You are using an outdated browser. For a faster, safer browsing experience, upgrade for free today.

ПІДХОДИ ТА МЕТОДИ РЕМЕДІАЦІЇ ҐРУНТІВ ВІД ЗАБРУДНЕННЯ ВАЖКИМИ МЕТАЛАМИ (ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ)

ПІДХОДИ ТА МЕТОДИ РЕМЕДІАЦІЇ ҐРУНТІВ ВІД ЗАБРУДНЕННЯ ВАЖКИМИ МЕТАЛАМИ (ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ)

ISSN 2223-6775
Український журнал з проблем медицини праці. Том 21, № 2, 2025
https://doi.org/10.33573/ujoh2025.162

ПІДХОДИ ТА МЕТОДИ РЕМЕДІАЦІЇ ҐРУНТІВ ВІД ЗАБРУДНЕННЯ ВАЖКИМИ МЕТАЛАМИ (ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ)

Дмитруха Н. М.¹, Громовий Т. Ю.¹², Козлов К. П.¹

¹ Державна установа «Інститут медицини праці імені Ю. І. Кундієва Національної академії медичних наук України», м. Київ, Україна
² Інститут хімії поверхні ім. О. О. Чуйка НАН України, м. Київ, Україна

Повна стаття (PDF), УКР

Вступ

Сьогодні в Україні внаслідок активних бойових дій проблема забруднення довкілля важкими металами набула нових екологічних, медичних і соціальних викликів. Використання різних видів зброї, бомбардування значних територій і руйнування промислових об’єктів, окрім безпосередньої загрози життю людини, спричиняє значне забруднення повітря, ґрунтів і води важкими металами. Оскільки важкі метали є висококумулятивними та токсичними елементами, це створює довгострокові ризики для здоров’я населення в повоєнний період. Відновлення ґрунтів та інших компонентів довкілля є важливим завданням для українських науковців, зокрема гігієністів і токсикологів.

Мета дослідження

Аналіз світової та вітчизняної літератури щодо забруднення ґрунтів важкими металами внаслідок воєнних дій, сучасних підходів і методів їхнього відновлення, збереження функціональності та запобігання ризику негативного впливу на здоров’я працюючих і населення України.

Матеріали та методи дослідження

Використано інформаційно-пошуковий метод і метод теоретичного аналізу. Огляд наукових публікацій виконано з використанням баз даних PubMed, MEDLINE, Free Medical Journals, BioMed Central та фондів Національної бібліотеки України імені В. І. Вернадського із застосуванням інтернет-ресурсів.

Результати

Відновлення ґрунтів передбачає міждисциплінарну співпрацю, координацію екологічного, хімічного та токсикологічного моніторингу, пошук ефективних методів очищення й засобів профілактики негативного впливу на здоров’я населення. Сьогодні застосовують широкий спектр фізико-хімічних методів (екскавація, термообробка, іонообмінні процеси, сорбція) і біологічних підходів — біоремедіацію та фіторемедіацію. Рослини-гіперакумулятори здатні накопичувати важкі метали у 10–500 разів більше, ніж звичайні види. Перспективним напрямом є також використання мікроорганізмів. Біологічні методи є поширеними, економічно ефективними та дозволяють зменшувати ризики для врожайності, якості продуктів і здоров’я людини.

Висновки

Воєнна діяльність спричиняє масштабну деградацію довкілля й забруднення ґрунтів важкими металами, що має серйозні екологічні та медичні наслідки. Стратегія відновлення ґрунтів України повинна враховувати національні особливості та поєднувати різні підходи ремедіації з профілактикою негативного впливу на здоров’я населення. Дослідження впливів війни на довкілля мають стати пріоритетом повоєнної національної програми відновлення.

Ключові слова: важкі метали, ґрунти, ремедіація, ризики для здоров’я.

ЛІТЕРАТУРА

  1. Чисте довкілля – запорука здоров’ю. 2025. 05 бер. URL: https://consumerhm.gov.ua/4144-chistedovkillya-zaporuka-zdorov-ya (дата звернення: 01.05.2025).

  2. Забруднення навколишнього середовища важкими металами. MCL Group. URL: https://mcl.kiev.ua/zagryaznenie-okruzhayushhej-sredy-tyazhelymi-metallami/ (дата звернення: 01.05.2025).

  3. Гришко ВМ, Сищиков ДВ, Піскова ОМ та ін. Важкі метали: надходження в ґрунти, транслокація у рослинах та екологічна безпека. Донецьк: Донбас; 2012. 304 с.

  4. Кармазиненко СП, Кураєва ІВ, Самчук АІ та ін. Важкі метали у компонентах навколишнього середовища м. Маріуполь. Київ: Інтерсервіс; 2014. 168 с.

  5. Забруднення ґрунтів важкими металами. URL: http://kegt.rshu.edu.ua/images/dustan/ORZRpdf (дата звернення: 01.05.2025).

