ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ K2HEDP ДЛЯ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ЗЕ-МЕЛЬ НА ТЕРРИТОРИЯХ БЫВШИХ ПОЛИГОНОВ ТВЕРДЫХ КОММУНАЛЬНЫХ ОТХОДОВ

E.A. Nikulina; A.S. Мakarova; V.P. Meshalkin; V.V. Chelnokov; A.V. Matasov; K.V. Pishchaeva; A.V. Garabadgiu

doi:10.6060/10.6060/rcj.2022663.11

E.A. Nikulina Институт химических реактивов и особо чистых веществ Национального исследовательского центра «Курчатовский институт»
A.S. Мakarova Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева
V.P. Meshalkin Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева
V.V. Chelnokov Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева
A.V. Matasov Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева
K.V. Pishchaeva Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева
A.V. Garabadgiu Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)

DOI: https://doi.org/10.6060/10.6060/rcj.2022663.11

Ключевые слова: фиторемедиация, тяжелые металлы, почва, хелатирующий агент

Аннотация

Тяжелые металлы, наряду с ксенобиотиками, составляют одну из основных групп опасных веществ. Для восстановления участков, загрязненных в результате размещения полигонов, используется метод фиторемедиации. Полиаминокарбоновые кислоты (ЭДТА, DTPA, NTA, ЭДДС и др.) широко используются в качестве индукторов фитоэкстракции тяжелых металлов. В данном исследовании было предложено использовать в качестве фитоэкстрактора горчицу сарептскую (Brassica juncea L.) с использованием хелатирующего агента (К₂ОЭДФ) для очистки почвы от пяти тяжелых металлов (Cu, Ni, Zn, Co, Cr). Дополнительные процедуры с хелатирующим агентом вместе с функциональными добавками (биопрепарат «Почвовит»/хелат железа/диатомит) во всех вариациях обеспечили повышенное накопление металлов в тканях растений. Взаимоусиливающий эффект от использования хелатирующего агента и дополнительные функциональные добавки привели к увеличению накопления растительной биомассы и поглощению катионов тяжелых металлов. В результате исследования были получены данные о степени влияния К2ОЭДФ. Данный хелатирующий агент проявил широкую универсальность по отношению ко многим катионам металлов и повысил степень их одновременного поглощения растениями. Данный хелатирующий агент можно применять в дальнейшем в технологии фиторемедиации и использовании в задачах рекультивации свалок.

Для цитирования:

Никулина Е.А., Макарова А.С., Мешалкин В.П., Челноков В.В., Матасов А.В., Пищаева К.В., Гарабаджиу А.В. Оценка эффективности использования K₂HEDP для рекультивации земель на территориях бывших полигонов твердых коммунальных отходов. Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва). 2022. Т. LXVI. № 3. С. 79-87. DOI: 10.6060/rcj.2022663.11.

Биография автора

E.A. Nikulina, Институт химических реактивов и особо чистых веществ Национального исследовательского центра «Курчатовский институт»

"

Литература

Perez J. The soil remediation industry in Europe: the recent past and future perspectives. Ernst and Young. 2012. P. 2–22.

Kovacs H., Szemmelveisz K. Disposal options for polluted plants grown on heavy metal contaminated brownfield lands - A review. Chemosphere. 2017. 166. P. 8–20. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2016.09.076.

Meshalkin V., Dovì V., Bobkov V., Belyakov A., Butusov O., Garabadzhiu A, Burukhina T., Khodchenko S. State of the art and research development prospects of energy and resource-efficient environmentally safe chemical process systems engineering. Mendeleev Communications. 2021. V. 31. N 5. P. 593–604. DOI: 10.1016/j.mencom.2021.09.003.

Hanif M.A., Bhatti H.N. Remediation of heavy metals using easily cultivable, fast growing, and highly accumulating white rot fungi from hazardous aqueous streams. Desal. Water Treat. 2015. N 53. P. 238–248. DOI: 10.1080/19443994.2013.848413.

Ye J., Chen X., Chen C., Bate B. Emerging sustainable technologies for remediation of soils and groundwater in a municipal solid waste landfill site – A review. Chemosphere. 2019. V. 227. P. 681–702. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2019.04.053.

