esoilБюллетень Почвенного института имени В.В. ДокучаеваDokuchaev Soil Bulletin0136-16942312-4202V.V. Dokuchaev Soil Science Institute10.19047/0136-1694-2026-128-147-173esoil-1005Research ArticleСтатьиСодержание подвижных форм Cd и Pb в почвах земель сельскохозяйственного назначения и нормирование их загрязненияThe content of mobile forms of Cd and Pb in agricultural soils and standardization of their pollutionhttps://orcid.org/0000-0001-9201-5733ЗахарченкоА. В.ZakharchenkoA. V.

625026, Тюмень, ул. Малыгина, 86

 

86 Malygina str., Tyumen 625026

avzakh@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-8322-834XПаськоО. А.PaskoO. A.

197183, Санкт-Петербург, ул. Сестрорецкая, д. 6

6 Sestroretskaya str., Saint Petersburg 197183

pasko@noispb.ruГорячкинВ. Н.GoryachkinV. N.

196608, Санкт-Петербург, шоссе Подбельского, 9

Podbelsky Highway 9, 196608, Saint Petersburg

vova.goryk1978@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5449-5086ТигеевА. А.TigeevA. A.

625026, Тюмень, ул. Малыгина, 86

86 Malygina str., Tyumen 625026

ttrruubbaa@mail.ruТюменский научный центр СО РАН, Институт проблем освоения СевераРоссияTyumen Scientific Center SB RAS, Institute of Problems of the Development of the NorthRussian FederationНациональный открытый институтРоссияNational Open Institute Saint PetersburgRussian FederationЛенинградский филиал ФГБУ "РосАгрохимслужба"РоссияLeningradsky Agrochemical Service CenterRussian Federation2026290720260128147173Copyright © Захарченко А.В., Пасько О.А., Горячкин В.Н., Тигеев А.А., 20262026Захарченко А.В., Пасько О.А., Горячкин В.Н., Тигеев А.А.Zakharchenko A.V., Pasko O.A., Goryachkin V.N., Tigeev A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://bulletin.esoil.ru/jour/article/view/1005

Оценка загрязненности подвижными формами Cd и Pb агрогенных почв вызвана необходимостью введения региональных нормативов, которые основаны на принципах предела baseline (ULBL). Показана зависимость их содержания от гранулометрического состава почв (1113 наблюдений). Использование кластерного анализа позволило установить для суглинков пределы фонового содержания подвижного Pb (менее 5.53 ± 0.08 мг/кг). Кластеры, загрязненные подвижным Pb, имеют достоверно более высокие содержания органического углерода (%), подвижного фосфора и калия, pHKCl. Пороговое содержание подвижного свинца (ULBL) – 11.5 мг/кг. Оно выше ПДК (6 мг/кг) и отражает допустимое антропогенное воздействие. Превышение порога Pb отмечено на 6% почв изученной площади. Их местоположение охватывает северные, центральные и южные регионы Ленинградской области. Фоновое значение содержания подвижного Cd менее 0.05 и не более 0.08, предельное пороговое значение концентрации подвижного Cd равно 0.16 мг/кг (ULBL). Загрязненные Cd земли, превышающие ULBL, распространены с севера на юг относительно областного центра и охватывают 6.2% от общей площади. Показано увеличение обобщенных показателей качества земель, таких как индекс окультуренности и комплексный агрохимический показатель с переходом от фоновых значений содержания Pb и Cd за пределы ULBL. В случае залежных земель установлено увеличение разброса значений по Pb и достоверное увеличение Cd относительно пашни. 

The assessment of soil contamination with mobile forms of Cd and Pb in agricultural lands is due to the need to introduce regional standards based on the principles of the limiting baseline (ULBL). The dependence of their content on the particle size distribution of soils is shown (1113 observations). The use of cluster analysis made it possible to establish the limits of background content of mobile Pb for loams (less than 5.53 ± 0.08 mg/kg). Clusters contaminated with mobile Pb have significantly higher contents of organic carbon (%), mobile phosphorus and potassium, pHKCl. The threshold content of mobile lead (ULBL) is 11.5 mg/kg. It is higher than the maximum allowable concentration (6 mg/kg) and reflects the permissible anthropogenic impact. Exceeding the Pb threshold was noted on 6% of soils in the studied area. They are located across the northern, central, and southern regions of the Leningrad Region. The background value of available Cd is less than 0.05 and no more than 0.08, and the maximum threshold value for available Cd is 0.16 mg/kg (ULBL). Cd-contaminated soils exceeding the ULBL are distributed from north to south relative to the regional center and cover 6.2% of the total area. An increase in generalized land quality indicators, such as the cultivation index and the complex agrochemical indicator, is demonstrated with a transition from background values of Pb and Cd beyond the ULBL. In the case of fallow lands, an increase in the spread of Pb values and a significant increase in Cd relative to arable lands was observed.  

