185702 EDN: RKLEMXKabata-Pendias A, Pendias H. Microelements in soils and plants. Moscow: Mir Publ.; 1989. 439 p. (In Russ.).Кабата-Пендиас А., Пендиас X. Микроэлементы в почвах и растениях. Москва : Мир, 1989. 439 с.Hodgson JF, Geering HR, Norvell WA. Micronutrient cation complexes in soil solution. Soil Science Society of America Proceedings. 1965;29(1);73–116. https://doi.org/10.2136/sssaj1965.03615995002900060022xChytrý M, Danihelka J, Ermakov N, Hájek M, Hájková P, Kočí M. Plant species richness in continental Southern Siberia: effects of pH and climate in the context of the species pool hypothesis. Global Ecology and Biogeography. 2007;16(5):668–678. https://doi.org/10.1111/j.1466-8238.2007.00320.x EDN: LKTMFRBoguta P, Sokolowska Z. 2016. Interactions of Zn (II) Ions with Humic Acids Isolated from Various Type of Soils. Effect of pH, Zn Concentrations and Humic Acids Chemical Properties. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0153626Warwick P, Hall A, Pashley V, Van der Lee J, Maes A. Zinc and cadmium mobility in podzol soils. Chemosphere. 1999;38(10):2357–2368. EDN: ACKAKRWaller PA, Pickering WF. The lability of zinc humate species. Chemical Speciation & Bioavailability. 1991;3(1):9–21. https://doi.org/10.1080/09542299.1991.11083136