kaz65Почвоведение и агрохимияSoil Science and Agrichemistry1999-740X2959-3433Казахский научно-исследовательский институт почвоведения и агрохимии имени У.У. Успанова10.51886/1999-740X_2025_4_16kaz65-1052Research ArticleЭКОЛОГИЯ ПОЧВЫРазработка метода контроля и очистки почвы, загрязнённой тяжёлыми металлами с использованием наноструктурированных сорбентовDevelopment of a method for monitoring and remediating heavy metal-contaminated soil using nanostructured sorbentshttps://orcid.org/0000-0002-5951-9160КеримкуловаМ. Р.KerimkulovaM. R.

050010, Алматы, пр. Абая, 8

050010, Almaty, Abai ave., 8

biomak111@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0005-3760-7345ҚасымжановаГ. Н.KassymzhanovaG. N.

050040, Алматы, пр. аль-Фараби, 71

050040, Almaty, Al-Farabi ave., 71

kasymzhanova2002@inbox.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3454-8889ДосжановЕ. О.DoszhanovYe. O.

050040, Алматы, пр. аль-Фараби, 71

050015, Алматы, ул. Богенбай батыра, 172

050040, Almaty, Al-Farabi ave., 71

050015, Almaty, Bogenbay Batyr st., 172

doszhanovyerlan@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8048-4970КеримкуловаА. Р.KerimkulovaA. R.

050015, Алматы, ул. Богенбай батыра, 172

050013, Алматы, ул. Сатпаева, 22

050015, Almaty, Bogenbay Batyr st., 172

050013, Almaty, Satpayev st., 22

almusha_84@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0004-6256-9814ЖумажановА. Н.ZhumazhanovA. N.

050040, Алматы, пр. аль-Фараби, 71

050015, Алматы, ул. Богенбай батыра, 172

050040, Almaty, Al-Farabi ave., 71

050015, Almaty, Bogenbay Batyr st., 172

jumajanarman@gmail.comhttps://orcid.org/0009-0000-4480-1756АсанбекН. М.AssanbekN. M.

050040, Алматы, пр. аль-Фараби, 71

050015, Алматы, ул. Богенбай батыра, 172

050040, Almaty, Al-Farabi ave., 71

050015, Almaty, Bogenbay Batyr st., 172

naziko-asanbek@mail.ruКазахский национальный аграрный исследовательский университетКазахстанKazakh National Agrarian Research UniversityKazakhstanКазахский национальный университет имени аль-ФарабиКазахстанAl-Farabi Kazakh National University;KazakhstanКазахский национальный университет имени аль-Фараби; Институт проблем горенияКазахстанAl-Farabi Kazakh National University; Institute of Combustion ProblemsKazakhstanИнститут проблем горения; Казахский национальный исследовательский технический университет им. И. СатпаеваКазахстанInstitute of Combustion Problems; Satbayev UniversityKazakhstan202507012026041624Copyright © Керимкулова М.Р., Қасымжанова Г.Н., Досжанов Е.О., Керимкулова А.Р., Жумажанов А.Н., Асанбек Н.М., 20262026Керимкулова М.Р., Қасымжанова Г.Н., Досжанов Е.О., Керимкулова А.Р., Жумажанов А.Н., Асанбек Н.М.Kerimkulova M.R., Kassymzhanova G.N., Doszhanov Y.O., Kerimkulova A.R., Zhumazhanov A.N., Assanbek N.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.soil.kz/jour/article/view/1052

Данная исследовательская работа предусматривает возможность очистки загрязненных тяжелыми металлами почв наноструктурированными сорбентами из растительных остатков. В качестве объекта исследования были взяты образцы почвы городов Алматы, Семей, Актау и Риддер, а также проведен процесс сорбции биосорбентами из рисовой шелухи, сосновых почек и подсолнечника. Проведены физико-химические исследования (СЭМ, BET, РФА) образцов, приготовленных путем карбонизации сорбентов в атмосфере аргона при температуре 800°С. Результаты показали, что сорбенты обладают высокой пористостью и развитой поверхностью, что увеличивает их адсорбционную способность. В 5-дневных экспериментах по адсорбции марганец (Mn) и рубидий (Rb) были эффективно сорбированы всеми сорбентами (30-70%). При этом подсолнечная шелуха показала, что она эффективно поглощает рубидий, сосновые почки-марганец и стронций, а рисовая шелуха-железо и рубидий. Полученные результаты показывают, что углеродные наносорбенты, полученные из растительных остатков, способны эффективно очищать почвы, загрязненные тяжелыми металлами, и подходят для использования в качестве экологически безопасного физико-механического метода.

