№68-17

Вплив важких металів на ростові показники Wall barley (Hordeum murinum) та Japanese brome (Bromus japonicus)

С.А. Красовський¹, О.С. Ковров¹, І.І. Клімкіна¹, О. Віхе², Г. Хальмаєр²

¹ Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна

² Технічний університет «Фрайберзька гірнича академія», Фрайберг, Німеччина

Coll.res.pap.nat.min.univ. 2022, 68:184-192

https://doi.org/10.33271/crpnmu/68.184

Full text (PDF)

АНОТАЦІЯ

Мета: Визначити вплив важких металів на біометричні показники Wall barley (Hordeum murinum) та Japanese brome (Bromus japonicus) з подальшою можливістю використання досліджуваних рослин у якості фіторемедіаторів відвалів відходів вуглевидобування.

Методика дослідження полягає у визначенні впливу солей важких металів (Pb, As, Co, Cu, Mnта Zn) із різними концентраціями на ростові показники рослин H.murinum та B.japonicus. Розрахована міграційна здатність солей важких металів у системі субстрат - розчин фільтрату - рослина. Досліджено акумулятивні властивості та транслокаційний фактор для досліджуваних рослин. Для детальної оцінки концентрацій важких металів у пробах та детального мікроелементного аналізу застосовано метод мас-спектрометрії з індуктивно зв’язаною плазмою (ІЗП-МС).

Результати дослідження: Встановлено, що досліджуванні рослини, H.murinum та B.japonicus мають адаптивну стійкість до важких металів, обидві рослини здатні до накопичення важких металів у кореневій системі та пагонах, і накопичують дані елементи, що дає змогу розглядати данні рослини у якості «рослин піонерів» з подальшою можливістю фіторемедиації відвалів відходів вуглевидобування.

Наукова новизна: Встановлено акумулятивні властивості H.murinum та B.japonicus, щодо важких металів, які є основним компонентом відвалів відходів вуглевидобування Західного Донбасу. Проаналізована міграційна здатність солей важких металів у системі субстрат – розчин фільтрату – рослина, що дає змогу створити модель міграції хімічних елементів вугільного відвалу при різних абіотичних та біотичних факторах навколишнього середовища. Визначено ростові показники та транслокаційний фактор H.murinum та B.japonicus, результати дослідження дають змогу у майбутньому використовувати ці рослини для початкового етапу біологічної рекультивації відвалів.

Практичне значення: Результати дослідження дають змогу розробити ефективний метод біологічного етапу рекультивації відвалу, шляхом застосування фіторемедіації, за рахунок створення  рослинного покриву досліджуваними рослинами H.murinum та B.japonicus.

Ключові слова: відвал вуглевидобування, важкі метали, «рослини піонери», міграція важких металів, фіторемедиація, транслокаційний фактор, метод мас-спектрометрії з індуктивно зв’язаною плазмою (ІЗП-МС).

Перелік посилань

1. Видобуток і збагачення вугілля(n.d.) ДТЕК
   https://energo.dtek.com/business/coal_industry/
2. Красовський, С.А, Ковров, О.С, & Клімкіна, І.І. (2021).Фіторемедіація вугільних відвалів Західного Донбасу. Збірник наукових праць НГУ, 65, 170-178.
   https://doi.org/10.33271/crpnmu/65.170
3. MendezM.O, MaierR.M.(2008). Phytoremediation of minetailings in temperate and arid environments. Environmental Science Biotechnology, 7, 47–59.
   https://doi.org/10.1007/s11157-007-9125-4
4. Bolan N.S, Park J.H, Robinson B, Naidu R, Huh K.Y. (2011) Phytostabilization: a green approach to contaminant containment. In Donald LS, editor: Advances in agronomy, vol. 112. Academic Press. pp 145–204.
   https://doi.org/10.1016/B978-0-12-385538-1.00004-4
5. Gonzalez M.T, Lopez V.A, Fernandez A.P, Garrido B.R, Cepeda C.T, Mench M, Puschenreiter M, Sabaris C.Q, Garcia F.M, Kidd P.S.(2017). Aided phytostabilisation reduces metal toxicity, improves soil fertility and enhances microbial activity in Cu-rich mine tailings. Journal of Environmental Management, 186(2):301–313.
   https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2016.09.019
6. Shu W.S, Xia H.P, Zhang Z.Q, Lan C.Y, Wong M.H. (2006). Use of vetiver and three other grasses for revegetation of Pb/Zn mine tailings: field experiment. International Journal of Phytoremediation, 4(1): 47–57.
   https://doi.org/10.1080/15226510208500072
7. Yang., X., & Gao. L. (2001). A study on re-vegetation in mining wasteland ofdexing copper mine, China. Journal of environmental Management,21(11), 1932–1940.
8. Zhang, Z.Q., Shu, W.S., Lan, C.Y., & Wong, M.H. (2001). Soil seed bank as an input of seed source in revegetation of lead/zinc mine tailings. Restoration Ecology, 9, 378–385.
   https://doi.org/10.1046/j.1526-100x.2001.94007.x
9. Markey, A.S., & Dillon, D.J. (2008). Flora and vegetation ofthe banded iron formations of theYilgarn Craton: central Tallering land system. Conservation Science WesternAustralia, 7, 121–149.
10.  Wu, S., Liu, Y., Southam, G., Robertson, L., Chiu, T.H., & Cross, A.T.(2019). Geochemical and mineralogical constraints in iron ore tailings limit soil formation for direct phytostabilization. Geochemical and mineralogical constraints in iron ore tailings limit soil formation for direct phytostabilization. Science of The Total Environment, 651, 192–202.
    https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.09.171
11. Wang,Y.B., Zhang, L., Zhang, F.M., Zhang, Y.X., & Liu, D.Y. (2006). Distuibution of heavy metals forms and its affecting factors in rhizosphere soils of Hippochaete ramosissimum in large-scale copper tailings yard. Acta Scientiae Circumstantiae, 26(1), 76-84.
12. Wong, H.M (2003). Ecological restoration of mine degraded soils, with emphasis on metal contaminated soils. Chemosphere, 50(6), 775-780.
    https://doi.org/10.1016/S0045-6535(02)00232-1
13. Shu, W.S., Xia, H.P., Zhang, Z.Q., Lan, C.Y., & Wong, M.H. (2002), Use of vetiver and three other grasses for revegetaion of Pb/Zn mine tailings:field experiment. International Journal of Phytoremediation,4(1), 47-57.
    https://doi.org/10.1080/15226510208500072
14. Hoagland, D. R., & Arnon, D. I. (1950). The water-culture method for growing plants without soil. Circular. California agricultural experiment station.
15.  Наказ №1595Про затвердження «Гігієнічних регламентів допустимого вмісту хімічних речовин у ґрунті». (2020).Міністерство охорони здоров’я України.

• Наступна >