НАКОПИЧЕННЯ ВАЖКИХ МЕТАЛІВ РОСЛИНАМИ S. VIMINALIS ЗА РОСТУ НА СУБСТРАТІ З СТЕБНИЦЬКОГО ХВОСТОСХОВИЩА
Анотація
На північно-східній околиці м. Стебника розташоване хвостосховище, яке містить 22 млн т відходів, серед них і важкі метали (ВМ). Відходи спричиняють засолення підземних вод, водоймищ і прилеглих територій. У статті розглянуто питання забруднення території Стебницького хвостосховища хімічними елементами різного класу небезпеки. Визначено вміст ВМ у субстраті до та після 30-добового росту Salix viminalis L. Показано перевищення вмісту кадмію, стронцію та феруму щодо ГДК. Перевищення кларку помічено у свинцю, міді, цинку, цирконію (лише в контролі), стронцію та мангану. Вирощування S. viminalis впливало на вміст деяких ВМ у субстратах. Помічено значне зменшення вмісту феруму в дослідному субстраті, порівняно з початковим вмістом, тобто перед висадженням рослин. Екологічну інформативність вмісту ВМ оцінювали за еколого-геохімічними коефіцієнтами. Найвищий коефіцієнт концентрації був у кадмію, який значно перевищував середній вміст елемента в орних землях України, та молібдену. Небезпека забруднення ґрунту тим більша, чим суттєвіше значення коефіцієнта безпеки перевищує 1. Для таких елементів як кадмій і залізо у субстраті з дослідної та контрольної ділянок дані коефіцієнта безпеки перевищували 1. За сумарним показником забруднення субстрат зі Стебницького хвостосховища за вмістом ВМ належить до ІІІ категорії забруднення. Поліелементне забруднення субстрату зі хвостосховища, згідно з ІЗҐ, було однаковим до росту рослин, а після – показник зменшився у досліді.
Найбільша кількість ВМ акумулювалась у коренях рослин. Особливо активно рослини S. viminalis акумулювали молібден, стронцій, хром і цинк. Дослідження біогеохімічної активності рослин виявили, що вони мають високу здатність накопичувати ВМ. Найменший показник накопичення був у стеблах і коренях контрольних рослин порівняно з дослідними. Слід звернути увагу, що дані мають вищі значення, ніж 5-10, що свідчить про те, що територія Стебницького хвостосховища характеризується техногенним навантаженням. Незважаючи на підвищені концентрації ВМ, рослини S. viminalis проявили високу стійкість до умов вирощування.Ключові слова
Повний текст:
PDFПосилання
1. Avessalamov Y. A. Heokhymycheskye pokazately pry yzuchenyy landshaftov. M.: Yzd-vo MHU, 1987. 108 s.
2. Aleksandrova e. A., Haidukova e. A., Koshelenko N. A. y dr. Tiazhelye metally v pochvakh y rastenyiakh y ykh analytycheskyi kontrol. Krasnodar, 2001. 167 s.
3. Alekseev Yu. V. Tiazhelye metally v pochvakh y rastenyiakh. L.: Ahropromyzdat. Lenynhr. otd. 1987. 142 s.
4. Bessonova V. P. Vlyianye tiazhelykh metallov na fotosyntez. Dnepropetrovsk: DDAU, 2006. 208 s.
5. Blinova N. K., Mokhonko V. I., Salomakhina C. O., Suvorin O. V. Ekolohichna standartyzatsiia i sertyfikatsiia: navch. posib. Luhansk: Vyd-vo SNU im. V. Dalia, 2009. 124 s.
6. Bohdanov N. A. Metod otsenky sostoianyia zemel po yndeksu zahriaznenyia pochv // Astrakhan. vestn. ekol. obrazovanyia. 2013. № 1(23). S. 102-112.
7. Buozhys H. O. Ekotoksykolohichna otsinka fosforytiv mistsevykh rodovyshch Ukrainy pry vykorystanni yikh yak dobryv: avtoref. dys. … k.s.-h.n. K., 1999. 18 s.
8. Valkov V. F., Kazeev K. Sh., Kolesnykov S. Y. ekolohyia pochv. Ch. 3. Zahriaznenye pochv. Rostov-na-Donu: UPL RHU, 2004. 54 s.
