Bentuk logam berat dalam tanah. Kaedah penentuan logam berat dalam tanah

Antimoni

Hadir dalam beberapa bijih.

Ia adalah sebahagian daripada aloi yang digunakan dalam pelbagai bidang perindustrian.

Lebihannya menyebabkan gangguan makan yang teruk.

Arsenik

Sumber utama pencemaran tanah dengan arsenik adalah bahan dengan bantuan yang mana mereka melawan perosak tumbuhan pertanian, contohnya, racun herba, racun serangga. Arsenik adalah racun terkumpul yang menyebabkan kronik. Sebatiannya menimbulkan penyakit sistem saraf, otak, kulit.

Mangan

Kandungan tinggi unsur ini diperhatikan dalam tanah dan tumbuhan.

Apabila sejumlah tambahan mangan masuk ke dalam tanah, lebihan berbahaya daripadanya cepat tercipta. Ini memberi kesan kepada tubuh manusia dalam bentuk pemusnahan sistem saraf.

Unsur berat lain yang berlebihan tidak kurang berbahaya.

Daripada perkara di atas, dapat disimpulkan bahawa pengumpulan logam berat di dalam tanah memerlukan akibat yang teruk kepada kesihatan manusia dan alam sekitar secara amnya.

Kaedah utama memerangi pencemaran tanah dengan logam berat

Kaedah untuk menangani pencemaran logam berat tanah boleh secara fizikal, kimia dan biologi. Antaranya, kaedah berikut boleh dibezakan:

• Peningkatan keasidan tanah meningkatkan kemungkinan, oleh itu, pengenalan bahan organik dan tanah liat, pengapuran membantu sedikit sebanyak dalam memerangi pencemaran.
• Menyemai, memotong dan mengeluarkan beberapa tumbuhan, seperti semanggi, dari permukaan tanah, dengan ketara mengurangkan kepekatan logam berat di dalam tanah. Di samping itu, kaedah ini benar-benar mesra alam.
• Menjalankan detoksifikasi air bawah tanah, pengepaman dan penulenannya.
• Ramalan dan penghapusan penghijrahan bentuk larut logam berat.
• Dalam sesetengah kes yang teruk, lapisan tanah perlu dikeluarkan sepenuhnya dan menggantikannya dengan yang baru.

Yang paling berbahaya dari semua logam ini ialah plumbum. Ia cenderung terkumpul untuk memukul badan manusia. Merkuri tidak berbahaya jika ia masuk ke dalam tubuh manusia sekali atau beberapa kali, hanya wap merkuri yang berbahaya terutamanya. Saya percaya bahawa perusahaan perindustrian harus menggunakan teknologi pengeluaran yang lebih maju yang tidak begitu merosakkan untuk semua hidupan. Tidak seorang pun harus berfikir, tetapi massa, maka kita akan mencapai hasil yang baik.

PEMISAH HALAMAN-- logam berat, yang mencirikan kumpulan pencemar yang luas, baru-baru ini telah tersebar luas. Dalam pelbagai karya saintifik dan gunaan, penulis mentafsir makna konsep ini dengan cara yang berbeza. Dalam hal ini, bilangan unsur yang dikaitkan dengan kumpulan logam berat berbeza-beza dalam had yang luas. Banyak ciri digunakan sebagai kriteria keahlian: jisim atom, ketumpatan, ketoksikan, kelaziman dalam persekitaran semula jadi, tahap penglibatan dalam kitaran semula jadi dan buatan manusia. Dalam sesetengah kes, takrifan logam berat termasuk unsur yang berkaitan dengan rapuh (contohnya, bismut) atau metaloid (contohnya, arsenik).

Dalam kerja-kerja yang dikhaskan untuk masalah pencemaran alam sekitar dan pemantauan alam sekitar, hari ini untuk logam berat termasuk lebih daripada 40 logam sistem berkala D.I. Mendeleev dengan jisim atom melebihi 50 unit atom: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi Dalam kes ini, keadaan berikut memainkan peranan penting dalam pengkategorian logam berat: ketoksikan tinggi untuk organisma hidup dalam kepekatan yang agak rendah, serta keupayaan untuk bioakumulasi dan biomagnify. Hampir semua logam yang berada di bawah definisi ini (kecuali plumbum, merkuri, kadmium dan bismut, peranan biologi yang tidak jelas pada masa ini), secara aktif mengambil bahagian dalam proses biologi, adalah sebahagian daripada banyak enzim. Menurut klasifikasi N. Reimers, logam dengan ketumpatan lebih daripada 8 g / cm3 harus dianggap berat. Oleh itu, logam berat termasuk Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg.

Secara formal, definisi logam berat sepadan dengan sejumlah besar item. Walau bagaimanapun, menurut penyelidik yang terlibat dalam aktiviti praktikal yang berkaitan dengan organisasi pemerhatian keadaan dan pencemaran alam sekitar, sebatian unsur-unsur ini jauh daripada setara dengan bahan pencemar. Oleh itu, dalam banyak karya terdapat penyempitan skop kumpulan logam berat, mengikut kriteria keutamaan yang ditentukan oleh arah dan spesifik kerja. Oleh itu, dalam karya klasik Yu.A. Israel dalam senarai bahan kimia yang akan ditentukan dalam persekitaran semula jadi di stesen latar belakang dalam rizab biosfera, dalam bahagian logam berat bernama Pb, Hg, Cd, As. Sebaliknya, menurut keputusan Pasukan Petugas mengenai Pelepasan Logam Berat, bekerja di bawah naungan Suruhanjaya Ekonomi Pertubuhan Bangsa-Bangsa Bersatu untuk Eropah dan mengumpul serta menganalisis maklumat mengenai pelepasan bahan pencemar di negara-negara Eropah, hanya Zn, As, Se dan Sb telah ditugaskan untuk logam berat... Menurut definisi N. Reimers, logam mulia dan logam nadir berdiri berasingan daripada logam berat, masing-masing, kekal. hanya Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg... Dalam kerja gunaan, bilangan logam berat paling kerap ditambah Pt, Ag, W, Fe, Au, Mn.

Ion logam adalah komponen takungan semula jadi yang amat diperlukan. Bergantung kepada keadaan persekitaran (pH, potensi redoks, kehadiran ligan), ia wujud dalam keadaan pengoksidaan yang berbeza dan merupakan sebahagian daripada pelbagai sebatian tak organik dan organologam, yang boleh benar-benar terlarut, tersebar koloid, atau menjadi sebahagian daripada mineral. dan penggantungan organik.

Bentuk logam yang benar-benar terlarut, pada gilirannya, sangat pelbagai, yang dikaitkan dengan proses hidrolisis, pempolimeran hidrolitik (pembentukan kompleks hidrokso polinuklear) dan pengkompleksan dengan pelbagai ligan. Sehubungan itu, kedua-dua sifat pemangkin logam dan ketersediaannya kepada mikroorganisma akuatik bergantung kepada bentuk kewujudannya dalam ekosistem akuatik.

Banyak logam membentuk kompleks yang agak kuat dengan organik; kompleks ini merupakan salah satu bentuk penghijrahan unsur yang paling penting di perairan semula jadi. Kebanyakan kompleks organik terbentuk dalam kitaran kelat dan stabil. Kompleks yang terbentuk oleh asid tanah dengan garam besi, aluminium, titanium, uranium, vanadium, kuprum, molibdenum dan logam berat lain secara relatifnya larut dengan baik dalam media neutral, berasid lemah dan sedikit beralkali. Oleh itu, kompleks organologam mampu berhijrah di perairan semula jadi dalam jarak yang sangat jauh. Ini amat penting untuk air bermineral rendah dan, pertama sekali, air permukaan, di mana pembentukan kompleks lain adalah mustahil.

Untuk memahami faktor-faktor yang mengawal kepekatan logam dalam perairan semula jadi, kereaktifan kimia mereka, bioavailabiliti dan ketoksikan, adalah perlu untuk mengetahui bukan sahaja kandungan kasar, tetapi juga pecahan bentuk bebas dan terikat logam.

Peralihan logam dalam medium akueus ke dalam bentuk kompleks logam mempunyai tiga akibat:

1. Mungkin terdapat peningkatan dalam jumlah kepekatan ion logam disebabkan oleh peralihannya kepada larutan daripada sedimen bawah;

2. Kebolehtelapan membran ion kompleks boleh berbeza dengan ketara daripada kebolehtelapan ion terhidrat;

3. Ketoksikan logam akibat kerumitan boleh sangat berbeza.

Jadi, bentuk kelat Cu, Cd, Hg kurang toksik daripada ion bebas. Untuk memahami faktor-faktor yang mengawal kepekatan logam dalam perairan semula jadi, kereaktifan kimia mereka, bioavailabiliti dan ketoksikan, adalah perlu untuk mengetahui bukan sahaja kandungan kasar, tetapi juga bahagian bentuk terikat dan bebas.

Sumber pencemaran air dengan logam berat ialah air sisa daripada bengkel galvanik, perlombongan, metalurgi ferus dan bukan ferus, loji pembinaan mesin. Logam berat terdapat dalam baja dan racun perosak dan boleh memasuki badan air bersama-sama dengan air larian dari tanah pertanian.

Peningkatan kepekatan logam berat di perairan semula jadi sering dikaitkan dengan jenis pencemaran lain, seperti pengasidan. Kejatuhan pemendakan berasid menyumbang kepada penurunan nilai pH dan peralihan logam daripada keadaan terserap pada bahan mineral dan organik kepada keadaan bebas.

Pertama sekali, yang menarik ialah logam-logam yang mencemarkan atmosfera ke tahap yang paling besar kerana penggunaannya dalam jumlah yang besar dalam aktiviti pengeluaran dan akibat daripada pengumpulannya dalam persekitaran luaran menimbulkan bahaya yang serius dari sudut pandangan biologinya. aktiviti dan sifat toksik. Ini termasuk plumbum, merkuri, kadmium, zink, bismut, kobalt, nikel, tembaga, timah, antimoni, vanadium, mangan, kromium, molibdenum dan arsenik.
Sifat biogeokimia logam berat

B - tinggi, Y - sederhana, H - rendah

Vanadium.

Vanadium ditemui terutamanya dalam keadaan tersebar dan ditemui dalam bijih besi, minyak, asfalt, bitumen, syal minyak, arang batu, dll. Salah satu sumber utama pencemaran air semula jadi dengan vanadium ialah minyak dan produknya.

Di perairan semula jadi, ia berlaku dalam kepekatan yang sangat rendah: dalam air sungai 0.2 - 4.5 μg / dm3, dalam air laut - secara purata 2 μg / dm3

Dalam air membentuk kompleks anionik yang stabil (V4O12) 4- dan (V10O26) 6-. Dalam penghijrahan vanadium, peranan sebatian kompleks terlarutnya dengan bahan organik, terutamanya dengan asid humik, adalah penting.

