ДОСЛІДЖЕННЯ ЯВИЩА МІГРАЦІЇ РУХОМИХ СПОЛУК ФЛУОРУ В ҐРУНТАХ ПРИБЕРЕЖНОЇ ЗОНИ Р. ГУСКА
DOI:
https://doi.org/10.35433/naturaljournal.3.2023.144-154Ключові слова:
флуориди, флуориди в ґрунтах, потенціометричний аналіз, міграція флуоридівАнотація
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
Відомчі нормативні документи. Інструкція з відбору проб води та ґрунту для проведення вимірювань в лабораторіях Держводгоспу України: ВНД 33-1.1-17-2001. Київ: Державний комітет України по водному господарству, 2001. 22 с.
Гігієнічні регламенти допустимого вмісту хімічних речовин у ґрунті. Офіційний вісник України від 18.08.2020 р., №64, С.107.
Касьяненко Г. Я., Мацак С. В. Проблеми потенціометричного визначення рухливих форм флуору в ґрунті. Природничі науки. 2021. Вип. 18. С.74-78. doi: https://doi.org/10.5281/zenodo.5736349
Касьяненко Г. Я., Роєнко Д. В. Вміст флуорид-йонів у довкіллі м. Суми. Матеріали VІIІ Міжнародної наукової конференції «Актуальні проблеми дослідження довкілля». 2019. С. 260.
Якість ґрунту. Відбір проб частина 1: ДСТУ ISO 10381-1:2004. Київ: Держспоживстандарт України, 2006. 68 с.
Banerjee A., Roychoudhury A. Fluorine: a biohazardous agent for plants and phytoremediation strategies for its removal from the environment. Biol Plant. 2019. 63(1). P. 104-112.doi: https://doi.org/10.32615/bp.2019.013
Cui S. F., Fu Y. Z., Zhou B. Q., Li J. X., He W. Y., Yu Y. Q., Yang J. Y. Transfer characteristic of fluorine from atmospheric dry deposition, fertilizers, pesticides, and phosphogypsum into the soil. Chemosphere. 2021. 278. 130432. doi: https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.130432
Fordyce F. M. Fluorine: human health risks. Encyclopedia of environmental health. 2011. Vol. 2. P. 776-785.
Fuge R. Fluorine in the environment, a review of its sources and geochemistry. Applied Geochemistry. 2019. 100. P. 393-406. doi:https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2018.12.016
Gao Z., Shi M., Zhang H., Feng J., Fang Sh., Cui Y. 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. 2020. 17(21). 8075. https://doi.org/10.3390/ijerph17218075
Hong B. D., Joo R. N., Lee K. S., Lee D. S., Rhie J. H., Min S. W., Chung D. Y. Fluoride in soil and plant. Korean Journal of Agricultural Science, 43(4). 2016. P. 522-536. doi: https://doi.org/10.7744/kjoas.20160054
Huang B., Li J., Wu Z., Xiong R., Wang B., Xie Y. Migration and Transformation of Phosphorus from Phosphogypsum Leachate with High Fluorine Concentration in Soils with Different pH Values. Journal of environmental engineering. 2023. Vol. 149(5). 4023013. https://doi.org/10.1061/JOEEDU.EEENG-7108
Loganathan P., Hedley M. J., Wallace G. C., Roberts A. H. C. Fluoride accumulation in pasture forages and soils following long-term applications of phosphorus fertilisers. Environmental pollution. 2001. 115(2). P. 275-282. doi: https://doi.org/10.1016/S0269-7491(01)00102-6
Pickering W. F. The mobility of soluble fluoride in soils. Environmental Pollution Series B, Chemical and Physical. 1985. 9(4). P. 281-308. doi: https://doi.org/10.1016/0143-148X(85)90004-7
Prabhu S. M., Yusuf M., Ahn Y., Park H. B., Choi J., Amin M. A., Jeon B. H. Fluoride occurrence in environment, regulations, and remediation methods for soil: A comprehensive review. Chemosphere. 2023. 324. 138334.doi: https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2023.138334
Schlesinger W. H., Klein E. M., Vengosh A. Global biogeochemical cycle of fluorine. Global Biogeochemical Cycles. 2020. 34(12). e2020GB006722. doi: https://doi.org/10.1029/2020GB006722
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). P. 521-534. doi: https://doi.org/10.1111/sum.12854
Xu P., Bian J., Li Y., Wu J., Sun X., Wang Yu. Characteristics of fluoride migration and enrichment in groundwater under the influence of natural background and anthropogenic activities. Environmental pollution. 2022. Vol. 314. 120208. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2022.120208