подвижный свинецподвижный кадмийзагрязнение почвпороговое значениефоновое содержаниеЛенинградская областьmobile leadmobile cadmiumsoil pollutionthreshold valuebackground contentLeningrad regionРабота выполнена в соответствии с государственным заданием Министерства науки и высшего образования РФ (№ FWRZ-2026-0022).The work was performed in accordance with the state assignment of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation (No. FWRZ2026-0022).ReferencesБакаева Е.А., Еремейшвили А.В. Некоторые особенности содержания микроэлементов в почвенном и снежном покрове европейского севера России // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 3. С. 547–554.Bakayeva E.A., Yeremeishvili A.V., Some features of content of trace elements in soils and snow of northern European in Russia, Modern problems of science and education, 2015, No. 3, pp. 547–554. (In Russ.) Vodianitsky Y.N., On dangerous heavy metals/metalloids in soil,Водяницкий Ю.Н. Об опасных тяжелых металлах/металлоидах в почвах // Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева. 2011. Вып. 68. С. 57–82.Dokuchaev Soil Bulletin, 2011, No. 68, pp. 56–82, DOI: https://doi.org/10.19047/0136-1694-2011-68-56-82. (In Russ.)ГОСТ 26583-85. Почвы. Определение рН солевой вытяжки, обменной кислотности, обменных катионов, содержания нитратов, обменного аммония и подвижной серы методами ЦИНАО. М.: Гос. комитет СССР по стандартам. 1985.GOST 26583-85, Soils. Determination of salt extract pH, exchangeable acidity, exchangeable cations, nitrate content, exchangeable ammonium and mobile sulfur by TsINAO methods, Moscow: USSR State Committee on Standards, 1985. (In Russ.)ГОСТ 54650 2011. Почвы. Определение подвижных соединений фосфора и калия по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО. М.: Стандартинформ. 2013.GOST 54650-2011, Soils. Determination of mobile phosphorus and potassium compounds by the Kirsanov method modified by TsINAO, Moscow: Standartinform Publ, 2013. (In Russ.)ГОСТ 23740-2016. Грунты. Методы определения содержания органических веществ. М.: Стандартинформ. 2013.GOST 23740-2016, Soils. Methods for determining the content of organic substances, Moscow: Standartinform Publ, 2013. (In Russ.)ГН 2.1.7.2041–06. Гигиенические нормативы. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве: Гигиенические нормативы. М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2006.GN 2.1.7.2041–06. Hygienic standards. Maximum permissible concentrations (MPC) of chemicals in the soil: Hygienic standards, Moscow: Federal Center of Hygiene and Epidemiology of Rospotrebnadzor, 2006. (In Russ.)Елсуков Е.Ю., Недбае И.С., Кузьмина Д.С. Загрязнение почв в зоне воздействия производства фосфорных удобрений // Вестник СПбГУ. Науки о Земле. 2022. Т. 67. Вып. 4. С. 652–674. DOI: https://doi.org/10.21638/spbu07.2022.406.Elsukov E.Y., Nedbaev I.S., Kuzmina D.S., Monitoring of soil pollution in the area affected by the production of phosphorus fertilizers), Bulletin of St. University. Earth Sciences, 2022 Petersburg State , Vol. 67, No. 4, pp. 652–674, (In Russ.) DOI: https://doi.org/10.21638/spbu07.2022.406.Захарченко А.В., Пасько О.А. Растения, почвы и экологически устойчивое земледелие. СПб.: ООО Национальный информационный канал, 2022. 179 с.Zakharchenko A.V., Pas'ko O.A., Plants, soils, and sustainable agriculture, St. Petersburg: National Information Channel LLC Publ, 2022, 179 р. (In Russ.)Захарченко А.В., Тигеев А.А., Пасько О.А., Московченко Д.В. Кластерный анализ стандартизованных значений содержания микроэлементов твердой фазы снега городов Тобольск и Тюмень // Экология и промышленность России. 2023. Т. 27. № 4. С. 61–65. DOI: https://doi.org/10.18412/1816-0395-2023-4-61-65.Zacharchenko A.V., Tigeev A.A., Pasko O.A., Mocskovchenko D.V., On the background values of the geochemical spectra of microelements of the solid phase of snow during their comparative analysis in the cities of Tobolsk and Tyumen, Ecology and industry of Russia, 2023, Vol. 27, No. 4, pp. 61–65, DOI: https://doi.org/10.18412/1816-0395-2023-4-61-65. (In Russ.)