The monitor of humus and biological properties of urban soils in St Petersburg

Abstract

Урбанизация – это постепенная трансформация страны или региона из традиционного сельского общества с центром в сельском хозяйстве в современное городское общество с преобладанием промышленности (вторичной) и сферы услуг (третичной), обусловленная социальной производительностью, научно-техническим прогрессом и реструктуризацией промышленности. По расчетам экспертов ООН, при сохранении темпов урбанизации к 2050 году в городах будет проживать 70% населения планеты. Урбанизация охватывает различные аспекты жизни людей и имеет множество локальных и глобальных негативных последствий. В мегаполисах в результате деятельности человека экологическое состояние ухудшается, загрязнение окружающей среды растет, уменьшается и деградирует окружающее их зеленое пространство. Санкт-Петербург с населением около 7 млн. человек является вторым по величине городом в РФ. Кировский район расположен в юго-западной части Санкт-Петербурга. Население этого района составляет около 335 тысяч человек, из них 33% пенсионеров и 15% детей и подростков, то есть почти половина всего населения. Для этой группы профилактика и управление потенциальными рисками для здоровья являются особенно важными. Кировский район, наряду с Невским, Выборгским, Калининским и Красногвардейским, является наиболее загрязненным районом Санкт-Петербурга и, в целом, по качеству жизни занимает лишь 14-е место среди 18 районов Санкт-Петербурга. Городские почвы постоянно влияют на окружающую среду и условия жизни городского населения. Почва является не только основным компонентом городских экосистем, обеспечивающим основу для озеленения городов, но и местом поглощения, накопления и осаждения различных загрязняющих веществ . В пределах допустимого диапазона городские экосистемы можно постоянно оптимизировать и улучшать, но за пределами допустимого диапазона могут возникнуть неустранимые негативные последствия. Вышеперечисленные факторы обуславливают необходимость проведения в Кировском районе постоянного экологического мониторинга и оценки экологического состояния почв. Это делает наше исследование актуальным и важным для практического применения.

Целью данного исследования является эколого-биологическая оценка городских почвы в Кировском районе Санкт-Петербурга в рамках многолетнего экологического мониторинга. В связи с поставленной целью в ходе работы решались следующие задачи: 1.Изучить физико-химических характеристики городских почв; 2.Определить степень их загрязнения тяжелыми металлами (Cd, Cu, Pb, Ni, Zn); 3.Изучить биологическую активность и фитотоксичность городских почв; 4.Исследовать фракционно-групповой состав гумуса почв; 5.Выявить характер изменения экологического состояния исследуемых почв по сравнению с данными, полученными в ходе предыдущих обследований территории. Исследование проводилось на почвах газонов вдоль проспекта Стачек, а также на почвах прилегающих к нему скверов и парка. Образцы почв были отобраны в июне-июле 2023 года с 11 участков, являющихся объектами многолетнего экологического мониторинга начатого сотрудниками СПбНИЦЭБ РАН в 1993 год и продолженного в дальнейшем сотрудниками и учащимися СПбГУ. Дипломная работа выполнена на кафедре агрохимии Санкт-Петербургского государственного университета в 2022-2024 гг. Автор выражает глубокую признательность своему научному руководителю к.с.-х.н. Е.Е. Орловой, а также всему коллективу кафедры агрохимии.

Urbanisation is the gradual transformation of a country or a region from a traditional rural society centred on agriculture to a modern urban society dominated by industry (secondary) and services (tertiary) due to social productivity, scientific and technological progress and industrial restructuring. According to UN experts, if the rate of urbanisation continues, 70% of the world's population will live in cities by 2050. Urbanisation covers various aspects of people's lives and has many local and global negative consequences. In megacities, as a result of human activity, the ecological state is deteriorating, pollution is increasing, the green space surrounding them is shrinking and degrading. St. Petersburg with a population of about 7 million people is the second largest city in the Russian Federation. Kirovsky district is located in the south-western part of St. Petersburg. The population of this district is about 335 thousand people, of which 33% are pensioners and 15% children and adolescents, i.e. almost half of the total population. For this group, prevention and management of potential health risks are particularly important. Kirovsky district, along with Nevsky, Vyborgsky, Kalininsky and Krasnogvardeysky districts, is the most polluted district of St. Petersburg and, overall, ranks only 14th among 18 districts of St. Petersburg in terms of quality of life. Urban soils constantly influence the environment and living conditions of the urban population. Soil is not only the main component of urban ecosystems, providing the basis for urban greening, but also a place of absorption, accumulation and deposition of various pollutants. Within a tolerable range, urban ecosystems can be continuously optimised and improved, but beyond the tolerable range, irreversible negative effects can occur. The above factors necessitate the need for continuous environmental monitoring and assessment of the ecological condition of soils in Kirov district. This makes our study relevant and important for practical application.

The aim of this study is the ecological and biological assessment of urban soils in Kirovsky district of St. Petersburg within the framework of long-term environmental monitoring. In connection with the goal, the following tasks were solved in the course of the work: 1.To study physico-chemical characteristics of urban soils; 2.To determine the degree of their pollution by heavy metals (Cd, Cu, Pb, Ni, Zn); 3.To study biological activity and phytotoxicity of urban soils; 4.To investigate the fractional-group composition of soil humus; 5.Identify the nature of changes in the ecological state of the studied soils in comparison with the data obtained during previous surveys of the territory. The study was conducted on the soils of lawns along Stachek Avenue, as well as on the soils of the adjacent public gardens and park. Soil samples were collected in June-July 2023 from 11 sites, which are the objects of long-term environmental monitoring started by the staff of SPbNITSEB RAS in 1993 and continued later by the staff and students of SPbSU. The diploma work was carried out at the Department of Agrochemistry of St. Petersburg State University in 2022-2024. The author expresses her deep gratitude to her supervisor, Candidate of Agricultural Sciences E.E. Orlova, as well as to the whole staff of the Department of Agrochemistry.