ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫМИ МЕТАЛЛАМИ В СИСТЕМЕ “СНЕГОВОЙ ПОКРОВ – ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ – РАСТИТЕЛЬНОСТЬ” НА ТЕРРИТОРИИ Г. ПАВЛОДАР И ПРИГОРОДА

В статье представлены результаты исследования уровня загрязнения редкоземельными металлами на городских и пригородных садово-огородных участках города Павлодар. Павлодар, как индустриально развитый город, подвергается воздействию выбросов промышленных предприятий, транспорта и печного отопления, что делает его уязвимым к загрязнению редкоземельными металлами. Основное внимание уделено загрязнению лантаноидами в системе «осадки (снег) – почва – овощи»: накопление металлов в снегу, их миграция в почву и аккумуляция в растениях. Результаты показывают, что концентрации исследуемых элементов в твердой фазе снега убывают в следующем порядке (мг/кг): Ce (54,1) > La (27,9) > Nd (26,9) > Gd (5,8) > Dy (5) > Eu (1,4) > Ho (0,8) > Lu (0,3). В почвах концентрации металлов убывают в порядке (мг/кг): Ce (33,28) > La (15,41) > Nd (14,72) > Gd (3,74) > Lu (1,3) > Ho (1,01) > Eu (0,82) > Dy (0,39). Выявлено, что содержание металлов в снеге значительно превышает их концентрации в почвах, за исключением гольмия и лютеция, чьи концентрации выше в почве. Фоновые концентрации в снеговом покрове в среднем на 1,3 раза ниже городских. Металлы La и Ce имеют очень низкие значения накопления как для картофеля, так и для томата, хотя наблюдается незначительное превышение коэффициента бионакопления для картофеля. Эти данные важны для разработки мер по снижению загрязнения и охране здоровья населения.

1. Brouziotis, A. A., Giarra, A., Libralato, G., Pagano, G., Guida, M., & Trifuoggi, M. Toxicity of rare earth elements: an overview on human health impact // Frontiers in Environmental Science. – 2022. – No. 10. https://doi.org/10.3389/fenvs.2022.948041

2. Li, L. J., Huang, X., & Wei, H. The effect of re on the microstructure and properties of weld of 7075 aluminum alloy // Applied Mechanics and Materials. – 2013. – No. 456. – Р. 521–524. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.456.521

3. Mleczek, P., Borowiak, K., Budka, A., Szostek, M., Niedzielski, P. Possible sources of rare earth elements near different classes of road in Poland and their phytoextraction to herbaceous plant species // Environmental Research. – 2021. – No. 193. – Р. 110580. https://doi.org/10.1016/j.envres.2020.110580

4. Balaram, V. Rare earth elements: A review of applications, occurrence, exploration, analysis, recycling, and environmental impact // Geoscience Frontiers. – 2019. – No. 10(4). – Р. 1285–1303. https://doi.org/10.1016/j.gsf.2018.12.005

5. Arienzo, Monica M., Saftner, D., Bacon, S. N., Robtoy, E., Neveux, I., Schlauch, K., Carbone, M., Grzymski, J. Naturally occurring metals in unregulated domestic wells in Nevada, USA // Science of The Total Environment. – 2022. – No. 851(2). – Р. 158277. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.158277

6. Tommasi, F., Thomas, P. J., Pagano, G., Perono, G. A., Oral, R., Lyons, D. M., et al. Review of Rare Earth Elements as Fertilizers and Feed Additives: A Knowledge Gap Analysis // Archives of Environmental Contamination and Toxicology. – 2021. – No. 81(4). – Р. 531–540. https://doi.org/10.1007/s00244-020-00773-4

7. Turra, C. Sustainability of rare earth elements chain: from production to food-a review // International Journal of Environmental Health Research. – 2018. – No. 28. – Р. 23–42. https://doi.org/10.1080/09603123.2017.1415307

8. Adeel, M., Lee J. Y., Zain, M., Rizwan, M., Nawab, A., Ahmad, M.A., Shafiq, M., Yi, H., Jilani, G., Javed, R., Horton, R., Rui, Y., Tsang, D.C.W., Xing, B. Cryptic footprints of rare earth elements on natural resources and living organisms // Environment International. – 2019. – No. 127. – Р. 785–800. https://doi.org/10.1016/j.envint.2019.03.022

