Težke kovine v tleh
V zadnjem času se je zaradi hitrega razvoja industrije znatno povečala raven težkih kovin v okolju. Izraz "težke kovine" se uporablja za kovine z gostoto večjo od 5 g / cm 3 ali z atomskim številom večjim od 20. Čeprav obstaja še eno stališče, v skladu s katerim težke kovine vključujejo več kot 40 kemičnih elementov z atomskimi masami več kot 50 at. enote Med kemičnimi elementi so težke kovine najbolj strupene in so po nevarnosti na drugem mestu po pesticidih. V tem primeru se za toksične štejejo naslednji kemični elementi: Co, Ni, Cu, Zn, Sn, As, Se, Te, Rb, Ag, Cd, Au, Hg, Pb, Sb, Bi, Pt.
Fitotoksičnost težkih kovin je odvisna od njihovih kemijskih lastnosti: valence, ionskega polmera in sposobnosti kompleksiranja. V večini primerov so elementi glede na stopnjo toksičnosti razporejeni v zaporedju: Cu\u003e Ni\u003e Cd\u003e Zn\u003e Pb\u003e Hg\u003e Fe\u003e Mo\u003e Mn. Vendar se lahko ta serija nekoliko spremeni zaradi neenakomernega odlaganja elementov v tleh in prenosa v stanje, ki ni dostopno rastlinam, rastnim pogojem, fiziološkim in genetskim značilnostim samih rastlin. Transformacija in migracija težkih kovin se zgodi pod neposrednim in posrednim vplivom reakcije kompleksiranja. Pri ocenjevanju onesnaženosti okolja je treba upoštevati lastnosti tal in predvsem granulometrično sestavo, vsebnost humusa in pufersko zmogljivost. Puferiranje se razume kot sposobnost tal, da vzdržujejo koncentracijo kovin v talni raztopini na konstantni ravni.
V tleh so težke kovine prisotne v dveh fazah - trdni in v raztopini tal. Oblika obstoja kovin je odvisna od reakcije okolja, kemijske in materialne sestave talne raztopine in predvsem vsebnosti organskih snovi. Elementi - kompleksi, ki onesnažujejo zemljo, so koncentrirani predvsem v zgornjem sloju 10 cm. Vendar pa po zakisanju tal z majhnim blažilnikom precejšen delež kovin iz stanja, absorbiranega z izmenjavo, preide v talno raztopino. Kadmij, baker, nikelj, kobalt imajo močno selitveno sposobnost v kislem okolju. Zmanjšanje pH za 1,8-2 enote povzroči povečanje gibljivosti cinka za 3,8-5,4, kadmija - za 4-8, bakra - za 2-3 krat. ...
Tabela 1 Standardi MPC (APC), vsebnost kemijskih elementov v tleh v ozadju (mg / kg)
|
Razred nevarnosti |
UEC po skupinah tal |
||||||
|
Izvlečno z amonijevim acetatnim pufrom (pH \u003d 4,8) |
Peščena, peščena ilovica |
Ilovnata, ilovnata |
|||||
|
pH kcl< 5,5 |
pH kcl\u003e 5,5 |
||||||
Tako težke kovine ob vstopu v tla hitro komunicirajo z organskimi ligandi in tvorijo kompleksne spojine. Torej je pri nizkih koncentracijah v tleh (20-30 mg / kg) približno 30% svinca v obliki kompleksov z organskimi snovmi. Delež kompleksnih spojin svinca se poveča s povečanjem njegove koncentracije na 400 mg / g in nato zmanjša. Kovine sorbirajo (izmenjujejo ali ne izmenjujejo) tudi oborine železovega in manganovega hidroksida, glineni minerali in organske snovi v tleh. Kovine, ki so na voljo rastlinam in so sposobne izpiranja, se nahajajo v talni raztopini v obliki prostih ionov, kompleksov in kelatov.
Absorpcija HM v tleh je v veliki meri odvisna od reakcije okolja in od tega, kateri anioni prevladujejo v talni raztopini. V kislem mediju so baker, svinec in cink bolj sorbirani, v alkalnem mediju pa se kadmij in kobalt intenzivno absorbirajo. Baker se prednostno veže na organske ligande in železove hidrokside.
Tabela 2 Mobilnost elementov v sledovih v različnih tleh, odvisno od pH talne raztopine
Tla in podnebni dejavniki pogosto določajo smer in stopnjo selitve in preoblikovanja HM v tleh. Tako pogoji tal in vodnih režimov gozdno-stepskega območja prispevajo k intenzivni vertikalni migraciji HM vzdolž talnega profila, vključno s prenosom kovin z vodnim tokom po razpokah, koreninskih prehodih itd. ...
Nikelj (Ni) je element VIII skupine periodnega sistema z atomsko maso 58,71. Nikelj skupaj z Mn, Fe, Co in Cu spada med tako imenovane prehodne kovine, katerih spojine imajo visoko biološko aktivnost. Zaradi posebnosti strukture elektronskih orbital imajo zgornje kovine, vključno z nikljem, izrazito sposobnost tvorjenja kompleksov. Nikelj lahko tvori stabilne komplekse, na primer s cisteinom in citratom ter s številnimi organskimi in anorganskimi ligandi. Geokemična sestava matičnih kamnin v veliki meri določa vsebnost niklja v tleh. Največ niklja vsebujejo tla, ki nastanejo iz osnovnih in ultrabaznih kamnin. Po mnenju nekaterih avtorjev se meje presežnih in toksičnih ravni niklja pri večini vrst gibljejo od 10 do 100 mg / kg. Glavnina niklja je v tleh nepremična in zelo šibka migracija v koloidnem stanju in v sestavi mehanskih suspenzij ne vpliva na njihovo porazdelitev po navpičnem profilu in je precej enakomerna.
Svinec (Pb). Kemijo svinca v tleh določa občutljivo ravnovesje nasprotno usmerjenih procesov: sorpcija-desorpcija, raztapljanje-prehod v trdno stanje. Svinec, ki se sprosti v tla, je vključen v cikel fizikalnih, kemijskih in fizikalno-kemijskih transformacij. Sprva prevladujejo procesi mehaničnega gibanja (delci svinca se po razpokah gibljejo po površini in v tleh) in konvektivne difuzije. Potem ko se svinčeve spojine v trdni fazi raztopijo, pridejo v poštev bolj zapleteni fizikalno-kemijski procesi (zlasti procesi ionske difuzije), ki jih spremlja pretvorba svinčevih spojin, prejetih s prahom.
Ugotovljeno je bilo, da se svinec seli navpično in vodoravno, pri čemer drugi postopek prevlada nad prvim. Tri leta opazovanja na razkošnem travniku se je svinčev prah, ki se je nanašal na površino tal, premikal vodoravno za 25-35 cm, globina njegovega prodiranja v debelino tal pa je bila 10-15 cm. migracija svinca: rastlinske korenine absorbirajo ione kovine; med rastno sezono se gibljejo v tleh; ko rastline odmrejo in se razgradijo, se svinec sprosti v okoliško talno maso.
Znano je, da lahko tla vežejo (sorbirajo) tehnogeni svinec, ki je vanj vstopil. Verjame, da sorpcija vključuje več procesov: popolno izmenjavo s kationi absorpcijskega kompleksa tal (nespecifična adsorpcija) in številne reakcije kompleksiranja svinca z darovalci komponent tal (specifična adsorpcija). V tleh je svinec povezan predvsem z organskimi snovmi, pa tudi z glinenimi minerali, manganovimi oksidi, železovimi in aluminijevimi hidroksidi. Z vezavo svinca humus preprečuje njegovo selitev v sosednja okolja in omejuje njegov vstop v rastline. Med glinenimi minerali je za illite značilna težnja k sorpciji svinca. Povečanje pH tal med apnenjem vodi do še večje vezave svinca v tleh zaradi tvorbe slabo topnih spojin (hidroksidov, karbonatov itd.).
Svinec, ki je v tleh prisoten v premičnih oblikah, se sčasoma pritrdi s komponentami tal in postane nedostopen rastlinam. Po navedbah ruskih raziskovalcev je svinec najmočneje pritrjen v černozemskih in šotno-muljastih tleh.
Kadmij (Cd) Posebnost kadmija, ki ga ločuje od drugih HM, je, da je v talni raztopini prisoten predvsem v obliki kationov (Cd 2+), čeprav v tleh z nevtralno reakcijo medija lahko tvori težko topne kompleksi s sulfati, fosfati ali hidroksidi.
Po razpoložljivih podatkih se koncentracija kadmija v talnih raztopinah v ozadju tal giblje od 0,2 do 6 μg / L. V središčih onesnaženosti tal se poveča na 300-400 μg / l. ...