9. Voitkevych H. V., Myroshnykov A. E., Povarennykh A. S., Prokhorov V. H. Kratkyi spravochnyk po heokhymyy. M.: Nedra, 1970. 280 s.
10. Voitiuk Yu. Yu. Pohlynannia vazhkykh metaliv iz gruntu roslynnistiu zony tekhnohenezu // Visn. Dnipropetr. un-tu. Ser. heol., heohr. 2016. № 24 (2). S. 11-17. Doi: 10.15421/111626
https://doi.org/10.15421/111626
11. Horodnii M. M., Bykin A. V., Nahaievska L. M. Ahrokhimiia: pidruchnyk. K.: Alfa, 2003. 786 s.
12. HOST 17.4.1.02-83 [elektronnyi resurs] / Okhrana pryrody. Pochvy. Klassyfykatsyia khymycheskykh veshchestv dlia kontrolia zahriaznenyia / M.: Standartynform, 2008. http://vsegost.com/Catalog/21/21047.shtml
13. Dobrovolskyi V. V. Osnovy byoheokhymyy: ucheb. posob. M., 1998. 413 s.
14. Yehorova T. M. Fonovyi vmist vazhkykh metaliv ta yoho ekolohichna informatyvnist u gruntakh landshaftiv zony ukrainskoho Polissia // Ahrokhimiia i gruntoznavstvo. 2014. № 81. S. 65-72.
15. Ylyn V. B. elementarnyi khymycheskyi sostav rastenyi. Novosybyrsk: Nauka, 1985. 129 s.
16. Kyrpychnykov N. A., Chernykh N. A., Chernykh Y. N. Vlyianye antropohennykh faktorov na raspredelenye tiazhelykh metallov v pochvakh landshaftov yuha Moskovskoi oblasty // Ahrokhymyia. 1993. № 2. S. 93-101.
17. Klos V. R., Birke M., Zhovynskyi E. Ya. ta in. Rehionalni heokhimichni doslidzhennia gruntiv Ukrainy v ramkakh mizhnarodnoho proektu z heokhimichnoho kartuvannia silskohospodarskykh ta pasovyshchnykh zemel Yevropy (GEMAS) // Poshukova ta ekolohichna heokhimiia. K.: IHFM. 2012. № 1. S. 51-67.
18. Kuzmenko E. D., Bahrii S. M. Pro dotsilnist doslidzhennia karstu na rodovyshchakh kaliinoi ta kamianoi soli elektrychnymy metodamy // Heodynamika. 2011. № 2 (11). S. 134-137.
19. Malanchuk Z. R., Malanchuk Ye. Z., Korniienko V. Ya. Doslidzhennia osoblyvostei protsesu rozpodilu vazhkykh metaliv v tekhnohennykh rozsypakh pry hidrovydobutku // Vostochno-Evropeiskyi zhurnal peredovykh tekhnolohyi. 2017. №1/10. S. 45-51.
20. Metodycheskye rekomendatsyy po provedenyiu polevykh y laboratornykh yssledovanyi pochv y rastenyi pry kontrole zahriaznenyia okruzhaiushchei sredy metallamy. M: Hydrometeoyzdat, 1981. 70 s.
21. Mynkyna T. M., Motuzova H. V., Myroshnychenko N. N. y dr. Nakoplenye y raspredelenye y tiazhelykh metallov v rastenyiakh zony tekhnoheneza //Ahrokhymyia. 2013. № 9. S. 65-75.
22. Orlov D. S., Sadovnykova L. K., Lozanovskaia Y. N. ekolohyia y okhrana byosfery pry khymycheskom zahriaznenyy. M.: Vyssh. shkola, 2002. 334 s.
23. Reveha O. Induktsiia khromosomnykh aberatsii ridkymy vidkhodamy vyrobnytstva stebnytskoho DHKhP "Polimineral" u Allium -testi // Visn. Lviv. un-tu. Ser. biol. 2006. Vyp. 41. S. 46-53
24. Saet Yu. E. Heokhymyia okruzhaiushchei sredy. M.: Nedra. 1990. 335 s.
25. Snakyn V. V. Khymycheskoe zahriaznenye pochv y vozmozhnost eho normyrovanyia // Teoretycheskye osnovy okhrany pochv. M.: Ynstytut okhrany pryrody, 1992. S. 17-21.
