A nehézfémek (HM) több mint 40 kémiai elemet tartalmaznak D.I. Mendelejev periódusos rendszeréből, amelynek atomtömege meghaladja az 50 atomtömegegységet (amu). Ezek a Pb, Zn, Cd, Hg, Cu, Mo, Mn, Ni, Sn, Co stb.
A "nehézfémek" meglévő fogalma nem szigorú, mivel a nemfémes elemeket gyakran TM-nek nevezik, például As, Se, és néha még F, Be és más elemek, amelyek atomtömege kisebb, mint 50 amu.
A HM -ek között sok olyan mikroelem található, amelyek biológiailag fontosak az élő szervezetek számára. Ezek a legfontosabb fiziológiai folyamatok biokatalizátorainak és bioregulátorainak nélkülözhetetlen és pótolhatatlan alkotóelemei. A bioszféra különböző tárgyaiban található túlzott HM -tartalom azonban lehangoló, sőt mérgező hatást gyakorol az élő szervezetekre.
A talajba jutó HM-források természetes (kőzetek és ásványok mállása, eróziós folyamatok, vulkáni tevékenység) és emberi eredetűek (ásványi anyagok bányászata és feldolgozása, üzemanyag-elégetés, járművek hatása, mezőgazdaság stb.) a légkör által okozott szennyezés mellett kifejezetten HM -sel is szennyeződnek, peszticidek, ásványi és szerves trágyák, meszelés és szennyvíz használatakor. A közelmúltban a tudósok különös figyelmet fordítottak a városi talajokra. Ez utóbbiak jelentős technogén nyomást tapasztalnak, ennek része a HM szennyeződése.
asztal A 3.14 és a 3.15 a HM -ek eloszlását mutatja a bioszféra különböző objektumaiban és a környezetbe belépő HM -ek forrásait.
3.14. Táblázat
| Elem | Talaj | Friss víz | Tengeri vizek | Növények | Állatok (izomszövetben) |
| 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 |
| Mint | 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 |
3.15. Táblázat
A környezetszennyezés forrásai TM
A táblázat vége. 3.4
A HM -ek különböző formában kerülnek a talaj felszínére. Ezek oxidok és különféle fémsók, mind vízben oldhatóak, mind gyakorlatilag oldhatatlanok (szulfidok, szulfátok, arzenitek stb.). Az ércfeldolgozó vállalkozások és a színesfémkohászati vállalkozások kibocsátásának összetételében - a HM környezetszennyezés fő forrása - a fémek nagy része (70-90%) oxidok formájában van.
A talajfelszínre kerülve a HM -ek vagy felhalmozódhatnak, vagy eloszlanak, az adott területen rejlő geokémiai akadályok jellegétől függően.
A talajfelszínre belépő HM nagy része a felső humuszhorizontban van rögzítve. A HM -ek a talajrészecskék felületén szorbálódnak, kötődnek a talaj szerves anyagához, különösen elemi szerves vegyületek formájában, vas -hidroxidokban halmozódnak fel, az agyagásványok kristályrácsának részei, izomorf eredményeként saját ásványokat adnak a talajnedvességben oldódó állapotban és a talajlevegőben gáz halmazállapotban vannak, a talaj élővilágának szerves részét képezik.
A HM mobilitásának mértéke a geokémiai környezettől és a technogén hatás mértékétől függ. A nagy részecskeméret -eloszlás és a magas szervesanyag -tartalom a HM -ek talajhoz való kötődéséhez vezet. A pH-értékek növekedése fokozza a kationképző fémek (réz, cink, nikkel, higany, ólom stb.) Szorpcióját, és növeli az anionképző fémek (molibdén, króm, vanádium stb.) Mobilitását. Az oxidáló körülmények erősödése növeli a fémek migrációs képességét. Ennek eredményeként, a legtöbb HM megkötésének képessége szerint a talajok a következő sort alkotják: szerozem> csernozjom> nedves-podzolos talaj.
A szennyező komponensek talajban való tartózkodásának időtartama sokkal hosszabb, mint a bioszféra más részein, és a talajszennyezés, különösen a HM, gyakorlatilag örök. A talajban felhalmozódó fémeket lassan eltávolítják a kimosódás, a növények fogyasztása, az erózió és a defláció során (Kabata-Pendias, Pendias, 1989). A HM fél -eltávolítási időszaka (vagy fele eltávolítása a kezdeti koncentrációból) nagymértékben változik a különböző elemeknél, de meglehetősen hosszú ideig tart: Zn esetében - 70-510 év; a Cd esetében - 13-110 éves korig; a Cu esetében - 310 és 1500 év között, a Pb - 2 esetében - 740 és 5900 év között (Sadovskaya, 1994).
A talajszennyezésnek HM -nek egyszerre két negatív oldala van. Először is, a táplálkozási láncokon keresztül a talajból a növényekbe, onnan pedig az állatok és emberek szervezetébe jutva a HM -ek súlyos betegségeket okoznak bennük - a populáció gyakoriságának növekedése és a várható élettartam csökkenése, valamint a mezőgazdasági növények és állattenyésztési termékek terményeinek mennyisége és minősége csökken.
Másodszor, a HM -ek nagy mennyiségben felhalmozódva a talajban képesek megváltoztatni számos tulajdonságát. Mindenekelőtt a változások befolyásolják a talaj biológiai tulajdonságait: csökken a mikroorganizmusok teljes száma, csökken a fajösszetételük (sokféleségük), megváltozik a mikrobocenózisok szerkezete, csökken a fő mikrobiológiai folyamatok intenzitása és a talaj enzimjeinek aktivitása, stb. talaj, például humuszállapot, szerkezet, környezeti pH stb. Az eredmény a talaj termékenységének részleges, és bizonyos esetekben teljes elvesztése.
