Change of the cadmium, lead and uranium species after addition of biochar into the soils
Abstract
sod podzolic sandy and medium loamy and peaty soils after adding 5 wt. % biochar has been investigated. It was found that in the presence of biochar in sandy soil, the content of Cdex, Pbex, and Uex decreased by 20, 50 and 46 %, respectively. In medium loamy soil, the content of Cdex and Pbex is reduced by 26 and 63 %, and in peat soil, the content of Pbex and Uex is decreased by 8.5 and 46 %, respectively. However, in the peat soil, the addition of biochar had practically no effect on the content of Cdex, and in medium loamy soil, it led to an increase in the content of Uex. The results of the study show that biochar at a dose of 5 wt. % can improve the quality of soils (decrease acidity, increase the content of exchangeable K and
Ca) and reduce the mobility and biological availability of Cd and Pb in sandy and medium loamy soils, and U in sandy and
peaty soils in regions with an increased content of them.
References
1. Гукалов ВН, Савич ВИ, Белопухов СЛ и др. Информационная оценка состояния тяжелых металлов в почвах. Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2015;5(127):58–64.
2. Черных НА, Прасанна Джагат. Трансформация соединений свинца и кадмия в разных типах почв. Вестник РУДН. Серия Экология и безопасность жизнедеятельности. 2000;4:82–88.
3. Васильцова АВ, Шведова ЛВ, Киприяновская АП и др. Тяжелые металлы в компонентах экосистем. Вузовская наука – региону: материалы IV Всероссийской научно-технической конференции, Вологда, 21 февраля 2006. В 2 томах. Вологда: ВГТУ; 2006;1:395–397.
4. Водяницкий ЮН, Ладонин ДВ. Загрязнение почв тяжелыми металлами. Москва: Почвенный ин-т им. В. В. Докучаева РАСХН; 2012. 304 с.
5. Рудь АВ. Загрязнение тяжелыми металлами почв и растительности придорожных полос автодорог Минской области. Вестник БГУ. Серия 2. 2007;1:111–115.
6. Бекман ИН. Уран. Москва: МГУ. 2009. 300 с.
7. Черных Н.А., Сидоренко С.Н. Экологический мониторинг токсикантов в биосфере. Москва: Изд-во РУДН, 2003. 430 с.
8. Минкина ТМ, Мотузова ГМ, Назаренко ОГ. Состав соединений тяжелых металлов в почвах. Ростов-на-Дону: Эверест, 2009. 208 с.
9. Соколова ОЯ, Стряпков АВ, Антимонов СВ и др. Тяжелые металлы в системе элемент – почва – зерновые культуры. Вестник ОГУ. 2006;4:106–110.
10. Головатый С.Е. Тяжелые металлы в агроэкосистемах. Минск: РУП «Институт почвоведения и агрохимии», 2002. 240 с.
11. Libra JA, Ro KS, Kammann C, et al. Hydrothermal carbonization of biomass residuals: a comparative review of the chemistry, processes and applications of wet and dry pyrolysis. Biofuels. Volume 2 (1). p. 89–124.
12. Lehmann IJ and Joseph S (eds.) Biochar for environmental management: science and technology. London (UK): Sterling, VA, 2009.
13. LeCroya C, Masiello CA, Rudgers JA, et al. Nitrogen, biochar, and mycorhiza: Alteration of the symbiosis and oxidation of the char surface. Soil Biology and Biochemistry. 2013. Volume 58. p. 248–254.
14. Sohi S, Krull E, Lopez-Capel E, et al. A review of biochar and its use and function in soil. Adv. Agron. 2010. Volume 105. p. 47–82.
15. Xua G, Weia LL, Suna JN, et al. What is more important for enhancing nutrient bioavailability with biochar application into a sandy soil: Direct or indirect mechanism? Ecological Engineering. 2013. Volume 52. p. 119–124.
16. Соколик ГА, Овсянникова СВ, Иванова ТГ и др. Характеристики дерново-подзолистых почв после внесения биоугля. Весцi НАН Беларусi. Серыя хiмічных навук. 2015;2:87–94.
17. Соколик ГА, Овсянникова СВ, Попеня МВ и др. Изменение форм нахождения и подвижности кадмия, свинца и урана в дерново-подзолистых почвах в результате внесения биоугля. Весцi НАН Беларусi. Серыя хiмічных навук. 2015;4:73–80.
18. Quantification of Radionuclide Transfer in Terrestrial and Freshwater Environments for Radiological Assessments. IAEA-TCDOC-16162009. Vienna: IAEA, 2009.
