ნიადაგში მძიმე მეტალების აღმოჩენის ფორმები. ნიადაგში მძიმე მეტალების განსაზღვრის მეთოდები

ანტიმონი

წარმოდგენილია ზოგიერთ საბადოში.

ეს არის შენადნობების ნაწილი, რომელიც გამოიყენება სხვადასხვა ინდუსტრიულ დარგში.

მისი ჭარბი რაოდენობა იწვევს მძიმე კვების დარღვევას.

დარიშხანი

ნიადაგის დარიშხანით დაბინძურების ძირითადი წყაროა ნივთიერებები, რომლებიც გამოიყენება სასოფლო-სამეურნეო მცენარეების მავნებლების გასაკონტროლებლად, როგორიცაა ჰერბიციდები, ინსექტიციდები. დარიშხანი არის კუმულაციური შხამი, რომელიც იწვევს ქრონიკულ განვითარებას. მისი ნაერთები ნერვული სისტემის, ტვინისა და კანის დაავადებების პროვოცირებას ახდენს.

მანგანუმი

ნიადაგსა და მცენარეებში ამ ელემენტის მაღალი შემცველობა შეინიშნება.

თუ ნიადაგში მანგანუმის დამატებითი რაოდენობა მოხვდება, სწრაფად იქმნება მისი საშიში ჭარბი რაოდენობა. ეს გავლენას ახდენს ადამიანის სხეულზე ნერვული სისტემის განადგურების სახით.

არანაკლებ საშიშია სხვა მძიმე ელემენტების სიჭარბე.

ზემოაღნიშნულიდან შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ ნიადაგში მძიმე მეტალების დაგროვება მძიმე შედეგებს იწვევს ადამიანის ჯანმრთელობასა და მთლიანად გარემოზე.

მძიმე ლითონებით ნიადაგის დაბინძურების წინააღმდეგ ბრძოლის ძირითადი მეთოდები

მძიმე ლითონებით ნიადაგის დაბინძურების წინააღმდეგ ბრძოლის მეთოდები შეიძლება იყოს ფიზიკური, ქიმიური და ბიოლოგიური. მათ შორისაა შემდეგი მეთოდები:

• ნიადაგის მჟავიანობის მატება ზრდის შესაძლებლობას.მაშასადამე შესავალი ორგანული ნივთიერებებიდა თიხა, კირქვა გარკვეულწილად ეხმარება დაბინძურების წინააღმდეგ ბრძოლაში.
• ზოგიერთი მცენარის, მაგალითად, სამყურას, დათესვა, თესვა და ნიადაგის ზედაპირიდან მოცილება მნიშვნელოვნად ამცირებს ნიადაგში მძიმე მეტალების კონცენტრაციას. გარდა ამისა ამ მეთოდითარის სრულიად ეკოლოგიურად სუფთა.
• მიწისქვეშა წყლების დეტოქსიკაცია, მისი ამოტუმბვა და გაწმენდა.
• მიგრაციის პროგნოზირება და მკურნალობა ხსნადი ფორმამძიმე მეტალები.
• ზოგიერთ განსაკუთრებით მძიმე შემთხვევებში საჭიროა ნიადაგის ფენის სრული მოცილება და მისი ახლით ჩანაცვლება.

ყველა ამ ლითონისგან ყველაზე საშიში ტყვია. მას აქვს დაგროვების თვისება, რომ მოხვდეს ადამიანის სხეულში. ვერცხლისწყალი არ არის საშიში, თუ ის ერთხელ ან რამდენჯერმე მოხვდება ადამიანის ორგანიზმში, განსაკუთრებით საშიშია მხოლოდ ვერცხლისწყლის ორთქლი. მე მჯერა, რომ სამრეწველო საწარმოებმა უნდა გამოიყენონ უფრო მოწინავე წარმოების ტექნოლოგიები, რომლებიც არც ისე საზიანოა ყველა ცოცხალი არსებისთვის. ერთი ადამიანი კი არა, მასა უნდა იფიქროს, მერე კარგ შედეგამდე მივალთ.

ᲒᲕᲔᲠᲓᲘᲡ ᲬᲧᲕᲔᲢᲐ-- მძიმე მეტალები, რომელიც დამაბინძურებლების ფართო ჯგუფს ახასიათებს, ბოლო დროს ფართოდ გავრცელდა. სხვადასხვა სამეცნიერო და გამოყენებით ნაშრომებში ავტორები ამ კონცეფციის მნიშვნელობას სხვადასხვაგვარად განმარტავენ. ამასთან დაკავშირებით, მძიმე ლითონების ჯგუფს მინიჭებული ელემენტების რაოდენობა ფართო დიაპაზონში მერყეობს. წევრობის კრიტერიუმად გამოიყენება მრავალი მახასიათებელი: ატომური მასა, სიმკვრივე, ტოქსიკურობა, გავრცელება ბუნებრივ გარემოში, ბუნებრივ და ტექნოგენურ ციკლებში ჩართულობის ხარისხი. ზოგიერთ შემთხვევაში, მძიმე ლითონების განმარტება მოიცავს ელემენტებს, რომლებიც მყიფეა (მაგალითად, ბისმუტი) ან მეტალოიდებს (მაგალითად, დარიშხანს).

გარემოს დაბინძურების პრობლემებსა და გარემოს მონიტორინგისადმი მიძღვნილ სამუშაოებში, დღემდე, ქ მძიმე მეტალებიმოიცავს 40-ზე მეტ ლითონს პერიოდული სისტემა DI. მენდელეევთან ერთად ატომური მასა 50-ზე მეტი ატომური ერთეული: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Biამავდროულად მძიმე მეტალების კატეგორიზაციაში მნიშვნელოვან როლს ასრულებს შემდეგი პირობები: მათი მაღალი ტოქსიკურობა ცოცხალი ორგანიზმების მიმართ შედარებით დაბალ კონცენტრაციებში, აგრეთვე მათი ბიოაკუმულაციისა და ბიოგადიდების უნარი. ამ განსაზღვრების ქვეშ მყოფი თითქმის ყველა ლითონი (ტყვიის, ვერცხლისწყლის, კადმიუმის და ბისმუტის გარდა, ბიოლოგიური როლირაც ამ დროისთვის უცნობია), აქტიურად მონაწილეობენ ბიოლოგიურ პროცესებში, შედიან მრავალი ფერმენტის შემადგენლობაში. N. Reimers-ის კლასიფიკაციის მიხედვით 8 გ/სმ3-ზე მეტი სიმკვრივის ლითონები მძიმედ უნდა ჩაითვალოს. ამრიგად, მძიმე მეტალები არიან Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg.

ფორმალურად განსაზღვრული მძიმე მეტალებიშეესაბამება დიდი რიცხვიელემენტები. თუმცა, პრაქტიკულ საქმიანობაში ჩართული მკვლევარების აზრით, მდგომარეობაზე დაკვირვების ორგანიზებასთან და გარემოს დაბინძურებასთან დაკავშირებით, ამ ელემენტების ნაერთები შორს არის დამაბინძურებლების ექვივალენტისაგან. ამიტომ, ბევრ ნამუშევარში ხდება მძიმე ლითონების ჯგუფის მოცულობის შევიწროება, პრიორიტეტული კრიტერიუმების შესაბამისად, სამუშაოს მიმართულებიდან და სპეციფიკიდან გამომდინარე. ასე რომ, უკვე კლასიკურ ნამუშევრებში Yu.A. ისრაელი სიაშია ქიმიური ნივთიერებები, უნდა განისაზღვროს ბუნებრივ გარემოში ბიოსფერული რეზერვების ფონურ სადგურებზე, განყოფილებაში მძიმე მეტალებიდაასახელა Pb, Hg, Cd, As.მეორეს მხრივ, მძიმე ლითონების ემისიების სამუშაო ჯგუფის გადაწყვეტილებით, რომელიც მოქმედებს გაეროს ევროპის ეკონომიკური კომისიის ეგიდით და აგროვებს და აანალიზებს ინფორმაციას დამაბინძურებლების ემისიების შესახებ ევროპული ქვეყნები, მხოლოდ Zn, As, Se და Sbდაევალათ მძიმე მეტალები. N. Reimers-ის განმარტებით მძიმე ლითონებისაგან გამორჩეულია კეთილშობილი და იშვიათი ლითონები, შესაბამისად, რჩება. მხოლოდ Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg. აპლიკაციურ სამუშაოებში ყველაზე ხშირად ემატება მძიმე ლითონები Pt, Ag, W, Fe, Au, Mn.

ლითონის იონები ბუნებრივი წყლის ობიექტების შეუცვლელი კომპონენტებია. გარემო პირობებიდან გამომდინარე (pH, რედოქსის პოტენციალი, ლიგანდების არსებობა), ისინი არსებობენ ჟანგვის სხვადასხვა ხარისხით და წარმოადგენენ სხვადასხვა არაორგანული და ორგანული მეტალის ნაერთების ნაწილს, რომლებიც შეიძლება იყოს ნამდვილად დაშლილი, კოლოიდური დისპერსიული ან ნაწილი. მინერალური და ორგანული სუსპენზიები.

ლითონების მართლაც დაშლილი ფორმები, თავის მხრივ, ძალიან მრავალფეროვანია, რაც დაკავშირებულია ჰიდროლიზის, ჰიდროლიზური პოლიმერიზაციის (პოლინუკლეარული ჰიდროქსო კომპლექსების წარმოქმნა) და სხვადასხვა ლიგანდებთან კომპლექსურ პროცესებთან. შესაბამისად, ლითონების როგორც კატალიზური თვისებები, ასევე წყლის მიკროორგანიზმების ხელმისაწვდომობა დამოკიდებულია წყლის ეკოსისტემაში მათი არსებობის ფორმებზე.

ბევრი ლითონი ქმნის საკმაოდ ძლიერ კომპლექსებს ორგანულ ნივთიერებებთან; ეს კომპლექსები ბუნებრივ წყლებში ელემენტების მიგრაციის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ფორმაა. ორგანული კომპლექსების უმეტესობა წარმოიქმნება ქელატის ციკლით და სტაბილურია. ნიადაგის მჟავებით წარმოქმნილი კომპლექსები რკინის, ალუმინის, ტიტანის, ურანის, ვანადიუმის, სპილენძის, მოლიბდენის და სხვა მძიმე ლითონების მარილებთან შედარებით კარგად ხსნადი ნეიტრალურ, ოდნავ მჟავე და ოდნავ ტუტე გარემოში. ამრიგად, ორგანული მეტალის კომპლექსებს შეუძლიათ მიგრაცია ბუნებრივ წყლებში ძალიან მნიშვნელოვან დისტანციებზე. ეს განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია დაბალმინერალიზებული და, პირველ რიგში, ზედაპირული წყლებისთვის, რომლებშიც სხვა კომპლექსების წარმოქმნა შეუძლებელია.

ბუნებრივ წყლებში ლითონის კონცენტრაციის მარეგულირებელი ფაქტორების გასაგებად, მათ ქიმიურ რეაქტიულობას, ბიოშეღწევადობასა და ტოქსიკურობას, აუცილებელია იცოდეთ არა მხოლოდ მთლიანი შემცველობა, არამედ თავისუფალი და შეკრული ლითონის ფორმების პროპორცია.

წყალხსნარში ლითონების მეტალურ კომპლექსურ ფორმაში გადასვლას სამი შედეგი აქვს:

1. შეიძლება მოხდეს ლითონის იონების საერთო კონცენტრაციის მატება ქვედა ნალექებიდან ხსნარში გადასვლის გამო;

2. რთული იონების მემბრანული გამტარიანობა შეიძლება მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდეს ჰიდრატირებული იონების გამტარიანობისგან;

3. კომპლექსურობის შედეგად ლითონის ტოქსიკურობა შეიძლება მნიშვნელოვნად შეიცვალოს.

ასე რომ, ქელატის ფორმები Cu, Cd, Hgნაკლებად ტოქსიკური ვიდრე თავისუფალი იონები. ბუნებრივ წყლებში ლითონის კონცენტრაციის მარეგულირებელი ფაქტორების გასაგებად, მათ ქიმიურ რეაქტიულობას, ბიოშეღწევადობასა და ტოქსიკურობას, აუცილებელია ვიცოდეთ არა მხოლოდ მთლიანი შემცველობა, არამედ შეკრული და თავისუფალი ფორმების პროპორცია.

მძიმე ლითონებით წყლის დაბინძურების წყაროა გალვანური მაღაზიების, სამთო, შავი და ფერადი მეტალურგიის და მანქანათმშენებლობის ქარხნების ჩამდინარე წყლები. მძიმე ლითონები გვხვდება სასუქებსა და პესტიციდებში და შეიძლება შევიდეს წყლის ობიექტებში სასოფლო-სამეურნეო მიწებიდან ჩამონადენთან ერთად.

ბუნებრივ წყლებში მძიმე მეტალების კონცენტრაციის ზრდა ხშირად დაკავშირებულია სხვა სახის დაბინძურებასთან, როგორიცაა მჟავიანობა. მჟავა ნალექის დალექვა ხელს უწყობს pH მნიშვნელობის შემცირებას და ლითონების გადასვლას მინერალური და ორგანული ნივთიერებების ადსორბირებული მდგომარეობიდან თავისუფალ მდგომარეობაში.

უპირველეს ყოვლისა, საინტერესოა ის ლითონები, რომლებიც ყველაზე მეტად აბინძურებენ ატმოსფეროს საწარმოო საქმიანობაში მათი მნიშვნელოვანი მოცულობით გამოყენების გამო და გარე გარემოში დაგროვების შედეგად, სერიოზულ საფრთხეს უქმნიან მათ ბიოლოგიურ აქტივობასა და ტოქსიკურ თვისებებს. . მათ შორისაა ტყვია, ვერცხლისწყალი, კადმიუმი, თუთია, ბისმუტი, კობალტი, ნიკელი, სპილენძი, კალა, ანტიმონი, ვანადიუმი, მანგანუმი, ქრომი, მოლიბდენი და დარიშხანი.
მძიმე ლითონების ბიოგეოქიმიური თვისებები

H - მაღალი, Y - ზომიერი, H - დაბალი

ვანადიუმი.

ვანადიუმი უპირატესად დისპერსიულ მდგომარეობაშია და გვხვდება რკინის მადნებში, ზეთში, ასფალტში, ბიტუმში, ნავთობის ფიქალში, ქვანახშირში და ა.შ. ბუნებრივი წყლების ვანადიუმით დაბინძურების ერთ-ერთი მთავარი წყაროა ნავთობი და მისი პროდუქტები.

გვხვდება ბუნებრივ წყლებში ძალიან დაბალი კონცენტრაციით: მდინარის წყალში 0,2 - 4,5 მკგ/დმ3, ზღვის წყალში - საშუალოდ 2 მკგ/დმ3.

წყალში წარმოქმნის სტაბილურ ანიონურ კომპლექსებს (V4O12)4- და (V10O26)6-. ვანადიუმის მიგრაციაში მნიშვნელოვანია მისი გახსნილი რთული ნაერთების როლი ორგანულ ნივთიერებებთან, განსაკუთრებით ჰუმინის მჟავებთან.

ვანადიუმის მომატებული კონცენტრაცია საზიანოა ადამიანის ჯანმრთელობისთვის. ვანადიუმის MPCv არის 0,1 მგ/დმ3 (მავნეობის შემზღუდველი მაჩვენებელი სანიტარიულ-ტოქსიკოლოგიურია), MPCvr არის 0,001 მგ/დმ3.

ბუნებრივ წყლებში შემავალი ბისმუტის ბუნებრივი წყაროებია ბისმუტის შემცველი მინერალების გამორეცხვის პროცესები. ბუნებრივ წყლებში შესვლის წყარო ასევე შეიძლება იყოს ჩამდინარე წყლები ფარმაცევტული და პარფიუმერული მრეწველობის, მინის ინდუსტრიის ზოგიერთი საწარმოდან.

ის გვხვდება დაუბინძურებელ ზედაპირულ წყლებში ქვემიკროგრამის კონცენტრაციით. ყველაზე მაღალი კონცენტრაცია დაფიქსირდა მიწისქვეშა წყლებში და არის 20 მკგ/დმ3, საზღვაო წყლებში - 0,02 მკგ/დმ3. MPCv არის 0,1 მგ/დმ3.

ზედაპირულ წყლებში რკინის ნაერთების ძირითადი წყაროა ქანების ქიმიური დაშლის პროცესები, რასაც თან ახლავს მათი მექანიკური განადგურება და დაშლა. ბუნებრივ წყლებში შემავალ მინერალურ და ორგანულ ნივთიერებებთან ურთიერთქმედების პროცესში წარმოიქმნება რკინის ნაერთების რთული კომპლექსი, რომლებიც წყალში არიან გახსნილ, კოლოიდურ და შეჩერებულ მდგომარეობაში. მნიშვნელოვანი რაოდენობით რკინა მოდის მიწისქვეშა ჩამონადენით და ჩამდინარე წყლებით მეტალურგიის, ლითონის დამუშავების, ტექსტილის, საღებავისა და ლაქების მრეწველობის საწარმოებიდან და სასოფლო-სამეურნეო ჩამდინარე წყლებიდან.

ფაზის წონასწორობა დამოკიდებულია წყლის ქიმიურ შემადგენლობაზე, pH-ზე, Eh-ზე და გარკვეულწილად ტემპერატურაზე. რუტინულ ანალიზში შეწონილი ფორმაასხივებენ ნაწილაკებს 0,45 მიკრონზე მეტი ზომის. ეს არის უპირატესად რკინის შემცველი მინერალები, რკინის ოქსიდის ჰიდრატი და რკინის ნაერთები, რომლებიც ადსორბირებულია სუსპენზიებზე. ჭეშმარიტად დაშლილი და კოლოიდური ფორმა ჩვეულებრივ ერთად განიხილება. გახსნილი რკინაწარმოდგენილია იონური ნაერთებით, ჰიდროქსოკომპლექსის სახით და კომპლექსებით ბუნებრივი წყლების გახსნილი არაორგანული და ორგანული ნივთიერებებით. იონური ფორმით, ძირითადად Fe(II) მიგრირებს, ხოლო Fe(III) კომპლექსური ნივთიერებების არარსებობის შემთხვევაში არ შეიძლება იყოს მნიშვნელოვანი რაოდენობით გახსნილ მდგომარეობაში.

რკინა ძირითადად გვხვდება Eh-ის დაბალი მნიშვნელობის წყლებში.

ქიმიური და ბიოქიმიური (რკინის ბაქტერიების მონაწილეობით) დაჟანგვის შედეგად Fe(II) გადადის Fe(III)-ში, რომელიც ჰიდროლიზის დროს იშლება Fe(OH)3-ის სახით. ორივე Fe(II) და Fe(III) მიდრეკილია შექმნას ამ ტიპის ჰიდროქსო კომპლექსები +, 4+, +, 3+, - და სხვები, რომლებიც თანაარსებობენ ხსნარში სხვადასხვა კონცენტრაციით, რაც დამოკიდებულია pH-ზე და ზოგადად განსაზღვრავს რკინა-ჰიდროქსილის სისტემის მდგომარეობას. ზედაპირულ წყლებში Fe(III) გაჩენის ძირითადი ფორმაა მისი რთული ნაერთები გახსნილი არაორგანული და ორგანული ნაერთებით, ძირითადად ჰუმუსური ნივთიერებებით. pH = 8,0-ზე ძირითადი ფორმაა Fe(OH)3.რკინის კოლოიდური ფორმა ყველაზე ნაკლებად არის შესწავლილი, ეს არის რკინის ოქსიდის ჰიდრატი Fe(OH)3 და კომპლექსები ორგანულ ნივთიერებებთან.

ხმელეთის ზედაპირულ წყლებში რკინის შემცველობა მილიგრამის მეათედია, ჭაობებთან – რამდენიმე მილიგრამი. რკინის გაზრდილი შემცველობა შეინიშნება ჭაობის წყლებში, რომლებშიც იგი გვხვდება ჰუმინის მჟავების მარილებთან კომპლექსების სახით - ჰუმატები. რკინის ყველაზე მაღალი კონცენტრაცია (რამდენიმე ათეულ და ასეულ მილიგრამამდე 1 დმ3-ზე) შეინიშნება მიწისქვეშა წყლებში დაბალი pH მნიშვნელობებით.

როგორც ბიოლოგიურად აქტიური ელემენტი, რკინა გარკვეულწილად მოქმედებს ფიტოპლანქტონის განვითარების ინტენსივობაზე და წყალსაცავში არსებული მიკროფლორის ხარისხობრივ შემადგენლობაზე.

რკინის კონცენტრაცია ექვემდებარება მკვეთრ სეზონურ რყევებს. ჩვეულებრივ, მაღალი ბიოლოგიური პროდუქტიულობის მქონე წყალსაცავებში, ზაფხულისა და ზამთრის სტაგნაციის პერიოდში, შესამჩნევია რკინის კონცენტრაციის მატება წყლის ქვედა ფენებში. წყლის მასების შემოდგომა-გაზაფხულზე შერევას (ჰომოთერმია) თან ახლავს Fe(II) დაჟანგვა Fe(III)-მდე და ამ უკანასკნელის ნალექი Fe(OH)3-ის სახით.

ბუნებრივ წყლებში ხვდება ნიადაგების, პოლიმეტალური და სპილენძის მადნების გამორეცხვისას, მისი დაგროვების უნარიანი წყლის ორგანიზმების დაშლის შედეგად. კადმიუმის ნაერთები გადაჰყავთ ზედაპირულ წყლებში ტყვია-თუთიის ქარხნების, მადნის გამწმენდი ქარხნების, რიგი ქიმიური საწარმოების (გოგირდმჟავას წარმოება), გალვანური წარმოების ჩამდინარე წყლებით და ასევე მაღაროს წყლებით. გახსნილი კადმიუმის ნაერთების კონცენტრაციის დაქვეითება ხდება სორბციის, კადმიუმის ჰიდროქსიდის და კარბონატის დალექვის და წყლის ორგანიზმების მიერ მათი მოხმარების პროცესების გამო.

ბუნებრივ წყლებში კადმიუმის გახსნილი ფორმები ძირითადად მინერალური და ორგანო-მინერალური კომპლექსებია. კადმიუმის ძირითადი შეჩერებული ფორმა მისი ადსორბირებული ნაერთებია. კადმიუმის მნიშვნელოვან ნაწილს შეუძლია მიგრირება წყლის ორგანიზმების უჯრედებში.

მდინარის დაუბინძურებელ და ოდნავ დაბინძურებულ წყლებში კადმიუმი შეიცავს სუბმიკროგრამულ კონცენტრაციებს; დაბინძურებულ და ჩამდინარე წყლებში კადმიუმის კონცენტრაციამ შეიძლება მიაღწიოს ათეულ მიკროგრამს 1 დმ3-ზე.

კადმიუმის ნაერთები მნიშვნელოვან როლს თამაშობენ ცხოველებისა და ადამიანების ცხოვრებაში. ის ტოქსიკურია მაღალი კონცენტრაციით, განსაკუთრებით სხვა ტოქსიკურ ნივთიერებებთან ერთად.