A természetben vannak olyan területek, ahol a talajokban nincs elegendő vagy túlzott HM -tartalom. A talajban a rendellenes HM -tartalom két okcsoportnak köszönhető: az ökoszisztémák biogeokémiai jellemzői és az anyag technogén áramlásának hatása. Az első esetben azokat a területeket, ahol a kémiai elemek koncentrációja magasabb vagy alacsonyabb, mint az élő szervezetek számára optimális szint, természetes geokémiai anomáliáknak vagy biogeokémiai tartományoknak nevezzük. Itt az elemek rendellenes tartalmát természetes okok okozzák - az alapkőzetek sajátosságai, a talajképző folyamat, az érc anomáliák jelenléte. A második esetben a területeket technogén geokémiai anomáliáknak nevezik. A skálától függően globális, regionális és helyi felosztásra kerülnek.
A talaj, ellentétben a természeti környezet más alkotóelemeivel, nemcsak geokémiailag halmozza fel a szennyező összetevőket, hanem természetes pufferként is működik, amely szabályozza a kémiai elemek és vegyületek légkörbe, hidroszférába és élő anyagba történő átvitelét.
A különböző növények, állatok és emberek életükhöz bizonyos talaj- és vízösszetételt igényelnek. A geokémiai anomáliák helyén az ásványi összetételben a normától való eltérések átvitele a teljes tápláléklánc mentén történik, súlyosbítva.
Az ásványi táplálkozás megzavarása, a fito-, állatkert- és mikrobocenózisok fajösszetételének megváltozása, a vadon termő növényi formák megbetegedése, a mezőgazdasági növények és állattenyésztési termékek mennyiségének és minőségének csökkenése, valamint a népesség morbiditása és a várható élettartam csökkenése figyelhető meg (3.15. táblázat). A TM toxikus hatásának mechanizmusát a táblázat tartalmazza. 3.16.
3.15. Táblázat
Fiziológiai rendellenességek növényekben, amelyekben a HM-tartalom túlzott és hiányos (Kovalevsky, Andrianova, 1970; Kabata-pendias,
pendias, 1989)
| Elem | Fiziológiai rendellenességek | |
| hiányával | többletben | |
| Cu | Klorózis, hervadás, melanizmus, fehér csavart csúcsok, gyengült pánikképződés, zavart lignifikáció, száraz fák | Sötétzöld levelek, mint a Fe által kiváltott klorózisban; vastag, rövid vagy szögesdróthoz hasonló gyökerek hajtásképződés elnyomása |
| Zn | Méhnyálkahártya-klorózis (főleg egyszikűeknél), visszafogott növekedés, fák rozettás levelei, lila-piros pöttyök a leveleken | A levélvégek klorózisa és nekrózisa, a fiatal levelek interveinalis klorózisa, a növények növekedésének késleltetése, sérült gyökerek, amelyek szögesdrótnak tűnnek |
| CD | - | Barna levélszél, klorózis, vöröses erek és levélnyél, csavart levelek és barna fejletlen gyökerek |
| Hg | - | A hajtások és gyökerek némi gátlása, a levelek klorózisa és barna foltok rajtuk |
| Pb | - | Csökkent fotoszintézis, sötétzöld levelek, gördülő régi levelek, csökevényes lombozat, barna rövid gyökerek |
3.16. Táblázat
A TM toxicitás hatásmechanizmusa (Torshin et al., 1990) szerint
| Elem | Akció |
| Cu, Zn, Cd, Hg, Pb | Hatás a membrán permeabilitására, reakció SH - cisztein és metionin csoportokkal |
| Pb | A fehérjék háromdimenziós szerkezetének megváltoztatása |
| Cu, Zn, Hg, Ni | Komplexek képződése foszfolipidekkel |
| Ni | Komplexek képződése albuminnal |
| Enzim gátlás: | |
| Hg2 + | alkálifoszfatáz, glüko-6-foszfatáz, laktát-dehidrogenáz |
| Cd2 + | adenozin -trifoszfatáz, alkohol -dehidrogenáz, amiláz, karboanhidráz, karboxipeptidáz (pentidáz), glutamatoxaloacetát -transzamináz |
| Pb2 + | acetilkolinészteráz, alkálifoszfatáz, ATPáz |
| Ni2 + | karboanhidráz, citokróm -oxidáz, benzopirén -hidroxiláz |
A HM -ek biológiai rendszerekre gyakorolt toxikus hatása elsősorban annak a ténynek köszönhető, hogy könnyen kötődnek a fehérjék szulfhidril -csoportjaihoz (beleértve az enzimeket is), elnyomva azok szintézisét, és ezáltal megzavarva a szervezet anyagcseréjét.
Az élő szervezetek különféle mechanizmusokat fejlesztettek ki a HM -vel szembeni rezisztenciában: a HM -ionok kevésbé mérgező vegyületekké redukálódásától az ionszállító rendszerek aktiválásáig, amelyek hatékonyan és specifikusan eltávolítják a mérgező ionokat a sejtből a külső környezetbe.
A HM élő szervezetekre gyakorolt hatásának legjelentősebb következménye, amely az élő anyag biogeocenotikus és bioszférikus szervezeti szintjén nyilvánul meg, a szerves anyagok oxidációjának gátlása. Ez az ásványosodás és az ökoszisztémákban való felhalmozódás ütemének csökkenéséhez vezet. Ugyanakkor a szerves anyagok koncentrációjának növekedése a HM kötődését okozza, ami átmenetileg enyhíti az ökoszisztéma terhelését. A szerves anyagok bomlási sebességének csökkenését az élőlények számának, biomasszájának és a létfontosságú tevékenység intenzitásának csökkenése miatt az ökoszisztémák passzív reakciójának tekintik a HM -szennyezésre. Az élőlények aktívan ellenállnak az antropogén terheléseknek csak a fémek testben és csontvázban való felhalmozódása során. A legellenállóbb fajok felelősek ezért a folyamatért.