Kepekatan vanadium yang lebih tinggi berbahaya kepada kesihatan manusia. MPCv vanadium ialah 0.1 mg / dm3 (penunjuk bahaya mengehadkan adalah toksikologi kebersihan), MPCvr ialah 0.001 mg / dm3.

Sumber semula jadi bismut yang memasuki perairan semula jadi adalah proses larut lesap mineral yang mengandungi bismut. Air sisa daripada industri farmaseutikal dan minyak wangi, dan beberapa perusahaan industri kaca juga boleh menjadi sumber kemasukan ke perairan semula jadi.

Dalam air permukaan yang tidak tercemar, ia didapati dalam kepekatan submikrogram. Kepekatan tertinggi terdapat dalam air bawah tanah dan 20 μg / dm3, di perairan laut - 0.02 μg / dm3. Had kepekatan maksimum ialah 0.1 mg / dm3.

Sumber utama sebatian besi di perairan permukaan ialah proses luluhawa kimia batuan, disertai dengan pemusnahan dan pelarutan mekanikalnya. Dalam proses interaksi dengan bahan mineral dan organik yang terkandung dalam perairan semula jadi, kompleks kompleks sebatian besi terbentuk, yang berada di dalam air dalam keadaan terlarut, koloid dan terampai. Sebilangan besar besi datang daripada larian bawah tanah dan air sisa daripada industri metalurgi, kerja logam, tekstil, cat dan varnis serta air sisa pertanian.

Keseimbangan fasa bergantung pada komposisi kimia air, pH, Eh dan, sedikit sebanyak, pada suhu. Dalam analisis rutin semasa bentuk wajaran memancarkan zarah yang lebih besar daripada 0.45 mikron. Ia terdiri terutamanya daripada mineral yang mengandungi besi, hidrat oksida besi dan sebatian besi yang diserap pada ampaian. Bentuk terlarut dan koloid sebenar biasanya dianggap bersama. Besi terlarut diwakili oleh sebatian dalam bentuk ionik, dalam bentuk kompleks hidrokso dan kompleks dengan bahan tak organik dan organik terlarut air semula jadi. Ia terutamanya Fe (II) yang berhijrah dalam bentuk ionik, dan Fe (III), jika tiada bahan pengkompleks, tidak boleh berada dalam keadaan terlarut dalam jumlah yang ketara.

Besi ditemui terutamanya di perairan dengan nilai Eh yang rendah.

Hasil daripada pengoksidaan kimia dan biokimia (dengan penyertaan bakteria besi), Fe (II) masuk ke dalam Fe (III), yang, menghidrolisis, mendakan dalam bentuk Fe (OH) 3. Kedua-dua Fe (II) dan Fe (III) cenderung membentuk kompleks hidrokso jenis +, 4+, +, 3+, - dan lain-lain yang wujud bersama dalam larutan pada kepekatan yang berbeza bergantung pada pH dan secara amnya menentukan keadaan sistem besi-hidroksil. Bentuk utama penemuan Fe (III) dalam perairan permukaan ialah sebatian kompleksnya dengan sebatian tak organik dan organik terlarut, terutamanya bahan humik. Pada pH = 8.0, bentuk utama ialah Fe (OH) 3; bentuk koloid besi paling kurang dipelajari; ia adalah hidrat besi oksida Fe (OH) 3 dan kompleks dengan bahan organik.

Kandungan besi dalam air permukaan tanah adalah sepersepuluh miligram, berhampiran paya - beberapa miligram. Peningkatan kandungan besi diperhatikan di perairan rawa, di mana ia adalah dalam bentuk kompleks dengan garam asid humik - humat. Kepekatan tertinggi besi (sehingga beberapa puluh dan ratusan miligram setiap 1 dm3) diperhatikan dalam air bawah tanah dengan nilai pH yang rendah.

Sebagai unsur biologi aktif, besi pada tahap tertentu mempengaruhi keamatan pembangunan fitoplankton dan komposisi kualitatif mikroflora dalam takungan.

Kepekatan besi tertakluk kepada turun naik bermusim yang ketara. Biasanya, dalam takungan dengan produktiviti biologi yang tinggi semasa tempoh genangan musim panas dan musim sejuk, peningkatan kepekatan besi di lapisan bawah air adalah ketara. Pencampuran jisim air (homotermi) musim luruh-musim bunga disertai dengan pengoksidaan Fe (II) dalam Fe (III) dan pemendakan yang terakhir dalam bentuk Fe (OH) 3.

Ia memasuki perairan semula jadi semasa larut lesap tanah, bijih polimetal dan tembaga, akibat daripada penguraian organisma akuatik yang mampu mengumpulnya. Sebatian kadmium dibawa ke dalam perairan permukaan dengan air sisa daripada loji plumbum-zink, loji pemprosesan bijih, beberapa loji kimia (pengeluaran asid sulfurik), pengeluaran galvanik, dan juga dengan perairan lombong. Penurunan kepekatan sebatian kadmium terlarut berlaku disebabkan oleh proses penyerapan, pemendakan kadmium hidroksida dan karbonat dan penggunaannya oleh organisma akuatik.

Bentuk kadmium terlarut dalam perairan semula jadi terutamanya kompleks mineral dan organo-mineral. Bentuk terampai utama kadmium ialah sebatian terserapnya. Sebahagian besar kadmium boleh berhijrah di dalam sel organisma akuatik.

Dalam perairan sungai yang tidak tercemar dan sedikit tercemar, kadmium terkandung dalam kepekatan submikrogram; dalam air tercemar dan sisa, kepekatan kadmium boleh mencapai puluhan mikrogram setiap 1 dm3.

Sebatian kadmium memainkan peranan penting dalam kehidupan haiwan dan manusia. Dalam kepekatan tinggi ia adalah toksik, terutamanya dalam kombinasi dengan bahan toksik lain.

MPCv ialah 0.001 mg / dm3, MPCvr - 0.0005 mg / dm3 (tanda had bahaya adalah toksikologi).

Sebatian kobalt memasuki perairan semula jadi akibat daripada larut lesapnya daripada pirit kuprum dan bijih lain, daripada tanah semasa penguraian organisma dan tumbuhan, serta dengan air sisa daripada loji metalurgi, kerja logam dan kimia. Beberapa jumlah kobalt datang dari tanah hasil daripada penguraian organisma tumbuhan dan haiwan.

Sebatian kobalt dalam perairan semula jadi berada dalam keadaan terlarut dan terampai, nisbah kuantitatif antaranya ditentukan oleh komposisi kimia air, suhu dan nilai pH. Bentuk terlarut diwakili terutamanya oleh sebatian kompleks, termasuk. dengan bahan organik air semula jadi. Sebatian kobalt divalen adalah paling tipikal untuk perairan permukaan. Dengan kehadiran oksidan, kobalt trivalen mungkin wujud dalam kepekatan yang ketara.

Kobalt adalah salah satu unsur biologi yang aktif dan sentiasa terdapat dalam badan haiwan dan tumbuhan. Kandungan yang tidak mencukupi dalam tanah dikaitkan dengan kandungan kobalt yang tidak mencukupi dalam tumbuhan, yang menyumbang kepada perkembangan anemia pada haiwan (zon bukan chernozem hutan taiga). Sebagai sebahagian daripada vitamin B12, kobalt sangat aktif mempengaruhi pengambilan bahan nitrogen, peningkatan kandungan klorofil dan asid askorbik, mengaktifkan biosintesis dan meningkatkan kandungan nitrogen protein dalam tumbuhan. Walau bagaimanapun, kepekatan tinggi sebatian kobalt adalah toksik.

Dalam perairan sungai yang tidak tercemar dan sedikit tercemar, kandungannya berkisar antara persepuluh hingga perseribu miligram dalam 1 dm3, kandungan purata dalam air laut ialah 0.5 μg / dm3. MPCv ialah 0.1 mg / dm3, MPCvr 0.01 mg / dm3.

Mangan

Mangan memasuki perairan permukaan akibat daripada larut lesap bijih ferromanganese dan mineral lain yang mengandungi mangan (pyrolusite, psilomelan, brownite, manganit, oker hitam). Jumlah mangan yang ketara datang daripada penguraian haiwan akuatik dan organisma tumbuhan, terutamanya alga biru-hijau, diatom dan tumbuhan akuatik yang lebih tinggi. Sebatian mangan dibawa ke dalam takungan dengan air sisa dari kilang pekat mangan, loji metalurgi, loji kimia dan perairan lombong.

Penurunan kepekatan ion mangan dalam perairan semula jadi berlaku akibat daripada pengoksidaan Mn (II) kepada MnO2 dan oksida bervalensi tinggi lain yang dimendakkan. Parameter utama yang menentukan tindak balas pengoksidaan ialah kepekatan oksigen terlarut, pH dan suhu. Kepekatan sebatian mangan terlarut berkurangan kerana penggunaannya oleh alga.

Bentuk utama penghijrahan sebatian mangan di perairan permukaan adalah bahan terampai, yang komposisinya ditentukan, seterusnya, oleh komposisi batuan yang disalirkan oleh perairan, serta hidroksida koloid logam berat dan sebatian mangan terserap. Bahan organik dan proses pengkompleksan mangan dengan ligan bukan organik dan organik adalah sangat penting dalam penghijrahan mangan dalam bentuk terlarut dan koloid. Mn (II) membentuk kompleks larut dengan bikarbonat dan sulfat. Kompleks mangan dengan ion klorin jarang berlaku. Sebatian kompleks Mn (II) dengan bahan organik biasanya kurang kuat berbanding dengan logam peralihan yang lain. Ini termasuk sebatian dengan amina, asid organik, asid amino dan bahan humik. Mn (III) dalam kepekatan tinggi boleh berada dalam keadaan terlarut hanya dengan kehadiran agen pengkompleks yang kuat; Mn (YII) tidak berlaku dalam perairan semula jadi.

Di perairan sungai, kandungan mangan biasanya berkisar antara 1 hingga 160 μg / dm3, kandungan purata dalam perairan laut ialah 2 μg / dm3, dalam air bawah tanah - n.102 - n.103 μg / dm3.

Kepekatan mangan dalam perairan permukaan tertakluk kepada turun naik bermusim.

Faktor-faktor yang menentukan perubahan dalam kepekatan mangan ialah nisbah antara air larian permukaan dan air bawah tanah, keamatan penggunaannya semasa fotosintesis, penguraian fitoplankton, mikroorganisma dan tumbuh-tumbuhan akuatik yang lebih tinggi, serta proses pemendapannya di dasar badan air.

Peranan mangan dalam kehidupan tumbuhan yang lebih tinggi dan alga dalam badan air adalah sangat besar. Mangan menggalakkan penggunaan CO2 oleh tumbuhan, dengan itu meningkatkan kadar fotosintesis, mengambil bahagian dalam proses pemulihan nitrat dan asimilasi nitrogen oleh tumbuhan. Mangan menggalakkan peralihan Fe (II) aktif kepada Fe (III), yang melindungi sel daripada keracunan, mempercepatkan pertumbuhan organisma, dsb. Peranan ekologi dan fisiologi mangan yang penting menjadikannya perlu untuk mengkaji dan mengagihkan mangan di perairan semula jadi.

