Ртуть у надземних частинах Trifolium repеns L. та Тrifolium prаtense L.: накопичення та перспективи фітоекстракції
DOI:
https://doi.org/10.33730/2077-4893.4.2025.345457Ключові слова:
фіторемедіація, важкі метали, Нg, забруднення, коефіцієнт біоакумуляції, фітотоксичність, Fabaceae, стійкість рослин, забруднення ґрунтівАнотація
Ртуть (Hg) є одним із найнебезпечніших забруднювачів довкілля через високу токсичність та мобільність. Вона становить значну загрозу для екосистем та здоров’я людини, особливо в районах, що зазнали впливу промислової та техногенної діяльності. Техногенні території, зокрема зони впливу підприємств, несуть значну небезпеку для населення та біорізноманіття. Фіторемедіація є екологічно безпечною та економічно вигідною технологією для очищення забруднених ґрунтів. У цьому контексті дослідження було спрямовано на оцінку та порівняння фіторемедіаційного потенціалу двох поширених видів місцевої флори — конюшини повзучої (Trifolium repens L.) та конюшини лучної (Trifolium pratense L.). Дослідження проводили in situ на ділянках із різним рівнем техногенного забруднення ґрунтів ртуттю (в діапазоні 0,04–5,26 мг/кг). Концентрацію Hg у зразках ґрунту та висушеній надземній масі рослин визначали методом атомної абсорбції за допомогою аналізатора ртуті DMA-80 evo (Milestone, Італія). Для оцінки здатності рослин до накопичення токсиканта розраховували біоконцентраційний фактор (BF) — співвідношення концентрації ртуті у надземній масі рослин до її концентрації у ґрунті. Встановлено, що вміст Hg у надземній масі обох видів конюшини зростав разом зі ступенем забруднення ґрунту. Максимальні зафіксовані концентрації становили 0,25 ± 0,01 мг/кг для T. repens та 0,45 ± 0,01 мг/кг для T. pratense. Важливо, що на ділянці з найменшою концентрацією ртуті (0,04 мг/кг) обидва види продемонстрували BF > 1, що вказує на їхній потенціал як гіперакумуляторів у цих умовах. Результати підтверджують, що обидва види конюшини можуть бути ефективно інтегровані в системи фіторемедіації ртуті. Trifolium pratense виявилася перспективнішим видом для фітоекстракції завдяки більшій надземній біомасі та здатності до накопичення більшої кількості цього металу на забруднених ґрунтах. Подальші дослідження мають бути спрямовані на визначення порогів фітотоксичності, вивчення механізмів біоакумуляції та розробку безпечних шляхів утилізації забрудненої біомаси.
Посилання
Kumari, S., Jamwal, R., Mishra, N., & Singh, D. K. (2020). Recent developments in environmental mercury bioremediation and its toxicity: A review. Environmental Nanotechnology, Monitoring & Management, 13, 100283. DOI: https://doi.org/10.1016/j.enmm.2020.100283.
Agency for Toxic Substances and Disease Registry. (2024, November 12). Substance priority list. Centers for Disease Control and Prevention. URL: https://www.atsdr.cdc.gov/programs/substance-priority-list.html.
Clemens, S. (2013). Mercury in plants. In Encyclopedia of metalloproteins (pp. 1352–1356). Springer, New York, NY. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4614-1533-6_313.
Смоляр, В. І., & Петрашенко, Г. І. (2008). Ртуть в харчових продуктах і раціонах та її токсичність. Проблеми харчування, 3–4(18), 23–31. URL: http://medved.kiev.ua/web_journals/arhiv/nutrition/2008/3-4_08/str23.pdf.
Дмитруха, Т. І. (2014). Забруднення довкілля ртуттю — найгостріша екологічна проблема сучасності. Екологічна безпека та природокористування, (15), 46–52.
Сплодитель, А., Голубцов, О., Чумаченко, С., & Сорокіна, Л. (2023). Забруднення земель внаслідок агресії Росії проти України. ГО Центр екологічних ініціатив «Екодія». URL: https://ecoaction.org.ua/wp-content/uploads/2023/03/zabrudnenniazemel-vid-rosii.pdf.
