Утилізація рослин, забруднених дихлордифенілтрихлорметилметаном Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

Popovych V.V. Landfill in working quarries, ravines, ditches, and especially their phytoreclamation

The possibility of designing of solid waste produced in the quarries, ravines, trenches, and especially their phytoreclamation. In inadequate funding of the treatment of solid waste must use an approach that provides for the harmonization of landfills while returning disturbed areas to human needs. It is in this situation, placement of solid waste in waste pits, gullies, trenches will help "hide" collection and use exhaust area for social and cultural needs.

Keywords: solid waste, landfill, phytoreclamation.

УДК 631.145:147 Зав. сектором О.А. Слободенюк, канд. с.-г. наук -

1нститут агроекологи i природокористування НААН

УТИЛ1ЗАЦ1Я РОСЛИН, ЗАБРУДНЕНИХ ДИХЛОРДИФЕН1ЛТРИХЛОРМЕТИЛМЕТАНОМ

Дослщжено вплив анаеробних умов на процес розкладання дихлордифешл-трихлору (ДДТ) у забрудненш рослиннш Maci. Встановлено, що перюд нашврозкла-дання цього ксенобютика у компостнш мас становитиме 3,4 доби, а внесення вапня-ку (СаСО3) кшьгастю 2 % вщ маси забруднених рослин прискорюе розкладання ДДТ у 1,2 раза.

Ключовг слова: утилiзaцiя, дихлордифешлтрихлор (ДДТ), пестициди, мел> орант, анаеробне розкладання, компостування, забруднена фггомаса.

Пд час впровадження фггоремед1ацшних технологш постае серйозна проблема утктзацц отримано! забруднено! рослинно! продукцп. Спошб утиль зацп залежить вщ властивостей токсиканта, який адсорбувала рослина. У ви-падках коли здшснюють ф1торемед1ац1ю Грунлв, забруднених важкими метала-ми, 1з бюмаси рослин-г1пернагромаджувач1в отримують цшш кольоров1 метали або використовують !х як бюпаливо [1, с. 79]. Утил1защя ж рослин, що мютять у сво!х тканинах хлороргашчш сполуки - стшю оргашчт забруднювач^ потребуе надвисокого температурного режиму, досягти якого досить складно.

Мшютерством охорони здоров'я Укра!ни та головним саштарно-епще-мюлопчним управлшням розроблено "Методику вилучення, утжтзаци та знищення сшьськогосподарсько! сировини i харчових продуклв, що зазнали впливу пестицид1в та агрох1м1кат1в i непридатш до використання". У цьому нормативному документi зазначено, що найдоцшьшшим та нaйбезпечнiшим методом знищення продукцп, що зазнала пестицидного забруднення, е компостування [2, с. 44]. Компостування - це бiохiмiчний процес, що протжае за контрольованих умов, та призначений для перетворення твердих оргашчних вiдходiв у стабшьний, гумуcоподiбний продукт, та може бути використаний для покращення складу Грунту [3, с. 267]. За забезпеченютю процесу киснем розрiзняють аеробне (окислювальний характер процесу) та анаеробне (вщ-новлювальний характер процесу) компостування. При цьому важливу роль вдаграють правильний пiдбiр температурного режиму, вологосп, кислотнос-тi середовища, складу поживних речовин та наявнють пiдживлення у виглядi мiнерaльних добрив.

За результатами дослщжень американського вченого В. Фрща перiод нaпiврозклaдaння ДДТ пiд час компостування забрудненого Грунту за аероб-

Науковий вкник Н.1Т У Укра'1'ни. - 2012. - Вип. 22.11

них умов за температури 30 °С становить бшьше шж 100 дiб, а за анаеробних умов та додаткового тдживлення за того ж температурного режиму ця величина зменшуеться до 8 дiб [4, с. 602]. Отже, вщсутшсть кисню каталiзуe про-цес розкладання цього ксенобютика. У перебiгу процесу метаболiзму ДДТ без доступу кисню е ще одна ютотна перевага - за цих умов основним продуктом метаболiзму буде ДДД, який е менш стшким та безумовно менш ток-сичним, нiж ДДЕ.

Враховуючи згаданi факти, ми вирiшили дослщити, як вiдбуваеться метаболiзм ДДТ у забруднених рослинних тканинах за анаеробних умов. З щею метою ми провели лабораторний дослщ iз рослинами гарбузiв, що вико-ристовувались для фггоекстракцп ДДТ та його метаболтв iз забрудненого Грунту. Для досягнення анаеробних умов компостт сумiшi повнютю заливали дистильованою водою та герметично закривали. Дослiдження проводили у триразовш повторностi за температури повиря 24 ± 2 °С без доступу свила.