Untuk takungan untuk kegunaan kebersihan dan domestik, MPCv (untuk ion mangan) ditetapkan bersamaan dengan 0.1 mg / dm3.

Di bawah adalah peta taburan purata kepekatan logam: mangan, kuprum, nikel dan plumbum, dibina berdasarkan data pemerhatian untuk 1989 - 1993. di 123 bandar. Penggunaan data kemudian diandaikan tidak sesuai, kerana berkaitan dengan pengurangan pengeluaran, kepekatan pepejal terampai dan, oleh itu, logam telah menurun dengan ketara.

Kesan kepada kesihatan. Banyak logam adalah penyusun habuk dan mempunyai kesan kesihatan yang ketara.

Mangan memasuki atmosfera daripada pelepasan daripada perusahaan metalurgi ferus (60% daripada semua pelepasan mangan), kejuruteraan mekanikal dan kerja logam (23%), metalurgi bukan ferus (9%), banyak sumber kecil, contohnya, daripada kimpalan.

Kepekatan mangan yang tinggi membawa kepada kemunculan kesan neurotoksik, kerosakan progresif pada sistem saraf pusat, radang paru-paru.
Kepekatan mangan tertinggi (0.57 - 0.66 μg / m3) diperhatikan di pusat metalurgi besar: di Lipetsk dan Cherepovets, serta di Magadan. Kebanyakan bandar dengan kepekatan Mn yang tinggi (0.23 - 0.69 μg / m3) tertumpu di Semenanjung Kola: Zapolyarny, Kandalaksha, Monchegorsk, Olenegorsk (lihat peta).

1991 - 1994 pelepasan mangan daripada sumber perindustrian menurun sebanyak 62%, kepekatan purata sebanyak 48%.

Tembaga adalah salah satu unsur surih yang paling penting. Aktiviti fisiologi tembaga terutamanya dikaitkan dengan kemasukannya dalam pusat aktif enzim redoks. Kandungan kuprum yang tidak mencukupi dalam tanah memberi kesan negatif kepada sintesis protein, lemak dan vitamin dan menyumbang kepada ketidaksuburan organisma tumbuhan. Kuprum terlibat dalam proses fotosintesis dan menjejaskan penyerapan nitrogen oleh tumbuhan. Pada masa yang sama, kepekatan kuprum yang berlebihan mempunyai kesan buruk terhadap organisma tumbuhan dan haiwan.

Di perairan semula jadi, sebatian yang paling biasa ialah Cu (II). Daripada sebatian Cu (I), Cu2O, Cu2S, CuCl, yang sukar larut dalam air, adalah yang paling meluas. Dengan kehadiran ligan dalam medium akueus, bersama-sama dengan keseimbangan pemisahan hidroksida, adalah perlu untuk mengambil kira pembentukan pelbagai bentuk kompleks yang berada dalam keseimbangan dengan ion akua logam.

Sumber utama kuprum yang memasuki perairan semula jadi ialah air sisa daripada industri kimia dan metalurgi, perairan lombong, reagen aldehid yang digunakan untuk memusnahkan alga. Tembaga boleh muncul akibat kakisan paip tembaga dan struktur lain yang digunakan dalam sistem bekalan air. Dalam air bawah tanah, kandungan kuprum adalah disebabkan oleh interaksi air dengan batu yang mengandunginya (khalkopirit, kalkosit, kovelit, bornit, malachite, azurit, kekwa, brotantin).

Kepekatan maksimum tembaga yang dibenarkan dalam air badan air bersih ialah 0.1 mg / dm3 (tanda had bahaya adalah kebersihan umum), di dalam air badan air perikanan - 0.001 mg / dm3.

Pekan

Norilsk

Monchegorsk

Krasnouralsk

Kolchugino

Zapolyarny

Pelepasan М (ribu tan / tahun) oksida kuprum dan purata kepekatan tahunan q (μg / m3) kuprum.

Tembaga memasuki udara dengan pelepasan daripada industri metalurgi. Dalam pelepasan pepejal, ia terkandung terutamanya dalam bentuk sebatian, terutamanya oksida tembaga.

Perusahaan metalurgi bukan ferus menyumbang 98.7% daripada semua pelepasan antropogenik logam ini, di mana 71% daripadanya dijalankan oleh perusahaan Norilsk Nickel concern yang terletak di Zapolyarny dan Nikel, Monchegorsk dan Norilsk, dan kira-kira 25% daripada pelepasan tembaga adalah. dijalankan di Revda, Krasnouralsk , Kolchugino dan lain-lain.

Kepekatan kuprum yang tinggi membawa kepada ketoksikan, anemia dan hepatitis.

Seperti yang dapat dilihat dari peta, kepekatan tembaga tertinggi dicatatkan di bandar Lipetsk dan Rudnaya Pristan. Kepekatan tembaga juga telah meningkat di bandar-bandar Semenanjung Kola, di Zapolyarny, Monchegorsk, Nikel, Olenegorsk, serta di Norilsk.

Pelepasan kuprum daripada sumber perindustrian menurun sebanyak 34%, kepekatan purata sebanyak 42%.

Molibdenum

Sebatian molibdenum memasuki perairan permukaan akibat larut lesapnya daripada mineral eksogen yang mengandungi molibdenum. Molibdenum juga memasuki badan air dengan air sisa daripada kilang pekat dan perusahaan metalurgi bukan ferus. Penurunan kepekatan sebatian molibdenum berlaku akibat daripada pemendakan sebatian yang jarang larut, proses penjerapan oleh ampaian mineral dan penggunaan organisma akuatik tumbuhan.

Molibdenum dalam air permukaan terutamanya dalam bentuk MoO42-... Ia berkemungkinan besar wujud dalam bentuk kompleks organomineral. Kemungkinan beberapa pengumpulan dalam keadaan koloid berikutan daripada fakta bahawa hasil pengoksidaan molibdenit adalah bahan terdispersi halus yang longgar.

Di perairan sungai, molibdenum didapati dalam kepekatan dari 2.1 hingga 10.6 μg / dm3. Air laut mengandungi purata 10 μg / dm3 molibdenum.

Dalam kuantiti yang kecil, molibdenum diperlukan untuk perkembangan normal organisma tumbuhan dan haiwan. Molibdenum adalah sebahagian daripada enzim xanthine oxidase. Dengan kekurangan molibdenum, enzim dihasilkan dalam kuantiti yang tidak mencukupi, yang menyebabkan tindak balas negatif dalam badan. Dalam kepekatan tinggi, molibdenum berbahaya. Dengan lebihan molibdenum, metabolisme terganggu.

Kepekatan maksimum molibdenum yang dibenarkan dalam badan air untuk kegunaan kebersihan dan domestik ialah 0.25 mg / dm3.

Arsenik datang ke perairan semula jadi dari mata air mineral, kawasan mineralisasi arsenik (arsenik pirit, realgar, orpimen), serta dari zon pengoksidaan polimetal, tembaga-kobalt, dan batu tungsten. Sejumlah arsenik datang dari tanah, serta dari penguraian organisma tumbuhan dan haiwan. Penggunaan arsenik oleh organisma akuatik adalah salah satu sebab penurunan kepekatannya dalam air, yang paling jelas ditunjukkan semasa tempoh pembangunan intensif plankton.

Kuantiti besar arsenik memasuki badan air dengan air sisa daripada loji pemprosesan, sisa daripada pengeluaran pewarna, industri penyamakan kulit dan racun perosak, serta dari tanah pertanian di mana racun perosak digunakan.

Di perairan semula jadi, sebatian arsenik berada dalam keadaan terlarut dan terampai, nisbah antaranya ditentukan oleh komposisi kimia air dan nilai pH. Dalam bentuk terlarut, arsenik ditemui dalam bentuk tris dan pentavalen, terutamanya dalam bentuk anion.

Di perairan sungai yang tidak tercemar, arsenik biasanya ditemui dalam kepekatan mikrogram. Di perairan mineral, kepekatannya boleh mencapai beberapa miligram setiap 1 dm3, di perairan laut ia mengandungi purata 3 μg / dm3, di perairan bawah tanah ia didapati dalam kepekatan n.105 μg / dm3. Sebatian arsenik dalam kepekatan tinggi adalah toksik kepada badan haiwan dan manusia: ia menghalang proses oksidatif, menghalang bekalan oksigen ke organ dan tisu.

Kepekatan maksimum arsenik yang dibenarkan ialah 0.05 mg / dm3 (penunjuk bahaya yang mengehadkan adalah kebersihan dan toksikologi) dan kepekatan maksimum arsenik yang dibenarkan ialah 0.05 mg / dm3.

Kehadiran nikel di perairan semula jadi adalah disebabkan oleh komposisi batuan yang dilalui air: ia ditemui di tempat deposit bijih tembaga-nikel sulfida dan bijih besi-nikel. Ia masuk ke dalam air dari tanah dan dari organisma tumbuhan dan haiwan semasa pereputannya. Kandungan nikel yang meningkat berbanding dengan jenis alga lain didapati dalam alga biru-hijau. Sebatian nikel juga dibekalkan kepada badan air dengan air sisa dari kedai penyaduran nikel, kilang getah sintetik dan kilang pembalut nikel. Pelepasan nikel yang besar mengiringi pembakaran bahan api fosil.

Kepekatannya boleh berkurangan akibat daripada pemendakan sebatian seperti sianida, sulfida, karbonat atau hidroksida (dengan peningkatan nilai pH), disebabkan penggunaannya oleh organisma akuatik dan proses penjerapan.

Di perairan permukaan, sebatian nikel berada dalam keadaan terlarut, terampai dan koloid, nisbah kuantitatif antaranya bergantung kepada komposisi air, suhu dan nilai pH. Sorben sebatian nikel boleh menjadi hidroksida besi, bahan organik, kalsium karbonat yang sangat tersebar, dan tanah liat. Bentuk terlarut terutamanya ion kompleks, selalunya dengan asid amino, asid humik dan fulvik, dan juga dalam bentuk kompleks sianida yang kuat. Sebatian nikel paling meluas di perairan semula jadi, di mana ia berada dalam keadaan pengoksidaan +2. Sebatian Ni3 + biasanya terbentuk dalam persekitaran alkali.

Sebatian nikel memainkan peranan penting dalam proses hematopoietik, sebagai pemangkin. Kandungannya yang meningkat mempunyai kesan khusus pada sistem kardiovaskular. Nikel adalah salah satu unsur karsinogenik. Ia mampu menyebabkan penyakit pernafasan. Adalah dipercayai bahawa ion nikel bebas (Ni2 +) adalah kira-kira 2 kali lebih toksik daripada sebatian kompleksnya.