This research work provides for the possibility of cleaning soils contaminated with heavy metals with nanostructured sorbents made from plant residues. As the object of the study, soil samples from Almaty, Semey, Aktau and Ridder were taken, and the process of sorption was carried out with biosorbents made from rice husks, Pine buds and sunflower husks. Physico-chemical studies (Sam, bat, RFA) were carried out on samples prepared by carbonization of sorbents in an argon atmosphere at a temperature of 800°C. The results showed that sorbents have a high porosity and a developed surface area, which increases their adsorption capacity. According to 5-day adsorption experiments, manganese (Mn) and rubidium (Rb) were effectively sorbed with all sorbents (30-70 %). At the same time, it was shown that sunflower husks effectively absorb rubidium, Pine buds-manganese and strontium, and rice husks-iron and rubidium. The results obtained show that carbon nanosorbents from plant residues are capable of effectively cleaning soils contaminated with heavy metals and are suitable for their use as an environmentally safe physico-mechanical method.

биосорбенттяжёлые металлыпочвакарбонизациянанострук-турированный сорбентbiosorbentheavy metalssoilcarbonizationnanostructured sorbentReferencesCheng, S., Chen, T., Xu, W., Huang, J., Jiang, S., & Yan, B.. Application research of biochar for the remediation of soil heavy metals contamination: a review// Molecules. – 2020. – Vol. 25(14). – P. 3167.Cheng, S., Chen, T., Xu, W., Huang, J., Jiang, S., & Yan, B.. Application research of biochar for the remediation of soil heavy metals contamination: a review// Molecules. – 2020. – Vol. 25(14). – P. 3167.Saparov, G., Dutbayev, Y., Amanzholkyzy, A., Islam, K. R., Tireuov, K., Hakimov, N., & Kozlov, A. Assessing Heavy Metal Contamination for Soil Reclamation: Implications for Sustainable Urban Development// Journal homepage.– 2024. – Vol. 19(6). – P. 2197–2204.Saparov, G., Dutbayev, Y., Amanzholkyzy, A., Islam, K. R., Tireuov, K., Hakimov, N., & Kozlov, A. Assessing Heavy Metal Contamination for Soil Reclamation: Implications for Sustainable Urban Development// Journal homepage.– 2024. – Vol. 19(6). – P. 2197–2204.Zhyrgalova, A., Yelemessov, S., Ablaikhan, B., Aitkhozhayeva, G., & Zhildikbayeva, A. Assessment of potential ecological risk of heavy metal contamination of agricultural soils in Kazakhstan// Brazilian Journal of Biology. – 2024. – Vol. 84. – P. e280583.Zhyrgalova, A., Yelemessov, S., Ablaikhan, B., Aitkhozhayeva, G., & Zhildikbayeva, A. Assessment of potential ecological risk of heavy metal contamination of agricultural soils in Kazakhstan// Brazilian Journal of Biology. – 2024. – Vol. 84. – P. e280583.Li, Z., Zheng, Z., Li, H., Xu, D., Li, X., Xiang, L., & Tu, S. Review on rice husk biochar as an adsorbent for soil and water remediation// Plants. – 2023. – Vol. 12(7). – 1524.Li, Z., Zheng, Z., Li, H., Xu, D., Li, X., Xiang, L., & Tu, S. Review on rice husk biochar as an adsorbent for soil and water remediation// Plants. – 2023. – Vol. 12(7). – 1524.Ali, Qasim & Zia, Ahmed & Kamran, Muhammad & Shabaan, Dr-Muhammad & Zulfiqar, Usman & Ahmad, Muhammad & Iqbal, Rashid & Maqsood Muhammad. Nanoremediation for heavy metal contamination: A review// Hybrid Advances. – 2023. – Article 100091.Ali, Qasim & Zia, Ahmed & Kamran, Muhammad & Shabaan, Dr-Muhammad & Zulfiqar, Usman & Ahmad, Muhammad & Iqbal, Rashid & Maqsood Muhammad. Nanoremediation for heavy metal contamination: A review// Hybrid Advances. – 2023. – Article 100091.Emenike, E. C., Adeleke, J. A., Iwuozor, K. O., Egbemhenghe, A., Bello-Hassan, M. T., Adu, A. O., & Adeniyi, A. G. Application of Rice Husks-Based Biochar for Removal of Pollutants from Water and Wastewater// Separation &Purification Reviews. - 2025. – P. 1–22.Emenike, E. C., Adeleke, J. A., Iwuozor, K. O., Egbemhenghe, A., Bello-Hassan, M. T., Adu, A. O., & Adeniyi, A. G. Application of Rice Husks-Based Biochar for Removal of Pollutants from Water and Wastewater// Separation &Purification Reviews. - 2025. – P. 1–22.Igalavithana, A. D., Lee, S. E., Lee, Y. H., Tsang, D. C., Rinklebe, J., Kwon, E. E., & Ok, Y. S. Heavy metal immobilization and microbial community abundance by vegetable waste and pine cone biochar of agricultural soils// Chemosphere. – 2017. – Vol. 174. – P. 593–603.Igalavithana, A. D., Lee, S. E., Lee, Y. H., Tsang, D. C., Rinklebe, J., Kwon, E. E., & Ok, Y. S. Heavy metal immobilization and microbial community abundance by vegetable waste and pine cone biochar of agricultural soils// Chemosphere. – 2017. – Vol. 174. – P. 593–603.Cecire, R., Diana, A., Giacomino, A., Abollino, O., Inaudi, P., Favilli, L., & Malandrino, M. Rice Husk as a Sustainable Amendment for Heavy Metal Immobilization in Conta-minated Soils: A Pathway to Environmental Remediation// Toxics. P. – 2024. – Vol. 12(11). – 790.Cecire, R., Diana, A., Giacomino, A., Abollino, O., Inaudi, P., Favilli, L., & Malandrino, M. Rice Husk as a Sustainable Amendment for Heavy Metal Immobilization in Conta-minated Soils: A Pathway to Environmental Remediation// Toxics. P. – 2024. – Vol. 12(11). – 790.Asadi, H., Ghorbani, M., Rezaei-Rashti, M., Abrishamkesh, S., Amirahmadi, E., Chengrong, C. H. E. N., & Gorji, M. Application of rice husk biochar for achieving sustainable agriculture and environment// Rice Science, – Vol. 28(4). – P. 325–343.Asadi, H., Ghorbani, M., Rezaei-Rashti, M., Abrishamkesh, S., Amirahmadi, E., Chengrong, C. H. E. N., & Gorji, M. Application of rice husk biochar for achieving sustainable agriculture and environment// Rice Science, – Vol. 28(4). – P. 325–343.Duman, G., Onal, Y., Okutucu, C., Onenc, S., & Yanik, J. Production of activated carbon from pine cone and evaluation of its physical, chemical, and adsorption properties// Energy & fuels. – 2009. – Vol. 23(4). – P. 2197–2204.Duman, G., Onal, Y., Okutucu, C., Onenc, S., & Yanik, J. Production of activated carbon from pine cone and evaluation of its physical, chemical, and adsorption properties// Energy & fuels. – 2009. – Vol. 23(4). – P. 2197–2204.Amar, M. B., Walha, K., & Salvadó, V. Valorisation of pine cone as an efficient biosorbent for the removal of Pb (II), Cd (II), Cu (II), and Cr (VI)// Adsorption Science & Technology. – 2021. – Article 6678530. .Amar, M. B., Walha, K., & Salvadó, V. Valorisation of pine cone as an efficient biosorbent for the removal of Pb (II), Cd (II), Cu (II), and Cr (VI)// Adsorption Science & Technology. – 2021. – Article 6678530. .Duwiejuah, A. B., Abubakari, A. H., Quainoo, A. K., & Amadu, Y. Review of biochar properties and remediation of metal pollution of water and soil// Journal of Health and Pollution. – 2020. – Vol. 10(27). – P. 200902.Duwiejuah, A. B., Abubakari, A. H., Quainoo, A. K., & Amadu, Y. Review of biochar properties and remediation of metal pollution of water and soil// Journal of Health and Pollution. – 2020. – Vol. 10(27). – P. 200902.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.