Znano je, da je kadmij v tleh zelo mobilen; lahko v velikih količinah prehaja iz trdne faze v tekočo fazo in obratno (zaradi česar je težko napovedati njen vstop v rastlino). Mehanizme, ki uravnavajo koncentracijo kadmija v talni raztopini, določajo procesi sorpcije (sorpcija se razume kot dejanska adsorpcija, obarjanje in kompleksiranje). Tla absorbirajo kadmij v manjših količinah kot druge HM. Za karakterizacijo gibljivosti težkih kovin v tleh se uporablja razmerje med koncentracijami kovin v trdni fazi in koncentracijo v ravnotežni raztopini. Visoke vrednosti tega razmerja kažejo, da se HM zadržijo v trdni fazi zaradi sorpcijske reakcije, nizke pa zaradi dejstva, da so kovine v raztopini, od koder se lahko preselijo v druge medije ali vstopijo v različne reakcije (geokemični ali biološki). Znano je, da je vodilni postopek vezave kadmija adsorpcija z glinami. Nedavne študije so pokazale tudi veliko vlogo v tem procesu hidroksilnih skupin, železovih oksidov in organskih snovi. Kadmij z nizko stopnjo onesnaženosti in nevtralno reakcijo medija adsorbirajo predvsem železovi oksidi. In v kislem okolju (pH \u003d 5) začne organska snov delovati kot močan adsorbent. Pri nižjem pH (pH \u003d 4) se adsorpcijske funkcije prenesejo skoraj izključno v organske snovi. Mineralne komponente v teh procesih prenehajo igrati kakršno koli vlogo.
Znano je, da kadmij ne sorbira samo površina tal, temveč je tudi fiksiran zaradi padavin, strjevanja in absorpcije med šaržami z glinenimi minerali. Znotraj delcev tal se razprši skozi mikropore in na druge načine.
Kadmij se na različne vrste tal pritrdi na različne načine. Zaenkrat je malo znanega o konkurenčnem razmerju kadmija z drugimi kovinami v sorpcijskih procesih v kompleksu, ki absorbira tla. Po raziskavah strokovnjakov s tehnične univerze v Københavnu (Danska) je bila v prisotnosti niklja, kobalta in cinka absorpcija kadmija v tleh zatrta. Druge študije so pokazale, da so procesi sorpcije kadmija v tleh oslabljeni v prisotnosti klorovih ionov. Nasičenost tal z ioni Ca 2+ je povzročila povečanje sorpcijske sposobnosti kadmija. Številne vezi kadmija s komponentami tal se izkažejo za krhke; pod določenimi pogoji (na primer kisla reakcija medija) se sprosti in ponovno preide v raztopino.
Razkrita je vloga mikroorganizmov v procesu raztapljanja kadmija in njegovega prehoda v mobilno stanje. Kot rezultat njihove vitalne aktivnosti nastanejo v vodi topni kovinski kompleksi ali pa se ustvarijo fizikalno-kemijski pogoji, ki spodbujajo prehod kadmija iz trdne faze v tekočo fazo.
Procesi s kadmijem v tleh (sorpcija-desorpcija, prehod v raztopino itd.) So medsebojno povezani in soodvisni, pretok te kovine v rastline je odvisen od njihove smeri, intenzivnosti in globine. Znano je, da je količina sorpcije kadmija v tleh odvisna od vrednosti pH: višji kot je pH tal, bolj sorbira kadmij. Tako se je glede na razpoložljive podatke v območju pH od 4 do 7,7 s povečanjem pH na enoto sorpcijska sposobnost tal glede na kadmij povečala približno trikrat.
Cink (Zn). Pomanjkanje cinka se lahko kaže tako na kislih, močno podzoliziranih lahkih tleh kot tudi na apnenčastih, s cinkom revnih in zelo humunskih tleh. Manifestacijo pomanjkanja cinka povečuje uporaba visokih odmerkov fosfornih gnojil in močno oranje podtalja do obdelovalnega obzorja.
Najvišja skupna vsebnost cinka je v tleh tundre (53-76 mg / kg) in černozema (24-90 mg / kg), najmanjša pa je v drvje-podzolskih tleh (20-67 mg / kg). Pomanjkanje cinka se najpogosteje kaže na nevtralnih in rahlo alkalnih apnenčastih tleh. V kislih tleh je cink bolj gibljiv in na voljo rastlinam.
Cink v tleh je prisoten v ionski obliki, kjer ga adsorbira mehanizem kationske izmenjave v kislem mediju ali kot rezultat kemorpcije v alkalnem mediju. Najbolj mobilni ion je Zn 2+. Na gibljivost cinka v tleh vplivata predvsem vrednost pH in vsebnost glinenih mineralov. Pri pH<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 .
Kemična sestava tal na različnih ozemljih je raznolika, porazdelitev kemičnih elementov v tleh po celotnem ozemlju pa je neenakomerna. Na primer, težke kovine so pretežno v razpršenem stanju in lahko tvorijo lokalne vezi, kjer so njihove koncentracije več sto in tisočkrat višje od ravni klarkov.
Za normalno delovanje telesa so potrebni številni kemični elementi. Njihovo pomanjkanje, presežek ali neravnovesje lahko povzročijo bolezni, imenovane mikroelementoza 1, ali biogeokemično endemijo, ki je lahko naravna in umetna. Pri njihovi distribuciji ima pomembna vloga voda, pa tudi živilski proizvodi, v katere kemični elementi vstopajo iz tal po prehranjevalnih verigah.
Eksperimentalno je bilo ugotovljeno, da na odstotek HM v rastlinah vpliva odstotek HM v tleh, ozračju, vodi (v primeru alg). Opaziti je bilo tudi, da na tleh z enako vsebnostjo težkih kovin enak pridelek daje drugačen donos, čeprav so tudi podnebne razmere sovpadale. Nato je bila odkrita odvisnost pridelka od kislosti tal.
Najbolj proučena je onesnaženost tal s kadmijem, živim srebrom, svincem, arzenom, bakrom, cinkom in manganom. Razmislimo o onesnaženosti tal s temi kovinami posebej za vsako. 2.
Kadmij (Cd)
Vsebnost kadmija v zemeljski skorji je približno 0,15 mg / kg. Kadmij je koncentriran v vulkanskih (v količinah od 0,001 do 1,8 mg / kg), metamorfnih (v količinah od 0,04 do 1,0 mg / kg) in sedimentnih kamninah (v količinah od 0,1 do 11,0 mg / kg). Tla, oblikovana na osnovi takih vhodnih snovi, vsebujejo 0,1-0,3; 0,1 - 1,0 in 3,0 - 11,0 mg / kg kadmija.
V kislih tleh je kadmij prisoten v obliki Cd 2+, CdCl +, CdSO 4, v apnenčastih tleh - v obliki Cd 2+, CdCl +, CdSO 4, CdHCO 3 +.
Absorpcija kadmija v rastlinah se znatno zmanjša z apnenjem kislih tal. V tem primeru zvišanje pH zmanjša topnost kadmija v vlagi v tleh in biološko uporabnost kadmija v tleh. Tako je bila vsebnost kadmija v listih pese na apnenčastih tleh manjša od vsebnosti kadmija v istih rastlinah na neprevlečenih tleh. Podoben učinek so pokazali pri rižu in pšenici -\u003e.
Negativni učinek zvišanja pH na razpoložljivost kadmija je povezan z zmanjšanjem topnosti kadmija v fazi talne raztopine, ampak tudi z aktivnostjo korenin, ki vpliva na absorpcijo.
Kadmij je v tleh precej slabo gibljiv in če na površino dodamo material, ki vsebuje kadmij, večina ostane nedotaknjena.
Metode odstranjevanja onesnaževalcev iz tal vključujejo bodisi odstranitev same onesnažene plasti, odstranjevanje kadmija iz plasti ali prekrivanje onesnažene plasti. Kadmij lahko pretvorimo v kompleksno netopne spojine z razpoložljivimi kelatnimi sredstvi (npr. Etilendiamintetraocetna kislina). ...
Zaradi relativno hitre absorpcije kadmija iz tal v rastlinah in nizke toksičnosti pogostih koncentracij se kadmij lahko kopiči v rastlinah in v prehransko verigo vstopi hitreje kot svinec in cink. Zato kadmij predstavlja največjo nevarnost za zdravje ljudi ob vnosu odpadkov v tla.
Postopek za zmanjšanje količine kadmija, ki lahko vstopi v človeško prehranjevalno verigo iz onesnaženih tal, je gojenje neživilskih rastlin na tleh ali pridelkov, ki absorbirajo majhne količine kadmija.
Na splošno pridelki v kislih tleh absorbirajo več kadmija kot v nevtralnih ali alkalnih tleh. Zato je apnenje kislih tal učinkovito sredstvo za zmanjšanje absorbirane količine kadmija.
Živo srebro (Hg)
Živo srebro najdemo v naravi v obliki kovinskih hlapov Hg 0, ki nastanejo med njegovim izhlapevanjem iz zemeljske skorje; v obliki anorganskih soli Hg (I) in Hg (II) ter v obliki organskih spojin metil živega srebra CH 3 Hg +, monometil- in dimetil derivati \u200b\u200bCH 3 Hg + in (CH 3) 2 Hg.
Živo srebro se kopiči v zgornjem obzorju (0-40 cm) tal in šibko seli v svoje globlje plasti. Živosrebrove spojine so zelo stabilne talne snovi. Rastline, ki rastejo na tleh, onesnaženih z živim srebrom, asimilirajo znatno količino elementa in ga kopičijo v nevarnih koncentracijah ali pa ne rastejo.
Svinec (Pb)
Po podatkih poskusov, izvedenih v peščeni kulturi z uvedbo praga za koncentracijo tal v Hg (25 mg / kg) in Pb (25 mg / kg) in preseganjem praga za 2-20 krat, rastejo ovsene rastline in normalno razvijajo do določene stopnje onesnaženosti. Ko se koncentracija kovin poveča (za Pb, začenši z odmerkom 100 mg / kg), se videz rastlin spremeni. Pri ekstremnih odmerkih kovin rastline umrejo v treh tednih od začetka poskusov. Vsebnost kovin v komponentah biomase v padajočem vrstnem redu je razporejena na naslednji način: korenine - nadzemni del - zrnje.
