Chelatantais suintensyvinta sunkiųjų metalų akumuliacija šiltnamyje užaugintose salotose (Lactuca Sativa L)

Abstract

Darbo objektas – sunkiaisiais metalais užterštas dirvožemis, paimtas iš Panevėžio miesto Molainių buvusių nuotekų filtracijos laukų. Darbo tikslas – ištirti ir palyginti šiltnamio sąlygomis augintų lapinių salotų (Lactuca sativa L) gebą akumuliuoti sunkiuosius metalus iš užteršto dirvožemio naudojant skirtingu bioirumu pasižyminčius chelatantus: EDTA, EDDS ir MGDA. Darbo metodai – vegetacinis eksperimentas, kurio metu lapinės salotos buvo augintos kontroliuojamomis šiltnamio sąlygomis sunkiaisiais metalais užterštame dirvožemyje. Sunkiųjų metalų fitoekstrakcijai iš dirvožemio suintensyvinti buvo naudojami 1 mmol/kg ir 5 mmol/kg EDDS (etilendiaminosukcinatas), MGDA (metilglicindiacto rūgštis) ir EDTA (etilendiaminotetraacto rūgštis) chelantatų priedai. Sunkiųjų metalų instrumentinė analizė dirvožemyje ir biomasėje buvo atlikta indukuotos plazmos optinės emisijos spektroskopiniu metodu. Darbo rezultatai: darbe aptartos sunkiaisiais metalais užteršto dirvožemio bioremediacijos galimybės ir technologijos, susipažinta su galiojančiais normatyviniais dokumentais, ribojančiais sunkiųjų metalų koncentracijas dirvožemyje. Rezultatai parodė, kad visi naudoti chelatantai efektyviai padidino sunkiųjų metalų bioakumuliaciją salotose. Chelatantais apdorotame dirvožemyje augintos salotos sukaupė reikšmingai didesnį sunkiųjų metalų kiekį, lyginant su salotomis, augintomis užterštame, bet chelatantais neapdorotame, dirvožemyje. Salotose, augintose užterštame dirvožemyje, Cd koncentracija buvo didesnė 5 kartus, Cu ir Zn – 3 kartus, Ni ir Cr – apie 2 kartus, lyginant su salotomis, užaugintomis neužterštame dirvožemyje. Chelatantas EDDS stipriausiai suintensyvino Zn ir Cu kaupimą salotų antžeminėje dalyje, MGDA – švino; tuo tarpu Cd, Ni ir Cr bioakumuliaciją salotose labiausiai suaktyvino EDTA 5 mmol/kg priedas. Pagal biokoncentracijos potencialą salotose, tirtus sunkiuosius metalus galima išrikiuoti tokiu eiliškumu: Cd>Zn>Cu>>Ni≈Pb≈Cr.

Subject of the research – heavy metal contaminated soil taken from the city of Panevezys Molainiai former sewage filtration fields. Aim of the research – to investigate and compare the ability of lettuce (Lactuca sativa L.) grown under greenhouse conditions to accumulate heavy metals from contaminated soil using chelants EDTA, EDDS and MGDA characterised by different bio decomposition. Methodology – vegetative experiment in which leafy lettuce was grown on contaminated soil was carried out in greenhouse conditions. To intensify heavy metal phytoextraction 1 mmol/kg and 5 mmol/kg EDDS (ethylenediamine-N,N'-disuccinic acid), MGDA (methylglycinediacetic acid) and EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid) chelant additives were applied on a contaminated soil. Heavy metal instrumental analysis in soil and plant biomass was carried out by using inductively coupled plasma optical emission spectroscopy. Results. The thesis focuses on bioremediation technologies and opportunities of soil contaminated with heavy metals, as well as overviews existing environmental normative documents that limit the concentration of heavy metals in soil. The results showed that all used chelants effectively increased the bioaccumulation of heavy metals in lettuce. Chelant treated soil-grown lettuce accumulated significantly higher content of heavy metals as compared with lettuce grown on contaminated but chelant untreated soil. Lettuce, cultivated in contaminated soil accumulated 5 times higher concentrations of Cd, 3 times higher – of Cu and Zn, and about 2 times higher of Ni and Cr compared with lettuce grown on uncontaminated soil. Chelant EDDS had the strongest intensifying effect for Zn and Cu accumulation in the above-ground part of lettuce, MGDA – for Pb; while Cd, Ni and Cr bioaccumulation in lettuce was mostly induced by 5 mmol/kg EDTA additive. According to bioconcentration potential of lettuce, the considered heavy metals can be put in a sequential order: Cd>Zn>Cu>>Ni≈Pb≈Cr.