Koptsik G. Modern approaches to remediation of heavy metal polluted soils: a review. Eurasian J. Soil Sci. 2014. V. 7. P. 707–722. DOI: 10.1134/S1064229314070072.

Nowack B., Schulin R., Robinson B. Critical assessment of chelantenhanced metal phytoextraction. Environ. Sci. Technol. 2006. 40 (17). P. 5225–5232. DOI: 10.1021/es0604919.

Pinto A.P., Varennes A., Fonseca R., Teixeira D.M. Phytore-mediation of soils contaminated with heavy metals: techniques and strategies. In: Ansari AA, Gill SS, Gill R, Lanza GR, Newman L (eds) Management of environmental contaminants. 2015. V. 1. P. 133–155. DOI: 10.5402/2011/402647.

Hazrat A., Ezzat K., Muhammad A.S. Phytoremediation of heavy metal–concepts and applications. Chemosphere. 2013. P. 869–881. DOI:10.1016/j.chemosphere.2013.01.075.

Wang L., Ji B., Hu Y., Liu R., Sun W. A review on in situ phytoremediation of mine tailings. Chemosphere. 2017. P. 594–600.

Evangelou M.W., Ebel M., Schaeffer A. Chelate assisted phytoextraction of heavy metals from soil. Effect, mechanism, toxicity, and fate of chelating agents. Chemosphere. 2007. P. 989–1003. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2007.01.062

DalCorso G., Fasani E., Manara A., Visioli G., Furini A. Heavy Metal Pollutions: State of the Art and Innovation in Phytoremediation - A review. International Journal of Molecular Sciences. 2019. N 20. P.3412-3429. DOI: 10.3390/ijms20143412.

Vocciante M., Caretta A., Bua L., Bagatin R., Franchi E., Petruzzelli G., Ferro S. Enhancements in phytoremediation technology: Environmental assessment including different options of biomass disposal and comparison with a consolidated approach. Journal of Environmental Management. 2019. P. 560–568. DOI:10.1016/j.jenvman.2019.02.104.

Hadi F., Bano A., Fuller M.P. The improved phytoextraction of lead (Pb) and the growth of maize (Zea mays L.): The role of plant growth regulators (GA3 and IAA) and EDTA alone and in combinations. Chemosphere. 2010. P. 457–462. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2010.04.020.

Fässler E., Evangelou M.W., Robinson B.H., Schulin R. Effects of indole-3-acetic acid (IAA) on sunflower growth and heavy metal uptake in combination with ethylene diamine disuccinic acid (EDDS). Chemosphere. 2010. P. 901–907. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2010.04.077.

Aderholt M., Vogelien D.L., Koether M., Greipsson S. Phytoextraction of contaminated urban soils by Panicum virgatum L. enhanced with application of a plant growth regulator (BAP) and citric acid. Chemosphere. 2017. P. 175. 85–96. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2017.02.022.

Makarova A., Nikulina E., Avdeenkova T., Pishaeva K. As-sisted Phytoextraction of a Multi-Metal-Contaminated Soil by Trifolium Repens L.: Investigate Efficiency K2HEDP with Plant Growth Regulators. Sustainability. 2021a. V. 13. DOI: 10.3390/su13052432.

Makarova A., Nikulina E., Tsirulnikova N., Avdeenkova T., Pishaeva K. Potential of S-Containing and P-Containing Complexones in Improving Phytoextraction of Mercury by Trifolium repens L. Saudi Journal of Biological Sciences. 2021b. V. 28. N 5. P. 3037-3048. https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2021.02.045.

Robinson B.H., Anderson C.W.N., Dickinson N.M. Phytoextraction: Where’s the action? J. Geochem. Explor. 2015. P. 34–40.

Nikulina E. A., Makarova A. S., Meshalkin V. P., Chelnokov V. V., Matasov A. V., Avdeenkova T. Integrated chemo-phytoecological process for the treatment of polymetal contamination in landfill sites and the consequent soil recovery. Process Safety and Environmental Protection: Transactions of the Institution of Chemical Engineers. 2021. Part B. DOI: 10.1016/j.psep.2021.05.042.