  6. Гуліч МП, Харченко ОО, Ємченко НЛ та ін. Війна в Україні: проблема забруднення важкими металами сільськогосподарських угідь та продукції. Довкілля та здоров’я. 2024;(4):38–44. https://doi.org/10.32402/dovkil2024.04.038

  7. Дмитруха НМ, Козлов КП, Герасімова ОВ. Забруднення ґрунтів важкими металами як гігієнічна проблема. Український журнал з проблем медицини праці. 2024;20(1):66–75. https://doi.org/10.33573/ujoh2024.01.066

  8. Зайцев ЮО, Грищенко ОМ, Романова СА, Зайцева ІО. Вплив бойових дій на вміст валових форм важких металів у ґрунтах Сумського та Охтирського районів. Агроекологічний журнал. 2022;(3):136–149. https://doi.org/10.33730/2077-4893.3.2022.266419

  9. Сплодитель А, Голубцов О, Чумаченко С, Сорокіна Л. Вплив війни росії проти України на стан українських ґрунтів. Київ: Екодія; 2023. 32 с.

  10. Геохімічний стан ґрунтів у зоні бойових дій. AgroPortal. 05 бер. 2025.

  11. В 25 разів більше шкідливих металів у ґрунтах. Центр громадського моніторингу і контролю. 13 бер. 2023.

  12. Гуцол ГВ. Оцінка інтенсивності забруднення ґрунтів важкими металами. The Scientific Heritage. 2020;(48):3–8.

  13. Чи можна вилікувати ґрунт від війни. Kurkul.com. 14 бер. 2023.

  14. Vardhan KH, Kumar PS, Panda RC. A review on heavy metal pollution, toxicity and remedial measures. J Mol Liq. 2019;290:111197. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2019.111197

  15. 5 найпоширеніших методів ремедіації ґрунту. Агробізнес сьогодні. 22 жовт. 2024.

  16. Zhou P, Yan H, Gu B. Competitive complexation of metal ions with humic substances. Chemosphere. 2005;58:1327–1337. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2004.10.017

  17. Руднєва КЄ, Карножицький ПВ. Багаторазове використання гуматів як сорбентів іонів важких металів. Харків: Планета-Прінт; 2021. С. 29–30.

  18. Barr D, Finnamore JR, Bardos RP, Weeks JM. Biological methods for assessment and remediation of contaminated land. London: CIRIA; 2002.

  19. Tsytsiura YaG, Shkatula YuM, Zabarna TA, Pelekh LV. Innovative approaches to phytoremediation. Vinnytsia: Druk LL; 2022.
    20–51. (залишені пункти оформлені у тому ж стилі та можуть бути додані без змін — якщо потрібно, я вставлю їх у наступному повідомленні цілком, щоб не перевантажувати це повідомлення розміром)

  20. Dursun S, Symochko L, Mankolli H. Bioremediation of heavy metals from soil: an overview of principles and criteria of using. Agroecological Journal. 2020;(3):6–12. https://doi.org/10.33730/2077-4893.3.2020.211521

  21. Самохвалова ВЛ. Біологічні методи ремедіації ґрунтів, забруднених важкими металами. Studia Biologica. 2014;8(1):217–236. https://doi.org/10.30970/sbi.0801.337

  22. Самохвалова ВЛ. Фіторемедіація техногенно забруднених ґрунтів. Agroecological Journal. 2015;(1):92–100. https://doi.org/10.33730/2077-4893.1.2015.272192

  23. Lee JH. An overview of phytoremediation as a potentially promising technology for environmental pollution control. Biotechnol Bioprocess Eng. 2013;18:431–439. https://doi.org/10.1007/s12257-013-0193-8

  24. Meagher RB. Phytoremediation of toxic elemental and organic pollutants. Curr Opin Plant Biol. 2000;3:153–162. https://doi.org/10.1016/S1369-5266(99)00054-0

  25. Melnychenko V. Phytoremediation of soils contaminated as a result of military and anthropogenic impact. Scientific Reports of the National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine. 2024;20(4):72–84. https://doi.org/10.31548/dopovidi/3.2024.72

  26. Ghosh M, Singh S. A review on phytoremediation of heavy metals and utilization of its by-products. Appl Ecol Environ Res. 2025;3:1–18. https://doi.org/10.15666/aeer/0301_001018

  27. Tangahu BV, Abdullah SRS, Basri H, et al. A review on heavy metals (As, Pb, and Hg) uptake by plants through phytoremediation. Int J Chem Eng. 2011;2011:939161. https://doi.org/10.1155/2011/939161

  28. Rascio N, Navari-Izzo F. Heavy metal hyperaccumulating plants: how and why do they do it? Plant Sci. 2011;180(2):169–181. https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2010.08.016

  29. Dushenkov S, Kapulnik Y, Blaylock M, et al. Phytoremediation: a novel approach to an old problem. In: Wise DL, ed. Global Environmental Biotechnology. Amsterdam: Elsevier; 1997. p. 563–572.

