Тежки метали в почвата
Наскоро, поради бързото развитие на индустрията, съществува значително увеличение на нивото на тежки метали в околната среда. Терминът "тежки метали" се прилага към метали или с плътност над 5 g / cm3, или с атомно число, по-голямо от 20. Въпреки че има друга гледна точка, според тежките метали има повече от 40 химични елемента с атомни маси над 50 при. единици. Сред химичните елементи тежките метали са най-токсични и по-ниски по отношение на техните опасност само пестициди. В същото време следните химични елементи са токсични: CO, Ni, Cu, Zn, SN, AS, SE, TE, RB, AG, CD, AU, HG, PB, SB, BI, PT.
Фитотоксичността на тежки метали зависи от техните химични свойства: валентност, радиус на йон и сложна способност. В повечето случаи елементите съгласно степента на токсичност са разположени в последователността: cu\u003e ni\u003e cd\u003e zn\u003e pb\u003e hg\u003e fe\u003e mo\u003e mn. Въпреки това, тази серия може да бъде малко променена поради неравномерното утаяване на елементите на почвата и преводът на растенията, недостъпни за растенията, условията на отглеждане, физиологичните и генетичните особености на самите растения. Преобразуването и миграцията на тежки метали възникват с пряк и косвен ефект на реакцията на комплекса. При оценката на замърсяването на околната среда е необходимо да се вземат предвид свойствата на почвата и, на първо място, разпределението на размера на частиците, хуманата и буфеята. Под буферата разбират способността на почвата да поддържа концентрацията на метали в почвения разтвор на постоянно ниво.
В почвите тежки метали присъстват в две фази - твърдо и в почвения разтвор. Формата на съществуването на метали се определя чрез реакцията на средата, химическия и реалния състав на почвения разтвор и, на първо място, съдържанието на органични вещества. Елементи - комплекси, замърсяващи почвата, се концентрират главно в горния 10 cm слой. Въпреки това, при подкисляване на малцинствена почва, в почвения разтвор преминават значителна част от металите от погълнатата държава. Кадмий, мед, никел, кобалт имат силна миграционна способност в кисела среда. Намаляването на рН с 1.8-2 единици води до увеличаване на цинковата мобилност при 3.8-5.4, кадмий - в 4-8, мед - 2-3 пъти. .
Таблица 1 PDC стандарти (CHDK), фонова съдържание на химични елементи в почвите (mg / kg)
|
Клас на опасност |
Сток за групи почва |
||||||
|
Отстранен чрез ацетатно-амониев буфер (рН \u003d 4.8) |
Пясък, Сулан |
Suglinist, глина |
|||||
|
pH XL.< 5,5 |
rN KSL\u003e 5.5 |
||||||
Така, когато влизате в почвата, тежки метали бързо взаимодействат с органични лиганди с образуването на сложни съединения. Така, при ниски концентрации в почвата (20-30 mg / kg), приблизително 30% олово е под формата на комплекси с органични вещества. Делът на сложните оловни съединения се увеличава с увеличаване на неговата концентрация до 400 mg / g и след това намалява. Металите също са сорбирани (обменени или незлени) утайки от желязо и манганови хидроксиди, глинени минерали и органична материя на почвата. Металите, достъпни за растенията и способни да промиват, са в почвения разтвор под формата на свободни йони, комплекси и хелати.
Абсорбцията на ТМ почвата е по-зависима от реакцията на средата и върху кои аниони са доминирани в почвения разтвор. В кисела среда, мед, олово и цинк са по-сорбрени, а кадмият и кобалтът се абсорбират интензивно в алкалната. Мед се свързва главно с органични лиганди и железни хидроксиди.
Таблица 2 Мобилност на микроелементи в различни почви в зависимост от рН на почвения разтвор
Почвените климатични фактори често определят посоката и скоростта на миграция и трансформация на ТМ в почвата. По този начин, условията на почвените и водните режими на горската степна зона допринасят за интензивната вертикална миграция на ТМ в профила на почвата, включително прехвърлянето на метали с поток от вода до пукнатини, завои на корените и др. .
Никел (ni) е елемент VIII от периодична система на атомната маса от 58.71. Никел заедно с MN, Fe, Co и Cu се отнася до така наречените преходни метали, чиито връзки имат висока биологична активност. Поради особеностите на структурата на електронните орбитали, горните метали, включително никел, имат добре изразена способност за сложност. Никелът може да образува стабилни комплекси, например с цистеин и цитрат, както и с много органични и неорганични лиганди. Геохимичният състав на майчините породи до голяма степен определя съдържанието на никел в почвите. Най-голямото количество никел съдържа почви, образувани от големи и ултразвукови скали. Според някои автори границите на излишните и токсични нива на никел за повечето видове се променят от 10 до 100 mg / kg. По-голямата част от никел е фиксирана в почвата неподвижна и много слаба миграция в колоидното състояние и в състава на механичните суспензии не влияе на разпределението по отношение на вертикалния профил и е доста еднакво.
Олово (pb). Химията на оловото в почвата се определя чрез фино равновесие противоположно насочени процеси: сорбция-десорбция, преход за разтваряне към твърдо състояние. Воденето, което влезе в почвата с емисии, е включено в цикъла на физически, химически и физикохимични трансформации. Първо, процесите на механично движение са доминирани (оловните частици се движат върху повърхността и в по-дебела на почвата върху пукнатини) и конвективна дифузия. След това, с разтваряне на твърди фазови съединения, по-сложни физикохимични процеси (по-специално, процесите на йонна дифузия) влизат в сила, придружени от трансформацията на оловни съединения от прах.
Установено е, че оловото мигрира както във вертикалната, така и във хоризонталната посока, а вторият процес преобладава над първия. За 3 години наблюдения на ливадата за дезинтеграция, оловът прах се превръща в хоризонтална посока на повърхността на почвата, дълбочината на проникването в дебелината на почвата е 10-15 cm. Биологичните фактори играят важна роля в водещата миграция. Биологични фактори: корени на растенията поглъщат йони метали; По време на растителността тяхното движение се случва в почвата по-дебела; По време на умирането и разграждането на растенията оловото е подчертано в заобикалящата почвена маса.
Известно е, че почвата има способността да свързва (сорбитящо) техногенно олово влезе в него. Счита се, че сорбцията включва няколко процеса: пълен обмен с катиони на абсорбиращия почвен слой (неспецифична адсорбция) и редица реакции на оловно сложността с донори на почвени компоненти (специфична адсорбция). В почвата, оловото е свързано главно с органична материя, както и с глинени минерали, манганови оксиди, желязо и алуминиеви хидроксиди. Комбинирането на олово, Gumus предотвратява своята миграция в съседни среди и ограничения допускането до растенията. От глина минерали тенденцията към сорбционното олово се характеризира с Ilita. Увеличаването на рН на почвата по време на вар води до още по-голямо свързване на оловна почва, дължаща се на образуването на трудни разтворими съединения (хидроксози, карбонати и др.).
Олово, присъстващо в почвата в движещи се форми, е фиксирано с почвените компоненти и става недостъпно за растенията. Според местните изследователи лидерите са най-твърдо фиксирани от оловото на черни епични и торфени бебешки почви.
Кадмий (CD) характеристиката на кадмий, която я отличава от други ТМ, е, че в почвения разтвор тя се намира главно под формата на катиони (CD 2+), въпреки че в почвата с неутрална среда, тя може образуват твърди разтворими комплекси със сулфати, фосфати или хидроксиди.
Според докладите, концентрацията на кадмий в почвените разтвори на фонови почви варира от 0.2 до 6 μg / l. В замърсяването на почвите се увеличава до 300-400 μg / l. .
Известно е, че кадмият в почвата е много движещ се, т.е. Той е способен да превключва в големи количества твърда фаза в течност и обратно (което затруднява предвиждането на получаването му в растението). Механизмите, които регулират концентрацията на кадмий в почвения разтвор, се определят от процесите на сорбция (при сорбция разбират действителната адсорбция, валежи и сложност). Кадмий се абсорбира от почвата в по-малки количества от други ТМ. За да се характеризират мобилността на тежки метали в почвата, се използва съотношението на металните концентрации в твърдата фаза към такова в равновесния разтвор. Високите стойности на тази връзка предполагат, че ТМ се държи в твърдата фаза, дължаща се на реакцията на сорбция, ниска поради факта, че металите са в разтвора, където могат да мигрират към други носители или да влязат в различни реакции (геохимични или биологично). Известно е, че водещият процес при свързването на кадмий е адсорбцията на глината. Проучванията от последните години също показаха основна роля в този процес на хидроксилни групи, железни оксиди и органични вещества. При ниско ниво на замърсяване и неутрална реакционна среда, кадмий се адсорбира главно от железни оксиди. И в кисела среда (рН \u003d 5), органичното вещество започва като мощен адсорбент. С по-нисък индикатор на рН (рН \u003d 4), адсорбционните функции се движат почти изключително към органичната материя. Минералните компоненти в тези процеси престават да играят всяка роля.
