Оцінка екологічного ризику забруднення ґрунтів важкими металами
Анотація
Мета. Оцінка екологічного ризику забруднення ґрунтів важкими металами, аналіз їх концентрації на природоохоронних територіях Зміївської громаді Харківської області та в зоні впливу Зміївської ТЕС.
Методи. Польові, атомно-абсорбційної спектрофотометрії, для оцінки екологічного ризику використано методику Хакансона, яка включає розрахунок коефіцієнтів забруднення (Cif), індексів потенційного екологічного ризику (Eir) та сукупного ризику (RI).
Результати. Дослідження базувалося на відборі проб ґрунту з чотирьох локацій: ботанічні заказники «Цикалове», «Мохначанський», «Скрипаївський» та район поблизу Зміївської ТЕС. Концентрації важких металів у ґрунтах локацій природоохоронного фонду не перевищували ГДК, за винятком підвищеного вмісту цинку та заліза. В пробах ґрунту біля Зміївської ТЕС відзначено суттєве перевищення фонових рівнів важких металів: заліза, міді, кобальту та цинку. Індекси сукупного ризику (RI) для локацій природоохоронного фонду визначено на рівні слабкого екологічного ризику (RI < 4), для району Зміївської ТЕС цей показник значно вищий (RI = 25,98), що свідчить про підвищений ризик. Найбільший індекс потенційного ризику (Eir) пов'язаний із вмістом кобальту та кадмію.
Висновки. Забруднення ґрунтів важкими металами в Зміївській громаді має локалізований характер, найбільш небезпечні концентрації спостерігаються поблизу Зміївської ТЕС. Природоохоронні території мають незначний ризик забруднення, однак високий рівень біодоступності цинку та інших металів вказує на необхідність постійного моніторингу. Методика Хакансона довела ефективність у визначенні ризику для здоров’я через вплив важких металів. Результати підкреслюють необхідність заходів із зменшення впливу техногенних забруднень, таких як контроль за викидами, рекультивація ґрунтів та зниження антропогенного навантаження.
Завантаження
Посилання
Yatsuk, I., Dehtiarov, V., Tykhonenko, D., & Horin, M. (2016). Monitoring of natural soil and agricultural ecosystems as a scientific basis for soil diversity conservation. Journal of Agroecology, (4), 57-66. https://doi.org/10.33730/2077-4893.4.2016.271211
Gholizadeh, A., Saberioon, M., Ben-Dor, E., & Borůvka, L. (2018). Monitoring of selected soil contami-nants using proximal and remote sensing techniques: Background, state-of-the-art and future perspec-tives. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 48(3), 243–278. https://doi.org/10.1080/10643389.2018.1447717
Zhukov, O., Kunakh, O., Yorkina, N. & Tutova A. (2023). Response of soil macrofauna to urban park reconstruction. Soil Ecol. Lett. 5, 220156 https://doi.org/10.1007/s42832-022-0156-0
Lv, Z. (2020). Construction of soil environment information management platform based on ArcGIS. 2020 IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 546 032039. https://doi.org/10.1088/1755-1315/546/3/032039
Tudor, B., & Bucevschi, B. T. (2021). Analysis of the Influence of Pesticides on the Soil in an Agricul-tural Area. The Annals of “Dunarea de Jos” University of Galati. Fascicle IX, Metallurgy and Materi-als Science. 44, 4 (Dec. 2021), 60-66. https://doi.org/10.35219/mms.2021.4.11
Li, X., Zhu, W., Qin, Y., & Yin, F. (2019). Research Progress and Prospects of Soil Pollution Assessment and Prediction Models. 2019 IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 304 052042 https://doi.org/10.1088/1755-1315/304/5/052042
Wang, Mingze & Liu, Dianfeng & Jia, Jinglei & Zhang, Xiaoyi. (2015). Global trends in soil monitoring research from 1999–2013: a bibliometric analysis. Acta Agriculturae Scandinavica Section B: Soil and Plant Science. 65. 483-495. https://doi.org/10.1080/09064710.2015.1030443
Li X., Zhu W., Qin Y., Yin F. (2019). Research Progress and Prospects of Soil Pollution Assessment and Prediction Models IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 340 (5), art. no. 052042. https://doi.org/10.1088/1755-1315/304/5/052042