Ковальчук, В. (2011). Ртуть в ґрунтах та фітоценозах Київщини, механізм накопичення та форми поширення. Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Географія, (59), 43–45. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/VKNU_geograf_2011_59_14.
Про затвердження нормативів гранично допустимих концентрацій небезпечних речовин у ґрунтах, а також переліку таких речовин. Постанова Кабінету Міністрів України № 898 (2024). (Україна). URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/898-2024-%D0%BF.
Самчук, А. І., Вовк, К. В., & Акімова, О. Р. (2015). Форми знаходження важких металів у ґрунтах зон екологічного ризику м. Київ. Геохімія та рудоутворення, (35), 63–68. DOI: https://doi.org/10.15407/gof.2015.35.063.
Tiodar, E. D., Văcar, C. L., & Podar, D. (2021). Phytoremediation and microorganisms-assisted phytoremediation of mercury-contaminated soils: challenges and perspectives. International Journal of Environmental Research and Public Health, 18(5), 2435. DOI: https://doi.org/10.3390/ijerph18052435.
Sharma, J. K., Kumar, N., Singh, N. P., & Santal, A. R. (2023). Phytoremediation technologies and their mechanism for removal of heavy metal from contaminated soil: An approach for a sustainable environment. Frontiers in Plant Science, 14, 1076876. DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2023.1076876.
Feng, X., & Wang, J. (2018). Phytoextraction of Mercury-Contaminated Soil. In Twenty Years of Research and Development on Soil Pollution and Remediation in China (pp. 499–507). Singapore: Springer Singapore. DOI: https://doi.org/10.1007/978-981-10-6029-8_30.
dos Santos Soares, C., Santos Lopes, V. J., de Freitas, F., Córdova, M. O., Cavalheiro, L., Battirola, L. D., & de Andrade, R. L. T. (2025). Characterizing pioneer plants for phytoremediation of mercurycontaminated urban soils. International Journal of Environmental Science and Technology, 1–16. DOI: https://doi.org/10.1007/s13762-024-06303-2.
Monroy-Licht, A., Méndez-Cuadro, D., & OliveroVerbel, J. (2023). Elemental mercury accumulation in Eichhornia crassipes (Mart.) Solms-Laubach. Environmental Science and Pollution Research, 30(4), 9898–9913. DOI: https://doi.org/10.1007/s11356-022-22521-y.
Siwik, E. I., Campbell, L. M., & Mierle, G. (2010). Distribution and trends of mercury in deciduous tree cores. Environmental Pollution, 158(6), 2067–2073. DOI: https://doi.org/10.1016/j.envpol.2010.03.002.
Ssenku, J. E., Naziriwo, B., Kutesakwe, J., Mustafa, A. S., Kayeera, D., & Tebandeke, E. (2023). Mercury accumulation in food crops and phytoremediation potential of wild plants thriving in artisanal and small-scale gold mining areas in Uganda. Pollutants, 3(2), 181–196. DOI: https://doi.org/10.3390/pollutants3020014.
Ordak, M., Wesolowski, M., Radecka, I., Muszynska, E., & Bujalska-Zazdrozny, M. (2016). Seasonal variations of mercury levels in selected medicinal plants originating from Poland. Biological trace element research, 173(2), 514–524. DOI: https://doi.org/10.1007/s12011-016-0645-z.
Kalinhoff, C., & Calderón, N. T. (2022). Mercury phytotoxicity and tolerance in three wild plants during germination and seedling development. Plants, 11(15), 2046. DOI: https://doi.org/10.3390/plants11152046.
Nonnoi, F., Chinnaswamy, A., de la Torre, V. S. G., de la Peña, T. C., Lucas, M. M., & Pueyo, J. J. (2012). Metal tolerance of rhizobial strains isolated from nodules of herbaceous legumes (Medicago spp. and Trifolium spp.) growing in mercury-contaminated soils. Applied Soil Ecology, 61, 49–59. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2012.06.004.
Snyder, E. M., Karsten, H. D., Curran, W. S., Malcolm, G. M., & Hyde, J. A. (2016). Green manure comparison between winter wheat and corn: weeds, yields, and economics. Agronomy Journal, 108(5), 2015–2025. DOI: https://doi.org/10.2134/agronj2016.02.0084.
