Biotic and abiotic components in the system “watercourse and its catchment” of the small Polezhayevka River (the Amur River basin)

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

The relationship between abiotic and biotic components in the water and soil is analyzed using the catchment area of the small urban river. Water quality was assessed as “polluted” based on a set of indicators. Similarity in the biogeochemical characteristics of bottom sediments (BS) and soils was revealed. The average organic carbon (Corg) content was 5.9 in BS and 6.8% in soil. The excess of the background level of hydrocarbons in BS (100 mg/kg) was no higher than 1.6 times, in the soil it was 1.2–1.7 times. The share of HC in the organic matter content in BS did not exceed 0.4 and 0.21% in the catchment soil. The total content of phytopigments in BS and soil did not differ significantly – 34.89 and 29.31 μg/g, respectively. The contribution of primary production, estimated by the chl a into the total content of Corg in BS averaged 1.53, in soil 0.61%. Carotenoids dominated in the composition of phytopigments in BS and soil. Studying the molecular composition of n-alkanes shown that the predominant type of organic matter in both soil and BS is terrigenous matter, genetically associated with higher vegetation, found in the studied objects in the form of transformed hydrocarbons.

Full Text

Restricted Access

About the authors

L. A. Garetova

Institute of Water and Ecological Problems of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: gar-va1948@mail.ru
Russian Federation, Khabarovsk

E. L. Imranova

Institute of Water and Ecological Problems of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: gar-va1948@mail.ru
Russian Federation, Khabarovsk

N. K. Fisher

Institute of Water and Ecological Problems of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: gar-va1948@mail.ru
Russian Federation, Khabarovsk