Keith, A. M., Griffiths, R. I., Henrys, P. A., Hughes, S., Lebron, I., Maskell, L. C., Smart, S. M. (2015). Monitoring soil natural capital and ecosystem services by using large-scale survey data. In M. Stromberger, N. Comerford, & D. Lindbo (Eds.), Soil ecosystems services. Madison, WI: Soil Sci-ence Society of America. https://doi.org/10.2136/2015.soilecosystemsservices.2014.0070
Zhang, Z. (2023). Analysis of Soil Pollution Status in Different Land Use Types. Frontiers in Sustaina-ble Development. 3, 7 (Jul. 2023), 105–109. https://doi.org/10.54691/fsd.v3i7.5338
Gholizadeh, A., Saberioon, M., Ben-Dor, E., & Borůvka, L. (2018). Monitoring of selected soil contam-inants using proximal and remote sensing techniques: Background, state-of-the-art and future perspec-tives. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 48(3), 243–278. https://doi.org/10.1080/10643389.2018.1447717
Jing Wang, Xianfeng Cheng, Qinhui Huang, Xi Ying, (2022). Analysis method of regional soil pollu-tants based on distributed sensing technology. Proc. SPIE 12246, 2nd International Conference on Signal Image Processing and Communication (ICSIPC 2022), 1224604 (9 October 2022). https://doi.org/10.1117/12.2643704
Zhou, L.Y., Zuo, W.G., Li, Z.M., Luo, C.S. (2014). Research profiling of soil pollution from 2000 to 2013. Advanced Materials Research, 955-959, 3665-3670. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.955-959.3665
Drozd, O., Zhuravel, M., Naidionova, O. Y., Lezhenina, I., & Polchaninova, N. (2018). The determina-tion of local changes in the supporting ecosystem service of soil on the territory of oil and gas produc-tion. Ecology and the Environment, 18(2), 15–25. https://doi.org/10.31471/2415-3184-2018-2(18)
Vashukevich, N., Gusev, A., Varnina, V. A., Chulkov, V., & Fedorov, A. (2022). Agroecological moni-toring of soils in the educational and experimental farm of the Ural State Agrarian University. IOP Con-ference Series: Earth and Environmental Science, 1043(1), 012020. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1043/1/012020
Ande, O., & Senjobi, B. (2014). Land degradation assessment of agrarian soils in Ebonyin State for sustainable production. Journal of Ecology and the Natural Environment, 6(4), 150–158. https://doi.org/10.5897/JENE10.081
Seaton, F. M., Barrett, G., Burden, A., Creer, S., Fitos, E., Garbutt, A., ... & Robinson, D. A. (2020). Soil health cluster analysis based on national monitoring of soil indicators. European Journal of Soil Sci-ence, 71(2), 278–295. https://doi.org/10.1111/ejss.12958
Huang, J., Wang, Y., Liu, Z. R., & Zhang, Y. (2014). Evaluation on potential ecological risk of heavy metals in soil of Yanjiao. Advanced Materials Research, 1044-1045, 314–318. https://doi.org/10.4028/WWW.SCIENTIFIC.NET/AMR.1044-1045.314
Neagu, A., Soceanu, A., & Birghila, S. (2020). Analysis of soils parameters in correlation with vegeta-tion period. Revista de Chimie, 71(9), 326–331. https://doi.org/10.37358/rc.20.9.8331
Purnama, T. J., Wijayanto, N., & Wasis, B. (2022). Assessing soil properties in various agroforestry lands in Kuningan District, West Java, Indonesia using Visual Evaluation of Soil Structure (VESS). Bi-odiversitas, 23(6), 3112–3120. https://doi.org/10.13057/biodiv/d230628
Bono, J. A., Macedo, M., & Tormena, C. A. (2013). Qualidade física do solo em um latossolo vermelho da região sudoeste dos cerrados sob diferentes sistemas de uso e manejo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 37(3), 591–599. https://doi.org/10.1590/S0100-06832013000300021
Sinore, T., Chernet, M., Detamo, K., & Yohannes, M. (2022). Effect of soil management practices on soil physico-chemical properties: A case of Wera Sub-Watershed, Southern Ethiopia. Advances in Ag-riculture, 2022, Article ID 5370477. https://doi.org/10.1155/2022/5370477
Krainiukov, O., Homenko, A., & Krainiukov, A. (2020). Environmental-toxicological assessment of soil quality in the limits of effect of oil treatment enterprise. Young Scientist. № 1. С. 113–119. https://doi.org/10.32839/2304-5809/2020-1-77-25
Krainiukov, О., Kryvytska, І., & Naidonova, О. (2023). Environmental and toxicological assessment of the quality of soils under the influence of smiivska TPP. Young Scientist, 12 (124), 12-16. https://doi.org/10.32839/2304-5809/2023-12-124-22.
