Науковий вісник НГУ

Оцінка екологічної безпеки ґрунтів Хмельниччини на основі аналізу хімічного складу та кислотності

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №1 2025

Останнє оновлення: 25 лютого 2025

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 74

Authors:

А.О.Щесняк*, orcid.org/0009-0009-3726-592X, Львівський державний університет безпеки життєдіяльності, м. Львів, Україна, e­mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

П.В.Босак, orcid.org/0000-0002-0303-544X, Львівський державний університет безпеки життєдіяльності, м. Львів, Україна, e­mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Н.П.Ковальчукk, orcid.org/0000-0003-3632-4253, Луцький національний технічний університет, м. Луцьк, Україна, e­mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

С.О.Соколов, orcid.org/0000-0001-9704-0938, Луганський національний університет імені Тараса Шевченка, м. Полтава, Україна, e­mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2025, (1): 063 - 069

https://doi.org/10.33271/nvngu/2025-1/063

Abstract:

Мета. Оцінити рівень екологічної безпеки Хмельницької області на основі комплексного аналізу хімічного складу й кислотності ґрунтів для виявлення потенційних екологічних ризиків.

Методика. Для оцінки якості ґрунтів був здійснений відбір проб ґрунту та проведене дослідження відповідно до встановлених і затверджених методик. Зокрема, був використаний метод рентгенофлуоресцентної спектрометрії (РФС) для визначення хімічного складу ґрунту. Кислотність ґрунту визначалася шляхом вимірювання актуальної кислотності у водній витяжці та потенційної кислотності у сольовій витяжці. Відбір проб здійснювався на території Деражнянської ОТГ з урахуванням різних типів землекористування. Для оцінки рівня забруднення ґрунту розраховувався індекс забруднення (PI), що порівнює фактичну концентрацію хімічних елементів з еталонними значенням. Встановлена просторова варіабельність концентрацій хімічних елементів і показників кислотності, а також створені відповідні картографічні моделі розподілу цих параметрів на досліджуваній території.

Результати. На основі проведених досліджень світло-сірих опідзолених ґрунтів на теріторії Деражнянської ОТГ Хмельницької області були встановлені вміст хімічних елементів і показники кислотності у відібраних зразках. Аналіз хімічного складу ґрунту за допомогою РФС-аналізу виявив значну просторову мінливість концентрацій елементів, проте їх вміст не перевищував гранично допустимих норм. Вимірювання актуальної кислотності у водній витяжці показало переважно нейтральну або близьку до нейтральної реакцію середовища (pH 6,9‒7,9), що є сприятливим для більшості сільськогосподарських культур. Однак, визначення потенційної кислотності у сольовій витяжці виявило більший діапазон значень pH (4,5‒7,2), включаючи зразки з кислою реакцією, що може свідчити про необхідність вапнування деяких ділянок. Розрахунок індексу забруднення показав, що більшість досліджених елементів знаходяться в категорії помірного забруднення (1 < PI  3), з найвищими показниками для Ti, V та Pb, що вказує на потенційні екологічні ризики та необхідність подальшого моніторингу.

Наукова новизна. Уперше проведена комплексна оцінка екологічної безпеки ґрунтів Деражнянської ОТГ Хмельницької області на основі комплексного аналізу хімічного складу й кислотності. Розроблена та апробована методика оцінювання екологічного ризику, що враховує взаємозв’язок між концентрацією хімічних елементів, кислотністю ґрунтів та екологічною безпекою.

Практична значимість. Дослідження екологічної безпеки на основі аналізу хімічного складу й кислотності ґрунтів Хмельницької області має важливе значення для сталого розвитку регіону та охорони навколишнього середовища. Отримані дані дають змогу оцінити рівень антропогенного навантаження на екосистему та розробити ефективні заходи щодо поліпшення екологічного стану ґрунтів. Виявлення ділянок із підвищеним вмістом забруднюючих речовин та аномальною кислотністю дає змогу проводити цілеспрямовані природоохоронні заходи та оптимізувати сільськогосподарську діяльність з урахуванням екологічних ризиків.

Ключові слова: Хмельницька область, екологічна безпека, ґрунт, хімічні елементи, рентгенофлуоресцентна спектрометрія, кислотність

References.

