Sunkiųjų metalų pakelėse tyrimai ir įtakos aplinkai vertinimas

Abstract

Dirvožemio tarša sunkiaisiais metalais visame pasaulyje aktuali problema iki šiol neturinti universalaus sprendimo. Fitoremediacija – naujai atsirandanti ir daug žadanti technologija nestipriai užterštiems dirvožemiams valyti naudojant augalus. Šiame darbe dirvožemio valymui nuo sunkiųjų metalų pasirinktos trys žolinės augalijos rūšys – svidrė, miglė ir eraičinas, augintos modelinėmis laboratorinėmis sąlygomis vieną kartą ir periodiškai sunkiaisiais metalais teršiamuose dirvožemiuose. Nustatyta, kad geriausiai sunkiuosius metalus iš dirvožemio sorbuoja ir didžiausias dirvožemio valymo efektyvumas pasiekiamas naudojant svidrę. Augalijai sorbuojant sunkiuosius metalus iš dirvožemio dalis šių metalų (Cu, Cr, Zn, Pb, Mn, Ni) koncentruojasi žolinės augalijos šaknyse, tačiau didžioji dalis ten susikaupiančių metalų (iki 90 proc.) pereina į antžeminę augalo dalį. Didžiausios sunkiųjų metalų koncentracijos augale (iki 60 proc. ir daugiau) ir atitinkamai efektyviausias dirvožemio valymas nustatytas svidrės atveju, todėl sudarant mišinį didžiąją dalį (80 proc.) jame sudaro svidrė. Sunkiųjų metalų mišinys daro neigiamą įtaką vaivorykštinio upėtakio jauniklių fiziologiniams ir morfologiniams rodikliams, todėl didinat sunkiųjų metalų mišinio koncentracijas (iki 0,198–5,12 g/l) jos tampa letalinėmis vaivorykštiniams upėtakiams, 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.

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.