Hofer, D., Suter, M., Buchmann, N., & Lüscher, A. (2017). Nitrogen status of functionally different forage species explains resistance to severe drought and post-drought overcompensation. Agriculture, Ecosystems & Environment, 236, 312–322. DOI: https://doi.org/10.1016/j.agee.2016.11.022.
Rigoletto, M., Calza, P., Gaggero, E., Malandrino, M., & Fabbri, D. (2020). Bioremediation methods for the recovery of lead-contaminated soils: a review. Applied Sciences, 10(10), 3528. DOI: https://doi.org/10.3390/app10103528.
Козак, Н. (2024). Продуктивність травостою конюшини лучної залежно від системи удобрення у короткоротаційній сівозміні. Передгірне та гірське землеробство і тваринництво, 76(1), 26–35. DOI: https://doi.org/10.32636/01308521.2024-(76)-1-3.
Liu, Z., Chen, B., Wang, L. A., Urbanovich, O., Nagorskaya, L., Li, X., & Tang, L. (2020). A review on phytoremediation of mercury contaminated soils. Journal of Hazardous Materials, 400, 123138. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.123138.
Ali, H., Khan, E., & Sajad, M. A. (2013). Phytoremediation of heavy metals–concepts and applications. Chemosphere, 91(7), 869–881. DOI: https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2013.01.075.
Liu, Z., & Wang, L. A. (2014). A plant species (Trifolium repens) with strong enrichment ability for mercury. Ecological Engineering, 70, 349–350. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2014.06.029.
Malizia, D., Giuliano, A., Ortaggi, G., & Masotti, A. (2012). Common plants as alternative analytical tools to monitor heavy metals in soil. Chemistry Central Journal, 6(2), S6. DOI: https://doi.org/10.1186/1752-153X-6-S2-S6.
Про затвердження Державних гігієнічних правил і норм «Регламент максимальних рівнів окремих забруднюючих речовин у харчових продуктах». Наказ Міністерства охорони здоров’я України № 368. (2013). (Україна). URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0774-13.
Про затвердження Переліку речовин, наявність яких у кормах є обмеженою або забороненою. Наказ Міністерства аграрної політики та продовольства України. № 708 (2012). (Україна). URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z2091-12.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Авторське право і ліцензування
Умови ліцензії: автори зберігають авторські права і надають журналу право першої публікації з роботою, одночасно ліцензованої за ліцензією Creative Commons Attribution License International CC-BY, яка дозволяє іншим ділитися роботою з визнанням авторства роботи і початкової публікації в цьому журналі.
Якщо стаття прийнята до публікації в «Агроекологічний журнал», автор повинен підписати угоду про передачу авторських прав. Угода відправляється на поштову (оригінал) або адресу електронної пошти (відсканована копія) редакції журналу.
Цією угодою автор підтверджує, що представлені матеріали:
- не порушують авторських прав інших осіб або організацій;
- раніше не публікувались в інших видавництвах і не були представлені для публікації в інших виданнях.
Автор передає редакції «Агроекологічного журналу» права на:
- публікації статті українською (англійською) мовою і поширення її друкованої копії;
- поширення електронної копії статті, а також електронної копії перекладу статті на англійську мову (для статей українською мовою), будь-якими електронними засобами (розміщення на офіційному сайті журналу, електронних баз даних, сховищ тощо) друкована копія перекладу.
Автор залишає за собою право без згоди редакції та засновників:
- Використовувати матеріали статті повністю або частково в ознайомлювальних цілях.
- Використовувати матеріали статті повністю або частково для написання власних дисертацій.
- Використовувати матеріали статті для підготовки тез доповідей, доповідей конференцій, а також усних доповідей.
- Додати електронні копії статті (включаючи остаточну електронну копію, завантажену з офіційного сайту журналу) за адресою:
- персональні веб-ресурси всіх авторів (веб-сайти, веб-сторінки, блоги тощо);
- веб-ресурси установ, в яких працюють автори;
- некомерційні веб-ресурси відкритого доступу (наприклад, arXiv.org).
У всіх випадках наявність бібліографічного посилання на статтю або гіперпосилання на її електронну копію на офіційному сайті журналу є обов'язковим.