MPCv არის 0,001 მგ/დმ3, MPCvr არის 0,0005 მგ/დმ3 (მავნეობის შემზღუდველი ნიშანი ტოქსიკოლოგიურია).

კობალტის ნაერთები ბუნებრივ წყლებში ხვდება სპილენძის პირიტიდან და სხვა მადნებიდან, ნიადაგიდან ორგანიზმებისა და მცენარეების დაშლის დროს, აგრეთვე მეტალურგიული, მეტალურგიული და ქიმიური ქარხნების ჩამდინარე წყლებით. კობალტის გარკვეული რაოდენობა ნიადაგიდან მოდის მცენარეული და ცხოველური ორგანიზმების დაშლის შედეგად.

ბუნებრივ წყლებში კობალტის ნაერთები დაშლილ და შეჩერებულ მდგომარეობაშია, რომელთა რაოდენობრივი თანაფარდობა განისაზღვრება წყლის ქიმიური შემადგენლობით, ტემპერატურისა და pH მნიშვნელობებით. გახსნილი ფორმები წარმოდგენილია ძირითადად რთული ნაერთებით, მ.შ. ორგანული ნივთიერებებით ბუნებრივ წყლებში. ზედაპირული წყლებისთვის ყველაზე მეტად დამახასიათებელია კობალტის ორვალენტიანი ნაერთები. ჟანგვის აგენტების თანდასწრებით, სამვალენტიანი კობალტი შეიძლება არსებობდეს მნიშვნელოვან კონცენტრაციებში.

კობალტი ერთ-ერთი ბიოლოგიურად აქტიური ელემენტია და ყოველთვის გვხვდება ცხოველებისა და მცენარეების სხეულში. კობალტის არასაკმარისი შემცველობა მცენარეებში დაკავშირებულია მის არასაკმარის შემცველობასთან ნიადაგებში, რაც ხელს უწყობს ცხოველებში ანემიის განვითარებას (ტაიგა-ტყის არაჩერნოზემის ზონა). როგორც ვიტამინი B12, კობალტი ძალიან აქტიურ გავლენას ახდენს აზოტოვანი ნივთიერებების მიღებაზე, ზრდის ქლოროფილის და ასკორბინის მჟავას შემცველობას, ააქტიურებს ბიოსინთეზს და ზრდის ცილის აზოტის შემცველობას მცენარეებში. თუმცა, კობალტის ნაერთების მომატებული კონცენტრაცია ტოქსიკურია.

დაუბინძურებელ და ოდნავ დაბინძურებულ მდინარის წყლებში მისი შემცველობა მერყეობს მილიგრამის მეათედიდან მეათასედიდან 1 დმ3-ზე, ზღვის წყალში საშუალო შემცველობა არის 0,5 მკგ/დმ3. MPCv არის 0,1 მგ/დმ3, MPCv არის 0,01 მგ/დმ3.

მანგანუმი

მანგანუმი ზედაპირულ წყლებში შედის ფერომანგანუმის მადნების და მანგანუმის შემცველი სხვა მინერალების (პიროლუზიტი, ფსილომელანი, ბრაუნიტი, მანგანიტი, შავი ოხერი) გამორეცხვის შედეგად. მანგანუმის მნიშვნელოვანი რაოდენობა მოდის წყლის ცხოველებისა და მცენარეული ორგანიზმების დაშლის შედეგად, განსაკუთრებით ცისფერ-მწვანე, დიატომებისა და უმაღლესი წყლის მცენარეების. მანგანუმის ნაერთები ჩაედინება წყალსაცავებში მანგანუმის გადამამუშავებელი ქარხნების, მეტალურგიული ქარხნების და საწარმოების ჩამდინარე წყლებით. ქიმიური მრეწველობადა ჩემი წყლები.

ბუნებრივ წყლებში მანგანუმის იონების კონცენტრაციის დაქვეითება ხდება Mn(II) MnO2-მდე და სხვა მაღალვალენტიანი ოქსიდების დაჟანგვის შედეგად, რომლებიც ნალექიანდება. ძირითადი პარამეტრები, რომლებიც განსაზღვრავს ჟანგვის რეაქციას, არის გახსნილი ჟანგბადის კონცენტრაცია, pH მნიშვნელობა და ტემპერატურა. გახსნილი მანგანუმის ნაერთების კონცენტრაცია მცირდება წყალმცენარეების მიერ მათი გამოყენების გამო.

ზედაპირულ წყლებში მანგანუმის ნაერთების მიგრაციის ძირითადი ფორმაა სუსპენზიები, რომელთა შემადგენლობა, თავის მხრივ, განისაზღვრება წყლებით გაჟღენთილი ქანების შემადგენლობით, აგრეთვე მძიმე ლითონების კოლოიდური ჰიდროქსიდებითა და სორბირებული მანგანუმის ნაერთებით. გახსნილი და კოლოიდური ფორმებით მანგანუმის მიგრაციაში არსებითი მნიშვნელობა აქვს ორგანულ ნივთიერებებს და მანგანუმის რთული წარმოქმნის პროცესებს არაორგანულ და ორგანულ ლიგანდებთან. Mn(II) ქმნის ხსნად კომპლექსებს ბიკარბონატებთან და სულფატებთან. იშვიათია მანგანუმის კომპლექსები ქლორიდის იონთან. ორგანულ ნივთიერებებთან Mn(II) რთული ნაერთები ჩვეულებრივ ნაკლებად სტაბილურია, ვიდრე სხვა გარდამავალი ლითონები. ეს მოიცავს ნაერთებს ამინებთან, ორგანულ მჟავებთან, ამინომჟავებთან და ჰუმუს ნივთიერებებთან. Mn(III) მაღალ კონცენტრაციებში შეიძლება იყოს გახსნილ მდგომარეობაში მხოლოდ ძლიერი კომპლექსური აგენტების თანდასწრებით; Mn(YII) არ გვხვდება ბუნებრივ წყლებში.

IN მდინარის წყლებიმანგანუმის შემცველობა ჩვეულებრივ მერყეობს 1-დან 160 მკგ/დმ3-მდე, საშუალო შემცველობა ზღვის წყლებში არის 2 მკგ/დმ3, მიწისქვეშა წყლებში - n.102 - n.103 მკგ/დმ3.

ზედაპირულ წყლებში მანგანუმის კონცენტრაცია ექვემდებარება სეზონურ რყევებს.

მანგანუმის კონცენტრაციის ცვლილებების განმსაზღვრელი ფაქტორებია თანაფარდობა ზედაპირულ და მიწისქვეშა ჩამონადენს შორის, მისი მოხმარების ინტენსივობა ფოტოსინთეზის დროს, ფიტოპლანქტონის, მიკროორგანიზმების დაშლა და უმაღლესი წყლის მცენარეულობა, აგრეთვე წყლის ობიექტების ფსკერზე მისი დეპონირების პროცესები.

მანგანუმის როლი უმაღლესი მცენარეების და წყალმცენარეების ცხოვრებაში წყლის ობიექტებში ძალიან დიდია. მანგანუმი ხელს უწყობს მცენარეების მიერ CO2-ის უტილიზაციას, რაც ზრდის ფოტოსინთეზის ინტენსივობას, მონაწილეობს მცენარეების მიერ ნიტრატების შემცირებისა და აზოტის შეთვისების პროცესებში. მანგანუმი ხელს უწყობს აქტიური Fe(II) Fe(III) გადასვლას, რომელიც იცავს უჯრედს მოწამვლისგან, აჩქარებს ორგანიზმების ზრდას და ა.შ. მანგანუმის მნიშვნელოვანი ეკოლოგიური და ფიზიოლოგიური როლი მოითხოვს ბუნებრივ წყლებში მანგანუმის შესწავლას და განაწილებას.

სანიტარიული გამოყენების წყლის ობიექტებისთვის MPCv (მანგანუმის იონის მიხედვით) დაყენებულია 0,1 მგ/დმ3-ის ტოლი.

ქვემოთ მოცემულია ლითონების: მანგანუმის, სპილენძის, ნიკელის და ტყვიის საშუალო კონცენტრაციების განაწილების რუქები, რომლებიც აგებულია 1989 - 1993 წლების დაკვირვების მონაცემებით. 123 ქალაქში. უახლესი მონაცემების გამოყენება მიჩნეულია შეუსაბამოდ, რადგან წარმოების შემცირების გამო, შეჩერებული მყარი ნივთიერებების და, შესაბამისად, ლითონების კონცენტრაცია მნიშვნელოვნად შემცირდა.

გავლენა ჯანმრთელობაზე.ბევრი ლითონი მტვრის შემადგენელი ნაწილია და მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს ჯანმრთელობაზე.

მანგანუმი ატმოსფეროში შედის შავი მეტალურგიის საწარმოებიდან (მანგანუმის ყველა გამონაბოლქვის 60%), მექანიკური ინჟინერიისა და ლითონის დამუშავების (23%), ფერადი მეტალურგიის (9%), მრავალი მცირე წყაროდან, მაგალითად, შედუღებიდან.

მანგანუმის მაღალი კონცენტრაცია იწვევს ნეიროტოქსიკურ ეფექტებს, ცენტრალური ნერვული სისტემის პროგრესირებად დაზიანებას, პნევმონიას.
მანგანუმის ყველაზე მაღალი კონცენტრაცია (0,57 - 0,66 მკგ/მ3) შეინიშნება მეტალურგიის დიდ ცენტრებში: ლიპეცკში და ჩერეპოვეცში, ასევე მაგადანში. Mn-ის მაღალი კონცენტრაციის მქონე ქალაქების უმეტესობა (0,23 - 0,69 მკგ/მ3) კონცენტრირებულია კოლას ნახევარკუნძულზე: ზაპოლიარნი, კანდალაქშა, მონჩეგორსკი, ოლენეგორსკი (იხ. რუკა).

1991 - 1994 წლებში სამრეწველო წყაროებიდან მანგანუმის ემისია შემცირდა 62%-ით, საშუალო კონცენტრაცია - 48%-ით.

სპილენძი ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი მიკროელემენტია. სპილენძის ფიზიოლოგიური აქტივობა ძირითადად დაკავშირებულია რედოქს ფერმენტების აქტიური ცენტრების შემადგენლობაში მის ჩართვასთან. ნიადაგში სპილენძის არასაკმარისი შემცველობა უარყოფითად მოქმედებს ცილების, ცხიმებისა და ვიტამინების სინთეზზე და ხელს უწყობს მცენარეული ორგანიზმების უნაყოფობას. სპილენძი მონაწილეობს ფოტოსინთეზის პროცესში და გავლენას ახდენს მცენარეების მიერ აზოტის შეწოვაზე. ამავდროულად, სპილენძის გადაჭარბებული კონცენტრაცია უარყოფითად მოქმედებს მცენარეულ და ცხოველურ ორგანიზმებზე.

Cu(II) ნაერთები ყველაზე გავრცელებულია ბუნებრივ წყლებში. Cu(I) ნაერთებიდან ყველაზე გავრცელებულია Cu2O, Cu2S და CuCl, რომლებიც ნაკლებად ხსნადია წყალში. წყალხსნარში ლიგანდების არსებობისას, ჰიდროქსიდის დისოციაციის წონასწორობასთან ერთად, აუცილებელია გავითვალისწინოთ სხვადასხვა რთული ფორმების წარმოქმნა, რომლებიც წონასწორობაშია ლითონის აკვა იონებთან.

ბუნებრივ წყლებში შემავალი სპილენძის ძირითადი წყაროა ჩამდინარე წყლები ქიმიური და მეტალურგიული მრეწველობის, მაღაროების წყლები და ალდეჰიდის რეაგენტები, რომლებიც გამოიყენება წყალმცენარეების მოსაკლავად. სპილენძი შეიძლება ჩამოყალიბდეს სპილენძის მილების და წყლის სისტემებში გამოყენებული სხვა სტრუქტურების კოროზიის შედეგად. მიწისქვეშა წყლებში სპილენძის შემცველობა განპირობებულია წყლის ურთიერთქმედებით მის შემცველ ქანებთან (ქალკოპირიტი, ქალკოციტი, კოველიტი, ბორნიტი, მალაქიტი, აზურიტი, ქრიზაკოლა, ბროტანტინი).

სპილენძის მაქსიმალური დასაშვები კონცენტრაცია წყალსატევების წყალში სანიტარული და საყოფაცხოვრებო წყლის გამოყენებისათვის არის 0,1 მგ/დმ3 (მავნეობის შემზღუდველი ნიშანი ზოგადი სანიტარულია), მეთევზეობის წყალსაცავებში არის 0,001 მგ/დმ3.

ქალაქი

ნორილსკი

მონჩეგორსკი

კრასნოურალსკი

კოლჩუგინო

ზაპოლიარნი

სპილენძის ოქსიდის ემისიები М (ათასი ტონა/წელი) და სპილენძის საშუალო წლიური კონცენტრაციები q (მკგ/მ3).

სპილენძი ჰაერში შედის მეტალურგიული მრეწველობის ემისიებით. ნაწილაკების ემისიებში ის ძირითადად შეიცავს ნაერთების, ძირითადად სპილენძის ოქსიდის სახით.

ფერადი მეტალურგიის საწარმოები შეადგენს ამ ლითონის ყველა ანთროპოგენური გამონაბოლქვის 98,7%-ს, საიდანაც 71%-ს ახორციელებენ ნორილსკის ნიკელის კონცერნის საწარმოები, რომლებიც მდებარეობს ზაპოლიარნიში და ნიკელში, მონჩეგორსკში და ნორილსკში, ხოლო სპილენძის ემისიების დაახლოებით 25% ხორციელდება. გამოვიდა რევდაში, კრასნოურალსკში, კოლჩუგინოში და სხვა.

სპილენძის მაღალი კონცენტრაცია იწვევს ინტოქსიკაციას, ანემიას და ჰეპატიტს.

როგორც რუქიდან ჩანს, სპილენძის ყველაზე მაღალი კონცენტრაცია აღინიშნება ქალაქებში ლიპეცკსა და რუდნაია პრისტანში. სპილენძის კონცენტრაცია იმატებს ქალაქებშიც კოლას ნახევარკუნძულიზაპოლიარნიში, მონჩეგორსკში, ნიკელში, ოლენეგორსკში და ასევე ნორილსკში.

სამრეწველო წყაროებიდან სპილენძის ემისია შემცირდა 34%-ით, საშუალო კონცენტრაცია - 42%-ით.

მოლიბდენი

მოლიბდენის ნაერთები ხვდება ზედაპირულ წყლებში მოლიბდენის შემცველი ეგზოგენური მინერალებიდან მათი გამორეცხვის შედეგად. მოლიბდენი ასევე შედის წყლის ობიექტებში გადამამუშავებელი ქარხნების და ფერადი მეტალურგიის საწარმოების ჩამდინარე წყლებით. მოლიბდენის ნაერთების კონცენტრაციის დაქვეითება ხდება ნაკლებად ხსნადი ნაერთების დალექვის, მინერალური სუსპენზიების ადსორბციის და მცენარეული წყლის ორგანიზმების მიერ მოხმარების შედეგად.

ზედაპირულ წყლებში მოლიბდენი ძირითადად ფორმაშია MoO42-. დიდი ალბათობით ის არსებობს ორგანომინერალური კომპლექსების სახით. კოლოიდურ მდგომარეობაში გარკვეული დაგროვების შესაძლებლობა გამომდინარეობს იქიდან, რომ მოლიბდენიტის დაჟანგვის პროდუქტები ფხვიერი წვრილად დისპერსიული ნივთიერებებია.

მდინარის წყლებში მოლიბდენი გვხვდება კონცენტრაციებში 2,1-დან 10,6 მკგ/დმ3-მდე. ზღვის წყალი შეიცავს საშუალოდ 10 მკგ/დმ3 მოლიბდენს.

მცირე რაოდენობით მოლიბდენი აუცილებელია მცენარეთა და ცხოველთა ორგანიზმების ნორმალური განვითარებისთვის. მოლიბდენი არის ქსანტინოქსიდაზას ფერმენტის ნაწილი. მოლიბდენის ნაკლებობით, ფერმენტი წარმოიქმნება არასაკმარისი რაოდენობით, რაც იწვევს ორგანიზმში უარყოფით რეაქციებს. მაღალი კონცენტრაციით მოლიბდენი საზიანოა. მოლიბდენის ჭარბი რაოდენობით, მეტაბოლიზმი ირღვევა.

მოლიბდენის მაქსიმალური დასაშვები კონცენტრაცია წყლის ობიექტებში სანიტარული გამოყენებისთვის არის 0,25 მგ/დმ3.

დარიშხანი ბუნებრივ წყლებში შედის მინერალური წყაროებიდარიშხანის მინერალიზაციის არეები (დარიშხანის პირიტები, რეალგარი, ორპიმენტი), აგრეთვე პოლიმეტალური, სპილენძ-კობალტის და ვოლფრამის ტიპის ქანების დაჟანგვის ზონებიდან. დარიშხანის გარკვეული რაოდენობა მოდის ნიადაგებიდან, ასევე მცენარეული და ცხოველური ორგანიზმების დაშლისგან. წყლის ორგანიზმების მიერ დარიშხანის მოხმარება წყალში მისი კონცენტრაციის შემცირების ერთ-ერთი მიზეზია, რაც ყველაზე მკაფიოდ ვლინდება პლანქტონის ინტენსიური განვითარების პერიოდში.

მნიშვნელოვანი რაოდენობით დარიშხანი შედის წყლის ობიექტებში ჩამდინარე წყლებთან ერთად გადამამუშავებელი ქარხნების, საღებავების წარმოების, ტყავის ქარხნების და პესტიციდების ქარხნების ნარჩენები, აგრეთვე სასოფლო-სამეურნეო მიწებიდან, სადაც გამოიყენება პესტიციდები.

ბუნებრივ წყლებში დარიშხანის ნაერთები დაშლილ და შეჩერებულ მდგომარეობაშია, რომელთა თანაფარდობა განისაზღვრება წყლის ქიმიური შემადგენლობით და pH მნიშვნელობებით. გახსნილი სახით დარიშხანი გვხვდება სამ და ხუთვალენტიან ფორმებში, ძირითადად ანიონის სახით.

მდინარის დაუბინძურებელ წყლებში დარიშხანი ჩვეულებრივ გვხვდება მიკროგრამების კონცენტრაციაში. IN მინერალური წყლებიმისმა კონცენტრაციამ შეიძლება მიაღწიოს რამდენიმე მილიგრამს 1 დმ3-ზე, ზღვის წყლებში შეიცავს საშუალოდ 3 მკგ/დმ3-ს, მიწისქვეშა წყლებში ნ.105 მკგ/დმ3-ს. დარიშხანის ნაერთები მაღალი კონცენტრაციით ტოქსიკურია ცხოველებისა და ადამიანების ორგანიზმისთვის: ისინი აფერხებენ ჟანგვის პროცესებს, აფერხებენ ჟანგბადის მიწოდებას ორგანოებსა და ქსოვილებში.

MPCv დარიშხანისთვის არის 0,05 მგ/დმ3 (მავნეობის შემზღუდველი მაჩვენებელი სანიტარიულ-ტოქსიკოლოგიურია) და MPCv არის 0,05 მგ/დმ3.

ნიკელის არსებობა ბუნებრივ წყლებში განპირობებულია ქანების შემადგენლობით, რომლებშიც წყალი გადის: ის გვხვდება სულფიდური სპილენძ-ნიკელის მადნებისა და რკინა-ნიკელის საბადოების საბადოებში. ის წყალში ხვდება ნიადაგიდან და მცენარეული და ცხოველური ორგანიზმებიდან მათი დაშლის დროს. ნიკელის გაზრდილი შემცველობა წყალმცენარეების სხვა სახეობებთან შედარებით დაფიქსირდა ლურჯ-მწვანე წყალმცენარეებში. ნიკელის ნაერთები ასევე შედის წყლის ობიექტებში ჩამდინარე წყლებით ნიკელის მოოქროვილი მაღაზიებიდან, სინთეზური რეზინის ქარხნებიდან და ნიკელის გამდიდრების ქარხნებიდან. წიაღისეული საწვავის წვას თან ახლავს ნიკელის უზარმაზარი გამონაბოლქვი.

მისი კონცენტრაცია შეიძლება შემცირდეს ისეთი ნაერთების დალექვის შედეგად, როგორიცაა ციანიდები, სულფიდები, კარბონატები ან ჰიდროქსიდები (pH მზარდი მნიშვნელობებით), წყლის ორგანიზმების მიერ მისი მოხმარებისა და ადსორბციის პროცესების გამო.

ზედაპირულ წყლებში ნიკელის ნაერთები დაშლილ, შეჩერებულ და კოლოიდურ მდგომარეობებშია, რომელთა რაოდენობრივი თანაფარდობა დამოკიდებულია წყლის შემადგენლობაზე, ტემპერატურაზე და pH მნიშვნელობებზე. ნიკელის ნაერთების სორბენტები შეიძლება იყოს რკინის ჰიდროქსიდი, ორგანული ნივთიერებები, წვრილად გაფანტული კალციუმის კარბონატი და თიხები. გახსნილი ფორმები ძირითადად რთული იონებია, ყველაზე ხშირად ამინომჟავებით, ჰუმუსური და ფულვის მჟავებით და ასევე ძლიერი ციანიდის კომპლექსის სახით. ნიკელის ნაერთები ყველაზე გავრცელებულია ბუნებრივ წყლებში, რომლებშიც ის +2 ჟანგვის მდგომარეობაშია. Ni3+ ნაერთები ჩვეულებრივ წარმოიქმნება ტუტე გარემოში.

ნიკელის ნაერთები მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ ჰემატოპოეზის პროცესებში, როგორც კატალიზატორები. მისი გაზრდილი შემცველობა სპეციფიკურ გავლენას ახდენს გულ - სისხლძარღვთა სისტემა. ნიკელი ერთ-ერთი კანცეროგენული ელემენტია. შეიძლება გამოიწვიოს რესპირატორული დაავადებები. ითვლება, რომ თავისუფალი ნიკელის იონები (Ni2+) დაახლოებით 2-ჯერ უფრო ტოქსიკურია, ვიდრე მისი რთული ნაერთები.

დაუბინძურებელ და ოდნავ დაბინძურებულ მდინარის წყლებში ნიკელის კონცენტრაცია ჩვეულებრივ მერყეობს 0,8-დან 10 მკგ/დმ3-მდე; დაბინძურებულში არის რამდენიმე ათეული მიკროგრამი 1 დმ3-ზე. ნიკელის საშუალო კონცენტრაცია ზღვის წყალში არის 2 μg/dm3, მიწისქვეშა წყლებში - n.103 μg/dm3. მიწისქვეშა წყლებში, რომლებიც რეცხავენ ნიკელის შემცველ ქანებს, ნიკელის კონცენტრაცია ზოგჯერ იზრდება 20 მგ/დმ3-მდე.

ნიკელი ატმოსფეროში შედის ფერადი მეტალურგიის საწარმოებიდან, რომლებიც შეადგენს ნიკელის ემისიების 97%-ს, რომელთაგან 89% მოდის ნორილსკის ნიკელის კონცერნის საწარმოებიდან, რომლებიც მდებარეობს ზაპოლიარნიში და ნიკელში, მონჩეგორსკში და ნორილსკში.