Di perairan sungai yang tidak tercemar dan sedikit tercemar, kepekatan nikel biasanya berkisar antara 0.8 hingga 10 µg / dm3; dalam yang tercemar, ia adalah beberapa puluh mikrogram setiap 1 dm3. Purata kepekatan nikel dalam air laut ialah 2 μg / dm3, dalam air bawah tanah - n.103 μg / dm3. Dalam air bawah tanah mencuci batu yang mengandungi nikel, kepekatan nikel kadangkala meningkat kepada 20 mg / dm3.

Nikel memasuki atmosfera daripada perusahaan metalurgi bukan ferus, yang menyumbang 97% daripada semua pelepasan nikel, di mana 89% pergi ke perusahaan kebimbangan Nikel Norilsk yang terletak di Zapolyarny dan Nikel, Monchegorsk dan Norilsk.

Peningkatan kandungan nikel dalam alam sekitar membawa kepada kemunculan penyakit endemik, kanser bronkial. Sebatian nikel dikelaskan sebagai kumpulan karsinogenik 1.
Peta menunjukkan beberapa titik dengan purata kepekatan nikel yang tinggi di lokasi kebimbangan Nikel Norilsk: Apatity, Kandalaksha, Monchegorsk, Olenegorsk.

Pelepasan nikel dari loji perindustrian menurun sebanyak 28%, kepekatan purata - sebanyak 35%.

Pelepasan М (ribu tan / tahun) dan purata kepekatan tahunan q (μg / m3) nikel.

Ia memasuki perairan semula jadi sebagai hasil daripada proses larut lesap mineral yang mengandungi timah (kasiterit, stannin), serta dengan air sisa daripada pelbagai industri (kain pencelupan, sintesis cat organik, pengeluaran aloi dengan bahan tambahan timah, dll.) .

Kesan toksik timah adalah kecil.

Dalam air permukaan yang tidak tercemar, timah ditemui dalam kepekatan submikrogram. Dalam air bawah tanah, kepekatannya mencapai beberapa mikrogram setiap 1 dm3. MPCv ialah 2 mg / dm3.

Sebatian merkuri boleh memasuki perairan permukaan akibat larut lesap batuan di kawasan mendapan merkuri (cinnabar, metacinnabar, livingstonite), dalam proses penguraian organisma akuatik yang terkumpul merkuri. Kuantiti yang ketara memasuki badan air dengan air sisa daripada perusahaan yang mengeluarkan pewarna, racun perosak, farmaseutikal dan beberapa bahan letupan. Loji janakuasa haba arang batu mengeluarkan sejumlah besar sebatian merkuri ke atmosfera, yang, akibat pemendapan basah dan kering, memasuki badan air.

Penurunan kepekatan sebatian merkuri terlarut berlaku akibat pengekstrakan mereka oleh banyak organisma laut dan air tawar, yang mempunyai keupayaan untuk mengumpulnya dalam kepekatan berkali ganda lebih tinggi daripada kandungannya dalam air, serta proses penjerapan oleh pepejal terampai dan sedimen bawah.

Di perairan permukaan, sebatian merkuri berada dalam keadaan terlarut dan terampai. Nisbah antara mereka bergantung pada komposisi kimia air dan nilai pH. Merkuri terampai ialah sebatian merkuri terserap. Bentuk terlarut ialah molekul tidak bersosiasi, sebatian organik dan mineral kompleks. Di dalam air badan air, merkuri boleh didapati dalam bentuk sebatian metilmerkuri.

Sebatian merkuri sangat toksik, ia menjejaskan sistem saraf manusia, menyebabkan perubahan dalam membran mukus, fungsi motor terjejas dan rembesan saluran gastrousus, perubahan dalam darah, dan lain-lain. Proses metilasi bakteria bertujuan untuk pembentukan sebatian metilmerkuri, yang adalah berkali ganda lebih toksik daripada garam mineral merkuri. Sebatian metil merkuri terkumpul dalam ikan dan boleh masuk ke dalam tubuh manusia.

Kepekatan maksimum yang dibenarkan untuk merkuri ialah 0.0005 mg / dm3 (tanda had bahaya adalah kebersihan dan toksikologi), kepekatan maksimum yang dibenarkan untuk merkuri ialah 0.0001 mg / dm3.

Sumber semula jadi plumbum yang memasuki perairan permukaan ialah proses pembubaran mineral endogen (galena) dan eksogen (anglesite, cerussite, dll.). Peningkatan ketara dalam kandungan plumbum dalam persekitaran (termasuk di perairan permukaan) dikaitkan dengan pembakaran arang batu, penggunaan plumbum tetraetil sebagai agen antiketukan dalam bahan api motor, dengan penyingkirannya ke dalam badan air dengan air sisa daripada loji pemprosesan bijih , beberapa loji metalurgi, industri kimia, lombong, dsb. Faktor penting dalam menurunkan kepekatan plumbum dalam air ialah penjerapannya oleh pepejal terampai dan pemendapan bersamanya ke dalam sedimen dasar. Antara logam lain, plumbum diekstrak dan terkumpul oleh organisma akuatik.

Plumbum ditemui dalam perairan semula jadi dalam keadaan terlarut dan terampai (terserap). Dalam bentuk terlarut, ia berlaku dalam bentuk kompleks mineral dan organomineral, serta ion mudah, dalam bentuk tidak larut, terutamanya dalam bentuk sulfida, sulfat dan karbonat.

Di perairan sungai, kepekatan plumbum berjulat dari persepuluh hingga beberapa mikrogram setiap 1 dm3. Walaupun di dalam air badan air bersebelahan dengan kawasan bijih polimetal, kepekatannya jarang mencapai puluhan miligram setiap 1 dm3. Hanya dalam perairan terma klorida, kepekatan plumbum kadangkala mencapai beberapa miligram setiap 1 dm3.

Penunjuk had bahaya plumbum adalah kebersihan dan toksikologi. MPCv untuk plumbum ialah 0.03 mg / dm3, MPCvr - 0.1 mg / dm3.

Plumbum terkandung dalam pelepasan daripada industri metalurgi, kerja logam, kejuruteraan elektrik, petrokimia dan automotif.

Kesan kesihatan plumbum berlaku melalui penyedutan udara yang mengandungi plumbum dan pengambilan plumbum daripada makanan, air dan zarah debu. Plumbum terkumpul di dalam badan, tulang dan tisu permukaan. Plumbum menjejaskan buah pinggang, hati, sistem saraf dan organ pembentuk darah. Orang tua dan kanak-kanak amat sensitif terhadap dos plumbum walaupun rendah.

Pelepasan М (ribu tan / tahun) dan purata kepekatan tahunan q (μg / m3) plumbum.

Dalam tujuh tahun, pelepasan plumbum daripada sumber perindustrian telah menurun sebanyak 60% disebabkan oleh pemotongan pengeluaran dan penutupan banyak kilang. Penurunan mendadak dalam pelepasan industri tidak disertai dengan penurunan dalam pelepasan kenderaan. Purata kepekatan plumbum berkurangan sebanyak 41%. Perbezaan dalam pengurangan pelepasan dan kepekatan plumbum boleh dikaitkan dengan perakaunan pelepasan yang tidak lengkap daripada kenderaan pada tahun-tahun sebelumnya; kini bilangan kereta dan keamatan pergerakan mereka telah meningkat.

Tetraetil plumbum

Ia memasuki perairan semula jadi kerana penggunaan kenderaan air sebagai agen antiketukan dalam bahan api motor, serta dari air larian permukaan dari kawasan bandar.

Bahan ini sangat toksik dan mempunyai sifat kumulatif.

Sumber perak memasuki perairan permukaan adalah air bawah tanah dan air sisa lombong, kilang pemprosesan, perusahaan fotografi. Kandungan perak yang meningkat dikaitkan dengan penggunaan persediaan bakteria dan algicidal.

Dalam air sisa, perak boleh hadir dalam bentuk terlarut dan terampai, kebanyakannya dalam bentuk garam halida.

Dalam perairan permukaan yang tidak tercemar, perak ditemui dalam kepekatan submikrogram. Dalam air bawah tanah, kepekatan perak berkisar antara unit hingga puluhan mikrogram setiap 1 dm3, dalam air laut - secara purata 0.3 μg / dm3.

Ion perak mampu memusnahkan bakteria dan mensterilkan air walaupun dalam kepekatan yang tidak ketara (had bawah tindakan bakteria ion perak ialah 2.10-11 mol / dm3). Peranan perak dalam tubuh haiwan dan manusia tidak difahami dengan baik.

Had kepekatan maksimum untuk perak ialah 0.05 mg / dm3.

Antimoni memasuki perairan permukaan kerana larut lesap mineral antimoni (stibnite, senarmontit, valentinite, cervanite, stibiocanite) dan dengan air sisa daripada kilang getah, kaca, pencelupan dan perlawanan.

Di perairan semula jadi, sebatian antimoni berada dalam keadaan terlarut dan terampai. Di bawah keadaan redoks yang biasa untuk perairan permukaan, kedua-dua antimoni trivalen dan pentavalen mungkin wujud.

Dalam perairan permukaan yang tidak tercemar, antimoni ditemui dalam kepekatan submikrogram, dalam air laut kepekatannya mencapai 0.5 μg / dm3, dalam air bawah tanah - 10 μg / dm3. Kepekatan maksimum antimoni yang dibenarkan ialah 0.05 mg / dm3 (penunjuk bahaya yang mengehadkan adalah kebersihan dan toksikologi), kepekatan maksimum antimoni yang dibenarkan ialah 0.01 mg / dm3.

Sebatian kromium tri- dan heksavalen memasuki perairan permukaan akibat larut lesap daripada batu (kromit, crocoite, uvarovite, dll.). Beberapa kuantiti datang daripada tanah semasa penguraian organisma dan tumbuhan. Kuantiti yang ketara boleh memasuki takungan dengan air sisa dari bengkel galvanik, bengkel pewarna perusahaan tekstil, penyamakan kulit dan perusahaan industri kimia. Penurunan kepekatan ion kromium boleh diperhatikan akibat penggunaannya oleh organisma akuatik dan proses penjerapan.

Dalam air permukaan, sebatian kromium berada dalam keadaan terlarut dan terampai, nisbah antaranya bergantung pada komposisi air, suhu dan pH larutan. Sebatian kromium terampai terutamanya sebatian kromium terserap. Sorben boleh menjadi tanah liat, besi hidroksida, kalsium karbonat termendap yang tersebar halus, sisa-sisa organisma tumbuhan dan haiwan. Dalam bentuk terlarut, kromium boleh dalam bentuk kromat dan dikromat. Di bawah keadaan aerobik, Cr (VI) berubah menjadi Cr (III), garam yang dihidrolisiskan dalam media neutral dan beralkali dengan pembebasan hidroksida.