19. Почвы. Методы определения органического вещества. ГОСТ 26213-91. Введен 01.07.1993. Госстандарт России.
20. Соколов АВ, редактор. Агрохимические методы исследования почв. 5-е издание, переработанное и дополненное. Москва: Наука; 1975. 656 с.
21. Почвы. Метод определения обменной кислотности. ГОСТ 26484-85. Введен 07.01.1986. Минск: Госстандарт РБ.
22. Охрана окружающей среды и природопользование. Аналитический (лабораторный) контроль и мониторинг. Качество почвы. Методы определения удельной электрической проводимости, рН и сухого остатка водной почвенной вытяжки. СТБ 17.13.05-36-2015. Введен 25.05.2015. Минск: Госстандарт РБ.
23. Мустафаев БА. Практикум по земледелию, агрохимии и растениеводству. Павлодар; 2006. 188 с.
24. Кузнецов АВ, Фесюн АП, Самохвалов СГ и др. Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах сельскохозяйственных угодий и продукции растениеводства. Москва: ЦИНАО, 1992. 53 с.
25. Measurement of Radionuclides in Food and the Environment. A guidebook. Technical reports series no 295. Vienna: IAEA, 1989.
26. Sokolik GA, Ovsiannikova SV, Papenia MV. Uranium and Its Distribution in Typical Belarusian Soils. In: Gupta DK, Walther C., editors. Uranium in Plants and the Environment, Radionuclides and Heavy Metals in the Environment. Switzerland: Springer Nature Switzerland AG; 2020. p. 33–68. DOI: 10.1007/978-3-030-14961-1_2.
27. Козловская ИП, Босак ВН. Производственные технологии в агрономии. Минск: Новое знание; Москва: ИНФРА-М, 2016. 336 с.
28. Сарасеко ЕГ, Подоляк АД, Дегтярева ЕИ. Проблемы получения качественной растениеводческой продукции на загрязненных радионуклидами территориях. Веснiк МДПУ iмя I.П. Шамякiна. 2012;2(35):46–53.
29. Гукалов ВН, Савич ВИ, Белопухов СЛ и др. Информационная оценка состояния тяжелых металлов в почвах. Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2015;5(127):58–64.
30. Vandenhove H, Vanhoudt N, Duquène L, et al. Comparison of two sequential extraction procedures for uranium fractionation in contaminated soils. Journal of Environmental Radioactivity. 2014;137:1–9.
31. Katz JJ, Seaborg GT, Morss LR. Chemistry of the actinide elements. Dordrecht: Springer; 1986. 17–81. DOI: 10.1007978-94-009-3155-8.
2. Черных НА, Прасанна Джагат. Трансформация соединений свинца и кадмия в разных типах почв. Вестник РУДН. Серия Экология и безопасность жизнедеятельности. 2000;4:82–88.
3. Васильцова АВ, Шведова ЛВ, Киприяновская АП и др. Тяжелые металлы в компонентах экосистем. Вузовская наука – региону: материалы IV Всероссийской научно-технической конференции, Вологда, 21 февраля 2006. В 2 томах. Вологда: ВГТУ; 2006;1:395–397.
4. Водяницкий ЮН, Ладонин ДВ. Загрязнение почв тяжелыми металлами. Москва: Почвенный ин-т им. В. В. Докучаева РАСХН; 2012. 304 с.
5. Рудь АВ. Загрязнение тяжелыми металлами почв и растительности придорожных полос автодорог Минской области. Вестник БГУ. Серия 2. 2007;1:111–115.
6. Бекман ИН. Уран. Москва: МГУ. 2009. 300 с.
7. Черных Н.А., Сидоренко С.Н. Экологический мониторинг токсикантов в биосфере. Москва: Изд-во РУДН, 2003. 430 с.
8. Минкина ТМ, Мотузова ГМ, Назаренко ОГ. Состав соединений тяжелых металлов в почвах. Ростов-на-Дону: Эверест, 2009. 208 с.
9. Соколова ОЯ, Стряпков АВ, Антимонов СВ и др. Тяжелые металлы в системе элемент – почва – зерновые культуры. Вестник ОГУ. 2006;4:106–110.
10. Головатый С.Е. Тяжелые металлы в агроэкосистемах. Минск: РУП «Институт почвоведения и агрохимии», 2002. 240 с.
11. Libra JA, Ro KS, Kammann C, et al. Hydrothermal carbonization of biomass residuals: a comparative review of the chemistry, processes and applications of wet and dry pyrolysis. Biofuels. Volume 2 (1). p. 89–124.
