Heavy metals mobility under conditions of high variability of basic properties of soils of agroecosystems and urban ecosystems of the Central Chernozem Region | Подвижность тяжелых металлов в условиях высокой вариабельности базовых свойств почв урбоэкосистем и агроэкосистем ЦЧР

Английский. Timely forecasting of soil changes helps to reduce the risks of environmental degradation, to improve the accuracy of soil-ecological assessments, and to ensure the environmental safety of landscapes for human habitation and economic activity. The research aim is to reveal models of functional relationships between mobile forms of heavy metals (HM) and basic chemical properties of soils in urban and agro ecosystems. The soils of urban agglomerations and urban districts in the western part of the Central Chernozem Region (the Kursk and Belgorod regions) were studied. High variability of soil properties due to increased variegation of the soil cover was diagnosed. It has been found that the HM mobility index in the Central Chernozem Region has a high variability; in some conditions it can be determined by the level (mass concentration of an element or elements in the soil) and the nature (polymetallic or monometallic) of soil HM pollution, and in others by the ecological and functional state of soils. The mobility of the studied HM decreased according an increase in the humus content from 0.2 to 5.9%, or a rise in the content of mobile phosphorus from 18 to 652 mg/kg, or a rise in the content of exchangeable potassium from 25 to 350 mg/kg. It is noted that under monometallic soil pollution, it is possible to predict changes in the HM mobility index both under conditions of changes in the capacity and contrast of soil geochemical barriers and with changes in the mass HM pollution concentrations in the soil, using regionally adapted and verified mathematical models.

Русский. Своевременное прогнозирование изменений свойств почв позволяет снижать риски ухудшения экологической обстановки, повышать точность почвенно-экологических оценок, а также обеспечивать экологическую безопасность ландшафтов для проживания человека и ведения им хозяйственной деятельности. Цель исследований - выявление моделей функциональных связей подвижных форм тяжелых металлов (ТМ) с базовыми химическими свойствами почв урбо- и агроэкосистем. Исследовали почвы городских агломераций и городских округов в условиях западной части ЦЧР (Курская и Белгородская области). Диагностирована высокая вариабельность свойств почв, обусловленная повышенной пестротой почвенного покрова. Выявлено, что показатель подвижности ТМ в условиях ЦЧР имеет высокую вариабельность и в одних условиях ее могут определять уровень (массовая концентрация элемента или элементов в почве) и характер (полиметаллическое или монометаллическое) загрязнения почв ТМ, а в других эколого-функциональное состояние почв. Подвижность исследуемых ТМ снижалась при увеличении содержания гумуса от 0,2 до 5,9%, повышении содержания подвижного фосфора от 18 до 652 мг/кг и повышении содержания обменного калия от 25 до 350 мг/кг. Отмечено, что в условиях монометаллического загрязнения почв ТМ можно прогнозировать изменения показателя подвижности ТМ как в условиях изменения емкости и контрастности почвенных геохимических барьеров, так и при изменениях массовых концентраций загрязняющего ТМ в почве, применяя регионально адаптированные и верифицированные математические модели.