Az élő szervezetek, különösen a növények, a HM -ek magas koncentrációjával szembeni ellenállása és a nagy koncentrációjú fémek felhalmozódásának képessége nagy veszélyt jelenthet az emberi egészségre, mivel lehetővé teszik a szennyező anyagok behatolását az élelmiszerláncokba. A termelés geokémiai körülményeitől függően a növényi és állati eredetű emberi táplálék képes kielégíteni az emberi ásványi elemek iránti igényeket, hiányos vagy túlzott mennyiségben tartalmazhat, mérgezőbbé válhat, betegségeket és akár halált is okozhat (3.17. Táblázat).
3.17. Táblázat
A HM hatása az emberi szervezetre (Kovalsky, 1974; Brief medical enciklopedia, 1989; Torshin et al., 1990; Effects on the body .., 1997; Handbook of toxicology .., 1999)
| Elem | Fiziológiai rendellenességek | |
| hiányával | többletben | |
| Mn | A csontrendszer betegségei | Láz, tüdőgyulladás, központi idegrendszeri károsodás (mangán parkinsonizmus), endémiás köszvény, károsodott vérkeringés, emésztőrendszeri funkciók, meddőség |
| Cu | Gyengeség, vérszegénység, leukémia, a csontrendszer betegségei, a mozgáskoordináció zavara | Foglalkozási betegségek, hepatitis, Wilson -kór. Hatást gyakorol a vesére, a májra, az agyra, a szemre |
| Zn | Csökkent étvágy, csontdeformáció, törpe növekedés, sebek és égési sérülések hosszú gyógyulása, rossz látás, rövidlátás | A rákkeltő hatás csökkentése, vérszegénység, az oxidatív folyamatok gátlása, dermatitis |
| Pb | - | Ólom -encephalo neuropátia, anyagcserezavarok, enzimatikus reakciók gátlása, vitaminhiány, vérszegénység, szklerózis multiplex. A csontváz része a kalcium helyett |
| CD | - | Emésztőrendszeri betegségek, légzési rendellenességek, vérszegénység, magas vérnyomás, vesekárosodás, itai-itai betegség, proteinuria, csontritkulás, mutagén és rákkeltő hatások |
| Hg | - | A központi idegrendszer és a perifériás idegek elváltozásai, infantilizmus, reproduktív rendellenességek, stomatitis, betegség Minamata, korai öregedés |
| Co. | Endemikus golyva | - |
| Ni | - | Dermatitis, hematopoiesis rendellenesség, karcinogenitás, embryotoxicosis, szubakut myelo-opticus neuropathia |
| Cr | - | Dermatitis, rákkeltő hatás |
| V | - | A szív- és érrendszer betegségei |
A különböző HM -ek különböző mértékben veszélyeztetik az emberi egészséget. A legveszélyesebbek a Hg, Cd, Pb (3.18. Táblázat).
3.18. Táblázat
A szennyező anyagok osztályai veszélyességi fokuk szerint (GOST 17.4.1.02-83)
A talajban lévő HM -tartalom normálásának kérdése nagyon nehéz. Megoldásának a talaj multifunkcionalitásának felismerésén kell alapulnia. A normálási folyamat során a talajt különböző pozíciókból lehet figyelembe venni: természetes testként; növények, állatok és mikroorganizmusok élőhelye és szubsztrátja; mint a mezőgazdasági és ipari termelés tárgya és eszköze; mint patogén mikroorganizmusokat tartalmazó természetes tározó. A talaj HM-tartalmának értékelését talaj-ökológiai elvek alapján kell elvégezni, amelyek megtagadják annak lehetőségét, hogy minden talajra egységes értékeket találjanak.
Két fő megközelítés létezik a HM -ekkel szennyezett talajok helyreállításának kérdésében. Az első célja a talaj megtisztítása a HM -től. A tisztítás elvégezhető kimosódással, a HM -ek növényekből történő kivonásával a talajból, a felső szennyezett talajréteg eltávolításával, stb. élő szervezetek számára hozzáférhetetlen. Ehhez javasolt szerves anyagok, foszfor ásványi műtrágyák, ioncserélő gyanták, természetes zeolitok, barnaszén, talaj meszezése stb. Előbb vagy utóbb a HM egy része ismét belépni fog a talajoldatba, és onnan az élő szervezetekbe.
Így a nehézfémek több mint 40 kémiai elemet tartalmaznak, amelyek atomtömege meghaladja az 50 amu -t. eszik. Ezek a Pb, Zn, Cd, Hg, Cu, Mo, Mn, Ni, Sn, Co, stb. A TM között sok nyomelem található, amelyek a legfontosabb fiziológiai folyamatok biokatalizátorainak és bioregulátorainak szükséges és pótolhatatlan alkotóelemei. A bioszféra különböző tárgyaiban található túlzott mennyiségű HM azonban nyomasztó, sőt mérgező hatást gyakorol az élő szervezetekre.
A talajba jutó HM-források természetes (kőzetek és ásványok mállása, eróziós folyamatok, vulkáni tevékenység) és emberi eredetűek (ásványok bányászata és feldolgozása, üzemanyag-elégetés, járművek hatása, mezőgazdaság stb.).