12. Lehmann IJ and Joseph S (eds.) Biochar for environmental management: science and technology. London (UK): Sterling, VA, 2009.
13. LeCroya C, Masiello CA, Rudgers JA, et al. Nitrogen, biochar, and mycorhiza: Alteration of the symbiosis and oxidation of the char surface. Soil Biology and Biochemistry. 2013. Volume 58. p. 248–254.
14. Sohi S, Krull E, Lopez-Capel E, et al. A review of biochar and its use and function in soil. Adv. Agron. 2010. Volume 105. p. 47–82.
15. Xua G, Weia LL, Suna JN, et al. What is more important for enhancing nutrient bioavailability with biochar application into a sandy soil: Direct or indirect mechanism? Ecological Engineering. 2013. Volume 52. p. 119–124.
16. Соколик ГА, Овсянникова СВ, Иванова ТГ и др. Характеристики дерново-подзолистых почв после внесения биоугля. Весцi НАН Беларусi. Серыя хiмічных навук. 2015;2:87–94.
17. Соколик ГА, Овсянникова СВ, Попеня МВ и др. Изменение форм нахождения и подвижности кадмия, свинца и урана в дерново-подзолистых почвах в результате внесения биоугля. Весцi НАН Беларусi. Серыя хiмічных навук. 2015;4:73–80.
18. Quantification of Radionuclide Transfer in Terrestrial and Freshwater Environments for Radiological Assessments. IAEA-TCDOC-16162009. Vienna: IAEA, 2009.
19. Почвы. Методы определения органического вещества. ГОСТ 26213-91. Введен 01.07.1993. Госстандарт России.
20. Соколов АВ, редактор. Агрохимические методы исследования почв. 5-е издание, переработанное и дополненное. Москва: Наука; 1975. 656 с.
21. Почвы. Метод определения обменной кислотности. ГОСТ 26484-85. Введен 07.01.1986. Минск: Госстандарт РБ.
22. Охрана окружающей среды и природопользование. Аналитический (лабораторный) контроль и мониторинг. Качество почвы. Методы определения удельной электрической проводимости, рН и сухого остатка водной почвенной вытяжки. СТБ 17.13.05-36-2015. Введен 25.05.2015. Минск: Госстандарт РБ.
23. Мустафаев БА. Практикум по земледелию, агрохимии и растениеводству. Павлодар; 2006. 188 с.
24. Кузнецов АВ, Фесюн АП, Самохвалов СГ и др. Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах сельскохозяйственных угодий и продукции растениеводства. Москва: ЦИНАО, 1992. 53 с.
25. Measurement of Radionuclides in Food and the Environment. A guidebook. Technical reports series no 295. Vienna: IAEA, 1989.
26. Sokolik GA, Ovsiannikova SV, Papenia MV. Uranium and Its Distribution in Typical Belarusian Soils. In: Gupta DK, Walther C., editors. Uranium in Plants and the Environment, Radionuclides and Heavy Metals in the Environment. Switzerland: Springer Nature Switzerland AG; 2020. p. 33–68. DOI: 10.1007/978-3-030-14961-1_2.
27. Козловская ИП, Босак ВН. Производственные технологии в агрономии. Минск: Новое знание; Москва: ИНФРА-М, 2016. 336 с.
28. Сарасеко ЕГ, Подоляк АД, Дегтярева ЕИ. Проблемы получения качественной растениеводческой продукции на загрязненных радионуклидами территориях. Веснiк МДПУ iмя I.П. Шамякiна. 2012;2(35):46–53.
29. Гукалов ВН, Савич ВИ, Белопухов СЛ и др. Информационная оценка состояния тяжелых металлов в почвах. Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2015;5(127):58–64.
30. Vandenhove H, Vanhoudt N, Duquène L, et al. Comparison of two sequential extraction procedures for uranium fractionation in contaminated soils. Journal of Environmental Radioactivity. 2014;137:1–9.
31. Katz JJ, Seaborg GT, Morss LR. Chemistry of the actinide elements. Dordrecht: Springer; 1986. 17–81. DOI: 10.1007978-94-009-3155-8.
Published
2021-04-09
Keywords:
cadmium, lead, uranium, heavy metals, the addition of biochar, change the quality of soils, soil characteristics, element mobility
How to Cite
Sokolik, G. A., Ovsiannikova, S. V., & Papenia, M. V. (2021). Change of the cadmium, lead and uranium species after addition of biochar into the soils. Journal of the Belarusian State University. Ecology, 1, 40-51. Retrieved from https://journals.bsu.by/index.php/ecology/article/view/3877
Section
The Study and Rehabilitation of Ecosystems
