СКРИНІНГ ВМІСТУ ДЕЯКИХ ВАЖКИХ МЕТАЛІВ У ГУМУСОВОМУ ҐРУНТОВОМУ ГОРИЗОНТІ ЗАКАРПАТСЬКОЇ ОБЛАСТІ
Based on the screening of some heavy metals (HMs) content in the humus soil horizon of the Transcarpathian region, the regularities of the distribution of HMs in the soils of different landscape zones have been established. It is shown that  increasing of the terrain height, the content...
Saved in:
| Date: | 2021 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry
2021
|
| Online Access: | https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/280 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Ukrainian Chemistry Journal |
| Download file: |  |
Institution
Ukrainian Chemistry Journal| _version_ | 1871465685539880960 |
|---|---|
| author | Sukharev , Sergii Bugyna, Larysa Pallah, Oleksandra Sukhareva, Oksana Drobnych, Volodymyr Boyko, Nadiya |
| author_facet | Sukharev , Sergii Bugyna, Larysa Pallah, Oleksandra Sukhareva, Oksana Drobnych, Volodymyr Boyko, Nadiya |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Sergii Sukharev ",
"institution": "State University ‘Uzhhorod National University’, Department of Ecology and Environment Protection"
},
{
"author": "Larysa Bugyna",
"institution": "State University ‘Uzhhorod National University’, Department of Microbiology, Virology and Epidemiology with a Course of Infectious Diseases"
},
{
"author": "Oleksandra Pallah",
"institution": "State University ‘Uzhhorod National University’, Department of Clinical-Laboratory Diagnostics and Pharmacology; Research Development and Educational Centre of Molecular Microbiology and Mucosal Immunology"
},
{
"author": "Oksana Sukhareva",
"institution": "State University ‘Uzhhorod National University’, Department of Analytical Chemistry"
},
{
"author": "Volodymyr Drobnych",
"institution": "State University ‘Uzhhorod National University’, Department of Land Management and Cadaster"
},
{
"author": "Nadiya Boyko",
"institution": "State University ‘Uzhhorod National University’,Department of Clinical and Laboratory Diagnostics and Pharmacology"
}
] |
| author_sort | Sukharev , Sergii |
| baseUrl_str | https://ucj.org.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-22T08:23:45Z |
| description | Based on the screening of some heavy metals (HMs) content in the humus soil horizon of the Transcarpathian region, the regularities of the distribution of HMs in the soils of different landscape zones have been established. It is shown that  increasing of the terrain height, the content of HMs in soils decreases (except for Mn and Hg) and for the total HMs content  the values of the Spearman correlation coefficient are: Cu – (-0.84); Zn – (-0.83); Mn 0.77; Mo – (-0.91); Co – (-0.82); Pb – (-0.83); Hg – absent; for the content of acid-soluble forms: Cu – absent; Zn – (-0.72); Mn 0.75; Mo – (-0.89); Co – (-0.86); Pb – (-0.77); Hg is absent. This pattern is associated with the tectonic and geological features of the different landscape zones. The calculation of the migration coefficient (the ratio of the content of acid-soluble forms to the gross content) has been shown that in mountainous regions this indicator has the highest value for Zn, Pb, and Cu. That means the potential danger of migration of these heavy metals and their bioavailability. This is probably connected to the type of soil in the mountainous areas of the region. A pronounced inter-element correlation of the HMs content in soils (except for Hg) has been established and the corresponding values of Pearson’s coefficients for the gross content are: Cu:Zn – 0,96; Cu:Mn – (-0,84); Cu:Mo – 0,89; Cu:Co – 0,99; Cu:Pb – 0,87; Zn:Mn – (-0,79); Zn:Mo – 0,91; Zn:Co – 0,96; Zn:Pb – 0,86; Mn:Mo – (-0,86); Mn:Co – (-0,84); Mn:Pb – (-0,75); Mo:Co – 0,87; Mo:Pb – 0,81; Co:Pb – 0,87. This makes it possible to predict the content of several HMs in the soils of the Transcarpathian region based on the results of determining one of them. In general, the content of HMs in the humus soil horizon (total content and content of mobile forms) is lower than the corresponding values of maximum permissible concentrations.
  |
| doi_str_mv | 10.33609/2708-129X.87.02.2021.107-116 |
| first_indexed | 2025-09-24T17:43:37Z |
| format | Article |
| fulltext |
107
УДК 504.064:543.62 doi: 10.33609/2708-129X.87.02.2021.107-116
СКРИНІНГ ВМІСТУ ДЕЯКИХ ВАЖКИХ МЕТАЛІВ У ГУМУСОВОМУ
ҐРУНТОВОМУ ГОРИЗОНТІ ЗАКАРПАТСЬКОЇ ОБЛАСТІ
С. М. Сухарев*, Л. М. Бугина, О. В. Паллаг, О. Ю. Сухарева, В. Г. Дробнич, Н. В. Бойко
Державний вищий навчальний заклад «Ужгородський національний університет», вул. Під
гірна, 46, Ужгород 88000, Україна
*е-mail: serhii.sukharev@uzhnu.edu.ua
На основі проведення скринінгу вмісту деяких важких металів (ВМ) у гумусово-
му ґрунтовому горизонті Закарпатської області встановлено закономірності розподілу
ВМ у ґрунтах різних ландшафтних зон. Показано, що зі збільшенням висоти місце-
вості вміст ВМ у ґрунтах зменшується (крім Mn і Hg) і для валового вмісту ВМ зна-
чення коефіцієнту кореляції Спірмена становить: Cu – (-0,84); Zn – (-0,83); Mn – 0,77;
Mo – (-0,91); Co – (-0,82); Pb – (-0,83); Hg – немає; для вмісту кислоторозчинних форм:
Cu – немає; Zn – (-0,72); Mn – 0,75; Mo – (-0,89); Co – (-0,86); Pb – (-0,77); Hg – немає.