Celotna oskrba svinca v ozračje (in s tem delno v tla) iz vozil na ozemlju Rusije je bila leta 1996 ocenjena na približno 4,0 tisoč ton, vključno s tovornim prevozom 2,16 tisoč ton. Največja obremenitev s svincem je bila v moskovski in samarski regiji, sledile so regije Kaluga, Nižni Novgorod, Vladimir in druge sestavne enote Ruske federacije, ki se nahajajo v osrednjem delu evropskega ozemlja Rusije in Severnega Kavkaza. Največje absolutne emisije svinca so bile zabeležene v Uralu (685 t), Volgi (651 t) in Zahodni Sibiriji (568 t). In najbolj škodljivi vplivi emisij svinca so bili zabeleženi v Tatarstanu, Krasnodarskem in Stavropoljskem ozemlju, Rostovu, Moskvi, Leningradu, Nižnem Novgorodu, Volgogradu, Voronježu, Saratovu in Samari (Regija Zeleni mir, posebna številka 28, 1997).
Arzen (kot)
Arzen najdemo v okolju v različnih kemijsko stabilnih oblikah. Njeni dve glavni stopnji oksidacije sta As (III) in As (V). V naravi je petvalentni arzen zelo razširjen v obliki različnih anorganskih spojin, čeprav je trivalentni arzen zlahka najti v vodi, zlasti v anaerobnih pogojih.
baker (Cu)
Naravni bakreni minerali v tleh vključujejo sulfate, fosfate, okside in hidrokside. Bakrovi sulfidi se lahko tvorijo v slabo odcednih ali poplavljenih tleh, kjer se uresničujejo redukcijski pogoji. Bakreni minerali so običajno preveč topni, da bi lahko ostali v prosto odcednih kmetijskih tleh. V tleh, onesnaženih s kovinami, pa lahko kemično okolje nadziramo z neravnovesnimi procesi, ki vodijo do kopičenja metastabilnih trdnih faz. Predpostavlja se, da sta v reduciranih, z bakrom onesnaženih tleh lahko prisotna tudi kovelit (CuS) ali halkopirit (CuFeS 2).
Sledeče količine bakra so lahko prisotne kot posamezne sulfidne vključitve v silikatih in lahko izomorfno nadomestijo kationi v filosilikatih. Glineni minerali, ki niso uravnoteženi, absorbirajo baker nespecifično, medtem ko železovi in \u200b\u200bmanganovi oksidi in hidroksidi kažejo zelo visoko specifično afiniteto do bakra. Organske spojine z visoko molekulsko maso so lahko trdni absorbenti bakra, medtem ko organske spojine z nizko molekulsko maso ponavadi tvorijo topne komplekse.
Kompleksnost sestave tal omejuje sposobnost količinskega ločevanja bakrovih spojin v posebne kemične oblike. kaže -\u003e Prisotnost velike mase bakrovih konglomeratov najdemo tako v organskih snoveh kot v Fe in Mn oksidih. Vnos odpadkov ali anorganskih bakrovih soli, ki vsebujejo baker, poveča koncentracijo bakrovih spojin v tleh, ki jih je mogoče ekstrahirati z razmeroma mehkimi reagenti; tako lahko baker v tleh najdemo v obliki labilnih kemičnih oblik. Toda lahko topen in zamenljiv element, baker, tvori majhno število oblik, ki jih lahko rastline absorbirajo, običajno manj kot 5% celotne vsebnosti bakra v tleh.
Strupenost bakra narašča z naraščanjem pH tal in z nizko zmogljivostjo kationske izmenjave. Utrditev bakra z ekstrakcijo se pojavi le v površinskih plasteh tal in na tem globoko ukoreninjeni posevki ne vplivajo.
Okolje in prehrana rastlin lahko vplivata na fitotoksičnost bakra. Na primer, strupenost bakra za riž na ravnicah je bila očitna, ko so rastline zalivali s hladno in ne s toplo vodo. Dejstvo je, da je mikrobiološka aktivnost v hladni zemlji zatrta in v tleh ustvarja tiste obnovitvene pogoje, ki bi olajšali obarjanje bakra iz raztopine.
Fitotoksičnost bakra se na začetku pojavi zaradi presežka razpoložljivega bakra v tleh, poveča pa jo kislost tal. Ker je baker v tleh razmeroma neaktiven, ostane skoraj ves baker, ki vstopi v tla, v zgornjih plasteh. Vnos organskih snovi v tla, onesnažena z bakrom, lahko zmanjša toksičnost zaradi adsorpcije topne kovine z organskim substratom (v tem primeru se ioni Cu 2+ pretvorijo v kompleksne spojine, ki so rastlini manj dostopne) ali s povečanjem gibljivost ionov Cu 2+ in njihovo izpiranje iz tal v obliki topnih organo-bakrovih kompleksov.
Cink (Zn)
Cink lahko najdemo v tleh v obliki oksosulfatov, karbonatov, fosfatov, silikatov, oksidov in hidroksidov. Te anorganske spojine so metastabilne na dobro odcednih kmetijskih zemljiščih. Očitno je sfalerit ZnS termodinamično prevladujoča oblika tako v reduciranih kot oksidiranih tleh. V predelanih usedlinah, onesnaženih s težkimi kovinami, je očitno nekaj povezave cinka s fosforjem in klorom. Zato je treba v tleh, bogatih s kovinami, najti razmeroma topne cinkove soli.
Cink je izomorfno nadomeščen z drugimi kationi v silikatnih mineralih; lahko ga zamašimo ali kocipitiramo z manganovimi in železovimi hidroksidi. Filosilikati, karbonati, hidratirani kovinski oksidi in organske spojine dobro absorbirajo cink z uporabo tako specifičnih kot nespecifičnih veznih mest.
Topnost cinka se poveča v kislih tleh, pa tudi pri kompleksiranju z organskimi ligandi z nizko molekulsko maso. Zmanjševalni pogoji lahko zmanjšajo topnost cinka zaradi tvorbe netopnega ZnS.
Fitotoksičnost cinka se običajno pokaže, ko rastlinske korenine pridejo v stik z odvečno raztopino cinka v tleh. Prenos cinka skozi tla poteka z izmenjavo in difuzijo, slednja prevladuje v tleh z nizko vsebnostjo cinka. Izmenjevalni transport je pomembnejši v visoko cinkovih tleh, kjer so koncentracije topnega cinka razmeroma stabilne.
Mobilnost cinka v tleh se poveča v prisotnosti kelatnih snovi (naravnih ali sintetičnih). Povečanje koncentracije topnega cinka zaradi tvorbe topnih kelatov kompenzira zmanjšanje gibljivosti zaradi povečanja molekulske velikosti. Koncentracije cinka v rastlinskih tkivih, njegov splošni vnos in simptomi toksičnosti so pozitivno povezani s koncentracijo cinka v raztopini, ki kopa rastlinske korenine.
Prosti ion Zn 2+ absorbira pretežno koreninski sistem rastlin, zato tvorba topnih kelatov prispeva k topnosti te kovine v tleh in ta reakcija kompenzira zmanjšano razpoložljivost cinka v kelatirani obliki.
Začetna oblika kontaminacije s kovinami vpliva na potencial strupenosti cinka: razpoložljivost cinka v rastlini v oplojenih tleh z enakovredno skupno vsebnostjo kovin se zmanjša po vrstnem redu ZnSO 4\u003e blato\u003e odpadni kompost.
Večina poskusov onesnaženja tal z blato, ki vsebuje Zn, ni pokazala padca pridelka ali očitne fitotoksičnosti; kljub temu lahko njihova dolgotrajna uporaba v veliki meri škoduje rastlinam. Preprosta uporaba cinka v obliki ZnSO 4 povzroči zmanjšanje rasti pridelka v kislih tleh, večletna uporaba na skoraj nevtralnih tleh pa ostane neopažena.
Cink doseže stopnjo toksičnosti v kmetijskih tleh praviloma zaradi površinskega cinka; navadno ne prodre globlje od 15-30 cm. Globoke korenine nekaterih pridelkov se lahko izognejo stiku s prekomernim cinkom zaradi njihove lege v neonesnaženem podtalju.
Okapitev tal, onesnaženih s cinkom, zmanjša koncentracijo cinka v poljščinah. Dodatek NaOH ali Ca (OH) 2 zmanjšuje toksičnost cinka v zelenjavnih rastlinah, pridelanih na visoko cinkovih šotnih tleh, čeprav je v teh tleh absorpcija cinka v rastlinah zelo omejena. Pomanjkanje železa, ki ga povzroča cink, lahko odpravimo z dodajanjem kelatov železa ali FeSO 4 v tla ali neposredno v liste. S fizičnim odstranjevanjem ali odstranjevanjem cinka kontaminiranega premaza se lahko popolnoma izognemo toksičnim učinkom kovine na rastline.
Mangan
V tleh je mangan v treh stopnjah oksidacije: +2, +3, +4. Ta kovina je večinoma povezana s primarnimi minerali ali sekundarnimi kovinskimi oksidi. V tleh celotna količina mangana niha na ravni 500 - 900 mg / kg.