Известно е, че кадмият не е само сорбран от повърхността на почвата, но и фиксиран поради утаяване, коагулация, междупалейна абсорбция от глинени минерали. Вътре в почвените частици тя се разпространява върху микро и други пътища.
Кадмият се фиксира по различни начини в почвите от различни видове. Макар че малко се знае за конкурентните отношения на кадмий с други метали в сорбционните процеси в почвопоглъщащия комплекс. Според проучване на специалисти от Техническия университет в Копенхаген (Дания), в присъствието на никел, кобалт и цинк, усвояването на кадмиевата почва се потиска. Други проучвания показват, че кадмиевите процеси на сорбция са прецакани в присъствието на хлорни йони. Наситеността на почвата от йони CA 2+ доведе до увеличаване на кадмийската сорбебилност. Много кадмий комуникации с почвени компоненти се оказват крехки, при определени условия (например киселинна реакция на средата), тя се освобождава и пренарежда отново в разтвора.
Разкрива се ролята на микроорганизми в процеса на разтваряне на кадмий и преход към подвижно състояние. В резултат на тяхната жизнена активност са оформени водоразтворими метални комплекси или са създадени физико-химични условия, благоприятни за прехода на кадмий от твърдата фаза в течност.
Процесите, които се срещат с кадмий в почвата (сорбционно-десорбция, преход към разтвор и др.) Са взаимосвързани и взаимозависими, върху тяхната посока, интензивност и дълбочина зависи от получаването на този метал в растенията. Известно е, че сорбцията на кадмиевата почва зависи от размера на рН: Колкото по-високо е рН на почвата, толкова повече го сорти кадмий. По този начин, според наличните данни, в диапазона на рН от 4 до 7.7, с увеличаване на рН на единица, сорбционният капацитет на почвите по отношение на кадмий се увеличава приблизително три пъти.
Цинк (zn). Липсата на цинк може да се прояви както върху кисели високопоставени светлинни почви и върху карбонат, бедни цинк и на почви с висока нарушения. Подобряване на проявяването на цинкова недостатъчност Използването на високи дози фосфорни торове и силна стъпка чрез подпочвен до обработваем хоризонт.
Най-високото общо цинково съдържание в тунрата (53-76 mg / kg) и чернозем (24-90 mg / kg) почви са най-ниските - при железни подзолни почви (20-67 mg / kg). Липсата на цинк най-често се проявява на неутрални и слабо алкални карбонатни почви. В киселите почви цинкът е по-движещ се и са налични растения.
Цинкът в почвата присъства в йонна форма, която се адсорбира чрез катио-обменния механизъм в кисела или в резултат на хемосерция в алкална среда. Най-посветеният йон Zn 2+. Мобилността на цинка в почвата се влияе главно от стойността на рН и съдържанието на глинени минерали. В RN.<6 подвижность Zn 2+ возрастает, что приводит к его выщелачиванию. Попадая в межпакетные пространства кристаллической решетки монтмориллонита, ионы цинка теряют свою подвижность. Кроме того, цинк образует устойчивые формы с органическим веществом почвы, поэтому он накапливается в основном в горизонтах почв с высоким содержанием гумуса и в торфе .
Химичният състав на почвите от различни територии е хетерогенно и разпределението на химични елементи, съдържащи се в почвите от неравна територия. Например, като предимно в разпръснатото състояние, тежки метали могат да образуват местни връзки, където техните концентрации в много стотици и хиляди пъти надвишават нивата на кларак.
За нормалното функциониране на организма са необходими редица химични елементи. Недостатъкът им, излишъкът или дисбалансът могат да причинят заболявания, наречени микроелементи 1, или биогеохимична ендемия, която може да бъде естествена и техногенна. В своята екипаж важна роля принадлежи на водата, както и хранителни продукти, в които химическите елементи падат от почвата върху хранителните вериги.
Експерименталният начин установи, че процентът на ТМ в растенията се влияе от процента на ТМ в почвата, атмосферата, водата (в случай на водорасли). Също така се наблюдава, че на почвите със същото съдържание на тежки метали културата дава различна култура, въпреки че климатичните условия също съвпаднаха. След това се открива зависимостта на добива от киселинност на почвата.
Най-проученото е замърсяването на почвите от кадмий, живак, олово, арсен, мед, цинк и манган. Помислете за замърсяването на почвата от тези метали поотделно за всеки. 2.
Кадмий (CD)
Съдържанието на кадмий в земната кора е приблизително 0,15 mg / kg. Кадмий концентрати в вулканичен (в количество от 0.001 до 1.8 mg / kg), метаморфно (в Q-VE от 0.04 до 1.0 mg / kg) и седиментни скали (в Q-VE от 0.1 до 11.0 mg / kg). Почвите, образувани въз основа на такива изходни материали, съдържат 0.1-0.3; 0.1 - 1.0 и 3.0 - 11.0 mg / kg кадмий, съответно.
В кисели почви, кадмий присъства под формата на CD2 +, CDC1 +, CDSO 4 и в липа почви - под формата на CD2 +, CDC1 +, CDSO 4, CDHC03 +.
Абсорбцията на кадмий от растенията значително попада, когато киселата на киселата почвата. В този случай увеличаването на рН намалява разтворимостта на кадмий в почвената влага, както и бионаличността на почвен кадмий. Така че съдържанието на кадмий в Beeturopal листа върху варните почви е по-малко от съдържанието на кадмий в същите растения върху неизвестни почви. Byad Подобен ефект е показан за ориз и пшеница -\u003e.
Отрицателният ефект от увеличаването на наличността на рН до кадмий е свързан с намаляване на неразтворимостта на кадмий във фазата на почвения разтвор, но също и кореновата активност, засягаща абсорбцията.
Кадмият е доста малък в почвите и ако материал, съдържащ кадмий, се добавя към повърхността му, основната му сума остава непокътната.
Методите за отстраняване на замърсителите на почвата включват или отстраняване на самия замърсен слой или премахване на кадмий от слоя или покритието на замърсения слой. Кадмий може да бъде превърнат в сложни неразтворими съединения Налични хелатиращи агенти (например етилендиаминтетраоцетна киселина). .
Поради бързото усвояване на кадмий от почвата от растенията и ниското токсично действие, което обикновено се случва концентрациите, кадмият може да се натрупва в растенията и да тече в връзките на хранителната верига по-бързо от оловото и цинка. Ето защо, най-голямата опасност за човешкото здраве, когато се въвежда в почвата на отпадъците, е кадмий.
Процедурата за минимизиране на количеството кадмий, способна да влезе в човешка хранителна верига от замърсена почва, нараства на тази основа на растения, които не се използват в храни или такива култури, които абсорбират малки количества кадмий.
Като цяло, културата върху кисели почви абсорбира повече кадмий от тези върху неутрални или алкални почви. Следователно, валията на киселинните почви е ефективно средство за намаляване на количеството на абсорбирания кадмий.
Меркурий (Hg)
Меркурий е в природата под формата на метална пара 0, която се генерира по време на изпарението си от земната кора; Под формата на неорганични соли на Hg (I) и Hg (II), и под формата на органично съединение с метилитути СНз хГ +, монометил и диметилови производни на СНЗ ХГ + и (СНз) 2 Hg.
Живакът се натрупва в горния хоризонт (0-40 см) на почвата и мигрира слабо в по-дълбоки слоеве. Меркурийните съединения се отнасят до много стабилни почвени вещества. Растенията, които растат на почвата, замърсени с живак, абсорбират значително количество от елемента и я натрупват в опасни концентрации или не растат.
Олово (pb)
Съгласно експериментите, проведени при условията на пясъчна култура с въвеждането на прагове за почви на Hg концентрации (25 mg / kg) и PB (25 mg / kg) и надвишават праговете 2-20 пъти, овес растения до определени Нивото на замърсяване расте и се развива нормално. Тъй като концентрацията на металите се увеличава (за PB, появата на растения се променя от дозата от 100 mg / kg). С екстремни дози метали, растенията умират за три седмици от началото на експериментите. Съдържанието на метали в компонентите на биомаса в низходящ ред се разпределя, както следва: корени - горната част на зърното.