Така закономірність пов’язана з тектонічними і геологічними особливостями терито-
рій різних ландшафтних зон. Розрахунок міграційного показника для ВМ (відношення
вмісту кислоторозчинних форм до валового вмісту) показало, що у гірських районах
цей показник є найвищим для Zn, Pb і Cu, що свідчить про потенційну небезпеку мі-
грації цих ВМ у об’єктах довкілля та їхню біодоступність. Це пов’язано, вочевидь,
із типом ґрунтів гірських районів області. Встановлено виражену міжелементну ко-
реляцію вмісту ВМ у ґрунтах (крім Hg) і відповідні значення коефіцієнтів Пірсона
для валового вмісту ВМ становлять: Cu:Zn – 0,96; Cu:Mn – (-0,84); Cu:Mo – 0,89;
Cu:Co – 0,99; Cu:Pb – 0,87; Zn:Mn – (-0,79); Zn:Mo – 0,91; Zn:Co – 0,96; Zn:Pb – 0,86;
Mn:Mo – (-0,86); Mn:Co – (-0,84); Mn:Pb – (-0,75); Mo:Co – 0,87; Mo:Pb – 0,81; Co:Pb –
0,87. Це дозволяє прогнозувати вміст кількох ВМ у ґрунтах Закарпатської області на
основі результатів визначення одного з них. Загалом вміст ВМ у гумусовому ґрунтово-
му горизонті (валовий вміст та вміст рухомих форм) є нижчим, ніж відповідні значен-
ня гранично допустимих концентрацій.
Ключові слова: ґрунти; геохімічні особливості; валовий вміст; кислоторозчинна
форма; міграційний коефіцієнт.
ФІЗИЧНА ХІМІЯ СКРИНІНГ ВМІСТУ ДЕЯКИХ ВАЖКИХ МЕТАЛІВ У ГУМУСОВОМУ ГРУНТОВОМУ ГОРИЗОНТІ ЗАКАРПАТСЬКОЇ ОБЛАСТІ
108 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2021
ВСТУП. Ґрунти належать до акумулю-
ючих природних об’єктів, але при цьому є
основним засобом виробництва у сільсько-
му господарстві. Серед екополютантів, які
можуть знаходитися у ґрунтах, особливої
уваги заслуговують важкі метали (ВМ) з
огляду на свою високу токсичність і від-
носну мобільність [1–4]. Високий вміст ВМ
у ґрунтах може сприяти накопиченню їх у
рослинній продукції та негативно впливати
на стан здоров’я людини [5–10]. Вміст ВМ у
ґрунтах може бути зумовлений як природ-
ними факторами, зокрема геохімічними
умовами територій, так і впливом антропо-
генних факторів через забруднення об’єктів
довкілля [11–13]. Тому контроль вмісту ВМ
у ґрунтах є актуальним завданням моніто-
рингових досліджень, причому особливу
увагу приділяють гумусовому ґрунтовому
горизонту. Деякі з ВМ слід розглядати і як
мікроелементи, які можуть впливати на мі-
кроелементний склад підземних і поверхне-
вих вод [14], а також рослинного покриву.
Закарпатська область має виражену гео
логічну і тектонічну зональність (перепад
висот становить до 2000 м), що зумовлює
вплив геохімічних факторів на вміст ВМ
в об’єктах довкілля [14]. Своєю чергою,
вміст ВМ може суттєво відрізнятися для
різних ландшафтних зон Закарпаття. Тому
метою цієї роботи є скринінг вмісту ВМ
у гумусовому ґрунтовому горизонті (H)
Закарпатської області. Скринінг проводи-
ли за показниками валового вмісту ВМ та
вмісту кислоторозчинних форм.
ЕКСПЕРИМЕНТ І ОБГОВОРЕННЯ
РЕЗУЛЬТАТІВ. Дослідження проведено у
2018 році. Відбір проб ґрунтів здійсню-
вали для всіх районів Закарпатської об-
ласті, а це: гірські райони (Рахівський,
Міжгірський, Воловецький); передгір-
ські райони (Свалявський, Іршавський,
Хустський, Тячівський, Перечинський,
Великоберезнянський); низовинні ра-
йони (Берегівський, Виноградівський,
Мукачівський, Ужгородський).
Як ми уже зазначали, для кожної дослі-
джуваної території є характерними текто-
нічні та геологічні особливості, які пред-
ставлено на рис. 1.
Рис. 1. Фрагмент тектонічної карти Україн-
ських Карпат (Закарпатська область) [14]. До-
сліджувані території (райони): 1 – Рахівський;
2 – Міжгірський; 3 – Воловецький; 4 – Сваляв-
ський; 5 – Тячівський; 6 – Великоберезнян-
ський; 7 – Перечинський; 8 – Іршавський; 9 –
Хустський; 10 – Ужгородський; 11 – Мукачів-
ський; 12 – Берегівський; 13 – Виноградівський.
Відбір проб ґрунтів (гумусовий го-
ризонт) проводили з урахуванням ви-
мог ДСТУ 4287:2004, ДСТУ ISO 10381-
1:2004 – ДСТУ ISO 10381-4:2005 та ДСТУ
ISO 10381-5:2009. Для кожного району
відбирали 10 проб ґрунтів (методом кон-
верта, з урахуванням площі території та
геологічних особливостей), змішували
проби і скорочували з одержанням єдиної
усередненої проби.
УХЖ № 2 / Том 87С. М. Сухарев, Л. М. Бугина, О. В. Паллаг, О. Ю. Сухарева, В. Г. Дробнич, Н. В. Бойко
109https://ucj.org.ua
Підготовку проб ґрунтів проводили з
урахуванням [15, 16]. Одержували екстрак-
ти проб для визначення валового вміс-
ту ВМ та вмісту кислоторозчинних форм
(1,0 моль/дм3 HCl). Всі використані реаген-
ти мали аналітичну чистоту.
Для визначення вмісту ВМ у ґрунтах ви-
користали метод електротермічної атом-
но-абсорбційної спектроскопії (ЕТААС).