Topnost Mn 4+ je izredno nizka; trivalentni mangan je v tleh zelo nestabilen. Večina mangana v tleh je prisotna v obliki Mn 2+, medtem ko je v dobro prezračenih tleh večina v trdni fazi v obliki oksida, v katerem je kovina v oksidacijskem stanju IV; v slabo zračenih tleh se mikrobno okolje počasi reducira mangan in prehaja v talno raztopino ter tako postane zelo mobilen.
Topnost Mn 2+ se pri nizkih vrednostih pH znatno poveča, absorpcija mangana v rastlinah pa se zmanjša.
Strupenost mangana se pogosto pojavi tam, kjer so skupne ravni mangana zmerne do visoke, pH tal je precej nizek in tudi razpoložljivost kisika v tleh (tj. Prisotni so reducirni pogoji). Da bi odpravili učinek teh razmer, je treba s pomočjo apnenja povečati pH tal, prizadevati si je treba za izboljšanje drenaže tal, za zmanjšanje pretoka vode, tj. na splošno izboljšajo strukturo določene zemlje.
Za skupno onesnaženost tal je značilna skupna količina težkih kovin. Razpoložljivost elementov za rastline določajo njihove mobilne oblike. Zato je vsebnost premičnih oblik težkih kovin v tleh najpomembnejši kazalnik, ki označuje sanitarno-higiensko stanje in določa potrebo po melioracijskih razstrupljevalnih ukrepih.
Glede na uporabljeno ekstrakcijo se pridobiva drugačna količina mobilne oblike težke kovine, ki jo lahko z določeno konvencijo štejemo za na voljo rastlinam. Za ekstrakcijo mobilnih oblik težkih kovin se uporabljajo različne kemične spojine, ki imajo neenakomerno moč pridobivanja: kisline, soli, puferske raztopine in voda. Najpogostejša ekstrakta sta 1N HCl in amonijev acetatni pufer pri pH 4,8. Trenutno se nabere premalo eksperimentalnega materiala, ki označuje odvisnost vsebnosti težkih kovin v rastlinah, pridobljenih z različnimi kemičnimi raztopinami, od njihove koncentracije v tleh. Zapletenost tega stanja je tudi posledica dejstva, da je razpoložljivost mobilne oblike težke kovine za rastline v veliki meri odvisna od lastnosti tal in posebnih lastnosti rastlin. Poleg tega ima vedenje vsakega elementa v tleh svoje posebne, lastne vzorce.
Za proučevanje vpliva lastnosti tal na preoblikovanje spojin težkih kovin smo izvedli modelne poskuse s tlemi, ki se po svojih lastnostih močno razlikujejo (tabela 8). Kot ekstraktante smo uporabili močno kislino - 1N HNO3, nevtralno sol Ca (NO3) 2, raztopino acetatno-amonijevega pufra in vodo.
To kažejo analitični podatki v tabelah 9-12. da je vsebnost kislinsko topnih spojin cinka, svinca in kadmija, ki prehajajo v ekstrakt 1N HNO3, blizu njihovi količini, vneseni v tla. Ta ekstrakcijski ekstrakt je dobil 78-90% Pb, 88-100% Cd in 78-96% Zn je vstopil v tla ... Količina trdno pritrjenih spojin teh elementov je bila odvisna od stopnje rodovitnosti tal. Njihova vsebnost je bila v slabo obdelanih držno-podzolskih tleh nižja kot v držno-podzolskih srednje obdelanih in značilnih černozema.
Količina izmenljivih spojin Cd, Pb in Zn, ekstrahiranih z 1-n raztopino nevtralne soli Ca (NO3) 2, je bila nekajkrat manjša od njihove teže, vnesene v tla, in je bila odvisna tudi od stopnje rodovitnosti tal. Najnižja vsebnost elementov, ekstrahiranih z raztopino Ca (NO3) 2, je bila pridobljena na černozemu. S povečanjem obdelovanja zemeljsko-podzolskih tal se je zmanjšala tudi gibljivost težkih kovin. Sodeč po ekstraktu soli, so najbolj mobilne spojine kadmij, nekoliko manj - cink. Za svinčeve spojine, ekstrahirane z nevtralno soljo, je bila značilna najmanjša gibljivost.
Vsebnost mobilnih oblik kovin, ekstrahiranih z acetatno-amonijevo pufersko raztopino s pH 4,8, je bila določena tudi predvsem glede na vrsto tal, njeno sestavo in fizikalno-kemijske lastnosti.
Kar zadeva zamenljive (obnovljive 1 n Ca (NO3) 2) oblike teh elementov, ostaja pravilnost, izražena v povečanju količine mobilnih spojin Cd, Pb in Zn v kislih tleh ter mobilnosti Cd in Zn je višja od vrednosti Pb. Količina kadmija, pridobljenega s tem ekstraktom, je bila 90-96% uporabljenega odmerka za slabo obdelano zemljo, 70-76% za drsno-podzolsko zemljo in 44-48% za černozem. Količina cinka in svinca, ki prehajata v pufersko raztopino CH3COONH4, sta enaki: 57-71 oziroma 42-67% za držno-podzolsko slabo obdelano zemljo, 49-70 in 37-48% za srednje obdelano; 46-65 in 20-42% za černozem. Zmanjšanje zmogljivosti ekstrakcije CH3COONH4 za svinec na černozemu je mogoče razložiti z nastankom njegovih stabilnejših kompleksov in spojin s stabilnimi huminskimi spojinami.
Prsti, uporabljene v modelnem poskusu, so se razlikovale po številnih parametrih rodovitnosti tal, v največji meri pa po kislih lastnostih in številu zamenljivih baz. Na voljo v literaturi in naši eksperimentalni podatki kažejo, da reakcija okolja v tleh močno vpliva na gibljivost elementov.
Povečanje koncentracije vodikovih ionov v talni raztopini je privedlo do prehoda slabo topnih svinčevih soli v bolj topne soli (še posebej značilen je prehod PbCO3 v Pb (HCO3) 2 (BV Nekrasov, 1974). zmanjša stabilnost svinčevo-humusnih kompleksov. Vrednost pH talne raztopine je eden najpomembnejših parametrov, ki določajo sorpcijo ionov težkih kovin v tleh. Z zmanjšanjem pH se topnost večine težkih kovin poveča in, posledično je njihova gibljivost v sistemski trdni fazi tal - raztopina J. Esser, N. Bassam (1981), ki so raziskovali gibljivost kadmija v aerobnih razmerah tal, ugotovila, da je v območju pH 4-6 mobilnost kadmija določena z ionsko jakostjo raztopine pri pH več kot 6 ima sorpcija z manganovimi oksidi vodilnega pomena kadmij in vpliva na njegovo sorpcijo šele pri pH 8.
Najbolj gibljiv in za rastline dostopen del spojin težkih kovin v tleh je njihova vsebnost v talni raztopini. Količina kovinskih ionov, ki vstopajo v talno raztopino, določa toksičnost določenega elementa v tleh. Stanje ravnotežja v sistemu trdne fazne raztopine določa sorpcijske procese, katerih narava in smer sta odvisna od lastnosti in sestave tal. Vpliv lastnosti tal na gibljivost težkih kovin in njihov prehod na vodni ekstrakt potrjujejo podatki o različnih količinah v vodi topnih spojin Zn, Pb in Cd, prenesenih iz tal z različnih ravni rodovitnosti pri enakih dozah uporabljenih kovin ( Tabela 13). V sodno-podzolskih srednje obdelanih tleh je bilo v primerjavi s černozemom v vodi topnih kovinskih spojin. Največ vsebnosti vodotopnih spojin Zn, Pb in Cd je bilo v slabo obdelanih tleh. Obdelava tal je zmanjšala gibljivost težkih kovin. V sodobno-podzolskih slabo obdelanih tleh je vsebnost v vodi topnih oblik Zn. Pb in Cd sta bila za 20-35% višja kot pri srednje gojenih in 1,5-2,0-krat višja kot pri tipičnem černozemu. Povečanje rodovitnosti tal, ki ga spremlja povečanje vsebnosti humusa, fosfatov, nevtralizacija presežne kislosti in povečanje puferskih lastnosti, vodi do zmanjšanja vsebnosti najbolj agresivne v vodi topne oblike težkih kovin.
Odločilno vlogo pri porazdelitvi težkih kovin v sistemu zemlja-raztopina imajo procesi sorpcije-desorpcije na trdni fazi tal, ki jih določajo lastnosti tal in niso odvisne od oblike uvedena spojina. Nastale spojine težkih kovin s trdno fazo tal so termodinamično stabilnejše od vnesenih spojin in določajo koncentracijo elementov v talni raztopini (RI Pervunina. 1983).
Tla so močan in aktiven absorber težkih kovin, ki se lahko trdno vežejo in s tem zmanjšajo pretok strupov v rastline. Mineralne in organske sestavine tal aktivno inaktivirajo kovinske spojine, vendar je količinski izraz njihovega delovanja odvisen od vrste tal (B A. Bol'shakov et al., 1978; VB Ilyin, 1987).