Dalam perairan sungai yang tidak tercemar dan sedikit tercemar, kandungan kromium berjulat dari beberapa persepuluh mikrogram seliter hingga beberapa mikrogram seliter, dalam badan air tercemar ia mencapai beberapa puluh dan ratusan mikrogram seliter. Purata kepekatan dalam perairan laut ialah 0.05 μg / dm3, dalam air bawah tanah - biasanya dalam julat n.10 - n.102 μg / dm3.

Sebatian Cr (VI) dan Cr (III) dalam jumlah yang meningkat mempunyai sifat karsinogenik. Sebatian Cr (VI) lebih berbahaya.

Ia memasuki perairan semula jadi akibat daripada proses semula jadi pemusnahan dan pembubaran batu dan mineral (sfalerit, zink, goslarit, smithsonite, calamine), serta dengan air sisa dari kilang pemprosesan bijih dan bengkel galvanik, pengeluaran kertas parchment, cat mineral , gentian viscose dan dr.

Di dalam air, ia wujud terutamanya dalam bentuk ionik atau dalam bentuk mineral dan kompleks organiknya. Kadang-kadang ia berlaku dalam bentuk tidak larut: dalam bentuk hidroksida, karbonat, sulfida, dll.

Di perairan sungai, kepekatan zink biasanya berkisar antara 3 hingga 120 μg / dm3, di perairan laut - dari 1.5 hingga 10 μg / dm3. Kandungan dalam bijih dan terutamanya di perairan lombong dengan nilai pH yang rendah boleh menjadi ketara.

Zink adalah salah satu unsur surih aktif yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan normal organisma. Pada masa yang sama, banyak sebatian zink adalah toksik, terutamanya sulfat dan kloridanya.

Kepekatan maksimum Zn2 + yang dibenarkan ialah 1 mg / dm3 (penunjuk bahaya mengehadkan ialah organoleptik), kepekatan maksimum yang dibenarkan bagi Zn2 + ialah 0.01 mg / dm3 (bahaya pengehadan adalah toksikologi).

Logam berat sudah pun menduduki tempat kedua dari segi bahaya, menghasilkan racun perosak dan jauh mendahului bahan pencemar yang diketahui secara meluas seperti karbon dioksida dan sulfur, dalam ramalan ia sepatutnya menjadi yang paling berbahaya, lebih berbahaya daripada sisa nuklear dan sisa pepejal. Pencemaran dengan logam berat dikaitkan dengan penggunaannya yang meluas dalam pengeluaran perindustrian, ditambah pula dengan sistem pembersihan yang lemah, akibatnya logam berat memasuki alam sekitar, termasuk tanah, mencemarkan dan meracuninya.

Logam berat adalah antara bahan pencemar keutamaan yang mesti dipantau dalam semua persekitaran. Dalam pelbagai karya saintifik dan gunaan, penulis mentafsir makna konsep "logam berat" dengan cara yang berbeza. Dalam sesetengah kes, takrifan logam berat termasuk unsur yang berkaitan dengan rapuh (contohnya, bismut) atau metaloid (contohnya, arsenik).

Tanah merupakan medium utama masuknya logam berat termasuk dari atmosfera dan persekitaran akuatik. Ia juga berfungsi sebagai sumber pencemaran sekunder udara permukaan dan perairan yang memasuki Lautan Dunia daripadanya. Dari tanah, logam berat diasimilasikan oleh tumbuhan, yang kemudiannya memasuki makanan haiwan yang lebih teratur.
sambungan
--PEMISAH HALAMAN-- 3.3. Mabuk plumbum
Plumbum kini menduduki tempat pertama antara punca keracunan industri. Ini disebabkan penggunaannya yang meluas dalam pelbagai industri. Pekerja yang mengekstrak bijih plumbum dalam peleburan plumbum, dalam pengeluaran bateri, dalam pematerian, di rumah percetakan, dalam pembuatan kaca kristal atau produk seramik, petrol berplumbum, cat plumbum, dll. terdedah kepada plumbum. Pencemaran plumbum udara atmosfera , tanah dan air di sekitar industri sedemikian, serta berhampiran lebuh raya utama, menimbulkan ancaman kerosakan plumbum kepada penduduk yang tinggal di kawasan ini, dan, di atas semua, kanak-kanak, yang lebih sensitif terhadap kesan logam berat.
Perlu diingatkan dengan penyesalan bahawa di Rusia tidak ada dasar negara mengenai peraturan undang-undang, kawal selia dan ekonomi kesan plumbum terhadap alam sekitar dan kesihatan awam, untuk mengurangkan pelepasan (pelepasan, sisa) plumbum dan sebatiannya ke alam sekitar , dan menghentikan sepenuhnya pengeluaran petrol yang mengandungi plumbum.

Oleh kerana kerja pendidikan yang sangat tidak memuaskan untuk menerangkan kepada penduduk tahap bahaya pendedahan kepada logam berat pada tubuh manusia, di Rusia bilangan kontinjen yang mempunyai hubungan profesional dengan plumbum tidak berkurangan, tetapi secara beransur-ansur meningkat. Kes mabuk plumbum kronik direkodkan dalam 14 industri di Rusia. Yang terkemuka ialah industri elektrik (pengeluaran bateri), pembuatan instrumen, percetakan dan metalurgi bukan ferus, di mana mabuk disebabkan oleh lebihan 20 atau lebih kali ganda kepekatan maksimum yang dibenarkan (MPC) plumbum di udara kawasan kerja.

Asap ekzos automotif merupakan sumber utama plumbum, kerana separuh daripada Rusia masih menggunakan petrol berplumbum. Walau bagaimanapun, loji metalurgi, khususnya peleburan tembaga, kekal sebagai sumber utama pencemaran alam sekitar. Dan ada pemimpin di sini. Wilayah Sverdlovsk mempunyai 3 sumber pelepasan plumbum terbesar di negara ini: di bandar Krasnouralsk, Kirovograd dan Revda.

Cerobong asap loji peleburan tembaga Krasnouralsk, yang dibina pada tahun-tahun perindustrian Stalin dan menggunakan peralatan pada tahun 1932, setiap tahun memuntahkan 150-170 tan plumbum ke bandar ke-34 ribu itu, meliputi segala-galanya dengan habuk plumbum.

Kepekatan plumbum dalam tanah Krasnouralsk berbeza dari 42.9 hingga 790.8 mg / kg dengan kepekatan maksimum yang dibenarkan MPC = 130 μ / kg. Sampel air dalam sistem bekalan air kampung jiran. Oktyabrsky, yang diberi makan oleh sumber air bawah tanah, merekodkan lebihan MPC sehingga dua kali.

Pencemaran alam sekitar dengan plumbum menjejaskan kesihatan manusia. Pendedahan plumbum menjejaskan sistem pembiakan wanita dan lelaki. Bagi wanita yang hamil dan usia melahirkan anak, paras plumbum yang tinggi dalam darah menimbulkan bahaya tertentu, kerana di bawah pengaruh fungsi haid plumbum terganggu, kelahiran pramatang, keguguran dan kematian janin lebih kerap disebabkan oleh penembusan plumbum melalui. penghalang plasenta. Bayi yang baru lahir mempunyai kadar kematian yang tinggi.

Keracunan plumbum amat berbahaya untuk kanak-kanak kecil - ia menjejaskan perkembangan otak dan sistem saraf. Ujian ke atas 165 kanak-kanak Krasouralsk berusia lebih 4 tahun mendedahkan kelewatan yang ketara dalam perkembangan mental dalam 75.7%, dan dalam 6.8% kanak-kanak yang diperiksa, terencat akal, termasuk oligofrenia, didapati.

Kanak-kanak prasekolah paling terdedah kepada kesan berbahaya plumbum kerana sistem saraf mereka sedang dalam proses pembentukan. Walaupun pada dos yang rendah, keracunan plumbum menyebabkan penurunan perkembangan intelek, perhatian dan tumpuan, kelewatan membaca, dan membawa kepada perkembangan agresif, hiperaktif dan masalah lain dalam tingkah laku kanak-kanak. Penyimpangan perkembangan ini boleh menjadi jangka panjang dan tidak dapat dipulihkan. Berat lahir rendah, terbantut dan kehilangan pendengaran juga adalah akibat daripada keracunan plumbum. Dos mabuk yang tinggi membawa kepada terencat akal, koma, sawan dan kematian.

Kertas putih itu, yang diterbitkan oleh pakar Rusia, melaporkan bahawa pencemaran plumbum meliputi seluruh negara dan merupakan salah satu daripada banyak bencana alam sekitar di bekas Kesatuan Soviet yang telah diketahui sejak beberapa tahun kebelakangan ini. Kebanyakan wilayah Rusia mengalami beban daripada kejatuhan plumbum, melebihi nilai kritikal untuk fungsi normal ekosistem. Di berpuluh-puluh bandar, terdapat lebihan kepekatan plumbum di udara dan tanah melebihi nilai yang sepadan dengan MPC.

Tahap tertinggi pencemaran udara dengan plumbum, melebihi MPC, dicatatkan di bandar-bandar Komsomolsk-on-Amur, Tobolsk, Tyumen, Karabash, Vladimir, Vladivostok.

Beban maksimum pemendapan plumbum yang membawa kepada kemerosotan ekosistem daratan diperhatikan di wilayah Moscow, Vladimir, Nizhny Novgorod, Ryazan, Tula, Rostov dan Leningrad.

Sumber pegun bertanggungjawab untuk pelepasan lebih daripada 50 tan plumbum dalam bentuk pelbagai sebatian ke dalam badan air. Pada masa yang sama, 7 kilang bateri mengeluarkan 35 tan plumbum setiap tahun melalui sistem pembetung. Analisis pengedaran pelepasan plumbum ke dalam badan air di wilayah Rusia menunjukkan bahawa wilayah Leningrad, Yaroslavl, Perm, Samara, Penza dan Orel memimpin dalam jenis beban ini.

Negara itu memerlukan langkah segera untuk mengurangkan pencemaran plumbum, tetapi setakat ini krisis ekonomi di Rusia membayangi masalah alam sekitar. Dalam kemelesetan industri yang berpanjangan, Rusia kekurangan dana untuk membersihkan pencemaran lama, tetapi jika ekonomi mula pulih dan kilang kembali bekerja, pencemaran hanya boleh meningkat.
10 bandar paling tercemar bekas USSR

(Logam disenaraikan dalam susunan menurun tahap keutamaan untuk bandar tertentu)

4. Kebersihan tanah. Pelupusan sisa.
Tanah di bandar dan petempatan lain serta persekitarannya telah lama berbeza daripada tanah semula jadi yang bernilai biologi, yang memainkan peranan penting dalam mengekalkan keseimbangan ekologi. Tanah di bandar adalah tertakluk kepada kesan berbahaya yang sama seperti udara bandar dan hidrosfera, oleh itu kemerosotan yang ketara berlaku di mana-mana. Tidak cukup perhatian diberikan kepada kebersihan tanah, walaupun kepentingannya sebagai salah satu komponen utama biosfera (udara, air, tanah) dan faktor biologi persekitaran adalah lebih penting daripada air, kerana jumlah yang terakhir (terutamanya kualiti air bawah tanah) ditentukan oleh keadaan tanah, dan adalah mustahil untuk memisahkan faktor-faktor ini antara satu sama lain. Tanah mempunyai keupayaan pembersihan diri biologi: di dalam tanah terdapat pemisahan sisa yang telah masuk ke dalamnya dan mineralisasinya; pada akhirnya, tanah mengimbangi bahan mineral yang hilang dengan perbelanjaannya.

