ХІМІЧНИЙ СКЛАД ТА ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ҐРУНТІВ – ІНДИКАТОРИ ЇХНЬОЇ РОДЮЧОСТІ ТА ЗАБРУДНЕННЯ

В. І. Шейко, О. Б. Кучменко, В. М. Гавій, С. В. Пасічник

Анотація


Ґрунти – це складні комплекси, в яких дисперсне середовище є твердим, а дисперсна фаза може бути тверда, рідка та газоподібна. Ґрунти класифікують за походженням, хімічним складом та фізико-хімічними властивостями. На родючість ґрунту впливають його склад, наявність і товщина гумусового шару, а також вміст органічних і мінеральних речовин. Так, зі зростанням процесу індустріалізації також збільшилась інтенсивність забруднення ґрунтів органічними речовинами та мінеральними компонентами, що негативно впливає не тільки на урожайність сільськогосподарських культур, а може бути причиною гострого отруєння і накопичення в організмі людини, тварин та рослин токсичних сполук. Для якісного та кількісного аналізу ґрунтів застосовують методи аналітичної хімії, мас-спектрометрії, елементного аналізу та спектроскопічні методи, зокрема FTIR спектроскопії. При цьому перелічені методи використовують як для первинного аналізу складу ґрунту, так і для діагностики в динаміці. Підвищений вміст певних елементів у ґрунті може бути результатом не тільки сучасного забруднення, а і результатом антропогенного навантаження в історичній ретроспективі. Забруднення ґрунтів важкими металами є досить актуальною проблемою сільського господарства, біології, медицини та антропології. Важкі метали, які потрапляють із ґрунту в органи рослин, пил мають негативне значення для загального стану здоров’я людства. Для антропології важкі метали мають як негативний, так і якісно-лакмусовий характер. Стосовно останнього значення для антропології за цим показником можна судити про рівень розвинутості виробництва та ступінь його екологічності, а також має опосередковану характеристику щодо утворення так званих культурних шарів ґрунту. У роботі розглянуто основні типи і класифікацію ґрунтів, описано причини зміни якісного складу ґрунтів, методи їх дослідження та роль лікарських рослин у процесі фіторемедіації як способі очистки ґрунтів від важких металів.

Ключові слова


хімічний склад ґрунту, фізико-хімічні властивості ґрунтів, родючість, тип ґрунту, спектроскопічні методи, класифікація ґрунтів.

Повний текст:

PDF

Посилання


Batey T. (2009) Soil compaction and soil management–a review. Soil use and management. 25(4): 335–345. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1475-2743.2009.00236.x

Blum W. E. H. (2005) Functions of Soil for Society and the Environment. Rev Environ Sci

Biotechnol. 4: 75–79. DOI: https://doi.org/10.1007/s11157-005-2236-x

Chan C.-K., Pavlović N. M. Chan W. (2019)

Development of a novel liquid chromatography-tandem mass spectrometric method for aristolochic acids detection: Application in food and agricultural soil analyses. Food chemistry. 289: 673-679. DOI:

https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.03.073

Datsenko V. (2022) Physical and chemical properties of soils in Kharkiv (Ukraine). Environmental Monitoring and Assessment. 194(3): 163. DOI: 10.1007/s10661-022-09827-7

Delgado-Baquerizo M., Reich P. B., Bardgett R. D., Eldridge D. J., Lambers H., Wardle D. A., Reed S. C., Plaza C., Png G. K., Neuhauser S., Berhe A. A., Hart S. C., Hu H.-W., He J.-Z., Bastida F., Abades S., Alfaro F. D., Cutler N. A., Gallardo A., García-Velázquez L., Hayes P. E., Hseu Z.-Y., Pérez C. A.,

Santos F., Siebe C., Trivedi P., Sullivan B. W., Weber-Grullon L., Williams M. A., Fierer N. (2020) The influence of soil age on ecosystem structure and function across biomes. Nature Communications. 11(1): 4721. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-020-18451-3

Duarte I. M. R., Rodrigues C. M. G., Pinho A. B. (2018) Classification of soils. In: Bobrowsky P. T., Marker B. (eds) Encyclopedia of Engineering Geology. Encyclopedia of Earth Sciences Series. Springer, Cham. DOI: 10.1007/978-3-319-73568-9_52

Goyal D., Yadav A., Prasad M., Singh T. B. (2020) Effect of heavy metals on plant growth: an overview. Contaminants in agriculture: sources, impacts and management. 79–101. DOI: 10.1007/978-3-030-41552-5_4

Grimley D., Curry B. B., Nash T. A., Huot S. (2019) Comment on" Holocene loess in Illinois revealed by OSL dating: Implications for stratigraphy and archeology of the Midwest United States. Quaternary Science Reviews. 216: 116-118. DOI: 10.1016/j.quascirev.2019.06.008

Hlihor R. M., Roșca M., Hagiu-Zaleschi L., Simion I. M., Daraban G. M., Stoleru V. (2022) Medicinal plant growth in heavy metals contaminated soils: Responses to metal stress and induced risks to human health. Toxics. 10(9): 499. DOI: 10.3390/toxics10090499.