გაიზარდა ნიკელის შემცველობა გარემოიწვევს გარეგნობას ენდემური დაავადებები, ბრონქების კიბო. ნიკელის ნაერთები მიეკუთვნება კანცეროგენების პირველ ჯგუფს.
რუკაზე ნაჩვენებია რამდენიმე წერტილი ნიკელის მაღალი საშუალო კონცენტრაციით ნორილსკის ნიკელის კონცერნის ადგილებზე: აპატიტი, კანდალაქშა, მონჩეგორსკი, ოლენეგორსკი.

სამრეწველო საწარმოებიდან ნიკელის ემისია შემცირდა 28%-ით, საშუალო კონცენტრაცია - 35%-ით.

ემისიები М (ათასი ტონა/წელი) და ნიკელის საშუალო წლიური კონცენტრაციები q (მკგ/მ3).

ბუნებრივ წყლებში ხვდება თუნუქის შემცველი მინერალების (კასიტერიტი, სტანინი) გამორეცხვის შედეგად, აგრეთვე სხვადასხვა დარგის ჩამდინარე წყლებით (ქსოვილის შეღებვა, ორგანული საღებავების სინთეზი, შენადნობების წარმოება კალის დამატებით და ა.შ.).

კალის ტოქსიკური ეფექტი მცირეა.

კალა გვხვდება დაუბინძურებელ ზედაპირულ წყლებში ქვემიკროგრამის კონცენტრაციით. მიწისქვეშა წყლებში მისი კონცენტრაცია 1 დმ3-ზე რამდენიმე მიკროგრამს აღწევს. MPCv არის 2 მგ/დმ3.

ვერცხლისწყლის ნაერთებს შეუძლიათ შევიდნენ ზედაპირულ წყლებში ვერცხლისწყლის საბადოების მიდამოში ქანების გამორეცხვის შედეგად (ცინაბარი, მეტაცინაბარიტი, ლინგსტოუნი), წყლის ორგანიზმების დაშლის პროცესში, რომლებიც აგროვებენ ვერცხლისწყალს. საღებავების, პესტიციდების, ფარმაცევტული პროდუქტების მწარმოებელი საწარმოებიდან მნიშვნელოვანი რაოდენობით შედის ჩამდინარე წყლები. ასაფეთქებელი ნივთიერებები. ქვანახშირზე მომუშავე თბოელექტროსადგურები ატმოსფეროში ასხივებენ ვერცხლისწყლის ნაერთების მნიშვნელოვან რაოდენობას, რომლებიც სველი და მშრალი ჩამონადენის შედეგად შედიან წყლის ობიექტებში.

გახსნილი ვერცხლისწყლის ნაერთების კონცენტრაციის დაქვეითება ხდება მრავალი საზღვაო და მტკნარი წყლის ორგანიზმების მიერ მათი მოპოვების შედეგად, რომლებსაც აქვთ უნარი დაგროვონ იგი წყალში მის შემცველობაზე მრავალჯერ აღემატება კონცენტრაციებში, აგრეთვე ადსორბციული პროცესები შეჩერებული მყარი ნივთიერებებით და. ქვედა ნალექები.

ზედაპირულ წყლებში ვერცხლისწყლის ნაერთები დაშლილ და შეჩერებულ მდგომარეობაშია. მათ შორის თანაფარდობა დამოკიდებულია წყლის ქიმიურ შემადგენლობაზე და pH მნიშვნელობებზე. შეჩერებული ვერცხლისწყალი არის სორბირებული ვერცხლისწყლის ნაერთები. გახსნილი ფორმებია არადისოცირებული მოლეკულები, რთული ორგანული და მინერალური ნაერთები. წყლის ობიექტების წყალში ვერცხლისწყალი შეიძლება იყოს მეთილმერკური ნაერთების სახით.

ვერცხლისწყლის ნაერთები ძალზე ტოქსიკურია, ისინი გავლენას ახდენენ ადამიანის ნერვულ სისტემაზე, იწვევენ ცვლილებებს ლორწოვან გარსში, საავტომობილო ფუნქციადა სეკრეცია კუჭ-ნაწლავის ტრაქტი, სისხლში ცვლილებები და ა.შ. ბაქტერიული მეთილაციის პროცესები მიზნად ისახავს მეთილმერკური ნაერთების წარმოქმნას, რომლებიც ბევრჯერ უფრო ტოქსიკურია, ვიდრე ვერცხლისწყლის მინერალური მარილები. მეთილვერცხლისწყლის ნაერთები გროვდება თევზებში და შეუძლიათ ადამიანის ორგანიზმში შეღწევა.

ვერცხლისწყლის MPCv არის 0,0005 მგ/დმ3 (მავნეობის შემზღუდველი ნიშანი სანიტარულ-ტოქსიკოლოგიურია), MPCv არის 0,0001 მგ/დმ3.

ზედაპირულ წყლებში ტყვიის შეყვანის ბუნებრივი წყაროა ენდოგენური (გალენა) და ეგზოგენური (ანგლეზიტი, ცერუსიტი და სხვ.) მინერალების დაშლის პროცესები. ტყვიის შემცველობის მნიშვნელოვანი მატება გარემოში (მათ შორის ზედაპირულ წყლებში) დაკავშირებულია ქვანახშირის წვას, ტეტრაეთილის ტყვიის, როგორც დარტყმის საწინააღმდეგო აგენტის გამოყენებას საავტომობილო საწვავში, მადნის გადამამუშავებელი ქარხნების ჩამდინარე წყლებით წყლის ობიექტებში მოცილებასთან. , ზოგიერთი მეტალურგიული ქარხანა, ქიმიური მრეწველობა, მაღარო და ა.შ. წყალში ტყვიის კონცენტრაციის შემცირების მნიშვნელოვანი ფაქტორებია მისი ადსორბცია შეჩერებული მყარი ნივთიერებებით და მათთან ერთად დალექვა ქვედა ნალექებში. სხვა ლითონებთან ერთად, ტყვია მოიპოვება და გროვდება ჰიდრობიონტებით.

ტყვია გვხვდება ბუნებრივ წყლებში დაშლილი და შეჩერებული (სორბირებული) მდგომარეობაში. გახსნილი სახით გვხვდება მინერალური და ორგანული კომპლექსების, აგრეთვე მარტივი იონების სახით, უხსნად - ძირითადად სულფიდების, სულფატების და კარბონატების სახით.

მდინარის წყლებში ტყვიის კონცენტრაცია მერყეობს მეათედიდან მიკროგრამების ერთეულებამდე 1 დმ3-ზე. პოლიმეტალური მადნების მიმდებარე წყლის ობიექტების წყალშიც კი, მისი კონცენტრაცია იშვიათად აღწევს ათეულ მილიგრამს 1 დმ3-ზე. მხოლოდ ქლორიდულ თერმულ წყლებში ტყვიის კონცენტრაცია ზოგჯერ აღწევს რამდენიმე მილიგრამს 1 დმ3-ზე.

ტყვიის მავნებლობის შემზღუდველი მაჩვენებელია სანიტარიულ-ტოქსიკოლოგიური. ტყვიის MPCv არის 0,03 მგ/დმ3, MPCv არის 0,1 მგ/დმ3.

ტყვიას შეიცავს მეტალურგიის, ლითონის დამუშავების, ელექტროტექნიკის, ნავთობქიმიისა და ავტოტრანსპორტის საწარმოების ემისიებში.

ტყვიის გავლენა ჯანმრთელობაზე ხდება ტყვიის შემცველი ჰაერის ჩასუნთქვით და ტყვიის საკვებთან, წყალთან და მტვრის ნაწილაკებთან ერთად მიღებით. ტყვია გროვდება ორგანიზმში, ძვლებში და ზედაპირულ ქსოვილებში. ტყვია აზიანებს თირკმელებს, ღვიძლს, ნერვულ სისტემას და სისხლის შემქმნელ ორგანოებს. მოხუცები და ბავშვები განსაკუთრებით მგრძნობიარენი არიან ტყვიის დაბალი დოზების მიმართაც კი.

ემისიები M (ათასი ტონა/წელი) და ტყვიის საშუალო წლიური კონცენტრაციები q (მკგ/მ3).

შვიდ წელიწადში ტყვიის გამონაბოლქვი სამრეწველო წყაროებიდან 60%-ით შემცირდა წარმოების შემცირებისა და მრავალი საწარმოს დახურვის გამო. სამრეწველო გამონაბოლქვის მკვეთრ კლებას არ ახლავს მანქანების გამონაბოლქვის შემცირება. ტყვიის საშუალო კონცენტრაცია შემცირდა მხოლოდ 41%-ით. განსხვავება შემცირების მაჩვენებლებსა და ტყვიის კონცენტრაციებში შეიძლება აიხსნას წინა წლებში მანქანების ემისიების არასაკმარისი შეფასებით; ამჟამად გაიზარდა მანქანების რაოდენობა და მათი გადაადგილების ინტენსივობა.

ტეტრაეთილის ტყვია

ის ბუნებრივ წყლებში შედის წყლის მანქანების ძრავის საწვავში, აგრეთვე ურბანული ტერიტორიებიდან ზედაპირული ჩამონადენის სახით გამოყენების გამო.

ეს ნივთიერება ხასიათდება მაღალი ტოქსიკურობით, აქვს კუმულაციური თვისებები.

ზედაპირულ წყლებში შემავალი ვერცხლის წყაროა მიწისქვეშა და ჩამდინარე წყლები მაღაროებიდან, გადამამუშავებელი ქარხნებიდან და ფოტოგრაფიული საწარმოებიდან. ვერცხლის გაზრდილი შემცველობა დაკავშირებულია ბაქტერიციდული და ალგიციდური პრეპარატების გამოყენებასთან.

ჩამდინარე წყლებში ვერცხლი შეიძლება იყოს გახსნილი და შეჩერებული სახით, უმეტესწილადჰალოგენური მარილების სახით.

დაუბინძურებელ ზედაპირულ წყლებში ვერცხლი გვხვდება სუბმიკროგრამულ კონცენტრაციებში. მიწისქვეშა წყლებში ვერცხლის კონცენტრაცია მერყეობს რამდენიმე ათეულ მიკროგრამამდე 1 დმ3-ზე, ზღვის წყალში საშუალოდ 0,3 მკგ/დმ3.

ვერცხლის იონებს შეუძლიათ გაანადგურონ ბაქტერიები და გაასტერილონ წყალი თუნდაც მცირე კონცენტრაციებში (ვერცხლის იონების ბაქტერიციდული მოქმედების ქვედა ზღვარი არის 2,10-11 მოლ/დმ3). ვერცხლის როლი ცხოველებისა და ადამიანების სხეულში საკმარისად არ არის შესწავლილი.

ვერცხლის MPCv არის 0,05 მგ/დმ3.

ანტიმონი შედის ზედაპირულ წყლებში ანტიმონის მინერალების (სტიბნიტი, სენარმონტიტი, ვალენტინიტი, სერვინგიტი, სტიბიოკანიტი) და რეზინის, მინის, საღებავებისა და ასანთის საწარმოების ჩამდინარე წყლებით.

ბუნებრივ წყლებში ანტიმონის ნაერთები დაშლილ და შეჩერებულ მდგომარეობაშია. ზედაპირული წყლებისთვის დამახასიათებელი რედოქსის პირობებში შეიძლება არსებობდეს როგორც სამვალენტიანი, ისე ხუთვალენტიანი ანტიმონი.

დაუბინძურებელ ზედაპირულ წყლებში ანტიმონი გვხვდება სუბმიკროგრამულ კონცენტრაციებში, ზღვის წყალში მისი კონცენტრაცია აღწევს 0,5 მკგ/დმ3, მიწისქვეშა წყლებში - 10 მკგ/დმ3. ანტიმონის MPCv არის 0,05 მგ/დმ3 (მავნეობის შემზღუდველი მაჩვენებელი სანიტარიულ-ტოქსიკოლოგიურია), MPCv არის 0,01 მგ/დმ3.

ტრი და ექვსვალენტიანი ქრომის ნაერთები ზედაპირულ წყლებში შედიან ქანებიდან გამორეცხვის შედეგად (ქრომიტი, კროკოიტი, უვაროვიტი და სხვ.). ზოგიერთი რაოდენობა მოდის ორგანიზმებისა და მცენარეების დაშლისგან, ნიადაგიდან. მნიშვნელოვანი რაოდენობა შეიძლება შევიდეს წყლის ობიექტებში ჩამდინარე წყლებით ელექტრული მაღაზიებიდან, ტექსტილის საწარმოების საღებავების მაღაზიებიდან, ტყვიის ქარხნებიდან და ქიმიური მრეწველობისგან. ქრომის იონების კონცენტრაციის დაქვეითება შეიძლება შეინიშნოს წყლის ორგანიზმების მიერ მათი მოხმარებისა და ადსორბციული პროცესების შედეგად.

ზედაპირულ წყლებში ქრომის ნაერთები დაშლილ და შეჩერებულ მდგომარეობებშია, რომელთა თანაფარდობა დამოკიდებულია წყლის შემადგენლობაზე, ტემპერატურაზე და ხსნარის pH-ზე. შეჩერებული ქრომის ნაერთები ძირითადად სორბირებული ქრომის ნაერთებია. სორბენტები შეიძლება იყოს თიხა, რკინის ჰიდროქსიდი, ძლიერად გაფანტული კალციუმის კარბონატი, მცენარეული და ცხოველური ნარჩენები. გახსნილი სახით ქრომი შეიძლება იყოს ქრომატებისა და ბიქრომატების სახით. აერობულ პირობებში Cr(VI) გარდაიქმნება Cr(III)-ად, რომლის მარილები ნეიტრალურ და ტუტე გარემოში ჰიდროლიზდება ჰიდროქსიდის გამოყოფით.

დაუბინძურებელ და ოდნავ დაბინძურებულ მდინარის წყლებში ქრომის შემცველობა მერყეობს მიკროგრამის რამდენიმე მეათედიდან ლიტრზე რამდენიმე მიკროგრამამდე, დაბინძურებულ წყლის ობიექტებში ის აღწევს რამდენიმე ათეულ და ასეულ მიკროგრამს ლიტრზე. საშუალო კონცენტრაცია ზღვის წყლებში არის 0.05 μg/dm3, მიწისქვეშა წყლებში - ჩვეულებრივ n.10 - n.102 μg/dm3.

Cr(VI) და Cr(III) ნაერთები გაზრდილი რაოდენობითაქვს კანცეროგენული თვისებები. Cr(VI) ნაერთები უფრო საშიშია.

ის ხვდება ბუნებრივ წყლებში ქანების და მინერალების (სფალერიტი, ცინიციტი, გოსლარიტი, სმიტსონიტი, კალამინი) განადგურების და დაშლის ბუნებრივი პროცესების შედეგად, აგრეთვე მადნის გადამამუშავებელი ქარხნების ჩამდინარე წყლებით და ელექტრული მაღაზიებიდან, პერგამენტის ქაღალდის წარმოება, მინერალური საღებავები. , viscose ბოჭკოვანი და სხვა

წყალში ის ძირითადად არსებობს იონური სახით ან მისი მინერალური და ორგანული კომპლექსების სახით. ზოგჯერ გვხვდება უხსნად ფორმებში: ჰიდროქსიდის, კარბონატის, სულფიდის და ა.შ.

მდინარის წყლებში თუთიის კონცენტრაცია ჩვეულებრივ მერყეობს 3-დან 120 მკგ/დმ3-მდე, ზღვის წყლებში - 1,5-დან 10 მკგ/დმ3-მდე. მადნის შემცველობა და განსაკუთრებით მაღაროს წყლებში დაბალი pH მნიშვნელობებით შეიძლება იყოს მნიშვნელოვანი.

თუთია არის ერთ-ერთი აქტიური მიკროელემენტი, რომელიც გავლენას ახდენს ზრდაზე და ნორმალური განვითარებაორგანიზმები. ამავდროულად, თუთიის მრავალი ნაერთი ტოქსიკურია, პირველ რიგში, მისი სულფატი და ქლორიდი.

MPCv Zn2+ არის 1 მგ/დმ3 (მავნეობის შემზღუდველი მაჩვენებელი – ორგანოლეპტიკური), MPCvr Zn2+ – 0,01 მგ/დმ3 (მავნებლობის შემზღუდველი ნიშანი – ტოქსიკოლოგიური).

მძიმე ლითონები უკვე მეორე ადგილზეა საფრთხის თვალსაზრისით, ექვემდებარება პესტიციდებს და უსწრებს ისეთ ცნობილ დამაბინძურებლებს, როგორიცაა ნახშირორჟანგი და გოგირდი, მაგრამ პროგნოზით ისინი უნდა გახდნენ ყველაზე საშიში, უფრო საშიში ვიდრე ატომური ელექტროსადგურის ნარჩენები და მყარი. დახარჯვა. მძიმე ლითონებით დაბინძურება დაკავშირებულია მათ ფართო გამოყენებასთან სამრეწველო წარმოებაში, სუსტი დასუფთავების სისტემებთან ერთად, რის შედეგადაც მძიმე ლითონები ხვდება გარემოში, ნიადაგის ჩათვლით, აბინძურებს და აწამლავს მას.

მძიმე მეტალები პრიორიტეტულ დამაბინძურებლებს შორისაა, რომელთა მონიტორინგი ყველა გარემოში სავალდებულოა. სხვადასხვა სამეცნიერო და გამოყენებით ნაშრომებში ავტორები სხვადასხვაგვარად განმარტავენ „მძიმე ლითონების“ ცნების მნიშვნელობას. ზოგიერთ შემთხვევაში, მძიმე ლითონების განმარტება მოიცავს ელემენტებს, რომლებიც მყიფეა (მაგალითად, ბისმუტი) ან მეტალოიდებს (მაგალითად, დარიშხანს).

ნიადაგი არის ძირითადი საშუალება, რომელშიც შედის მძიმე მეტალები, მათ შორის ატმოსფეროდან და წყლის გარემოდან. ის ასევე ემსახურება როგორც ზედაპირული ჰაერისა და წყლების მეორადი დაბინძურების წყაროს, რომლებიც მისგან შედიან მსოფლიო ოკეანეში. მძიმე ლითონები ნიადაგიდან შეითვისება მცენარეებით, რომლებიც შემდეგ ხვდებიან უფრო მაღალორგანიზებული ცხოველების საკვებში.
გაგრძელება
--ᲒᲕᲔᲠᲓᲘᲡ ᲬᲧᲕᲔᲢᲐ-- 3.3. ტყვიით ინტოქსიკაცია
სამრეწველო მოწამვლის გამომწვევ მიზეზთა შორის ამჟამად ტყვია პირველ ადგილს იკავებს. ეს გამოწვეულია მისი ფართო გამოყენების სხვადასხვა ინდუსტრიებში. ტყვიის მადნის მუშები ექვემდებარებიან ტყვიას ტყვიის დნობის ქარხნებში, ბატარეების წარმოებაში, შედუღებაში, სტამბებში, ბროლის მინის ან კერამიკული ნაწარმის წარმოებაში, ტყვიით ბენზინი, ტყვიის საღებავები და ა.შ. ატმოსფერული ჰაერის, ნიადაგის დაბინძურება ტყვიით. ასეთი საწარმოების სიახლოვეს წყალი, ისევე როგორც ძირითადი მაგისტრალების სიახლოვეს, ქმნის ტყვიით მოწამვლის საფრთხეს ამ ადგილებში მცხოვრები მოსახლეობის და, უპირველეს ყოვლისა, ბავშვებისთვის, რომლებიც უფრო მგრძნობიარენი არიან მძიმე მეტალების ზემოქმედების მიმართ.
სინანულით უნდა აღინიშნოს, რომ რუსეთში არ არსებობს სახელმწიფო პოლიტიკა გარემოზე და საზოგადოებრივ ჯანმრთელობაზე ტყვიის ზემოქმედების სამართლებრივი, მარეგულირებელი და ეკონომიკური რეგულირების, გარემოში ტყვიის და მისი ნაერთების ემისიების (გამონადენი, ნარჩენების) შემცირების შესახებ. და ტყვიის შემცველი ბენზინის წარმოების სრულ შეწყვეტაზე.

უკიდურესად არადამაკმაყოფილებელი საგანმანათლებლო სამუშაოების გამო, რათა აუხსნას მოსახლეობას ადამიანის ორგანიზმისთვის მძიმე ლითონის ზემოქმედების საშიშროების ხარისხი, რუსეთში ტყვიასთან პროფესიული კონტაქტის მქონე კონტინგენტების რაოდენობა არ მცირდება, მაგრამ თანდათან იზრდება. ტყვიით ქრონიკული ინტოქსიკაციის შემთხვევები დაფიქსირდა რუსეთში 14 ინდუსტრიაში. წამყვანი ინდუსტრიებია ელექტრომრეწველობა (ბატარეების წარმოება), აპარატურა, ბეჭდვა და ფერადი მეტალურგია, რომელშიც ინტოქსიკაცია გამოწვეულია სამუშაო ადგილის ჰაერში ტყვიის მაქსიმალური დასაშვები კონცენტრაციის (MAC) 20 ან 20-ით გადაჭარბებით. მეტჯერ.

ტყვიის მნიშვნელოვანი წყაროა ავტომობილების გამონაბოლქვი, რადგან რუსეთის ნახევარი კვლავ იყენებს ტყვიის შემცველ ბენზინს. თუმცა მეტალურგიული ქარხნები, კერძოდ, სპილენძის დნობის საწარმოები რჩება გარემოს დაბინძურების მთავარ წყაროდ. და აქ არიან ლიდერები. სვერდლოვსკის ოლქის ტერიტორიაზე ქვეყანაში ტყვიის ემისიების 3 უდიდესი წყაროა: ქალაქებში კრასნოურალსკში, კიროვოგრადში და რევდაში.

კრასნოურალსკის სპილენძის ქარხნის ბუხარი, რომელიც აშენდა ჯერ კიდევ სტალინური ინდუსტრიალიზაციის წლებში და 1932 წლის აღჭურვილობის გამოყენებით, ყოველწლიურად 150-170 ტონა ტყვიას აფრქვევს 34000-იან ქალაქში და ყველაფერს ფარავს ტყვიის მტვრით.

ტყვიის კონცენტრაცია კრასნოურალსკის ნიადაგში მერყეობს 42,9-დან 790,8 მგ/კგ-მდე მაქსიმალური დასაშვები კონცენტრაციით MPC = 130 მიკრონი/კგ. წყლის ნიმუშები მეზობელი სოფლის წყალმომარაგებაში. ოქტაბრსკიმ, რომელიც იკვებება მიწისქვეშა წყლის წყაროდან, დააფიქსირა MPC-ის ჭარბი ორჯერ.

