The research of differential migration of manganese in agricultural lands by combining methods

Authors

DOI:

https://doi.org/10.46299/j.isjea.20230202.15

Keywords:

ecological research, Manganese, soil, regulatory basins, filtration zones

Abstract

The ecological research of urbanized territories and the assessment of environmental conditions are priority areas of modern science. Their actuality is determined with a necessity of detection factors and causes, which form ecological situations in ecosystems, a highlighting of priority problems and a studying of spatial differentiation of urbanized territories for the purpose of creating the safe and comfortable habitat of population. In most cases the modern assertation of the quality of the environment is solely based on statistic data (emissions level, concentration of microelements in soil, etc.), which is available for a wide range of people. But such data is unable to demonstrate an actual ecological situation and provide a concept of peculiarities of the spatial structure of polluted territories. Manganese is spread to soils in the form of oxides and hydroxides, which settled ether on soil particles or as nodules of various diameters. Divalent manganese is converted to carbonate or bicarbonate in the process of weathering. Manganese accumulates in the high horizon of in most soils; this accumulation is especially distinctive in the soils of the forest zone. The accomplished studies have confirmed that as long as heavy metals are closely bound to soil constituents and are difficult to access, their negative impact on soil and the environment will be negligible. However, if soil conditions allow heavy metals to infiltrate into the soil solution, there is a direct threat of soil contamination and the possibility of their penetration into plants. The accomplished studies of agricultural lands located around the regulatory basins using the geophysical method of the Earth's natural pulsed electromagnetic field allowed to establish the position of water filtration zones in the soils adjacent to the basin and the direction of migration of water containing dissolved manganese. The nature of these processes and possible consequences were analyzed.

References

Фатєєв, А. I., Пащенко, Я. В., Балюк, С. А. (2003). Фоновий вміст мікроелементів в ґрунтах України. Харків: ННЦ «ІГА імені О. Н. Соколовського».

Гунько С.О., Володько Д.А. Дослідження розподілу мангану в ґрунтах Дніпропетровської області. Perspectives of development of science and practice. Abstracts of XIII International Scientific and Practical Conference. Prague, Czech Republic. 2021. 55–56. DOI: 10.46299/ISG.2021.II.XIII

Цвєткова Н.М., Тагунова Е.О. Геохімічні бар’єри в розподілі мангану в едафотопах Присамар’я Дніпровського. Вісник Дніпропетровського університету. Біологія, екологія. 2015. 23(1). С. 3-9.

Бессонова, В. П., Іванченко, О. Є., Пономарьова О.А. (2015). Одночасний вплив важких металів (Pb2+ і Cd2+) та засолення на стан асиміляційного апарату і вміст пігментів фотосинтезу пажитниці багаторічної. Вісник Дніпропетровського університету. Біологія, екологія, 23(1), 15–20. doi:10.15421/011503

Пахомов, О. Є., Кунах О. М. (2005). Функціональне різноманіття ґрунтової мезофауни заплавних степових лісів в умовах штучного забруднення середовища. Дніпропетровськ: ДНУ.

Xinyuan Zhan, Yan Wang, Li’ao Wang, Chenxuan Li, Xiaowei Xu, Rui Deng (2023) Migration, solidification/stabilization mechanism of heavy metal in lightweight ceramisite from co-sintering fly ash and electrolytic manganese residue. Process Safety and Environmental Protection : Elsevier, 21 March 2023. https://doi.org/10.1016/j.psep.2023.03.047, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0957582023002525

Sheng Zhang,Zhiliang Chen,Xiaoqing Lin,Fei Wang,Jianhua Yan (2020) Kinetics and fusion characteristics of municipal solid waste incineration fly ash during thermal treatment. Fuel, Publisher: Elsevier, 1 November 2020, https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2017.10.050, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0045653517316302.

