Аспирант, ФГОАУ ВО «ЮФУ», 344090, Ростов-на-Дону, Россия
e-mail: e-ra7@mail.ru
Postgraduate student, Southern Federal University, Rostov-on-Don, 344090, Russian Federation
e-mail: e-ra7@mail.ru
Науч. сотр., ФГБУН ЮНЦ РАН, 344006, Ростов-на-Дону, Россия
e-mail: tanja0701@mail.ru
Research fellow, Federal Research Center The Southern Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, 344006, Rostov-on-Don, Russian Federation
e-mail: tanja0701@mail.ru
Профессор, ФГОАУ ВО «ЮФУ», 344090, Ростов-на-Дону, Россия
e-mail: snsushkova@sfedu.ru
Professor, Southern Federal University, 344090, Rostov-on-Don, Russian Federation
e-mail: snsushkova@sfedu.ru
Доктор геогр. наук, профессор, директор Академии биологии и биотехнологии им. Д.И. Ивановского ФГОАУ ВО «ЮФУ», 344090, Ростов-на-Дону, Россия.
e-mail: kamil_kazeev@mail.ru
DSc (Geology), Professor, Director of the Academy of Biology and Biotechnology named after D.I. Ivanovsky, Southern Federal University, 344090, Rostov-on-Don, Russian Federation
e-mail: kamil_kazeev@mail.ru
Введение. Донные отложения богаты органическими соединениями, однако за счёт их накопления на дне водоёма ухудшается качество воды. Один из методов очистки водоёмов ‒ дноуглубительные работы, при которых полученный грунт выгружается по берегам с возможной последующей транспортировкой на полигоны твёрдых бытовых отходов. Данный метод утилизации нерационален, поскольку качественный состав некоторых илов позволяет использовать их в качестве удобрения в сельском хозяйстве.
Материалы и методы. Изучали загрязнение полициклическими ароматическими углеводородами (ПАУ) и тяжёлыми металлами (ТМ) донных отложений нижнего течения реки Дон для оценки их потенциального использования в качестве удобрений в сельском хозяйстве. Осадки анализировали на содержание гумуса, тяжёлых металлов, ПАУ и фитотоксичность, оценивали pH. Для этого отбирали пробы донных отложений в Цимлянском водохранилище и нижнем течении реки Дон и её притока реки Аксай. В качестве тест-объекта использована озимая пшеница сорта Бумба ЭС. Для определения фитотоксичности донных отложений использовали зарубежные нормативы их качества, а также фоновые региональные значения почв Ростовской области.
Результаты. Исследования показали, что отложения имеют органоминеральный характер, содержат в высоких концентрациях кремний, кальций и магний. Значения pH варьировались в нейтральном и слабощелочном диапазоне. Содержание ТМ в основном не выходило за границы допустимых значений. Исключение составили цинк и стронций, обнаруженные в повышенных количествах, причём самые высокие концентрации выявлены в средней части Цимлянского водохранилища. Содержание ПАУ существенно варьировалось, в нижнем течении реки наблюдали самые высокие уровни. Отложения показали различную степень фитотоксичности, при этом во всех образцах отмечено уменьшение длины корней пшеницы.
Ограничения исследования связаны с тем, что изменения и дополнения, внесённые в санитарно-эпидемиологические требования к различным видам почв и донных отложений, не являются исчерпывающими и могут пересматриваться по мере появления нормативов новых веществ, данных о токсичности и опасности нормированных соединений.
Заключение. Проведённая экологическая оценка состояния донных отложений реки Дон, основанная на расчётах суммарного коэффициента загрязнения, свидетельствует о низком уровне загрязнения исследуемых объектов, что допускает их использование в сельском хозяйстве.
Соблюдение этических стандартов. Исследование не требует представления заключения комитета по биомедицинской этике или иных документов.
Участие авторов: Рыбалкина Е.И. ‒ сбор материала и обработка данных, написание текста; Польшина Т.Н. ‒ сбор материала и обработка данных; Сушкова С.Н. ‒ получение и обработка данных; Казеев К.Ш. ‒ планирование и руководство, сбор материала, написание текста, редактирование. Все соавторы ‒ утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.
Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.
Финансирование. Исследование выполнено при финансовой поддержке проекта Программы стратегического академического лидерства Южного федерального университета «Приоритет 2030» (№ СП03/S4_0708Приоритет_15).
Поступила: 06.05.2024 / Принята к печати: 02.10.2024 / Опубликована: 07.03.2025
Introduction. Bottom sediments are rich in organic compounds, but due to their accumulation at the bottom of the reservoir, water quality deteriorates. Dredging is one of the methods of cleaning water bodies, during which the resulting soil is unloaded along the banks with possible subsequent transportation to solid waste landfills. This method of waste disposal is not rational, since the qualitative composition of some sludge allows it being used as fertilizer in agriculture.
Materials and methods. Contamination of bottom sediments of the lower Don River with polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and heavy metals (HMs) was studied to assess their potential use as fertilizers in agriculture. Sediments were analyzed for pH, humus content, HMs, PAHs, and phytotoxicity. For this purpose, samples of bottom sediments were taken in the Tsimlyansk Reservoir and the lower reaches of the Don River and its tributary, the Aksai River. Winter wheat of the Bumba ES variety was chosen as a test object. To assess the phytotoxicity of bottom sediments, there were used foreign standards for the quality of bottom sediments and background regional values of soils in the Rostov region.
Results. Studies have shown that the deposits are of an organomineral nature, with a high content of silicon, calcium, and magnesium. The pH values varied between the neutral and slightly alkaline ranges. In the sediments, all HMs are within acceptable limits, and only zinc and strontium have increased contents, with the highest concentrations found in the middle part of the Tsimlyansk Reservoir. PAHs level varied significantly, with the highest levels observed in the lower reaches of the river. The sediments showed varying degrees of phytotoxicity, with all samples showing a decrease in root length.
Limitations. The limitations of the study are due to the fact that the changes and additions made to the sanitary and epidemiological requirements for various types of soils and bottom sediments are not exhaustive and can be revised as standards for new substances appear, data on the toxicity and danger of standardized compounds.
Conclusion. The conducted ecological assessment of the state of bottom sediments of the Don River, based on calculations of the total pollution coefficient, indicates a low level of pollution of the studied objects, which allows their using in agriculture.
Compliance with ethical standards. The study does not require the submission of the opinion of the biomedical ethics committee or other documents.
Contributions: Rybalkina E.I. – collection of material and data processing, writing the text; Polshina T.N. – collection of material and data processing; Sushkova S.N. – data processing; Kazeev K.Sh. – collection of material and data processing, text writing, editing. All co-authors – approval of the final version of the article, responsibility for the integrity of all parts of the article.
Acknowledgment. The research was carried out with the financial support of the project of the Strategic Academic Leadership Program of the Southern Federal University “Priority 2030” (No. SP03/S4_0708Prioritet_15).
Conflict of interest. The authors declare that there are no obvious or potential conflicts of interest in connection with the publication of this article.
Received: May 6, 2024 / Accepted: October 2, 2024 / Published: March 7, 2025
The authors declare that there are no conflicts of interest present.