ტყვიით დაბინძურება გავლენას ახდენს ადამიანის ჯანმრთელობაზე. ტყვიის ზემოქმედება არღვევს ქალისა და მამაკაცის რეპროდუქციულ სისტემებს. ორსული და მშობიარობის ასაკის ქალებისთვის ტყვიის მომატებული დონე სისხლში განსაკუთრებულ საფრთხეს წარმოადგენს, ვინაიდან ტყვია არღვევს მენსტრუალურ ფუნქციას, უფრო ხშირად ხდება ნაადრევი მშობიარობა, აბორტები და ნაყოფის სიკვდილი პლაცენტურ ბარიერში ტყვიის შეღწევის გამო. ახალშობილებს მაღალი სიკვდილიანობის მაჩვენებელი აქვთ.

ტყვიით მოწამვლა უაღრესად სახიფათოა მცირეწლოვანი ბავშვებისთვის - ეს გავლენას ახდენს ტვინისა და ნერვული სისტემის განვითარებაზე. 4 წლის ასაკიდან კრასნოურალსკის 165 ბავშვის ტესტირებამ გამოავლინა მნიშვნელოვანი გონებრივი ჩამორჩენილობა 75.7%-ში და გამოკვლეული ბავშვების 6.8%-ს აღმოაჩნდა გონებრივი ჩამორჩენილობა, მათ შორის გონებრივი ჩამორჩენილობა.

სკოლამდელი ასაკის ბავშვები ყველაზე მგრძნობიარენი არიან ტყვიის მავნე ზემოქმედების მიმართ, რადგან მათი ნერვული სისტემა ჯერ კიდევ განვითარების პროცესშია. დაბალი დოზებითაც კი ტყვიით მოწამვლა იწვევს ინტელექტუალური განვითარების, ყურადღების და კონცენტრაციის უნარის დაქვეითებას, კითხვაში ჩამორჩენას, იწვევს აგრესიულობის განვითარებას, ჰიპერაქტიურობას და სხვა პრობლემებს ბავშვის ქცევაში. განვითარების ეს დარღვევები შეიძლება იყოს გრძელვადიანი და შეუქცევადი. ტყვიით მოწამვლის შედეგია დაბადებული დაბალი წონა, ჩამორჩენა და სმენის დაქვეითება. ინტოქსიკაციის მაღალი დოზები იწვევს გონებრივ ჩამორჩენას, კომას, კრუნჩხვებს და სიკვდილს.

რუსი ექსპერტების მიერ გამოქვეყნებული თეთრი ქაღალდი იუწყება, რომ ტყვიით დაბინძურება მოიცავს მთელ ქვეყანას და არის ერთ-ერთი იმ მრავალი ეკოლოგიური კატასტროფა ყოფილ საბჭოთა კავშირში, რომელიც ბოლო წლებში გამოჩნდა. რუსეთის ტერიტორიის უმეტესი ნაწილი განიცდის დატვირთვას ტყვიის ჩამონადენისგან, რომელიც აღემატება ეკოსისტემის ნორმალური ფუნქციონირებისთვის კრიტიკულ მნიშვნელობას. ათეულობით ქალაქში, ჰაერსა და ნიადაგში ტყვიის კონცენტრაციის სიჭარბეა MPC-ის შესაბამისი მნიშვნელობების ზემოთ.

ტყვიით ჰაერის დაბინძურების ყველაზე მაღალი დონე, რომელიც აღემატება MPC-ს, დაფიქსირდა ქალაქებში კომსომოლსკი-ონ-ამურში, ტობოლსკში, ტიუმენში, ყარაბაშში, ვლადიმირში, ვლადივოსტოკში.

ტყვიის დეპონირების მაქსიმალური დატვირთვა, რაც იწვევს ხმელეთის ეკოსისტემების დეგრადაციას, შეინიშნება მოსკოვის, ვლადიმირის, ნიჟნი ნოვგოროდის, რიაზანის, ტულას, როსტოვისა და ლენინგრადის რეგიონებში.

სტაციონარული წყაროები პასუხისმგებელია წყლის ობიექტებში 50 ტონაზე მეტი ტყვიის სხვადასხვა ნაერთების სახით ჩაშვებაზე. ამავდროულად, 7 ბატარეის ქარხანა კანალიზაციის სისტემაში ყოველწლიურად 35 ტონა ტყვიას ყრის. რუსეთის ტერიტორიაზე წყლის ობიექტებში ტყვიის გამონადენის განაწილების ანალიზი აჩვენებს, რომ ლენინგრადის, იაროსლავის, პერმის, სამარას, პენზასა და ორიოლის რეგიონები ლიდერობენ ამ ტიპის დატვირთვაში.

ქვეყანას სჭირდება გადაუდებელი ზომებიტყვიით დაბინძურების შესამცირებლად, მაგრამ ჯერჯერობით რუსეთის ეკონომიკური კრიზისი ჩრდილავს ეკოლოგიურ პრობლემებს. გახანგრძლივებული ინდუსტრიული დეპრესიის პირობებში, რუსეთს არ გააჩნია სახსრები წარსული დაბინძურების გასასუფთავებლად, მაგრამ თუ ეკონომიკა გამოჯანმრთელდება და ქარხნები მუშაობას დაუბრუნდებიან, დაბინძურება შეიძლება მხოლოდ გაუარესდეს.
ყოფილი სსრკ-ის 10 ყველაზე დაბინძურებული ქალაქი

(ლითონები ჩამოთვლილია მოცემული ქალაქის პრიორიტეტის დონის კლებადობით)

4. ნიადაგის ჰიგიენა. Ნარჩენების გატანა.
ქალაქებსა და სხვა დასახლებებში და მათ შემოგარენში არსებული ნიადაგი დიდი ხანია განსხვავდება ბუნებრივი, ბიოლოგიურად ღირებული ნიადაგისაგან, რომელიც მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ეკოლოგიური ბალანსის შენარჩუნებაში. ქალაქებში ნიადაგი ექვემდებარება იგივე მავნე ზემოქმედებას, როგორც ურბანული ჰაერი და ჰიდროსფერო, ამიტომ მისი მნიშვნელოვანი დეგრადაცია ყველგან ხდება. ნიადაგის ჰიგიენას არ ექცევა საკმარისი ყურადღება, თუმცა მისი მნიშვნელობა, როგორც ბიოსფეროს ერთ-ერთი მთავარი კომპონენტი (ჰაერი, წყალი, ნიადაგი) და ბიოლოგიური გარემო ფაქტორი, უფრო მნიშვნელოვანია, ვიდრე წყალი, რადგან ამ უკანასკნელის რაოდენობა (პირველ რიგში, ხარისხი) მიწისქვეშა წყლები) განისაზღვრება ნიადაგის მდგომარეობით და შეუძლებელია ამ ფაქტორების ერთმანეთისგან გამიჯვნა. ნიადაგს აქვს ბიოლოგიური თვითგაწმენდის უნარი: ნიადაგში ხდება მასში ჩავარდნილი ნარჩენების გახლეჩა და მათი მინერალიზაცია; საბოლოო ჯამში, ნიადაგი მათ ხარჯზე ანაზღაურებს დაკარგულ მინერალებს.

თუ ნიადაგის გადატვირთვის შედეგად დაიკარგება მისი მინერალიზაციის უნარის რომელიმე კომპონენტი, ეს აუცილებლად გამოიწვევს თვითგაწმენდის მექანიზმის დარღვევას და ნიადაგის სრულ დეგრადაციას. მეორეს მხრივ, შემოქმედება ოპტიმალური პირობებინიადაგის თვითგანწმენდისთვის ხელს უწყობს ეკოლოგიური ბალანსის შენარჩუნებას და ყველა ცოცხალი ორგანიზმის, მათ შორის ადამიანების, არსებობის პირობების შენარჩუნებას.

ამიტომ, მავნე ბიოლოგიური ეფექტის მქონე ნარჩენების განეიტრალების პრობლემა არ შემოიფარგლება მხოლოდ მათი ექსპორტის საკითხით; ეს უფრო რთული ჰიგიენური პრობლემაა, რადგან ნიადაგი წყალს, ჰაერსა და ადამიანს შორის დამაკავშირებელია.
4.1.
ნიადაგის როლი მეტაბოლიზმში

ნიადაგსა და ადამიანს შორის ბიოლოგიური ურთიერთობა ძირითადად მეტაბოლიზმის გზით ხორციელდება. ნიადაგი მიმწოდებელივითაა მინერალებიაუცილებელია მეტაბოლური ციკლისთვის, მცენარეების გასაზრდელად, რომლებსაც მოიხმარენ ადამიანები და ბალახისმჭამელები, რომლებიც თავის მხრივ იკვებებიან ადამიანებისა და ხორცისმჭამელების მიერ. ამრიგად, ნიადაგი მცენარეული და ცხოველური სამყაროს მრავალი წარმომადგენლის საკვებს უზრუნველყოფს.

შესაბამისად, ნიადაგის ხარისხის გაუარესება, ბიოლოგიური ღირებულების დაქვეითება, თვითგაწმენდის უნარი იწვევს ბიოლოგიურ ჯაჭვურ რეაქციას, რაც ხანგრძლივი მავნე ზემოქმედების შემთხვევაში შეიძლება გამოიწვიოს მოსახლეობის ჯანმრთელობის სხვადასხვა დარღვევა. უფრო მეტიც, თუ მინერალიზაციის პროცესები შენელდება, ნიტრატები, აზოტი, ფოსფორი, კალიუმი და ა.შ., რომლებიც წარმოიქმნება ნივთიერებების დაშლის დროს, შეიძლება მოხვდეს სასმელად გამოყენებულ მიწისქვეშა წყლებში და გამოიწვიოს. სერიოზული დაავადებები(მაგალითად, ნიტრატებმა შეიძლება გამოიწვიოს მეტემოგლობინემია, ძირითადად ჩვილებში).

იოდით ღარიბი ნიადაგიდან წყლის მოხმარებამ შეიძლება გამოიწვიოს ენდემური ჩიყვი და ა.შ.
4.2.
ეკოლოგიური კავშირი ნიადაგსა და წყალსა და თხევად ნარჩენებს შორის (ჩამდინარე წყლები)

ადამიანი ნიადაგიდან ამოიღებს წყალს, რომელიც აუცილებელია მეტაბოლური პროცესების შესანარჩუნებლად და თავად სიცოცხლისთვის. წყლის ხარისხი დამოკიდებულია ნიადაგის მდგომარეობაზე; ის ყოველთვის ასახავს მოცემული ნიადაგის ბიოლოგიურ მდგომარეობას.

ეს განსაკუთრებით ეხება მიწისქვეშა წყლებს, რომელთა ბიოლოგიურ ღირებულებას არსებითად განსაზღვრავს ნიადაგისა და ნიადაგის თვისებები, ამ უკანასკნელის თვითგაწმენდის უნარი, მისი ფილტრაციის უნარი, მაკროფლორის შემადგენლობა, მიკროფაუნა და ა.შ.

ნიადაგის პირდაპირი გავლენა ზედაპირულ წყლებზე უკვე ნაკლებად მნიშვნელოვანია, ის ძირითადად ნალექებთან არის დაკავშირებული. მაგალითად, ძლიერი წვიმის შემდეგ, სხვადასხვა დამაბინძურებლები ირეცხება ნიადაგიდან ღია წყლის ობიექტებში (მდინარეები, ტბები), მათ შორის ხელოვნური სასუქები (აზოტი, ფოსფატი), პესტიციდები, ჰერბიციდები; კარსტის ადგილებში, გატეხილი საბადოები, დამაბინძურებლებს შეუძლიათ შეაღწიონ. ბზარები ღრმა მიწისქვეშა წყლებში.

ჩამდინარე წყლების არაადეკვატურმა დამუშავებამ ასევე შეიძლება გამოიწვიოს ნიადაგზე მავნე ბიოლოგიური ზემოქმედება და საბოლოოდ გამოიწვიოს ნიადაგის დეგრადაცია. ამიტომ, დასახლებებში ნიადაგის დაცვა ზოგადად გარემოს დაცვის ერთ-ერთი მთავარი მოთხოვნაა.
4.3.
ნიადაგის დატვირთვის ლიმიტები მყარი ნარჩენებისთვის (საყოფაცხოვრებო და ქუჩის ნარჩენები, სამრეწველო ნარჩენები, კანალიზაციის დალექვის მშრალი შლამი, რადიოაქტიური ნივთიერებები და ა.შ.)

პრობლემას ისიც ამწვავებს, რომ ქალაქებში სულ უფრო მეტი მყარი ნარჩენების წარმოქმნის შედეგად მათ მიმდებარე ტერიტორიაზე არსებული ნიადაგი ექვემდებარება მზარდ ზეწოლას. ნიადაგის თვისებები და შემადგენლობა უარესდება უფრო სწრაფად.

აშშ-ში წარმოებული 64,3 მლნ ტონა ქაღალდიდან 49,1 მლნ ტონა ნარჩენებში ხვდება (ამ თანხიდან 26 მლნ ტონა საყოფაცხოვრებო, ხოლო 23,1 მლნ ტონა სავაჭრო ქსელი).

ზემოაღნიშნულთან დაკავშირებით, მყარი ნარჩენების გატანა და საბოლოო განთავსება არის მეტად მნიშვნელოვანი, უფრო რთულად განსახორციელებელი ჰიგიენური პრობლემა მზარდი ურბანიზაციის პირობებში.

შესაძლებელია მყარი ნარჩენების საბოლოო განთავსება დაბინძურებულ ნიადაგში. თუმცა, ურბანული ნიადაგის თვითგამწმენდი შესაძლებლობების მუდმივად გაუარესების გამო, მიწაში ჩამარხული ნარჩენების საბოლოო გატანა შეუძლებელია.

ადამიანს შეუძლია წარმატებით გამოიყენოს ნიადაგში მიმდინარე ბიოქიმიური პროცესები, მისი განეიტრალება და სადეზინფექციო უნარი მყარი ნარჩენების გასანეიტრალებლად, მაგრამ ურბანული ნიადაგი, ქალაქებში ადამიანის მრავალსაუკუნოვანი ცხოვრებისა და აქტივობის შედეგად, დიდი ხანია უვარგისი გახდა ამ მიზნისთვის.

ცნობილია ნიადაგში წარმოქმნილი თვითგაწმენდის, მინერალიზაციის მექანიზმები, მათში ჩართული ბაქტერიების და ფერმენტების როლი, აგრეთვე ნივთიერებების დაშლის შუალედური და საბოლოო პროდუქტები. ამჟამად კვლევა მიზნად ისახავს ბუნებრივი ნიადაგის ბიოლოგიური ბალანსის უზრუნველყოფის ფაქტორების იდენტიფიცირებას, აგრეთვე იმის გარკვევას, თუ რამდენად მყარი ნარჩენები (და რა შემადგენლობით) შეიძლება გამოიწვიოს ნიადაგის ბიოლოგიური ბალანსის დარღვევა.
საყოფაცხოვრებო ნარჩენების (ნაგვის) რაოდენობა მსოფლიოს ზოგიერთი დიდი ქალაქის ერთ მოსახლეზე

აღსანიშნავია, რომ ქალაქებში ნიადაგის ჰიგიენური მდგომარეობა მისი გადატვირთვის შედეგად სწრაფად უარესდება, თუმცა ნიადაგის თვითგაწმენდის უნარი არის მთავარი ჰიგიენური მოთხოვნა ბიოლოგიური წონასწორობის შესანარჩუნებლად. ქალაქებში მიწა ვეღარ უმკლავდება თავის დავალებას ადამიანის დახმარების გარეშე. ერთადერთი გამოსავალი ამ სიტუაციიდან არის ნარჩენების სრული განეიტრალება და განადგურება ჰიგიენური მოთხოვნების შესაბამისად.

ამიტომ, კომუნალური ობიექტების მშენებლობა მიმართული უნდა იყოს ნიადაგის თვითგაწმენდის ბუნებრივი უნარის შენარჩუნებაზე და თუ ეს უნარი უკვე არადამაკმაყოფილებელი გახდა, მაშინ ის ხელოვნურად უნდა აღდგეს.

ყველაზე არახელსაყრელი არის სამრეწველო ნარჩენების ტოქსიკური ეფექტი, როგორც თხევადი, ასევე მყარი. ასეთი ნარჩენების მზარდი რაოდენობა ხვდება ნიადაგში, რომელსაც იგი ვერ უმკლავდება. ასე, მაგალითად, ნიადაგის დაბინძურება დარიშხანით დაფიქსირდა სუპერფოსფატების წარმოების ქარხნების სიახლოვეს (3 კმ რადიუსში). როგორც ცნობილია, ზოგიერთი პესტიციდი, მაგალითად, ქლორორგანული ნაერთები, რომლებიც ნიადაგში შევიდა, დიდი ხნის განმავლობაში არ იშლება.

მსგავსი ვითარებაა ზოგიერთ სინთეზურ შესაფუთ მასალებთან დაკავშირებით (პოლივინილ ქლორიდი, პოლიეთილენი და ა.შ.).

ზოგიერთი ტოქსიკური ნაერთი ადრე თუ გვიან ხვდება მიწისქვეშა წყლებში, რის შედეგადაც ირღვევა არა მხოლოდ ნიადაგის ბიოლოგიური წონასწორობა, არამედ მიწისქვეშა წყლების ხარისხიც იმდენად უარესდება, რომ ვეღარ გამოიყენებს სასმელ წყალს.
საყოფაცხოვრებო ნარჩენებში (ნაგავი) შემავალი ძირითადი სინთეზური მასალების ოდენობის პროცენტი.

*
სხვა პლასტმასის ნარჩენებთან ერთად, რომლებიც გამკვრივდება სითბოს ზემოქმედებით.
ნარჩენების პრობლემა დღესაც გაიზარდა იმის გამო, რომ ნარჩენების ნაწილი, ძირითადად, ადამიანისა და ცხოველის განავალი, გამოიყენება სასოფლო-სამეურნეო მიწების გასანაყოფიერებლად [ფეკალი შეიცავს მნიშვნელოვანი რაოდენობით აზოტს-0.4-0.5%, ფოსფორს (P203)-0.2-0.6. %, კალიუმი (K? 0) -0,5-1,5%, ნახშირბადი-5-15%]. ქალაქის ეს პრობლემა ქალაქის უბნებშიც გავრცელდა.
4.4.
ნიადაგის როლი სხვადასხვა დაავადების გავრცელებაში

ნიადაგი თამაშობს როლს ინფექციური დაავადებების გავრცელებაში. ამის შესახებ ჯერ კიდევ გასულ საუკუნეში განაცხადეს პეტერკოფერმა (1882) და ფოდორმა (1875), რომლებიც ხაზს უსვამდნენ ძირითადად ნიადაგის როლს ნაწლავური დაავადებების გავრცელებაში: ქოლერა, ტიფის ციებ - ცხელება, დიზენტერია და ა.შ. მათ ასევე გაამახვილეს ყურადღება იმ ფაქტზე, რომ ზოგიერთი ბაქტერია და ვირუსი რჩება სიცოცხლისუნარიანი და ვირუსული ნიადაგში თვეების განმავლობაში. შემდგომში არაერთმა ავტორმა დაადასტურა თავისი დაკვირვებები, განსაკუთრებით ურბანული ნიადაგის მიმართ. მაგალითად, ქოლერის გამომწვევი აგენტი რჩება სიცოცხლისუნარიანი და პათოგენური მიწისქვეშა წყლებში 20-დან 200 დღემდე, ტიფური ცხელების გამომწვევი განავალში - 30-დან 100 დღემდე, პარატიფის გამომწვევი - 30-დან 60 დღემდე. (ინფექციური დაავადებების გავრცელების თვალსაზრისით, ურბანული ნიადაგი გაცილებით საშიშია, ვიდრე სასუქით განაყოფიერებული მინდვრის ნიადაგი.)

ნიადაგის დაბინძურების ხარისხის დასადგენად, რამდენიმე ავტორი იყენებს ბაქტერიების რაოდენობის (E. coli) განსაზღვრას, როგორც წყლის ხარისხის განსაზღვრისას. სხვა ავტორები მიზანშეწონილად თვლიან დამატებით განსაზღვრონ მინერალიზაციის პროცესში ჩართული თერმოფილური ბაქტერიების რაოდენობა.

ნიადაგის მეშვეობით ინფექციური დაავადებების გავრცელებას დიდად უწყობს ხელს მიწის კანალიზაციით მორწყვა. ამასთან, უარესდება ნიადაგის მინერალიზაციის თვისებებიც. ამიტომ ჩამდინარე წყლებით მორწყვა უნდა განხორციელდეს მუდმივი მკაცრი სანიტარიული ზედამხედველობის ქვეშ და მხოლოდ ურბანული ტერიტორიის გარეთ.

4.5.
დამაბინძურებლების ძირითადი ტიპების (მყარი და თხევადი ნარჩენები) მავნე მოქმედება, რაც იწვევს ნიადაგის დეგრადაციას

4.5.1.
ნიადაგში თხევადი ნარჩენების ნეიტრალიზაცია

რიცხვში დასახლებებიკანალიზაციის გარეშე, გარკვეული ნარჩენები, მათ შორის ნაკელი, ნეიტრალიზდება ნიადაგში.

მოგეხსენებათ, ეს განეიტრალების ყველაზე მარტივი გზაა. თუმცა დასაშვებია მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ საქმე გვაქვს ბიოლოგიურად ღირებულ ნიადაგთან, რომელსაც შეუნარჩუნდა თვითგაწმენდის უნარი, რაც არ არის დამახასიათებელი ურბანული ნიადაგებისთვის. თუ ნიადაგი აღარ ფლობს ამ თვისებებს, მაშინ მისი შემდგომი დეგრადაციისგან დაცვის მიზნით საჭიროა თხევადი ნარჩენების გასანეიტრალებლად რთული ტექნიკური საშუალებები.

რიგ ადგილებში ნარჩენების განეიტრალება ხდება კომპოსტის ორმოებში. ტექნიკურად, ეს გამოსავალი რთული ამოცანაა. გარდა ამისა, სითხეებს შეუძლიათ შეაღწიონ ნიადაგში საკმაოდ დიდ მანძილზე. ამოცანა კიდევ უფრო ართულებს იმ ფაქტს, რომ ურბანული ჩამდინარე წყლები შეიცავს ტოქსიკური სამრეწველო ნარჩენების მზარდ რაოდენობას, რაც ამცირებს ნიადაგის მინერალიზაციის თვისებებს კიდევ უფრო მეტად, ვიდრე ადამიანისა და ცხოველების განავალი. აქედან გამომდინარე, დასაშვებია კომპოსტის ორმოებში მხოლოდ ჩამდინარე წყლების გადინება, რომლებიც ადრე დალექილი იყო. წინააღმდეგ შემთხვევაში, ირღვევა ნიადაგის ფილტრაციის უნარი, შემდეგ ნიადაგი კარგავს თავის სხვა დამცავ თვისებებს, ფორები თანდათან იკეტება და ა.შ.