З огляду лггератури вщомо, що внесення карбонатних мелюранпв таких як: негашене вапно (СаО), гашене вапно Са(ОН)2, та вапняк СаСО3 кшь-кiстю 1 та 2 % вщ маси сприяе розкладанню ДДТ у Грунт [5]. Для дослщжен-ня здатност впливу лужних мелiорантiв на процес деградацп хлороргашчно-го забруднювача у компостнш фiтомасi ми провели дослщження за схемою:

1) Забруднена ДДТ фггомаса гарбуз1в;

2) Забруднена ДДТ фггомаса гарбуз1в + 1 % СаСО3;

3) Забруднена ДДТ фггомаса гарбуз1в + 2 % СаСО3.

Зразки фiтомаси для визначення вмюту ДДТ та його метаболiтiв вщ-бирали у 3 прийоми - у день закладення дослщу, а також на 8 та 15 день тс-ля. Визначення концентрацп ДДТ та його метаболтв (ДДД та ДДЕ) проводили методом газорщинно! хроматографа (ГРХ) на хроматографi "Кристал-2000" з детектором iз захоплення електронiв згiдно з затвердженою Мшютер-ством охорони здоров'я методикою [6].

Динам^ розкладання ДДТ у забрудненш рослиннiй масi гарбузiв дослiджуваних варiантiв представлено у табл. 1.

Табл. 1. Концентрацш ДДТ у забрудненш рослиннш мае гарбузiв, мкг/кг

День ввдбору

4,4'-ДДТ

4,4'-ДДД

4,4'-ДДЕ

ХДДТ

Забруднена ДДТ фггомаса гарбуз1в 3,6 I г,., /-±14,3 1 с->±0,3 7

1

295,9±

94,6

2,53±

393,03±

35,37±

1,87±

37,24±

15

25,19±

0,50±

25,69±

Забруднена ДДТ фггомаса гарбуз1в + 1 %% СаСО3

■5418

±ТТ-

349,45

111,15

3,03

461,33± 41,8

■±57"

67,05±

5,63±

72,68

15

13,87±

0,56±

14,43 :

Забруднена ДДТ фггомаса гарбуз1в + 2^ % ^ СаСО3

±36,21

■ЯТТ"

■50-ТТ

±36,21

329,31

104,88

2,81

435,07

52,8±

7,28±

60,07±

15

10,05±

0,6±

10,65±

2. Екологiя довкiлля

129

З таблиц видно, що n04aTK0Bi концентрацiï ДДТ у рослиннш Maci pi3-няться. Складтсть досягнення однакових початкових умов пов'язана з вико-ристанням рослин, що нагромадили токсиканти у cвоïх тканинах у процеci онтогенезу за рiзних рiвнiв забруднення Грунтового покриву.

Як видно з табл. 1. розкладання 4,4'-ДДТ вщбуваеться досить швидко. Зокрема, уже на 8 день пюля закладення доcлiду у вих зразках не виявлено власне самого шсекгициду 4,4'-ДДТ, а е лише продукта його метaболiзму -4,4'-ДДД та 4,4'-ДДЕ.

Швидкicть метaболiзму пеcтицидiв у об'ектах довкiлля визначаеться законами хiмiчноï кiнетики [7]. Хiмiчнa юнетика - це наука про швидкють та мехaнiзми перебiгу хiмiчних реакцш, головним завданням якоï е поряд з дос-лiдженням швидкоcтi хiмiчноï реaкцiй ще й встановлення фaкторiв, що впли-вають на неь Для характеристики кiнетики розкладання пеcтицидiв прийнято використовувати екcпоненцiйну модель [7; 8], що описуеться зaлежнicтю:

С = C(ß-kt, (1)

де: Ct - вмют пестициду через певний промiжок часу, мг/кг; C0 - вмicт пестициду у початковий момент часу, мг/кг; k - константа швидкоcтi розкладання пестициду, частин за добу; t - доба.

Константу швидкост розкладання пеcтицидiв, яка е основним параметром хiмiчноï кшетики, можна розрахувати за формулою:

2,303, Co ,ол

k = -— lg (2)

t Ct

Час деструкцп пеcтицидiв характеризуе перiод натврозкладання (Т50) - це термiн, протягом якого вмют пестициду зменшиться на 50 %, його розраховують за формулою:

Г50Ä О)

k

Константа швидкоcтi розкладання та перюд натврозкладання е штег-ральними показниками, що характеризують штенсивнють процесу розкладання пеcтицидiв у Групп та рослинах. Вiдповiдно до наведених формул (2, 3), ми зроблено розрахунки, що дадуть можливють охарактеризувати кшети-ку розкладання ДДТ у вшх доcлiджувaних вaрiaнтaх (табл. 2).