Общият поток от оловен поток в атмосферата (и следователно частично както на почвата) от превозното средство в Русия през 1996 г. е оценен на около 4,0 хил. Тона, включително 2,16 хил. Тона. Направил товарен транспорт. Максималната оловна тежест се проведе в област Москва и Самара, следвана от Калуга, Нижни Новгород, област Владимир и други предмети на Руската федерация, разположени в централната част на европейската територия на Русия и Северния Кавказ. Най-големите абсолютни главни емисии бяха отбелязани в Урал (685 тона), Волга (651 тона) и западно сибирски (568 тона) региони. И най-неблагоприятното въздействие на водещите емисии е отбелязано в териториите Татарстан, Краснодар и Ставропол, Ростов, Москва, Ленинград, Нижни Новгород, Волгоград, Воронеж, Саратовская и Самарските региони (зелен мир, специално издание №28, 1997).
Арсен (като)
Арсен е в околната среда под формата на различни химически стабилни форми. Двете му основни окислителни състояния: като (iii) и като (v). В природата, петчлен арсен е често срещан под формата на различни неорганични съединения, въпреки че тривалентният арсен се намира лесно във вода, особено при анаеробни условия.
Мед (Cu)
Естествените медни минерали в почвите включват сулфати, фосфати, оксиди и хидроксиди. Медните сулфиди могат да бъдат оформени в лошо изтощени или наводнени почви, където се изпълняват условията на възстановяване. Медните минерали обикновено са твърде разтворими, за да останат в свободно дренирани селскостопански почви. В почвата, замърсена с метал, обаче, химическата среда може да бъде наблюдавана чрез неравнични процеси, водещи до натрупване на метапасируеми твърди фази. Предполага се, че в възстановените медни замърсени почви могат да бъдат ковелин (CUS) или халкопирит (CUFES 2).
Следените количества мед могат да се съдържат под формата на отделни сулфидни включвания в силикати и могат да бъдат изоморфни за смяна на катиони във филосликатите. Небалансираните глинени минерали са неспециализирани чрез неспециализиране на мед, но железни оксиди и хидроксиди и манган показват много висок спецификан за мед. Органичните съединения с високо молекулно тегло са способни да бъдат твърди абсорбции за мед и органични вещества с ниско молекулно тегло са склонни да образуват разтворими комплекси.
Сложността на състава на почвата ограничава възможността за количествено разделяне на медните съединения към специфични химични форми. Показва -\u003e Наличието на голяма маса от медни конгломерати е както в органични вещества, така и в оксиди на Fe и Mn. Въвеждането на медни отпадъци или неорганични медни соли увеличава концентрацията на медни съединения в почвата, способна да извлича относително меки реагенти; По този начин медът може да бъде в почвата под формата на лабилни химически форми. Но лесно разтворим и заместен елемент - мед - образува малък брой форми, способни да абсорбират от растенията, обикновено по-малко от 5% от общото съдържание на мед в почвата.
Токсичността на мед се увеличава с увеличаване на рН на почвата и при ниски катионен капацитет. Обогатяването с мед поради екстракция се извършва само в повърхностните слоеве на почвата, а зърнените култури с дълбока коренова система не страдат от нея.
Околната среда и растителната храна може да повлияе на фитотоксичността на медта. Например, токсичността на мед за ориз върху равнинните земи е очевидна, когато растенията напояват студ, а не топла вода. Факт е, че микробиологичната активност е потисната в студена почва и създава тези условия на възстановяване в почвата, които биха допринесли за утаяването на мед от разтвора.
Фитотоксичността на медта първоначално се дължи на излишък от налична мед в почвата и се усилва от киселинността на почвата. Тъй като медът е сравнително малък в почвата, почти всички мед, попадащи в почвата, остава в горните слоеве. Осъществяването на органични вещества в почвата, замърсена с мед, могат да намалят токсичността, дължаща се на адсорбцията на разтворим метал чрез органичен субстрат (CU 2+ йони се превръщат в сложните съединения по-малко достъпни за растението) или увеличаване на мобилността на CU 2+ йони и ги промиване извън почвата под формата на разтворими медни рамки.
Цинк (zn)
Цинкът може да бъде в почвата под формата на оксосулфати, карбонати, фосфати, силикати, оксиди и хидроксиди. Тези неорганични съединения метастабилни в хорошерочо отцеждат земеделска земя. Очевидно sfellerite zns е термодинамично преобладаваща форма в реставрирани и окислени почви. Някои цинкна асоциация с фосфор и хлор е очевиден в реставрирани, замърсени замърсени за замърсяване на утаяването. Следователно в почвите, богати на метали, трябва да се появят относително разтворими цинкови соли.
Цинкът е изоморфично заместен с други катиони в силикатни минерали, той може да бъде запушен или съжителства с манган и железни хидроксиди. Филосликатите, карбонати, хидратирани метални оксиди, както и органични съединения от Horoshro абсорбират цинк, и специфични и неспецифични свързващи места.
Разтворимостта на цинк увеличава киселинните почви, както и с комплекс с ниско молекулно тегло органични лиганди. Възстановяването на условията могат да намалят разтворимостта в цинк поради образуването на неразтворими ZNS.
Фитотоксичността на цинк обикновено се проявява, когато корените на растението с прекомерен цинков разтвор в почвата. Транспортирането на цинк през почвата се осъществява чрез обмен и дифузия, а последният процес доминира в почвите с ниско цинково съдържание. Обменът на транспортиране е по-значителен при почви с висока мивка, в която концентрацията на разтворимия цинк е относително стабилна.
Мобилността на цинката в почвите се увеличава в присъствието на хелатиращи агенти (естествени или синтетични). Увеличаването на концентрацията на разтворимия цинк, причинено от образуването на разтворими хелати, компенсира намаляването на мобилността поради увеличаване на размера на молекулата. Концентрациите на цинк в растителните тъкани, нейната цялостна абсорбция и симптоми на токсичност са положително свързани с концентрацията на цинк в разтвор, който измива корените на растението.
Свободният ZN 2+ йон се абсорбира предимно от кореновата система на растенията, поради което образуването на разтворими хелати допринася за разтворимостта на този метал в почвите и тази реакция компенсира намалената наличност на цинк в хелатирана форма.
Първоначалната форма на замърсяване на металите влияе върху потенциала на цинковата токсичност: наличието на цинк за завода в торове за отопление на почви с еквивалентно общо съдържание на този метал намалява в ред ZnSo 4\u003e устойчив компост.
Повечето от експериментите на замърсяването на почвата ZN-съдържащи пребиваване не показват спад в реколтата или очевидната фитотоксичност; Но дългосрочното им производство при висока скорост може да увреди растенията. Просто изработването на цинк под формата на ZNSO 4 причинява намаляване на растежа на културите в кисели почви, докато много години го правят в почти неутрални почви проходи.
Токсичността на нивата в селскостопанските почви цинк достига по правило, поради повърхностния цинк; Обикновено не прониква в дълбочина над 15-30 cm. Дълбоките корени на определени култури могат да избегнат контакт с прекомерен цинк поради местоположението им в незамърсена подпомагане.
Асансьорът на почвата, замърсен с цинк, намалява концентрацията на последната в полевите култури. Добавки NaOH или Ca (OH) 2 Намалете цинковата токсичност в растителни култури, отглеждани на торфена с висока мивка, въпреки че в тези почви, абсорбцията на цинк чрез растенията е много ограничена. Недостатъчността, причинена от цинк в жлезата, може да бъде елиминирана чрез влизане на железни хелати или FESO 4 в почвата или директно на листата. Физическото отстраняване или изхвърляне на горния слой, замърсен от горния слой, може да позволи да се избегне токсичният ефект на метала върху растенията.
Манган
В почвата манганът е в три окислителни състояния: +2, +3, +4. В по-голямата си част този метал е свързан с първични минерали или с вторични метални оксиди. В почвата общият брой на манган се колебае на нивото от 500 - 900 mg / kg.
Разтворимостта MN 4+ е изключително малка; Тривалентният манган е много разтегателен в почвите. Повечето от манган в почвата присъстват под формата на Mn2 +, докато в добре газоразпадни почви повечето от нея в твърдата фаза присъстват под формата на оксид, в който металът е в степен на окисление IV; В лошите въздушни почви манганът бавно се възстановява от микробната среда и преминава в почвения разтвор, като по този начин става висок.
Разтворимостта на MN 2+ нараства значително при ниски стойности на рН, но в същото време абсорбцията на манганови растения пада.