Захарченко А.В. Обоснование методов стандартизации данных для кластеризации микроэлементного состава пыли снегового покрова городских земель // Реалии, тренды и инновации в современном обществе. СПб: Материалы XXI Международной научно-практической конференции. СПб., 2024. С. 171–178.Zakharchenko A.V., Substantiation of data standardization methods for clustering the trace element composition of dust and snow cover of urban lands, Realities, trends and innovations in modern society, Proc. of the 21th Sci. Conf, Saint Petersburg, 2024, pp. 171–178. (In Russ.)Зубков Н.В., Зубкова В.М. Азотные удобрения и динамика кадмия в системе “почва-растение” // Вестник Московского городского педагогического университета. Серия: “Естественные науки”. 2012. № 1 (9). С. 52–61.Zubkov N.V., Zubkova V.M., Nitrogen Fertilizers and Cadmium Dynamics in the “Soil-Plant” System, The Academic Journal of Moscow City University, series “Natural Sciences”, 2012, Vol. 9, No. 1, pp. 52–61. (In Russ.)Комаров В.И., Селиванов О.Г., Марцев А.А., Подолец А.А., Лукьянов С.Н. Содержание тяжелых металлов в пахотном горизонте почв сельскохозяйственного назначения Владимирской области // Агрохимия. 2019. № 12. С. 75–82. DOI: https://doi.org/10.1134/S0002188119100089.Komarov V.I., Selivanov O.G., Martsev A.A., Podoletc A.A., Lukyanov S.N., Heavy metals content in agricultural soils of Vladimir region, Russia, Agricultural Chemistry, 2019, No. 12, pp. 75–82, DOI: https://doi.org/10.1134/S0002188119100089. (In Russ.)Кулаковская Т.Н. Оптимизация агрохимической системы почвенного питания растений. М.: Агропромиздат, 1990. 218 с.Kulakovskaya T.N., Optimization of agrochemical system of soil nutrition of plants, Мoscow: Agropromizdat Publ, 1990, 218 p. (In Russ.)Методические указания по проведению комплексного мониторинга плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения / под ред. Державина Л.М., Булгакова Д.С. М.: ФГНУ “Росинформагротех”, 2003. 240 с.Guidelines for conducting comprehensive monitoring of soil fertility on agricultural lands), Ed. L.M. Derzhavina, D.S. Bulgakov, Moscow: FGNU “Rosinformagrotekh”, 2003, 240 p. (In Russ.)О разработке, установлении и пересмотре нормативов качества окружающей среды для химических и физических показателей состояния окружающей среды, а также об утверждении нормативных документов в области охраны окружающей среды, устанавливающих технологические показатели наилучших доступных технологий: Постановление Правительства РФ от 13 февраля 2019 г. № 149. URL: https://www.publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001201902190012000.On the development, establishment and revision of environmental quality standards for chemical and physical indicators of the environment, as well as on the approval of regulatory documents in the field of environmental protection that establish technological indicators of the best available technologies: Decree of the Government of the Russian Federation dated February 13, 2019 No. 149, URL: https://www.publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001201902190012000. (In Russ.)Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) химических веществ в почве: Гигиенические нормативы. М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2009. 10 с.Approximate permissible concentrations (APC) of chemicals in the soil: Hygienic standards, Moscow: Federal Center for Hygiene and Epidemiology of Rospotrebnadzor, 2009, 10 p. (In Russ.)Плеханова И.О., Золотарева О.А. Экологическое нормирование состояния почв, загрязненных тяжелыми металлами // Агрохимия. 2020. № 10. С. 79–88. DOI: https://doi.org/10.31857/S0002188120100099.Plekhanova I.O., Zolotareva O.A., Ecological regulation of the state of soils contaminated heavy metal, Agricultural Chemistry, 2020, No. 10, pp. 79–88, DOI: https://doi.org/10.31857/S0002188120100099. (In Russ.)