Дослідження проводили на атомно-абсорб
ційному комплексі «КАС-120.1» (спектро-
метр «С-115М» та електротермічний атомі-
затор «Графіт-2») із комп’ютерною реєстра-
цією аналітичного сигналу. Як хімічний
модифікатор використано високочистий
Pd(NO3)2 (Suprapur®, Merck, Germany). Для
визначення вмісту Меркурія застосовували
метод «холодної пари» (приставка «Юлія»).
Визначення ВМ проводили за таких умов
(довжина хвилі, нм): Cu – 324.8, Zn – 213.9,
Mn – 279.5, Mo – 313.3, Co – 240.7; Pb – 283.3;
Hg – 253.7.
У роботі використано стандартні ста-
тистичні методи, а саме коефіцієнти коре-
ляції Пірсона і Спірмена розраховували за
допомогою програм SPSS Statistics (IBM) та
OriginPro (OriginLab Corporation). Для кар-
тографування територій використано про-
граму ArcGIS 10.2.1.
Результати визначення валового вмісту
ВМ та кислоторозчинних форм у гумусо-
вому ґрунтовому горизонті представлено у
табл. 1.
Таблиця 1
Результати визначення валового вмісту / кислоторозчинних форм ВМ
у гумусовому ґрунтовому горизонті Закарпатської області (n=6; P=0.95)
Досліджуваний
район
Вміст ВМ (
__
X δ± ), мг/кг сухого ґрунту:
валовий / кислоторозчинних форм
Cu Zn Mn Mo Co Pb Hg
1 8,5±0,4 /
1,33±0,07
17,6±0,9 /
9,4±0,5
1013±56 /
132±7
0,59±0,04
/ н/в
3,9±0,2 /
0,41±0,02
4,1±0,2
/1,6±0,1
0,06±0,01 /
н/в
2 9,8±0,5 /
1,27±0,07
19,3±1,1 /
10,9±0,6
912±55 /
98±6
0,74±0,04 /
н/в
5,1±0,2 /
0,62±0,03
4,3± 0,2 /
1,5±0,1
0,05±0,01 /
н/в
3 11,4±0,5 /
1,05±0,05
20,7±1,1 /
9,6±0,5
834±48 /
116±6
0,89±0,05 /
н/в
5,6±0,3 /
0,49±0,03
4,6±0,3 /
1,4±0,1
0,06±0,01 /
н/в
Усереднення для
гірських районів 9,9 / 1,22 19,2 / 10,0 920 / 115 0,74 / н/в 4,9 / 0,51 4,3 / 1,5 0,06 / н/в
4 12,8±0,6 /
0,88±0,05
21,8±1,2 /
11,7±0,6
642±32 /
91±6
1,27±0,07 /
0,09±0,01
5,9±0,3 /
0,48±0,03
5,2±0,3 /
1,7±0,2
0,14±0,01 /
н/в
5 16,1±0,7 /
1,38±0,07
26,8±1,3 /
11,9±0,6
579±30 /
74±4
1,03±0,05 /
н/з
8,2±0,4 /
0,94±0,05
7,3±0,4 /
1,9±0,2
0,09±0,01 /
н/в
6 12,1±0,6 /
0,97±0,05
22,9±1,1 /
10,1±0,5
547±31 /
64±4
1,34±0,07 /
0,14±0,02
6,2±0,3 /
0,81±0,04
5,4±0,3 /
1,6±0,1
0,09±0,01 /
н/в
7 15,4±0,6 /
1,19±0,06
24,1±1,1 /
11,2±0,6
698±35 /
94±6
1,29±0,06 /
0,15±0,02
6,7±0,3 /
1,03±0,05
5,9±0,3 /
1,8±0,2
0,08±0,01 /
н/в
8 14,6±0,6 /
1,14±0,06
30,7±1,5 /
14,2±0,7
724±37 /
87±5
1,54±0,08 /
0,18±0,02
7,1±0,3 /
0,86±0,04
7,8±0,5 /
2,1±0,2
0,11±0,01 /
н/в
ФІЗИЧНА ХІМІЯ СКРИНІНГ ВМІСТУ ДЕЯКИХ ВАЖКИХ МЕТАЛІВ У ГУМУСОВОМУ ГРУНТОВОМУ ГОРИЗОНТІ ЗАКАРПАТСЬКОЇ ОБЛАСТІ
110 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2021
9 17,4±0,7 /
1,93±0,10
33,9±1,7 /
13,8±0,7
466±23 /
61±3
1,64±0,08 /
0,18±0,02
8,3±0,4 /
1,12±0,05
6,6±0,4 /
1,9±0,2
0,15±0,01 /
н/в
Усереднення для пе-
редгірських районів 14,7 / 1,25 26,7 / 12,2 609 / 79 1,35 / 0,12 7,1 / 0,87 6,4 / 1,8 0,11 / н/в
10 16,7±0,7 /
2,16±0,11
29,8±1,5 /
12,7±0,7
257±13 /
42±3
1,55±0,07 /
0,13±0,02
7,8±0,4 /
0,93±0,05
7,9±0,5 /
2,0±0,2
0,08±0,01 /
н/в
11 19,8±0,9 /
2,07±0,10
36,6±1,8
/13,5±0,7
516±26 /
77±5
1,74±0,09 /
0,16±0,02
9,5±0,5 /
1,19±0,05
8,1±0,5 /
1,9±0,2
0,09±0,01 /
н/в
12 21,3±0,9 /
2,34±0,12
40,1±2,1 /
15,4±0,8
361±18 /
56±3
1,82±0,09 /
0,20±0,02
10,1±0,5 /
1,44±0,06
7,7±0,5 /
2,2±0,2
0,10±0,01 /
н/в
13 18,7±0,8 /
1,79±0,09
35,1±1,8 /
16,2±0,8
298±15 /
45±3
1,79±0,09 /
0,22±0,02
9,2±0,4 /
1,27±0,06
6,8±0,4 /
2,0±0,2
0,08±0,01 /
н/в
Усереднення для ни-
зовинних районів 19,1 / 2,20 35,4 / 14,5 358 / 55 1,73 / 0,18 9,2 / 1,21 7,6 / 2,0 0,09 / н/в
Примітка. Райони: 1 – Рахівський; 2 – Міжгірський; 3 – Воловецький; 4 – Свалявський;
5 – Тячівський; 6 – Великоберезнянський; 7 – Перечинський; 8 – Іршавський; 9 – Хустський;
10 – Ужгородський; 11 – Мукачівський; 12 – Берегівський; 13 – Виноградівський; н/в – не виявлено.