26. Sozinova O. O., Pristera B. S. Metodyka sutsilnoho gruntovo-ahrokhimichnoho monitorynhu silskohospodarskykh uhid Ukrainy. K., 1994. 162 s.
27. Splodytel A. O. Landshaftoznavche obgruntuvannia optymizatsii diialnosti natsionalnykh pryrodnykh parkiv Ukrainy (na prykladi natsionalnykh pryrodnykh parkiv «Nyzhnosulskyi» ta «Oleshkivski pisky»): dys. … kand. heohraf. nauk: 11.00.11. K., 2017. 495 s.
28. Tarabryn V. P. Fyzyolohyia ustoichyvosty drevesnykh rastenyi v uslovyiakh zahriaznenyia okruzhaiushchei sredy tiazhelymy metallamy // Mykroelementy v okruzhaiushchei srede. K.: Nauk. dumka, 1980. 17 s.
29. Kholodna A. S. Gruntovi chynnyky zaplavnykh gruntiv, yaki limituiut zrostannia enerhetychnykh kultur // Gruntoznavstvo 17. 2016. № 3-4. S. 43-49. DOI: 10.15421/041612
https://doi.org/10.15421/041612
30. Tsvietkova N. M., Pakhomov O. Ye., Serdiuk S. M., Yakuba M. S. Biolohichne riznomanittia Ukrainy. Dnipropetrovska oblast. Grunty. Metaly u gruntakh. Dnipropetrovsk: Lira, 2016. 180 s.
31. Yakovyshyna T. F. Normuvannia poelementnoho ta polielementnoho zabrudnennia gruntu vazhkymy metalamy za dopomohoiu HDK // Stroytelstvo. Materyalovedenye. Mashynostroenye. Seryia: Sozdanye vysokotekhnolohycheskykh ekokompleksov v Ukrayne na osnove kontseptsyy sbalansyrovannoho (ustoichyvoho) razvytyia. 2016. № 87. S. 152-158.
32. Adler A. Accumulation of elements in Salix and other species used in vegetation filters with focus on wood fuel quality: Doctoral Thesis, Swedish University of Agricultural Sciences, Uppsala. 2007. P. 34.
33. Atanassov I. Background values for heavy metals, PAHs and PCBs in the soils of Bulgaria // Assessment of the Quality of Contaminated Soils and Sites in Central and Eastern European Countries (CEEC) and New Independent States (NIS). Sofia: GorexPress. 2002. P. 83-103.
34. Bowen H. J. M. Environment Chemistry of the Elements // London; New-York; Toronto; Sydney; San-Francisco: Academic Press, 1979. 250 p.
35. Fernández S., Poschenrieder C., Marcenò C. et al. Phytoremediation capability of native plant species living on Pb-Zn and Hg-As mining wastes in the Cantabrian range, north of Spain. // J. Geochemical Exploration. 2017. N 174. R. 10-20. doi: 10.1016/j.gexplo.2016.05.015
https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2016.05.015
36. Greger M. Use of Willow in Phytoextraction // Int. J. Phytoremediat. Vol. 1. 1999. N 2. R. 115-123.
https://doi.org/10.1080/15226519908500010
37. Hammer D., Kayser A., Keller C. Phytoextraction of Cd and Zn with Salix viminalis in field trials // Soil Use and Management. 2003. Vol. 19. N 3. R. 187-192.
https://doi.org/10.1111/j.1475-2743.2003.tb00303.x
38. Hegedus R., Kosaros T., Gal D. et al. Potential phytoremediation function of energy plants (Tamarix tetranda pall and Salix viminalis in effluent treatment of an intensive fish farming system using geothermal water // Agriculture and Environment. 2009. N 1. R. 31-37.
39. Hermle S., Günthardt-Goerg M. S, Schulin R. Effects of metal contaminated soil on the performance of young trees growing in model ecosystems under field conditions // Environ Pollut. 2006. N 144. R. 703-714. doi: 10.1016/j.envpol.2005.12.040
https://doi.org/10.1016/j.envpol.2005.12.040
40. Jama-Rodzeńska A., Nowak W. Nickel and lead uptake by willows (Salix viminalis L.) // Polish J. Agronomy. 2012. N 11. R. 29-33.