РД 52.18.289. Методика выполнения измерений массовой доли подвижных форм металлов (меди, свинца, цинка, никеля, кадмия, кобальта, хрома, марганца) в пробах почвы атомно-абсорбционным анализом ОКСТУ 0017. М.: Гос. комитет СССР по Гидрометеорологии. 1990. 36 c.RD 52.18.289 Methods for measuring the mass fraction of mobile forms of metals (copper, lead, zinc, nickel, cadmium, cobalt, chromium, manganese) in soil samples by atomic absorption analysis (USSR standard), Moscow: USSR State Committee for Hydrometeorology, 1990. 36 p. (In Russ.)Семенков И.Н., Королева Т.В. Международные системы нормирования содержания химических элементов в почвах: принципы и методы (обзор) // Почвоведение. 2019. № 10. C. 1–10. DOI: https://doi.org/10.1134/S0032180X19100101.Semenkov I.N., Koroleva T.V., International Environmental Legislation on the Content of Chemical Elements in Soils: Guidelines and Schemes, Eurasian Soil Science, 2019, No. 10, pp. 1–10, DOI: https://doi.org/10.1134/S0032180X19100101.Яковлев А.С. Вопросы экологического нормирования и установления фоновых значений свойств почв природных и природно-антропогенных объектов // Почвоведение. 2022. № 2. С. 252–260. DOI: https://doi.org/10.31857/S0032180X22020149.Yakovlev A.S., Issues of Environmental Regulation and Establishment of Background Values of Soil Properties of Natural and Natural Anthropogenic Objects, Eurasian Soil Science, 2022, No. 2, pp. 252–260, DOI: https://doi.org/10.31857/S0032180X22020149.Jarva J. Geochemical baselines in the assessment of soil contamination in Finland. Espoo: Geological Survey of Finland, 2016. 52 p.Jarva J., Geochemical baselines in the assessment of soil contamination in Finland, Geological Survey of Finland, 2016, 52 p.Li Z., Deblon Judith Yanqun Zu, Gilles Colinet, Bo Li and Yongmei He. Geochemical Baseline Values Determination and Evaluation of Heavy Metal Contamination in Soils of Lanping Mining Valley (Yunnan Province, China) // International Journal of Environmental Research and Public Health. 2019, Vol. 16. No.16. 4686; P. 1–18. DOI: https://doi.org/10.3390/ijerph16234686.Li Z., Deblon Judith Yanqun Zu, Gilles Colinet, Bo Li, Yongmei He, Geochemical baseline values determination and evaluation of heavy metal contamination in soils of Lanping Mining Valley (Yunnan Province, China), International Journal of Environmental Research and Public Health, 2019, No. 16, 4686, pp. 1–18, DOI: https://doi.org/10.3390/ijerph16234686.Mayer M.M., Basta N.T., Schekel K.G. Using phosphate amendments to reduce bioaccessible Pb in contaminated soils: A meta-analysis // Front Soil Sci. 2022. Vol. 7. No. (2) P. 1–14. DOI: https://doi.org/10.3389/fsoil.2022.1028328.Mayer M.M., Basta N.T, Schekel K.G., Using phosphate amendments to reduce bioaccessible Pb in contaminated soils: A meta-analysis, Front Soil Sci, 2022, Vol. 72, No. 2, pp. 1–14, DOI: https://doi.org/10.3389/fsoil.2022.1028328.Mimba M.E., Ohba T., Nguemhe Fils, S.C. et al. Regional geochemical baseline concentration of potentially toxic trace metals in the mineralized Lom Basin, East Cameroon: a tool for contamination assessment // Geochem Trans. 2018. Vol.19. No.11. P. 1–17. DOI: https://doi.org/10.1186/s12932-018-0056-5.Mimba M.E., Ohba T., Nguemhe Fils S.C. et al., Regional geochemical baseline concentration of potentially toxic trace metals in the mineralized Lom Basin, East Cameroon: a tool for contamination assessment, Geochem Trans, 2018, Vol. 19, No. 11, pp. 1–17, DOI: https://doi.org/10.1186/s12932-0180056-5.Threshold and guideline values for harmful substances in soil. Government Decree on the Assessment of Soil Contamination and Remediation Needs (214/2007). Finland: Legally binding texts are those in Finnish and Swedish Ministry of the Environment, 2007. 6 p.Threshold and guideline values for harmful substances in soil. Government Decree on the Assessment of Soil Contamination and Remediation Needs (214/2007), Legally binding texts are those in Finnish and Swedish Ministry of the Environment, Finland: 2007, 6 p

The authors declare that there are no conflicts of interest present.