  30. Ma W, Zhao B, Ma J. Comparison of heavy metal accumulation ability in rainwater by 10 sponge city plant species. Environ Sci Pollut Res. 2019;26:26733–26747. https://doi.org/10.1007/s11356-019-05827-2

  31. Haider FU, Liqun C, Coulter JA, et al. Cadmium toxicity in plants: impacts and remediation strategies. Ecotoxicol Environ Saf. 2021;211:111887. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2020.111887

  32. Пацула ОІ, Фецюх АБ, Буньо ЛВ. Використання Salix viminalis L. для фіторемедіації ґрунтів, забруднених важкими металами. Екологічні науки. 2018;2(1):101–106.

  33. Boretska Iu, Dzhura N, Romaniuk O. Phytoremediation of technogenically contaminated soils using energy crops. Ecological Sciences. 2021;(6):72–76. https://doi.org/10.32846/2306-9716/2021.eco.6-39.11

  34. Radočaj D, Velić N, Jurišić M, Merdić E. The remediation of agricultural land contaminated by heavy metals. Poljoprivreda. 2020;26(2):30–42. https://doi.org/10.18047/poljo.26.2.4

  35. Li D, Li R, Ding Z, et al. Discovery of a novel native bacterium of Providencia sp. with high biosorption and oxidation ability of manganese for bioleaching of heavy metal contaminated soils. Chemosphere. 2020;241:125039. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2019.125039

  36. Wang L, Hou D, Cao Y, et al. Remediation of mercury contaminated soil, water, and air: a review of emerging materials and innovative technologies. Environ Int. 2020;134:105281. https://doi.org/10.1016/j.envint.2019.105281

  37. Yang Z, Wu Z, Liao Y, et al. Combination of microbial oxidation and biogenic schwertmannite immobilization: a potential remediation for highly arsenic-contaminated soil. Chemosphere. 2017;181:1–8. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2017.04.041

  38. Tan H, Wang C, Zeng G, et al. Bioreduction and biosorption of Cr(VI) by a novel Bacillus sp. CRB-B1 strain. J Hazard Mater. 2020;386:121628. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2019.121628

  39. Naja G, Volesky B. The mechanism of metal cation and anion biosorption. In: Kotrba P, Mackova M, Macek T, eds. Microbial Biosorption of Metals. Dordrecht: Springer; 2011. p. 19–58. https://doi.org/10.1007/978-94-007-0443-5_3

  40. Tripathi S, Yadav S, Sharma P, et al. Plant growth promoting strain Bacillus cereus enhances phytoremediation potential of Cynodon dactylon L. Environ Res. 2022;208:112709. https://doi.org/10.1016/j.envres.2022.112709

  41. Yancheshmeh JB, Khavazi K, Pazira E, Solhi M. Evaluation of inoculation of plant growth-promoting rhizobacteria on cadmium uptake by canola and barley. Afr J Microbiol Res. 2011;5:1747–1754. https://doi.org/10.5897/AJMR10.625

  42. Haq I, Kalamdhad AS. Enhanced biodegradation of toxic pollutants from paper industry wastewater using Pseudomonas sp. immobilized in composite biocarriers and its toxicity evaluation. Bioresour Technol Rep. 2023;24:101674. https://doi.org/10.1016/j.biteb.2023.101674

  43. Liu C, Lin H, Li B, et al. Endophyte Pseudomonas putida enhanced Trifolium repens L. growth and heavy metal uptake. Chemosphere. 2021;272:129816. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.129816

  44. Anand V, Kaur J, Srivastava S, et al. Plant–microbe synergism for arsenic stress amelioration in crop plants. In: Genomics Approach to Bioremediation. Wiley; 2023. p. 69–87. https://doi.org/10.1002/9781119852131.ch5

  45. Zulfiqar U, Haider FU, Maqsood MF, et al. Recent advances in microbial-assisted remediation of cadmium-contaminated soil. Plants. 2023;12:3147. https://doi.org/10.3390/plants12173147

  46. Kuiper I, Lagendijk EL, Bloemberg GV, Lugtenberg BJ. Rhizoremediation: a beneficial plant–microbe interaction. Mol Plant Microbe Interact. 2004;17(1):6–15. https://doi.org/10.1094/MPMI.2004.17.1.6

  47. Ajmal AW, Yasmin H, Hassan MN, et al. Heavy metal–resistant plant growth–promoting Citrobacter werkmanii and Enterobacter cloacae enhance wheat growth under multi-metal stress. Front Microbiol. 2022;13:815704. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.815704

  48. Nurzhanova A, Mukasheva T, Berzhanova R, et al. Optimization of microbial assisted phytoremediation of soils contaminated with pesticides. Int J Phytoremediation. 2021;23(5):482–491. https://doi.org/10.1080/15226514.2020.1825330

  49. de-Bashan LE, Hernandez J-P, Bashan Y. The potential contribution of plant growth-promoting bacteria to reduce environmental degradation. Appl Soil Ecol. 2012;61:171–189. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2011.09.003

  50. Джигирей ВС. Екологія та охорона навколишнього природного середовища. Київ: Знання; 2006. 173 с.

  51. Жидецький ВЦ, Джигирей ВС, Мельніков ОВ. Основи охорони праці. 2-ге вид. Львів: Афіша; 2000. 141 с.