Продовження таблиці 1
Дані табл. 1 показують, що вміст ВМ у
гумусовому ґрунтовому горизонті є неве-
ликим. Усереднені дані для різних ланд-
шафтних зон суттєво відрізняються, що,
вочевидь, пов’язано як із геохімічними
особливостями територій, так і зі співвід-
ношенням у них ґрунтів різного типу. Так,
наприклад, згідно даних [17], валовий вміст
Cu у ґрунтотворних породах Закарпаття
становить 12–51 мг/кг (найнижчий у пі-
щаних алювіальних відкладенням, а най-
вищий – у глинистих алювіальних і алюві-
альних-делювіальних відкладах), а у ґрун-
тотворних породах Карпат – 26–42 мг/кг
(найнижчий у елювії флішу, а найвищий – у
елювій-делювії флішу). Порівняння одер-
жаних нами результатів визначення вало-
вого вмісту різних ВМ у ґрунтах з даними
роботи [17] показує, що вміст ВМ у ґрун-
тах за нашими даними є дещо нижчим.
Це, вочевидь, пов’язано з різною методо-
логією одержання проб ґрунтів. Так, нами
проведено усереднення для кожного райо-
ну області на основі 10 проб (всього було
відібрано 130 проб) для територій різного
ступеня освоєння, тоді як автори [17] від-
носили результати дослідження по відно-
шенню до типу ґрунту на основі аналізу від
4 до 20 проб зі значною варіацією одержа-
них результатів. Загалом визначений вміст
ВМ у гумусовому ґрунтовому горизонті
Закарпатської області є нижчим за величи-
ни ГДК як для валового вмісту, так і вмісту
рухомих форм [17].
Попередня оцінка даних табл. 1 показує,
що існує загальна тенденція щодо збіль-
шення вмісту ВМ у ґрунтах для різних ланд-
шафтних зон: низовинні райони > перед-
гірські райони > гірські райони. Винятками
є Mn, який має протилежну закономірність
(рис. 2), що пов’язано, вочевидь, із геохі-
мічними особливостями досліджуваних
територій, та Hg – який не має вираженої
закономірності розподілу у ґрунтах різ-
УХЖ № 2 / Том 87С. М. Сухарев, Л. М. Бугина, О. В. Паллаг, О. Ю. Сухарева, В. Г. Дробнич, Н. В. Бойко
111https://ucj.org.ua
них ландшафтних зон. Найвищий вміст
Hg спостерігають у ґрунтах Свалявського
і Хустського районів, що пов’язано з наяв-
ністю покладів ртутних руд у цих районах.
Рис. 2. Карта Закарпатської області по
валовому вмісту Mn у ґрунтах
Для порівняння вмісту ВМ у грунтах
різних ландшафтних зон (зі збільшенням
висоти місцевості) нами розраховані кое-
фіцієнти Спірмана, які відповідно станов-
лять. Валовий вміст ВМ: Cu – (-0,84); Zn –
(-0,83); Mn – 0,77; Mo – (-0,91); Co – (-0,82);
Pb – (-0,83); Hg – немає; вміст кислотороз-
чинних форм: Cu – немає; Zn – (-0,72); Mn
– 0,75; Mo – (-0,89); Co – (-0,86); Pb – (-0,77);
Hg – немає. Одержані дані показують вира-
жену кореляцію щодо вмісту ВМ у ґрунтах
при переході від гірських до передгірських і
низовинних районів (крім Mn та Hg).
Для більшості ВМ встановлено вираже-
ну міжелементну кореляцію щодо їхнього
вмісту у ґрунтах, яку оцінювали за коефіці-
єнтом Пірсона. Така інформація є важливою
для прогнозування вмісту кількох хімічних
елементів у ґрунтах на основі результатів
визначення одного з них. Відповідні розра-
хунки коефіцієнтів Пірсона для валового
вмісту ВМ у ґрунтах представлено у табл. 2,
а для унаочнення одержаних результатів –
на рис. 3 представлено відповідну кореля-
ційну діаграму.
Рис. 3. Кореляційна діаграма міжелементної
кореляції валового вмісту ВМ у ґрунтах
(коефіцієнти кореляції Пірсона)
Міжелементна кореляція вмісту кис-
лоторозчинних форм ВМ у ґрунтах
Закарпатської області є менш вираженою,
ніж валового вмісту ВМ, що видно з даних
табл. 3 і рис. 4. Вочевидь, це пов’язано, крім
геохімічних особливостей територій, з ти-
пом ґрунтів та їхньою кислотністю.
