Відновлення забрудненого важкими металами та радіонуклідами ґрунтового покриття з застосуванням сучасних екологічних технологій
Анотація
Стаття присвячена удосконаленню існуючих технологій відновлення стану ґрунтів, забруднених важкими металами (ВМ) методом фіторемедіації з використанням штучно створених геохімічних бар’єрів (ГБ). Для досягнення поставленої мети проведено модельний експеримент на полігоні в Борівському лісництві Харківської області. Експеримент складався з двох етапів: підготовчого і фіторемедіації. На першому етапі здійснено геохімічну зйомку території полігону до внесення забруднювачів; створено штучний ГБ із матеріалів промислових відходів Хімпрому (м. Суми) – залізного купоросу (FeSO4 ∙ nH2O); проведено ідентифікацію забруднених ділянок полігону, шляхом відбору зразків ґрунту для аналізу їх вмісту на ВМ. Аналіз результатів показав, що найбільш репрезентативними забруднювачами ділянок полігону є – Cu та Zn.
На другому етапі експерименту визначено характеристики створених на модельному полігоні штучних ГБ та виконано дослідження процесів фіторемедіації ґрунтів з використанням спеціальних агроценозів. Для експерименту вибрано рослини, які найбільш ефективно накопичують у зеленій масі репрезентативні елементи – Cu і Zn. За літературними даними, це календула лікарська, люпин однолітній та соняшник карликовий. Аналіз результатів спектрометричного дослідження вмісту Cu та Zn у повітряно-сухих пробах календули, люпину та соняшника показав, що найбільш максимальне накопичення Cu зафіксовано у тканинах соняшника, а Zn у тканинах календули та люпину. Проте, відмічено, що такий результат може бути обумовлений значно вищим значенням концентрації Zn у ґрунтовому покриві.
Заключною частиною експерименту стала ліквідація агроценозу на кінцевій стадії вегетації, що накопичив у своєму складі високі концентрації Cu і Zn. Прогнозується, що за декілька циклів ліквідації таких агроценозів, вміст забруднювачів у ґрунті має досягти припустимого рівня.
Завантаження
Посилання
Alekseenko, V. A. (2000). E`kologicheskaya geokhimiya [Ecological geochemistry]. M.: Logos, 627 p. [in Russian]
Val`kov, V. F., Denisova, T. V. (2008). Plodorodie pochv i sel`skokhozyajstvenny`e rasteniya: e`kologicheskie aspekty`: monografiya [Soil fertility and agricultural plants: environmental aspects: monograph]. Rostov-na-Donu, YuFU,416. [in Russian]
Il`in, V. B., Sy`so, A. I. (2001). Mikroe`lementy` i tyazhely`e metally` v pochvakh i rasteniyakh Novosibirskoj oblasti [Trace elements and heavy metals in soils and plants of the Novosibirsk region]. SO RAN, 231.
Kravets, O. P. (2002). Suchasnyi stan ta perspektyvy fitoochyshchennia gruntu vid radionuklidiv i vazhkykh metaliv [Current state and prospects of phyto-purification of soil from radionuclides and heavy metals]. Physiol. and the biochemistry of the cult. growth, 34 (5), 377–386. [in Ukrainian]
Kubica, Barbara, Szarlowicz, Katarzyna, Stobinski, Marcin (2014). Concentrations of 137Cs and 40K radionuclides and some heavy metals in soil samples from the eastern part of the Main Ridge of the Flysch Carpathians. Radioanal Nucl. Chem., 299(3), 1313–1320.
Lema, W., Jasper, N., N. Njau, Karoli, Patrick, A. (2014). Environmental Contamination By Radionuclides And Heavy Metals Through The Application Of Phosphate Rocks During Farming And Mathematical Modeling Of Their Impacts To The Ecosystem. International Journal of Engineering Research and General Science, 2 (4), 122–140.
Liu, Xiao-bing, Xing, Bao-shan (2003). Phitoextraction: A cost-effective approach to metal contaminated soils. J. Northeast Agr. Univ., 10 (2), 182–187.
Liu, Xiao-mei,Wu, Qi-tang, Li, Pime-tao (2003). Nongue huanjing kexue xuebao. J. Agro-Environ. Sci. 22 (5), 636–640.