A HM -ek különböző formában kerülnek a talaj felszínére. Ezek oxidok és különféle fémsók, mind vízben oldhatóak, mind gyakorlatilag oldhatatlanok.
A talajszennyezéssel járó talajszennyezés ökológiai következményei a szennyezés paramétereitől, a geokémiai feltételektől és a talaj stabilitásától függenek. A szennyezési paraméterek közé tartozik a fém jellege, azaz kémiai és mérgező tulajdonságai, a talajban lévő fémtartalom, a kémiai vegyület formája, a szennyezés pillanatától számított időszak stb. Lúgos és redox körülmények, mikrobiológiai és biokémiai folyamatok stb.
Az élő szervezetek, különösen a növények, a HM -ek magas koncentrációjával szembeni ellenállása és a nagy koncentrációjú fémek felhalmozódásának képessége nagy veszélyt jelenthet az emberi egészségre, mivel lehetővé teszik a szennyező anyagok behatolását az élelmiszerláncokba.
A talajban lévő HM -tartalom szabványosításakor figyelembe kell venni a talaj polifunkcionalitását. A talaj természetes testnek, növények, állatok és mikroorganizmusok élőhelyének és hordozójának, a mezőgazdasági és ipari termelés tárgyának és eszközének, patogén mikroorganizmusokat tartalmazó természetes tározónak, a szárazföldi biogeocenózis és a bioszféra részének tekinthető. mint egész.
A nehézfémek tartalmának szabványosítása
a talajban és a növényekben rendkívül nehéz, mivel lehetetlen teljes mértékben figyelembe venni a természeti környezet összes tényezőjét. Tehát a talaj csak agrokémiai tulajdonságainak (a környezet reakciójának, a humusztartalomnak, a bázisokkal való telítettségnek, a granulometrikus összetételnek) a megváltozása többszörösére csökkentheti vagy növelheti a növények nehézfém -tartalmát. Még egyes fémek háttértartalmáról is ellentmondó adatok vannak. A kutatók által idézett eredmények néha 5-10-szer különböznek.
Sok mérleg javasolta
nehézfémek környezetvédelmi szabályozása. Bizonyos esetekben a megengedett legnagyobb koncentrációt a közönséges antropogén talajokban megfigyelt legmagasabb fémtartalomnak tekintik, más esetekben - a tartalmat, amely a korlátozó fitotoxicitás. A legtöbb esetben MPC -ket javasolnak a nehézfémekre, amelyek többszörösen meghaladják a felső normát.
A technogén szennyezés jellemzésére
a nehézfémek olyan koncentrációs tényezőt használnak, amely megegyezik a szennyezett talajban lévő elem koncentrációjának és háttérkoncentrációjának arányával. Ha több nehézfémmel szennyezett, a szennyeződés mértékét a teljes koncentráció -mutató (Zc) értéke alapján becsülik meg. Az IMGRE által javasolt talaj nehézfémekkel való szennyeződésének skáláját az 1. táblázat mutatja.
1. táblázat: A mezőgazdasági talajok felmérésének rendszere a vegyi anyagok által okozott szennyezés mértéke szerint (a Szovjetunió Goszkomhidrométere, 02.12. 51-233.
| A talaj kategóriája a szennyezés mértéke szerint | Zc | Szennyezés az MPC -hez képest | A talajok lehetséges felhasználása | Szükséges tevékenységek |
| Megengedhető | <16,0 | Meghaladja a hátteret, de nem magasabb, mint az MPC | Bármilyen terményhez használható | A talajszennyező források hatásának csökkentése. A növények számára mérgező anyagok elérésének csökkentése. |
| Mérsékelten veszélyes | 16,1- 32,0 | Túllépi az MPC -t a korlátozó általános egészségügyi és vándorlóvíz -veszélyjelzőnél, de a transzlokációs jelző MPC alatt | Bármilyen terményhez használható, a növénytermesztés minőségellenőrzése mellett | A kategóriákhoz hasonló intézkedések 1. Ha van egy korlátozott migrációs vízjelzővel rendelkező beömlőnyílás, ellenőrizni kell ezen anyagok tartalmát a felszíni és a felszín alatti vizekben. |
| Nagyon veszélyes | 32,1- 128 | Túllépi az MPC -t egy korlátozó transzlokációs veszélyjelzőnél | Használható ipari növényekhez anélkül, hogy élelmiszert és takarmányt szerezne be tőlük. Távolítsa el a kémiai koncentrátorüzemeket | A kategóriákhoz hasonló tevékenységek 1. Az élelmiszerként és takarmányként használt növényekben a mérgező anyagok tartalmának kötelező ellenőrzése. A zöld tömeg felhasználásának korlátozása az állatok takarmányozására, különösen a növények koncentrálására. |
| Rendkívül veszélyes | > 128 | Minden mutatónál meghaladja az MPC -t | Kizárás a mezőgazdasági felhasználásból | A szennyezés csökkentése és a mérgező anyagok megkötése a légkörben, a talajban és a vizekben. |
Hivatalosan jóváhagyott MPC -k
A 2. táblázat a hivatalosan jóváhagyott MPC -ket és tartalmuk megengedett szintjeit mutatja a veszélymutatók tekintetében. Az egészségügyi higiénikusok által elfogadott rendszernek megfelelően a talajban lévő nehézfémek szabályozása transzlokációra (egy elem növényekké történő átalakulására), vándorlóvízre (vízbe való átmenet) és általános higiéniára (az öntisztító képességre gyakorolt hatás) van felosztva. talaj és a talaj mikrobiocenózisa).
