Samara Journal of ScienceSamara Journal of ScienceСамарский научный вестник2309-43702782-3016Samara State University of Social Sciences and Education63430410.55355/snv2023124114Biological SciencesБиологические наукиUnknownThe dynamics of heavy metals and metalloids accumulation in oxbow bottom sediments of the Sok RiverДинамика накопления тяжёлых металлов и металлоидов в донных отложениях старицы реки СокProkhorovaNataliya V.ПрохороваНаталья Владимировна
Russian Federation

doctor of biological sciences, professor of Ecology, Botany and Nature Protection Department

доктор биологических наук, профессор кафедры экологии, ботаники и охраны природы

natali.prokhorova.55@mail.ruMakarovaYulia V.МакароваЮлия Владимировна
Russian Federation

candidate of biological sciences, associate professor of Ecology, Botany and Nature Protection Department

кандидат биологических наук, доцент кафедры экологии, ботаники и охраны природы

aconithum@yandex.ruRomanovIlya N.РомановИлья Николаевич
Russian Federation

postgraduate student of Ecology, Botany and Nature Protection Department

аспирант кафедры экологии, ботаники и охраны природы

ilya.romanov.eco@yandex.ruBugrovSergey V.БугровСергей Вячеславович
Russian Federation

postgraduate student of Ecology, Botany and Nature Protection Department

аспирант кафедры экологии, ботаники и охраны природы

sergey25101993@mail.ruSamara National Research UniversityСамарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва0112202312493991407202414072024Copyright ©; 2023, Prokhorova N.V., Makarova Y.V., Romanov I.N., Bugrov S.V.Copyright ©; 2023, Прохорова Н.В., Макарова Ю.В., Романов И.Н., Бугров С.В.2023Prokhorova N.V., Makarova Y.V., Romanov I.N., Bugrov S.V.Прохорова Н.В., Макарова Ю.В., Романов И.Н., Бугров С.В.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://snv63.ru/2309-4370/article/view/634304

The article analyzes the dynamics of heavy metals (V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Rb, Sr, Cd, Pb) and metalloids (As, Se) accumulation in the bottom sediments of the low-flow oxbow of the Sok River. This oxbow was formed as a result of the Saratov reservoir creation and located within the Krasnoglinsky District of the Samara city. The study was conducted in 2021 and 2022. Four trial plots were established in the oxbow of the river; the control plot was a sample area allocated in the Saratov reservoir, in the immediate vicinity of the oxbow. The quantitative determination of heavy metals and metalloids content in bottom sediments was carried out using inductively coupled plasma spectrometry. The results obtained showed that specific conditions arise in each research period that affect the studied elements accumulation in the oxbow bottom sediments. These processes are influenced by the location of the sample plot in the oxbow, the flow degree, the spring flood nature, the anthropogenic transformation and the overgrowth of Typha angustifolia L. For all sample plots located in the oxbow, higher concentrations of most of nalyzed elements were detected in 2022. Heavy metals and metalloids accumulated especially actively in the bottom sediments of sample plot 4, located in the oxbow behind an artificial dam and characterized by the weakest flow. The soil cover of Samara city posesses weak and moderate effect on the quantitative characteristics of metal accumulation in the oxbow bottom sediments. Compared to the control, the studied elements accumulated more actively in the bottom sediments of all oxbow sample areas, which confirms the accumulative nature of river oxbow of varying degrees of isolation.

В статье анализируется динамика накопления тяжелых металлов (V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Rb, Sr, Cd, Pb) и металлоидов (As, Se) в донных отложениях слабопроточной старицы р. Сок, образовавшейся в результате создания Саратовского водохранилища и расположенной в пределах Красноглинского района г. Самары. Исследование проводилось в 2021 и 2022 гг. В старице реки были заложены четыре пробные площади; контролем служила пробная площадь, выделенная в Саратовском водохранилище, в непосредственной близости от старицы. Количественное определение содержания тяжелых металлов и металлоидов в донных отложениях осуществляли методом спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. Полученные результаты показали, что в каждый период исследований складываются специфические условия, отражающиеся на аккумуляции изучаемых элементов в донных отложениях старицы. На эти процессы влияют: местоположение пробной площади в старице, степень проточности, характер весеннего паводка, антропогенная трансформация и особенности зарастания площади Typha angustifolia L. Для всех пробных площадей, расположенных в старице, более высокие концентрации большинства анализируемых элементов были выявлены в 2022 г. Особенно активно тяжелые металлы и металлоиды накапливались в донных отложениях пробной площади 4, расположенной в старице за искусственной дамбой и отличающейся самой слабой проточностью. Почвенный покров г. Самары оказывает слабое и умеренное влияние на количественные характеристики металлоаккумуляции в донных отложениях старицы. По сравнению с контролем в донных отложениях всех старичных пробных площадей изучаемые элементы накапливались более активно, что подтверждает аккумулятивный характер речных стариц разной степени замкнутости.