ZHANG Hong, XING Hang, LIU Zai Mei, LI Qian Yun, CHEN Shao Hong, ZHU Lei. Study of Migration and Safety Assessment of Manganese (Mn) from Food Contact Stainless-Steel Products in China[J]. Biomedical and Environmental Sciences, 2022, 35(4): 361-365. doi: 10.3967/bes2022.048 https://www.besjournal.com/cn/article/doi/10.3967/bes2022.048?viewType=HTML

Ayesha Siddiqua, John N. Hahladakis, Wadha Ahmed K A Al-Attiya (2022) An overview of the environmental pollution and health effects associated with waste landfilling and open dumping. Environ Sci Pollut Res Int, 2022; 29(39): 58514–58536. Published online 2022 Jul 1. doi: 10.1007/s11356-022-21578-z PMCID: PMC9399006 PMID: 35778661. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9399006/

. Наконечний, В.Г. (2021) Дослідження екологічного стану сільськогосподарських земель прилеглих до регулюючих зрошувальних басейнів. Збірник наукових праць ДДТУ, 2(39), 134–140.

Пикареня , Д.С. , Орлинская, О.В (2009). Опыт применения метода естественного импульсного электромагнитного поля Земли (ЕИЭМПЗ) для решения инженерно-геологических и геологических задач. Днепропетровск: «СВИДЛЕР».

Qing-yun Di,Guo-qiang Xue,Da Lei,Zhong-xing Wang,Yi-ming Zhang,Shun Wang,Qi-mao Zhang (2018) Geophysical survey over molybdenum mines using the newly developed M-TEM system. Publication: Journal of Applied Geophysics: Elsevier, November 2018. https://doi.org/10.1016/j.jappgeo.2018.07.008. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0926985118302337

Lining Song,Jiaojun Zhu,Qiaoling Yan,Hongzhang Kang (2012) Estimation of groundwater levels with vertical electrical sounding in the semiarid area of South Keerqin sandy aquifer, China. Journal of Applied Geophysics: Elsevier, August 2012. https://doi.org/10.1016/j.jappgeo.2012.03.011. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0926985112000651

Adi Suryadi,Dewandra Bagus Eka Putra, Husnul Kausarian, Budi Prayitno , Reza Fahlepi (2018) Groundwater exploration using Vertical Electrical Sounding (VES) Method at Toro Jaya, Langgam, Riau. Journal of Geoscience, Engineering, Environment and Technology, Vol. 3, No. 4, https://doi.org/10.24273/jgeet.2018.3.4.2226, https://journal.uir.ac.id/index.php/JGEET/article/view/2226.

Huang L., Liua F., Tan W., Hu H., Wang M.K.. Geochemical characteristics of selected elements in ironmanganese cutans and matrices of Alfisols in central China. J. Geochem. Explor. 2009. 103(1). 30–36.

Lin C., Wang J., Liu S., He M., Liu X. Geochemical baseline and distribution of cobalt, manganese, and vanadium in the Liao River Watershed sediments of China. Geosciences Journal. 2013. 17(4). 455–464.

Гунько, С.О. Дубина, А.О. (2020) Міграція Mn та Ni у біогеоценозах штучних лісових насаджень степового Придніпров’я (на прикладі Самишиної балки м. Кам’янське. Current trends in the development of science and practice: Materials of reports The XXI International scientific and practical conference. (110–114 pages). Haifa.

Гунько С.А. (2015) Мониторинговые исследования лесных биогеоценозов в степной зоне Украины. Мультинаукові дослідження як тренд розвитку сучасної науки: Збірник центру наукових публікацій за матеріалами міжнародної науково-практичної конференції. (С. 16–17). Київ: Центр наукових публікацій.

Цвєткова, Н. М., Тагунова, Є. О. (2015). Геохімічні бар’єри в розподілі мангану в едафотопах Присамаря Дніпровського. Вісник ДНУ. Серія Біологія, екологія, 23(1), 3–9.

Цвєткова, Н. М., Пахомов, О. Є., Сердюк, С. М., Якуба, М. С. (2016). Біологічне різноманіття України. Дніпропетровська область. Ґрунти. Метали у ґрунтах. Дніпропетровськ: Ліра.

Костишин, С. С., Руденко, С. С., Морозова, Т. В. (2008). Основи загальної екології: практичний курс. Чернівці: Книги.

Цвєткова, Н.М., Якуба, М.С. (2006). Спектральний аналіз ґрунтів. Дніпропетровськ: ДНУ.

Published

2023-04-01

How to Cite

Nakonechnyi, V., Hunko, S., & Byelyanska, O. (2023). The research of differential migration of manganese in agricultural lands by combining methods. International Science Journal of Engineering & Agriculture, 2(2), 153–165. https://doi.org/10.46299/j.isjea.20230202.15