Lohhinov, V. B. (2009). Kontseptsiia bioheotsenotychnykh heokhimichnykh barieriv [The concept of biogeocenotic geochemical barriers]. Visnyk ZhDTU –ZhSTU Bulletin, 1(48), 214–220. [in Russian]
Mart`yany`chev, A. V. (2012). Primenenie fitoremediaczii pochv dlya ochistki zemel` sel`skokhozyajstvennogo naznacheniya [Use of phytoremediation of soils for agricultural land clearing]. Vestnik NGIE`I – NGIEI Bulletin, 10, 56–63. [in Russian]
Metodicheskie ukazaniya po opredeleniyu tyazhely`kh metal lov v pochvakh sel`khozugodij produkczii rastenievodstva [Guidelines for the determination of heavy metals in soils of farmland crop products]. M., 1992. 63. [in Russian]
Polievych, O. V., Udalov, I. V. (2016). Pat. na korysnu model 108686 UA. Sposib lokalizatsii vazhkykh metaliv, yaki mihruiut u tekhnohennykh potokakh zabrudnennia [A method of localizing heavy metals that migrate in man-made pollution streams], 14, 4. [in Ukrainian]
Baranov, V. I., Havryliak, M. Ya (2010). Pat. na korysnu model 50789 UA. Sposib ochyshchennia gruntiv porodnoho vidvalu vuhilnykh shakht vid vazhkykh metaliv [A method of cleaning the soil of the waste heaps of coal mines from heavy metals]. Biul., 12, 8. [in Ukrainian]
Dron, M. M., Chmylenko, F. O., Smitiuk, N. M. (2005). Pat. na korysnu model 4726 UA. Sposib ochyshchennia tekhnohenno zabrudnenykh gruntiv vid vazhkykh metaliv [Method of purification of technogenically contaminated soils from heavy metals]. Biul., 2, 4. [in Ukrainian]
Zuza, V. O., Samokhvalova, V. L., Zuza S. H., Panasenko, Ye. V. (2015). Pat. na korysnu model 96936 UA. Sposib fitoremediatsii tekhnohenno zabrudnenykh vazhkymy metalamy gruntiv dlia efektyvnoho yikh vykorystannia [Method of phytoremediation of technogenically contaminated soils with heavy metals for efficient use]. Biul., 4., 6. [in Ukrainian]
Korzh O. P., Savchenko I. H., Hura N. O. (2013). Pat. na korysnu model 76416 UA. Fitoremediatsiinyi sposib ochyshchennia gruntiv vid vazhkykh metaliv [Phytoremediation method of purification of soils from heavy metals]. Biul., 1, 6. [in Ukrainian]
Polevich, O. V, Tsymbal, V. O., Bocharov, V. O. (2012). Vyznachennia skladu ta tovshchyny dvosharovykh tonkykh plivok i metrolohichnykh kharakterystyk pry yikh renthenofluorestsentnomu analizi [Determination of composition and thickness of two-layer thin films and metrological characteristics in their X-ray fluorescence analysis] Ukrainian metrological journal, 1, 44 –46. [in Ukrainian]
Polevich, O. V., Tsymbal, V. O., Bocharov, V. O. (2012). Rozvytok renthenofluorestsentnoho metodu analizu (RFA) dlia vyznachennia elementnoho skladu riznykh materialiv [Development of X-ray fluorescence method of analysis (RFA) for determining the elemental composition of different materials] In the book: Future Research. Sofia: BelGRAD-BT, 34, 67–71. [in Ukrainian]
Polievych, O. V., Chuienko, O. V., Kalinichenko, S. Ye.(2012). Perspektyvy vyznachennia elementnoho skladu tverdykh donnykh vidkladen z vykorystanniam metodu renthenofluorestsentnoho analizu [Prospects for determining the elemental composition of solid bottom sediments using the method of X-ray fluorescence analysis]. Visnyk of V.N. Karazin Kharkiv National University, series «Geology. Geography. Ecology» 997, 59–62. [in Ukrainian]
Prasad, M. (2003). Prakticheskoe ispol`zovanie rastenij dlya vosstanovleniya e`kosistem, zagryaznenny`kh metallami [Practical use of plants for the restoration of metal-contaminated ecosystems]. Physiol. growth, 50 (5), 764–780. [in Russian]
Samokhvalova, V. L. (2014). Biolohichni metody remediatsii gruntiv, zabrudnenykh vazhkymy metalamy [Biological methods of remediation of soils contaminated with heavy metals]. Studia Biologica, 8(1), 217-236. [in Ukrainian]
Samokhvalova, V. L., Fatieiev, A. I., Zuza, S. H. (2015). Fitoremediatsiia tekhnohenno zabrudnenykh gruntiv [Phytoremediation of technogenically contaminated soils]. Agroecological Jourrnal, 1, 92–100. [in Ukrainian]
Sydorenko, S. V., Shupyk, Yu. M. (2016). Fitoremediatsiia gruntiv, zabrudnenykh vazhkymy metalamy [Phytoremediation of soils contaminated with heavy metals]. Suchasni tekhnolohii u promyslovomu vyrobnytstvi: materialy ta prohrama IV Vseukrainskoi mizhvuzivskoi naukovo-tekhnichnoi konferentsii, m. Sumy, 19-22 kvitnia 2016 r.: u 2-kh ch. [Modern Technologies in Industrial Production: Materials and Program of the IV All-Ukrainian Inter-University Scientific and Technical Conference, Sumy, April 19-22, 2016: at 2 p.m.]. Sumy: SumDU, 2, 56. [in Ukrainian]
Franz-Georg, Simon (2012). Sustainable Remediation Methods for Metals and Radionuclides. Encyclopedia of Sustainability Science and Technology, 123–127.
Stevanović, V., Gulan, L., Milenković, B., Valjarević, A. (2018). Environmental risk assessment of radioactivity and heavy metals in soil of Toplica region, South Serbia. V. Environ Geochem Health, 40(5), 143–147.