9. Han, R. and Xu, Z. Geochemical behaviors of rare earth elements (rees) in karst soils under different land-use types: a case in Yinjiang karst catchment, Southwest China // International Journal of Environmental Research and Public Health. – 2021. – No. 18(2). – Р. 502. https://doi.org/10.3390/ijerph18020502

10. Bakhshalizadeh, Shima & Liyafoyi, Adeleh & Mora Medina, Rafael & Ayala-Soldado, Nahúm. Bioaccumulation of rare earth elements and trace elements in different tissues of the golden grey mullet (Chelon auratus) in the southern Caspian Sea // Environmental Geochemistry and Health. – 2023. – No. 45. – Р. 1–10. https://doi.org/10.1007/s10653-023-01593-w

11. Mleczek, P., Borowiak, K., Budka, A., Niedzielski, P. Relationship between concentration of rare earth elements in soil and their distribution in plants growing near a frequented road // Environ Sci Pollut Res Int. – 2018. – P. 23695–23711. https://doi.org/10.1007/s11356-018-2428-x

12. Гельдымамедова, Э. А. Тяжелые металлы в почвах г. Павлодар Республики Казахстан: дис... канд. биол. наук: 03.00.16. Павлодар, 2007. – 215 с.

13. Агроклиматические ресурсы Павлодарской области: научно-прикладной справочник / Под ред. С.С. Байшоланова – Астана, 2017. – 127 с.

14. Методические рекомендации по проведению полевых и лабораторных исследований почв при контроле загрязнения окружающей среды металлами. – М.: Метеоиздат, 1982. – 109 с.

15. Ладонин, Д. В. Формы соединений тяжелых металлов в техногенно-загрязненных почвах. – М.: Издательство Московского университета, 2019. – 312 с.

16. Kurochkin, I., Chugay, N., Kulagina, E. The assessment of soil contamination with heavy metals in the Vladimir city // E3S Web Conf. – 2021. – P. 03005. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202126503005

17. Orisakwe, O.E., Dagur, E.A., Udowelle, N.A. Lead levels in vegetables from Artisanal Minning sites of Dilimi River, Bukuru and Barkin Ladi North Central Nigeria: Cancer and Non-Cancer Risk Assessment // Asian Pac. J. Cancer Prev. – 2017. – No. 18(3). – Р. 621–627.

18. Gwenzi, W., Mangori, L., Danha, C., Chaukura, N., Dunjana, N., Sanganyado, E. Sources, behavior, and environmental and human health risks of high-technology rare earth elements as emerging contaminants // Science of The Total Environment. – 2018. – No. 636. – P. 299–313. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.04.235

19. Petrovic, M., Gonzalez, S. and Barcelo, D. Analysis and Removal of Emerging Contaminants in Wastewater and Drinking Water // TrAC Trends in Analytical Chemistry. – 2003. – No. 22. – P. 685–696. https://doi.org/10.1016/S0165-9936(03)01105-1

20. Chakhmouradian, A. R. and Wall, F. Rare earth elements: minerals, mines, magnets and more // Elements. – 2012. – No. 8(5). – P. 333–340. https://doi.org/10.2113/gselements.8.5.333

21. Zhang, W., Noble, A., Yang, X. and Honaker, R. A comprehensive review of rare earth elements recovery from coal-related materials // Minerals. – 2020. – No. 10. – P. 451. https://doi.org/10.3390/min10050451

22. Baron, R. Determination of rare earth elements in power plant wastes // Mining Machines. – 2020. – No. 4(164). – P. 24–30. https://doi.org/10.2478/mspe-2020-0034

23. Franus, W., Wiatros-Motyka, M. M. and Wdowin, M. Coal fly ash as a resource for rare earth elements // Environmental Science and Pollution Research. – 2015. – No. 22(12). – P. 9464–9474. https://doi.org/10.1007/s11356-015-4111-9

24. Akcil, A., Akhmadiyeva, N., Abdulvaliyev, R., Abhilash and Meshram, P. Overview on extraction and separation of rare earth elements from red mud: focus on scandium // Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. – 2018. – No. 39(3). – P. 145–151. https://doi.org/10.1080/08827508.2017.1288116