References

  1. Бриттон Г. Биохимия природных пигментов. М.: Мир, 1986. 422 с.
  2. Гаретова Л.А., Фишер Н.К., Имранова Е.Л., Кириенко О.А., Кошельков А.М. Особенности формирования органических соединений в грунтах и донных отложениях промзоны г. Хабаровск // Геохимия. 2021. Т. 66. С. 464–472.
  3. Гаретова Л.А., Харитонова Г.В., Имранова Е.Л., Фишер Н.К., Кириенко О.А. Влияние наводнения 2019 г. на абиотическую и биотическую структуру донных отложений и почв поймы р. Амур // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. 2022. № 5. С. 1–12.
  4. Геннадиев А.Н., Завгородняя Ю.А., Пиковский Ю.И., Смирнова М.А. Алканы как компоненты углеводородного состояния почв: поведение, индикационное значение // Почвоведение. 2018. № 1. С. 37–47.
  5. ГОСТ 17.1.3.07-82 Охрана природы. Гидросфера. Правила контроля качества воды водоемов и водотоков. М.: ИПК, Изд-во стандартов, 2010.
  6. ГОСТ 17.1.4.02-90. Вода. Методика спектрофотометрического определения хлорофилла а. М.: ИПК, Изд-во стандартов, 1990.
  7. Дегтярева Л.В. Пространственное распределение органического вещества в донных отложениях Северного Каспия в зависимости от абиотических и биотических факторов среды // Естественные науки. 2013. Т. 43. С. 49–55.
  8. Евдокимова Г.А. Почвенная микробиота как фактор устойчивости почв к загрязнению // Теоретическая и приклад. экология. 2014. № 2. С. 17–24.
  9. Кислякова Е.Г. Изучение геохимического поля экосистем малых рек // Актуальные проблемы экологии и природопользования. Сб. науч. тр. Вып. 13. М.: РУДН, 2011. Ч. 2. С.113–117.
  10. Климин М.А., Сиротский С.Е. Распределение фотосинтетических пигментов в профиле торфяных отложений как отражение колебаний климата в галоцене // Биогеохимические и геоэкологические процессы в экосистемах. Вып. 15. Владивосток: Дальнаука, 2005. С. 237–248.
  11. Корнейкова М.В., Лебедева Е.В. Почвенные микромицеты – биоиндикаторы загрязнений на Кольском полуострове // Биодиагностика и оценка качества природной среды: подходы, методы, критерии и эталоны сравнения в экотоксикологии: Материалы международ. симпоз. Молодеж. шк. М.: ГЕОС, 2016. С. 129–133.
  12. Кошельков А.М., Матюшкина Л.А. Оценка химического загрязнения почв водоохранных зон малых рек города Хабаровска // Регионал. проблемы. 2018. Т. 21. С. 76–85.
  13. Кремлева Т.А. Геохимические факторы устойчивости водных систем к антропогенным нагрузкам. Дис. … докт. хим. наук. Тюмень: ТГУ, 2015. 260 с.
  14. Марьяш А.А., Ходоренко Н.Д., Звалинский В.И., Тищенко П.Я. Органический углерод в эстуарии реки Раздольная (Амурский залив, Японское море) в период ледостава // Геохимия. 2015. № 8. С. 734–742.
  15. Микроорганизмы как агенты биомониторинга и биоремедиации загрязненных почв / Под общ. ред. Т.Я. Ашихминой, Л.И. Домрачевой. Киров: Науч. изд-во ВятГУ, 2018. 254 с.
  16. Немировская И.А. Углеводороды в океане (снег–лед–вода–взвесь–донные осадки). М.: Науч. мир, 2004. 318 с.
  17. Немировская И.А., Канапацкий Т.А., Храмцова А.В. Особенности распределения и состава органических соединений в водах и донных осадках р. Чернавка, впадающей в озеро Эльтон // Докл. РАН. Науки о Земле. 2023. Т. 510. С. 241–246.
  18. Немировская И.А., Островская Е.В. Мониторинг органических соединений в водосборе Волги // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. 2018. Т. XXXIX. № 4. С. 65–85.
  19. Опекунов А.Ю., Митрофанова Е.С., Опекунова М.Г. Техногенная трансформация состава донных отложений рек и каналов Санкт-Петербурга // Геоэкология. Инженерная геология. Гидроэкология. Геокриология. 2017. № 4. С. 48–61.
  20. Петров А.А. Химия алканов. М.: Наука, 1974. 243 с.
  21. Пиковский Ю.И., Смирнова М.А., Геннадиев А.Н., Завгородняя Ю.А., Жидкин А.П., Ковач Р.Г., Кошовский Т.С. Параметры самородного углеводородного состояния почв различных биоклиматических зон // Почвоведение. 2019. № 11. С. 1307–1321.
  22. ПНДФ 16.1:2.2.22-98 Методика выполнения измерений массовой доли нефтепродуктов в минеральных, органогенных, органно-минеральных почвах и донных отложениях методом ИК-спектрометрии. М.: Гос. ком. РФ по охране окружающей среды, 2005. 21 с.
  23. ПНДФ 16.1:2.3:3.44-05 Методика выполнения измерений массовой доли летучих фенолов в пробах почв, осадков сточных вод и отходов фотометрическим методом после отгонки водяным паром. М., 2005.14 с.
  24. Полянин В.О., Фащевская Т.Б., Словягина А.Н. Особенности формирования и регулирования диффузного загрязнения в пределах городских территорий (на примере р. Яузы) // Вод. ресурсы. 2023. Т. 50. С. 53–67.