Krainiukov, O., Miroshnychenko, I., SіabrukO., & Hladkikh, Y. (2022). Effect of oil contamination on the course of changes in chernozem properties and phytotoxicity. Visnyk of V. N. Karazin Kharkiv Na-tional University, Series “Geology. Geography. Ecology”, (57), 296-306. https://doi.org/10.26565/2410-7360-2022-57-22
Krainiukov, О., & Kryvytska, І. (2023). Principles and methods of diagnostic and monitoring of heavy metals in the soil of urbanized areas. International Scientific Journal “Internauka”. № 12 (146). С. 9–12. https://doi.org/10.25313/2520-2057-2023-12
Bezsonnyi, V. L., Nekos, A. N., Ogorodnyk, A. M. (2024). Heavy metals in the soils of megacities. En-vironmental protection: collection of scientific articles of the 20th All-Ukrainian Scientific Taliiv Readings. Kharkiv: V V. N. Karazin Kharkiv National University, P.85-87. Retrieved from https://ecology.karazin.ua/wp-content/uploads/2024/12/taliev-2024.pdf (in Ukrainian)
Gololobova, O.O., & Maksimova, G.A. (2012). Assessment of technogenic load on the natural envi-ronment using complex pollution indicators. Environmental protection. Collection of scientific papers of the 8th All-Ukrainian scientific Taliiv readings. Kharkiv. Kharkiv: V. N. Karazin KhNU.. P. 27–32. Retrieved from https://ecology.karazin.ua/wp-content/uploads/2019/11/taliev-2012.pdf (In Ukraini-an)
Hololobova, O. O., & Pasko, M. A. (2015). Ecological state of soils in nature conservation landscapes of Zmiiv district, Kharkiv region (on the example of forest reserves "Mokhnachansky", "Skripaivsky" and botanical reserve "Tsykalovo"). Environmental protection: collection of scientific articles of the XI All-Ukrainian scientific Taliiv readings. Kharkiv: V. N. Karazin National University,. pp. 149–153. Re-trieved from https://ecology.karazin.ua/wp-content/uploads/2019/11/taliev-2015.pdf (In Ukrainian)
Hakanson, L. (1980). An ecological risk index for aquatic pollution control. A sedimentological ap-proach. Water Research. https://doi.org/10.1016/0043-1354(80)90143-8
Long, Z., Huang, Y., Zhang, W., Shi, Z., Yu, D., Chen, Y., Liu, C., & Wang, R. (2021). Effect of different industrial activities on soil heavy metal pollution, ecological risk, and health risk. Environmental Mon-itoring and Assessment. 193(1), 20. https://doi.org/10.1007/s10661-020-08807-z
Mohammadi, A. A., Zarei, A., Esmaeilzadeh M., Taghavi M., Yousefi M., Yousefi, Z., Sedighi, F., & Javan, S. (2020). Assessment of Heavy Metal Pollution and Human Health Risks Assessment in Soils Around an Industrial Zone in Neyshabur Iran. Biological Trace Element Research. 195(1), 343–352. https://doi.org/10.1007/s12011-019-01816-1
Kysil, V. I. The impact of pollution on the state of land resources. Land resources of Ukraine. Kyiv: Agrarian science, 1998. P. 36-65. (In Ukrainian)
Miroshnychenko, M. M. (2005). Soil stability as a basis for pedoecological regulation of pollution: author's abstract of the dissertation for the degree of Doctor of Science in Biology: special 03.00.18 "Soil science" M. Miroshnychenko. Kharkiv,. 38p. (In Ukrainian)
Fateyev, A.I., Miroshnychenko, M.M., Pashchenko, Ya. V, Samokhvalova, V. L. (2006). Restoration of fertility of technogenic soil pollution: History and modernity of soil science and agrochemistry in Ukraine.; edited by B. S. Noska. Kharkiv.. P. 176-183. (In Ukrainian)
Hygienic regulations for the permissible content of chemical substances in soil, approved by the Order of the Ministry of Health of Ukraine dated July 14, 2020 No. 1595, Registered with the Ministry of Jus-tice of Ukraine on July 31, 2020 under No. 722/35005. Official Gazette of Ukraine dated August 18, 2020 — 2020, No. 64, p. 107, article 2084, act code 100354/2020. Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0722-20#Text (In Ukrainian)
Nekos, A. N., Bezsonny, V. L., Zakharova M. A., & Soldatenko M. A. (2024). Assessment of environ-mental risk caused by soil pollution. Ecology, environmental protection and balanced nature manage-ment: education – science – production – 2024: collection of materials. XXVI International Scientific and Practical Conference (Kharkiv, April 17-18, 2024). Kharkiv: V. N. Karazin Kharkiv National Uni-versity, 2024. pp. 96–98. Retrieved from https://ecology.karazin.ua/wp-content/uploads/2024/05/tezi-xxvi_mezhd-konf-2024.pdf (In Ukrainian)
Авторське право (c) 2024 Безсонний В. Л., Некос А. Н., Гололобова О. О.
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License 4.0 International (CC BY 4.0), котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
