Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sử dụng phụ phẩm hữu cơ nông nghiệp - công nghiệp để phục hồi đất bị thoái hóa: sự khác biệt về hóa học và độc tính sinh thái (genotoxic) giữa bùn tươi và bùn ổn định cùng việc thiết lập tỷ lệ áp dụng
Tóm tắt
Đất bị thoái hóa do hoạt động khai thác than có thể được phục hồi bằng cách bổ sung bùn hữu cơ từ nông nghiệp - công nghiệp. Tuy nhiên, các tác động môi trường liên quan đến phương pháp quản lý này cần được giải quyết đúng cách. Trong bối cảnh này, mục tiêu của nghiên cứu này là đánh giá độc tính sinh thái (genotoxic) của bùn tươi và bùn đã ổn định trước khi sử dụng trong thử nghiệm phục hồi đất trong phòng thí nghiệm. Phân tích hóa học của các hỗn hợp phức tạp (đất thoái hóa, bùn tươi và bùn ổn định) đã được tiến hành, cùng với một loạt các thử nghiệm độc tính sinh thái (genotoxic) trên enzyme vi sinh vật (thủy phân fluorescein), giun đất và thực vật bậc cao (bao gồm thử nghiệm genotoxic trên Vicia faba), theo các phương pháp đã công bố. Kết quả của các thử nghiệm này cho thấy bùn tươi độc hơn so với bùn đã ổn định trong 6 tháng đối với giun đất và thực vật bậc cao (xà lách, ngô và cải dại), trong khi các thử nghiệm phyto(geno)toxicity với V. faba cho thấy cùng mức độ độc tính gen cho hai loại bùn. Trong mô phỏng phục hồi đất sử dụng các hỗn hợp khác nhau của đất thoái hóa và bùn ổn định, tỷ lệ 50:50% (theo khối lượng khô) cho thấy tác động phyto(geno)toxicity thấp nhất và hỗn hợp này có thể được sử dụng cho việc tái thực vật hóa khu vực bị ô nhiễm.
Từ khóa
#phục hồi đất #bùn hữu cơ #độc tính sinh thái #genotoxicity #tái thực vật hóa #khai thác thanTài liệu tham khảo
ABNT (2004) Resíduos Sólidos e Teste de Lixiviação. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 10005. Rio de Janeiro, RJ, Brazil.
Adani F, Tambone F (2005) Long-term effect of sewage sludge application on soil humic acid. Chemosphere 60:1214–1221
Adema DMM, Henzen L (1989) A comparison of plant toxicities of some industrial chemicals in soil culture and soilless culture. Ecotoxicol Environ Saf 18:219–229
Alvarenga P, Palma P, Gonçalves AP, Baião N, Fernandes RM, de Varennes A, Vallini G, Duarte E, Cunha-Queda AC (2008) Assessment of chemical, biochemical and ecotoxicological aspects in a mine soil amended with sludge of either urban or industrial origin. Chemosphere 72:1774–1781
APHA, AWWA, WPCF (1995) Standard methods for the examination of water and wastewater. American Public Health Association, American Water Works Association and Water Pollution Control Federation, 19th ed., Section 8220, Washington, DC.
Brinton WF (1998) Volatile organic acids in compost: production and odorant aspects. Compost Sci Util 4:75–82
Brinton WF, Evans E (2002) Plant performance in relation to oxygen depletion, co2- rate and volatile fatty acids in container media composts of varying maturity. In: Insam H, Riddels N, Klammer S (eds) Microbiology of Composting. Springer, Berlin
CEC (1991) Council Directive 91/689/EEC of 12 December 1991 on hazardous waste. Commission of the European Communities. Off. J. Eur. Communities L377/20
Chiochetta CG, Radetski MR, Corrêa AXR, Tischer V, Tiepo EN, Radetski CM (2013) Abandoned coal mining sites: using ecotoxicological tests to support an industrial organic sludge amendment. Environ Sci Pollut Res 20:7656–7665
Chiochetta CG, Goetten LC, Almeida SM, Quaranta G, Cotelle S, Radetski CM (2014) Leachates from solid wastes: chemical and eco(geno)toxicological differences between leachates obtained from fresh and stabilized industrial organic sludge. Environ Sci Pollut Res 21:1090–1098
Corriea-Guerrero C, de Brito JC, Lapa N, Oliveira JFS (1995) Reuse of industrial orange waste as organic fertilizer. Bioresour Technol 53:43–51
Düring R-A, Gäth S (2002) Utilization of municipal organic wastes in agriculture: where do we stand, where will we go? J Plant Nutr 165:544–556
EMBRAPA (1999) Manual de análises químicas de solos, plantas e fertilizantes. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, Brasília DF
Guerrero C, Gomez I, Moral P, Mataix-Solera J, Mataix-Beneyto J, Hernandez T (2001) Reclamation of a burned forest soil with municipal waste compost: macronutrient dynamic and improved vegetation cover recovery. Bioresour Technol 76:221–227
Huguier P, Manier N, Chabot L, Bauda P, Pandard P (2015) Ecotoxicological assessment of organic wastes spread on land: Towards a proposal of a suitable test battery. Ecotoxicol Environ Saf 113:103–111
Iannotti DA, Grebus ME, Toth BL, Madden LV, Hoitink HAJ (1994) Oxygen respirometry to assess stability and maturity of composted municipal solid waste. J Environ Qual 23:1177–1187
International Standard Organization (2013) Soil Quality—Assessment of Genotoxic Effects on Higher Plants—Vicia faba Micronucleus Test, 29200. ISO/WS, Geneva
International Standard Organization (1993) Soil quality and effects of pollutants on earthworms (Eisenia foetida) Part 1. Determination of acute toxicity using artificial soil substrate. ISO 11268-1. Geneva, Switzerland.
