Екологічна оцінка забруднення ґрунтів важкими металами
Анотація
Метою даного дослідження є розробка методу визначення рівня забруднення ґрунту важкими металами. Для цього ставляться наступні завдання: розробити методику комплексної оцінки забруднення ґрунту важкими металами на регіональному та локальному рівнях; визначити найбільш забруднені важкими металами регіони України; оцінити рівень небезпеки забруднення ґрунту важкими металами для територій з різними типами землекористування; оцінити забруднення ґрунтів важкими металами внаслідок бойових дій у Донецькій та Луганській областях. У зв’язку з різними морфологічними особливостями ґрунту і процесами ґрунтоутворення показано необхідність урахування фонових концентрацій та індексу самоочищення для оцінки рівня небезпеки забруднення ґрунтів важкими металами. Розроблена класифікація рівня небезпеки забруднення ґрунтів важкими металами. Дана оцінка забруднення ґрунтів важкими металами на місцевому рівні для рекреаційних зон міста, автодоріг, звалища побутових відходів і території промислового підприємства. Оцінка забруднення ґрунтів важкими металами на місцевому рівні показала, що в найгіршому стані знаходяться території промислового підприємства і звалища побутових відходів (5 клас – дуже поганий стан). Території рекреаційних зон віднесено до 2 класу (добрий стан), автодоріг – до 3 і 4 класу (відповідно задовільний і поганий стан). Розрахунок показників забруднення ґрунтів важкими металами на регіональному рівні за новим методом показав, що в найбільш небезпечному стані знаходяться території індустріальних центрів України. Дана оцінка забруднення ґрунтів важкими металами для територій Донецької і Луганської областей внаслідок впливу бойових дій за новим методом. Визначено чинники впливу бойових дій на стан забруднення ґрунтів важкими металами. В роботі представлено новий метод оцінки забруднення ґрунтів важкими металами на регіональному та місцевому рівні. Перевагою цього методу є урахування класу небезпеки забруднюючих речовин та індексу самоочищення. Розроблена нова класифікація рівня небезпеки забруднення ґрунтів важкими металами. Використання запропонованого методичного підходу буде сприяти одержанню порівнянних даних при оцінці рівня забруднення ґрунту важкими металами й визначенню пріоритетності впровадження природоохоронних заходів і підвищення рівня екологічної безпеки, що особливо актуально для післявоєнного відновлення нашої країни.
Завантаження
Посилання
Rodríguez-Eugenio, N., McLaughlin, M. & Pennock, D. (2018). Soil Pollution: a hidden reality. Rome, Italy, Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO), 142. ISBN 978-92-5-130505-8 Retrieved from https://www.fao.org/3/I9183EN/i9183en.pdf
Rodríguez-Eugenio, N., McLaughlin, M. & Pennock, D. 2018. Soil Pollution: a hidden reality. (2018). Rome, Italy, Food and Agriculture Organization of the United Nations, 142. ISBN 978-92-5-130505-8
Ogundele, L. T., Adejoro, I. A. & Ayeku, P. O. (2019). Health risk assessment of trace metals in soil samples from an abandoned industrial waste dumpsite in Ibadan, Nigeria. Environ Monit Assess. Apr 18; 191(5): 290. DOI: https://doi.org/10.1007/s10661-019-7454-8
Sodango, T. H., Li X., Sha, J. & Bao, Z. (2018). Review of the Spatial Distribution, Source and Extent of Trace Met-al Pollution of Soil in China: Impacts and Mitigation Approaches. Journal Health Pollut. Mar; 8(17): 53–70. DOI: https://doi.org/10.5696/2156-9614-8.17.53