Hranovska L., Morozov O., Pisarenko P., Vozhegov S. (2022) Ecological problems of irrigated soils in the south of Ukraine. Visnyk of V. N. Karazin Kharkiv National University, Series "Geology. Geography. Ecology. 57: 282–295. DOI: https://doi.org/10.26565/2410-7360-2022-57-21

Huggett R. J. (1998) Soil chronosequences, soil development, and soil evolution: a critical review. Catena. 32(3-4): 155–172. DOI: 10.1016/S0341-8162(98)00053-8

Jordanova N., Jordanova D., Tcherkezova E., Popov H., Mokreva A., Georgiev P., Stoychev R. (2020) Identification and classification of archeological materials from Bronze age gold mining site Ada Tepe (Bulgaria) using rock magnetism. Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 21(12): e2020GC009374. DOI: https://doi.org/10.1029/2020GC009374

Kabata-Pendias A. (2004) Soil–plant transfer of trace elements—an environmental issue. Geoderma. 122(2-4): 143–149. DOI: https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2004.01.004

Kaminsky R., Trouche B., Morales S. E. (2017) Soil classification predicts differences in prokaryotic communities across a range of geographically distant soils once pH is accounted for. Scientific Reports. 7(1): 45369. DOI: 10.1038/srep45369

Li L., Zhu L., Xie Y. (2021) Proteomics analysis of the soil textile imprints from tomb M6043 of the Dahekou Cemetery site in Yicheng County, Shanxi Province, China. Archaeol Anthropol Sci. 13: 7. DOI: https://doi.org/10.1007/s12520-020-01258-0

Liang Z. (2020) Corrosion behavior of Cu–Sn bronze alloys in simulated archeological soil media. Materials and Corrosion. 71(4): 617-627. DOI: https://doi.org/10.1002/maco.201911338

Liu Z., Rong Q., Zhou W., Liang G. (2017) Effects of inorganic and organic amendment on soil chemical properties, enzyme activities, microbial community and soil quality in yellow clayey soil. PloS one. 12(3): e0172767. DOI: 10.1371/journal.pone.0172767

Palm C., Sanchez P., Ahamed S., Awiti A. (2007) Soils: A contemporary perspective. Annu. Rev.

Environ. Resour. 32: 99–129. DOI: 10.1146/annurev.energy.31.020105.100307

Pedergnana A. (2020) All that glitters is not gold”: Evaluating the Nature of the Relationship Between Archeological Residues and Stone Tool Function. J Paleo Arch. 3: 225–254. DOI: https://doi.org/10.1007/s41982-019-00039-z

Pîrnău R. G., Patriche C. V., Rosca B., Vasiliniuc I., Vornicu N., Stanc S. (2020) Soil spatial patterns analysis at the ancient city of Ibida (Dobrogea, SE Romania), via portable X-ray fluorescence spectrometry and multivariate statistical methods. Catena. 189: 104506. DOI: https://doi.org/10.1016/j.catena.2020.104506

Quan M., Liang J. (2017) The influences of four types of soil on the growth, physiological and biochemical characteristics of Lycoris aurea (L’Her.) Herb. Scientific Reports. 7(1): 43284. DOI: 10.1038/srep43284

Rillig M. C., Mummey D. L. (2006) Mycorrhizas and soil structure. New phytologist. 171(1): 41–53. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.2006.01750.x

Sakthiselvi T., Paramasivam M., Vasanthi D., Bhuvaneswari K. (2020) Persistence, dietary and ecological risk assessment of indoxacarb residue in/on tomato and soil using GC–MS. Food Chemistry. 328: 127134. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2020.127134

Scaffidi B. K., Tung T. A., Gordon G., Alaica A. K., La Rosa L. M. G., Marsteller S. J., Dahlstedt A., Schach E., Knudson K. J. (2020) Drinking locally: a water 87Sr/86Sr isoscape for geolocation of archeological samples in the Peruvian andes. Frontiers in Ecology and Evolution. 8: 281. DOI: https://doi.org/10.3389/fevo.2020.00281

Schad P. (2016) The international soil classification system WRB, 2014. Novel methods for monitoring and managing land and water resources in Siberia, p. 563–571. DOI: 10.1007/978-3-319-24409-9_25

Scharl S., Zerl T., Eckmeier E., Gerlach R. (2023) Earliest archeological evidence of fertilization in Central Europe. Journal of Plant Nutrition and Soil Science. 186(4): p. 375–382. DOI: https://doi.org/10.1002/jpln.202300150

Śliwińska A., Smolinski A., Kucharski P. (2019) Simultaneous analysis of heavy metal concentration in soil samples. Applied Sciences. 9(21): 4705. DOI: https://doi.org/10.3390/app9214705

Tiller K. G., Gerth J., Brümmer G. (1984) The relative affinities of Cd, Ni and Zn for different soil clay fractions and goethite. Geoderma. 34(1): 17–35. DOI: 10.1016/0016-7061(84)90003-X

Wang C., Li W., Guo M., Jia J. (2017) Ecological risk assessment on heavy metals in soils: Use of soil diffuse reflectance mid-infrared Fourier-transform spectroscopy. Scientific reports. 7(1): 40709. DOI: 10.1038/srep40709

Zhang H., Yuan X., Xiong T., Wang H., Jiang L. (2020) Bioremediation of co-contaminated soil with heavy metals and pesticides: Influence factors, mechanisms and evaluation methods. Chemical Engineering Journal. 398: 125657. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.125657




DOI: https://doi.org/10.34142/2708-5848.2023.25.1.06

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.