Zbrani eksperimentalni material priča o tem. da se največja količina težkih kovin iz tal ekstrahira z 1 N kislim ekstraktom. Hkrati so podatki blizu bruto vsebnosti elementov v tleh. To obliko elementov lahko obravnavamo kot splošno zalogo, ki se lahko pretvori v premično premično obliko. Vsebnost težkih kovin pri ekstrakciji iz tal z acetatno-amonijevim pufrom označuje že bolj gibljiv del. Zamenljiva oblika težkih kovin je še bolj mobilna. izvlečno z nevtralno raztopino soli. V.S. Gorbatov in N.G. Zyrin (1987) menijo, da je za rastline najbolj dostopna izmenljiva oblika težkih kovin, selektivno ekstrahirana z raztopinami soli, katerih anion ne tvori kompleksov s težkimi kovinami, kation pa ima visoko izpodrivno silo. To so lastnosti Ca (NO3) 2, uporabljene v našem poskusu. Najbolj agresivna topila - kisline, ki se najpogosteje uporabljajo 1N HCl in 1N HNO3, izvlečejo iz tal ne le oblike, ki jih asimilirajo rastline, temveč tudi del bruto elementa, ki je najbližja rezerva za prehod na mobilne spojine.
Koncentracija težkih kovin, pridobljenih z vodnim ekstraktom, v talni raztopini označuje najaktivnejši del njihovih spojin. To je najbolj agresiven in dinamičen delež težkih kovin, ki označuje stopnjo gibljivosti elementov v tleh. Visoka vsebnost vodotopnih oblik TM lahko povzroči ne samo onesnaženje rastlinskih proizvodov, temveč tudi močno zmanjšanje pridelka do njegove smrti. Z zelo visoko vsebnostjo v vodi topne oblike težkih kovin v tleh postane samostojni dejavnik, ki določa velikost pridelka in stopnjo njegove onesnaženosti.
Pri nas so se zbrale informacije o vsebnosti mobilne oblike TM v neonesnaženih tleh, predvsem tistih, ki so znani kot elementi v sledovih - Mn, Zn, Cu, Mo. Co (tabela 14). Za določitev mobilne oblike so bili najpogosteje uporabljeni posamezni ekstrakti (po Ya.V. Peive in G.Ya. Rinkis). Kot je razvidno iz tabele 14, so se tla posameznih regij bistveno razlikovala po količini premične oblike iste kovine.
Razlog bi lahko bil po mnenju V.B. Ilyin (1991), genetske značilnosti tal, najprej specifičnost granulometrične in mineraloške sestave, stopnja vsebnosti humusa, reakcija okolja. Iz tega razloga se tla iste naravne regije in poleg tega celo iste genetske vrste v tej regiji lahko zelo razlikujejo.
Razlika med najmanjšo in največjo količino premične oblike je lahko znotraj matematičnega reda. Vsebnosti mobilnih oblik Pb, Cd, Cr, Hg in drugih najbolj strupenih elementov v tleh je popolnoma premalo. Težko je pravilno oceniti gibljivost TM v tleh z uporabo kemikalij, ki se močno raztapljajo kot ekstraktant. Tako je na primer 1 n HCl ekstrahiral mobilne oblike iz plužnega obzorja v mg / kg: Mn - 414, Zn - 7,8 Ni - 8,3, Cu - 3,5, Pb - 6,8, Co - 5,3 (tla Zahodne Sibirije), medtem ko 2,5% ekstrahiranega CH3COOH 76; 0,8; 1,2; 1,3; 0,3; 0,7 (tla iz regije Tomsk Ob, podatki Ilyin. 1991). Ti materiali kažejo, da 1 n HCl, pridobljene iz tal, z izjemo cinka, približno 30% celotne količine kovin in 2,5% CH3COOH - manj kot 10%. Zato ima ekstraktor 1N HCl, ki se pogosto uporablja v agrokemijskih raziskavah in pri karakterizaciji tal, visoko mobilizacijsko sposobnost glede na rezerve težkih kovin.
Glavni del premičnih spojin težkih kovin je omejen na humusna ali koreninsko poseljena talna obzorja, v katerih aktivno potekajo biokemični procesi in vsebujejo številne organske snovi. Težke kovine. vključeni v organske komplekse, so zelo mobilni. V.B. Ilyin (1991) nakazuje možnost kopičenja težkih kovin v iluvialnih in karbonatnih obzorjih, v katere padajo drobni delci, nasičeni s težkimi kovinami in v vodi topne oblike elementov, ki se selijo iz prekrivne plasti. V iluvialnih in karbonatnih obzorjih se oborijo spojine, ki vsebujejo kovine. K temu najbolj pripomore močno povečanje pH okolja v tleh teh obzorij zaradi prisotnosti karbonatov.
Sposobnost kopičenja težkih kovin v spodnjih obzorjih tal dobro ponazarjajo podatki o talnih profilih Sibirije (tabela 15). V humusnem obzorju je opažena povečana vsebnost številnih elementov (Sr, Mn, Zn, Ni itd.), Ne glede na njihovo genezo. V mnogih primerih je jasno zaslediti povečanje vsebnosti mobilnega Sr v karbonatnem obzorju. Skupna vsebnost premičnih oblik v manjši količini je značilna za peščena tla, v veliko večji količini pa za ilovnata tla. To pomeni, da obstaja tesna povezava med vsebnostjo mobilnih oblik elementov in granulometrično sestavo tal. Podobno pozitivno razmerje lahko zasledimo med vsebnostjo mobilnih oblik težkih kovin in vsebnostjo humusa.
Vsebnost premičnih oblik težkih kovin je izpostavljena močnim nihanjem, kar je povezano s spreminjajočo se biološko aktivnostjo tal in vplivom rastlin. Torej, glede na raziskave, ki jih je opravil V.B. Ilyin, vsebnost mobilnega molibdena v sodno-podzolski zemlji in južnem černozemu se je v rastni sezoni 5-krat spremenila.
V zadnjih letih nekatere raziskovalne ustanove preučujejo vpliv dolgotrajne uporabe mineralnih, organskih in apnenih gnojil na vsebnost mobilnih oblik težkih kovin v tleh.
Na agrokemični eksperimentalni postaji Dolgoprudnaya (DAOS, Moskovska regija) je bila opravljena študija kopičenja težkih kovin, strupenih elementov in njihove gibljivosti v tleh v pogojih dolgotrajne uporabe fosfornih gnojil na apnenih trnasto-podzolskih težkih ilovnatih tleh (Yu A. Potatueva et al., 1994.). Sistematična uporaba balasta in zgoščenih gnojil 60 let, 20 let različnih oblik fosfatov in 8 let fosforitne moke iz različnih nahajališč ni imela pomembnega vpliva na skupno vsebnost težkih kovin in strupenih elementov (TE) v tleh. , vendar je privedlo do večje mobilnosti v njem nekaterih TM in TE. Vsebnost premičnih in v vodi topnih oblik v tleh se je ob sistematični uporabi vseh preučevanih oblik fosfornih gnojil povečala za približno 2-krat, kar je pomenilo le 1/3 MPC. Količina mobilnega stroncija se je v tleh, ki so prejele preprost superfosfat, povečala za 4,5-krat. Vnos surovih fosforitov iz nahajališča Kingisepskoe je povzročil povečanje vsebnosti mobilnih oblik v tleh (AAB pH 4,8): svinec za 2-krat, nikelj za 20% in krom za 17%, kar je znašalo 1/4 in 1/10 MPC. V tleh, ki so prejemale surove fosforite iz nahajališča Chilisai, so opazili povečanje vsebnosti mobilnega kroma za 17% (tabela 16).
Primerjava eksperimentalnih podatkov dolgoročnih terenskih poskusov DAO s sanitarno-higienskimi standardi za vsebnost mobilnih oblik težkih kovin v tleh in v odsotnosti s priporočili iz literature kaže, da vsebnost mobilnih oblike teh elementov v tleh je bila pod dovoljeno mejo. Ti eksperimentalni podatki kažejo, da tudi zelo dolgotrajna uporaba fosfornih gnojil v 60 letih ni povzročila presežka ravni MPC v tleh niti v bruto niti v mobilnih oblikah težkih kovin. Ti podatki hkrati kažejo, da je razvrščanje težkih kovin v tleh le z bruto oblikami premalo utemeljeno in ga je treba dopolniti z vsebino mobilne oblike, ki odraža tako kemijske lastnosti samih kovin kot lastnosti tla, na kateri gojijo rastline.
Na podlagi dolgoletnih terenskih izkušenj, ustanovljenih pod vodstvom akademika N.S. Avdonin na eksperimentalni bazi Moskovske državne univerze "Chashnikovo" je bila izvedena študija o vplivu dolgotrajne uporabe mineralnih, organskih, apnenih gnojil in njihove kombinacije na vsebnost mobilnih oblik težkih kovin v tleh 41 let (VG Mineev in sod., 1994). Rezultati raziskav v tabeli 17 so pokazali, da je ustvarjanje optimalnih pogojev za rast in razvoj rastlin bistveno zmanjšalo vsebnost mobilnih oblik svinca in kadmija v tleh. S sistematičnim nanašanjem dušikovo-kalijevih gnojil, nakisanjem talne raztopine in zmanjšanjem vsebnosti gibljivega fosforja se je koncentracija mobilnih spojin svinca in niklja podvojila in vsebnost kadmija v tleh povečala za 1,5-krat.