2. táblázat. A vegyi anyagok maximális megengedett koncentrációja (MPC) a talajban és tartalmuk megengedett szintjei a veszélymutatók tekintetében (1991. 01. 01.-én. A Szovjetunió Goskompriroda, 02.12.90. Sz. 10. száma).
| Az anyagok neve | MPC, mg / kg talaj, a háttér figyelembevételével | Káros mutatók | ||
| Transzlokáció | Víz | Általános egészségügyi | ||
| Vízben oldódó formák | ||||
| Fluor | 10,0 | 10,0 | 10,0 | 10,0 |
| Mozgatható formák | ||||
| Réz | 3,0 | 3,5 | 72,0 | 3,0 |
| Nikkel | 4,0 | 6,7 | 14,0 | 4,0 |
| Cink | 23,0 | 23,0 | 200,0 | 37,0 |
| Kobalt | 5,0 | 25,0 | >1000 | 5,0 |
| Fluor | 2,8 | 2,8 | - | - |
| Króm | 6,0 | - | - | 6,0 |
| Bruttó tartalom | ||||
| Antimon | 4,5 | 4,5 | 4,5 | 50,0 |
| Mangán | 1500,0 | 3500,0 | 1500,0 | 1500,0 |
| Vanádium | 150,0 | 170,0 | 350,0 | 150,0 |
| Vezet ** | 30,0 | 35,0 | 260,0 | 30,0 |
| Arzén ** | 2,0 | 2,0 | 15,0 | 10,0 |
| Higany | 2,1 | 2,1 | 33,3 | 5,0 |
| Ólom + higany | 20+1 | 20+1 | 30+2 | 30+2 |
| Réz* | 55 | - | - | - |
| Nikkel* | 85 | - | - | - |
| Cink* | 100 | - | - | - |
* - a bruttó tartalom hozzávetőleges.
** - ellentmondás; az arzén esetében az átlagos háttértartalom 6 mg / kg, a háttér ólomtartalma általában szintén meghaladja az MPC normákat.
Hivatalosan jóváhagyott UEC
Az 1995 -ben 6 nehézfém és arzén bruttó tartalmára kifejlesztett UEC lehetővé teszi a talaj nehézfémekkel való szennyeződésének teljesebb jellemzését, mivel figyelembe veszik a környezet reakcióját és a talaj granulometrikus összetételét .
3. táblázat. A nehézfémek és az arzén megközelítőleg megengedett koncentrációja (APC) különböző fizikai-kémiai tulajdonságokkal rendelkező talajokban (bruttó tartalom, mg / kg) (1. számú kiegészítés az MPC és az APC 6229-91 számú listájához).
| Elem | Talajcsoport | UEC háttérrel | Összesített a sziget állapota talajokban | Veszély osztályok | Sajátosságok cselekedetek a testen |
| Nikkel | Homokos és homokos vályog | 20 | Szilárd: sók formájában, szorbált formában, ásványi anyagok összetételében | 2 | Alacsony mérgező melegvérű állatokra és emberekre. Mutogén hatása van |
| <5,5 | 40 | ||||
| Közel semleges, (agyagos és agyagos), pHKCl> 5,5 | 80 | ||||
| Réz | Homokos és homokos vályog | 33 | 2 | Növeli a sejtek permeabilitását, gátolja a glutation -reduktázt, megzavarja az anyagcserét, kölcsönhatásba lép -SH, -NH2 és COOH- csoportokkal | |
| Savas (agyagos és agyagos), pH KCl<5,5 | 66 | ||||
| Közel semleges, (agyagos és agyagos), pH KCl> 5,5 | 132 | ||||
| Cink | Homokos és homokos vályog | 55 | Szilárd: sók, szerves ásványi vegyületek formájában, szorbált formában, ásványi anyagok összetételében | 1 | A hiány vagy a túlzott fejlődési rendellenességeket okoz. Mérgezés, megsértve a cinktartalmú peszticidek bevezetésének technológiáját |
| Savas (agyagos és agyagos), pH KCl<5,5 | 110 | ||||
| Közel semleges, (agyagos és agyagos), pH KCl> 5,5 | 220 | ||||
| Arzén | Homokos és homokos vályog | 2 | Szilárd: sók, szerves ásványi vegyületek formájában, szorbált formában, ásványi anyagok összetételében | 1 | Mérgező anyag, gátolja a különböző enzimeket, negatív hatással van az anyagcserére. Lehetséges rákkeltő hatás |
| Savas (agyagos és agyagos), pH KCl<5,5 | 5 | ||||
| Közel semleges, (agyagos és agyagos), pH KCl> 5,5 | 10 | ||||
| Kadmium | Homokos és homokos vályog | 0,5 | Szilárd: sók, szerves ásványi vegyületek formájában, szorbált formában, ásványi anyagok összetételében | 1 | Erősen mérgező anyag, blokkolja az enzimek szulfhidril -csoportjait, megzavarja a vas- és kalciumcserét, megzavarja a DNS -szintézist. |
| Savas (agyagos és agyagos), pH KCl<5,5 | 1,0 | ||||
| Közel semleges, (agyagos és agyagos), pH KCl> 5,5 | 2,0 | ||||
| Vezet | Homokos és homokos vályog | 32 | Szilárd: sók, szerves ásványi vegyületek formájában, szorbált formában, ásványi anyagok összetételében | 1 | Sokoldalú negatív cselekvés. Blokkolja a -SH fehérjecsoportokat, gátolja az enzimeket, mérgezést okoz, károsítja az idegrendszert. |
| Savas (agyagos és agyagos), pH KCl<5,5 | 65 | ||||
| Közel semleges, (agyagos és agyagos), pH KCl> 5,5 | 130 |
Az anyagokból az következik, hogy alapvetően követelményeket támasztanak a nehézfémek ömlesztett formáival szemben. A mozgathatóak között csak réz, nikkel, cink, króm és kobalt található. Ezért jelenleg a kidolgozott szabványok már nem felelnek meg minden követelménynek.
kapacitástényező, amely elsősorban a növényi termékek, a beszivárgás és a felszíni vizek szennyeződésének potenciális veszélyét tükrözi. Jellemzi a talaj általános szennyezettségét, de nem tükrözi az elemek rendelkezésre állásának mértékét a növény számára. A növények talaj táplálkozási állapotának jellemzésére csak mobil formáikat használják.