ადამიანის განავლის გამოყენება სასოფლო-სამეურნეო მინდვრების მოსარწყავად თხევადი ნარჩენების განეიტრალების მეორე გზაა. ეს მეთოდი წარმოადგენს ორმაგ ჰიგიენურ საფრთხეს: ჯერ ერთი, შეიძლება გამოიწვიოს ნიადაგის გადატვირთვა, მეორეც, ეს ნარჩენები შეიძლება გახდეს ინფექციის სერიოზული წყარო. ამიტომ განავალი ჯერ უნდა იყოს დეზინფექცია და შესაბამისი მკურნალობა და მხოლოდ ამის შემდეგ გამოყენებული იქნას სასუქად. აქ არის ორი საპირისპირო თვალსაზრისი. ჰიგიენური მოთხოვნების მიხედვით, განავალი ექვემდებარება თითქმის სრულ განადგურებას და ეროვნული ეკონომიკის თვალსაზრისით, ისინი წარმოადგენს ღირებულ სასუქს. ახალი ფეკალიების გამოყენება არ შეიძლება ბაღებისა და მინდვრების მორწყვისთვის მათი დეზინფექციის გარეშე. თუ თქვენ კვლავ უნდა გამოიყენოთ ახალი განავალი, მაშინ ისინი საჭიროებენ ნეიტრალიზაციის ისეთ ხარისხს, რომ მათ თითქმის არ აქვთ მნიშვნელობა, როგორც სასუქი.

განავლის სასუქად გამოყენება შესაძლებელია მხოლოდ სპეციალურად გამოყოფილ ადგილებში - მუდმივი სანიტარიული და ჰიგიენური კონტროლით, განსაკუთრებით მიწისქვეშა წყლების მდგომარეობის, ბუზების რაოდენობის და ა.შ.

ცხოველის განავლის ნიადაგში განთავსებისა და განკარგვის მოთხოვნები პრინციპში არ განსხვავდება ადამიანის განავლის განკარგვისგან.

ბოლო დრომდე, სასუქი იყო ღირებული საკვები ნივთიერებების მნიშვნელოვანი წყარო სოფლის მეურნეობისთვის ნიადაგის ნაყოფიერების გასაუმჯობესებლად. თუმცა, ბოლო წლებში ნაკელმა დაკარგა თავისი მნიშვნელობა, ნაწილობრივ სოფლის მეურნეობის მექანიზაციის, ნაწილობრივ ხელოვნური სასუქების მზარდი გამოყენების გამო.

სათანადო დამუშავებისა და განადგურების არარსებობის შემთხვევაში საშიშია ნაკელიც, ისევე როგორც ადამიანის დაუმუშავებელი განავალი. ამიტომ, მინდვრებში გატანამდე, ნაკელი ნებადართულია მომწიფდეს ისე, რომ ამ დროის განმავლობაში (60-70 ° C ტემპერატურაზე) მოხდეს მასში აუცილებელი ბიოთერმული პროცესები. ამის შემდეგ ნაკელი ითვლება „მომწიფებულად“ და თავისუფლდება მასში შემავალი პათოგენების უმეტესი ნაწილისგან (ბაქტერიები, ჭიის კვერცხები და ა.შ.).

უნდა გვახსოვდეს, რომ სასუქის მაღაზიებს შეუძლიათ შექმნან ბუზების გამრავლების იდეალური საფუძველი, რომლებიც ხელს უწყობენ სხვადასხვა ნაწლავური ინფექციების გავრცელებას. უნდა აღინიშნოს, რომ ბუზები გამრავლებისთვის ყველაზე ადვილად ირჩევენ ღორის ნაკელს, შემდეგ ცხენის, ცხვრის და, ბოლოს და ბოლოს, ძროხის ნაკელს. სასუქი მინდვრებში ექსპორტამდე უნდა დამუშავდეს ინსექტიციდური აგენტებით.
გაგრძელება
--ᲒᲕᲔᲠᲓᲘᲡ ᲬᲧᲕᲔᲢᲐ--

სარჩევი

შესავალი

1. ნიადაგის საფარი და მისი გამოყენება

2. ნიადაგის ეროზია (წყალი და ქარი) და მასთან გამკლავების მეთოდები

3. საწარმოო ნიადაგის დაბინძურება

3.1 მჟავა წვიმა

3.2 მძიმე ლითონები

3.3 ტყვიით მოწამვლა

4. ნიადაგის ჰიგიენა. Ნარჩენების გატანა

4.1 ნიადაგის როლი მეტაბოლიზმში

4.2 ეკოლოგიური კავშირი ნიადაგსა და წყალსა და თხევად ნარჩენებს შორის (ჩამდინარე წყლები)

4.3 ნიადაგის დატვირთვის ლიმიტები მყარი ნარჩენებისთვის (საყოფაცხოვრებო და ქუჩის ნარჩენები, სამრეწველო ნარჩენები, მშრალი ტალახი კანალიზაციის დალექვის შემდეგ, რადიოაქტიური ნივთიერებები)

4.4 ნიადაგის როლი სხვადასხვა დაავადების გავრცელებაში

4.5 დამაბინძურებლების ძირითადი ტიპების (მყარი და თხევადი ნარჩენები) მავნე ზემოქმედება, რაც იწვევს ნიადაგის დეგრადაციას

4.5.1 თხევადი ნარჩენების დეკონტამინაცია ნიადაგში

4.5.2.1 ნიადაგში მყარი ნარჩენების დეკონტამინაცია

4.5.2.2 ნარჩენების შეგროვება და განთავსება

4.5.3 საბოლოო გატანა და გატანა

4.6 რადიოაქტიური ნარჩენების განადგურება

დასკვნა

გამოყენებული წყაროების სია

შესავალი.

ნიადაგების გარკვეული ნაწილი, როგორც რუსეთში, ისე მთელ მსოფლიოში, ყოველწლიურად გადის სასოფლო-სამეურნეო მიმოქცევიდან სხვადასხვა მიზეზის გამო, რაც დეტალურად არის განხილული UIR-ში. ათასობით ან მეტი ჰექტარი მიწის ნაკვეთი განიცდის ეროზიას, მჟავე წვიმას, არასწორ მართვას და ტოქსიკურ ნარჩენებს. ამის თავიდან ასაცილებლად საჭიროა გაეცნოთ მელიორაციის ყველაზე ნაყოფიერ და იაფ ღონისძიებებს (იხ. მელიორაციის განმარტება სამუშაოს ძირითად ნაწილში), რომლებიც ზრდის ნიადაგის საფარის ნაყოფიერებას და, უპირველეს ყოვლისა, ნეგატიური გავლენაადგილზე და როგორ ავიცილოთ თავიდან.

ეს კვლევები გვაწვდის ინფორმაციას ნიადაგზე მავნე ზემოქმედების შესახებ და ჩატარდა უამრავ წიგნზე, სტატიასა და სამეცნიერო ჟურნალებიეძღვნება ნიადაგის პრობლემებს და გარემოს დაცვას.

ნიადაგის დაბინძურებისა და დეგრადაციის პრობლემა ყოველთვის აქტუალური იყო. ახლა ჩვენ შეგვიძლია დავამატოთ ის, რაც ითქვა, რომ ჩვენს დროში ანთროპოგენური გავლენა დიდად მოქმედებს ბუნებაზე და მხოლოდ იზრდება, ხოლო ნიადაგი ჩვენთვის საკვებისა და ტანსაცმლის ერთ-ერთი მთავარი წყაროა, რომ აღარაფერი ვთქვათ იმაზე, რომ ჩვენ მასზე დავდივართ. და ყოველთვის მჭიდრო კავშირში იქნება მასთან.

1. ნიადაგის საფარი და მისი გამოყენება.

ნიადაგის საფარი ყველაზე მნიშვნელოვანი ბუნებრივი წარმონაქმნია. მისი მნიშვნელობა საზოგადოების სიცოცხლისთვის განისაზღვრება იმით, რომ ნიადაგი არის საკვების ძირითადი წყარო, რომელიც უზრუნველყოფს მსოფლიოს მოსახლეობის საკვები რესურსების 97-98%-ს. ამავე დროს, ნიადაგის საფარი ადამიანის საქმიანობის ადგილია, რომელიც მასპინძლობს სამრეწველო და სასოფლო-სამეურნეო წარმოებას.

ხაზს უსვამს საკვების განსაკუთრებულ როლს საზოგადოების ცხოვრებაში, ვ.ი. ლენინმაც კი აღნიშნა: ”ეკონომიკის რეალური საფუძველი არის კვების ფონდი”.

ნიადაგის საფარის უმნიშვნელოვანესი თვისებაა მისი ნაყოფიერება, რაც გაგებულია, როგორც ნიადაგის თვისებების მთლიანობა, რომელიც უზრუნველყოფს სასოფლო-სამეურნეო კულტურების მოსავალს. ნიადაგის ბუნებრივი ნაყოფიერება რეგულირდება ნიადაგში საკვები ნივთიერებების მიწოდებით და მისი წყლის, ჰაერის და თერმული რეჟიმებით. ნიადაგის საფარის როლი ხმელეთის ეკოლოგიური სისტემების პროდუქტიულობაში დიდია, რადგან ნიადაგი კვებავს მიწის მცენარეებს წყლით და მრავალი ნაერთებით და აუცილებელი კომპონენტიმცენარეების ფოტოსინთეზური აქტივობა. ნიადაგის ნაყოფიერება დამოკიდებულია მასში დაგროვილი მზის ენერგიის რაოდენობაზეც. დედამიწაზე მცხოვრები ცოცხალი ორგანიზმები, მცენარეები და ცხოველები აფიქსირებენ მზის ენერგიას ფიტო- ან ზოომასის სახით. ხმელეთის ეკოლოგიური სისტემების პროდუქტიულობა დამოკიდებულია თერმულ და წყლის ბალანსიდედამიწის ზედაპირი, რომელიც განსაზღვრავს მატერიისა და ნივთიერების გაცვლის ფორმების მრავალფეროვნებას პლანეტის გეოგრაფიულ გარსში.

კ.მარქსმა სოციალური წარმოებისთვის მიწის მნიშვნელობის გაანალიზებისას გამოყო ორი ცნება: მიწა-მატერია და მიწა-კაპიტალი. პირველი მათგანი უნდა გავიგოთ მიწა, რომელიც წარმოიშვა მისი ევოლუციური განვითარების პროცესში, გარდა ხალხის ნებისა და ცნობიერებისა და არის ადამიანის დასახლების ადგილი და მისი კვების წყარო.. იმ მომენტიდან, როდესაც ადამიანთა საზოგადოების განვითარების პროცესში მყოფი მიწა ხდება წარმოების საშუალება, ის მოქმედებს ახალი ხარისხით - კაპიტალით, რომლის გარეშეც წარმოუდგენელია შრომის პროცესი, „...რადგან იგი აძლევს მუშაკს ... ადგილი, რომელზეც ის დგას... და მისი პროცესის ფარგლები...“. სწორედ ამ მიზეზით, დედამიწა არის უნივერსალური ფაქტორი ადამიანის ნებისმიერ საქმიანობაში.

მიწის როლი და ადგილი არ არის ერთნაირი მატერიალური წარმოების სხვადასხვა სფეროში, პირველ რიგში, მრეწველობასა და სოფლის მეურნეობაში. საწარმოო ინდუსტრიაში, მშენებლობაში, ტრანსპორტში მიწა არის ადგილი, სადაც მიმდინარეობს შრომითი პროცესები, მიუხედავად ნიადაგის ბუნებრივი ნაყოფიერების. სხვა ტევადობით არის მიწა სოფლის მეურნეობაში. ადამიანის შრომის გავლენით ბუნებრივი ნაყოფიერება პოტენციურიდან ეკონომიკურად გარდაიქმნება. სოფლის მეურნეობაში მიწის რესურსების გამოყენების სპეციფიკა განაპირობებს იმას, რომ ისინი მოქმედებენ ორი განსხვავებული ხარისხით, როგორც შრომის ობიექტი და როგორც წარმოების საშუალება. კ.მარქსი აღნიშნავდა: „მხოლოდ კაპიტალის ახალი ინვესტიციით მიწის ნაკვეთებში... ადამიანებმა გაზარდეს მიწის კაპიტალი დედამიწის მატერიის, ანუ დედამიწის სივრცის ყოველგვარი ზრდის გარეშე“.

მიწა სოფლის მეურნეობაში მოქმედებს როგორც პროდუქტიული ძალა მისი ბუნებრივი ნაყოფიერების გამო, რომელიც არ რჩება მუდმივი. მიწის რაციონალური გამოყენების შემთხვევაში, ასეთი ნაყოფიერება შეიძლება გაიზარდოს მისი წყლის, ჰაერისა და თერმული რეჟიმის გაუმჯობესებით სამელიორაციო ღონისძიებებით და ნიადაგში საკვები ნივთიერებების შემცველობის გაზრდით. პირიქით, მიწის რესურსების არარაციონალური გამოყენებისას მცირდება მათი ნაყოფიერება, რის შედეგადაც მცირდება მოსავლიანობა. ზოგან კულტურების მოყვანა სრულიად შეუძლებელი ხდება, განსაკუთრებით მარილიან და ეროზიულ ნიადაგებზე.

საზოგადოების საწარმოო ძალების განვითარების დაბალი დონით, საკვების წარმოების გაფართოება ხდება სოფლის მეურნეობაში ახალი მიწების ჩართვის გამო, რაც შეესაბამება სოფლის მეურნეობის ფართო განვითარებას. ამას ორი პირობა უწყობს ხელს: თავისუფალი მიწის ხელმისაწვდომობა და მეურნეობის შესაძლებლობა ერთეულ ფართობზე კაპიტალის დანახარჯების ხელმისაწვდომ საშუალო დონეზე. მიწის რესურსების და სოფლის მეურნეობის ეს გამოყენება დამახასიათებელია თანამედროვე მსოფლიოს მრავალი განვითარებადი ქვეყნისთვის.

სამეცნიერო და ტექნოლოგიური რევოლუციის ეპოქაში ინდუსტრიულ და განვითარებად ქვეყნებში იყო ფერმერული მეურნეობის სისტემის მკვეთრი დემარკაცია. პირველს ახასიათებს სოფლის მეურნეობის ინტენსიფიკაცია სამეცნიერო და ტექნოლოგიური რევოლუციის მიღწევების გამოყენებით, რომელშიც სოფლის მეურნეობა ვითარდება არა კულტივირებული მიწის ფართობის გაზრდის გამო, არამედ მიწაში ინვესტირებული კაპიტალის რაოდენობის ზრდის გამო. ცნობილი შეზღუდული მიწის რესურსები ინდუსტრიული კაპიტალისტური ქვეყნების უმეტესობისთვის, სოფლის მეურნეობის პროდუქტებზე მოთხოვნის ზრდა მთელ მსოფლიოში მოსახლეობის მაღალი ზრდის გამო, სხვა მაღალი კულტურასოფლის მეურნეობამ ხელი შეუწყო ამ ქვეყნებში სოფლის მეურნეობის გადატანას ჯერ კიდევ 50-იან წლებში ინტენსიური განვითარების გზაზე. ინდუსტრიულ კაპიტალისტურ ქვეყნებში სოფლის მეურნეობის ინტენსიფიკაციის პროცესის დაჩქარება დაკავშირებულია არა მხოლოდ სამეცნიერო და ტექნოლოგიური რევოლუციის მიღწევებთან, არამედ ძირითადად სოფლის მეურნეობაში კაპიტალის ინვესტიციის მომგებიანობასთან, რომელიც კონცენტრირებდა სასოფლო-სამეურნეო წარმოებას მსხვილი მიწის მესაკუთრეების ხელში. დანგრეული მცირე ფერმერები.

განვითარებად ქვეყნებში სოფლის მეურნეობა სხვა გზებით განვითარდა. ამ ქვეყნების ბუნებრივი რესურსების მწვავე პრობლემებს შორის შეიძლება გამოიყოს: დაბალი სასოფლო-სამეურნეო კულტურა, რამაც გამოიწვია ნიადაგების დეგრადაცია (ეროზიის გაზრდა, დამლაშება, ნაყოფიერების დაქვეითება) და ბუნებრივი მცენარეულობის (მაგალითად, ტროპიკული ტყეები), გაფუჭება. წყლის რესურსები, მიწების გაუდაბნოება, განსაკუთრებით მკაფიოდ გამოიხატება აფრიკის კონტინენტზე. განვითარებადი ქვეყნების სოციალურ-ეკონომიკურ პრობლემებთან დაკავშირებულმა ყველა ამ ფაქტორმა გამოიწვია ამ ქვეყნებში საკვების ქრონიკული დეფიციტი. ამრიგად, 1980-იანი წლების დასაწყისში, მარცვლეულით (222 კგ) და ხორცით (14 კგ) ერთ ადამიანზე, განვითარებადი ქვეყნები რამდენჯერმე ჩამორჩებოდნენ, შესაბამისად, ინდუსტრიულად განვითარებულ კაპიტალისტურ ქვეყნებს. განვითარებად ქვეყნებში სურსათის პრობლემის გადაჭრა წარმოუდგენელია ძირითადი სოციალურ-ეკონომიკური გარდაქმნების გარეშე.

ჩვენთან მიწათმოქმედების საფუძველია მიწის ეროვნული (საერთაშორისო) საკუთრება, რომელიც წარმოიშვა მთელი მიწის ნაციონალიზაციის შედეგად. აგრარული ურთიერთობები აგებულია გეგმების საფუძველზე, რომლის მიხედვითაც მომავალში სოფლის მეურნეობა უნდა განვითარდეს სახელმწიფოს ფინანსური და საკრედიტო დახმარებით და საჭირო რაოდენობის ტექნიკითა და სასუქებით. სოფლის მეურნეობის მუშაკების ანაზღაურება შრომის რაოდენობისა და ხარისხის მიხედვით ასტიმულირებს მათი ცხოვრების დონის მუდმივ ამაღლებას.

მთლიანობაში მიწის ფონდის გამოყენება ხორციელდება გრძელვადიანი სახელმწიფო გეგმების საფუძველზე. ასეთი გეგმების მაგალითი იყო ქვეყნის აღმოსავლეთში (1950-იანი წლების შუა ხანები) ხელუხლებელი და კვარცხლბეკის მიწების განვითარება, რომლის წყალობითაც მოკლე დროში შესაძლებელი გახდა 41 მილიონ ჰექტარზე მეტი ახალი ფართობის სახნავ-სათესი მიწების შემოტანა. კიდევ ერთი მაგალითია სასურსათო პროგრამის განხორციელებასთან დაკავშირებული ღონისძიებების ერთობლიობა, რომელიც ითვალისწინებს სასოფლო-სამეურნეო წარმოების განვითარების დაჩქარებას სოფლის მეურნეობის კულტურის გაზრდის გზით, მიწის მელიორაციის ღონისძიებების ფართო განხორციელებით, აგრეთვე სოფლის მეურნეობის ტერიტორიების სოციალურ-ეკონომიკური რეკონსტრუქციის ფართო პროგრამა.

მთლიანობაში, მსოფლიოს მიწის რესურსები უფრო მეტ ადამიანს აძლევს საკვებს, ვიდრე ამჟამად ხელმისაწვდომია და იქნება უახლოეს მომავალში. თუმცა, მოსახლეობის ზრდის გამო, განსაკუთრებით განვითარებად ქვეყნებში, სახნავი მიწების რაოდენობა ერთ სულ მოსახლეზე მცირდება.

ბოლო დროს, მრეწველობის სწრაფი განვითარების გამო, გარემოში მძიმე მეტალების დონის მნიშვნელოვანი ზრდა შეინიშნება. ტერმინი "მძიმე ლითონები" გამოიყენება ლითონებზე, რომელთა სიმკვრივე აღემატება 5 გ/სმ 3 ან 20-ზე მეტი ატომური რიცხვით. თუმცა, არსებობს სხვა თვალსაზრისი, რომლის მიხედვითაც 40-ზე მეტია. ქიმიური ელემენტები 50-ზე მეტი ატომური მასით. ერთეულები ქიმიურ ელემენტებს შორის მძიმე ლითონები ყველაზე ტოქსიკური და მეორე ადგილზეა პესტიციდების შემდეგ მათი საშიშროების დონით. ამავდროულად ტოქსიკურია შემდეგი ქიმიური ელემენტები: Co, Ni, Cu, Zn, Sn, As, Se, Te, Rb, Ag, Cd, Au, Hg, Pb, Sb, Bi, Pt.

მძიმე მეტალების ფიტოტოქსიკურობა დამოკიდებულია მათზე ქიმიური თვისებები: ვალენტობა, იონური რადიუსი და კომპლექსების ფორმირების უნარი. უმეტეს შემთხვევაში, ტოქსიკურობის ხარისხის მიხედვით ელემენტები განლაგებულია თანმიმდევრობით: Cu> Ni> Cd> Zn> Pb> Hg> Fe> Mo> Mn. თუმცა, ეს სერია შეიძლება გარკვეულწილად შეიცვალოს ნიადაგის მიერ ელემენტების არათანაბარი ნალექის და მცენარეებისთვის მიუწვდომელ მდგომარეობაში გადაყვანის, ზრდის პირობების და თავად მცენარეების ფიზიოლოგიური და გენეტიკური მახასიათებლების გამო. მძიმე მეტალების ტრანსფორმაცია და მიგრაცია ხდება კომპლექსის წარმოქმნის რეაქციის პირდაპირი და არაპირდაპირი გავლენის ქვეშ. გარემოს დაბინძურების შეფასებისას აუცილებელია გავითვალისწინოთ ნიადაგის თვისებები და, პირველ რიგში, გრანულომეტრიული შემადგენლობა, ჰუმუსის შემცველობა და ბუფერულობა. ბუფერული სიმძლავრე გაგებულია, როგორც ნიადაგის უნარი, შეინარჩუნონ ლითონების კონცენტრაცია ნიადაგის ხსნარში მუდმივ დონეზე.

ნიადაგებში მძიმე ლითონები გვხვდება ორ ფაზაში - მყარი და ნიადაგის ხსნარში. ლითონების არსებობის ფორმას განსაზღვრავს გარემოს რეაქცია, ნიადაგის ხსნარის ქიმიური და მატერიალური შედგენილობა და, პირველ რიგში, ორგანული ნივთიერებების შემცველობა. ელემენტები - კომპლექსები, რომლებიც აბინძურებენ ნიადაგს, კონცენტრირებულია ძირითადად მის ზედა 10 სმ ფენაში. თუმცა, როდესაც ნიადაგის დაბალი ბუფერული მჟავიანობა ხდება, ლითონების მნიშვნელოვანი ნაწილი გაცვლა-შეწოვის მდგომარეობიდან გადადის ნიადაგის ხსნარში. კადმიუმს, სპილენძს, ნიკელს, კობალტს აქვს ძლიერი მიგრაციის უნარი მჟავე გარემოში. pH-ის დაქვეითება 1,8-2 ერთეულით იწვევს თუთიის მობილურობის მატებას 3,8-5,4-ით, კადმიუმის - 4-8-ით, სპილენძის - 2-3-ჯერ.