1. Supreme Council of Ukraine (2003). On land protection: Law of Ukraine of 19.06.2003 No. 962-IV. Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/962-15#Text.

2. Pankiv, Z. (2016). Soil resources: value and functions. Bulletin of Odesa National University. Geographical and Geological Sciences, 20(2), 84-95. https://doi.org/10.18524/2303-9914.2015.2(25).60132.

3. Huang, S., Yang, Y., Cheng, C., Ren, Z., Zhi, G., Lu, Y., Guo, L., & Kang, P. (2021). Interactive effects of natural and anthropogenic factors on heterogenetic accumulations of heavy metals in surface soils through geodetector analysis. Science of The Total Environment, 789, 147937. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.147937.

4. Solokha, M., Dmytruk, Y., Romanova, S., Zadorozhniuk, N., Kharchenko, O., Viatkin, K., & Paliienko, O. (2023). Russian-Ukrainian war impacts on the environment. Evidence from the field on soil properties and remote sensing. Science of The Total Environment, 902, 166122. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.166122.

5. Pereira, P., Francos, M., Lopes, M. A. S., & Brevik, E. C. (2022). Russian-Ukrainian war impacts the total environment. Science of The Total Environment, 837, 155865. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.155865.

6. Romanova, S., Dmytruk, Y., & Zhukova, Y. (2024). Soil monitoring infrastructure in response to war. International Journal of Environmental Studies, 81(1), 1-10. https://doi.org/10.1080/00207233.2024.2314892.

7. Kucher, A., & Kucher, L. (2023). Impact of War on Soils: a Bibliometric Landscape. 17^th International Conference Monitoring of Geological Processes and Ecological Condition of the Environment, 2023, 1-5. https://doi.org/10.3997/2214-4609.2023520212.

8. Broomandi, P., Guney, M., Kim, J. R., & Karaca, F. (2020). Soil Contamination in Areas Impacted by Military Activities: A Critical Review. Sustainability, 12(21), 9002. https://doi.org/10.3390/su12219002.

9. Voloshchuk, M. D. (2017). Soil degradation is a global environmental problem. Bulletin of Lviv University. Geographical series, 51, 63-70. https://doi.org/10.30970/vgg.2017.51.8738.

10. Veremeenko, S., Furmanets, O., Trusheva, S., Pinchuk, A., & Semenov, O. (2021). Influence of Climate Changes on Hydrothermal Regime of Dark Gray Podzolized Soil of Western Forest Steppe. Scientific Horizons, 24(12), 46-54. https://doi.org/10.48077/scihor.24(12).2021.46-54.

11. Bojko, T., Skladannyy, D., Zaporozhets, J., & Plashykhin, S. (2019). Application of simulation modeling for assessment of environmental safety of soils. Technology Audit and Production Reserves, 1, 3(51), 25-30. https://doi.org/10.15587/2312-8372.2020.198785.

12. Vorotintseva, L., & Panarin, M. (2023). Agrogenic changes in the physicochemical properties and health of chernozem soils under long-term irrigation. Bulletin of Agrarian Science, 101(12), 17-25. https://doi.org/10.31073/agrovisnyk202312-02.

13. Holoborodko, S., & Dymov, O. (2021). Current state and ways to improve soil fertility in the southern steppe zone of Ukraine. Bulletin of Agricultural Science, 99(4), 13-19. https://doi.org/10.31073/agrovisnyk202104-02.

14. Ponomarenko, O., Nikiforov, V., & Yakovenko, V. (2022). Changes in chemical and micromorphological properties of soils in Poltava region of Ukraine over the past 130 years. Ukrainian Geographical Journal, 117(1), 18-26. https://doi.org/10.15407/ugz2022.01.018.

15. Sheiko, V., Kurdiukova, O., Tyshchenko, A., & Kurdiukova, O. (2018). Modern aspects of the use of infrared spectroscopy for soil research. Ecological Sciences, 50(5), 108-113. https://doi.org/10.32846/2306-9716/2023.eco.5-50.15.