41. Klang-Westin E., Eriksson J. Potential of Salix as phytoextractor for Cd on moderately contaminated soils // Plant and Soil. 2003. Vol. 249. N 1. R. 127-137.
https://doi.org/10.1023/A:1022585404481
42. Landberg T., Greger M. Differences in uptake and tolerance to heavy metals in Salix from unpolluted and polluted areas // Applied Geochemistry. 1996. Vol. 11. N 1-2. R. 175-180.
https://doi.org/10.1016/0883-2927(95)00082-8
43. Litynski T., Jurkowska H. Zyznonsc gleby I odzywanie sie roslin // Warszawa: PWN. 1982. 643s.
44. Meers E., Lamsal S., Vervaeke P., Hopgood M. et al. Availability of heavy metals for uptake by Salix viminalis on a moderately contaminated dredged sediment disposal site // Environmental Pollution. 2005. Vol. 137. N 2. R. 354-364.
https://doi.org/10.1016/j.envpol.2004.12.019
45. Mertens J., Vervaeke P., Meer E., Tack F. M. G. Seasonal changes of metals in willow (Salix sp.) stands for phytoremediation on dredged sediment // Environ. Sci. Technol. 2006. Vol. 40(6). R. 1962-1968.
https://doi.org/10.1021/es051225i
46. Mitton F. M., Gonzalez M., Peña A., Miglioranza K. S. B. Effects of amendments on soil availability and phytoremediation potential of aged p,p-DDT, p,p-DDE and p,p-DDD residues by willow plants (Salix sp.) // J. Hazard. Mater. 2012. N 203-204. R. 62-68.
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2011.11.080
47. Mleczek M., Łukaszewski M., Kaczmarek Z. et al. Efficiency of selected heavy metals accumulation by Salix viminalis roots // Environ. Exp. Bot. 2009. Vol. 65. N 1. R. 48-53.
https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2008.03.003
48. Mleczek M., Rutkowski P., Rissmann I. et al. Biomass productivity and phytoremediation potential of Salix alba and Salix viminalis // Biomass and bioenergy. 2010. Vol. 34. N 9. R. 1410-1418.
https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2010.04.012
49. Mundała P., Szwalec A., Kędzior R. Accumulation of selected heavy metals in willow shoots (Salix viminalis L.) cultivated in the neighbourhood of a coal ash and slag landfill // Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich. №3/1, Polish Academy of Sciences, Cracow Branch. 2017. P. 1043-1051.DOI: http://dx.medra.org/10.14597/infraeco.2017.3.1.080
50. Nylund E. Cadmium uptake in willow (Salix viminalis L.) and spring wheat (Triticum aestivum L.) in relation to plant growth and Cd concentration in soil solution. 2005. P. 33. ISSN 1651-7210.
51. Pavlychenko A. The investigation of rock dumps influence to the levels of heavy metals contamination of soil // Mining of Mineral Deposits. Leiden, The Netherlands: CRC Press, Balkema. 2013. R. 237-238.
https://doi.org/10.1201/b16354-43
52. Pietrzykowski M., Socha J., van Doorn N. S. Linking heavy metal bioavailability (Cd, Cu, Zn and Pb) in Scots pine needles to soil properties in reclaimed mine areas // Sci. Total Environ. 2014. Feb 1;470. P. 501-510.
https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2013.10.008
53. Prasad M. N. V., Hagemeyer J. Heavy Metal Stress in Plants. From Molecules to Ecosystems. Springer-Verlag Berlin, Heidelberg. 1999. DOI: 10.1007/978-3-662-07745-0
https://doi.org/10.1007/978-3-662-07745-0
54. Lübben S., Sauerbeck D. The uptake and distribution of heavy metals by spring wheat // Water Air and Soil Pollution. 1991. N 57-58(1). R. 239-247. DOI: 10.1007/BF00282887
https://doi.org/10.1007/BF00282887
55. Watson C., Pulford I. D., Riddell‐Black D. Development of a hydroponic screening technique to assess heavy metal resistance in willow (Salix) // Int. J. Phytoremediat. 2003. N 5(4). R. 333-349.
https://doi.org/10.1080/15226510309359041
DOI: http://dx.doi.org/10.30970/vlubs.2019.81.11
Посилання
- Поки немає зовнішніх посилань.