A mozgatható formák meghatározása
Ezeket különböző extrahálószerek segítségével határozzák meg. A fém mozgó formájának teljes mennyisége - savas kivonat (például 1 N HCL) felhasználásával. A talajban lévő nehézfém-tartalékok legmozgékonyabb része az acetát-ammónium pufferbe kerül. A vízkivonatban lévő fémek koncentrációja azt mutatja, hogy az elemek mennyire mozognak a talajban, ez a legveszélyesebb és "agresszív" frakció.
A mozgatható formákra vonatkozó szabványok
Több indikatív normatív skálát javasoltak. Az alábbiakban egy példa látható a nehézfémek maximális megengedett mobil formáinak egyik skálájára.
4. táblázat: A nehézfémek mobil formájának megengedett maximális tartalma a talajban, mg / kg extrahálószer 1n. HCl (H. Chuldzhiyan et al., 1988).
| Elem | Tartalom | Elem | Tartalom | Elem | Tartalom |
| Hg | 0,1 | Sb | 15 | Pb | 60 |
| CD | 1,0 | Mint | 15 | Zn | 60 |
| Co. | 12 | Ni | 36 | V | 80 |
| Cr | 15 | Cu | 50 | Mn | 600 |
| OLDALNAVIGÁCIÓ: | |||||||
| GYIK? | a talajba | gélben | eredmény | azokat az adatokat | árak | ||
A nehézfémek talán az egyik legsúlyosabb talajszennyezés, amely nemkívánatos és ráadásul káros következmények tömegével fenyeget bennünket.
A talaj természeténél fogva különféle szerves és szervetlen eredetű agyagásványok kombinációja. A talaj összetételétől, földrajzi adataitól és az ipari zónáktól való távolságtól függően a talaj különböző típusú nehézfémeket tartalmazhat, amelyek mindegyike különböző mértékben veszélyezteti a környezetet. Tekintettel arra, hogy különböző helyeken a talaj szerkezete is eltérő lehet, az oxidáció-redukció körülményei, a reaktivitás, valamint a nehézfémek talajban történő megkötésének mechanizmusai is eltérőek.
A technogén tényezők a legveszélyesebbek a talajra. Sajnos a különböző iparágak, amelyek hulladéka nehézfém részecskék, úgy vannak felszerelve, hogy a legjobb szűrők is átengedik a nehézfémek elemeit, amelyek először a légkörbe kerülnek, majd az ipari hulladékokkal együtt a talajba. Ezt a fajta szennyezést technogénnek nevezik. Ebben az esetben nagy jelentőségű a talaj mechanikai összetétele, a karbonáttartalom és a felszívódási képesség. A nehézfémek nemcsak a talajra gyakorolt hatás mértékében különböznek egymástól, hanem abban is, hogy milyen állapotban vannak.
Ma már ismert, hogy szinte minden nehézfémrészecske a következő állapotokban lehet a talajban: izomorf részecskék keveréke formájában, oxidálva, sólerakódás formájában, kristályrácsban, oldható formában, közvetlenül talajoldatban, sőt szerves anyagok részeként. Figyelembe kell venni, hogy a redox körülményeitől, a talaj összetételétől és a szén -dioxid -tartalomtól függően a fémrészecskék viselkedése megváltozhat.
A nehézfémek nemcsak a talaj összetételében rettenetesek, hanem azért is, mert képesek mozogni, megváltozni és behatolni a növényekbe, ami jelentős kárt okozhat a környezetben. A nehézfém részecskék mobilitása attól függően változhat, hogy van -e különbség a szilárd és a folyékony fázisban lévő elemek között. A szennyező anyagok, ebben az esetben a nehézfémek elemei gyakran szilárdan rögzített formát ölthetnek, amikor behatolnak a talajrétegekbe. Ebben a formában a fémek a növények számára hozzáférhetetlenek. Minden más esetben a fémek könnyen behatolnak a növényekbe.
A vízben oldódó fém elemek nagyon gyorsan behatolnak a talajba. Sőt, nem csak a talajrétegbe lépnek be, hanem azon keresztül is képesek vándorolni. Az iskolából mindenki tudja, hogy idővel a talajban kis molekulatömegű vízben oldódó ásványi vegyületek képződnek, amelyek a tározó alsó részébe vándorolnak. És velük együtt a nehézfém-vegyületek vándorolnak, alacsony molekulatömegű komplexeket képeznek, vagyis átalakulnak egy másik állapotba.
A nehézfémek (HM) tartalma a talajban sok kutató megállapítása szerint az eredeti kőzetek összetételétől függ, amelyek jelentős változatossága összefügg a területek fejlődésének összetett geológiai történetével. A talajképző kőzetek kémiai összetételét, amelyet a kőzet mállásának termékei képviselnek, az eredeti kőzetek kémiai összetétele határozza meg, és függ a hipergén átalakulás körülményeitől.
Az utóbbi évtizedekben az emberiség antropogén tevékenysége intenzíven részt vett a természetes környezetben zajló HM migrációs folyamatokban.
