sergeogrИзвестия Российской академии наук. Серия географическаяIzvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya2587-55662658-697510.31857/S2587-55662019596-110sergeogr-954Research ArticleПриродопользование и геоэкологияNatural Recourse Use and GeoecologyДистанционный и геохимический мониторинг почвенно-растительного покрова объектов размещения отходов (Курская область)Remote Sensing and Geochemical Monitoring of Soils and Vegetation Cover of Industrial Waste Dumping Site (Kursk Region)ЗамотаевИ. В.ZamotaevI. V.zivigran@yandex.ruТельноваН. О.TelnovaN. O.Telnova@igras.ruКайдановаО. В.KaidanovaO. V.БорисочкинаТ. И.BorisochkinaT. I.СусловаС. Б.SuslovaS. B.Институт географии РАНРоссияInstitute of Geography, Russian Academy of SciencesRussian FederationПочвенный институт имени В.В. ДокучаеваРоссияV.V. Dokuchaev Soil Science InstituteRussian Federation2019101120190596110Copyright © Замотаев И.В., Тельнова Н.О., Кайданова О.В., Борисочкина Т.И., Суслова С.Б., 20192019Замотаев И.В., Тельнова Н.О., Кайданова О.В., Борисочкина Т.И., Суслова С.Б.Zamotaev I.V., Telnova N.O., Kaidanova O.V., Borisochkina T.I., Suslova S.B.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/954

Приводятся результаты многолетних дистанционных и  геохимических исследований состояния почвенно-растительного покрова заброшенной свалки промышленных отходов у южной границы г. Курска. На основе анализа серии данных дистанционного зондирования различного разрешения и типа (1954–2018 гг.) реконструирована природная ландшафтная структура территории исследования. Проведено картографирование динамики зоны складирования отходов в  период активной эксплуатации. Выделено пять хронофункциональных зон, существенно различающихся техногенными трансформациями ландшафтной структуры, содержанием и  распределением тяжелых металлов в  почвенно-растительном покрове. Изучены пространственное распределение и многолетняя (2000–2017 гг.) динамика загрязнения тяжелыми металлами почв и техногенных поверхностных образований различных хронофункциональных зон свалки. Установлено, что для распределения тяжелых металлов характерна исключительно высокая пространственно-временная гетерогенность. Наиболее высокий уровень загрязнения почвенно-растительного покрова тяжелыми металлами (Pb, Cd, Ni, Zn, Cu, Sb) характерен для зоны экскавации, перемешивания и погребения промышленных отходов в 2001–2011 гг. Повышенные содержания Sb и Zn сохраняются в поверхностных горизонтах черноземов на пологих приводораздельных склонах вблизи свалки.

The paper summarizes results of long-term remote sensing and geochemical monitoring of soils and vegetation cover influenced with abandoned industrial waste dumping site at the southern periphery of Kursk city. Analysis of prolonged image time series (1954–2018) has resulted in the reconstruction of natural landscape pattern in study area, mapping the expansion of waste deposit area under the period of active exploitation, delineation of five historic-functional zones of the dumping site. These zones are featured with different age and type of technogenic transformations in landscape structure, particular levels of heavy metals’ content and their distribution in soils and vegetation. Studies of spatial pattern and long-term (2000–2017) changes in contamination of soils and technogenic surface formations with heavy metals revealed that the maximum level of soil and vegetation pollution with heavy metals (Pb, Cd, Ni, Zn, Cu, Sb) is fixed for the zone of excavation, mixing and secondary burying of industrial wastes in 2000s. Increased concentrations of Sb and Zn still persist in surface soil layers of chernozems outside the territory of abandoned dumping site.