Манганската токсичност често се осъществява, когато общото ниво на манган от средно до висока температура, рН на почвата е доста ниска и кислородната достъпност за почвата също е ниска (т.е. има възстановителни условия). За да се елиминира действието на посочените условия, рН на почвата трябва да бъде увеличено с вар, изразходвайки усилия за подобряване на дренажа на почвата, намаляване на водния поток, т.е. Като цяло, подобряване на структурата на тази почва.
Общото замърсяване на почвата характеризира брутното количество тежки метал. Наличието на елементи за растенията се определя от техните движими форми. Следователно, съдържанието в почвата на подвижни форми на тежки метали е най-важният показател, характеризиращ санитарна и хигиенна ситуация и определяне на необходимостта от коремативни детоксикиращи мерки.
В зависимост от използвания екстрагент, се извлича различно количество валцова форма на тежки метал, който с определена конвенция може да се счита за налична за растенията. За екстрахиране на валцови форми на тежки метали се използват различни химични съединения, които имат не-рафинерианска сила на екстракция: киселини, соли, буферни разтвори и вода. Най-често използваните екстрагенти са 1Н НС1 и ацетат-амониев буфер с рН 4.8. Понастоящем все още се натрупва недостатъчен експериментален материал, който характеризира зависимостта на съдържанието в растения от тежки метали, извлечени с различни химически разтвори, от тяхната концентрация в почвата. Сложността на тази разпоредба се дължи и на факта, че наличието на растения от подвижната форма на тежки метал зависи до голяма степен от свойствата на почвата и специфичните особености на растенията. В този случай поведението в почвата на всеки елемент има своите специфични, присъщи модели.
За да проучи ефекта на почвените свойства на трансформацията на тежки метали съединения, се провеждат моделни експерименти с рязко различни свойства на почвата (Таблица 8). Силна киселина се използва като екстрагенти - 1Н НСО3, неутрална сол Сол (NO3) 2, ацетат-амониев буферен разтвор и вода.
Аналитичните данни, дадени в таблици 9-12, показват това. Това съдържанието на киселинно-разтворими цинкови съединения, олово и кадмий, придвижване към 1N HNO3, близо до техния брой, въведени в почвата, този екстрагент се отстранява 78-90% PB, 88-100% CD и 78-96% Zn в почвата. Количеството на твърдо фиксираните съединения на тези елементи зависят от нивото на почвеното плодородие. Тяхното съдържание в слабо културната трезово-подзолна почва е по-ниска, отколкото в тандо-подзолната средна културна и типична черна почва.
Количеството на CD, PB и ZN обменните съединения, екстрахирани с 1-Н неутрална сол на СА (NO3) 2, е няколко пъти по-малка от тяхната маса и също зависи от нивото на почвената плодовитост. Най-малкото съдържание на извлечения разтвор на СА (№3) 2 на елементите се получава върху чернозема. С увеличаване на подравняването на Podzolic почвата, мобилността на тежки метали също беше намалена. Съдейки по солената качулка, най-мобилните кадмиеви връзки са малко по-малко цинк. Неутралната неутрална сол на оловните съединения се различава в най-малката мобилност.
Съдържанието на движими форми на метали, екстрахира се с ацетатно-амониев буферен разтвор с рН 4.8, също се определя главно от вида на почвата, неговия състав и физикохимични свойства.
Що се отнася до топлообменниците (екстрахируем 1Na (No3) 2), формите на тези елементи са запазени образец, изразен в увеличаване на броя на движещите се CD, PB и ZN движещи се съединения в кисела почва, а мобилността на CD и ZN е по-висока от pb. Количеството кадмий, екстрахирано от този екстрактор, е 90-96% от представената доза за деликатна доза, за козината-подзолична средна културна 70-76%, Чернозем - 44-48%. Количеството цинк и олово, преминаване в буферния разтвор на CH3COOONH4, е равно, съответно: 57-71 и 42-67% за деликатната подзолна слабо културна почва, 49-70 и 37-48% за среднокултурната; 46-65 и 20-42% за Чернозем. Намаляването на способността за екстракция CH3COONH4 за олово на чернозем може да бъде обяснено чрез образуването на по-стабилни комплекси и съединения със стабилни хумусни връзки.
Почвата, използвана в експеримента на модела, се отличава с много начини за плодородие на почвата, но до най-голяма степен на киселинна характеристика и броя на метаболитните причини. Съществуващите експериментални данни в литературата показват, че реакцията на средата в почвата силно влияе върху мобилността на елементите.
Увеличаването на концентрацията на водородните йони в почвения разтвор доведе до прехода на недостатъчно оловни соли в по-разтворими соли (преходният PBCO3 в РВ (HCO3) 2 (BV Nekrasov, 1974) е особено характерен. В допълнение, когато се подкисляват, когато са подкислени, Стабилността на комплексите за олово-хумус се намалява. Стойността на рН на почвения разтвор е един от най-важните параметри, които определят размера на сорбцията на тежки метални йони. Когато рН намалее, разтвореността на повечето тежки метали се увеличава и следователно , тяхната мобилност в системата твърда почвена фаза - разтвор. J. Esser, N. Bassam (1981), изследване на мобилността на кадмий в аеробни почвени условия, установи, че в диапазона на рН 4-6, мобилността на кадмий се определя от йонната Мощност на разтвора, при рН на повече от 6, се получава сорбция на манганови оксиди. Разтворимите органични съединения, според авторите, се образуват само слаби комплекси с кадмий и влияят на нейната сорбция само при рН 8.
Най-подвижната и достъпна част от съединенията с тежки метали в почвата е тяхното съдържание в почвения разтвор. Броят на йоните на метали, въведени в почвения разтвор, определя токсичността на определен елемент в почвата. Състоянието на равновесието в системата твърда фаза се определя от сорбционните процеси, чиято естество и ориентация зависи от свойствата и състава на почвата. Влиянието на почвените свойства на мобилността на тежки метали и техния преход към воден екстрактор потвърждават данните за различното количество водоразтворими съединения ZN, pb и cd, движещи се от почви от различно ниво на плодовитост при същите дози метали (Таблица 13). В сравнение с чернозем, по-силно разтворимите метални съединения са държани в Dend-Podzolic среднокултурна почва. Най-високото съдържание на водоразтворимите съединения ZN, Pb и CD е в слабо културна почва. Последователността на почвата намалява мобилността на тежки метали. В поента-подзолната слабо културна почва, съдържанието на водоразтворими форми ZN. PB и CD са 20-35% по-високи, отколкото при среднокултурен и 1.5-2.0 пъти по-висок, отколкото в типична черна почва. Ръстът на плодородието на почвата, придружен от увеличаване на съдържанието на хумус, фосфати, неутрализиране на излишната киселинност и увеличаване на буферните свойства води до намаляване на съдържанието на тежки метали най-агресивното водоразтворимо.
Решаваща роля при разпределението на тежки метали в системата на почвата се играе от процеса на сорбция-десорбция върху твърдата почвена фаза, определена от почвените свойства и независимо от формата на съединението. Получените съединения с тежки метали с твърда почвена фаза са термодинамично по-стабилни от направените съединения и те определят концентрацията на елементи в почвения разтвор (R.I. Pernoun. 1983).
Почвата е мощният и активен абсорбер на тежки метали, той е в състояние здраво да се свърже и по този начин да намали потока от токсични в растенията. Метални съединения минерални и органични компоненти на почвата са активно инактивирани, но количествените изрази на тяхното действие зависят от вида на почвата (B A. Bolshakov et al., 1978, VB Ilyin, 1987).
Натрупаният експериментален материал показва това. че най-голямото количество тежки метали от почвата се екстрахира с 1Н подкисляването. В този случай данните са близки до брутното съдържание на елементи в почвата. Тази форма на елемента може да се счита за обща резервна сума, способна да се премести в подвижна форма. Съдържанието на тежки метали при извличане от почвен ацетат-амониев буфер характеризира по-мобилната подвижна част. Още по-мобилен е обменният форма на тежки метал. Добиваем неутрален физиологичен разтвор. СРЕЩУ. Горбатов и пр. Цирин (1987) вярва, че най-достъпното растение е обменната форма на тежки метали, селективно се екстрахира от соли, анион, който не образува комплекси с тежки метали, а катирането има висока сила на разместване. Това са такива свойства, които са (NO3) 2, използвани в нашия експеримент, има такива свойства. Най-агресивните разтворители - киселини, най-често използвани 1Н НС1 и 1N HNO3, се отстраняват от почвата не само от растения, но и част от брутния елемент, които са най-близкият резерв, за да се преместят до подвижни връзки.