Tchounwou, P. B, Yedjou, C. G, Patlolla, A. K. & Sutton Dwayne, J. (2014). Trace Metals Toxicity and the Envi-ronment. EXS. Author manuscript; available in PMC. Published in final edited form as: EXS. 2012; 101: 133–164. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-7643-8340-4_6
Cheng, H., Li, M., Zhao, Ch., Peng, M., Qin, A. & Cheng, X. (2014). Overview of trace metals in the urban soil of 31 metropolises in China. Journal of Geochemical Exploration, 139, 31-52. DOI: https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2013.08.012
Zhang, X., Zhong, T., Liu, L. & Ouyang, X. (2015). Impact of Soil Trace Metal Pollution on Food Safety in China. PLoS One. 10(8): e0135182. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0135182
Zwolak, A., Sarzyńska, M., Szpyrka, E. & Stawarczyk, K. (2019). Sources of Soil Pollution by Trace Metals and Their Accumulation in Vegetables: a Review. Water Air Soil Pollution 230: 164. DOI: https://doi.org/10.1007/s11270-019-4221-y
Marchand, L., Nsanganwimana, F., Cook, B. J., Vystavna, Y., Huneau, F., Coustumer, P. Le, Lamy, J.B., Oustrière, N. & Mench M. (2014). Trace element transfer from soil to leaves of macrophytes along the Jalle d’Eysines River, France and their potential use as contamination biomonitors. Ecological Indicators. 46, 425-437. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2014.07.011
Aoyama, M. & Tanaka, R. (2013). "Effects of Heavy Metal Pollution of Apple Orchard Surface Soils Associated with Past Use of Metal-Based Pesticides on Soil Microbial Biomass and Microbial Communities," Journal of Envi-ronmental Protection, 4, 4A, 27-36. DOI: https://doi.org/10.4236/jep.2013.44A005
Rashid, M.I., Mujawar, L.H., Shahzad, T., Almeelbi, T., Ismail, I.M.I. & Oves, M. (2016) Bacteria and Fungi Can Contribute to Nutrients Bioavailability and Aggregate Formation in Degraded Soils. Microbiological Research, 183, 26-41. https://doi.org/10.1016/j.micres.2015.11.007
Vystavna, Y., Diadin D., Grynenko, V., Yakovlev, V., Vergeles, Y., Huneau, F., … Knöller, K. (2017). Determination of dominant sources of nitrate contamination in transboundary (Russian Federation/Ukraine) catchment with het-erogeneous land use. Environmental Monitoring and Assessment. DOI: https://doi.org/10.1007/s10661-017-6227-5
Azarbad, H., Gestel, C., Niklińska, M, Laskowski, R., Röling, W. F. M., & Straalen, N. M. (2016). Resilience of Soil Microbial Communities to Metals and Additional Stressors: DNA-Based Approaches for Assessing “Stress-on-Stress” Responses. Int J Mol Sci. Jun; 17(6): 933. DOI: https://doi.org/10.3390/ijms17060933
Aljerf, L. & AlMasri, N. (2018). A gateway to metal resistance: bacterial response to heavy metal toxicity in the biological environment. Ann. Adv. Chem. 2 (1), 32–44. DOI: https://doi.org/10.29328/journal.aac.1001012
Alengebawy, A., Abdelkhalek, S.T., Qureshi, S.R. & Wang, M.-Q. (2021). Heavy Metals and Pesticides Toxicity in Agricultural Soil and Plants: Ecological Risks and Human Health Implications. Toxics. 9(3):42. DOI: https://doi.org/10.3390/toxics9030042
Patnaik A.R., Achary V.M.M. & Panda B.B. (2013). Chromium (VI)-induced hormesis and genotoxicity are mediat-ed through oxidative stress in root cells of Allium cepa L. Plant Growth Regul. 71:157–170. DOI: https://doi:10.1007/s10725-013-9816-5
Mominul, I., Rezaul, K., Rezaul, Zh., Zheng, X. & Li, X. (2018). Trace Metal and Metalloid Pollution of Soil, Water and Foods in Bangladesh: A Critical Review. Int J Environ Res Public Health. Dec; 15(12): 2825. DOI: https://doi.org/10.3390/ijerph15122825