Рис. 4. Кореляційна діаграма міжелементної
кореляції вмісту кислоторозчинних форм ВМ у
ґрунтах (коефіцієнти кореляції Пірсона)
ФІЗИЧНА ХІМІЯ СКРИНІНГ ВМІСТУ ДЕЯКИХ ВАЖКИХ МЕТАЛІВ У ГУМУСОВОМУ ГРУНТОВОМУ ГОРИЗОНТІ ЗАКАРПАТСЬКОЇ ОБЛАСТІ
112 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2021
Таблиця 2
Результати розрахунку кореляції (кое
фіцієнтів кореляції Пірсона) міжеле
ментного валового вмісту ВМ у ґрунтах
Закарпатської області (r> 0,5; σ <0,05)
Х Cu Zn Mn Mo Co Pb Hg
Cu Х 0,96 -0,84 0,89 0,99 0,87 –
Zn 0,96 Х -0,79 0,91 0,96 0,86 –
Mn -0,84 -0,79 Х -0,86 -0,84 -0,75 –
Mo 0,89 0,91 -0,86 Х 0,87 0,81 –
Co 0,99 0,96 -0,84 0,87 Х 0,87 –
Pb 0,87 0,86 -0,75 0,81 0,87 Х –
Hg – – – – – – Х
Таблиця 3
Результати розрахунку кореляції (кое
фіцієнтів кореляції Пірсона) міжелемент
ного вмісту кислоторозчинних форм ВМ
у ґрунтах Закарпатської області (r > 0,5;
σ < 0,05)
Х Cu Zn Mn Mo Co Pb
Cu Х 0,67 -0,62 – 0,76 0,67
Zn 0,67 Х -0,72 0,79 0,83 0,87
Mn -0,62 -0,72 Х -0,70 -0,76 -0,68
Mo – 0,79 -0,70 Х 0,78 0,74
Co 0,76 0,83 -0,76 0,78 Х 0,80
Pb 0,67 0,87 -0,68 0,74 0,80 Х
Для оцінки потенційної небезпеки мі-
грації ВМ у системі ґрунт – рослина або
ґрунт – вода важливе значення має відно-
шення вмісту кислоторозчинної форми до
валового вмісту ВМ (міграційний коефі-
цієнт). Із даних табл. 1 видно, що найви-
щі значення міграційний коефіцієнт (МК)
мають Zn та Pb. Так, значення МК для Zn
для гірських районів становить 52,1%, для
передгірських – 45,7%, для низовинних –
41,0%. Така тенденція свідчить, що більшу
міграційну здатність (і біодоступність) Zn
має у ґрунтах гірських районів. Вочевидь,
це пов’язано з типом ґрунтів гірських ра-
йонів. Для Pb і Cu також найбільша мі-
граційна здатність характерна для ґрунтів
гірських районів. Так, значення МК для Pb
для гірських районів становить 34,9%, для
передгірських – 28,1%, для низовинних –
28,9%.
Отже, для оцінки потенційної небезпеки
ВМ, які наявні у ґрунтах, важливе значен-
ня має не тільки їхній валовий вміст, але й
вміст кислоторозчинних форм, що визна-
чає міграційну здатність ВМ та їхню біодо-
ступність.
ВИСНОВКИ. На основі скринінгу вміс-
ту деяких важких металів у гумусовому
ґрунтовому горизонті Закарпатської об-
ласті встановлено, що валовий вміст біль-
шості ВМ у ґрунтах різних ландшафтних
зон змінюється у ряді: низовинні райо-
ни > передгірські райони > гірські райо-
ни. Для Mn спостерігається протилежна
залежність його вмісту у ґрунтах різних
ландшафтних зон, а для Hg – залежності
не встановлено. Ці дані підтверджено від-
повідними значеннями коефіцієнтів коре-
ляції Спірмана. Для більшості ВМ (крім
Hg) встановлено виражену міжелементну
кореляцію (оцінювали за коефіцієнтами
Пірсона) щодо їхнього вмісту у ґрунтах,
що дозволяє прогнозувати вміст декіль-
кох ВМ на основі результатів визначення
одного з них. Обґрунтована доцільність
використання значення міграційного по-
казника (відношення вмісту кислотороз-
чинних форм ВМ до валового вмісту) як
критерію небезпеки ВМ у ґрунтах.
УХЖ № 2 / Том 87С. М. Сухарев, Л. М. Бугина, О. В. Паллаг, О. Ю. Сухарева, В. Г. Дробнич, Н. В. Бойко
113https://ucj.org.ua
Роботу частково виконано у рамках
Держбюджетної теми Міністерства
освіти і науки України, номер реєст
рації 0117U000379.
SCREENING OF THE CONTENT OF SOME HEAVY
METALS AT THE HUMUS SOIL HORIZON OF THE
TRANSCARPATHIAN REGION
S. M. Sukharev*, L. M. Bugyna, O. V. Pallah,
O. Yu. Sukhareva, V. G. Drobnych,
N. V. Boyko
State University ‘Uzhhorod National University’,
Pidhirna Str. 46, Uzhhorod, Ukraine
*е-mail: serhii.sukharev@uzhnu.edu.ua
Based on the screening of some heavy met-
als (HMs) content in the humus soil horizon of
the Transcarpathian region, the regularities of
the distribution of HMs in the soils of differ-
ent landscape zones have been established. It is
shown that increasing of the terrain height, the
content of HMs in soils decreases (except for
Mn and Hg) and for the total HMs content the
values of the Spearman correlation coefficient
are: Cu – (-0.84); Zn – (-0.83); Mn 0.77; Mo –
(-0.91); Co – (-0.82); Pb – (-0.83); Hg – absent;
for the content of acid-soluble forms: Cu – ab-
sent; Zn – (-0.72); Mn 0.75; Mo – (-0.89); Co –
(-0.86); Pb – (-0.77); Hg is absent. This pattern
is associated with the tectonic and geological
features of the different landscape zones. The
calculation of the migration coefficient (the ra-
tio of the content of acid-soluble forms to the
gross content) has been shown that in moun-
tainous regions this indicator has the highest
value for Zn, Pb, and Cu. That means the po-
tential danger of migration of these heavy me
tals and their bioavailability. This is probably
connected to the type of soil in the mountai
nous areas of the region. A pronounced in-
ter-element correlation of the HMs content in
soils (except for Hg) has been established and
the corresponding values of Pearson’s coeffi-
cients for the gross content are: Cu:Zn – 0,96;
Cu:Mn – (-0,84); Cu:Mo – 0,89; Cu:Co – 0,99;
Cu:Pb – 0,87; Zn:Mn – (-0,79); Zn:Mo – 0,91;
Zn:Co – 0,96; Zn:Pb – 0,86; Mn:Mo – (-0,86);
Mn:Co – (-0,84); Mn:Pb – (-0,75); Mo:Co –
0,87; Mo:Pb – 0,81; Co:Pb – 0,87. This makes it
possible to predict the content of several HMs
in the soils of the Transcarpathian region based
on the results of determining one of them. In
general, the content of HMs in the humus soil
horizon (total content and content of mobile
forms) is lower than the corresponding values
of maximum permissible concentrations.