Jika, akibat daripada bebanan tanah yang berlebihan, mana-mana komponen keupayaan mineralisasinya hilang, ini pasti akan membawa kepada gangguan mekanisme pembersihan diri dan untuk melengkapkan degradasi tanah. Dan, sebaliknya, penciptaan keadaan optimum untuk pembersihan sendiri tanah menyumbang kepada pemeliharaan keseimbangan ekologi dan keadaan untuk kewujudan semua organisma hidup, termasuk manusia.

Oleh itu, masalah meneutralkan sisa yang mempunyai kesan biologi yang berbahaya tidak terhad kepada isu penyingkirannya; ia adalah masalah kebersihan yang lebih kompleks, kerana tanah adalah penghubung antara air, udara dan manusia.
4.1.
Peranan tanah dalam metabolisme

Hubungan biologi antara tanah dan manusia dijalankan terutamanya melalui metabolisme. Tanah adalah, seolah-olah, pembekal mineral yang diperlukan untuk kitaran metabolik, untuk pertumbuhan tumbuhan, yang dimakan oleh manusia dan herbivor, dimakan secara bergilir oleh manusia dan karnivor. Oleh itu, tanah menyediakan makanan untuk banyak wakil flora dan fauna.

Akibatnya, kemerosotan kualiti tanah, penurunan nilai biologinya, keupayaan untuk membersihkan diri, menyebabkan tindak balas rantai biologi, yang, dalam hal kesan berbahaya yang berpanjangan, boleh membawa kepada pelbagai gangguan kesihatan dalam populasi. Lebih-lebih lagi, jika proses mineralisasi perlahan, nitrat, nitrogen, fosforus, kalium, dan lain-lain yang terbentuk semasa penguraian bahan boleh memasuki air bawah tanah yang digunakan untuk keperluan minuman dan menyebabkan penyakit serius (contohnya, nitrat boleh menyebabkan methemoglobinemia, terutamanya pada kanak-kanak bayi).

Penggunaan air dari tanah miskin iodin boleh menyebabkan goiter endemik, dsb.
4.2.
Hubungan ekologi antara tanah dan air dan sisa cecair (air sisa)

Seseorang mengekstrak air dari tanah, yang diperlukan untuk mengekalkan proses metabolik dan kehidupan itu sendiri. Kualiti air bergantung kepada keadaan tanah; ia sentiasa mencerminkan keadaan biologi tanah tertentu.

Ini terutama berlaku untuk air bawah tanah, nilai biologi yang ditentukan dengan ketara oleh sifat-sifat tanah dan tanah, keupayaan untuk membersihkan sendiri yang terakhir, kapasiti penapisannya, komposisi makroflora, mikrofauna, dll.

Kesan langsung tanah pada perairan permukaan sudah kurang ketara, ia dikaitkan terutamanya dengan pemendakan. Sebagai contoh, selepas hujan lebat, pelbagai bahan pencemar dihanyutkan keluar dari tanah ke dalam badan air terbuka (sungai, tasik), termasuk baja buatan (nitrogen, fosfat), racun perosak, racun herba; di kawasan karst, sedimen retak, bahan pencemar boleh menembusi melalui retak ke dalam air bawah tanah.

Rawatan air sisa yang tidak mencukupi juga boleh menyebabkan kesan biologi yang berbahaya pada tanah dan akhirnya menyebabkan kemerosotannya. Oleh itu, perlindungan tanah di penempatan adalah salah satu keperluan utama untuk perlindungan alam sekitar secara umum.
4.3.
Had beban tanah untuk sisa pepejal (sisa isi rumah dan jalanan, sisa industri, sisa enapcemar kering selepas pemendapan kumbahan, bahan radioaktif, dsb.)

Masalahnya ditambah lagi dengan fakta bahawa, akibat pembentukan lebih banyak sisa pepejal di bandar, tanah di sekitar mereka mengalami tekanan yang semakin ketara. Sifat dan komposisi tanah semakin merosot pada kadar yang lebih pantas.

Daripada 64.3 juta tan kertas yang dihasilkan di Amerika Syarikat, 49.1 juta tan menjadi sia-sia (daripada jumlah ini, 26 juta tan "dibekalkan" oleh isi rumah, dan 23.1 juta tan - oleh rangkaian perdagangan).

Sehubungan dengan perkara di atas, pelupusan dan pelupusan akhir sisa pepejal adalah masalah kebersihan yang sangat ketara, lebih sukar untuk dilaksanakan dalam konteks peningkatan pembandaran.

Pembuangan akhir sisa pepejal dalam tanah yang tercemar adalah mungkin. Walau bagaimanapun, disebabkan keupayaan pembersihan diri tanah bandar yang sentiasa merosot, pelupusan akhir sisa yang tertimbus di dalam tanah adalah mustahil.

Seseorang boleh berjaya menggunakan proses biokimia yang berlaku di dalam tanah untuk peneutralan sisa pepejal, keupayaan meneutralkan dan membasmi kuman, tetapi tanah bandar, akibat berabad-abad kehidupan manusia di bandar dan aktivitinya, telah lama menjadi tidak sesuai untuk tujuan ini.

Mekanisme pembersihan diri, mineralisasi, yang berlaku di dalam tanah, peranan bakteria dan enzim yang terlibat di dalamnya, serta produk perantaraan dan akhir penguraian bahan diketahui dengan baik. Pada masa ini, penyelidikan bertujuan untuk mengenal pasti faktor yang memastikan keseimbangan biologi tanah semula jadi, serta menjelaskan persoalan berapa banyak sisa pepejal (dan komposisinya) boleh menyebabkan pelanggaran keseimbangan biologi tanah.
Jumlah sisa isi rumah (sampah) setiap seorang penduduk beberapa bandar besar di dunia

Perlu diingatkan bahawa keadaan kebersihan tanah di bandar-bandar akibat daripada bebannya semakin merosot dengan cepat, walaupun keupayaan tanah untuk membersihkan diri adalah keperluan kebersihan utama untuk mengekalkan keseimbangan biologi. Tanah di bandar tidak lagi mampu menampung tugasnya tanpa bantuan manusia. Satu-satunya jalan keluar dari keadaan ini ialah peneutralan lengkap dan pemusnahan sisa mengikut keperluan kebersihan.

Oleh itu, pembinaan kemudahan komunal harus bertujuan untuk memelihara keupayaan semula jadi tanah untuk membersihkan diri, dan jika keupayaan ini telah menjadi tidak memuaskan, maka ia mesti dipulihkan secara buatan.

Yang paling tidak menguntungkan ialah kesan toksik sisa industri, baik cecair dan pepejal. Jumlah sisa yang semakin meningkat masuk ke dalam tanah, yang tidak dapat diatasi. Sebagai contoh, pencemaran tanah dengan arsenik di sekitar kilang superfosfat (dalam radius 3 km) telah ditubuhkan. Seperti yang anda ketahui, beberapa racun perosak, seperti sebatian organoklorin, yang masuk ke dalam tanah, tidak reput untuk masa yang lama.

Begitu juga dengan beberapa bahan pembungkus sintetik (PVC, polietilena, dll.).

Beberapa sebatian toksik lambat laun masuk ke dalam air bawah tanah, akibatnya bukan sahaja keseimbangan biologi tanah terganggu, tetapi juga kualiti air bawah tanah merosot sehingga ke tahap yang tidak boleh digunakan lagi sebagai air minuman.
Peratusan jumlah bahan sintetik asas yang terkandung dalam sisa isi rumah (sampah)

*
Bersama dengan plastik pengerasan haba yang lain.
Masalah sisa telah meningkat hari ini juga kerana sebahagian daripada sisa, terutamanya najis manusia dan haiwan, digunakan untuk menyuburkan tanah pertanian [najis mengandungi sejumlah besar nitrogen-0.4-0.5%, fosforus (P20z) -0.2-0 , 6%, kalium (K? 0) -0.5-1.5%, karbon-5-15%). Masalah bandar ini merebak ke persekitaran bandar.
4.4.
Peranan tanah dalam penyebaran pelbagai penyakit

Tanah memainkan peranan dalam penyebaran penyakit berjangkit. Ini telah dilaporkan pada abad yang lalu oleh Petterkoffer (1882) dan Fodor (1875), yang menjelaskan terutamanya peranan tanah dalam penyebaran penyakit usus: taun, demam kepialu, disentri, dll. Mereka juga menarik perhatian kepada fakta bahawa sesetengah bakteria dan virus mengekalkan daya maju dan virulensi dalam tanah selama berbulan-bulan. Selepas itu, beberapa pengarang mengesahkan pemerhatian mereka, terutamanya berkaitan dengan tanah bandar. Jadi, sebagai contoh, agen penyebab kolera kekal berdaya maju dan patogenik dalam air bawah tanah dari 20 hingga 200 hari, agen penyebab kepialu dalam najis - dari 30 hingga 100 hari, agen penyebab najis paratifoid - dari 30 hingga 60 hari. (Dari sudut pandangan penyebaran penyakit berjangkit, tanah bandar menimbulkan bahaya yang jauh lebih besar daripada tanah di ladang yang dibaja dengan baja.)

Untuk menentukan tahap pencemaran tanah, sebilangan pengarang menggunakan definisi nombor bakteria (E. coli), serta semasa menentukan kualiti air. Penulis lain menganggapnya suai manfaat untuk menentukan, sebagai tambahan, bilangan bakteria termofilik yang mengambil bahagian dalam proses mineralisasi.

Penyebaran penyakit berjangkit melalui tanah sebahagian besarnya dipermudahkan oleh pengairan tanah dengan kumbahan. Pada masa yang sama, sifat mineralisasi tanah juga merosot. Oleh itu, pengairan air sisa hendaklah dijalankan di bawah pengawasan kebersihan yang ketat dan hanya di luar kawasan bandar.

4.5.
Kesan berbahaya daripada jenis bahan pencemar utama (sisa pepejal dan cecair) yang membawa kepada degradasi tanah

4.5.1.
Peneutralan sisa cecair dalam tanah

Di beberapa penempatan yang tidak mempunyai sistem pembetungan, beberapa sisa, termasuk baja, dinetralkan di dalam tanah.

Seperti yang anda tahu, ini adalah cara paling mudah untuk meneutralkan. Walau bagaimanapun, ia hanya dibenarkan jika kita berurusan dengan tanah yang lengkap secara biologi yang mengekalkan keupayaan untuk membersihkan diri, yang tidak biasa untuk tanah bandar. Sekiranya tanah tidak lagi mempunyai kualiti ini, maka untuk melindunginya daripada degradasi selanjutnya, terdapat keperluan untuk struktur teknikal yang kompleks untuk peneutralan sisa cecair.