Kumar, P., Lee, R. S. S., Zhang, M., Tsangd, Y. F., & Kim, K. (2019). Trace metals in food crops: Health risks, fate, mechanisms, and management. Environment International, 125, 365-385. DOI: https://doi.org/10.1016/j.envint.2019.01.067
Chibuike, G. U. & Obiora, S. C. (2014). Heavy metal polluted soils: Effect on plants and bioremediation methods. Appl. Environ. soil Sci. 2014, 752708. DOI: https://doi.org/10.1155/2014/752708
Li, C., Zhou, K., Qin, W., Tian, C., Qi, M., Yan, X., & Han W. (2019). A review on heavy metals contamination in soil: Effects, sources, and remediation techniques. Soil Sediment Contam. Int. J. 28 (4), 380–394. DOI: https://doi.org/10.1080/15320383.2019.1592108
Rehman A., Nazir S., Irshad R. Almeelbi T., Ismail I. & Oves M. (2021). Toxicity of metals in plants and animals and their uptake by magnetic iron oxide nanoparticles. Journal of Molecular Liquids, 321, DOI: https://doi.org/10.1016/j.molliq.2020.114455
Niassy, S. & Diarra, K. (2012). Effect of organic inputs in urban agriculture and their optimization for poverty alleviation in Senegal, West Africa. In: Organic Fertilizers: Types, Production and Environmental Impact. R.P. Singh (Ed.) (Hauppauge, NY: Nova Science Publisher Inc., 2012), 22. ISBN: 978-1-62081-422-2. Retrieved from https://novapublishers.com/shop/organic-fertilizers-types-production-and-environmental-impact/
Sulaiman, F.R. & Hamzah, H.A. (2018). Heavy metals accumulation in suburban roadside plants of a tropical area (Jengka, Malaysia). Ecol Process 7, 28. DOI: https://doi.org/10.1186/s13717-018-0139-3
Malik, Z., Ahmad, M., Abassi, G. H., Dawood, M., Hussain, A. & Jamil, M. (2017). Agrochemicals and soil microbes: interaction for soil health. Xenobiotics in the Soil Environment: Monitoring. Toxicity and Management. ed M. Z. Hashmi (Cham: Springer International Publishing), 139-152 DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-47744-2_1
Vystavna, Y., Rushenko, L., Diadin, D. Klymenko, O. & Klymenko, M. (2014). Trace metals in wine and vineyard environment in southern Ukraine. Food Chemistry 146. pp. 339–344. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2013.09.091
Sharma. B., Sarkar. A., Singh. P. & Singh. R. P. (2017). Agricultural utilization of biosolids: a review on potential effects on soil and plant grown. Waste Manage. 64, 117–132. DOI: https://doi.org/10.1016/j.wasman.2017.03.002
Srivastava, V., Araujo, A. S. F., Vaish, B. Bartelt-Hunt, S., & Singh, R. P. (2016). Biological response of using mu-nicipal solid waste compost in agriculture as fertilizer supplement. Rev. Environ. Sci. Biol. 15, 677–696. DOI: https://doi.org/10.1007/s11157-016-9407-9 [in English]
Masindi, V. & Muedi, Kh. L. (2018). Environmental Contamination by Trace Metals. Trace Metals. DOI: https://doi.org/10.5772/intechopen.76082
Clausen, J., Robb J., Curry, D. & Korte, N. (2004). A case study of contaminants on military ranges: Camp Ed-wards, Massachusetts, USA. Environmental Pollution, 129, 1, 13-21. DOI: https://doi.org/10.1016/j.envpol.2003.10.002
Pospelov, B., Petukhova, O., Meleshchenko, R., Gornostal, S. & Shcherbak, S. (2018). Development of communica-tion models of wireless environment in emergency situations. Eastern-European Journal of Enterprise Technolo-gies, 2(9 (92), 40–47. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.127023
Tiutiunyk, V.V., Ivanets, H.V., Tolkunov, I.A. & Stetsyuk, E.I. (2018). Sytem approach for readiness assessment units of civil defense to actions at emergency situations. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (1), 99-105. DOI: https://doi.org/10.29202/nvngu/2018-1/7
