Концентрація важких металів у ґрунті при вирощуванні енергетичних культур на території радіоактивного забруднення

Abstract

Ґрунт – унікальний незамінний природний ресурс, накопичувач сонячної енергії, основа життя рослин, тварин і людини, а також природний індикатор забруднення навколишнього середовища. Забруднення ґрунтів важкими металами викликає глобальний інтерес з боку сучасної науки у зв’язку з підвищенням техногенного впливу на навколишнє природне середовище. Небезпека від важких металів визначається тим, що на відміну від органічних забруднювачів вони не руйнуються, а переходять з однієї форми в іншу, зокрема включаються у склад солей, оксидів, металоорганічних сполук. Метою наших досліджень було визначення вмісту рухомих сполук важких металів у ґрунті при вирощуванні енергетичних культур на території радіоактивного забруднення. За результатами досліджень встановлено, що вміст токсикантів у ґрунті в умовах радіоактивного забруднення був значно нижче ГДК. Концентрація свинцю на досліджуваних ділянках енергетичних рослин варіювала у межах 0,72−0,87 мг/кг. Найбільшу різницю між варіантами встановлено при вирощуванні сильфію пронизанолистого та свербиги східної (10,9 та 11,8 %), а найменшу – міскантуса та сорго багаторічного (7,5 та 9,7 %, відповідно). Досліджено, що найбільша концентрація кадмію відмічена у ґрунті при застосуванні мінеральних добрив (N50P50K50), вміст був на рівні 0,040−0,044 мг/кг. Хімічні елементи, такі як мідь та цинк, знаходилися в мінімальних кількостях. Рівні забезпеченості міддю варіювали від 0,078 до 0,091 мг/кг, а цинком – від 1,83 до 2,45 мг/кг. Відзначимо, що найнижчу концентрацію важких металів відмічено при вирощуванні усіх енергетичних культур у варіанті без застосування добрив. Перспективи подальших досліджень будуть спрямовані на встановлення закономірностей розподілу важких металів у шарах ґрунту при вирощуванні енергетичних культур.

Soil is a unique indispensable natural resource which is the solar energy storage, the basis of life for plants, animals and humans, as well as a natural indicator of environmental pollution. Contamination of soil with heavy metals is of global interest in modern science in connection with the increase of man-made impact on the environment. The danger of heavy metals is determined by the fact that, unlike organic pollutants, they are not destroyed, but transfer from one form to another, in particular, they are included in the salts, oxides, organometallic compounds. The purpose of our study was to determine the content of mobile heavy metal compounds in soil while growing energy crops on the radioactively contaminated territory. The findings of the study showed that the content of toxicants in soil under conditions of radioactive contamination was considerably below the MAC. Lead concentration in the studied sites of energy crops varied within 0.72–0.87 mg/kg. The greatest difference between the variants was found while cultivating cup plant and oriental bunias (10.9 and 11.8 %), and the smallest was observed while growing miscanthus and sorghum perennial (7.5 and 9.7 %, respectively). It was found out that the highest concentration of cadmium was observed in the soil when using mineral fertilizers (N50P50K50); the content was at the level of 0.040–0.044 mg/kg. Chemical elements such as copper and zinc were in minimal quantities. The levels of copper availability varied from 0.078 to 0.091 mg/kg, and zinc from 1.83 to 2.45 mg/kg. It should be noted that the lowest concentration of heavy metals was observed while cultivating all energy crops without the use of fertilizers. Prospects for further study will be aimed at establishing patterns of distribution of heavy metals in soil layers while cultivating energy crops.

Почва - уникальный незаменимый природный ресурс, накопитель солнечной энергии, основа жизни растений, животных и человека, а также природный индикатор загрязнения окружающей среды. Загрязнение почв тяжелыми металлами вызывает глобальный интерес со стороны современной науки в связи с повышением техногенного воздействия на окружающую природную среду. Опасность от тяжелых металлов определяется тем, что в отличие от органических загрязнителей они не разрушаются, а переходят из одной формы в другую, в частности включаются в состав солей, оксидов, металлоорганических соединений. Целью наших исследований было определение содержания подвижных соединений тяжелых металлов в почве при выращивании энергетических культур на территории радиоактивного загрязнения. По результатам исследований установлено, что содержание токсикантов в почве в условиях радиоактивного загрязнения было значительно ниже ПДК. Концентрация свинца на исследуемых участках энергетических растений варьировала в пределах 0,72-0,87 мг / кг. Наибольшую разницу между вариантами установлено при выращивании сильфия пронизанолистого и свербиги восточной (10,9 и 11,8%), а наименьшую - мискантуса и сорго многолетнего (7,5 и 9,7%, соответственно). Доказано, что наибольшая концентрация кадмия отмечено в почве при применении минеральных удобрений (N50P50K50), содержание было на уровне 0,040-0,044 мг / кг. Химические элементы, такие как медь и цинк, находились в минимальных количествах. Уровень обеспеченности медью варьировался от 0,078 до 0,091 мг / кг, а цинком - от 1,83 до 2,45 мг / кг. Отметим, что самую низкую концентрацию тяжелых металлов отмечено при выращивании всех энергетических культур в варианте без применения удобрений.