Vsebnost bruto in mobilnih oblik TM v sodinsko-podzolskih lahkih ilovnatih tleh Belorusije so preučevali z dolgotrajno uporabo blata iz komunalne odpadne vode: termofilno fermentirano iz muljevskih polj (TIP) in termofilno fermentirano z naknadno mehansko dehidracijo (TMT).
Za 8 let raziskav je bila nasičenost kolobarjenja OCB 6,25 t / ha (enkratni odmerek) in 12,5 t / ha (dvojni odmerek), kar je približno 2-3 krat več od priporočenih odmerkov.
Kot je razvidno iz tabele 18, obstaja jasen vzorec povečevanja vsebnosti bruto in mobilnih oblik TM zaradi trikratne uvedbe WWS. Poleg tega je za cink značilna največja gibljivost, katere količina se je v mobilni obliki povečala za 3-4 krat v primerjavi s kontrolno zemljo (NP Reshetsky, 1994). V tem primeru se vsebnost mobilnih spojin kadmija, bakra, svinca in kroma ni bistveno spremenila.
Raziskave znanstvenikov beloruske kmetijske industrije. Akademije so pokazale, da se je ob uvajanju blata iz čistilnih naprav (SIP-mokro blato iz muljev, TIP, TMO) opazno povečala vsebnost mobilnih oblik elementov v tleh, najmočneje pa kadmija, cinka, bakra ( Tabela 19). Vapljenje praktično ne vpliva na gibljivost kovin. Po mnenju avtorjev. Uporaba ekstrakta v 1 N HNO3 za označevanje stopnje gibljivosti kovin ni uspešna, saj vanj prehaja več kot 80% celotne vsebnosti elementa (A. I. Gorbyleva et al., 1994).
Ugotavljanje nekaterih odvisnosti sprememb gibljivosti TM v tleh od stopnje kislosti je bilo izvedeno v poskusih na mikropoljih na izluženih černozemah osrednjega ChZ RF. Hkrati je bilo določanje kadmija, cinka in svinca izvedeno v naslednjih ekstraktih: klorovodikova, dušikova, žveplova kislina, amonijev acetatni pufer pri pH 4,8 in pH 3,5, amonijev nitrat, destilirana voda. Vzpostavljena je bila tesna povezava med vsebnostjo celotnega cinka in njegovimi mobilnimi oblikami, pridobljenimi s kislinami R \u003d 0,924-0,948. Pri uporabi AAB pH 4,8 R \u003d 0,784, AAB pH 3,5 \u003d 0,721. Svinec, pridobljen s klorovodikovo in dušikovo kislino, je manj tesno povezan z bruto vsebnostjo: R \u003d 0,64-0,66. Drugi izvlečki so imeli precej nižje korelacijske koeficiente. Korelacija med obnovljivimi kislinami kadmijevih spojin in bruto zalogami je bila zelo visoka (R \u003d 0,98-0,99). pri ekstrakciji AAB pH 4,8-R \u003d 0,92. Uporaba drugih izvlečkov je dala rezultate, ki kažejo na šibko razmerje med glavno in premično obliko težkih kovin v tleh (N. P. Bogomazov, P. G. Akulov, 1994).
V dolgotrajnem terenskem eksperimentu (All-Russian Research Institute of Lan, Tver Region) se je pri dolgotrajni uporabi gnojil na drsno-podzolskih tleh delež mobilnih kovinskih spojin v vsebnosti njihovih potencialno dostopnih oblik zmanjšal, zlasti v tretje leto po učinku apna v odmerku od 2 g do ... (tabela 20). Trinajstega leta je učinek apna v enaki dozi zmanjšal le vsebnost gibljivega železa in aluminija v tleh. v 15. letu - železo, aluminij in mangan (L. I. Petrova, 1994).
Da bi zmanjšali vsebnost premičnih oblik svinca in bakra v tleh, je treba zemljo ponovno omejiti.
Študija gibljivosti težkih kovin v černozemih rostovske regije je pokazala, da je v metrski plasti navadnih černozemov količina cinka, ekstrahiranega z amonijevim acetatnim puferskim ekstraktom s pH 4,8, nihala med 0,26-0,54 mg / kg. mangan 23,1-35,7 mg / kg, baker 0,24-0,42 (G. V. Agafonov, 1994). Primerjava teh podatkov z bruto zalogami elementov v sledovih v tleh istih območij je pokazala, da se gibljivost različnih elementov bistveno razlikuje. Cink na karbonatnem černozemu je rastlinam na voljo 2,5–4,0-krat manj kot baker in 5-8-krat manj kot mangan (tabela 21).
Tako kažejo rezultati opravljenih študij. da je problem gibljivosti težkih kovin v tleh zapleten in večfaktorski. Vsebnost premičnih oblik težkih kovin v tleh je odvisna od mnogih pogojev. Glavna metoda, ki vodi do zmanjšanja vsebnosti te oblike težkih kovin, je povečanje rodovitnosti tal (apnenje, povečanje vsebnosti humusa in fosforja itd.). Hkrati ni splošno sprejete formulacije za mobilne kovine. V tem poglavju smo ponudili svoje razumevanje različnih frakcij premičnih kovin v tleh:
1) skupna zaloga mobilnih oblik (ki jih je mogoče pridobiti s kislinami);
2) premična premična oblika (izvlečna z vmesnimi raztopinami):
3) zamenljivi (ekstrahirani z nevtralnimi solmi);
4) vodotopen.
Ni skrivnost, da si vsi želijo imeti poletno kočo na ekološko čistem območju, kjer ni mestnega onesnaženja s plinom. Okolje vsebuje težke kovine (arzen, svinec, baker, živo srebro, kadmij, mangan in druge), ki prihajajo celo iz izpušnih plinov avtomobilov. Razumeti je treba, da je zemlja naravni čistilec ozračja in podtalnice, v njej se ne kopičijo le težke kovine, temveč tudi škodljivi pesticidi z ogljikovodiki. Rastline pa sprejemajo vse, kar jim prst daje. Kovina, ki se naseli v tleh, škoduje ne samo tlom, ampak tudi rastlinam in posledično ljudem.
V bližini glavne ceste je veliko saj, ki prodre v površinske plasti tal in se naseli na listih rastlin. Korenin, sadja, jagodičja in drugih rodovitnih pridelkov na takem mestu ni mogoče gojiti. Najmanjša razdalja od ceste je 50 m.
Tla, napolnjena s težkimi kovinami, so slaba tla, težke kovine so strupene. Na njem ne boste nikoli videli mravelj, zemeljskih hroščev in deževnikov, bo pa velika koncentracija sesalnih žuželk. Rastline pogosto trpijo zaradi glivičnih bolezni, se izsušijo in niso odporne na škodljivce.
Najbolj nevarne so mobilne spojine težkih kovin, ki jih zlahka dobimo v kislih tleh. Dokazano je, da rastline, gojene v kisli ali rahli peščeni zemlji, vsebujejo več kovin kot nevtralna ali apnenčasta tla. Poleg tega je peščena tla s kislo reakcijo še posebej nevarna, zlahka se kopiči in prav tako zlahka odplakne, ko pride v podtalnico. Vrtna parcela, kjer je levji delež glina, je prav tako dovzetna za kopičenje težkih kovin, medtem ko samočiščenje traja dolgo in počasi. Najbolj varna in stabilna tla so črnine, obogatene z apnom in humusom.
Kaj če so v tleh težke kovine? Težavo lahko rešite na več načinov.
1. Neuspešno spletno mesto je mogoče prodati.
2. Vodenje je dober način za zmanjšanje koncentracije težkih kovin v tleh. Obstajajo različni. Najenostavnejše: v posodo s kisom vrzite pest zemlje, če se pojavi pena, je zemlja alkalna. Ali pa izkopljemo malo zemlje, če v njej najdemo belo plast, je prisotna kislost. Vprašanje je, koliko. Po apnenju redno preverjajte kislost, morda bo treba postopek ponoviti. Apno z dolomitno moko, plavžna žlindra, šotni pepel, apnenec.
Če se je v zemlji že nabralo veliko težkih kovin, bo koristno odstraniti zgornjo plast zemlje (20-30 cm) in jo nadomestiti s črno zemljo.
3. Stalno hranjenje z organskimi gnojili (gnoj, kompost). Več kot je humusa v tleh, manj težkih kovin je v njej in zmanjšana toksičnost. Uboga, neplodna zemlja rastlin ne more zaščititi. Ne prenasičite se z mineralnimi gnojili, zlasti z dušikovimi. Mineralna gnojila hitro razgradijo organske snovi.
4. Razrahljanje površine. Po rahljanju obvezno izvedite s šoto ali kompostom. Pri rahljanju je koristno dodati vermikulit, ki bo postal ovira med rastlinami in strupenimi snovmi v tleh.
5. Pranje zemlje samo z dobro drenažo. V nasprotnem primeru bodo težke kovine z vodo razpršene po celotni lokaciji. Nalijte čisto vodo, tako da se plast zemlje 30-50 cm izpere za zelenjavne rastline in do 120 cm za sadno grmičevje in drevesa. Pranje se izvaja spomladi, ko je v zemlji po zimi dovolj vlage.
6. Odstranite zgornjo plast zemlje, dobro izsušite iz ekspandirane gline ali kamenčkov in na vrh nasujte črno zemljo.
7. Gojite rastline v posodah ali rastlinjakih, kjer je zemljo enostavno nadomestiti. Opazujte, da rastline dolgo ne gojite na enem mestu.