  25. Практикум по микробиологии: Учеб. Пособие для студентов высш. учеб. Заведений / Под ред. А.И. Нетрусова. М.: Академия, 2005. 608 с.
  26. Рогозина Е.А. Геохимические изменения в составе нефти при биодеградации // Разведка и охрана недр. 2010. № 4. С. 63–68.
  27. СанПиН 1.2.3685-21 Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания. 960 с.
  28. Сигарева Л.Е. Хлорофилл в донных отложениях Волжских водоемов. М.: Товарищество науч. изд. КМК, 2012. 217 с.
  29. Сигарева Л.Е., Тимофеева Н.А., Законнов В.В. Особенности распределения растительных пигментов в донных отложениях Чебоксарского водохранилища // Гидробиол. журн. 2004. Т. 40. С. 27–35.
  30. Фащевская Т.Б., Словягина А.Н., Полянин В.О., Алгушаева А.В. Антропогенные изменения гидрохимического режима и качества воды городского водотока (на примере реки Лихоборки, московский регион) // Вод. ресурсы. 2023. Т. 50. С. 203–217.
  31. Федоров Ю.А., Доценко И.В., Кузнецов А.Н., Белов А.А., Логинов Е.А. Закономерности распределения Сорг в донных отложениях российской части Азовского моря // Океанология. 2009. Т. 49. С. 229–236.
  32. Фишер Н.К., Гаретова Л.А., Имранова Е.Л., Кириенко О.А., Афанасьева М.И. Оценка экологического состояния малых рек центральной части Хабаровска в период снеготаяния // Регионал. проблемы. 2018. Т. 21. С. 35–44.
  33. Шестеркин В.П., Афанасьева М.И., Шестеркина Н.М. Особенности качества воды малых рек Хабаровска в зимний период // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2019. № 3. С. 42–51.
  34. Янин Е.П. Техногенные речные илы (условия формирования, вещественный состав, геохимические особенности). М.: АРСО, 2018 415 с.
  35. Anh N.T., Can L.D., Nhan N.T., Schmalz B., Luu T.L. Influences of key factors on river water quality in urban and rural areas: A review // Case Studies in Chemical and Environ. Engineering. 2023. V. 8. 100424.
  36. Engloner A.I., Németh K., Dobosy P., Óvári M. Exploring the trend effects of diffuse anthropogenic pollution in a large river passing through a densely populated area // Heliyon. V. 9. 2023. e20120.
  37. Kuhn Th.K., Krull E.S., Bowater A., Grice K., Gleixner G. The occurrence of short chain n-alkanes with an even over odd predominance in higher plants and soils // Organic Geochem. 2009. V. 41. P. 88–95.
  38. Liu Y., Su B., Mu H., Zhang Y., Chen L., Wu B. Effects of point and nonpoint source pollution on urban rivers: From the perspective of pollutant composition and toxicity // J. Hazardous Materials. 2023. V. 460. 132441.
  39. Norris C., Dungai J., Joynes A., Quideau S. Biomarkers of novel ecosystem development in boreal forest soils // Organic Geochem. 2013. V. 64. P. 9–18.
  40. Peters K.E., Walters C.C., Moldowan J.M. The biomarker guide. Second Edition I, II, Cambridge: Univ. Press, 2005. 1155 p.
  41. Revitalization of Urban River Spaces. http//www.reuris.gig.eu (дата обращения: 20.02.23)
  42. Saliot A., Laureillard J., Scribe P., Sicre M.A. Evolutionary trends in the lipid biomarker approach for investigating the biogeochemistry of organic matter in the marine environment // Mar. Chem. 1992. V. 39. P. 235–248.
  43. Sojinu S.O., Sonibare O.O., Ekundayo O., Zeng E.Y. Assessing anthropogenic contamination in surface sediments of Niger Delta, Nigeria with fecal sterols and n-alkanes as indicators // Sci. Total Environ. 2012. V. 441. P. 89–96.
  44. Zhang Y., Mao W., Li R., Liu Y., Wang P., Zheng Z., Guan Y. Distribution characteristics, risk assessment, and quantitative source apportionment of typical contaminants (HMs, N, P, and TOC) in river sediment under rapid urbanization: A study case of Shenzhen river, Pearl River Delta, China // Process Safety Environ. Protection. 2022. V. 162. P. 155–168.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Cartography of the study area.

Download (541KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Percentage of pigments in DO and soil of the watercourse and its catchment system.

Download (83KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Content of phytopigments, bacteria and micromycetes in the soil of the upper (1P) and lower (4P) sections of the Polezhaevka River catchment. Polezhaevka. On the ordinate axis: Chl a, ∑ pygm, µg/g; GB abundance, million CFU/g; micromycetes abundance, thousand CFU/g.

Download (76KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Russian academy of sciences