ДОСЛІДЖЕННЯ ЯВИЩА МІГРАЦІЇ РУХОМИХ СПОЛУК ФЛУОРУ В ҐРУНТАХ ПРИБЕРЕЖНОЇ ЗОНИ Р. ГУСКА

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.35433/naturaljournal.3.2023.144-154

Ключові слова:

флуориди, флуориди в ґрунтах, потенціометричний аналіз, міграція флуоридів

Анотація

На сьогоднішній день спостерігається значне забруднення ґрунтів різними хімічними речовинами, внаслідок дії антропогенного фактору. Одними з небезпечних полютантів, що забруднюють ґрунти, є сполуки Флуору. Основним джерелом їх потрапляння до ґрунту є внесення фосфатних добрив, в яких містяться флуориди у вигляді домішок. В Україні проблема забруднення ґрунтів флуоридами є особливо актуальною через значні обсяги аграрно-промислового виробництва.

Сполуки Флуору становлять особливу небезпеку через спроможність їх рухомих (розчинних) форм поширюватись (мігрувати) на значні відстані в ґрунтовому розчині. Це обумовлює можливість забруднення територій, на які безпосередньо не здійснювалось внесення добрив.

У статті описується значення сполук Флуору для живих організмів, а також наслідки його нестачі та надлишку в організмах рослин та тварин.

Встановлено форми існування сполук Флуору в ґрунтах: рухома форма (розчинні флуориди: NaF, KF) та нерухома форма (нерозчинні флуориди: CaF2, АlF3, FeF3), які знаходяться в постійній динамічній рівновазі. Описано основні чинники, що впливають на співвідношення між зазначеними формами в ґрунті.

У процесі дослідження здійснено вимірювання вмісту рухомих сполук Флуору в ґрунтах прибережної зони р. Гуска. У ході аналізу проб ґрунту у  2021 р. було виявлено значний рівень забруднення. Встановлено перевищення ГДК в 9 пробах з 18 (ГДК рухомих флуоридів у ґрунтах – 2,8 мг/кг). В середньому проби з перевищенням ГДК мали вміст флуоридів 4,95 мг/кг. В 2022 р. перевищень ГДК рухомих флуоридів в жодній з 20 проб не було виявлено.

У ході аналізу отриманих результатів досліджено явище міграції рухомих сполук Флуору. Для виявлення явища міграції рухомих сполук Флуору в ґрунтах прибережної зони р. Гуска було складено схему відбору проб так, щоб прослідкувати вміст флуоридів на потенційному напрямку їх міграції. Саме тому, проби ґрунту відбирались парами: «поле» – «берег», де «поле» – територія, на якому здійснювалось внесення фосфатних добрив, а «берег» – берегова ділянка, що є наближеною до точки відбору зразка з поля. Отже, за результатами досліджень у 2021 р. виявлено значний рівень міграції рухомих сполук Флуору. Зокрема в 3 з 9 пар проб спостерігається перевищення ГДК як на території ділянки «поле», так і на ділянці «берег». Це свідчить про певний вклад явища міграції в забруднення довкілля рухомими сполуками Флуору. Таким чином, за результатами дослідження виявлено наявність явища міграції рухомих флуоридів на цих територіях. Про це свідчить перевищення ГДК флуоридів на ділянках, на які добрива не вносились. Вірогідним фактором, що сприяє міграції, є рельєф досліджуваної місцевості.

Посилання

Vidomchi normatyvni dokumenty. Instrukcija z vidboru prob vody ta gruntu dlja provedennja vymirjuvanj v laboratorijakh Derzhvodghospu Ukrajiny: VND 33-1.1-17-2001. [Official regulatory documents. Instructions for taking water and soil samples for measurements in the laboratories of the State Water and Agricultural Service of Ukraine: VND 33-1.1-17-2001.] (2001). Kyiv: Derzhavnyj komitet Ukrajiny po vodnomu ghospodarstvu, 22. [in Ukrainian].