ცხრილი 1 MPC (MAC) სტანდარტები, ქიმიური ელემენტების კონცენტრაცია ნიადაგში (მგ/კგ)

ამრიგად, ნიადაგში შესვლისას მძიმე ლითონები სწრაფად ურთიერთქმედებენ ორგანულ ლიგანდებთან და წარმოქმნიან კომპლექსურ ნაერთებს. ასე რომ, ნიადაგში დაბალ კონცენტრაციებში (20-30 მგ/კგ) ტყვიის დაახლოებით 30% ორგანული ნივთიერებების კომპლექსების სახითაა. ტყვიის კომპლექსური ნაერთების წილი იზრდება მისი კონცენტრაციით 400 მგ/გ-მდე, შემდეგ კი მცირდება. ლითონები ასევე შეიწოვება (გაცვლით ან არ იცვლება) რკინისა და მანგანუმის ჰიდროქსიდების, თიხის მინერალებისა და ნიადაგის ორგანული ნივთიერებების ნალექით. მცენარეებისთვის ხელმისაწვდომი და გამორეცხვის უნარის მქონე ლითონები ნიადაგის ხსნარში გვხვდება თავისუფალი იონების, კომპლექსებისა და ჩელატების სახით.

ნიადაგის მიერ ჰმ-ების ათვისება უფრო მეტად დამოკიდებულია გარემოს რეაქციაზე და იმაზე, თუ რომელ ანიონებს ჭარბობს ნიადაგის ხსნარში. მჟავე გარემოში სპილენძი, ტყვია და თუთია უფრო სორბირებულია, ტუტეში კი ინტენსიურად შეიწოვება კადმიუმი და კობალტი. სპილენძი უპირატესად უკავშირდება ორგანულ ლიგანდებს და რკინის ჰიდროქსიდებს.

ცხრილი 2 კვალი ელემენტების მობილურობა სხვადასხვა ნიადაგში ნიადაგის ხსნარის pH-ის მიხედვით

ნიადაგურ-კლიმატური ფაქტორები ხშირად განსაზღვრავს ნიადაგში ჰმ-ების მიგრაციის და ტრანსფორმაციის მიმართულებასა და სიჩქარეს. ამრიგად, ტყე-სტეპის ზონის ნიადაგისა და წყლის რეჟიმების პირობები ხელს უწყობს ჰმ-ების ინტენსიურ ვერტიკალურ მიგრაციას ნიადაგის პროფილის გასწვრივ, მათ შორის ლითონების შესაძლო გადატანას წყლის ნაკადით ბზარების, ფესვების კურსების გასწვრივ და ა.შ.

ნიკელი (Ni) არის პერიოდული სისტემის VIII ჯგუფის ელემენტი 58,71 ატომური მასით. ნიკელი Mn, Fe, Co და Cu-თან ერთად მიეკუთვნება ეგრეთ წოდებულ გარდამავალ ლითონებს, რომელთა ნაერთები ბიოლოგიურად მაღალაქტიურია. სტრუქტურული მახასიათებლების გამო ელექტრონული ორბიტალებიზემოხსენებულ ლითონებს, მათ შორის ნიკელს, აქვთ კარგად გამოხატული კომპლექსური წარმოქმნის უნარი. ნიკელს შეუძლია შექმნას სტაბილური კომპლექსები, მაგალითად, ცისტეინთან და ციტრატთან, ასევე ბევრ ორგანულ და არაორგანულ ლიგანდებთან. ძირითადი ქანების გეოქიმიური შემადგენლობა დიდწილად განსაზღვრავს ნიადაგში ნიკელის შემცველობას. ნიკელის უდიდეს რაოდენობას შეიცავს ძირითადი და ულტრაბაზისური ქანებისგან წარმოქმნილი ნიადაგები. ზოგიერთი ავტორის აზრით, სახეობების უმეტესობისთვის ნიკელის ჭარბი და ტოქსიკური დონის საზღვრები მერყეობს 10-დან 100 მგ/კგ-მდე. ნიკელის ძირითადი მასა უძრავად ფიქსირდება ნიადაგში, ხოლო ძალიან სუსტი მიგრაცია კოლოიდურ მდგომარეობაში და მექანიკური სუსპენზიების შემადგენლობაში არ მოქმედებს მათ განაწილებაზე ვერტიკალური პროფილის გასწვრივ და საკმაოდ ერთგვაროვანია.

ტყვია (Pb). ნიადაგში ტყვიის ქიმია განისაზღვრება საპირისპიროდ მიმართული პროცესების დელიკატური ბალანსით: სორბცია-დესორბცია, დაშლა-გადასვლა მყარ მდგომარეობაში. გამონაბოლქვით ნიადაგში გამოშვებული ტყვია შედის ფიზიკურ, ქიმიურ და ფიზიკურ-ქიმიურ გარდაქმნების ციკლში. თავდაპირველად დომინირებს მექანიკური გადაადგილების (ტყვიის ნაწილაკები ზედაპირის გასწვრივ და ნიადაგში ბზარების გასწვრივ) და კონვექციური დიფუზიის პროცესები. შემდეგ, როდესაც მყარი ფაზის ტყვიის ნაერთები იშლება, უფრო რთული ფიზიკურ-ქიმიური პროცესები (კერძოდ, იონური დიფუზიის პროცესები) მოქმედებს, რასაც თან ახლავს ტყვიის ნაერთების ტრანსფორმაცია, რომლებიც მოდიან მტვერთან ერთად.

დადგენილია, რომ ტყვიის მიგრაცია ხდება როგორც ვერტიკალურად, ასევე ჰორიზონტალურად, მეორე პროცესი ჭარბობს პირველზე. 3 წელზე მეტი ხნის განმავლობაში დაკვირვების შედეგად ნიადაგის ზედაპირზე ადგილობრივად გამოყენებული ტყვიის მტვერი მოძრაობდა ჰორიზონტალური მიმართულებით 25-35 სმ-ით, ხოლო მისი შეღწევის სიღრმე ნიადაგის სისქეში იყო 10-15 სმ. ბიოლოგიური ფაქტორები მნიშვნელოვან როლს თამაშობენ. ტყვიის მიგრაცია: მცენარის ფესვები შთანთქავს ლითონების იონებს; ვეგეტაციის პერიოდში ისინი მოძრაობენ ნიადაგის სისქეში; როდესაც მცენარეები კვდებიან და იშლება, ტყვია გამოიყოფა მიმდებარე ნიადაგის მასაში.

ცნობილია, რომ ნიადაგს აქვს მასში შემავალი ტექნოგენური ტყვიის შებოჭვის (სორბირების) უნარი. ითვლება, რომ სორბცია მოიცავს რამდენიმე პროცესს: ნიადაგის შთამნთქმელი კომპლექსის კატიონებთან სრულ გაცვლას (არასპეციფიკური ადსორბცია) და ტყვიის კომპლექსურ რეაქციებს ნიადაგის კომპონენტების დონორებთან (სპეციფიკური ადსორბცია). ნიადაგში ტყვია ძირითადად დაკავშირებულია ორგანულ ნივთიერებებთან, ასევე თიხის მინერალებთან, მანგანუმის ოქსიდებთან, რკინისა და ალუმინის ჰიდროქსიდებთან. ტყვიის შეკვრით, ჰუმუსი ხელს უშლის მის მიგრაციას მიმდებარე გარემოში და ზღუდავს მის შეღწევას მცენარეებში. თიხის მინერალებიდან ილიტებს ახასიათებთ ტყვიის შეწოვის ტენდენცია. ნიადაგის pH-ის ზრდა კირის დროს იწვევს ტყვიის კიდევ უფრო მეტ შებოჭვას ნიადაგის მიერ ნაკლებად ხსნადი ნაერთების (ჰიდროქსიდები, კარბონატები და ა.შ.) წარმოქმნის გამო.

ტყვია, რომელიც ნიადაგში მოძრავი ფორმით არის, დროთა განმავლობაში ფიქსირდება ნიადაგის კომპონენტებით და მიუწვდომელი ხდება მცენარეებისთვის. ადგილობრივი მკვლევარების აზრით, ტყვია ყველაზე ძლიერად ფიქსირდება ჩერნოზემისა და ტორფიან-სილამის ნიადაგებზე.

კადმიუმი (Cd) კადმიუმის თავისებურება, რომელიც განასხვავებს მას სხვა ჰმ-ებისგან, არის ის, რომ იგი იმყოფება ნიადაგის ხსნარში ძირითადად კატიონების სახით (Cd 2+), თუმცა გარემოს ნეიტრალური რეაქციის მქონე ნიადაგში შეიძლება წარმოიქმნას ნაკლებად ხსნადი. კომპლექსები სულფატებთან, ფოსფატებთან ან ჰიდროქსიდებთან.

არსებული მონაცემებით, კადმიუმის კონცენტრაცია ფონური ნიადაგების ნიადაგურ ხსნარებში მერყეობს 0,2-დან 6 მკგ/ლ-მდე. ნიადაგის დაბინძურების კერებში ის იზრდება 300-400 მკგ/ლ-მდე.

ცნობილია, რომ ნიადაგში კადმიუმი ძალზე მოძრავია; შეუძლია დიდი რაოდენობით გადავიდეს მყარი ფაზიდან თხევადში და პირიქით (რაც ართულებს მცენარეში მისი შეღწევის წინასწარმეტყველებას). ნიადაგის ხსნარში კადმიუმის კონცენტრაციის მარეგულირებელი მექანიზმები განისაზღვრება სორბციის პროცესებით (სორბციაში ვგულისხმობთ ადსორბციას, ნალექს და კომპლექსის წარმოქმნას). კადმიუმი შეიწოვება ნიადაგის მიერ სხვა ჰმ-ებთან შედარებით მცირე რაოდენობით. ნიადაგში მძიმე მეტალების მობილურობის დასახასიათებლად გამოიყენება მყარ ფაზაში ლითონების კონცენტრაციების თანაფარდობა წონასწორულ ხსნარში. ამ თანაფარდობის მაღალი მნიშვნელობები მიუთითებს იმაზე, რომ HM-ები შენარჩუნებულია მყარ ფაზაში სორბციის რეაქციის გამო, დაბალი მნიშვნელობები - იმის გამო, რომ ლითონები ხსნარშია, საიდანაც მათ შეუძლიათ მიგრაცია სხვა მედიაში ან შევიდნენ სხვადასხვაში. რეაქციები (გეოქიმიური ან ბიოლოგიური). ცნობილია, რომ კადმიუმის შებოჭვის წამყვანი პროცესი თიხებით ადსორბციაა. ბოლო კვლევებმა ასევე აჩვენა დიდი როლი ჰიდროქსილის ჯგუფების, რკინის ოქსიდების და ორგანული ნივთიერებების ამ პროცესში. დაბინძურების დაბალ დონეზე და გარემოს ნეიტრალურ რეაქციაში, კადმიუმი შეიწოვება ძირითადად რკინის ოქსიდებით. და მჟავე გარემოში (pH = 5), ორგანული ნივთიერებები იწყებს მოქმედებას, როგორც ძლიერი ადსორბენტი. დაბალ pH-ზე (pH=4) ადსორბციული ფუნქციები თითქმის ექსკლუზიურად გადადის ორგანულ ნივთიერებებზე. ამ პროცესებში მინერალური კომპონენტები წყვეტენ რაიმე როლს.

ცნობილია, რომ კადმიუმი არა მხოლოდ შეიწოვება ნიადაგის ზედაპირით, არამედ ფიქსირდება ნალექების, შედედების და თიხის მინერალების მიერ შეფუთული შეწოვის გამო. ის მიკროფორების მეშვეობით და სხვა გზებით ვრცელდება ნიადაგის ნაწილაკებში.

კადმიუმი ნიადაგში ფიქსირდება სხვადასხვა გზით სხვადასხვა ტიპის. ჯერჯერობით ცოტა რამ არის ცნობილი კადმიუმის კონკურენტული ურთიერთობის შესახებ სხვა ლითონებთან ნიადაგის შთამნთქმელ კომპლექსში შეწოვის პროცესებში. ექსპერტების კვლევის მიხედვით ტექნიკური უნივერსიტეტიკოპენჰაგენი (დანია), ნიკელის, კობალტის და თუთიის თანდასწრებით, ნიადაგის მიერ კადმიუმის შეწოვა თრგუნავდა. სხვა კვლევებმა აჩვენა, რომ ნიადაგის მიერ კადმიუმის შეწოვის პროცესები იშლება ქლორიდის იონების არსებობისას. Ca 2+ იონებით ნიადაგის გაჯერებამ გამოიწვია კადმიუმის შეწოვის უნარის ზრდა. კადმიუმის მრავალი ბმა ნიადაგის კომპონენტებთან აღმოჩნდება მყიფე, გარკვეულ პირობებში (მაგალითად, გარემოს მჟავა რეაქციაში), ის გამოიყოფა და ბრუნდება ხსნარში.

ვლინდება მიკროორგანიზმების როლი კადმიუმის დაშლისა და მობილურ მდგომარეობაში გადასვლის პროცესში. მათი სასიცოცხლო აქტივობის შედეგად ან წარმოიქმნება წყალში ხსნადი ლითონის კომპლექსები, ან იქმნება ფიზიკური და ქიმიური პირობები, რომლებიც ხელს უწყობს კადმიუმის გადასვლას მყარი ფაზიდან თხევადში.

ნიადაგში კადმიუმთან დაკავშირებული პროცესები (სორბცია-დეზორბცია, ხსნარში გადასვლა და ა.შ.) ურთიერთდაკავშირებულია და ურთიერთდამოკიდებულია; ამ ლითონის შემოდინება მცენარეებში დამოკიდებულია მათ მიმართულებაზე, ინტენსივობაზე და სიღრმეზე. ცნობილია, რომ ნიადაგის მიერ კადმიუმის სორბციის ღირებულება დამოკიდებულია pH-ის მნიშვნელობაზე: რაც უფრო მაღალია ნიადაგის pH, მით უფრო მეტად შთანთქავს კადმიუმს. ამრიგად, არსებული მონაცემებით, pH-ის დიაპაზონში 4-დან 7,7-მდე, pH-ის ზრდით ერთეულზე, ნიადაგების შეწოვის უნარი კადმიუმთან მიმართებაში გაიზარდა დაახლოებით სამჯერ.

თუთია (Zn). თუთიის დეფიციტი შეიძლება გამოვლინდეს როგორც მჟავე, ძლიერ პოდზოლიზებულ მსუბუქ ნიადაგებზე, ასევე კარბონატულ, თუთიით ღარიბ და მაღალი ნეშომპალა ნიადაგებზე. თუთიის დეფიციტის გამოვლინებას აძლიერებს ფოსფატური სასუქების მაღალი დოზებით გამოყენება და სახნავი ჰორიზონტამდე წიაღის ძლიერი ხვნა.

თუთიის ყველაზე მაღალი საერთო შემცველობა ტუნდრასა (53-76 მგ/კგ) და ჩერნოზემის (24-90 მგ/კგ) ნიადაგებში, ყველაზე დაბალი - სოდ-პოდზოლურ ნიადაგებში (20-67 მგ/კგ). თუთიის დეფიციტი ყველაზე ხშირად ნეიტრალურ და ოდნავ ტუტე კირქვიან ნიადაგებზე ვლინდება. მჟავე ნიადაგებში თუთია უფრო მობილური და ხელმისაწვდომია მცენარეებისთვის.

თუთია ნიადაგში იმყოფება იონური ფორმით, სადაც ის შეიწოვება მჟავე გარემოში კათიონური გაცვლის მექანიზმით ან ტუტე გარემოში ქიმისორბციის შედეგად. Zn 2+ იონი ყველაზე მობილურია. ნიადაგში თუთიის მობილურობაზე ძირითადად გავლენას ახდენს pH მნიშვნელობა და თიხის მინერალების შემცველობა. pH-ზე<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.

A.P. ვინოგრადოვის (1952) თანახმად, ყველა ქიმიური ელემენტი ჩართულია მცენარეების ცხოვრებაში ამა თუ იმ ხარისხით და თუ ბევრი მათგანი ფიზიოლოგიურად მნიშვნელოვანია, ეს მხოლოდ იმიტომ, რომ ამის მტკიცებულება ჯერ არ არსებობს. მცირე რაოდენობით შედის მცენარეში და ხდება მათში ფერმენტების განუყოფელი ნაწილი ან აქტივატორი, მიკროელემენტი ასრულებს მომსახურე ფუნქციებს მეტაბოლურ პროცესებში. როდესაც ელემენტების უჩვეულოდ მაღალი კონცენტრაცია შედის გარემოში, ისინი ტოქსიკური ხდება მცენარეებისთვის. მძიმე მეტალების შეღწევა მცენარეთა ქსოვილებში ჭარბი რაოდენობით იწვევს მათი ორგანოების ნორმალური ფუნქციონირების დარღვევას და ეს დარღვევა რაც უფრო ძლიერია, მით მეტია ტოქსიკური ნივთიერებების ჭარბი რაოდენობა. შედეგად, პროდუქტიულობა ეცემა. HM-ის ტოქსიკური ეფექტი ვლინდება მცენარის განვითარების ადრეული ეტაპებიდან, მაგრამ სხვადასხვა ხარისხით სხვადასხვა ნიადაგზე და სხვადასხვა კულტურებზე.

მცენარეების მიერ ქიმიური ელემენტების შეწოვა აქტიური პროცესია. პასიური დიფუზია არის მონელებული მინერალური კომპონენტების მთლიანი მასის მხოლოდ 2-3%. როდესაც ნიადაგში ლითონების შემცველობა ფონურ დონეზეა, ხდება იონების აქტიური შთანთქმა და თუ გავითვალისწინებთ ამ ელემენტების დაბალი მობილურობას ნიადაგში, მაშინ მათ შეწოვას წინ უნდა უძღოდეს ძლიერად შეკრული ლითონების მობილიზება. როდესაც ფესვის ფენაში HM-ის შემცველობა მნიშვნელოვნად აღემატება შეზღუდულ კონცენტრაციას, რომლითაც ლითონი შეიძლება დაფიქსირდეს ნიადაგის შიდა რესურსების ხარჯზე, ლითონების ისეთი რაოდენობა შედის ფესვებში, რომელსაც მემბრანა ვეღარ ინარჩუნებს. შედეგად, იონების ან ელემენტების ნაერთების მიწოდება წყვეტს ფიჭური მექანიზმების რეგულირებას. ჰმ-ები უფრო ინტენსიურად გროვდება მჟავე ნიადაგებზე, ვიდრე გარემოს ნეიტრალური ან ნეიტრალურ რეაქციის მქონე ნიადაგებზე. ქიმიურ რეაქციებში HM იონების ფაქტობრივი მონაწილეობის საზომია მათი აქტივობა. მცენარეებზე HM-ების მაღალი კონცენტრაციის ტოქსიკური ეფექტი შეიძლება გამოვლინდეს სხვა ქიმიური ელემენტების მიწოდებისა და განაწილების დარღვევით. სხვა ელემენტებთან HM ურთიერთქმედების ხასიათი განსხვავდება მათი კონცენტრაციის მიხედვით. მიგრაცია და მცენარეში შესვლა ხდება რთული ნაერთების სახით.

მძიმე ლითონებით გარემოს დაბინძურების საწყის პერიოდში, ნიადაგის ბუფერული თვისებების გამო, რაც იწვევს ტოქსიკური ნივთიერებების ინაქტივაციას, მცენარეები პრაქტიკულად არ განიცდიან მავნე ზემოქმედებას. თუმცა, ნიადაგის დამცავი ფუნქციები შეუზღუდავი არ არის. მძიმე მეტალებით დაბინძურების დონის მატებასთან ერთად მათი ინაქტივაცია ხდება არასრული და იონური ნაკადი თავს ესხმის ფესვებს. იონების ნაწილი მცენარეს შეუძლია გადაიტანოს ნაკლებად აქტიურ მდგომარეობაში, სანამ ისინი შეაღწევენ მცენარეთა ფესვთა სისტემაში. ეს არის, მაგალითად, ჩელაცია ფესვების სეკრეციის დახმარებით ან ადსორბციით ფესვების გარე ზედაპირზე რთული ნაერთების წარმოქმნით. გარდა ამისა, როგორც აჩვენა მცენარეულობის ექსპერიმენტებმა თუთიის, ნიკელის, კადმიუმის, კობალტის, სპილენძისა და ტყვიის აშკარად ტოქსიკური დოზებით, ფესვები განლაგებულია ფენებში, რომლებიც არ არის დაბინძურებული HM ნიადაგებით და ამ ვარიანტებში არ არსებობს ფოტოტოქსიკურობის სიმპტომები.

ფესვთა სისტემის დამცავი ფუნქციების მიუხედავად, ჰმ-ები ფესვში შედიან დაბინძურების პირობებში. ამ შემთხვევაში მოქმედებს დამცავი მექანიზმები, რის გამოც ხდება ჰმ-ების სპეციფიკური განაწილება მცენარეთა ორგანოებს შორის, რაც შესაძლებელს ხდის მათი ზრდისა და განვითარების მაქსიმალურად სრულად უზრუნველყოფას. ამავდროულად, ძლიერ დაბინძურებული გარემოს პირობებში, მაგალითად, HM-ების შემცველობა ფესვებისა და თესლის ქსოვილებში შეიძლება განსხვავდებოდეს 500-600-ჯერ, რაც მიუთითებს ამ მიწისქვეშა მცენარის ორგანოს დიდ დამცავ შესაძლებლობებზე.

ქიმიური ელემენტების სიჭარბე იწვევს მცენარეებში ტოქსიკოზს. HM კონცენტრაციის მატებასთან ერთად მცენარის ზრდა თავდაპირველად შეფერხებულია, შემდეგ ჩნდება ფოთლის ქლოროზი, რომელიც იცვლება ნეკროზით და საბოლოოდ ზიანდება ფესვთა სისტემა. HM-ის ტოქსიკური ეფექტი შეიძლება გამოვლინდეს პირდაპირ და ირიბად. მცენარეთა უჯრედებში ჭარბი HM-ის პირდაპირი მოქმედება განპირობებულია კომპლექსური წარმოქმნის რეაქციებით, რაც იწვევს ფერმენტების ბლოკირებას ან ცილების დალექვას. ფერმენტული სისტემების დეაქტივაცია ხდება მეტალის ფერმენტის ლითონის დამაბინძურებლით ჩანაცვლების შედეგად. ტოქსიკური ნივთიერების კრიტიკული შემცველობისას, ფერმენტის კატალიზური უნარი მნიშვნელოვნად მცირდება ან მთლიანად იბლოკება.

AP ვინოგრადოვმა (1952) გამოყო მცენარეები, რომლებსაც შეუძლიათ ელემენტების კონცენტრირება. მან მიუთითა მცენარის ორი სახეობა - კონცენტრატორები:

1) მცენარეების კონცენტრირება ელემენტები მასობრივი მასშტაბით;

2) მცენარეები სელექციური (სახეობრივი) კონცენტრაციით.

პირველი ტიპის მცენარეები გამდიდრებულია ქიმიური ელემენტებით, თუ ეს უკანასკნელი შეიცავს ნიადაგში გაზრდილი რაოდენობით. კონცენტრაცია ამ შემთხვევაში გამოწვეულია გარემო ფაქტორით.

მეორე ტიპის მცენარეები ხასიათდებიან ამა თუ იმ ქიმიური ელემენტის მუდმივად მაღალი რაოდენობით, მიუხედავად მისი შემცველობისა გარემოში. ეს გამოწვეულია გენეტიკურად ფიქსირებული საჭიროებით.