антропогенно-преобразованные почвытехногенные поверхностные образованиярастительностьсвалка промышленных отходовтяжелые металлыразновременные данные дистанционного зондированияanthropogenic-transformed soilstechnogenic surface formationsindustrial waste dumping sitevegetationheavy metalstime series of remote sensing dataReferencesАбросимов А.В., Никольский Д.Б., Шешукова Л.В. Использование космических снимков и геоинформационных технологий для мониторинга мест складирования отходов // геоматика. 2013. № 1. с. 38–43.Abrosimov A.V., Nikolskiy D.B., Sheshukova L.V. Satellite images and GIS technologies for monitoring waste storage places. Geomatika, 2013, no. 1, pp. 38–43. (In Russ.).Арепьева Л.А. Фитоценозы несанкционированных свалок на урбанизированных территориях Курской области // Уч. зап.: электронный науч. журн. Курского гос. ун-та. 2013. № 4 (28). с. 34–41.Arep’eva L.A. The plant communities of unauthorized dumps in urban territories of Kursk region. Uch. Zap.: Electr. Nauch. Zh. Kursk Gos. Univ. Nauki o Zemle., 2013, vol. 28, no. 4, pp. 34–41. (In Russ.).Бровкина О.В., Скорописов Д.Ю. мониторинг свалок твердых бытовых и промышленных отходов на примере территории Кронштадтского района г. санкт-Петербурга // современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т 9. № 1. с. 153–155.Brovkina O.V., Skoropisov D.Yu. Remote sensed monitoring of dumps (in Kronshtadt district of SaintPetersburg). Sovr. Probl. DZZ Kosm., 2012, vol. 9, no. 1, pp. 153–155. (In Russ.).Доклад “О состоянии и охране окружающей среды на территории Курской области в 2017 г.”. Курск. 2017. 158 с.Doklad “О sostoyanii i okhrane okruzhayushchei sredy na territorii Kurskoi oblasti v 2017 godu” [Report “On the State and Protection of Environment in Kursk Oblast in 2017”]. Kursk: Administratsiya Kurskoi Oblasti, 2017. 158 p.Исламгулова А.Ф., Жумабекова Р., Косолапова М.В., Скакова О.Н. мониторинг полигонов твердых бытовых отходов и буферных зон на основе данных дистанционного зондирования Земли // Вестн. КазНУ. сер. геог. 2016. № 2 (43). с. 90–97.Islamgulova A.F., Zhumabekova R., Kosolapova M.V., Skakova O.N. Monitoring of landfills and buffer zones based on earth remote sensing data. Vestn. Kazakhskogo Natsionaln. Univ., Ser. Geogr., 2016, vol. 43, no. 2, pp. 90–97. (In Russ.).Классификация и диагностика почв России. смоленск: Ойкумена, 2004. 342 с.Klassifikatsiya i diagnostika pochv Rossii [Classification and Diagnostics of Soils of Russia]. Smolensk: Oikumena Publ., 2004. 342 p.Классификация и диагностика почв сссР м.: Колос, 1977. 224 с.Klassifikatsiya i diagnostika pochv SSSR [Classification and Diagnostics of Soils of the Soviet Union]. Moscow: Kolos Publ., 1977. 224 p.Ладонин Д.В. Формы соединений тяжелых металлов в техногенно-загрязненных почвах. Автореф. дис. … д-ра биол. наук. м., 2016. 42 с.Ladonin D.V. Forms of heavy metal compounds in technologically polluted soils. Extended Abstract of Doctoral (Biol.) Dissertation. Moscow: Moscow State Univ., 2016. 42 p.Лебедь-Шарлевич Я.И. Оценка и прогноз газогеохимического состояния и экологических функций почв на техногенных грунтах (на примере г. москвы). Автореф. дис. … канд. биол. наук. м., 2017. 27 с.Lebed’-Sharlevich Ya.I. The estimate and projection of gas-geochemical state and ecological functions of soils on technogenic soils (on the example of Moscow). Extended Abstract of Cand. Sci. (Biol.) Dissertation. Moscow: Moscow State Univ., 2017. 27 p.Липилин Д.А. Распределение и динамика объектов размещения твердых бытовых отходов на территории Краснодарского края. Автореф. дис. … канд. геог. наук. Краснодар, 2014. 23 с.Lipilin D.A. Distribution and dynamics of landfills disposal facilities in the Krasnodar region. Extended Abstract of Cand. Sci. (Geogr.) Dissertation. Krasnodar: Kuban State Univ., 2014. 23 p.Майорова О.В. Возможности использования материалов дистанционных съемок при обращении с ТБО на территориальном уровне // Изв. ВУЗов. сер. “геодезия и картография”. 2011. № 3. с. 70–74.Maiorova O.V. Possibilities of using remote sensing materials when handling solid household waste at the territorial level. Izv. VUZov, Ser. Geodeziya i Kartografiya, 2011, no. 3, pp. 70–74. (In Russ.).методические рекомендации по геохимической оценке загрязнения территории городов химическими элементами. м.: ИмгРЭ, 1982. 112 с.Metodicheskie rekomendatsii po geokhimicheskoi otsenke zagryazneniya territorii gorodov khimicheskimi elementami [Methodic Recommendations for Geochemical Assessment of Pollution of Urban Areas with Chemical Elements]. Moscow: IMGRE Publ., 1982. 112 p.Прокофьева Т.В., Мартыненко И.А., Иванников Ф.А. систематика почв и почвообразующих пород москвы и возможность их включения в общую классификацию // Почвоведение. 