8. Če je vrtna površina v bližini ceste, obstaja velika verjetnost svinca v tleh, ki izhaja iz izpušnih plinov avtomobilov. Svinec odcedite tako, da med rastline posadite grah; Jesen izkopite grah in ga zažgite skupaj s plodovi. Rastline z močnim globokim koreninskim sistemom bodo izboljšale zemljo, ki se bo iz globoke plasti prenesla v zgornji fosfor, kalij in kalcij.
9. Zelenjavo in sadje, pridelano na težkih tleh, je treba vedno toplotno obdelati ali vsaj sprati pod tekočo vodo in tako odstraniti atmosferski prah.
10. Na onesnaženih območjih ali odsekih na cesti je postavljena trdna ograja, mreža ne bo ovira pred prahom na cesti. Za ograjo posadite listnate (). Večstopenjske zasaditve bodo po možnosti postale odlična zaščita, ki bo igrala vlogo branilcev pred atmosferskim prahom in saj.
Prisotnost težkih kovin v tleh ni stavek, glavna stvar je pravočasno prepoznati in nevtralizirati.
Težke kovine (HM) vključujejo več kot 40 kemičnih elementov periodnega sistema D. I. Mendeleeva, katerega atomska masa je več kot 50 atomskih masnih enot (amu). To so Pb, Zn, Cd, Hg, Cu, Mo, Mn, Ni, Sn, Co itd.
Obstoječi koncept "težkih kovin" ni strog, saj se nemetalni elementi pogosto imenujejo TM, na primer As, Se in včasih celo F, Be in drugi elementi, katerih atomska masa je manjša od 50 amu.
Med HM je veliko mikroelementov, ki so biološko pomembni za žive organizme. So bistvene in nenadomestljive sestavine biokatalizatorjev in bioregulatorjev najpomembnejših fizioloških procesov. Vendar prekomerna vsebnost HM v različnih predmetih biosfere deluje depresivno in celo strupeno na žive organizme.
Viri HM, ki vstopajo v tla, delimo na naravne (preperevanje kamnin in mineralov, erozijski procesi, vulkanska dejavnost) in umetne (rudarstvo in predelava mineralov, zgorevanje goriv, \u200b\u200bvpliv vozil, kmetijstvo itd.) poleg onesnaževanja skozi ozračje so kontaminirani tudi s HM, kadar uporabljajo pesticide, mineralna in organska gnojila, apnenje in uporabo odpadne vode. V zadnjem času znanstveniki posebno pozornost namenjajo mestnim tlom. Slednji doživljajo znaten tehnogeni pritisk, katerega del je kontaminacija HM.
Tabela 3.14 in 3.15 prikazujeta razporeditev HM v različnih predmetih biosfere in vire HM, ki vstopajo v okolje.
Tabela 3.14
| Element | Prst | Sveža voda | Morske vode | Rastline | Živali (v mišičnem tkivu) |
| 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 |
| Co | 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 |
| Kot | 6 | 0,0005 | 0,0037 | 0,02-7 | 0,007-0,09 |
| Se | 0,4 (0,01-12) | 0,0002 | 00,0002 | 0,001-0,5 | 0,42-1,9 |
| F | 200 | 0,1 | 1,3 | 0,02-24 | 0,05 |
| B | 20 (2-270) | 0,15 | 4,44 | 8-200 | 0,33-1 |
| Mo | 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 |
Tabela 3.15
Viri onesnaževanja okolja
Konec tabele. 3.4
HM pridejo na površino tal v različnih oblikah. To so oksidi in različne kovinske soli, tako topne kot praktično netopne v vodi (sulfidi, sulfati, arzeniti itd.). Večina kovin (70–90%) je v sestavi emisij iz predelovalnih rud in podjetij barvne metalurgije - glavnega vira onesnaževanja okolja HM - v obliki oksidov.
Ko so na površini tal, se lahko HM kopičijo ali razpršijo, odvisno od narave geokemičnih ovir, ki so značilne za določeno ozemlje.
Večina HM, ki vstopa v površino tal, je pritrjena na zgornja humusna obzorja. HM se sorbirajo na površini talnih delcev, vežejo se na organsko snov v tleh, zlasti v obliki elementarnih organskih spojin, se kopičijo v železovih hidroksidih, so del kristalnih mrež glinenih mineralov, ki dajejo lastne minerale kot rezultat izomorfnih substitucije, so v topnem stanju v vlagi v tleh in v plinastem stanju v zraku v tleh, so sestavni del talne biote.
Stopnja mobilnosti HM je odvisna od geokemijskega okolja in stopnje tehnogenega vpliva. Zaradi velike porazdelitve velikosti delcev in visoke vsebnosti organskih snovi se HM vežejo na tla. Povečanje vrednosti pH poveča sorpcijo kationov, ki tvorijo kovine (baker, cink, nikelj, živo srebro, svinec itd.) In poveča gibljivost kovin, ki tvorijo anione (molibden, krom, vanadij itd.). Krepitev oksidacijskih pogojev povečuje migracijsko sposobnost kovin. Kot rezultat, tla glede na sposobnost vezave večine HM tvorijo naslednjo vrstico: serozem\u003e černozem\u003e drsno-podzolska tla.
Trajanje bivanja onesnaževalnih komponent v tleh je veliko daljše kot v drugih delih biosfere, onesnaževanje tal, zlasti HM, pa je praktično večno. Kovine, ki se kopičijo v tleh, se počasi odstranjujejo med izpiranjem, porabo rastlin, erozijo in deflacijo (Kabata-Pendias, Pendias, 1989). Obdobje polovičnega odstranjevanja (ali odstranjevanje polovice iz začetne koncentracije) HM se za različne elemente močno razlikuje, vendar je precej dolgo: za Zn - od 70 do 510 let; za Cd - od 13 do 110 let; za Cu - od 310 do 1500 let in za Pb - 2 - od 740 do 5900 let (Sadovskaya, 1994).
Onesnaževanje tal s HM ima hkrati dve negativni plati. Najprej, vstopajoč po prehranjevalnih verigah iz tal v rastline in od tam v telo živali in ljudi, povzročajo hude bolezni pri njih resne bolezni - povečanje incidence populacije in zmanjšanje pričakovane življenjske dobe, pa tudi zmanjšanje količine in kakovosti pridelkov kmetijskih rastlin in živinorejskih proizvodov.
Drugič, HM se v velikih količinah kopičijo v tleh in lahko spremenijo številne njene lastnosti. Najprej spremembe vplivajo na biološke lastnosti tal: skupno število mikroorganizmov se zmanjša, zmanjša se njihova vrstna sestava (raznolikost), spremeni se struktura mikrobiocenoz, zmanjša se intenzivnost glavnih mikrobioloških procesov in aktivnost talnih encimov, itd. tal, kot so stanje humusa, struktura, pH okolja itd. Rezultat je delna, v nekaterih primerih pa popolna izguba rodovitnosti tal.
V naravi obstajajo ozemlja z nezadostno ali presežno vsebnostjo HM v tleh. Nenormalna vsebnost HM v tleh je posledica dveh skupin razlogov: biogeokemične značilnosti ekosistemov in vpliv tehnogenih tokov snovi. V prvem primeru se območja, kjer je koncentracija kemičnih elementov višja ali nižja od optimalne ravni za žive organizme, imenujejo naravne geokemijske anomalije ali biogeokemične pokrajine. Tu je nepravilna vsebnost elementov posledica naravnih razlogov - posebnosti matičnih kamnin, postopka oblikovanja tal, prisotnosti anomalij rude. V drugem primeru se ozemlja imenujejo tehnogene geokemijske anomalije. Glede na obseg jih delimo na globalne, regionalne in lokalne.
Tla v nasprotju z drugimi sestavinami naravnega okolja ne samo geokemično kopičijo onesnaževalnih komponent, temveč delujejo tudi kot naravni blažilnik, ki nadzoruje prenos kemičnih elementov in spojin v ozračje, hidrosfero in živo snov.
Različne rastline, živali in ljudje za življenje zahtevajo določeno sestavo tal in vode. Na mestih geokemijskih anomalij poteka prenos odstopanj od norme v mineralni sestavi vzdolž celotne prehranjevalne verige, kar se poslabša.
Kot posledica motenj mineralne prehrane, sprememb v sestavi vrst fito-, zoo- in mikrobocenoz, bolezni samoniklih rastlinskih oblik, zmanjšanja količine in kakovosti pridelkov kmetijskih rastlin in živalskih proizvodov, povečanja opazimo obolevnost prebivalstva in zmanjšanje pričakovane življenjske dobe (tabela 3.15). Mehanizem toksičnega učinka TM je predstavljen v tabeli. 3.16.