A nehézfémek az egyik legfontosabb mérgező anyagok, amelyek szennyezik a talajt. Ide tartoznak a 8 ezer kg / m 3 -nél nagyobb sűrűségű fémek (a nemes és ritka kivételével): Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Hg, Co, Sb, Sn, Be. Az alkalmazott munkákban a Pt, Ag, W, Fe, Mn gyakran kerülnek a nehézfémek listájára. szinte minden nehézfém mérgező. A szennyezőanyagok ezen csoportjának antropogén eloszlása (beleértve a sókat is) a bioszférában mérgezéshez vagy az élők mérgezésének veszélyéhez vezet.
A nehézfémek kibocsátásból, hulladékból, hulladékból a talajba jutó veszélyes osztályokba (a GOST 17.4.1.02-83. Természetvédelem. Talaj) való besorolása a táblázatban található. 1.
Asztal 1. A vegyi anyagok osztályozása veszélyességi osztályok szerint
Réz- az egyik legfontosabb pótolhatatlan elem, amely az élő szervezetek számára szükséges. Növényekben aktívan részt vesz a fotoszintézis, a légzés, a regeneráció és a nitrogén -rögzítés folyamatában. A réz számos oxidáz enzim - citokróm -oxidáz, ceruloplazmin, szuperoxid -diszmutáz, urát -oxidáz és mások - része, és részt vesz a biokémiai folyamatokban, mint az enzimek szerves része, amelyek a szubsztrátumok molekuláris oxigénnel történő oxidációs reakcióit hajtják végre.
A Clarke a földkéregben 47 mg / kg. Kémiai szempontból a réz inaktív fém. A Cu -tartalom értékét befolyásoló alapvető tényező az alapkőzetekben való koncentrációja. A magmás kőzetek közül az elem legnagyobb mennyiségét az alapkőzetek halmozzák fel-bazaltok (100-140 mg / kg) és andezitek (20-30 mg / kg). A borító és löszszerű vályogok (20-40 mg / kg) kevésbé gazdag rézben. A legalacsonyabb tartalma homokkövekben, mészkövekben és gránitokban figyelhető meg (5-15 mg / kg). A fém koncentrációja Oroszország európai részének agyagjaiban eléri a 25 mg / kg -ot, löszszerű agyagokban - 18 mg / kg. A Gorny Altai homokos vályog és homokos talajképző kőzetek átlagosan 31 mg / kg rézt halmoznak fel, Nyugat -Szibéria déli részén - 19 mg / kg.
Talajban a réz gyengén vándorló elem, bár a mobil forma tartalma meglehetősen magas. A mobil réz mennyisége számos tényezőtől függ: az alapkőzet kémiai és ásványtani összetételétől, a talajoldat pH -értékétől, a szerves anyagok tartalmától stb. , vas- és alumínium -hidroxidok, és különösen vermikulit montmorillonit. A huminsav és a fulvinsav stabil komplexeket képes kialakítani rézzel. 7-8 pH-értéknél a réz oldhatósága a legkisebb.
MPC a rézhez Oroszországban - 55 mg / kg, APC homokos és homokos agyagos talajokhoz - 33 mg / kg.
Az elem növényekre gyakorolt toxicitásáról kevés adat áll rendelkezésre. Jelenleg a fő problémát a talajban lévő rézhiánynak vagy a kobalthoz való egyensúlyának tekintik. A rézhiány fő jelei a növényeknél a reproduktív szervek kialakulásának lassulása, majd megszűnése, a zsugorodott szemek megjelenése, az üres szemű fülek, valamint a kedvezőtlen környezeti tényezőkkel szembeni ellenállás csökkenése. Hiányára a legérzékenyebbek a búza, zab, árpa, lucerna, cékla, hagyma és napraforgó.
Mangán talajban elterjedt, de ott található, a vashoz képest kisebb mennyiségben. A mangán több formában is megtalálható a talajban. A növények számára csak a mangán cserélhető és vízben oldható formái állnak rendelkezésre. A talaj mangánjának elérhetősége csökken a pH növekedésével (a talaj savasságának csökkenésével). A talajok azonban ritkán fogynak ki olyan mértékű kimosódással, hogy a rendelkezésre álló mangán nem elegendő a növények táplálására.
A talaj típusától függően a mangántartalom változik: gesztenye 15,5 ± 2,0 mg / kg, szerozémiás 22,0 ± 1,8 mg / kg, rét 6,1 ± 0,6 mg / kg, sárgaföld 4,7 ± 3,8 mg / kg, homokos 6,8 ± 0,7 mg / kg.
A mangán vegyületek erős oxidálószerek. A fekete talajban megengedett legnagyobb koncentráció
1500 mg / kg talaj.
A réti, sárgaföldi és homokos talajokon termesztett növényi élelmiszerek mangántartalma korrelál az ezekben a talajokban lévő tartalommal. A mangánmennyiség a napi étrendben ezekben a geokémiai tartományokban több mint kétszer kevesebb, mint az emberek napi szükséglete, valamint a gesztenye és a szerozém talajon élő emberek étrendje.
A talaj a föld felszíne, amely olyan tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek egyaránt jellemzik az élő és az élő természetet.
A talaj az általános mutatója. A szennyezés csapadékkal és felszíni hulladékkal kerül a talajba. A talajrétegekbe talajkőzetek és talajvíz is juttatja őket.
A nehézfémek csoportjába tartozik mindaz, amelynek sűrűsége meghaladja a vasét. Ezen elemek paradoxona az, hogy bizonyos mennyiségben szükségesek a növények és élőlények normális működésének biztosításához.