Hihiienichni rehlamenty dopustymoho vmistu khimichnykh rechovyn u grunti. [Hygienic regulations on the permissible content of chemical substances in the soil] (2020). Ofitsiinyi visnyk Ukrainy vid 18.08.2020 r. [Official Gazette of Ukraine dated August 18], №64, 107. [in Ukrainian]

Kasianenko, H. Ya., & Matsak, S. V. (2021). Problemy potentsiometrychnoho vyznachennia rukhlyvykh form fluoru v grunti [Problems of potentiometric determination of mobile forms of fluorine in soil]. Pryrodnychi nauky [Natural sciences], 18, 74-78. doi: https://doi.org/10.5281/zenodo.5736349 [in Ukrainian]

Kasianenko, H. Ya. & Roienko, D. V. (2019). Vmist fluoryd-yoniv u dovkilli m. Sumy [The content of fluoride ions in the environment of the city of Sumy]. Materialy VIII Mizhnarodnoi naukovoi konferentsii «Aktualni problemy doslidzhennia dovkillia» [Materials of the VIII International Scientific Conference "Actual Problems of Environmental Research], 260. [in Ukrainian]

Yakist gruntu. Vidbir prob chastyna 1: DSTU ISO 10381-1:2004. [Yarist’ hruntu.Vidbsr prob chastyna 1: DSTU ISO 10381-1:2004.] (2006). Kyiv: Derzhspozhyvstandart Ukrainy, 68. [in Ukrainian]

Banerjee, A. & Roychoudhury, A. (2019) Fluorine: a biohazardous agent for plants and phytoremediation strategies for its removal from the environment. Biol Plant.. 63(1). P. 104-112. https://doi.org/10.32615/bp.2019.013 [in English]

Cui, S. F., Fu, Y. Z., Zhou, B. Q., Li, J. X., He, W. Y., Yu, Y. Q. & Yang, J. Y. (2021) Transfer characteristic of fluorine from atmospheric dry deposition, fertilizers, pesticides, and phosphogypsum into the soil. Chemosphere.. 278. 130432.: https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.130432 [in English]

Fordyce, F. M. (2011) Fluorine: human health risks. Encyclopedia of environmental health.. 2. 776-785. [in English]

Fuge, R. (2019) Fluorine in the environment, a review of its sources and geochemistry. Applied Geochemistry.. 100. 393-406. https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2018.12.016 [in English]

Gao, Z., Shi, M., Zhang, H., Feng, J., Fang, Sh. & Cui, Y. (2020) Formation and In Situ Treatment of High Fluoride Concentrations in Shallow Groundwater of a Semi-Arid Region: Jiaolai Basin, China. International Journal of environmental research and public health.. 17(21). 8075. https://doi.org/10.3390/ijerph17218075 [in English]

Hong, B. D., Joo, R. N., Lee, K. S., Lee, D. S., Rhie, J. H., Min, S. W. & Chung, D. Y. (2016) Fluoride in soil and plant. Korean Journal of Agricultural Science, 43(4). . P. 522-536. https://doi.org/10.7744/kjoas.20160054 [in English]

Huang, B., Li, J., Wu, Z., Xiong, R., Wang, B. & Xie, Y. (2023) Migration and Transformation of Phosphorus from Phosphogypsum Leachate with High Fluorine Concentration in Soils with Different pH Values. Journal of environmental engineering.. Vol. 149(5). 4023013. https://doi.org/10.1061/JOEEDU.EEENG-7108 [in English]

Loganathan, P., Hedley, M. J., Wallace, G. C. & Roberts, A. H. C. (2001) Fluoride accumulation in pasture forages and soils following long-term applications of phosphorus fertilisers. Environmental pollution.. 115(2). 275-282. https://doi.org/10.1016/S0269-7491(01)00102-6 [in English]

Pickering, W. F. (1985) The mobility of soluble fluoride in soils. Environmental Pollution Series B, Chemical and Physical.. 9(4). 281-308. https://doi.org/10.1016/0143-148X(85)90004-7 [in English]

Prabhu, S. M., Yusuf, M., Ahn, Y., Park, H. B., Choi, J., Amin, M. A. & Jeon, B. H. (2023)Fluoride occurrence in environment, regulations, and remediation methods for soil: comprehensive review. Chemosphere. 324. 138334. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2023.138334 [in English]

Schlesinger, W. H., Klein, E. M. & Vengosh, A. (2020) Global biogeochemical cycle of fluorine. Global Biogeochemical Cycles.. 34(12). e2020GB006722. https://doi.org/10.1029/2020GB006722 [in English]

Wehr, J. B., Dalzell, S. A. & Menzies, N. W. (2023). Predicting and modelling the availability of fluoride in soil from sorption properties. Soil Use and Management. 2023. 39(1). 521-534. https://doi.org/10.1111/sum.12854 [in English]

Xu, P., Bian, J., Li, Y., Wu, J., Sun, X., & Wang, Yu. (2022) Characteristics of fluoride migration and enrichment in groundwater under the influence of natural background and anthropogenic activities. Environmental pollution. 314. 120208. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2022.120208 [in English]

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-10-11