Tabela 3.15
Fiziološke motnje v rastlinah s presežkom in pomanjkanjem vsebnosti HM v njih (po Kovalevsky, Andrianova, 1970; Kabata-pendias,
pendias, 1989)
| Element | Fiziološke motnje | |
| s pomanjkanjem | presežek | |
| Cu | Kloroza, venenje, melanizem, beli zviti vrhovi, oslabljeno tvorjenje mehurjev, moteno lignifikacija, suhi vrhovi dreves | Temno zeleni listi, kot pri Fero-inducirani klorozi; debele, kratke ali bodeči žici podobne korenine zatiranje tvorbe poganjkov |
| Zn | Interveinalna kloroza (predvsem v monokotih), zastoj v rasti, rozetni listi dreves, vijolično rdeče pike na listih | Kloroza in nekroza listnih koncev, interveinalna kloroza mladih listov, zaviranje rasti rastlin kot celota, poškodovane korenine, ki so videti kot bodeča žica |
| CD | - | Rjavi listni robovi, kloroza, rdečkaste žile in peclji, zviti listi in rjave nerazvite korenine |
| Hg | - | Nekaj \u200b\u200bzaviranja poganjkov in korenin, kloroza listov in rjave lise na njih |
| Pb | - | Zmanjšana fotosinteza, temno zeleni listi, valjani stari listi, zaostalo listje, rjave kratke korenine |
Tabela 3.16
Mehanizem delovanja toksičnosti TM (po Torshin et al., 1990)
| Element | Zakon |
| Cu, Zn, Cd, Hg, Pb | Vpliv na prepustnost membrane, reakcija s SH - skupinama cisteina in metionina |
| Pb | Spreminjanje tridimenzionalne strukture beljakovin |
| Cu, Zn, Hg, Ni | Tvorba kompleksov s fosfolipidi |
| Ni | Tvorba kompleksov z albuminom |
| Zaviranje encima: | |
| Hg2 + | alkalna fosfataza, gluko-6-fosfataza, laktat dehidrogenaza |
| Cd2 + | adenozin trifosfataza, alkohol dehidrogenaza, amilaza, karboanhidraza, karboksipeptidaza (pentidaza), glutamatoksaloacetat transaminaza |
| Pb2 + | acetilholinesteraza, alkalna fosfataza, ATPaza |
| Ni2 + | karboanhidraza, citokrom oksidaza, benzopiren hidroksilaza |
Toksični učinek HM na biološke sisteme je predvsem posledica dejstva, da se zlahka vežejo na sulfhidrilne skupine beljakovin (vključno z encimi), zavirajo njihovo sintezo in s tem motijo \u200b\u200bmetabolizem v telesu.
Živi organizmi so razvili različne mehanizme odpornosti na HM: od redukcije HM ionov v manj strupene spojine do aktivacije sistemov za prenos ionov, ki učinkovito in natančno odstranjujejo strupene ione iz celice v zunanje okolje.
Najpomembnejša posledica vpliva HM na žive organizme, ki se kaže na biogeocenotični in biosferni ravni organizacije žive snovi, je blokiranje oksidacije organskih snovi. To vodi do zmanjšanja stopnje mineralizacije in kopičenja v ekosistemih. Hkrati povečanje koncentracije organske snovi povzroči vezavo HM nanjo, kar začasno razbremeni obremenitev ekosistema. Zmanjšanje hitrosti razgradnje organskih snovi zaradi zmanjšanja števila organizmov, njihove biomase in intenzivnosti vitalne aktivnosti se šteje za pasivno reakcijo ekosistemov na onesnaženje s HM. Aktivna odpornost organizmov na antropogene obremenitve se kaže šele med življenjskim kopičenjem kovin v telesih in okostjih. Za ta postopek so odgovorne najbolj odporne vrste.
Odpornost živih organizmov, zlasti rastlin, na visoke koncentracije HM in njihova sposobnost kopičenja visokih koncentracij kovin lahko predstavljata veliko nevarnost za zdravje ljudi, saj omogočata prodiranje onesnaževal v prehranjevalno verigo. Glede na geokemične pogoje pridelave lahko človeška hrana rastlinskega in živalskega izvora zadovolji človeške potrebe po mineralnih elementih, jim primanjkuje ali jih vsebuje, postane toksičnejša, povzroča bolezni in celo smrt (tabela 3.17).
Tabela 3.17
Vpliv TM na človeško telo (Kovalsky, 1974; Kratka medicinska enciklopedija, 1989; Torshin et al., 1990; Učinki na telo .., 1997; Priročnik toksikologije .., 1999)
| Element | Fiziološke nepravilnosti | |
| s pomanjkanjem | presežek | |
| Mn | Bolezni kostnega sistema | Vročina, pljučnica, poškodbe osrednjega živčevja (manganov parkinsonizem), endemični protin, okvarjen krvni obtok, prebavne funkcije, neplodnost |
| Cu | Slabost, anemija, levkemija, bolezni kostnega sistema, motena koordinacija gibov | Poklicne bolezni, hepatitis, Wilsonova bolezen. Vpliva na ledvice, jetra, možgane, oči |
| Zn | Zmanjšan apetit, deformacija kosti, rast palčkov, dolgo celjenje ran in opeklin, slab vid, kratkovidnost | Zmanjšanje rakotvornosti, anemija, zaviranje oksidativnih procesov, dermatitis |
| Pb | - | Nevropatija svinčevega encefala, presnovne motnje, zaviranje encimskih reakcij, pomanjkanje vitaminov, anemija, multipla skleroza. Je del skeletnega sistema namesto kalcija |
| CD | - | Bolezni prebavil, dihalne motnje, anemija, visok krvni tlak, poškodbe ledvic, itai-itai bolezen, proteinurija, osteoporoza, mutageni in rakotvorni učinki |
| Hg | - | Poškodbe centralnega živčnega sistema in perifernih živcev, infantilizem, reproduktivne motnje, stomatitis, bolezni Minamata, prezgodnje staranje |
| Co | Endemična golša | - |
| Ni | - | Dermatitis, motnje hematopoeze, rakotvornost, embriotoksikoza, subakutna mielo-optična nevropatija |
| Cr | - | Dermatitis, rakotvornost |
| V | - | Bolezni kardiovaskularnega sistema |
Različni HM različno ogrožajo zdravje ljudi. Najnevarnejši so Hg, Cd, Pb (tabela 3.18).
Tabela 3.18
Razredi onesnaževal glede na njihovo stopnjo nevarnosti (GOST 17.4.1.02-83)
Vprašanje razmerij vsebnosti HM v tleh je zelo težko. Njegova rešitev bi morala temeljiti na prepoznavanju večnamenskosti tal. V procesu normiranja lahko zemljo obravnavamo z različnih položajev: kot naravno telo; kot življenjski prostor in substrat za rastline, živali in mikroorganizme; kot predmet in sredstvo kmetijske in industrijske proizvodnje; kot naravni rezervoar, ki vsebuje patogene mikroorganizme. Umerjanje vsebnosti HM v tleh je treba izvesti na podlagi talno-ekoloških načel, ki zanikajo možnost iskanja enotnih vrednosti za vsa tla.
Obstajata dva glavna pristopa k vprašanju sanacije tal, onesnaženih s HM. Prva je namenjena čiščenju tal pred HM. Čiščenje lahko izvedemo z luženjem, z ekstrakcijo HM iz tal s pomočjo rastlin, z odstranjevanjem zgornje onesnažene plasti tal itd. Drugi pristop temelji na pritrditvi HM v tla, pretvorbi v oblike, netopne v vodi in nedostopna za žive organizme. Za to se predlaga, da se v tla vnesejo organske snovi, fosforna mineralna gnojila, ionske izmenjevalne smole, naravni zeoliti, rjavi premog, apnenje tal itd. Vendar ima vsak način pritrditve HM v tla svoje trajanje. Prej ali slej bo del HM spet začel vstopati v talno raztopino, od tam pa v žive organizme.
Tako težke kovine vključujejo več kot 40 kemičnih elementov, katerih atomska masa je več kot 50 amu. jesti. To so Pb, Zn, Cd, Hg, Cu, Mo, Mn, Ni, Sn, Co itd. Med TM je veliko elementov v sledovih, ki so nujni in nenadomestljivi sestavni deli biokatalizatorjev in bioregulatorjev najpomembnejših fizioloških procesov. Vendar prekomerna vsebnost HM v različnih predmetih biosfere deluje depresivno in celo strupeno na žive organizme.
Vire HM, ki vstopajo v tla, delimo na naravne (preperevanje kamnin in mineralov, erozijski procesi, vulkanska aktivnost) in umetne (rudarstvo in predelava mineralov, zgorevanje goriv, \u200b\u200bvpliv vozil, kmetijstvo itd.).
HM pridejo na površino tal v različnih oblikah. To so oksidi in različne kovinske soli, tako topne kot praktično netopne v vodi.
Ekološke posledice onesnaženja tal s HM so odvisne od parametrov onesnaženosti, geokemijskih razmer in stabilnosti tal. Parametri onesnaženja vključujejo naravo kovine, tj. Njene kemijske in strupene lastnosti, vsebnost kovin v tleh, obliko kemične spojine, obdobje od trenutka onesnaženja itd. Alkalne in redoks pogoje, aktivnost mikrobioloških in biokemični procesi itd.
Odpornost živih organizmov, zlasti rastlin, na visoke koncentracije HM in njihova sposobnost kopičenja visokih koncentracij kovin lahko predstavljata veliko nevarnost za zdravje ljudi, saj omogočata prodiranje onesnaževal v prehranjevalno verigo.
Pri normiranju vsebnosti HM v tleh je treba upoštevati večfunkcionalnost tal. Tla lahko obravnavamo kot naravno telo, kot življenjski prostor in substrat za rastline, živali in mikroorganizme, kot predmet in sredstvo kmetijske in industrijske proizvodnje, kot naravni rezervoar, ki vsebuje patogene mikroorganizme, kot del kopenske biogeocenoze in biosfere kot celota.