Концентрацията в почвения разтвор на тежки метали, екстрахираща се чрез воден капак, характеризира най-активната част на техните съединения. Това е най-агресивната и динамична фракция от тежки метали, характеризираща степента на мобилност на елементите в почвата. Високото съдържание на водоразтворимите ТМ форми може да води не само за замърсяване на растителните продукти, но и за рязко намаляване на прибора до смъртта му. С много високо съдържание на водоразтворима форма на тежък метал, той става независим фактор, който определя количеството на културата и степента на нейното замърсяване.
В нашата страна се натрупва информация за съдържанието на ТМ в незамърсени почви, главно тези, които са известни като микроелементи - mn, zn, cu, mo. CO (Таблица 14). За определението за мобилна форма най-често се използват индивидуални екстракти (Payva Ya.v. и Rincis G.YA.). Както може да се види от таблица 14, почвите на отделни региони се различават значително в количеството на подвижната форма на един и същ метал.
Причината може да бъде, тъй като vb вярва Ilyin (1991), генетичните особености на почвите, предимно специфичността на гранулометричните и минералогичните състави, нивото на хума, реакцията на средата. Поради тази причина почвата на един природен регион може да варира значително и освен това, дори един генетичен тип в този регион.
Разликата между минималния и максималния размер на мобилната форма може да бъде в рамките на математическия ред. Напълно недостатъчна информация за съдържанието на мобилната форма PB, CD, CR, Hg и други най-токсични елементи в почвите. Правилно оценката на мобилността на ТМ в почвите затруднява използването като екстрактикантни химикали, които силно се различават в неговата способност за разтваряне. Например, 1Н НС1 се отстранява от обработващия се хоризонт на движещи се форми в mg / kg: MN - 414, Zn - 7.8 Ni - 8.3, CU - 3.5, PB - 6.8, СО - 5.3 (почви на Западен Сибир), докато 2.5% СН3СООН са отстранени съответно 76; 0.8; 1.2; 1.3; 0.3; 0.7 (почви на Томск Приобия, Ilyina данни. 1991). Тези материали показват, че 1Н НС1 се отстранява от почвата, с изключение на цинк около 30% от металите от брутното количество, и 2.5% СН3ООН - по-малко от 10%. Следователно, екстрагент 1Н НС1, широко използван в агрохимичните проучвания и когато характеристиката на почвата има висока мобилизиране на способност за запазва тежки метали.
Основната част от движимите съединения с тежки метали е във времето до хумус или корумпирани почвени хоризонти, в които биохимичните процеси активно се появяват и съдържат много органични вещества. Тежки метали. Включени в състава на органичните комплекси, имат висока мобилност. Вестник Ilyin (1991) показва възможността за натрупване на тежки метали в илювиални и карбонатни хоризонти, в които, мигриращи от надзиращия слой, фино дисперсни частици, наситен с тежки метали и водоразтворими форми на елементи. В илювиалните и карбонатни хоризонти съединенията, съдържащи метал, попадат в седимента. Това е най-популяризирано с рязко увеличение на рН на околната среда в почвата на посочените хоризонти, поради присъствието на карбонати.
Способността на тежки метали да се натрупват в долните хоризонти на почвата, илюстрират данните за профилите на почвите (Таблица 15). В хоризонта на хумус има повишено съдържание на много елементи (SR, MN, ZN, NI и т.н.), независимо от техния генезис. В много случаи увеличението на съдържанието на преместването на SR в карбонатния хоризонт е ясно проследено. Общото съдържание на движещи се форми в по-малки количества е характерно за пясъчни почви, значително по-големи - за лоялни. Това означава, че има тясна връзка между съдържанието на движещи се форми на елементи и гранулометричен състав на почвата. Подобна положителна зависимост се проследява между съдържанието на подвижни форми на тежки метали и съдържанието на хумус.
Съдържанието на подвижни форми на тежки метали подлежи на силни трептения, което е свързано с променящата се биологична активност на почвите и влиянието на растенията. Така че според изследването, проведено от V.B. Ilyin, съдържанието на движещия се молибден в тандо-подзолната почва и южната черна почва през вегетационния сезон варира 5 пъти.
В някои изследователски институции през последните години проучихме въздействието на дългосрочната употреба на минерални, органични и варови торове за поддържане на подвижни форми на тежки метали.
В дългосрочна агрохимична експериментална станция (Дао, Московска област), натрупване на тежки метали, токсични елементи и тяхната мобилност в условията на дългосрочна употреба на фосфорни торове върху кодираната железо-подзолна тежка част (YU. A. Potatueva et al., 1994). Систематичното използване на баласт и концентрирани торове в продължение на 60 години, различни фосфатни форми в продължение на 20 години и фосфатно брашно от различни области за 8 години не са имали значителен ефект върху брутното съдържание в почвата на тежки метали и токсични елементи (ТЕ), \\ t но доведе до увеличаване на мобилността в нея, някои ТМ и те. Съдържанието на движещи се и водоразтворими форми в почвата се увеличава с около 2 пъти със системното използване на всички изследвани форми на фосфорни торове, обаче, само 1/3 от МПК. Количеството на подвижния стронций нараства 4,5 пъти в почвата, която получи прост суперфосфат. Въвеждането на сурови фосфорити на депозита на царството доведе до увеличаване на съдържанието в почвата на движещи се форми (AAB рН 4.8): олово 2 пъти, никел - с 20% и хром с 17%, което е 1/4 и 1 / 10 mpc, съответно. Увеличаването на съдържанието на подвижния хром е 17% маркирано в почвата, получавайки сурови фосфорити на полето Chilisaian (Таблица 16).
Сравнение на експериментални данни за дългосрочни експерименти със санитарни и хигиенни стандарти за съдържанието на движими форми на тежки метали в почвата и с отсъствието им с препоръките, предлагани в литературата, той предполага, че съдържанието на преместването на тези форми Елементите в почвата са по-ниски от допустимите нива. Тези експериментални данни предполагат, че дори много дългосрочно - в продължение на 60 години, използването на фосфатни торове не е довело до превишаване на нивото на МПК в почвата по отношение на брутните върху валцовите форми на тежки метали. В същото време тези данни сочат, че асингирането на тежки метали в почвата само върху брутните форми не е достатъчно обосновано и трябва да бъде допълнено със съдържанието на подвижната форма, което отразява както химичните свойства на самите метали и свойствата на свойствата на почвата, върху която се отглеждат растенията.
Въз основа на дългосрочен опит, поставен под ръководството на академик Н.А. Авдонина на експерименталната база на Московския държавен университет "Чесенково", проучване е проведено от въздействието на използването на минерални, органични, лимови торове и техните комбинации върху съдържанието на мобилни форми на тежки метали в почвата (VG Mineev et al \\ t , 1994). Резултатите от проучванията, проведени в таблица 17, показаха, че създаването на оптимални условия за растеж и развитие на растенията значително намалява съдържанието на движещите се води и кадмий в почвата. Систематичното въвеждане на азотни калиеви торове, подкисляващи почвения разтвор и намалява съдържанието на движещ се фосфор, удвои коцентецията на движещи се оловни и никелови съединения и повишено съдържание на кадмий в почвата 1,5 пъти.
Съдържанието на брутните и мобилните форми на ТМ в беларусната светлина на Беларус е изследвана с дългосрочна употреба на утаяването на градските отпадъчни води: термофилни-разредени с полета за катерене (тип) и термофилно-разредено с последващо механично дехидратация (ТМО).
За 8 години изследвания, насищането на въртенето на ОКБ е 6.25 т / ха (еднократна доза) и 12,5 т / ха (двойна доза), която е приблизително 2-3 пъти по-висока от препоръчаните дози.
Както може да се види от таблица 18, моделът на увеличаване на съдържанието на брутните и подвижните форми ТМ е ясно проследен в резултат на трикратно VSS. Освен това, цинкът се характеризира с най-голяма мобилност, чийто количество в подвижната форма се увеличава 3-4 пъти в сравнение с контролната почва (N.P. ReheЦки, 1994). В същото време съдържанието на движещи се съединения на кадмий, мед, олово и хром не се променя значително.
Проучвания на учените Беларуски с.В. Академиките показват, че при извършване на валежите за отпадъчни води (SIP-утайка, сурови с катерещи полета, тип, ТМО) имаше забележимо увеличение на съдържанието в почвата на мобилните форми на елементи, но най-силно кадмият, цинк, мед ( Таблица 19). Термострацията практически не засяга мобилността на металите. Според авторите. Използването на изпускане в 1 HNO3 за характеризиране на степента на метална мобилност не е успешна, тъй като преминава повече от 80%, върху общото съдържание на елемента (A.I. Gorubileva et al., 1994).