ნიადაგიდან მცენარეებში მძიმე მეტალების შთანთქმის მექანიზმის გათვალისწინებით, შეიძლება ვისაუბროთ ბარიერულ (არაკონცენტრირებულ) და ბარიერულ (კონცენტრირებულ) ელემენტის დაგროვების ტიპებზე. ბარიერის დაგროვება დამახასიათებელია უმაღლესი მცენარეების უმეტესობისთვის და არ არის დამახასიათებელი ბრიოფიტებისა და ლიქენებისთვის. ასე რომ, M. A. Toikka და L. N. Potekhina (1980) ნაშრომში სფაგნუმი (2,66 მგ/კგ) დასახელდა კობალტის მცენარე-კონცენტრატორად; სპილენძი (10,0 მგ/კგ) - არყი, ქვის ნაყოფი, ხეობის შროშანა; მანგანუმი (1100 მგ / კგ) - მოცვი. ლეპი და სხვ. (1987) აღმოაჩინა კადმიუმის მაღალი კონცენტრაცია სოკოს Amanita muscaria-ს სპოროფორებში, რომლებიც იზრდება არყის ტყეებში. სოკოს სპოფორორებში კადმიუმის შემცველობა შეადგენდა 29,9 მგ/კგ მშრალ წონას, ხოლო ნიადაგში, რომელზეც ისინი იზრდებოდნენ, 0,4 მგ/კგ. არსებობს მოსაზრება, რომ მცენარეები, რომლებიც წარმოადგენენ კობალტის კონცენტრატორებს, ასევე ძალიან ამტანია ნიკელის მიმართ და შეუძლიათ მისი დიდი რაოდენობით დაგროვება. ეს მოიცავს, კერძოდ, მცენარეებს ოჯახების Boraginaceae, Brassicaceae, Myrtaceae, Fabaceae, Caryophyllaceae. სამკურნალო მცენარეებს შორის ასევე გვხვდება ნიკელის კონცენტრატორები და სუპერკონცენტრატორები. სუპერკონცენტრატორები მოიცავს ნესვის ხეს, ბელადონას ბელადონას, ყვითელ მაჩეს, დედის გულს, ხორცის წითელ ვნების ყვავილს და ლანცეტისებრ თერმოფსისს. ქიმიური ელემენტების დაგროვების ტიპი, რომლებიც მაღალი კონცენტრაციით არიან საკვებ გარემოში, დამოკიდებულია მცენარის მცენარეულობის ფაზებზე. ბარიერის გარეშე დაგროვება დამახასიათებელია ნერგების ფაზაში, როდესაც მცენარეებს არ აქვთ მიწისზედა ნაწილების დიფერენცირება სხვადასხვა ორგანოებად, ხოლო ვეგეტაციის ბოლო ფაზაში - მომწიფების შემდეგ, ასევე ზამთრის მოსვენების დროს, როდესაც შესაძლებელია ბარიერების გარეშე დაგროვება. თან ახლავს ქიმიური ელემენტების ჭარბი რაოდენობით გამოყოფა მყარ ფაზაში (კოვალევსკი, 1991).

ჰიპერაკუმულირებადი მცენარეები გვხვდება Brassicaceae, Euphorbiaceae, Asteraceae, Lamiaceae და Scrophulariaceae ოჯახებში (Baker 1995). მათ შორის ყველაზე ცნობილი და შესწავლილი არის Brassica juncea (ინდური მდოგვი) - მცენარე, რომელიც ავითარებს დიდ ბიომასას და შეუძლია დააგროვოს Pb, Cr (VI), Cd, Cu, Ni, Zn, 90Sr, B და Se (ნანდა კუმარი). და სხვები 1995; სალტი და სხვები 1995; რასკინი და სხვები 1994). შემოწმებული მცენარის სხვადასხვა სახეობიდან B. juncea-ს გააჩნდა ტყვიის საჰაერო ნაწილებში ტრანსპორტირების ყველაზე გამოხატული უნარი, ხოლო ჰაერის ორგანოებში ამ ელემენტის 1,8%-ზე მეტი დაგროვება (მშრალი წონის მიხედვით). მზესუმზირის (Helianthus annuus) და თამბაქოს (Nicotiana tabacum) გარდა, სხვა მცენარეთა სახეობებს, რომლებიც არ მიეკუთვნებიან Brassicaceae-ს ოჯახს, ჰქონდათ ბიოშეღწევადობის კოეფიციენტი 1-ზე ნაკლები.

მრავალი უცხოელი ავტორის მიერ გამოყენებული მზარდ გარემოში მძიმე მეტალების არსებობის საპასუხოდ მცენარეთა კლასიფიკაციის მიხედვით, მცენარეებს აქვთ სამი ძირითადი სტრატეგია ლითონებით დაბინძურებულ ნიადაგებზე ზრდისთვის:

ლითონის გამორიცხვები.

ასეთი მცენარეები ინარჩუნებენ ლითონის მუდმივ დაბალ კონცენტრაციას ნიადაგში მისი კონცენტრაციის ფართო ცვალებადობის მიუხედავად, ძირითადად ინარჩუნებენ მეტალს ფესვებში. ექსკლუზიურ მცენარეებს შეუძლიათ შეცვალონ მემბრანის გამტარიანობა და უჯრედის კედლების ლითონის შეკვრის უნარი ან გამოუშვან დიდი რაოდენობით ქელატური აგენტები.

ლითონის ინდიკატორები.

ეს მოიცავს მცენარეთა სახეობებს, რომლებიც აქტიურად აგროვებენ ლითონს მიწისზედა ნაწილებში და ზოგადად ასახავს ნიადაგში ლითონის შემცველობის დონეს. ისინი ტოლერანტობენ ლითონის კონცენტრაციის ამჟამინდელ დონეს ლითონგარეშე შემაკავშირებელი ნაერთების (ქელატორების) წარმოქმნის გამო, ან ცვლის ლითონის განყოფილების ბუნებას ლითონის მიმართ მგრძნობიარე ადგილებში შენახვით. მცენარეთა სახეობები, რომლებიც აგროვებენ ლითონებს. ამ ჯგუფს მიკუთვნებულ მცენარეებს შეუძლიათ ლითონის დაგროვება მიწისზედა ბიომასაში გაცილებით მაღალი კონცენტრაციით, ვიდრე ნიადაგში. ბეიკერმა და ბრუკსმა განსაზღვრეს ლითონის ჰიპერაკუმულატორები, როგორც მცენარეები, რომლებიც შეიცავს 0,1%-ზე მეტს, ე.ი. 1000 მგ/გ-ზე მეტი სპილენძი, კადმიუმი, ქრომი, ტყვია, ნიკელი, კობალტი ან 1% (10000 მგ/გ-ზე მეტი) თუთია და მანგანუმი მშრალ წონაში. იშვიათი ლითონებისთვის ეს მნიშვნელობა 0,01%-ზე მეტია მშრალი წონის საფუძველზე. მკვლევარები ჰიპერაკუმულაციური სახეობების იდენტიფიცირებას ახდენენ მცენარეების შეგროვებით იმ ადგილებიდან, სადაც ნიადაგი შეიცავს ლითონებს ფონის დონეებზე მაღალი კონცენტრაციით, მაგალითად, დაბინძურებულ ადგილებში ან მადნის სხეულში. ჰიპერაკუმულაციის ფენომენი ბევრ კითხვას აჩენს მკვლევარებს. მაგალითად, რა მნიშვნელობა აქვს მეტალის დაგროვებას მცენარეებისთვის მაღალტოქსიკურ კონცენტრაციებში. ამ კითხვაზე საბოლოო პასუხი ჯერ არ მიუღია, მაგრამ არსებობს რამდენიმე ძირითადი ჰიპოთეზა. ითვლება, რომ ასეთ მცენარეებს აქვთ იონების შეწოვის გაძლიერებული სისტემა („უნებლიე“ შეთვისების ჰიპოთეზა) გარკვეული ფიზიოლოგიური ფუნქციების შესასრულებლად, რომლებიც ჯერ არ არის გამოკვლეული. ასევე ითვლება, რომ ჰიპერაკუმულაცია მცენარეთა ტოლერანტობის ერთ-ერთი სახეობაა მზარდი გარემოში ლითონების მაღალი შემცველობის მიმართ.

ნიადაგში ლითონების მომატებული კონცენტრაციის არსებობა იწვევს მათ დაგროვებას ველურ ფლორასა და სასოფლო-სამეურნეო კულტურებში, რასაც თან ახლავს კვებითი ჯაჭვების დაბინძურება. ლითონების მაღალი კონცენტრაცია ნიადაგს მცენარის ზრდისთვის შეუფერებელს ხდის და შესაბამისად ირღვევა ბიომრავალფეროვნება. მძიმე ლითონებით დაბინძურებული ნიადაგები შეიძლება გამოსწორდეს ქიმიური, ფიზიკური და ბიოლოგიური საშუალებებით. ზოგადად, ისინი შეიძლება დაიყოს ორ კატეგორიად.

ex-situ მეთოდი მოითხოვს დაბინძურებული ნიადაგის მოცილებას ადგილზე ან მის ფარგლებს გარეთ დამუშავებისთვის და დამუშავებული ნიადაგის დაბრუნებას თავდაპირველ ადგილას. დაბინძურებული ნიადაგების გასასუფთავებლად გამოყენებული ex situ მეთოდების თანმიმდევრობა მოიცავს გათხრებს, დეტოქსიკაციას და/ან დამაბინძურებლის დაშლას ფიზიკური ან ქიმიური საშუალებებით, რის შედეგადაც ხდება დამაბინძურებლის სტაბილიზება, ჩასახლება, იმობილიზაცია, დაწვა ან დაშლა.

in-situ მეთოდი გულისხმობს დაბინძურებული ნიადაგის გაწმენდას მისი გათხრის გარეშე. რიდი და სხვ. განისაზღვრა in-situ რემედიაციის ტექნოლოგიები, როგორც დამაბინძურებლის დეგრადაცია ან ტრანსფორმაცია, ბიოშეღწევადობის შესამცირებლად იმობილიზაცია და დამაბინძურებლის ნიადაგიდან გამოყოფა. in-situ მეთოდი უპირატესობას ანიჭებს ex-situ მეთოდს მისი დაბალი ღირებულებისა და ეკოსისტემაზე მისი ნაზი ეფექტის გამო. ტრადიციული ex situ მეთოდი გულისხმობს მძიმე ლითონებით დაბინძურებული ნიადაგის ამოღებას და მის დამარხვას, რაც არ არის ოპტიმალური არჩევანი, რადგან დაბინძურებული ნიადაგის დამარხვა დაბინძურების პრობლემას სხვაგან გადააქვს; თუმცა, არსებობს გარკვეული რისკი, რომელიც დაკავშირებულია დაბინძურებული ნიადაგის ტრანსპორტირებასთან. მძიმე ლითონების დასაშვებ დონემდე განზავება დაბინძურებულ ნიადაგში სუფთა ნიადაგის დამატებით და მათი შერევით, ნიადაგის ინერტული მასალით დაფარვით შეიძლება იყოს დაბინძურებულ ადგილზე ნიადაგის გაწმენდის ალტერნატივა.

არაორგანული დამაბინძურებლების იმობილიზაცია შეიძლება გამოვიყენოთ მძიმე ლითონებით დაბინძურებული ნიადაგების გამოსასწორებლად. მისი მიღწევა შესაძლებელია დამაბინძურებლების კომპლექსური გზით, ან ნიადაგის pH-ის გაზრდით ცაცხვის გზით. pH-ის ამაღლება ამცირებს მძიმე მეტალების ხსნადობას, როგორიცაა Cd, Cu, Ni და Zn ნიადაგში. მიუხედავად იმისა, რომ მცირდება მცენარეების მიერ მოხვედრის რისკი, ლითონების კონცენტრაცია ნიადაგში უცვლელი რჩება. გზის გაწმენდის ამ ტრადიციული ტექნოლოგიების უმეტესობა შემდგომ ზიანს აყენებს უკვე დაზიანებულ გარემოს. ბიორემედიაციის ტექნოლოგიები, სახელწოდებით „ფიტორემედია“, მოიცავს მწვანე მცენარეების და მათთან დაკავშირებული მიკრობიოტების გამოყენებას დაბინძურებული ნიადაგებისა და მიწისქვეშა წყლების ადგილზე დამუშავებისთვის. მძიმე ლითონებისა და სხვა ნაერთების მოსაშორებლად ლითონის დაგროვების მცენარეების გამოყენების იდეა პირველად 1983 წელს იქნა შემოთავაზებული. ტერმინი "ფიტორემედია" შედგება ბერძნული პრეფიქსი ფიტო- (მცენარეთა)გან, რომელიც მიმაგრებულია ლათინური ფესვის რემედიუმზე (აღდგენა).

რიზომის ფილტრაცია გულისხმობს მცენარეების (როგორც ხმელეთის, ასევე წყლის) გამოყენებას დაბინძურებული წყლის წყაროებიდან დაბინძურებული წყლის წყაროებიდან ფესვებში ადსორბციისთვის, კონცენტრირებისთვის და დეპონირებისთვის. ამ მეთოდს შეუძლია სამრეწველო ჩამდინარე წყლების ნაწილობრივი დამუშავება, სასოფლო-სამეურნეო მიწებიდან და ობიექტებიდან ზედაპირული ჩამონადენი, ან მაღაროებიდან და მაღაროებიდან მჟავე დრენაჟი. რიზომის ფილტრაცია შეიძლება გამოყენებულ იქნას ტყვიის, კადმიუმის, სპილენძის, ნიკელის, თუთიის და ქრომის მიმართ, რომლებიც ძირითადად შენარჩუნებულია ფესვებით. რიზოფილტრაციის უპირატესობებში შედის მისი გამოყენების შესაძლებლობა როგორც "ინ-situ" და "ex-situ" და გამოიყენოს მცენარეთა სახეობები, რომლებიც არ არიან ჰიპერაკუმულატორები. შესწავლილია მზესუმზირის, ინდური მდოგვის, თამბაქოს, ჭვავის, ისპანახისა და სიმინდის უნარი ჩამდინარე წყლებიდან ტყვიის ამოღების მიზნით, მზესუმზირა ავლენს ყველაზე მაღალ დასუფთავების ეფექტურობას.

ფიტოსტაბილიზაცია ძირითადად გამოიყენება ნიადაგების, ნალექებისა და კანალიზაციის ლამის დასამუშავებლად და დამოკიდებულია მცენარის ფესვების უნარზე, შეზღუდოს ნიადაგში დამაბინძურებლების მობილურობა და ბიოშეღწევადობა. ფიტოსტაბილიზაცია ხორციელდება ლითონების სორბციის, ნალექების და კომპლექსური გზით. მცენარეები ამცირებენ დაბინძურებულ ნიადაგში გაჟღენთილი წყლის რაოდენობას, რაც ხელს უშლის ეროზიის პროცესებს, გახსნილი დამაბინძურებლების შეღწევას ზედაპირულ და მიწისქვეშა წყლებში და მათ გავრცელებას დაუბინძურებელ ადგილებში. ფიტოსტაბილიზაციის უპირატესობა ის არის, რომ ეს მეთოდი არ საჭიროებს დაბინძურებული მცენარეული ბიომასის მოცილებას. თუმცა, მისი მთავარი მინუსი არის ნიადაგში დამაბინძურებლის შენარჩუნება და, შესაბამისად, ამ გაწმენდის მეთოდის გამოყენებას თან უნდა ახლდეს დამაბინძურებლების შემცველობისა და ბიოშეღწევადობის მუდმივი მონიტორინგი.

ფიტოექსტრაქცია არის ყველაზე შესაფერისი გზა ნიადაგიდან მძიმე ლითონის მარილების მოსაშორებლად ნიადაგის სტრუქტურისა და ნაყოფიერების განადგურების გარეშე. ზოგიერთი ავტორი ამ მეთოდს ფიტოაკუმულაციას უწოდებს. ვინაიდან მცენარე შთანთქავს, აკონცენტრირებს და აგროვებს ტოქსიკურ ლითონებს და რადიონუკლიდებს დაბინძურებული ნიადაგებიდან ბიომასაში, ეს საუკეთესო საშუალებაა ზედაპირის დიფუზური დაბინძურებითა და დამაბინძურებლების შედარებით დაბალი კონცენტრაციით ტერიტორიების გასასუფთავებლად. არსებობს ფიტოექსტრაქციის ორი ძირითადი სტრატეგია:

ფიტოექსტრაქცია ქელატების თანდასწრებით, ან ინდუცირებული ფიტოექსტრაქცია, რომლის დროსაც ხელოვნური ქელატების დამატება ზრდის ლითონის დამაბინძურებლის მობილობას და შეწოვას;

თანმიმდევრული ფიტოექსტრაქცია, რომლის დროსაც ლითონის მოცილება დამოკიდებულია მცენარეების გაწმენდის ბუნებრივ უნარზე; ამავდროულად კონტროლდება მხოლოდ მცენარეების დათესვის (დარგვის) რაოდენობა. ჰიპერაკუმულაციური სახეობების აღმოჩენამ კიდევ უფრო შეუწყო ხელი ამ ტექნოლოგიის განვითარებას. იმისათვის, რომ ეს ტექნოლოგია რეალისტურად განხორციელდეს, მცენარეებმა უნდა ამოიღონ მძიმე მეტალების დიდი კონცენტრაცია ფესვებიდან, გადაიტანონ ისინი მიწისზედა ბიომასაში და წარმოქმნან დიდი რაოდენობით მცენარეული ბიომასა. ამ შემთხვევაში მნიშვნელოვანია ისეთი ფაქტორები, როგორიცაა ზრდის ტემპი, ელემენტების სელექციურობა, დაავადების წინააღმდეგობა და მოსავლის მეთოდი. თუმცა, ნელი ზრდა, ზედაპირულად გავრცელებული ფესვთა სისტემები და დაბალი ბიომასის პროდუქტიულობა ზღუდავს ჰიპერაკუმულაციური სახეობების გამოყენებას მძიმე ლითონებით დაბინძურებული ტერიტორიების გასასუფთავებლად.

ფიტოაორთქლება გულისხმობს მცენარეების გამოყენებას ნიადაგიდან დამაბინძურებლების მოსაშორებლად, მათ აქროლად ფორმად გადაქცევასა და ატმოსფეროში ტრანსპირაციისთვის. ფიტოაორთქლება ძირითადად გამოიყენება ვერცხლისწყლის მოსაშორებლად ვერცხლისწყლის იონის ნაკლებად ტოქსიკურ ელემენტარულ ვერცხლისწყალში გადაქცევით. მინუსი ის არის, რომ ატმოსფეროში გამოთავისუფლებული ვერცხლისწყალი სავარაუდოდ გადამუშავდება დეპონირების გზით და შემდეგ ხელახლა შეჰყავთ ეკოსისტემაში. ამერიკელმა მკვლევარებმა დაადგინეს, რომ ზოგიერთი მცენარე, რომელიც იზრდება სელენით მდიდარ სუბსტრატზე, წარმოქმნის აქროლად სელენს დიმეთილ სელენიდის და დიმეთილ დისელენიდის სახით. არსებობს ცნობები, რომ ფიტოაორთქლება წარმატებით იქნა გამოყენებული ტრიტიუმზე, წყალბადის რადიოაქტიურ იზოტოპზე, რომელიც დაიშალა სტაბილურ ჰელიუმამდე, ნახევარგამოყოფის პერიოდით დაახლოებით 12 წელი. ფიტოდეგრადაცია. ორგანული ნივთიერებების ფიტორემედიაციისას მცენარეთა მეტაბოლიზმი ჩართულია დამაბინძურებლების აღდგენაში ნიადაგიდან და მიწისქვეშა წყლებიდან დამაბინძურებლების ტრანსფორმაციის, დაშლის, სტაბილიზაციის ან აორთქლების გზით. ფიტოდეგრადაცია არის მცენარის მიერ შთანთქმული ორგანული ნივთიერებების დაშლა უფრო მარტივ მოლეკულებად, რომლებიც ჩართულია მცენარის ქსოვილებში.

მცენარეები შეიცავს ფერმენტებს, რომლებსაც შეუძლიათ იარაღის ნარჩენების დაშლა და გარდაქმნა, ქლორირებული გამხსნელები, როგორიცაა ტრიქლორეთილენი და სხვა ჰერბიციდები. ფერმენტები, როგორც წესი, არის დეჰალოგენაზები, ოქსიგენაზები და რედუქტაზები. რიზოდეგრადაცია არის ნიადაგში ორგანული ნაერთების დაშლა ფესვთა ზონაში (რიზოსფერო) მიკრობული აქტივობით და ფიტოდეგრადაციასთან შედარებით გაცილებით ნელი პროცესია. ფიტორემედიაციის ზემოაღნიშნული მეთოდები შეიძლება გამოყენებულ იქნას კომპლექსურად. ამრიგად, ლიტერატურის მიმოხილვით ჩანს, რომ ფიტორემედია ამჟამად კვლევის სწრაფად განვითარებადი სფეროა. ბოლო ათი წლის განმავლობაში, მკვლევარებმა მსოფლიოს მრავალი ქვეყნიდან მიიღეს ექსპერიმენტული დადასტურება, მათ შორის დარგში, ამ მეთოდის პერსპექტივების შესახებ ორგანული, არაორგანული დამაბინძურებლებისა და რადიონუკლიდებისგან დაბინძურებული მედიის გაწმენდისთვის.

დაბინძურებული ტერიტორიების გაწმენდის ეს ეკოლოგიურად სუფთა და იაფი გზა არის დარღვეული და დაბინძურებული მიწების აღდგენის ტრადიციული მეთოდების რეალური ალტერნატივა. რუსეთში ფიტორემედაციის კომერციული გამოყენება მძიმე ლითონებით და სხვადასხვა ორგანული ნაერთებით დაბინძურებული ნიადაგებისთვის, როგორიცაა ნავთობპროდუქტები, ჯერ კიდევ საწყის ეტაპზეა. საჭიროა ფართომასშტაბიანი კვლევები სწრაფად მზარდი მცენარეების მოსაძებნად, რომლებსაც აქვთ დამაბინძურებლების დაგროვების გამოხატული უნარი კონკრეტული რეგიონისთვის დამახასიათებელი კულტივირებული და ველურად მზარდი სახეობებიდან, მათი მაღალი ფიტორემედიაციის პოტენციალის ექსპერიმენტული დადასტურება და მისი გაზრდის გზების შესწავლა. კვლევის ცალკე მნიშვნელოვანი სფეროა დაბინძურებული მცენარეული ბიომასის უტილიზაციის საკითხის შესწავლა ეკოსისტემის სხვადასხვა კომპონენტის ხელახალი დაბინძურების და საკვების ჯაჭვებში დამაბინძურებლების შეყვანის თავიდან ასაცილებლად.

სხვადასხვა ტერიტორიის ნიადაგების ქიმიური შემადგენლობა არაერთგვაროვანია და ნიადაგში შემავალი ქიმიური ელემენტების განაწილება მთელ ტერიტორიაზე არათანაბარია. მაგალითად, უპირატესად დისპერსიულ მდგომარეობაში ყოფნისას, მძიმე ლითონებს შეუძლიათ შექმნან ადგილობრივი ბმები, სადაც მათი კონცენტრაცია კლარკის დონეზე ასობით და ათასობით ჯერ მეტია.

