The effect of pollutants on the content of nutrients in soil

• Autorzy: Pukish Arsen V. , Sydorenko Olha I. , Mandryk Oleh M. , Korobeinykova Yaroslava S. , Tuts Oleh M.

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2023.04.06

Warianty tytułu

PL

Wpływ zanieczyszczeń na zawartość składników odżywczych w glebie

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Soil degradation occurs as a result of the ingress and accumulation of excessive amount of pollutants in the soil. The article presents the results of theoretical and experimental studies of the complex effect of soil contamination (concentration of petroleum products, toxic salts, dense residue, sodium ions, sulfate ions, magnesium ions, calcium, chloride ions, bicarbonate ions) on the content of nutrients (alkaline hydrolyzed nitrogen, phosphorus, potassium, humus). A detailed analysis of scientific papers has been carried out, based on which the main scientific tasks solved in the article have been formulated. It has been established that soil-salt processes are insufficiently studied and are the object of scientific research in recent years. At the first stage of research, sampling was carried out and the content of nutrients and pollutants in the soil was determined. Determination of element concentrations was performed by collecting soil samples and their subsequent laboratory testing. At the second stage, a correlation-regression analysis of the obtained data was performed and multiple linear regressions were established. The interaction of substances in the soil was determined by analyzing the obtained multiple linear regressions. Two types of soils were studied: with chloride and with sulfate type of salinization. For soils with chloride type of salinity, dependences have been established for the content of humus, alkaline nitrogen and potassium, while in case of phosphorus multiple linear regression does not exist. For soils with sulfate type of salinization, multiple linear regression dependences of concentrations of alkaline nitrogen, phosphorus, potassium have been determined. It is established that the complex influence of the studied elements is decisive. No regression dependence was found for the humus content, which indicates that the concentration of the studied elements has almost no effect on the humus content in the soil. Comparison of the obtained multiple linear regressions with the results of laboratory studies showed a good correlation between these data series. The obtained regularities of pollutant and nutrient interactions in soils are expected in future to enable creation of scientific bases for development of new methods of desalination of soils polluted by formation waters as well as for planning effective reclamation actions.

PL

W wyniku wnikania i gromadzenia się w glebie nadmiernych ilości zanieczyszczeń następuje degradacja gleby. W artykule przedstawiono wyniki badań teoretycznych i eksperymentalnych złożonego wpływu zanieczyszczenia gleby (stężenie produktów naftowych, toksycznych soli, gęstego osadu, siarczanow, jonów sodu, magnezu, wapnia, chlorków, wodorowęglanów), na zawartość składników pokarmowych (hydrolizowanego alkalicznie azotu, fosforu, potasu, humusu). Przeprowadzona została szczegółowa analiza prac naukowych, na podstawie której sformułowano główne zadania badawcze rozwiązane w artykule. Stwierdzono, że procesy glebowo-solne zbadane są w stopniu niedostatecznym i stanowią one przedmiot badań naukowych w ostatnich latach. W pierwszym etapie badań pobrano próbki i wyznaczono zawartość składników pokarmowych i zanieczyszczeń w glebie. Wyznaczenia stężeń pierwiastków dokonano poprzez pobranie próbek gleb i ich późniejsze badania laboratoryjne. W drugim etapie wykonano analizę korelacyjno-regresyjną uzyskanych danych i ustalono wielokrotne regresje liniowe. Oddziaływanie substancji w glebie określono poprzez analizę otrzymanych wielokrotnych regresji liniowych. Badano dwa rodzaje gleb: o zasoleniu chlorkowym i siarczanowym. Dla gleb o zasoleniu chlorkowym ustalono zależności w odniesieniu do zawartośći humusu, azotu hydrolizowanego alkalicznie i potasu, natomiast dla fosforu regresja liniowa wielokrotna nie wystapiła. Dla gleb o zasoleniu siarczanowym wyznaczono zależności wielokrotnej regresji liniowej stężeń azotu alkalicznego, fosforu, potasu. Ustalono, że decydujące znaczenie ma kompleksowe oddziaływanie badanych pierwiastków. Dla zawartości humusu nie stwierdzono zależności regresji, co wskazuje, że stężenie badanych pierwiastków prawie nie wpływa na zawartość humusu w glebie. Porównanie uzyskanych wielokrotnych regresji liniowych z wynikami badań laboratoryjnych wykazało dobrą korelację między tymi seriami danych. Uzyskane prawidłowości oddziaływania zanieczyszczeń i składników pokarmowych w glebach pozwolą w przyszłości stworzyć naukowe podstawy rozwoju nowych metod odsalania gleb zanieczyszczonych wodami złożowymi, jak również planować efektywne prowadzenie prac rekultywacyjnych.