2011. № 5. с. 611–623.Prokofyeva T.V., Martynenko I.A., Ivannikov F.A. Classification of Moscow soils and parent materials and its possible inclusion in the classification system of Russian soils. Euras. Soil Sci., 2011, no. 5, pp. 611–623. doi 10.1134/S1064229311050127Территориальная схема обращения с отходами, в том числе, с твердыми коммунальными. Курская область. Утверждена комитетом жилищного хозяйства и ТЭК Курской области 28.10.2016. https://adm. rkursk.ru/index.php?id=665&mat_id=61061The Territorial Scheme of Waste Management, Including Municipal Solid Waste. Kursk Region. Approved by the Committee on Housing and Fuel and Energy of Kursk Region on 28 Octover 2016. Available at: https://adm.rkursk.ru/index.php?id=665&mat_ id=61061 (accessed: 08.08.2019). (In Russ.).Титова А.Г. Анализ геоэкологического воздействия свалок твердых бытовых отходов на компоненты окружающей среды с использованием геоинформационных технологий // география, экология, туризм: научный поиск студентов и аспирантов: материалы IV Всерос. науч.-практ. конф. Тверь: Твер. гос. ун-т, 2016. C. 71–74.Titova A.G. Analysis of the geo-ecological impact of municipal solid waste landfills on environmental components using geoinformation technologies. In Geografiya, ekologiya, turizm: nauchnyi poisk studentov i aspirantov: materialy IV Vseross. n.-p. konf. [Geography, Ecology, Tourism: Research by Students: IV All-Russian Sci. Conf. Materials]. Tver: Tverskoi Gos. Univ., 2016, pp. 71–74. (In Russ.).Шибалова Г.В. Использование геоинформационных технологий для мониторинга мест складирования отходов // Природообустройство. 2015. № 3. с. 22–26.Shibalova G.V. Usage of geoinformation technologies for monitoring the places of wastes storing. Prirodoobustroistvo, 2015, no. 3, pp. 22–26. (In Russ.).Beaumont B., Radoux J., Defourny P. Assessment of airborne and spaceborne thermal infrared remote sensing for detecting and characterizing landfills. 2014. V. 180. P. 237–248. doi: 10.2495/WM140201Beaumont B., Radoux J., Defourny P. Assessment of airborne and spaceborne thermal infrared remote sensing for detecting and characterizing landfills. WIT Trans. Ecol. Environ., 2014, vol. 180, pp. 237–248.Biottoa G., Silvestria S., Gobboa L., Furlana E., Valentia S., Rossellia R. GIS, multi-criteria and multi-factor spatial analysis for the probability assessment of the existence of illegal landfills // Int. J. Geogr. Inform. Sci. 2009. V. 23. № 10. P. 1233–1244.Biottoa G., Silvestria S., Gobboa L., Furlana E., Valentia S., Rossellia R. GIS, multi-criteria and multi-factor spatial analysis for the probability assessment of the existence of illegal landfills. Int. J. Geogr. Inf. Sci., 2009, vol. 23, no. 10, pp. 1233–1244.Laul J.C., Weimer W.C., Rancitelli L.A. Biogeochemical distribution of rare earth elements and other trace elements in plants and soils // Phys. Chem. Earth. 1979. V. 11. P. 819–827.Laul J.C., Weimer W.C., Rancitelli L.A. Biogeochemical distribution of rare earth elements and other trace elements in plants and soils. Phys. Chem. Earth, 1979, vol. 11, pp. 819–827.Mahmood K., Batool A., Faizi F., Chaudhry M.N., Ul-Haq Z., Rana A.D., Tariq S. Bio-thermal effects of open dumps on surroundings detected by remote sensing-Influence of geographical conditions // Ecol. Indicators. 2017. V. 82. P. 131–142.Mahmood K., Batool A., Faizi F., Chaudhry M.N., Ul-Haq Z., Rana A.D., Tariq S. Bio-thermal effects of open dumps on surroundings detected by remote sensing-Influence of geographical conditions. Ecol. Indic., 2017, vol. 82, pp. 131–142.Manzo C., Mei A., Zampetti E., Bassani C., Paciucci L., and Manetti P. Top-down approach from satellite to terrestrial rover application for environmental monitoring of landfills // Sci. of The Total Env. 2017. V. 584–585. P. 1333–1348.Manzo C., Mei A., Zampetti E., Bassani C., Paciucci L., Manetti P. Top-down approach from satellite to terrestrial rover application for environmental monitoring of landfills. Sci. Total Environ., 2017, vol. 584–585, pp. 1333–1348. doi 10.1016/j.scitotenv.2017.01.033Silvestri S., Omri M. A method for the remote sensing identification of uncontrolled landfills: formulation and validation // Int. J. of Remote Sensing. 2008. № 4 (29). P. 975–989.Silvestri S., Omri M. A method for the remote sensing identification of uncontrolled landfills: formulation and validation. Int. J. Remote Sens., 2008, vol. 29, no. 4, pp. 975–989.Zakhem K., Jahjah S., Zakhem G., Ibrahim E. Investigating the evolution of Naameh landfill and its surrounding vegetation using multispectral spaceborne imagery // Advances in Computational Tools for Engineering Applications (ACTEA). 2016 3rd International Conference On (IEEE). 2016. P. 72–77.Zakhem K., Jahjah S., Zakhem G., Ibrahim E. Investigating the evolution of Naameh landfill and its surrounding vegetation using multispectral spaceborne imagery. In 2016 3rd Int. Conf. on Advances in Computational Tools for Engineering Applications (ACTEA). IEEE, 2016, pp. 72–77. doi 10.1109/ACTEA.2016.7560115Verloo M., Willaert G., Cottenie A. Determination of the Upper Critical Levels of Heavy Metals in Plants and Soils // Stud. in Env. Sci. 1986. V. 29. P. 207–215.Verloo M., Willaert G., Cottenie A. Determination of the upper critical levels of heavy metals in plants and soils. Stud. Environ. Sci., 1986, vol. 29, pp. 207–215.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.