K e y w o r d s: soils; geochemical features;
gross content; acid-soluble form; migration
coefficient.
© С. М. Сухарев, Л. М. Бугина, О. В. Паллаг,
О. Ю. Сухарева, В. Г. Дробнич, Н. В. Бойко,
2021
ЛІТЕРАТУРА
1. Wu X., Cobbina S. J., Mao G., Xu H.,
Zhang Z., Yang L. A review of toxicity and
mechanisms of individual and mixtures
of heavy metals in the environment //
Environmental Science and Pollution
Research. – 2016. – 23. – P. 8244–8259.
ФІЗИЧНА ХІМІЯ СКРИНІНГ ВМІСТУ ДЕЯКИХ ВАЖКИХ МЕТАЛІВ У ГУМУСОВОМУ ГРУНТОВОМУ ГОРИЗОНТІ ЗАКАРПАТСЬКОЇ ОБЛАСТІ
114 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2021
2. Ali H., Khan E., Ilah I. Environmental Che
mistry and Ecotoxicology of Hazardous
Heavy Metals: Environmental Persistence,
Toxicity, and Bioaccumulation // Journal
of Chemistry. – 2019. – ID 6730305 (1–14).
3. Violante A., Cozzolino V., Perelomov L.,
Caporale A.G., Pigna M. Mobility and bio-
availability of heavy metals and metalloids
in soil environments // Journal of soil sci-
ence and plant nutrition. – 2010. – 10(3). –
P. 268–292.
4. Acosta J. A., Jansen B., Kalbitz K., Faz A.,
Martínez-Martínez S. Salinity increas-
es mobility of heavy metals in soils //
Chemosphere. – 2011. – 85(8). – P. 1318–
1324.
5. Jaishankar M., Tseten T., Anbalagan N.,
Mathew B.B., Beeregowda K.N. Toxicity,
mechanism and health effects of some
heavy metals // Interdisciplinary
Toxicology. – 2014. – 7(2). – P. 60–72.
6. Nagajyoti P.C., Lee K.D., Sreekanth T.V.M.
Heavy metals, occurrence and toxici-
ty for plants: a review // Environmental
Chemistry Letters. – 2010. – 8. – P. 199–
216.
7. Rana S.V.S. Perspectives in Endocrine
Toxicity of Heavy Metals – A Review //
Biological Trace Element Research. –
2014. – 160. – P. 1–14.
8. Jan A.T., Azam M., Siddiqui K., Ali A.,
Choi I., Haq Q.M.R. Heavy Metals and
Human Health: Mechanistic Insight into
Toxicity and Counter Defense System
of Antioxidants // International Journal
of Molecular Sciences. – 2015. – 16. –
P. 29592–29630.
9. Ghazala M., Setsuko K. Toxicity of heavy
metals and metal-containing nanoparti-
cles on plants // Biochimica et Biophysica
Acta (BBA) – Proteins and Proteomics. –
2016. – 1864(8). – P. 932–944.
10. Alia N., Sardar K., Said M., Salma K.,
Sadia A., Sadaf S., Toqeer A., Miklas S.
Toxicity and Bioaccumulation of Heavy
Metals in Spinach (Spinacia oleracea)
Grown in a Controlled Environment //
International Journal of Environmental
Research and Public Health. – 2015. –
12. – P. 7400–7416.
11. De Matos A. T., Fontes M. P. F., Da Costa L.
M., Martinez M. A. Mobility of heavy me
tals as related to soil chemical and mine
ralogical characteristics of Brazilian soils //
Environmental Pollution. – 2001. – 111
(3). – P. 429–435.
12. Dang Z., Liu C., Haigh M.J. Mobility of
heavy metals associated with the nat-
ural weathering of coal mine spoils //
Environmental Pollution. – 2002. –
118(3). – P. 419–426.
13. Evangelou M.W.H., Ebel M., Schaeffer A.
Chelate assisted phytoextraction of heavy
metals from soil. Effect, mechanism,
toxicity, and fate of chelating agents //
Chemosphere. – 2007. – 68(6). – P. 989–
1003.
14. Sukharev S., Bugyna L., Pallah (Sarvash)
O., Sukhareva (Riabukhina) T., Drobnych
V., Yerem K. Screening of the microele-
ments composition of drinking well wa-
ter of Transcarpathian region, Ukraine //
Heliyon. – 2020. – 6(3). – P. e03535.
15. Tokaliogˇlu Ş., Kartal Ş., Güneş, A.A.
Determination of Heavy Metals in Soil
Extracts and Plant Tissues at Around of
a Zinc Smelter // International Journal of
Environmental Analytical Chemistry. –
2001. – 80(3). – P. 201–217.
16. Safarova V.I., Shaidullina G.F., Mikhe
УХЖ № 2 / Том 87С. М. Сухарев, Л. М. Бугина, О. В. Паллаг, О. Ю. Сухарева, В. Г. Дробнич, Н. В. Бойко
115https://ucj.org.ua
eva T.N., Kudasheva F.K., Nizamutdi
nova N.R. Methods of sample preparation
of soil, bottom sediments, and solid wastes
for atomic absorption determination of
heavy metals // Inorganic Materials. –
2011. – 47(14). – P. 1512–1517.
17. Фоновий вміст мікроелементів у ґрун-
тах України / за ред. А. І. Фатєєва і
Я. В. Пащенко. – Харків: Національний
науковий центр «Інститут грунтознав-
ства та агрохімії ім. О. Н. Соколов
ського», 2003. – 72 с.
REFERENCES
1. Wu X., Cobbina S.J., Mao G., Xu H.,
Zhang Z., Yang L. A review of toxicity
and mechanisms of individual and mix-
tures of heavy metals in the environment.
Environmental Science and Pollution
Research. 2016. 23: 8244.
2. Ali H., Khan E., Ilah I. Environmental
Chemistry and Ecotoxicology of Hazardous
Heavy Metals: Environmental Persistence,
Toxicity, and Bioaccumulation. Journal of
Chemistry. 2019. ID 6730305.