16. Zhang, J., Xue, Q., Chen, Q. F., Zhao, C. S., Liu, W., & Li, Q. (2023). Heavy metal pollution characteristics and assessment of environmental quality and safety of facility agriculture soil in Shouguang. Environmental Science and Pollution Research, 30, 1234-1245.

17. Guo, W., Wu, T., Jiang, G., Pu, L., Zhang, J., Xu, F., Yu, H., & Xie, X. (2022). Spatial Distribution, Environmental Risk and Safe Utilization Zoning of Soil Heavy Metals in Farmland, Subtropical China. International Journal of Environmental Research and Public Health, 19(3), 1268. https://doi.org/10.3390/land10060569.

18. Sheyko, V., Astakhova, L., Hamula, Y., & Utevsky, A. (2023). Chemical composition and physicochemical properties of soils as indicators of their fertility and pollution. Biodiversity, Ecology and Experimental Biology, 25(1), 60-64. https://doi.org/10.34142/2708-5848.2023.25.1.06.

19. 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. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0172767.

20. Popovych, V., Stepova, K., Voloshchyshyn, A., & Bosak, P. (2019). Physico-Chemical Properties of Soils in Lviv Volyn Coal Basin Area. E3S Web of Conferences, 105, 02002. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201910502002.

21. Razanov, S. F., Tkachuk, O. P., Ovcharuk, V. V., & Ovcharuk, I. I. (2021). The impact of green manure on soil fertility. Balanced nature management, 4, 144-152. https://doi.org/10.33730/2310-4678.4.2021.253101.

22. Voitkiv, P. S., Moroz, G. B., Ivanov, E. A., & Popyk, O. O. (2024). Results of agrochemical assessment of dark gray podzolized clayey soils of Vinnytsia nature and agricultural region (case study of experimental field No. 27 of Dashkivtsi PJSC). Slobozhanskyi naukovyi vestnik, 1, 116-124. https://doi.org/10.32782/naturalspu/2024.1.16.

23. Zhao, H., Xia, B., Qin, J., & Zhang, J. (2022). Comprehensive assessment of harmful heavy metals in contaminated soil in order to score pollution level. Scientific Reports, 12(3552). https://doi.org/10.1038/s41598-022-07602-9.

24. Abdel-Fattah, M. K., Helmy, A. M., & Mohamed, A. A. E. (2021). Quantitative Evaluation of Soil Quality Using Principal Component Analysis: The Case Study of El-Fayoum Depression Egypt. Sustainability, 13(1824), 1-19. https://doi.org/10.3390/su13041824.

25. Davydiuk, H., Borodai, V., & Khomenko, O. (2022). The influence of anthropogenic human activity on the components of the environment in a rural settlement of the Khmelnytsk region. Agriculture and Plant Sciences: Theory and Practice, 4(6), 31-38. https://doi.org/10.54651/agri.2022.04.04.

26. United States Environmental Protection Agency (n.d.). SW-846 Test Method 6200: Field Portable X-Ray Fluorescence Spectrometry for the Determination of Elemental Concentrations in Soil and Sediment. Retrieved from https://www.epa.gov/hw-sw846/sw-846-test-method-6200-field-portable-x-ray-fluorescence-spectrometry-determination.

27. Silva, S. H. G., Weindorf, D. C., Faria, W. M., Pinto, L. C., Menezes, M. D., Guilherme, L. R. G., & Curi, N. (2020). Soil texture prediction in tropical soils: A portable X-ray fluorescence spectrometry approach. Geoderma, 362, 114136. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2019.114136.

28. Kharytonov, M. M., Stankevich, S. A., Тitarenko, O. V., Do­le­ža­lo­vá Weisssmannová, H., Klimkina, I. I., & Frolova, L. A. (2020). Geostatistical and geospatial assessment of soil pollution with heavy metals in Pavlograd city (Ukraine). Ecological Questions, 31(2), 47-61. https://doi.org/10.12775/EQ.2020.013.

29. State Standard of Ukraine (2016). Soil quality. Indicators and parameters of the soil and meliorative state of irrigated lands (No. 7856:2015). Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=62738.

30. Ministry of Health of Ukraine (2020). On approval of the Hygienic Regulations for the permissible content of chemicals in soil. Order No. 1595. Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0722-20#Text.

• < Попередня
• Наступна >