Създаването на определени зависимости от промяната в мобилността ТМ в почвата на нивото на киселинност се извършва в експерименти от микрополе на обзаведения Чернозем на Централния комитет на Руската федерация. В същото време, кадмий, цинк, олово се определя в следните качулки: солна, азотна, сярна киселина, амониев-ацетатен буфер при рН 4.8 и рН 3.5, амониев азотна киселина, дестилирана вода. Съществува тясна връзка между брутното съдържание на цинк и подвижните му форми, екстрахирани с киселини R \u003d 0.924-0.948. Когато използвате AAB рН 4.8 R \u003d 0.784, AAB рН 3,5 \u003d 0.721. Възстановяемото олово на солта и азотната киселина е по-малко свързано с брутното съдържание: R \u003d 0.64-0.66. Други качулки имаха стойностите на коефициентите на корелация много по-ниски. Корелациите между екстрахираните киселини на кадмиевите съединения и брутните резерви бяха много високи (R \u003d 0.98-0.99). При извличане на AAB рН 4.8-R \u003d 0.92. Използването на други екстракти даде резултати, показващи слаба връзка между брутните и мобилни форми на тежки метали в почвата (п.п. Богомазов, стр. Акулов, 1994).
В дългосрочния опит на полето (VNIA, TVer), с дългосрочна употреба на торове върху лентата-подзолната почва, делът на движещите се метални съединения от съдържанието на потенциално наличните форми намалява, особено това е забележим за това Третата година на молбата на вар в доза от 2 гр. (Таблица. Двадесет). На 13-та година на следгането на вар в една и съща доза, само съдържанието на движението на желязо и алуминий се намалява в почвата. На 15-та година - желязо, алуминий и манган (L.I. Петров. 1994).
Следователно, за да се намали съдържанието в почвата на мобилни форми на олово и мед, е необходимо да се пренасочват почвите.
Изследването на мобилността на тежки метали в чернозем в региона Ростов показа, че в един метров слой на обикновен чернозем, количеството цинк, екстрахирано от ацетат и амониев буфер, екстрахиращ с рН 4.8, се колебае в диапазона от 0.26-0.54 mg / килограма. Manganese 23.1-35.7 mg / kg, мед 0.24-0.42 (G.V. Agafonov, 1994), в сравнение с тези цифри с брутните резерви на микроелементи в почвата на същите места показаха, че мобилността на различни елементи се различава значително. Цинк върху карбонатна черна почва е 2.5-4.0 пъти по-малко от растенията от мед и 5-8 пъти от манган (Таблица 21).
По този начин са показани резултатите от проучванията. Че проблемът с мобилността на тежки метали в почвата е сложен и многофакторна. Съдържанието на движими форми на тежки метали в почвата зависи от много условия. Основното приемане, което води до намаляване на съдържанието на тази форма на тежки метали, е увеличение на плодородието на почвата (линията, увеличаване на съдържанието на хумус и фосфор и др.). В същото време не съществува общоприет формулировка за мобилните метали. В този раздел предложихме нашата идея за различните фракции на подвижни метали в почвата:
1) общия резерв на движещи се форми (екстрахируеми киселини);
2) подвижна форма (отстранена чрез буферни решения):
3) обмен (екстрахиращи неутрални соли);
4) водни борби.
Не е тайна, че всеки иска да има къща в екологосъобразна зона, където няма градски газове. Околната среда съдържа тежки метали (арсен, олово, мед, живак, кадмий, манган и други), които идват дори от автомобилни газове. Трябва да се разбере, че Земята е естествена атмосфера и подземните води, тя натрупва не само тежки метали, но и вредни пестициди с въглеводороди. Растенията на свой ред вземат всичко, което им дава почвата. Метал, уредена в почвата, вреда не само самата почва, но и растения, но в резултат на това и едно лице.
Близо до главния път много сажди, които проникват в повърхностните слоеве на почвата и се установяват върху листата на растенията. В такъв парцел е невъзможно да се отглеждат корен, плодове, плодове и други плодородни култури. Минималното разстояние от пътя е 50 m.
Почвата, пълна с тежки метали, е лоша почва, тежки метали са токсични. На него никога няма да видите мравки, хватка и дъждовни червеи, но ще има голям клъстер от смучещи насекоми. Растенията често са болни от гъбични заболявания, сухи и нестабилни към вредители.
Най-опасните са движимите съединения с тежки метали, които лесно се получават в кисела почва. Доказано е, че растенията, отглеждани върху кисела или леки пясъчна почва, съдържат повече метали, отколкото на неутрална или вар почвата. Освен това, пясъчната почва с кисела реакция е особено опасна, тя лесно се натрупва и е лесно измита, попадаща в подземните води. Градински парцел, където лъвският дял е глина, също така е лесно податлив на натрупване на тежки метали, докато самопречистоването се случва дълго и бавно. Най-безопасната и стабилна почва е черна почва, обогатена с вар и хумус.
Какво ще стане, ако в почвата тежки метали? Има няколко решаващи пътеки.
1. Неуспешната зона може да бъде продадена.
2. Премахването е добър начин за намаляване на концентрацията на тежки метали в почвата. Има различни. Най-лесният: шепата на земята капка в контейнер с оцет, ако се появи пяна, след това почвата е алкална. Или пушете малко земя, ако намерите бял слой в него, тогава присъства киселинността. Въпросът е колко. След вар, редовно проверявайте за киселинност, може да се наложи да повторите процедурата. Вар до брашно доломит, взривен шлака, торф пепел, варовик.
Ако тежки метали в земята вече са натрупани много, тогава горният слой на почвата (20-30 cm) ще бъде отстранен и заменен с чернозем.
3. Постоянно хранене с органични торове (тор, компост). Колкото по-голям е хумусът в почвата, толкова по-малко в неговите тежки метали, токсичността се намалява. Бедната, неработената земя не може да защитава растенията. Не преувеличавайте минералните торове, особено азот. Минералните торове бързо се разлагат с органичната.
4. повърхностно разхлабване. След разхлабване, не забравяйте да похарчите, торф или компост. Когато се отварят, е полезно да се добави вермикулит, който ще се превърне в бариера между растенията и токсичните вещества в почвата.
5. Зачервяване на земята само С добър дренаж. В противен случай тежки метали ще бъдат отделени от целия сайт. Изсипва се с чиста вода, така че слоят на почвата да е 30-50 см за зеленчукови култури и до 120 см за плодови храсти и дървета. Промиването се извършва през пролетта, когато след зимната влага в почвата е достатъчно.
6. Горният слой на почвата се отстранява, направете добър дренаж от смачкуването или камъчетата и покрит с черна почва отгоре.
7. Растенията растат в контейнери или оранжерия, където земята може лесно да бъде заменена. Наблюдавайте, не отглеждайте растение на едно място за дълго време.
8. Ако градинският парцел е на път, тогава в почвата е вероятно да има водеща роля, която излиза с изгорелите газове. Нарежете капака на оловото, засаждане между растенията, реколтата не събира. През есента, копаят и изгаряйте заедно с плодовете. Подобряване на почвата на растенията с мощна дълбока коренова система, която ще бъде прехвърлена от дълбок слой към горния фосфор, калий и калций.
9. Отглеждат се върху тежки почвени зеленчуци и плодове винаги излагат термична обработка или поне да се измие под течаща вода, като по този начин се отстранява атмосферния прах.
10. В замърсените зони или парцел, по пътя, е поставена солидна ограда, верижната мрежа няма да стане бариера от пътния прах. Не забравяйте да се растите и широколистни (). Алтернативно, голяма защита ще бъдат многостепенни разтоварвания, които ще играят ролята на защитниците от атмосферния прах и сажди.
Наличието на тежки метали в почвата не е изречение, най-важното е да се идентифицират и неутрализират.
Тежките метали (TM) включват повече от 40 химични елемента на периодичната система D. I. Mendeleev, масата на атомите е над 50 атомни единици на маса (чл.). Това е PB, ZN, CD, HG, CU, MO, MN, NI, SN, CO и др.
Основната концепция за "тежки метали" не е строга, тъй като ТМ често се приписва на не метали, например, както, и понякога дори F, да бъде и други елементи, от която е по-малко от 50 метра.
