Research on heavy metals in roadside and evaluation of heir influence on the environment

Abstract

Soil contamination with heavy metals is a problem of worldwide concern that is still unsolved. The analysis of the current methods of soil cleaning from heavy metals leads to conclusions that phytoremediation, i.e. soil decontamination by using plants, is one of the best methods. Although this method has not received a wide application yet and possibilities of its application are still being analysed, it is one of the most prospective soil cleaning methods due to low cost and a rather efficient cleaning of the upper surface of soil. Three kinds of Poaceae f. Species – Lolium perenne L., Poa pratensis L. and Festuca pratensis Huds. – have been chosen in this work for decontaminating soil from heavy metals. These plants were grown under artificial laboratory conditions in soil which was once and periodically contaminated with heavy metals. It was established that it is the Lolium perenne L. that most efficiently removes heavy metals and cleans soil. The results of experiments show that the selected grassy plants (perennial ryegrass, meadow-grass and fescue-grass) efficiently clean soil from heavy metals (copper, lead, manganese, zinc, nickel and chromium) when soil contains both low (0.5–120 mg/kg) and high (up to 6,850 mg/kg) concentrations of these metals. Since the perennial ryegrass absorbs the highest amount of heavy metals, the highest efficiency of soil cleaning is achieved using this plant, therefore, 80 % of the mixture of grassy plants was formed of the perennial ryegrass and 10 % of fescue-grass and meadow-grass, each. The experiments were carried out in order to find out how concentrations of heavy metals have a negative impact on hydrobionts; it was established that the increase of concentrations of metals (up to 0,198–5,12 g/l) is lethal to the rainbow trout and other water animals as well. The results of experiments with the rainbow trout showed that fish which lived in water contaminated with a 5.7 ml mixture of heavy metals had an increased amount of red blood cells, white blood cells and haematocrit, which is caused by heavy metals. The mass of liver of the fish, which lived in this water, was the biggest compared with the fish, which lived in a control aquarium.

Dirvožemio tarša sunkiaisiais metalais visame pasaulyje aktuali problema iki šiol neturinti universalaus sprendimo. Išanalizavus šiuo metu dirvožemio valymui nuo sunkiųjų metalų naudojamus metodus, galima daryti išvadą, kad vienas iš tinkamiausių metodų yra fitoremediacija, t. y. dirvožemio valymas nuo teršalų panaudojant augalus. Šis metodas dar nėra plačiai taikomas ir jo taikymo galimybės dar tik tiriamos tačiau, tai vienas iš perspektyviausių dirvožemio valymo metodų dėl sąlyginai mažos kainos ir pakankamai efektyvaus paviršinio dirvožemio sluoksnio išvalymo. Atliktų eksperimentinių tyrimų rezultatai parodė, kad pasirinkta žolinė augalija – daugiametė svidrė, pievinė miglė ir tikrasis eraičinas efektyviai valo dirvožemį nuo sunkiųjų metalų (vario, švino, mangano, cinko, nikelio, chromo) tiek esant mažoms (0,5–120 mg/kg), tiek didelėms (iki 6850 mg/kg) jų koncentracijoms dirvožemyje. Kadangi daugiausiai sunkiųjų metalų iš dirvožemio sorbuoja svidrė, tai dirvožemio valymo efektyvumas naudojant šią žolinės augalijos rūšį yra efektyviausias ir sudarant žolinės augalijos mišinį 80  sudarė svidrė ir po 10  eraičinas bei miglė. Eksperimentų metu tirta, kaip sunkiųjų metalų mišinio koncentracijos kenkia hidrobiontams ir nustatyta, kad didinat sunkiųjų metalų mišinio koncentracijas (iki 0,198–5,12 g/l) jos tampa letalinėmis vaivorykštiniam upėtakiui, tuo pačiu ir kitiems vandens gyvūnams.Pagal tyrimų su vaivorykštiniais upėtakiais rezultatus nustatyta, kad stebimų upėtakių, gyvenusių akvariume, užterštame 5,7 ml sunkiųjų metalų mišinio tirpalu, kraujyje nustatytas padidėjęs eritrocitų, leukocitų ir hematokrito kiekis, kurį sukelia tirpale esantys sunkieji metalai. Šiame akvariume stebimų žuvų kepenų masė didžiausia lyginant su kontroliniame inde gyvenusiomis žuvimis.