De túlzásuk súlyos betegségekhez és akár halálhoz is vezethet. A táplálkozási ciklus káros vegyületeket okoz az emberi szervezetben, és gyakran óriási kárt okoz az egészségben.
A nehézfém -szennyezés forrásai. Van egy módszer, amellyel kiszámítható a megengedett fémtartalom. Ebben az esetben több Zc fém összértékét veszik figyelembe.
- megengedhető;
- közepesen veszélyes;
- rendkívül veszélyes;
- rendkívül veszélyes.
A talajvédelem nagyon fontos. Az állandó ellenőrzés és ellenőrzés nem teszi lehetővé a mezőgazdasági termékek termesztését és az állatok legeltetését szennyezett területen.
Nehézfémek szennyezik a talajt
A nehézfémekre három veszélyességi osztály tartozik. Az Egészségügyi Világszervezet az ólom, a higany és a kadmium legveszélyesebb szennyezését tartja. De nem kevésbé káros az egyéb elemek magas koncentrációja.
Higany
A talaj higanyszennyeződése peszticidek, különféle háztartási hulladékok, például fénycsövek, sérült mérőműszerek elemei által történik.
A hivatalos adatok szerint a higany éves kibocsátása több mint ötezer tonna. A higany szennyezett talajból juthat be az emberi szervezetbe.
Ha ez rendszeresen megtörténik, számos szerv, köztük az idegrendszer munkájának súlyos zavarai fordulhatnak elő.
Nem megfelelő kezelés esetén halál bekövetkezhet.
Vezet
Az ólom nagyon veszélyes az emberekre és minden élő szervezetre.
Rendkívül mérgező. Egy tonna ólom kitermelésekor huszonöt kilogramm kerül a környezetbe. Nagy mennyiségű ólom kerül a talajba a kipufogógázok felszabadulásával. 
Az autópályák mentén a talajszennyezés övezete több mint kétszáz méter. A talajba kerülve az ólmot felszívják az emberek és állatok által elfogyasztott növények, beleértve az állatokat is, amelyeknek húsai is megtalálhatók étlapunkon. Az ólomfelesleg befolyásolja a központi idegrendszert, az agyat, a májat és a vesét. Veszélyes rákkeltő és mutagén hatásai miatt.
Kadmium
A talaj kadmiumszennyezése óriási veszélyt jelent az emberi szervezetre. Lenyeléskor csontváz deformációt, gyermekek növekedésének lassulását és súlyos hátfájást okoz.
Réz és cink
Ezen elemek nagy koncentrációja a talajban az oka annak, hogy a növekedés lelassul, és a növények termése romlik, ami végül a termelékenység éles csökkenéséhez vezet. Emberben változások következnek be az agyban, a májban és a hasnyálmirigyben.
Molibdén
A felesleges molibdén köszvényt és az idegrendszert károsítja.
A nehézfémek veszélye az, hogy rosszul ürülnek ki a szervezetből, felhalmozódnak benne. Nagyon mérgező vegyületeket képezhetnek, könnyen átjuthatnak egyik környezetből a másikba, nem bomlanak le. Ugyanakkor súlyos betegségeket okoznak, amelyek gyakran visszafordíthatatlan következményekhez vezetnek.Antimon
Néhány ércben jelen van.
A különböző ipari területeken használt ötvözetek része.
Túlsúlya súlyos étkezési rendellenességeket okoz.
Arzén
A talaj arzénszennyezésének fő forrása a mezőgazdasági növények kártevőinek leküzdésére használt anyagok, például a gyomirtó és rovarölő szerek. Az arzén felhalmozódó méreg, amely krónikus. Vegyületei az idegrendszer, az agy, a bőr betegségeit provokálják.
Mangán
Ennek az elemnek a magas tartalma megfigyelhető a talajban és a növényekben. 
Amikor további mangán kerül a talajba, gyorsan veszélyes feleslege keletkezik. Ez hatással van az emberi testre az idegrendszer megsemmisítése formájában.
Más nehéz elemek túlbősége nem kevésbé veszélyes.
A fentiekből arra lehet következtetni, hogy a nehézfémek felhalmozódása a talajban súlyos következményekkel jár az emberi egészségre és általában a környezetre nézve.
A talaj nehézfémekkel való szennyezés elleni küzdelem fő módszerei
A talaj nehézfém -szennyezésének kezelésére szolgáló módszerek lehetnek fizikai, kémiai és biológiai. Közülük a következő módszereket lehet megkülönböztetni:
- A talaj savasságának növekedése növeli a lehetőséget, ezért a szerves anyagok és az agyag, a meszelés bevezetése bizonyos mértékig segít a szennyezés elleni küzdelemben.
- Egyes növények, például lóhere vetése, kaszálása és eltávolítása a talaj felszínéről jelentősen csökkenti a nehézfémek koncentrációját a talajban. Ezenkívül ez a módszer teljesen környezetbarát.
- A talajvíz méregtelenítésének, szivattyúzásának és tisztításának elvégzése.
- A nehézfémek oldható formájának migrációjának előrejelzése és megszüntetése.
- Különösen súlyos esetekben a talajréteget teljesen el kell távolítani, és újra kell cserélni.
Ezen fémek közül a legveszélyesebb az ólom. Hajlamos felhalmozódni, hogy elérje az emberi testet. A higany nem veszélyes, ha egyszer vagy többször bejut az emberi szervezetbe, csak a higanygőzök különösen veszélyesek. Úgy gondolom, hogy az ipari vállalkozásoknak fejlettebb termelési technológiákat kell alkalmazniuk, amelyek nem annyira rombolóak minden élőlény számára. Nem egy embernek kell gondolkodnia, hanem a tömegeknek, akkor jó eredményre jutunk.
Betöltés ...