Andronov, V., Pospelov, B. & Rybka, E. (2017). Development of a method to improve the performance speed of max-imal fire detectors. Eastern European Journal of Enterprise Technologies, 2 (9-86), 32-37 DOI: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.96694
Dubinin, D., Korytchenko, K., Lisnyak, A. Hrytsyna, I. & Trigub, V. (2017). Numerical simulation of the creation of a fire fighting barrier using an explosion of a combustible charge. EasternEuropean Journal of Enterprise Tech-nologies, 6 (10-90), 11-16. DOI: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.114504
Dubinin, D., Korytchenko, K., Lisnyak, A. Hrytsyna, I. & Trigub, V. (2018). Improving the installation for fire extin-guishing with inelydispersed water. EasternEuropean Journal of Enterprise Technologies, 2 (10-92), 38-43. Cited 1 time. DOI: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.127865
Ukraine Country Environmental Analysis. (2016). Report No: ACS16696.The International Bank for Reconstruc-tion and Development. The World Bank. Retrieved from: https://openknowledge.worldbank.org/bitstream/handle/10986/24971/Ukraine000Coun0ironmental0analysis.pdf?sequence=4&isAllowed=y
Voitіuk, Yu., Kuraieva, I., Kroik, А. & Pavlychenko, А. (2014). Ecological and geochemical assessment of the soil contamination levels in the areas of metallurgical enterprises operation. Journal Scientific Bulletin of National Mining University. Journal Scientific Bulletin of National Mining University. Retrieved from: https://www.researchgate.net/publication/297487280_Ecological_and_geochemical_assessment_of_the_soil_contamination_levels_in_the_areas_of_metallurgical_enterprises_operation
Global Report on Internal Displacement 2022. UNEP. The Internal Displacement Monitoring Centre. Geneva, Switzerland. 168. Retrieved from: https://www.internal-displacement.org/sites/default/files/publications/documents/IDMC_GRID_2022_LR.pdf
Environmental Assessment and Recovery Priorities for Eastern Ukraine. OSCE (2017). Kyiv: VAITE, 88. ISBN 978-966-2310-87 0. Retrieved from www.osce.org/files/f/documents/4/3/362566_0.pdf
Vasenko, O.H., Rybalova, O.V., Artemiev, S.R., Horban, N.S., Korobkova, H.V., Polozentsieva, V.O. … Savichiev, A.A. (2015). Intehralni ta kompleksni otsinky stanu navkolyshnoho pryrodnoho seredovyshcha. [Integral and com-prehensive assessments of the future of the natural environment] monograph, Kharkiv, NUGZU [in Ukrainian].
Metodicheskie ukazaniya po ocenke stepeni opasnosti zagryazneniya pochvy himicheskimi veshchestvami (1987) MU 4266-87 [Guidelines for assessing the degree of danger of soil pollution by chemicals] [in Russian].
Rybalova, O. V. & Korobkina, K. M. (2017). Novyy pidkhid do otsinky zabrudnennya gruntiv vazhkymy metalamy. [New approach to assessment of soil contamination with heavy metals]. Topical Problems of Modern Science, 5, 86 89. Retrieved from http://repositsc.nuczu.edu.ua/ bitstream/.pdf [in Ukrainian]
Method 7000B: Flame atomic absorption spectrophotometry (2007). Revision 2. Washington, DC. U.S. EPA. Retri-eved from: https://www.epa.gov/hw-sw846/sw-846-test-method-7000b-flame-atomic-absorption-spectrophotometry
Method 3051A (SW-846): Microwave Assisted Acid Digestion of Sediments, Sludges, and Oils (2007). Revision 1. Washington, DC. U.S. EPA. Retrieved from: https://www.epa.gov/sites/default/files/2015-12/documents/3051a.pdf