Има много микроелементи сред ТМ, биологично важни за живите организми. Те са необходимите и незаменим компоненти на биокатализаторите и биорегулаторите на съществени физиологични процеси. Въпреки това, прекомерното съдържание на ТМ в различни обекти на биосферата има потискащ и дори токсичен ефект върху живите организми.
Източниците на получаване на ТМ в почвата са разделени на естествено (изветряне на скали и минерали, ерозионни процеси, вулканични дейности) и техногенно (производство и преработка на минерали, гориво гориво, влияние на превозни средства, селско стопанство и др.) Земеделска земя В допълнение към замърсяването през атмосферата също е замърсено с ТМ и по-специално при прилагане на пестициди, минерални и органични торове, листовка, използване на отпадъчни води. Наскоро учените са обърнали специално внимание на градските почви. Последните изпитват значителна техногенна преса, част от която е замърсяване на ТМ.
В раздела. 3.14 и 3.15 са разпределение на ТМ в различни обекти на биосферата и източниците на ТМ, влизащи в околната среда.
Таблица 3.14.
| Елемент | Почва | Сладководна вода | Морски води | Растения | Животни (в мускулна тъкан) |
| Mn. | 1000 | 0,008 | 0,0002 | 0,3-1000 | 0,2-2,3 |
| ZN. | 90 (1-900) | 0,015 | 0,0049 | 1,4-600 | 240 |
| Cu. | 30 (2-250) | 0,003 | 0,00025 | 4-25 | 10 |
| Колерия | 8 (0,05-65) | 0,0002 | 0,00002 | 0,01-4,6 | 0,005-1 |
| PB. | 35 (2-300) | 0,003 | 0,00003 | 0,2-20 | 0,23-3,3 |
| CD. | 0,35 (0,01-2) | 0,0001 | - | 0,05-0,9 | 0,14-3,2 |
| HG. | 0,06 | 0,0001 | 0,00003 | 0,005-0,02 | 0,02-0,7 |
| Като | 6 | 0,0005 | 0,0037 | 0,02-7 | 0,007-0,09 |
| Поведение | 0,4 (0,01-12) | 0,0002 | 00,0002 | 0,001-0,5 | 0,42-1,9 |
| Е. | 200 | 0,1 | 1,3 | 0,02-24 | 0,05 |
| Б. | 20 (2-270) | 0,15 | 4,44 | 8-200 | 0,33-1 |
| Мост | 1,2 (0,1-40) | 0,0005 | 0,01 | 0,03-5 | 0,02-0,07 |
| CR. | 70 (5-1500) | 0,001 | 0,0003 | 0,016-14 | 0,002-0,84 |
| Ni. | 50 (2-750) | 0,0005 | 0,00058 | 0,02-4 | 1-2 |
Таблица 3.15.
Източници на замърсяване на околната среда TM
Крайна маса. 3.4.
TM идва на повърхността на почвата в различни форми. Това са оксиди и различни метали соли както разтворим, така и практически неразтворим във вода (сулфиди, сулфати, арсенити и др.). Като част от емисиите на предприятия за преработка на руда и цветни металургични предприятия - основният източник на замърсяване на средата на ТМ - по-голямата част от металите (70-90%) е под формата на оксиди.
Намирането на повърхността на почвите, TM може или да се натрупва или разсея, в зависимост от естеството на геохимичните бариери, присъщи на тази област.
Повечето от ТМ, получени на повърхността на почвата, са фиксирани в горните хумусни хоризонти. TM са сорбирани на повърхността на почвените частици, се свързват с органичното вещество на почвата, по-специално под формата на елементарни и органични съединения, натрупани във железни хидроксиди, са включени в кристалните решетки на глинени минерали, те имат свои собствени минерали В резултат на изоморфно заместване са в разтворимо състояние в почвата влага и газообразно състояние в почвен въздух, са неразделна част от почвата Biota.
Степента на мобилност на ТМ зависи от геохимичната ситуация и нивото на технологичното въздействие. Тежък гранулометричен състав и високо съдържание на органична материя води до свързване на ТМ почвата. Растежът на стойностите на рН подобрява сорбитивността на катион-образуващите метали (мед, цинк, никел, живак, олово и т.н.) и увеличава мобилността на анионизиращия (молибден, хром, ванадий и др.). Укрепването на оксидативните условия увеличава миграционната способност на металите. В резултат на това, според способността да се свързват повечето ТМ, почвата форма на следния ред: SEROZ\u003e Чернозем\u003e Деррново-подзолна почва.
Продължителността на резиденцията на замърсяващите компонента в почвата е много по-голяма, отколкото в други части на биосферата, а замърсяването на почвата, особено ТМ, почти завинаги. Металите, натрупващи се в почвата, бавно се отстраняват при извличане, потребление от растения, ерозия и дефлация (Kabata-Pendias, Pendias, 1989). Периодът на полуочертания (или отстраняване на половината от първоначалната концентрация) TM варира значително за различни елементи, но представлява достатъчно дълги периоди от време: за Zn - от 70 до 510 години; за CD - от 13 до 110 години; За CU - от 310 до 1500 години и за PB - 2 - от 740 до 5900 години (Sadovskaya, 1994).
Замърсяването на почвата TM има две отрицателни страни едновременно. Първо, влизане в хранителните вериги от почвата в растенията, и оттам до организма на животните и човек, ТМ причинява сериозни заболявания - увеличаване на честотата на населението и намаляване на продължителността на живота, както и за намаляване на броя и качеството на селскостопанското растително и животновъдството.
Второ, натрупването на почвата в големи количества, ТМ е в състояние да променя много от неговите свойства. На първо място, промените засягат биологичните свойства на почвата: общият брой на микроорганизмите е намален, техният видов състав (разнообразен) се стеснява, структурата на микробобоценозите се променя, интензивността на основните микробиологични процеси и активността на почвите ензими и т.н., и така нататък. Силното замърсяване на ТМ води до промяна на почвата, като например хумусно състояние, структура, рН на средата и т.н. Резултатът от това е частично, но в някои случаи пълна загуба на плодородие на почвата.
В природата има територии с недостатъчно или прекомерно съдържание в почвите на ТМ. Ненормалното съдържание на ТМ в почвите се дължи на две групи от причини: биогеохимичните характеристики на екосистемите и влиянието на изкуствените потоци. В първия случай, зоните, където концентрацията на химични елементи е по-висока или по-ниска от оптималното ниво за живите организми се наричат \u200b\u200bестествени геохимични аномалии или биогеохимични провинции. Тук аномалното съдържание на елементите се дължи на естествените причини - особеностите на почвообразуващите породи, процеса на образуване на почвата, наличието на рудни аномалии. Във втория случай териториите се наричат \u200b\u200bизкуствени геохимични аномалии. В зависимост от скалата, те са разделени на глобални, регионални и местни.
Почвата, за разлика от други компоненти на природната среда, не само геохимично натрупва компонентите на замърсяването, но и действа като естествен буфер, който контролира прехвърлянето на химични елементи и съединения в атмосферата, хидросферата и живата материя.
Различни растения, животни и хора изискват за жизненоважна активност на определен състав на почвата, водата. На местата на геохимични аномалии възникват, утежняват, прехвърлянето на отклонения от нормата на минералната композиция в хранителната верига.
В резултат на увреждането на минералното хранене се наблюдават промени в състава на фито-, зоологически и микробобоцинози, заболяване на диви растителни форми, намаление на количеството и качеството на културите на селскостопанските растения и животновъдните продукти, увеличението в честотата на населението и намаляването на продължителността на живота (таблица 3.15). Механизмът на токсичното действие на ТМ е представен в таблица. 3.16.
Таблица 3.15.
Физиологични разстройства в растенията в излишък и липса на съдържание в тях ТМ (от Kovalevsky, Андрианова, 1970; Kabata-Pendias,
пендиа, 1989)
| Елемент | Физиологични разстройства | |
| с липса | с излишък | |
| Cu. | Хлороза, вили, меланизъм, бял усукани Macushki, отслабване на образуването на виелица, нарушение на декорация, осезаемост на дървета | Тъмнозелени листа, както и при индуцираната хлороза; Дебела, къса или подобна на корени корени, депресията на образованието избягва |
| ZN. | Интезален хлор (главно в една спалня), спиране на растежа, розово дърво на дървета, лилави червени точки на листата | Хлороза и некроза на краищата на листата, влоговата хлоза на младите листа, забавянето на растежа на растението като цяло, \\ t повредени корени, подобни на бодлива тел |
| CD. | - | Кафяви ръбове на листа, хлороза, червеникави вени и твърди, усукани листа и кафяви слабо развити корени |
| HG. | - | Някои спиране на кълнове и корени, хлороза на листа и кафяви точки върху тях |
| PB. | - | Намаляване на интензивността на фотосинтезата, тъмнозелени листа, усукване на стари листа, стратифицирани листа, кафяви къси корени |
Таблица 3.16.