Di beberapa tempat, sisa dinetralkan dalam lubang kompos. Penyelesaian ini secara teknikalnya mencabar. Di samping itu, cecair boleh menembusi ke dalam tanah pada jarak yang agak jauh. Tugas ini lebih rumit oleh fakta bahawa air sisa bandar mengandungi jumlah sisa industri toksik yang semakin meningkat, yang memburukkan sifat mineralisasi tanah ke tahap yang lebih besar daripada najis manusia dan haiwan. Oleh itu, adalah dibenarkan untuk mengalirkan ke dalam lubang kompos hanya air sisa yang telah diendapkan sebelum ini. Jika tidak, kapasiti penapisan tanah terganggu, maka tanah kehilangan sifat pelindungnya yang lain, secara beransur-ansur penyumbatan liang berlaku, dsb.

Penggunaan najis manusia untuk pengairan ladang pertanian merupakan kaedah kedua untuk meneutralkan sisa cecair. Kaedah ini menimbulkan bahaya kebersihan berganda: pertama, ia boleh membebankan tanah; kedua, sisa ini boleh menjadi sumber jangkitan yang serius. Oleh itu, najis mesti terlebih dahulu dibasmi kuman dan dirawat dengan sewajarnya, dan baru digunakan sebagai baja. Dua sudut pandangan yang bertentangan bertembung di sini. Mengikut keperluan kebersihan, najis tertakluk kepada kemusnahan yang hampir lengkap, dan dari sudut pandangan ekonomi negara, ia mewakili baja yang berharga. Najis segar tidak boleh digunakan untuk menyiram kebun sayur dan ladang tanpa menyahcemarnya terlebih dahulu. Jika, bagaimanapun, anda perlu menggunakan najis segar, maka mereka memerlukan tahap peneutralan sehingga sebagai baja mereka tidak lagi mewakili hampir apa-apa nilai.

Najis boleh digunakan sebagai baja hanya di kawasan yang ditetapkan khas, dengan kawalan kebersihan dan kebersihan yang berterusan, terutamanya terhadap keadaan air bawah tanah, jumlah lalat, dll.

Keperluan untuk pelupusan dan peneutralan tanah najis haiwan, pada dasarnya, tidak berbeza daripada keperluan untuk peneutralan najis manusia.

Sehingga baru-baru ini, baja mewakili dalam pertanian sebagai sumber penting nutrien berharga yang diperlukan untuk meningkatkan kesuburan tanah. Walau bagaimanapun, dalam beberapa tahun kebelakangan ini, baja telah kehilangan kepentingannya, sebahagiannya disebabkan oleh mekanisasi pertanian, dan sebahagiannya disebabkan oleh peningkatan penggunaan baja buatan.

Sekiranya tiada rawatan dan peneutralan yang sesuai, baja juga berbahaya, serta najis manusia yang tidak dineutralkan. Oleh itu, sebelum diangkut ke ladang, baja dibiarkan matang supaya pada masa ini (pada suhu 60-70 ° C) proses bioterma yang diperlukan boleh berlaku. Selepas itu, baja dianggap "matang" dan dibebaskan daripada kebanyakan patogen yang terkandung di dalamnya (bakteria, telur cacing, dll.).

Harus diingat bahawa simpanan baja boleh menjadi tempat pembiakan yang ideal untuk lalat yang boleh menyebarkan pelbagai jangkitan usus. Perlu diingatkan bahawa lalat untuk pembiakan paling rela memilih baja babi, kemudian kuda, biri-biri, dan terakhir tetapi tidak kurang lembu. Sebelum membuang baja ke ladang, ia mesti dirawat dengan agen insektisida.
sambungan
--PEMISAH HALAMAN--

KANDUNGAN

pengenalan

1. Penutup tanah dan kegunaannya

2. Hakisan tanah (air dan angin) dan kaedah menanganinya

3. Pencemaran tanah perindustrian

3.1 Hujan asid

3.2 Logam berat

3.3 Mabuk plumbum

4. Kebersihan tanah. Pelupusan sisa

4.1 Peranan tanah dalam metabolisme

4.2 Hubungan alam sekitar antara tanah dan air dan sisa cecair (air sisa)

4.3 Had beban tanah dengan sisa pepejal (sisa isi rumah dan jalanan, sisa industri, enapcemar kering selepas pemendapan kumbahan, bahan radioaktif)

4.4 Peranan tanah dalam penyebaran pelbagai penyakit

4.5 Kesan berbahaya jenis bahan pencemar utama (sisa pepejal dan cecair) yang membawa kepada degradasi tanah

4.5.1 Peneutralan sisa cecair dalam tanah

4.5.2.1 Dekontaminasi sisa pepejal dalam tanah

4.5.2.2 Kutipan dan pelupusan sisa

4.5.3 Pelupusan dan pelupusan akhir

4.6 Pelupusan sisa radioaktif

Kesimpulan

Senarai sumber yang digunakan

pengenalan.

Sebahagian daripada tanah, baik di Rusia dan di seluruh dunia, meninggalkan peredaran pertanian setiap tahun atas pelbagai sebab, yang dibincangkan secara terperinci dalam UIR. Beribu-ribu atau lebih hektar tanah mengalami hakisan, hujan asid, pengendalian yang tidak betul dan sisa toksik. Untuk mengelakkan ini, anda perlu membiasakan diri dengan langkah-langkah penambakan yang paling produktif dan murah (lihat definisi penambakan di bahagian utama kerja) yang meningkatkan kesuburan penutup tanah, dan di atas semua dengan kesan negatif ke atas tanah itu sendiri, dan bagaimana untuk mengelakkannya.

Kajian ini memberikan gambaran tentang kesan berbahaya ke atas tanah dan telah dijalankan melalui beberapa buku, artikel dan jurnal saintifik yang dikhaskan untuk isu tanah dan alam sekitar.

Masalah pencemaran dan kemerosotan tanah sentiasa relevan. Sekarang, kita boleh menambah apa yang telah dikatakan bahawa pada zaman kita, pengaruh antropogenik sangat mempengaruhi alam semula jadi dan hanya tumbuh, dan tanah adalah salah satu sumber utama makanan dan pakaian bagi kita, apatah lagi kita berjalan di atasnya. dan akan sentiasa berhubung rapat dengannya.

1. Penutup tanah dan kegunaannya.

Penutup tanah adalah pembentukan semula jadi yang paling penting. Kepentingannya untuk kehidupan masyarakat ditentukan oleh fakta bahawa tanah adalah sumber makanan utama, menyediakan 97-98% daripada sumber makanan penduduk dunia. Pada masa yang sama, penutup tanah adalah tempat aktiviti manusia, di mana pengeluaran perindustrian dan pertanian terletak.

Menonjolkan peranan istimewa makanan dalam kehidupan masyarakat, malah V. I. Lenin menegaskan: "Asas sebenar ekonomi ialah dana makanan."

Sifat paling penting bagi penutup tanah ialah kesuburannya, yang difahami sebagai keseluruhan sifat tanah yang memastikan hasil tanaman pertanian. Kesuburan tanah semulajadi dikawal oleh bekalan nutrien dalam tanah dan rejim air, udara dan habanya. Peranan penutup tanah dalam produktiviti sistem ekologi daratan adalah hebat, kerana tanah menyuburkan tumbuhan darat dengan air dan banyak sebatian dan merupakan komponen terpenting dalam aktiviti fotosintesis tumbuhan. Kesuburan tanah juga bergantung kepada jumlah tenaga suria yang terkumpul di dalamnya. Organisma hidup, tumbuhan dan haiwan yang mendiami Bumi merekodkan tenaga suria dalam bentuk phyto- atau zoomass. Produktiviti sistem ekologi daratan bergantung pada keseimbangan terma dan air permukaan bumi, yang menentukan kepelbagaian bentuk pertukaran jirim dan jirim dalam sampul geografi planet ini.

Menganalisis kepentingan tanah untuk pengeluaran sosial, K. Marx mengenal pasti dua konsep: jirim tanah dan modal tanah. Yang pertama harus difahami tanah yang timbul dalam proses perkembangan evolusinya bertentangan dengan kehendak dan kesedaran manusia dan merupakan tempat penempatan manusia dan sumber makanannya... Dari saat tanah dalam proses pembangunan masyarakat manusia menjadi alat pengeluaran, ia muncul dalam modal kualiti baru, tanpanya proses buruh tidak dapat dibayangkan, "... kerana ia memberi pekerja ... tempat dia berdiri ... , dan prosesnya adalah ruang lingkupnya ... ”. Atas sebab inilah bumi adalah faktor sejagat dalam mana-mana aktiviti manusia.

Peranan dan tempat tanah tidak sama dalam pelbagai bidang pengeluaran bahan, terutamanya dalam industri dan pertanian. Dalam industri pembuatan, dalam pembinaan, dalam pengangkutan, tanah adalah tempat di mana proses buruh berlaku, tanpa mengira kesuburan semula jadi tanah. Dalam kapasiti yang berbeza, tanah digunakan dalam pertanian. Di bawah pengaruh tenaga kerja manusia, kesuburan semulajadi bertukar daripada potensi kepada ekonomi. Kekhususan penggunaan sumber tanah dalam pertanian membawa kepada fakta bahawa mereka muncul dalam dua kualiti yang berbeza, sebagai objek buruh dan sebagai cara pengeluaran. K. Marx menyatakan: “Dengan hanya satu pelaburan baru modal dalam bidang tanah ... orang ramai menambah modal tanah tanpa sebarang peningkatan dalam perkara bumi, iaitu ruang bumi”.

Tanah dalam pertanian bertindak sebagai daya produktif kerana kesuburan semulajadinya, yang tidak kekal. Dengan penggunaan tanah yang rasional, kesuburan tersebut boleh ditingkatkan dengan memperbaiki rejim air, udara dan haba melalui langkah-langkah penambakan dan meningkatkan kandungan nutrien dalam tanah. Sebaliknya, dengan penggunaan sumber tanah yang tidak rasional, kesuburan mereka berkurangan, akibatnya terdapat penurunan dalam hasil tanaman pertanian. Di sesetengah tempat, penanaman tanaman menjadi mustahil sepenuhnya, terutamanya pada tanah masin dan terhakis.

Dengan tahap pembangunan daya produktif masyarakat yang rendah, pengembangan pengeluaran makanan berlaku disebabkan oleh penglibatan tanah baru dalam pertanian, yang sepadan dengan pembangunan pertanian yang meluas. Ini difasilitasi oleh dua syarat: ketersediaan tanah percuma dan kemungkinan menjalankan ladang pada tahap purata perbelanjaan modal yang berpatutan bagi setiap unit kawasan. Penggunaan tanah dan pertanian ini adalah tipikal bagi banyak negara membangun di dunia moden.

