Biosafety evaluation for some remediants and their effectiveness in detoxication peaty soils with heavy metals

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Contamination soils with heavy metals is a problem with high interest, because contamination with heavy metals affect food chains and human health by intake and accumulation in living beings. Although all of these methods not quite effective for recovering contaminated environments, however they are still good options for recovering contaminated soils. In this research evaluated the recovering potential in different concentrations and combinations of dolomite with additives like zerovalent iron, Fe-Mn concretions, iron powder, ferrihydrite and iron nanoparticles. With these treatments, achieved reduction of concentration of all heavy metals founded (Co, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb and Zn) and also reduction in toxicity, confirmed with a biotest with Daphnia magna. These findings confirms that the optimal remediants are nanoparticles with biochar and iron powder with and without biochar.

About the authors

Cesar C. Zambrano-Gary

RUDN University

Email: sambrano-gari-s@rudn.ru
Postgraduate Student, Department of Human Ecology and Bioelementology, Institute of Environmental Engineering 6 Miklukho-Maklaya St, Moscow, 117198, Russian Federation

Yuliy D. Sergeeva

Moscow State University

Email: sergeeva.yulia.dm@gmail.com
Student, Department of Land Resources and Soil Assessment, Faculty of Soil Science build. 12, 1 Leninskie Gory, Moscow, 119991, Russian Federation

Vera A. Terekhova

Moscow State University

Email: vterehova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-9121-639X

Doctor of Biological Sciences, Professor, Department of Land Resources and Soil Assessment, Faculty of Soil Science

build. 12, 1 Leninskie Gory, Moscow, 119991, Russian Federation

Anatoly A. Kirichuk

RUDN University

Author for correspondence.
Email: kirichuk-aa@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0001-5125-5116

Doctor of Biological Sciences, Professor, Director of the Department of Human Ecology and Bioelementology, Institute of Environmental Engineering

6 Miklukho-Maklaya St, Moscow, 117198, Russian Federation

References

  1. Bolan N, Kunhikirshnan A, Thangarajan R, Kumpiene J, Park J, Makino T, Kirkham MB, Scheckel K. Remediation of heavy metal(loid)s contaminated soil - To mobilize or to immobilize? Journal of Hazardous Materials. 2014;266:141-166. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304389413009485
  2. Covarrubias SA, Peña-Cabriales JJ. Contaminación ambiental por metales pesados en México: problemática y estrategias de fitorremediación. Revista Internacional de Contaminación Ambiental. 2019;33:7-21. https://www.revistascca.unam.mx/rica/index.php/rica/article/view/RICA.2017.33.esp 01.01
  3. Kazakova NA. Contamination soils with heavy metals. Vestnik Ul’yanovskoi gosudarstvennoi sel’skokhozyaistvennoi akademii. 2009;1(8):29-31. https://cyberleninka.ru/article/n/zagryaznenie-pochvy-tyazhelymi-metallami
  4. Liu LL, Song WW, Guo M. Remediation techniques for heavy metal-contaminated soils: principles and applicability. Science of the total environment. 2018;633:206-219. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969718309215
  5. Muluyema-Allaica JC, Canga-Castillo SM, Pucha-Medina PM, Espinoza-Ruiz CG. Evaluación de la contaminación por metales pesados en suelos de la Reserva Ecológica de Manglares Cayapas Mataje (REMACAM) - Ecuador. Revista Internacional de Investigación e Innovación Tecnológica. 2019;7(41):40-61. https://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2007-97532019000600003
  6. Vodyanitsky YuN. Modern tendencies contaminated soils with heavy metals. Agrochemistry. 2013;9:88-96. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=20250698
  7. Covarrubias SA, García-Berumen JA, Peña-Cabriales JJ. El papel de los microorganismos en la biorremediación de suelos contaminados con metales pesados. Acta Universitaria. 2015;25(3):40-45. http://www.actauniversitaria.ugto.mx/index.php/acta/article/view/907
  8. Khalid S., Shahid M., Niazi NK., Murtaza B., Bibi I., Dumat C. A comparison of technologies for remediation of heavy metal contaminated soils. Journal of Geochemical Exploration. 2017;182:247-268. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/ S0375674216303818
  9. Puga S, Sosa M, Lebgue T, Quintana C, Campos A. Contaminación por metales pesados provocada por la industria minera. Ecología Aplicada. 2006;5(2):149-155. http://www.scielo.org.pe/scielo.php?pid=S1726-22162006000100020&script=sci_arttext
  10. Koptsik GN. Modern approaches for remediation soils contaminated with heavy metals. A review. Soil science. 2014;7:851-868. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=21699031
  11. Yankevich MI, Khadieva VV, Murygina VP. Biorremediation soils: yesterday, today, tomorrow. Interdisciplinary scientific and applied journal “Biosphere”. 2015;7(2):199-208. https://cyberleninka.ru/article/n/bioremediatsiya-pochv-vchera-segodnya-zavtra
  12. Cheng S, Chen T, Xu W, Huang J, Jiang S, Yan B. Application research of biochar for the remediation of soil heavy metals: a review. Molecules. 2020;25(14):3167. https://www.mdpi.com/1420-3049/25/14/3167
  13. Zhang X, Wang H, He L, Lu K, Sarmah A, Li J, Bolan NS, Pei J, Huang H. Using biochar for remediation of soils contaminated with heavy metals and organic pollutants. Environmental Science and Pollution Research. 2013;20:8472-8483. https://link.springer.com/article/10.1007/s11356-013-1659-0
  14. Sergeeva YD, Kiryushina AP, Calero VK, Fedorova OA, Terekhova VA. Comparison of the efficiency of Micro- and Nanoparticles of Zero-Valent iron in the detoxification of technogenically polluted soil. Eurasian Soil Science. 2023;56(2):238-246. https://doi.org/10.1134/S1064229322602037
  15. Machado S, Stawiňsky W, Slonina P, Pinto AR, Grosso JP, Nouws HP, Albergaria JT, Delerue-Matos C. Application of green zero-valent iron nanoparticles to the remediation of soils contaminated with ibuprofen. Science of the Total Environment. 2013;461:323-329. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969713005597
  16. Galdames A, Ruiz-Rubio L, Orueta M, Sánchez-Arzalluz M, Vilas-Vilela JL. Zero-Valent iron nanoparticles for soil and groundwater remediation. International Journal of Environmental Research and Public Health. 2018;17:5817. https://www.mdpi.com/1660-4601/17/16/5817
  17. Vrînceanu NO, Motelică DM, Dumitru M, Calciu I, Tănase V, Preda M. Assesment of using bentonite, dolomite, natural zeolite and manure for the immobilization of heavy metals in a contaminated soil: the Copşa Mică case study (Romania). Journal Catena. 2019;176:336-342. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0341816219300153

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».