Механизмът на действие на токсичността на ТМ (на Torchin et al., 1990)
| Елемент | Акт |
| Cu, zn, cd, hg, pb | Влияние върху пропускливостта на мембрани, реакция с SH - групи цистеин и метионин |
| PB. | Промяна на триизмерната структура на протеините |
| Cu, zn, hg, ni | Образуване на комплекси с фосфолипиди |
| Ni. | Образование на комплекси с албумин |
| Инхибиране на ензимите: | |
| HG2 +. | алкална фосфатаза, глюко-6-фосфотаза, лактат дехидрогеназа |
| CD2 +. | аденосинерфосфотаза, алкохол, карбоанхидраза, карбоксипептидази (тзелзази), глутаматоксалоацетатраназа |
| PB2 +. | ацетилхолинестераза, алкална фосфатаза, атраза |
| Ni2 +. | карбонанденди, цитохромни оксидази, газопренехидроксилаза |
Токсичният ефект на ТМ върху биологичните системи се дължи главно на факта, че те лесно се свързват със сулфовъчни групи протеини (включително ензими), потискащи техния синтез и, като по този начин нарушават метаболизма в тялото.
Живите организми са разработили различни механизми за стабилност за ТМ: от възстановяването на ТМ йони в по-малко токсични съединения, преди да активират системите на йонния транспорт, извършване на ефективно и специфично отстраняване на токсични йони от клетката във външна среда.
Най-съществената последица от последиците от ТМ върху живите организми, проявяващи се в биогеконите и биосферните нива на организацията на живата материя, е да се блокират окислителните процеси на органичната материя. Това води до намаляване на скоростта на минерализацията и натрупването на екосистеми. В същото време увеличаването на концентрацията на органичната материя причинява свързването на ТМ за тях, което временно облекчава натоварването от екосистемата. Намаляване на степента на разлагане на органична материя поради намаляване на броя на организмите, тяхната биомаса и интензивността на жизнената активност разглеждат пасивната реакция към екосистемите към замърсяването на ТМ. Активната конфронтация на организмите от антропогенни товари се проявява само по време на видно натрупване на метали в тела и скелети. Отговорен за този процес са най-стабилните видове.
Стабилността на живите организми, преди всичко растения, до повишени концентрации на ТМ и тяхната способност да натрупват високи концентрации на метал, могат да представляват по-голяма опасност за здравето на хората, тъй като те позволяват проникването на замърсители в хранителни вериги. В зависимост от геохимичните условия за производството на човешка храна както на растителен, така и от животински произход, човешките нужди в минерални елементи могат да бъдат удовлетворени, да бъдат дефицитни или съдържащи количеството, което да ги превишава, става все по-токсичен, причиняващ болести и дори смърт (таблица 3.17) .
Таблица 3.17.
TM действие на човешкото тяло (Kovalsky, 1974; Кратка медицинска енциклопедия, 1989; Torshin et al., 1990; въздействие върху тялото .., 1997; Референтен носител за токсикология .., 1999)
| Елемент | Физиологични отклонения | |
| с липса | с излишък | |
| Mn. | Заболявания на костната система | Треска, пневмония, лезия на централната нервна система (манганов паркинсонизъм), ендемична подагра, разрушаване на кръвообращението, стомашно-чревни функции, безплодие |
| Cu. | Слабост, анемия, руса, заболявания на костната система, нарушаване на координацията на движенията | Професионални заболявания, хепатит, болест на Уилсън. Удари бъбреците, черния дроб, мозъка, очите |
| ZN. | Перилентност на апетита, костна деформация, ръст на джуджетата, дълга височина на рани и изгаряния, слаба визия, миопия | Намаляване на трупа, анемия, потискане на окислителни процеси, дерматит |
| PB. | - | Олово енцефалу-невропатия, метаболитни нарушения, инхибиране на ензимните реакции, авитаминоза, анемия, множествена склероза. Включени в състава на костната система вместо калций |
| CD. | - | Стомашно-чревни нарушения, респираторни разстройства, анемия, повишаване на кръвното налягане, увреждане на бъбреците, болест на ITAI-ITAI, протеинурия, остеопороза, мутагенен и канцерогенен ефект |
| HG. | - | Поражения на централната нервна система и периферните нерви, инфантилизъм, нарушаване на репродуктивни функции, стоматит, болест Минамата, преждевременно стареене |
| Колерия | Ендемична гуша | - |
| Ni. | - | Дерматит, нарушаване на кървене, касинелост, ембриотоксикоза, отвъд миелопепатия |
| CR. | - | Дерматит, канцерогенност |
| В. | - | Сърдечно-съдови заболявания |
Различните TMS са опасни за човешкото здраве до различна степен. Най-опасните са Hg, CD, PB (Таблица 3.18).
Таблица 3.18.
Класове замърсители в зависимост от степента на опасност (ГОСТ 17.4.1.02-83)
Много е трудно да се нормализира съдържанието на ТМ в почвата. Основата на нейното решение трябва да бъде разпозната като почвена полифункционалност. В процеса на класиране почвата може да се разглежда от различни позиции: като естествено естествено тяло; като местообитание и субстрат за растения, животни и микроорганизми; като обект и средства за селскостопанско и промишлено производство; Като естествен резервоар, съдържащ патогенни микроорганизми. Създаването на съдържанието на ТМ в почвата трябва да се извърши въз основа на принципите на почвата и околната среда, които отказват възможността за намиране на еднакви стойности за всички почви.
По въпроса за санирането на почвите, замърсени ТМ, има два основни подхода. Първият е насочен към почистване на почвата от ТМ. Почистването може да се извърши чрез измиване, чрез извличане на ТМ от почвата, използвайки растения чрез отстраняване на горния замърсен почвен слой и др. Вторият подход се основава на консолидирането на ТМ в почвата, преведено в неразтворим във вода и недостъпни за живите организми на формата. За това се предлага да се влезе в почвата на органичната материя, фосфорни минерални торове, йонообменни смоли, естествени зеолити, кафяви въглища, почвена вар и т.н. Въпреки това, всеки метод за закрепване на ТМ в почвата има свой собствен период на валидност. Рано или късно, част от ТМ ще започне отново да тече в почвения разтвор и от там в живи организми.
По този начин тежките метали включват повече от 40 химични елемента, масата на атомите е над 50 a. Яжте. Той е PB, ZN, CD, HG, CU, MO, MN, NI, SN, CO и други. Сред TM много микроелементи, които са необходими и незаменим компоненти на биокатализаторите и биорегулаторите на съществени физиологични процеси. Въпреки това, излишното съдържание на ТМ в различни биосферни обекти има потискателен и дори токсичен ефект върху живите организми.
Източниците на получаване на ТМ в почвата са разделени на естествено (изветряне на скали и минерали, ерозионни процеси, вулканична активност) и техногенно (минно дело и преработка на минерали, гориво, влияние на превозни средства, селско стопанство и др.).
TM идва на повърхността на почвата в различни форми. Това са оксиди и различни соли на метали, както разтворими, така и на практика неразтворими във вода.
Последиците от екологични последици от замърсяването на почвата TM зависят от параметрите на замърсяването, геохимичната ситуация и стабилността на почвата. Параметрите на замърсяването включват естеството на метала, т.е. неговите химични и токсични свойства, съдържанието на метал в почвата, формата на химическо съединение, времето от момента на замърсяване и т.н. Стабилността на почвите към замърсяване зависи от Разпределение на размера на частиците, съдържанието на органични вещества, киселинни алкални и окислителни условия и условия на редукция, активност на микробиологични и биохимични процеси и др.
Стабилността на живите организми, преди всичко растения, до повишени концентрации на ТМ и тяхната способност да натрупват високи концентрации на метал, могат да представляват по-голяма опасност за здравето на хората, тъй като те позволяват проникването на замърсители в хранителни вериги.
Когато съдържанието на съдържанието на ТМ в почвата трябва да вземе предвид полифункционалността на почвата. Почвата може да се счита за естествено естествено тяло като местообитание и субстрат за растения, животни и микроорганизми, като предмет и средства за селскостопанска и промишлена продукция, като естествен резервоар, съдържащ патогенни микроорганизми, като част от основната биогеноза и. \\ T биосферата като цяло.