Табл. 2. К'шеишка розкладання ДДТ у забрудненш рослиннш Maci гaрбузiв

Показники деструкцп

k, доба -

.ML

ДДТ+1 % СаСО3

ДДТ+2 % СаСО3

0,2061

0,231

0,2474

Т50, Л1б

3,4

3,0

2,8

За експериментальними даними (табл. 2) встановлено, що значення константи швидкосп розкладання ДДТ найбшьше у вaрiaнтi iз застосуванням 2 % СаСО3 i становить 0,2474 частини за добу, а найменше у вaрiaнтi без вне-сення мелiорaнту (0,2061 частини за добу). Вщповщно, найменший перюд натврозкладання спостер^аеться у вaрiaнтi iз застосуванням вапняку кшь-кicтю 2 % вщ ваги доcлiджувaних рослин (2,8 доби), а найменший у вaрiaнтi зaбрудненоï ДДТ фiтомacи гарбуз (3,4 доби). ^rni розкладання ДДТ залеж-но вiд вaрiaнтa дослщження предcтaвленi на рис.

Науковий вкник НЛТУ УкраТни. - 2012. - Вип. 22.11

0 2 4 6 8 10 12 14 16 t, доб Рис. ДинамЫа розкладання ДДТу фШомаа за анаеробнихумов

Як видно з рисунку, розкладання ДДТ у фггомас за анаеробних умов

вщбуваеться зпдно з експоненцшними рiвняннями: у = 393,03 е-0'2061 х (для ва-рiанту без додаткового застосування мелюранту), у = 461,33 е-0'231 х (у випадку внесення 1 % СаСО3), та у = 435,07 е-0,2474 х (у разi застосування 2 % СаСО3).

Висновки. Компостування е ефективним способом уташзаци рослин, що мiстять у сво1х тканинах ДДТ. За температури 24±2 °С в анаеробних умо-вах перiод напiврозкладання ДДТ у компостнш масi становитиме 3,4 доби. Проте внесення СаСО3 кiлькiстю 2 % вщ ваги фiтомаси дасть змогу дещо прискорити даний процес. Надал доцiльно було б провести виробничий дос-лiд для тдтвердження результатiB' отриманих у лабораторних умовах.

Лггература

1. Галиулин Р.В. Фитоэкстрация тяжелых металлов из загрязненных почв / Р. Галиулин, Р. Галиулина // Агрохимия. - 2003. - № 34. - С. 77-85.

2. Зб1рник важливих офщшних матер1ал1в з саштарних i протиеп1дем1чних питань. - К.

- 1997. - Т. VI, ч. 1. - 245 с.

3. Голуэн К.Г. Компостирование отходов / К.Г. Голуэн // Утилизация твердых отходов.

- М. : Стройиздат, 1985. - С. 260-291.

4. Freed V.H. Disposal and management of pesticide waste and containers / V.H. Freed // The Safe Disposal of hazardous waste: The special needs and problems of developing countries. - 1989.

- № 93. - P. 589-605.

5. Городиська 1.М. Ремедiацiя забрудненого хлороргашчними пестицидами грунту за допомогою лужних агенпв : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. с.-г. наук: спец. 03.00.16 - "Еколопя" / 1.М. Городиська. - К. : Вид-во '^бра", 2006. - 22 с.

6. Клисенко М.А. Методы определения микроколичеств пестицидов в продуктах питания, кормах, и внешней бреде : справочник / М.А. Клисенко, А. А. Калинина, К.Ф. Новикова и др. - М. : Изд-во "Колос", 1992. - С. 5-11, 212-214, 349-352.

7. Спину Е.И. Математическое прогнозирование и профилактика загрязнения окружающей среды пестицидами / Е.И. Спину, Л.Н. Иванова. - М. : Изд-во "Прогресс", 1978. - С. 41-43.

8. Ладонин В.Ф. Остатки пестицидов в объектах агрофитоценозов и их влияние на культурные растения / В.Ф. Ладонин, М.И. Лунев. - М. : Изд-во ВНИИТЭИСХ, 1985. - С. 14.

Слободенюк Е.А. Утилизация растений, загрязненных дихлорди-фенилтрихлором

Исследовано влияние анаэробных условий на процесс разложения дихлордифе-нилтрихлора (ДДТ) в загрязненной растительной массе. Установлено, что период полуразложения данного ксенобиотика в компостной массе составит 3,4 дня, а внесение известняка (СаСО3) в количестве 2 % от массы загрязненных растений ускоряет разложение ДДТ в 1,2 раза.

Ключевые слова: утилизация, ДДТ, пестициды, мелиорант, анаэробное разложение, компостирование, загрязненная фитомасса.

Slobodenyuk ЬА. Utilization of plants contaminated with dichlorodip-

henyltrichlore

The effect of anaerobic conditions influence on the process of dichlorodip-henyltrichlore (DDT) degradation in a contaminated biomass was studied. Found that the half-life of xenobiotic's degradation in the compost mass consists 3,4 days, and the introduction of lime (CaCO3) in the amount of 2 % by weight of the contaminated plants accelerates the decomposition of DDT in 1.2 times.

Keywords: utilization, DDT, pesticides, ameliorator, anaerobic decomposition, composting, contaminated phytomass.