ორგანიზმის ნორმალური ფუნქციონირებისთვის აუცილებელია მთელი რიგი ქიმიური ელემენტები. მათმა დეფიციტმა, სიჭარბემ ან დისბალანსმა შეიძლება გამოიწვიოს დაავადებები, სახელწოდებით მიკროელემენტოზები 1, ან ბიოგეოქიმიური ენდემიები, რომლებიც შეიძლება იყოს როგორც ბუნებრივი, ასევე ადამიანის მიერ შექმნილი. მათ გავრცელებაში მნიშვნელოვანი როლი ენიჭება წყალს, ასევე საკვებ პროდუქტებს, რომლებშიც ქიმიური ელემენტები კვებითი ჯაჭვებით ნიადაგიდან შედიან.

ექსპერიმენტულად დადგინდა, რომ მცენარეებში ჰმ-ის პროცენტულ მაჩვენებელზე გავლენას ახდენს ნიადაგში, ატმოსფეროში და წყალში ჰმ-ის პროცენტული მაჩვენებელი (წყალმცენარეების შემთხვევაში). ასევე დაფიქსირდა, რომ მძიმე ლითონების ერთნაირი შემცველობის ნიადაგებზე ერთი და იგივე კულტურა სხვადასხვა მოსავალს იძლევა, თუმცა კლიმატური პირობებიც დაემთხვა. შემდეგ აღმოაჩინეს პროდუქტიულობის დამოკიდებულება ნიადაგის მჟავიანობაზე.

ნიადაგის დაბინძურება კადმიუმით, ვერცხლისწყლით, ტყვიით, დარიშხანით, სპილენძით, თუთიით და მანგანუმით, როგორც ჩანს, ყველაზე შესწავლილია. განიხილეთ ამ ლითონებით ნიადაგის დაბინძურება თითოეულისთვის ცალკე. 2

კადმიუმი (Cd)

კადმიუმის შემცველობა დედამიწის ქერქში არის დაახლოებით 0,15 მგ/კგ. კადმიუმი კონცენტრირებულია ვულკანურ (რაოდენობით 0,001-დან 1,8 მგ/კგ-მდე), მეტამორფულ (რაოდენობით 0,04-დან 1,0 მგ/კგ-მდე) და დანალექ ქანებში (რაოდენობით 0,1-დან 11,0 მგ/კგ-მდე). ასეთი წყაროს მასალების საფუძველზე წარმოქმნილი ნიადაგები შეიცავს 0,1-0,3; 0.1 - 1.0 და 3.0 - 11.0 მგ/კგ კადმიუმი, შესაბამისად.

მჟავე ნიადაგებში კადმიუმი გვხვდება Cd 2+ , CdCl + , CdSO 4 , ხოლო კირქოვან ნიადაგებში - Cd 2+ , CdCl + , CdSO 4 , CdHCO 3 + სახით.

მცენარის მიერ კადმიუმის შეწოვა საგრძნობლად იკლებს მჟავე ნიადაგების კირქვისას. ამ შემთხვევაში, pH-ის მატება ამცირებს კადმიუმის ხსნადობას ნიადაგის ტენში, ისევე როგორც ნიადაგის კადმიუმის ბიოშეღწევადობას. ამრიგად, ჭარხლის ფოთლებში კადმიუმის შემცველობა კირქვიან ნიადაგებზე ნაკლები იყო, ვიდრე კადმიუმის შემცველობა იმავე მცენარეებში უცოლო ნიადაგებზე. მსგავსი ეფექტი აჩვენეს ბრინჯსა და ხორბალზე -->.

pH-ის ზრდის უარყოფითი გავლენა კადმიუმის ხელმისაწვდომობაზე დაკავშირებულია არა მხოლოდ კადმიუმის ხსნადობის დაქვეითებასთან ნიადაგის ხსნარის ფაზაში, არამედ ფესვების აქტივობაშიც, რაც გავლენას ახდენს აბსორბციაზე.

კადმიუმი ნიადაგში საკმაოდ არააქტიურია და თუ მის ზედაპირზე კადმიუმის შემცველი მასალა დაემატება, მისი უმეტესი ნაწილი ხელუხლებელი რჩება.

ნიადაგიდან დამაბინძურებლების მოცილების მეთოდები მოიცავს ან თავად დაბინძურებული ფენის მოცილებას, ფენიდან კადმიუმის მოცილებას ან დაბინძურებული ფენის დაფარვას. კადმიუმი შეიძლება გარდაიქმნას კომპლექსურ უხსნად ნაერთებად ხელმისაწვდომი ქელატური აგენტებით (მაგ., ეთილენდიამინტეტრაძმარმჟავა). .

მცენარეთა მიერ ნიადაგიდან კადმიუმის შედარებით სწრაფი შეწოვის გამო და დაბალი ტოქსიკური მოქმედებაჩვეულებრივ კონცენტრაციებში კადმიუმი შეიძლება დაგროვდეს მცენარეებში და შევიდეს კვებით ჯაჭვში უფრო სწრაფად, ვიდრე ტყვია და თუთია. ამიტომ, კადმიუმი უდიდეს საფრთხეს უქმნის ადამიანის ჯანმრთელობას, როდესაც ნარჩენები ნიადაგში შედის.

კადმიუმის ოდენობის მინიმუმამდე შემცირების პროცედურა, რომელიც შეიძლება შევიდეს ადამიანის კვების ჯაჭვში დაბინძურებული ნიადაგებიდან არის მცენარეული ნიადაგი, არ გამოიყენება საკვებად ან იმ კულტურებისთვის, რომლებიც შთანთქავენ მცირე რაოდენობით კადმიუმს.

ზოგადად, მჟავე ნიადაგებზე არსებული კულტურები შთანთქავს უფრო მეტ კადმიუმს, ვიდრე ნეიტრალურ ან ტუტე ნიადაგებზე. ამიტომ, მჟავე ნიადაგების კირქვა ეფექტური საშუალებაა აბსორბირებული კადმიუმის რაოდენობის შესამცირებლად.

მერკური (Hg)

ვერცხლისწყალი ბუნებაში გვხვდება ლითონის ორთქლის სახით Hg 0, რომელიც წარმოიქმნება დედამიწის ქერქიდან მისი აორთქლების დროს; Hg (I) და Hg (II) არაორგანული მარილების სახით და მეთილმერკური CH 3 Hg + ორგანული ნაერთის, CH 3 Hg + და (CH 3) 2 Hg მონომეთილ- და დიმეთილის წარმოებულების სახით.

მერკური გროვდება ნიადაგის ზედა ჰორიზონტში (0-40 სმ) და სუსტად მიგრირებს მის ღრმა ფენებში. ვერცხლისწყლის ნაერთები ნიადაგის უაღრესად სტაბილური ნივთიერებებია. ვერცხლისწყლით დაბინძურებულ ნიადაგზე მზარდი მცენარეები შთანთქავენ ელემენტის მნიშვნელოვან რაოდენობას და სახიფათო კონცენტრაციებში აგროვებენ, ან არ იზრდებიან.

ტყვია (Pb)

ქვიშის კულტურის პირობებში ჩატარებული ექსპერიმენტების მონაცემების მიხედვით, ნიადაგში Hg (25 მგ/კგ) და Pb (25 მგ/კგ) ზღვრული კონცენტრაციის შემოღებით და ზღურბლის 2-20-ჯერ გადაჭარბებით, შვრიის მცენარეები იზრდება და ვითარდება. ჩვეულებრივ დაბინძურების გარკვეულ დონემდე. ლითონების კონცენტრაციის მატებასთან ერთად (Pb-სთვის დაწყებული 100 მგ/კგ დოზით), გარეგნობამცენარეები. ლითონების უკიდურესი დოზებით მცენარეები კვდებიან ექსპერიმენტის დაწყებიდან სამი კვირის განმავლობაში. ბიომასის კომპონენტებში ლითონების შემცველობა კლებადობით ნაწილდება შემდეგნაირად: ფესვები - მიწისზედა ნაწილი - მარცვალი.

ტყვიის მთლიანი მიღება ატმოსფეროში (და, შესაბამისად, ნაწილობრივ ნიადაგში) რუსეთში მანქანებიდან 1996 წელს შეფასდა დაახლოებით 4,0 ათასი ტონა, მათ შორის 2,16 ათასი ტონა სატვირთო ტრანსპორტით. ტყვიის მაქსიმალური დატვირთვა იყო მოსკოვისა და სამარას რეგიონებში, რასაც მოჰყვა კალუგის, ნიჟნი ნოვგოროდის, ვლადიმირის რეგიონები და რუსეთის ფედერაციის სხვა სუბიექტები, რომლებიც მდებარეობს რუსეთის ევროპული ტერიტორიის ცენტრალურ ნაწილში და ჩრდილოეთ კავკასია. ტყვიის ყველაზე დიდი აბსოლუტური გამონაბოლქვი დაფიქსირდა ურალის (685 ტ), ვოლგის (651 ტ) და დასავლეთ ციმბირის (568 ტ) რეგიონებში. და ტყვიის გამონაბოლქვის ყველაზე მავნე ზემოქმედება აღინიშნა თათარსტანში, კრასნოდარისა და სტავროპოლის ტერიტორიებზე, როსტოვში, მოსკოვში, ლენინგრადში, ნიჟნი ნოვგოროდში, ვოლგოგრადში, ვორონეჟში, სარატოვსა და სამარას რეგიონებში (გაზეთი ” მწვანე სამყარო“, 1997წ. No28 სპეციალური ნომერი).

დარიშხანი (როგორც)

დარიშხანი გვხვდება გარემოში სხვადასხვა ქიმიურად სტაბილური ფორმით. მისი ორი ძირითადი დაჟანგვის მდგომარეობაა As(III) და As(V). ბუნებაში ხუთვალენტიანი დარიშხანი გავრცელებულია სხვადასხვა არაორგანული ნაერთების სახით, თუმცა სამვალენტიანი დარიშხანი ადვილად გვხვდება წყალში, განსაკუთრებით ანაერობულ პირობებში.

სპილენძი(კუ)

ნიადაგში სპილენძის ბუნებრივი მინერალები მოიცავს სულფატებს, ფოსფატებს, ოქსიდებს და ჰიდროქსიდებს. სპილენძის სულფიდები შეიძლება წარმოიქმნას ცუდად დრენირებულ ან დატბორილ ნიადაგებში, სადაც შემცირების პირობებია რეალიზებული. სპილენძის მინერალები, როგორც წესი, ძალიან ხსნადია თავისუფლად დრენირებულ სასოფლო-სამეურნეო ნიადაგებში დარჩენისთვის. დაბინძურებულში ლითონის ნიადაგებითუმცა, ქიმიური გარემო შეიძლება კონტროლდებოდეს არაბალანსირებული პროცესებით, რაც იწვევს მეტასტაბილური მყარი ფაზების დაგროვებას. ვარაუდობენ, რომ კოველიტი (CuS) ან ქალკოპირიტი (CuFeS 2) ასევე შეიძლება აღმოჩნდეს აღდგენილ, სპილენძით დაბინძურებულ ნიადაგებში.

სპილენძის კვალი შეიძლება იყოს ცალკეული სულფიდური ჩანართების სახით სილიკატებში და შეიძლება იზომორფულად შეცვალოს კათიონები ფილოსილიკატებში. თიხის მინერალები არასპეციფიკურად შთანთქავს სპილენძს, ხოლო რკინისა და მანგანუმის ოქსიდები და ჰიდროქსიდები აჩვენებენ ძალიან მაღალ სპეციფიკურ მიდრეკილებას სპილენძთან. მაღალი მოლეკულური წონის ორგანულ ნაერთებს შეუძლიათ იყვნენ სპილენძის მყარი შთამნთქმელი, ხოლო დაბალი მოლეკულური წონის ორგანული ნივთიერებები ქმნიან ხსნად კომპლექსებს.

ნიადაგის შემადგენლობის სირთულე ზღუდავს სპილენძის ნაერთების რაოდენობრივად გამოყოფის შესაძლებლობას კონკრეტულ ქიმიურ ფორმებად. მიუთითებს -->Presence დიდი მასასპილენძის კონგლომერატები გვხვდება როგორც ორგანულ ნივთიერებებში, ასევე Fe და Mn ოქსიდებში. სპილენძის შემცველი ნარჩენების ან სპილენძის არაორგანული მარილების შეყვანა ზრდის სპილენძის ნაერთების კონცენტრაციას ნიადაგში, რომელიც შეიძლება გამოიყოს შედარებით რბილი რეაგენტებით; ამრიგად, სპილენძი შეიძლება აღმოჩნდეს ნიადაგში ლაბილური ქიმიური ფორმების სახით. მაგრამ ადვილად ხსნადი და შესაცვლელი ელემენტი - სპილენძი - ქმნის მცირე რაოდენობის ფორმებს, რომლებსაც შეუძლიათ მცენარეების მიერ შთანთქმა, ჩვეულებრივ, ნიადაგში სპილენძის მთლიანი შემცველობის 5%-ზე ნაკლებს.

სპილენძის ტოქსიკურობა იზრდება ნიადაგის pH-ის მატებასთან და ნიადაგის კათიონური გაცვლის დაბალი სიმძლავრის მატებასთან ერთად. მოპოვების გამო სპილენძის გამდიდრება ხდება მხოლოდ ნიადაგის ზედაპირულ ფენებში და ღრმა ფესვთა სისტემის მქონე კულტურები ამას არ განიცდიან.

გარემომ და მცენარეთა კვებამ შეიძლება გავლენა მოახდინოს სპილენძის ფიტოტოქსიკურობაზე. მაგალითად, ბრინჯისთვის სპილენძის ტოქსიკურობა აშკარად აღინიშნა, როდესაც მცენარეები რწყავდნენ ცივი და არა თბილი წყლით. ფაქტია, რომ მიკრობიოლოგიური აქტივობა თრგუნავს ცივ ნიადაგში და ქმნის ნიადაგში იმ შემცირებულ პირობებს, რაც ხელს შეუწყობს ხსნარიდან სპილენძის დალექვას.

სპილენძისთვის ფიტოტოქსიკურობა თავდაპირველად წარმოიქმნება ნიადაგში არსებული სპილენძის ჭარბი რაოდენობით და ძლიერდება ნიადაგის მჟავიანობით. ვინაიდან სპილენძი შედარებით არააქტიურია ნიადაგში, თითქმის მთელი სპილენძი, რომელიც ნიადაგში შედის, რჩება ზედა ფენებში. ორგანული ნივთიერებების სპილენძით დაბინძურებულ ნიადაგებში შეყვანამ შეიძლება შეამციროს ტოქსიკურობა ორგანული სუბსტრატის მიერ ხსნადი ლითონის ადსორბციის გამო (ამ შემთხვევაში Cu 2+ იონები გარდაიქმნება მცენარისთვის ნაკლებად მისაწვდომ რთულ ნაერთებად) ან მობილობის გაზრდის გამო. Cu 2+ იონები და მათი გამორეცხვა ნიადაგიდან ხსნადი ორგანული სპილენძის კომპლექსების სახით.

თუთია (Zn)

თუთია ნიადაგში გვხვდება ოქსოსულფატების, კარბონატების, ფოსფატების, სილიკატების, ოქსიდების და ჰიდროქსიდების სახით. ესენი არაორგანული ნაერთებიმეტასტაბილურია კარგად გაწურულ სასოფლო-სამეურნეო მიწაზე. როგორც ჩანს, სფალერიტი ZnS არის თერმოდინამიკურად უპირატესი ფორმა როგორც შემცირებულ, ისე დაჟანგულ ნიადაგებში. თუთიის გარკვეული კავშირი ფოსფორთან და ქლორთან აშკარაა მძიმე ლითონებით დაბინძურებულ ნალექებში. ამიტომ, თუთიის შედარებით ხსნადი მარილები უნდა მოიძებნოს ლითონის მდიდარ ნიადაგებში.

თუთია იზომორფულად ჩანაცვლებულია სხვა კათიონებით სილიკატურ მინერალებში და შეიძლება დაიბლოკოს ან დაგროვდეს მანგანუმის და რკინის ჰიდროქსიდებთან ერთად. ფილოსილიკატები, კარბონატები, ჰიდრატირებული ლითონის ოქსიდები და ორგანული ნაერთები კარგად შთანთქავენ თუთიას, როგორც სპეციფიკური, ასევე არასპეციფიკური შეკვრის ადგილების გამოყენებით.

თუთიის ხსნადობა იზრდება მჟავე ნიადაგებში, ისევე როგორც კომპლექსური წარმოქმნისას დაბალი მოლეკულური წონის ორგანულ ლიგანდებთან. შემცირების პირობებმა შეიძლება შეამციროს თუთიის ხსნადობა უხსნადი ZnS-ის წარმოქმნის გამო.

თუთიის ფიტოტოქსიკურობა, როგორც წესი, ვლინდება, როდესაც მცენარის ფესვები ხვდება ნიადაგში თუთიის ჭარბ ხსნართან კონტაქტში. თუთიის ტრანსპორტირება ნიადაგში ხდება გაცვლისა და დიფუზიის გზით, ეს უკანასკნელი პროცესი დომინანტურია თუთიის დაბალი შემცველობის ნიადაგებში. მეტაბოლური ტრანსპორტი უფრო მნიშვნელოვანია თუთიის მაღალი შემცველობის ნიადაგებში, რომლებშიც ხსნადი თუთიის კონცენტრაცია შედარებით სტაბილურია.

თუთიის მობილურობა ნიადაგში იზრდება ჩელატირების (ბუნებრივი ან სინთეზური) არსებობისას. ხსნადი თუთიის კონცენტრაციის მატება, რომელიც გამოწვეულია ხსნადი ქელატების წარმოქმნით, ანაზღაურებს მობილურობის შემცირებას მოლეკულური ზომის გაზრდის გამო. თუთიის კონცენტრაცია მცენარის ქსოვილებში, მთლიანი შეთვისება და ტოქსიკურობის სიმპტომები დადებითად არის დაკავშირებული თუთიის კონცენტრაციასთან ფესვის გამრეცხვის ხსნარში.

თავისუფალი Zn 2+ იონი უპირატესად შეიწოვება მცენარეთა ფესვთა სისტემის მიერ; შესაბამისად, ხსნადი ქელატების წარმოქმნა ხელს უწყობს ამ ლითონის ხსნადობას ნიადაგში და ეს რეაქცია ანაზღაურებს თუთიის შემცირებულ ხელმისაწვდომობას ქელატურ ფორმაში.

ლითონის დაბინძურების საწყისი ფორმა გავლენას ახდენს თუთიის ტოქსიკურობის პოტენციალზე: მცენარეებისთვის თუთიის ხელმისაწვდომობა განაყოფიერებულ ნიადაგებში ამ ლითონის ექვივალენტური მთლიანი შემცველობით მცირდება სერიაში ZnSO 4 >ლამი > ნაგვის კომპოსტი.

ნიადაგის დაბინძურებაზე ზნ-შემცველი ლალით ექსპერიმენტების უმეტესობამ არ აჩვენა მოსავლიანობის ვარდნა ან მათი აშკარა ფიტოტოქსიკურობა; თუმცა მათმა ხანგრძლივმა გამოყენებამ მაღალი სიჩქარით შეიძლება დააზიანოს მცენარეები. თუთიის მარტივი გამოყენება ZnSO 4-ის სახით იწვევს მოსავლის ზრდის შემცირებას მჟავე ნიადაგებში, ხოლო თუთიის ხანგრძლივი გამოყენება თითქმის ნეიტრალურ ნიადაგებზე შეუმჩნეველი რჩება.

ტოქსიკურობის დონე სასოფლო-სამეურნეო ნიადაგებში თუთიის მიღწევები ჩვეულებრივ გამოწვეულია ზედაპირული თუთიით; ის, როგორც წესი, არ აღწევს 15-30 სმ-ზე უფრო ღრმად, ზოგიერთი კულტურების ღრმა ფესვებს შეუძლიათ თავიდან აიცილონ თუთიის ზედმეტად შეხება დაბინძურებულ წიაღში მდებარეობის გამო.

თუთიით დაბინძურებული ნიადაგების კირქვა ამცირებს ამ უკანასკნელის კონცენტრაციას მინდვრის კულტურებში. NaOH ან Ca(OH) 2-ის დანამატები ამცირებენ თუთიის ტოქსიკურობას ბოსტნეულში, რომელიც იზრდება თუთიის მაღალი შემცველობით ტორფიან ნიადაგებზე, თუმცა ამ ნიადაგებში მცენარეების მიერ თუთიის შეწოვა ძალიან შეზღუდულია. თუთიით გამოწვეული რკინის დეფიციტი შეიძლება აღმოიფხვრას რკინის ჩელატების ან FeSO 4-ის ნიადაგზე ან პირდაპირ ფოთლებზე შეტანით. თუთიით დაბინძურებული ზედა ფენის ფიზიკურმა მოცილებამ ან მთლიანად განადგურებამ შეიძლება თავიდან აიცილოს ლითონის ტოქსიკური ზემოქმედება მცენარეებზე.

მანგანუმი

ნიადაგში მანგანუმი გვხვდება ჟანგვის სამ მდგომარეობაში: +2, +3, +4. უმეტესწილად, ეს ლითონი დაკავშირებულია პირველად მინერალებთან ან მეორადი ლითონის ოქსიდებთან. ნიადაგში მანგანუმის მთლიანი რაოდენობა მერყეობს 500 - 900 მგ/კგ დონეზე.

Mn 4+-ის ხსნადობა უკიდურესად დაბალია; სამვალენტიანი მანგანუმი ნიადაგში ძალიან არასტაბილურია. ნიადაგებში მანგანუმის უმეტესი ნაწილი წარმოდგენილია Mn 2+-ის სახით, ხოლო კარგად გაზიან ნიადაგებში, მისი უმეტესი ნაწილი მყარ ფაზაში არის ოქსიდის სახით, რომელშიც ლითონი იმყოფება IV ჟანგვის მდგომარეობაში; ცუდად გაზიან ნიადაგებში მანგანუმი ნელ-ნელა მცირდება მიკრობული გარემოში და გადადის ნიადაგის ხსნარში, რითაც ხდება ძალიან მოძრავი.

Mn 2+-ის ხსნადობა მნიშვნელოვნად იზრდება დაბალ pH-ზე, მაგრამ მცენარეების მიერ მანგანუმის შეწოვა მცირდება.

მანგანუმის ტოქსიკურობა ხშირად ხდება იქ, სადაც მანგანუმის მთლიანი დონე საშუალო ან მაღალია, ნიადაგის pH საკმაოდ დაბალია და ნიადაგის ჟანგბადის ხელმისაწვდომობა ასევე დაბალია (ანუ შემცირების პირობები არსებობს). ამ პირობების ზემოქმედების აღმოსაფხვრელად ნიადაგის pH უნდა გაიზარდოს კირქვით, უნდა მოხდეს ძალისხმევა ნიადაგის დრენაჟის გასაუმჯობესებლად, წყლის შემოდინების შესამცირებლად, ე.ი. ზოგადად აუმჯობესებს ნიადაგის სტრუქტურას.