International Standard Organization (1995) Soil quality and determination of the effects of chemicals added to the soil on emergence and growth of higher plants. ISO/CD 11269-2. Geneva, Switzerland.
Juwarkar AA, Jambhulkar HP (2008) Phytoremediation of coal mine spoil dump through integrated biotechnological approach. Bioresour Technol 99:4732–4741
Kapanen A, Itävaara M (2001) Ecotoxicity tests for compost applications. Ecotoxicol Environ Saf 49:1–16
Kosson DS, van der Sloot HA, Sanchez F, Garrabrants AC (2002) An integrated framework for evaluating leaching in waste management and utilization of secondary materials. Environ Eng Sci 19:159–204
Kumar GP, Yadav SK, Thawle PR, Singh SK, Juwarkar AA (2008) Growth of Jatropha curcas on metal contaminated soil amended with industrial wastes and Azotobacter—a greenhouse study. Bioresour Technol 99:2078–2082
Lattuada RM, Menezes CTB, Pavei PT, Peralba MCR, Dos Santos JHZ (2009) Determination of metals by total reflection X-ray fluorescence and evaluation of toxicity of a river impacted by coal mining in the south of Brazil. J Hazard Mater 163:531–537
Nancucheo I, Johnson DB (2011) Significance of microbial communities and interactions in safeguarding reactive mine tailings by ecological engineering. Appl Environ Microbiol 77:8201–8208
Pognani M, D’Imporzano G, Scaglia B, Adani F (2009) Substituting energy crops with organic fraction of municipal solid waste for biogas production at farm level: a full-scale plant study. Process Biochem 44:817–821
Ramírez WA, Domene X, Ortiz O, Alcañiz JM (2008) Toxic effects of digested, composted and thermally-dried sewage sludge on three plants. Bioresour Technol 99:7168–7175
Ratsch HC (1983) Interlaboratory root elongation testing of toxic substances on selected plant species. EPA 600/S3-83-051. Technical Report. U.S. Environmental Protection Agency, Environmental Research Laboratory, Corvallis.
Rosa EVC, Giuradelli TM, Corrêa AXR, Rörig LR, Schwingel PR, Resgalla C Jr, Radetski CM (2007) Ecotoxicological evaluation of the short term effects of fresh and stabilized textile sludge before application in forest soil restoration. Environ Pollut 146:463–469
Santa Catarina State (2004) Secretaria de estado do desenvolvimento urbano e meio ambiente, diretoria de recursos naturais e gestão ambiental, gerência de recursos minerais. Convênio 024/99 Relatório Parcial, Florianópolis (SC), Brazil.
Schnürer J, Rosswall T (1982) Fluorescein diacetate hydrolysis as a measure of total microbial activity in soil and litter. Appl Environ Microbiol 6:1256–1261
USEPA (1996) Semivolatile organic compounds by gas chromatography/mass spectrometry (CG/MS). On CD: Test method for evaluation solid waste physical/chemical methods, SW-846method 8270C. Laboratory manual. Vol I-B Environmental Protection Agency, Washington, D.C.
USGPO (2003) Title 40 Code of Federal Regulations (annual edition)—Protection of Environment, U.S. Government Printing Office, July 1, Washington (available at http://www.gpo.gov/fdsys/pkg/CFR-2003-title40-vol1/content-detail.html). Accessed 13 Feb 2014
Van Gestel CAM, Van der Waarde JJ, Derksen JGM, Van der Hoek EE, Veul MFXW, Bouwens S, Rusch B, Kronenburg R, Stokman GNM (2001) The use of acute and chronic bioassays to determine the ecological risk and bioremediation efficiency of oil-polluted soils. Environ Toxicol Chem 20:1438–1449
Vangronsveld J, Herzig R, Weyens N, Boulet J, Adriaensen K, Ruttens A, Thewys T, Vassilev A, Meers E, Nehnevajova E (2009) Phytoremediation of contaminated soils and groundwater: lessons from the field. Environ Sci Pollut Res 16:765–794
Wang H, Brown SL, Magesan GN, Slade AH, Quintern M, Clinton PW, Payn TW (2008) Technological options for the management of biosolids. Environ Sci Pollut Res 15:308–317