Słowa kluczowe

EN

soil; contamination; salinity; humus; petroleum products; toxic salt; phosphorus; nitrogen; regression

PL

gleba; zanieczyszczenia; zasolenie; humus; produkty naftowe; sól toksyczna; fosfor; azot; regresja

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 79, nr 4
• Strony: 266--277
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz.

Twórcy

autor

Pukish Arsen V.

• PJSC “Ukrnafta”

autor

Sydorenko Olha I.

• PJSC “Ukrnafta”

autor

Mandryk Oleh M.

• Ivano-Frankivsk National Technical University of Oil and Gas

autor

Korobeinykova Yaroslava S.

• Ivano-Frankivsk National Technical University of Oil and Gas

autor

Tuts Oleh M.

• Ivano-Frankivsk National Technical University of Oil and Gas

Bibliografia

• Aghalibe C.U., Igwe J.C., Obike A.I., 2017. Studies on the removal of petroleum hydrocarbons (PHCs) from a crude oil impacted soil amended with cow dung, poultry manure and npk fertilizer. Chemistry Research Journal, 2(4): 22–30.
• Araratyan L.A., Safrazbekan E.A., Avetisyan M.G., Poghosyan T.E., 2015. Features of the migration of some of the most important nutrients in high – mountain ecosystems. Newsletter of NAS RA. Sciences about the country, 68(1): 82–90.
• Devatha C.P., Vishnu Vishal A., Purna Chandra Rao J., 2019. Investigation of physical and chemical characteristics on soil due to crude oil contamination and its remediation. Applied Water Science, 9: 1–10. DOI: 10.1007/s13201-019-0970-4.
• Echchelh A., Hess T., Sakrabani R., 2018. Reusing oil and gas produced water for irrigation of food crops in drylands. Agricultural Water Management, 206: 124–134. DOI: 10.1016/j.agwat.2018.05.006.
• Friedel J.K., Langer T., Siebe C., Stahr K., 2000. Effects of long-term waste water irrigation on soil organic matter, soil microbial biomass and its activities in central Mexico. Biology and Fertility of Soils, 31: 414–421. DOI: 10.1007/s003749900188.
• Mandryk O., Zelmanovych A., Pukish A., 2017. Formation peculiarities of physical and chemical composition of highly mineralized edge water. Mining of Mineral Deposits, 11(1): 72–79. DOI: 10.15407/mining11.01.072.
• Nouri H., Borujeni S.Ch., Nirola R., Hassanli A., Beecham S., Alaghmand S., Sain Ch., Mulcahy D., 2017. Application of green remediation on soil salinity treatment: A review on halophytoremediation. Process safety and environmental protection, 107: 94–107. DOI:10.1016/j.psep.2017.01.021.
• Pathak C., Mandalia H.C., 2012. Petroleum industries: environmental pollution effects, management and treatment methods. International Journal of Separation for Environmental Sciences, 1(1): 55.
• Pichtel J., 2016. Oil and gas production wastewater: Soil contamination and pollution prevention. Applied and Environmental Soil Science, 2016: 24. DOI: 10.1155/2016/2707989.
• Pukish A., Adamenko Ya., Coman M., 2018. Pedological processes in technosoils. Scientific Bulletin Series D: Mining, Mineral Processing, Non-Ferrous Metallurgy, Geology and Environmental Engineering, 32(1): 73–79.
• Rhykerd R.L., Weaver R.W., McInnes K.J., 1995. Influence of salinity on bioremediation of oil in soil. Environmental Pollution, 90(1): 127–130. DOI:10.1016/0269-7491(94)00087-T.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).