heavy metalsmetalloidsbottom sedimentsoxbowSok RiverSaratov reservoirSamara cityтяжелые металлыметаллоидыдонные отложениястарицарека СокСаратовское водохранилищегород СамараMacDonald D.D., Ingersoll C.G., Berger T.O. Development and evaluation of consensus–based sediment quality guidelines for freshwater ecosystems // Archives of Environmental Contamination and Toxicology. 2000. Vol. 39, iss. 1. P. 20–31. DOI: 10.1007/s002440010075.Deckere E., Cooman W., Florus M., Devroede-Vander Linder M.P. Characterizing the sediments of Flemish Watercourses: a Manual produced by TRIAD. Brussel: AMINAL-Department Water, 2000. 110 p.De Haas E.M., van Haaren R., Kraak M.H.S., Admiraal W. Analyzing the causes for the persistence of chironomids in polluted sediments // Archiv für Hydrobiologie. 2005. Vol. 162. P. 211–228. DOI: 10.1127/0003-9136/2005/0162-0211.Зиганшин И.И. Донные отложения озёр Республики Татарстан: автореф. дис. … канд. геогр. наук: 25.00.23. Ярославль, 2005. 24 с.Капитонова О.А., Шалавина В.С., Алтынцев А.В. Содержание тяжелых металлов в макрофитах рыбохозяйственных прудов СГУП «Рыбхоз «Пихтовка» (Удмуртская республика) // Известия Самарского научного центра РАН. 2014. Т. 16, № 1. С. 255–260.Захарихина Л.В., Литвиненко Ю.С. Особенности геохимии донных отложений речной сети полуострова Камчатка // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2018. № 4, вып. 40. С. 23–36. DOI: 10.31431/1816-5524-2018-4-40-23-37.Даувальтер В.А. Геоэкология донных отложений озер. Мурманск: Мурманский государственный технический университет, 2012. 245 с.Кулданбаев Н.К. Почвы и донные отложения как индикатор загрязнения территории (аналитический обзор) // Медицина Кыргызстана. 2010. № 8. С. 36–38.Ершова Е.Ю. Тяжелые металлы в донных отложениях Куйбышевского водохранилища // Водные ресурсы. 1996. Т. 23, № 1. С. 59–65.Alemdaroglu T., Onur E., Erkakan F. Trace metal levels in surface sediments of Lake Manyas, Turkey and tributary rivers // International Journal of Environmental Studies. 2003. № 60. P. 287–298.Новиков В.В., Пучков М.Ю., Зволинский В.П., Локтионова Е.Г. Пространственно-временная динамика распределения тяжелых металлов в донных отложениях Волгоградского водохранилища // Фундаментальные исследования. 2013. № 6–2. С. 366–370.Zeng H., Wu J. Heavy metal pollution of lakes along the mid-lower reaches of the Yangtze River in China: intensity, sources and spatial patterns // International Journal of Environmental Research and Public Health. 2013. Vol. 10, iss. 3. P. 793–807. DOI: 10.3390/ijerph10030793.Harikrishnan N., Ravisankar R., Suresh Gandhi M., Kanagasabapathy K.V., Prasad M.V.R., Satapathy K.K. Heavy metal assessment in sediments of east coast of Tamil Nadu using energy dispersive X-ray fluorescence spectroscopy // Radiation Protection and Environment. 2017. Vol. 40, iss. 1. P. 21–26. DOI: 10.4103/rpe.rpe_67_16.Xu Y., Wu Y., Han J., Li P. The current status of heavy metal in lake sediments from China: pollution and ecological risk assessment // Ecological and Evolution. 2017. Vol. 7, iss. 14. P. 5454–5466. DOI: 10.1002/ece3.3124.Томилина И.И., Гапеева М.В., Ложкина Р.А. Оценка качества воды и донных отложений каскада водохранилищ реки Волга по показателям токсичности и химического состава // Труды ИБВВ РАН. 2018. Вып. 81 (84). С. 107–127. DOI: 10.24411/0320-3557-2018-1-0015.Томилина И.И., Ложкина Р.А., Гапеева М.В. Токсичность донных отложений Рыбинского водохранилища по многолетним данным биотестирования. Сообщение 1. Токсикологические исследований // Биология внутренних вод. 2021. № 6. С. 640–650. DOI: 10.31857/s0320965221060188.Особенности пресноводных экосистем малых рек Волжского бассейна / Т.Д. Зинченко [и др.]; под ред. Г.С. Розенберга, Т.Д. Зинченко. Тольятти: Кассандра, 2011. 322 с.Романов И.Н., Макарова Ю.В., Прохорова Н.В. Эколого-биогеохимические особенности донных отложений и рогоза узколистного в условиях старицы реки Сок // Экология родного края: проблемы и пути их решения: мат-лы XVIII всерос. науч.-практ. конф. с междунар. уч. 24–25 апреля 2023 г., г. Киров. Кн. 1 / отв. ред. Т.Я. Ашихмина. Киров: Вятский государственный университет, 2023. С. 185–190.ГОСТ 17.1.5.01-80. Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб донных отложений водных объектов для анализа на загрязненность. М.: ИПК Издательство стандартов, 1980. 7 с.ПНД Ф 16.1:2.3:3.11-98 Количественный химический анализ почв. Методика выполнения измерений содержания металлов в твердых объектах методом спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. М.: Центр исследования и контроля воды, 2005. 28 с.Макарова Ю.В., Прохорова Н.В. Биогеохимия: практикум. Самара: Самарский университет, 2012. 84 с.