3. Violante A., Cozzolino V., Perelomov L.,
Caporale A.G., Pigna M. Mobility and bio-
availability of heavy metals and metalloids
in soil environments. Journal of soil science
and plant nutrition. 2010. 10(3): 268.
4. Acosta J.A., Jansen B., Kalbitz K., Faz
A., Martínez-Martínez S. Salinity in-
creases mobility of heavy metals in soils.
Chemosphere. 2011. 85(8): 1318.
5. Jaishankar M., Tseten T., Anbalagan N.,
Mathew B.B., Beeregowda K.N. Toxicity,
mechanism and health effects of some
heavy metals. Interdisciplinary Toxicology.
2014. 7(2): 60.
6. Nagajyoti P.C., Lee K.D., Sreekanth T.V.M.
Heavy metals, occurrence and toxicity for
plants: a review. Environmental Chemistry
Letters. 2010. 8: 199.
7. Rana S.V.S. Perspectives in Endocrine
Toxicity of Heavy Metals – A Review.
Biological Trace Element Research. 2014.
160: 1.
8. Jan A.T., Azam M., Siddiqui K., Ali A.,
Choi I., Haq Q.M.R. Heavy Metals and
Human Health: Mechanistic Insight into
Toxicity and Counter Defense System
of Antioxidants. International Journal of
Molecular Sciences. 2015. 16: 29592.
9. Ghazala M., Setsuko K. Toxicity of heavy
metals and metal-containing nanoparti-
cles on plants. Biochimica et Biophysica
Acta (BBA) - Proteins and Proteomics.
2016. 1864(8): 932.
10. Alia N., Sardar K., Said M., Salma K.,
Sadia A., Sadaf S., Toqeer A., Miklas S.
Toxicity and Bioaccumulation of Heavy
Metals in Spinach (Spinacia oleracea)
Grown in a Controlled Environment.
International Journal of Environmental
Research and Public Health. 2015. 12: 7400.
11. De Matos A.T., Fontes M.P.F., Da Costa L.M.,
Martinez M.A. Mobility of heavy metals
as related to soil chemical and mineral-
ogical characteristics of Brazilian soils.
Environmental Pollution. 2001. 111(3):
429.
12. Dang Z., Liu C., Haigh M.J. Mobility of
heavy metals associated with the nat-
ural weathering of coal mine spoils.
Environmental Pollution. 2002. 118(3):
419.
13. Evangelou M.W.H., Ebel M., Schaeffer A.
Chelate assisted phytoextraction of heavy
metals from soil. Effect, mechanism,
ФІЗИЧНА ХІМІЯ СКРИНІНГ ВМІСТУ ДЕЯКИХ ВАЖКИХ МЕТАЛІВ У ГУМУСОВОМУ ГРУНТОВОМУ ГОРИЗОНТІ ЗАКАРПАТСЬКОЇ ОБЛАСТІ
116 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2021
toxicity, and fate of chelating agents.
Chemosphere. 2007. 68(6): 989.
14. Sukharev S., Bugyna L., Pallah (Sarvash) O.,
Sukhareva (Riabukhina) T., Drobnych V.,
Yerem K. Screening of the microelements
composition of drinking well water of
Transcarpathian region, Ukraine. Heliyon.
2020. 6(3): e03535.
15. Tokaliogˇlu Ş., Kartal Ş., Güneş, A.A.
Determination of Heavy Metals in Soil
Extracts and Plant Tissues at Around of
a Zinc Smelter. International Journal of
Environmental Analytical Chemistry. 2001.
80(3): 201.
16. Safarova V.I., Shaidullina G.F., Mikhe
eva T.N., Kudasheva F.K., Nizamutdinova
N.R. Methods of sample preparation of
soil, bottom sediments, and solid wastes
for atomic absorption determination of
heavy metals. Inorganic Materials. 2011.
47(14): 1512.
17. Fonovyi vmist mikroelementiv u grun-
takh Ukrainy. Eds. Fatieieva A.I., Pash
chenko Ya.V. (Kharkiv: Natsionalnyi
naukovyi tsentr «Instytut hruntoznavstva
ta ahrokhimii im. O.N. Sokolovskoho»,
2003). 72. [In Ukraine].
Стаття надійшла 09.03.21
|
| id | oai:ojs2.1444248.nisspano.web.hosting-test.net:article-280 |
| institution | Ukrainian Chemistry Journal |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2026-07-23T01:05:58Z |
| publishDate | 2021 |
| publisher | V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | ucjorgua/83/4b02cbc0eddaaddac10e93fce981a383.pdf |
| spelling | oai:ojs2.1444248.nisspano.web.hosting-test.net:article-2802026-07-22T08:23:45Z SCREENING OF THE CONTENT OF SOME HEAVY METALS AT THE HUMUS SOIL HORIZON OF THE TRANSCARPATHIAN REGION СКРИНІНГ ВМІСТУ ДЕЯКИХ ВАЖКИХ МЕТАЛІВ У ГУМУСОВОМУ ҐРУНТОВОМУ ГОРИЗОНТІ ЗАКАРПАТСЬКОЇ ОБЛАСТІ Sukharev , Sergii Bugyna, Larysa Pallah, Oleksandra Sukhareva, Oksana Drobnych, Volodymyr Boyko, Nadiya geochemical features; gross content; acid-soluble form; migration coefficient. Based on the screening of some heavy metals (HMs) content in the humus soil horizon of the Transcarpathian region, the regularities of the distribution of HMs in the soils of different landscape zones have been established. It is shown that&nbsp; increasing of the terrain height, the content of HMs in soils decreases (except for Mn and Hg) and for the total HMs content&nbsp; the values of the Spearman correlation coefficient are: Cu – (-0.84); Zn – (-0.83); Mn 0.77; Mo – (-0.91); Co – (-0.82); Pb – (-0.83); Hg – absent; for the content of acid-soluble forms: Cu – absent; Zn – (-0.72); Mn 0.75; Mo – (-0.89); Co – (-0.86); Pb – (-0.77); Hg is absent. This pattern is associated with the tectonic and geological features of the different landscape zones. The calculation of the migration coefficient (the ratio of the content of acid-soluble forms to the gross content) has been shown that in mountainous regions this indicator has the highest value for Zn, Pb, and Cu. That means the potential danger of migration of these heavy metals and their bioavailability. This is probably connected to the type of soil in the mountainous areas of the region. A pronounced inter-element correlation of the HMs content in soils (except for Hg) has been established and the corresponding values of Pearson’s coefficients for the gross content are:&nbsp;Cu:Zn – 0,96; Cu:Mn – (-0,84); Cu:Mo – 0,89; Cu:Co – 0,99; Cu:Pb – 0,87; Zn:Mn – (-0,79); Zn:Mo – 0,91; Zn:Co – 0,96; Zn:Pb – 0,86; Mn:Mo – (-0,86); Mn:Co – (-0,84); Mn:Pb – (-0,75); Mo:Co – 0,87; Mo:Pb – 0,81; Co:Pb – 0,87.&nbsp;This makes it possible to predict the content of several HMs in the soils of the Transcarpathian region based on the results of determining one of them. In general, the content of HMs in the humus soil horizon (total content and content of mobile forms) is lower than the corresponding values of maximum permissible concentrations. &nbsp; V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry 2021-03-19 Article Article Physical chemistry Физическая xимия Фізична xімія application/pdf https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/280 10.33609/2708-129X.87.02.2021.107-116 Ukrainian Chemistry Journal; Vol. 87 No. 2 (2021): Ukrainian Chemistry Journal; 107-116 Украинский химический журнал; ##issue.vol## 87 ##issue.no## 2 (2021): Украинский химический журнал; 107-116 Український хімічний журнал; Том 87 № 2 (2021): Український хімічний журнал; 107-116 2708-129X 2708-1281 en https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/280/157 Copyright (c) 2021 Sergii Sukharev , Larysa Bugyna, Oleksandra Pallah, Oksana Sukhareva, Volodymyr Drobnych, Nadiya Boyko https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0 |
| spellingShingle | Sukharev , Sergii Bugyna, Larysa Pallah, Oleksandra Sukhareva, Oksana Drobnych, Volodymyr Boyko, Nadiya СКРИНІНГ ВМІСТУ ДЕЯКИХ ВАЖКИХ МЕТАЛІВ У ГУМУСОВОМУ ҐРУНТОВОМУ ГОРИЗОНТІ ЗАКАРПАТСЬКОЇ ОБЛАСТІ |
| title | СКРИНІНГ ВМІСТУ ДЕЯКИХ ВАЖКИХ МЕТАЛІВ У ГУМУСОВОМУ ҐРУНТОВОМУ ГОРИЗОНТІ ЗАКАРПАТСЬКОЇ ОБЛАСТІ |
| title_alt | SCREENING OF THE CONTENT OF SOME HEAVY METALS AT THE HUMUS SOIL HORIZON OF THE TRANSCARPATHIAN REGION |
| title_full | СКРИНІНГ ВМІСТУ ДЕЯКИХ ВАЖКИХ МЕТАЛІВ У ГУМУСОВОМУ ҐРУНТОВОМУ ГОРИЗОНТІ ЗАКАРПАТСЬКОЇ ОБЛАСТІ |
| title_fullStr | СКРИНІНГ ВМІСТУ ДЕЯКИХ ВАЖКИХ МЕТАЛІВ У ГУМУСОВОМУ ҐРУНТОВОМУ ГОРИЗОНТІ ЗАКАРПАТСЬКОЇ ОБЛАСТІ |
| title_full_unstemmed | СКРИНІНГ ВМІСТУ ДЕЯКИХ ВАЖКИХ МЕТАЛІВ У ГУМУСОВОМУ ҐРУНТОВОМУ ГОРИЗОНТІ ЗАКАРПАТСЬКОЇ ОБЛАСТІ |
| title_short | СКРИНІНГ ВМІСТУ ДЕЯКИХ ВАЖКИХ МЕТАЛІВ У ГУМУСОВОМУ ҐРУНТОВОМУ ГОРИЗОНТІ ЗАКАРПАТСЬКОЇ ОБЛАСТІ |
| title_sort | скринінг вмісту деяких важких металів у гумусовому ґрунтовому горизонті закарпатської області |
| topic_facet | geochemical features gross content acid-soluble form migration coefficient. |
| url | https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/280 |
| work_keys_str_mv | AT sukharevsergii screeningofthecontentofsomeheavymetalsatthehumussoilhorizonofthetranscarpathianregion AT bugynalarysa screeningofthecontentofsomeheavymetalsatthehumussoilhorizonofthetranscarpathianregion AT pallaholeksandra screeningofthecontentofsomeheavymetalsatthehumussoilhorizonofthetranscarpathianregion AT sukharevaoksana screeningofthecontentofsomeheavymetalsatthehumussoilhorizonofthetranscarpathianregion AT drobnychvolodymyr screeningofthecontentofsomeheavymetalsatthehumussoilhorizonofthetranscarpathianregion AT boykonadiya screeningofthecontentofsomeheavymetalsatthehumussoilhorizonofthetranscarpathianregion AT sukharevsergii skriníngvmístudeâkihvažkihmetalívugumusovomugruntovomugorizontízakarpatsʹkoíoblastí AT bugynalarysa skriníngvmístudeâkihvažkihmetalívugumusovomugruntovomugorizontízakarpatsʹkoíoblastí AT pallaholeksandra skriníngvmístudeâkihvažkihmetalívugumusovomugruntovomugorizontízakarpatsʹkoíoblastí AT sukharevaoksana skriníngvmístudeâkihvažkihmetalívugumusovomugruntovomugorizontízakarpatsʹkoíoblastí AT drobnychvolodymyr skriníngvmístudeâkihvažkihmetalívugumusovomugruntovomugorizontízakarpatsʹkoíoblastí AT boykonadiya skriníngvmístudeâkihvažkihmetalívugumusovomugruntovomugorizontízakarpatsʹkoíoblastí |