Dalam era revolusi saintifik dan teknologi, terdapat persempadanan tajam sistem pertanian di negara perindustrian dan membangun. Yang pertama dicirikan oleh intensifikasi pertanian menggunakan pencapaian revolusi saintifik dan teknologi, di mana pertanian berkembang bukan disebabkan oleh peningkatan dalam kawasan tanah yang ditanam, tetapi disebabkan oleh peningkatan jumlah modal yang dilaburkan dalam tanah. Sumber tanah yang diketahui terhad untuk kebanyakan negara kapitalis yang maju secara industri, peningkatan permintaan untuk produk pertanian di seluruh dunia disebabkan oleh kadar pertumbuhan penduduk yang tinggi, dan budaya pertanian yang lebih tinggi menyumbang kepada pemindahan pertanian di negara-negara ini ke laluan pembangunan intensif pada tahun 50-an. Percepatan proses intensifikasi pertanian di negara kapitalis perindustrian dikaitkan bukan sahaja dengan pencapaian revolusi saintifik dan teknologi, tetapi terutamanya dengan keuntungan melabur dalam pertanian, yang menumpukan pengeluaran pertanian di tangan pemilik tanah besar dan merosakkan petani kecil.

Pertanian dibangunkan dengan cara lain di negara membangun. Antara masalah sumber semula jadi yang teruk di negara-negara ini, berikut boleh dibezakan: budaya pertanian yang rendah, yang menyebabkan kemerosotan tanah (peningkatan hakisan, kemasinan, penurunan kesuburan) dan tumbuh-tumbuhan semula jadi (contohnya, hutan tropika), penipisan air. sumber-sumber, penggurunan tanah, yang sangat jelas ditunjukkan di benua Afrika. Kesemua faktor yang dikaitkan dengan masalah sosio-ekonomi negara membangun telah menyebabkan kekurangan makanan kronik di negara-negara tersebut. Oleh itu, pada awal tahun 1980-an, dari segi peruntukan bagi setiap orang dengan bijirin (222 kg) dan daging (14 kg), negara-negara membangun adalah lebih rendah daripada negara-negara kapitalis yang maju secara industri, beberapa kali. Penyelesaian kepada masalah makanan di negara membangun tidak dapat difikirkan tanpa transformasi sosio-ekonomi yang besar.

Di negara kita, asas hubungan tanah adalah pemilikan negeri (awam) tanah, yang timbul akibat nasionalisasi seluruh tanah. Hubungan agraria dibina berdasarkan rancangan mengikut mana pertanian harus berkembang pada masa hadapan, dengan bantuan kewangan dan kredit daripada negara dan bekalan jumlah mesin dan baja yang diperlukan. Bayaran untuk pekerja pertanian dari segi kuantiti dan kualiti buruh merangsang peningkatan yang berterusan dalam taraf hidup mereka.

Penggunaan dana tanah secara keseluruhannya dijalankan berdasarkan rancangan jangka panjang negeri. Contoh rancangan sedemikian ialah pembangunan tanah dara dan tanah terbiar di timur negara (pertengahan 1950-an), berkat yang memungkinkan dalam masa yang singkat untuk memperkenalkan lebih daripada 41 juta hektar kawasan baru ke dalam tanah pertanian. Contoh lain ialah satu set langkah yang berkaitan dengan pelaksanaan Program Makanan, yang memperuntukkan percepatan pembangunan pengeluaran pertanian berdasarkan peningkatan budaya pertanian, langkah penambakan yang meluas, serta pelaksanaan program yang luas. penyusunan semula sosio-ekonomi kawasan pertanian.

Sumber tanah dunia secara keseluruhan memungkinkan untuk menyediakan makanan untuk lebih ramai orang daripada yang sedia ada pada masa ini dan apa yang akan berlaku dalam masa terdekat. Walau bagaimanapun, disebabkan pertumbuhan penduduk, terutamanya di negara membangun, jumlah tanah pertanian per kapita semakin berkurangan.

Baru-baru ini, sehubungan dengan perkembangan pesat industri, terdapat peningkatan yang ketara dalam tahap logam berat di alam sekitar. Istilah "logam berat" digunakan untuk logam sama ada dengan ketumpatan melebihi 5 g / cm 3 atau dengan nombor atom lebih besar daripada 20. Walaupun terdapat sudut pandangan lain, mengikut mana logam berat termasuk lebih daripada 40 unsur kimia dengan jisim atom melebihi 50 pada. unit Antara unsur kimia, logam berat adalah yang paling toksik dan kedua selepas racun perosak dari segi bahayanya. Dalam kes ini, unsur kimia berikut dianggap toksik: Co, Ni, Cu, Zn, Sn, As, Se, Te, Rb, Ag, Cd, Au, Hg, Pb, Sb, Bi, Pt.

Fitotoksisiti logam berat bergantung pada sifat kimianya: valensi, jejari ionik dan keupayaan kompleks. Dalam kebanyakan kes, unsur-unsur mengikut tahap ketoksikan disusun dalam urutan: Cu> Ni> Cd> Zn> Pb> Hg> Fe> Mo> Mn. Walau bagaimanapun, siri ini mungkin berubah agak disebabkan oleh pemendapan unsur yang tidak sama rata oleh tanah dan dipindahkan ke keadaan yang tidak boleh diakses oleh tumbuhan, keadaan pertumbuhan, ciri fisiologi dan genetik tumbuhan itu sendiri. Transformasi dan penghijrahan logam berat berlaku di bawah pengaruh langsung dan tidak langsung tindak balas pengkompleksan. Apabila menilai pencemaran alam sekitar, adalah perlu untuk mengambil kira sifat-sifat tanah dan, pertama sekali, komposisi granulometrik, kandungan humus dan kapasiti penimbal. Penimbalan difahamkan sebagai keupayaan tanah untuk mengekalkan kepekatan logam dalam larutan tanah pada tahap yang tetap.

Dalam tanah, logam berat terdapat dalam dua fasa - pepejal dan dalam larutan tanah. Bentuk kewujudan logam ditentukan oleh tindak balas alam sekitar, komposisi kimia dan bahan larutan tanah dan, pertama sekali, kandungan bahan organik. Unsur - komplek, mencemarkan tanah, tertumpu terutamanya di lapisan atasnya 10 cm. Walau bagaimanapun, selepas pengasidan tanah penampan rendah, sebahagian besar logam daripada keadaan serap pertukaran masuk ke dalam larutan tanah. Kadmium, kuprum, nikel, kobalt mempunyai keupayaan penghijrahan yang kuat dalam persekitaran berasid. Penurunan pH sebanyak 1.8-2 unit membawa kepada peningkatan mobiliti zink sebanyak 3.8-5.4, kadmium - sebanyak 4-8, tembaga - sebanyak 2-3 kali ..

Jadual 1 Piawaian MPC (APC), kandungan latar belakang unsur kimia dalam tanah (mg / kg)

Oleh itu, apabila memasuki tanah, logam berat cepat berinteraksi dengan ligan organik untuk membentuk sebatian kompleks. Jadi, pada kepekatan rendah dalam tanah (20-30 mg / kg), kira-kira 30% plumbum adalah dalam bentuk kompleks dengan bahan organik. Perkadaran sebatian kompleks plumbum meningkat dengan peningkatan kepekatannya kepada 400 mg / g, dan kemudian berkurangan. Logam juga diserap (bertukar atau tidak bertukar) oleh mendakan besi dan mangan hidroksida, mineral tanah liat, dan bahan organik tanah. Logam yang tersedia untuk tumbuhan dan mampu larut lesap didapati dalam larutan tanah dalam bentuk ion bebas, kompleks dan kelat.

Penyerapan HM oleh tanah sebahagian besarnya bergantung kepada tindak balas persekitaran dan anion yang wujud dalam larutan tanah. Dalam medium berasid, kuprum, plumbum dan zink lebih terserap, dan dalam medium alkali, kadmium dan kobalt diserap secara intensif. Kuprum lebih disukai mengikat ligan organik dan hidroksida besi.

Jadual 2 Kebolehgerakan unsur surih dalam tanah yang berbeza bergantung kepada pH larutan tanah

Faktor tanah dan iklim sering menentukan arah dan kadar migrasi dan transformasi HM dalam tanah. Oleh itu, keadaan tanah dan rejim air zon hutan-steppe menyumbang kepada penghijrahan menegak intensif HM di sepanjang profil tanah, termasuk pemindahan logam dengan aliran air di sepanjang retakan, laluan akar, dll.

Nikel (Ni) ialah unsur kumpulan VIII jadual berkala dengan jisim atom 58.71. Nikel, bersama-sama dengan Mn, Fe, Co dan Cu, tergolong dalam logam peralihan yang dipanggil, sebatian yang mempunyai aktiviti biologi yang tinggi. Oleh kerana ciri-ciri struktur orbital elektron, logam di atas, termasuk nikel, mempunyai keupayaan kompleksasi yang jelas. Nikel mampu membentuk kompleks yang stabil, contohnya, dengan sistein dan sitrat, serta dengan banyak ligan organik dan bukan organik. Komposisi geokimia batuan induk sebahagian besarnya menentukan kandungan nikel dalam tanah. Jumlah terbesar nikel terkandung dalam tanah yang terbentuk daripada batuan asas dan ultrabes. Menurut beberapa pengarang, sempadan paras nikel yang berlebihan dan toksik bagi kebanyakan spesies berbeza dari 10 hingga 100 mg / kg. Sebahagian besar nikel tetap di dalam tanah tidak bergerak, dan penghijrahan yang sangat lemah dalam keadaan koloid dan dalam komposisi ampaian mekanikal tidak menjejaskan pengedarannya di sepanjang profil menegak dan agak seragam.

Plumbum (Pb). Kimia plumbum dalam tanah ditentukan oleh keseimbangan halus proses berlawanan arah: penyerapan-desorpsi, pelarutan-peralihan kepada keadaan pepejal. Plumbum yang masuk ke dalam tanah dengan pelepasan termasuk dalam kitaran transformasi fizikal, kimia dan fizikokimia. Pada mulanya, proses pergerakan mekanikal mendominasi (zarah plumbum bergerak di sepanjang permukaan dan di dalam tanah di sepanjang retak) dan resapan perolakan. Kemudian, apabila sebatian plumbum fasa pepejal larut, proses fizikokimia yang lebih kompleks (khususnya, proses penyebaran ion) akan dimainkan, disertai dengan transformasi sebatian plumbum yang diterima dengan habuk.

Telah didapati bahawa plumbum berhijrah secara menegak dan mendatar, dengan proses kedua mengatasi yang pertama. Selama 3 tahun pemerhatian di padang rumput forb, habuk plumbum yang digunakan secara tempatan ke permukaan tanah bergerak secara mendatar sebanyak 25-35 cm, manakala kedalaman penembusannya ke dalam ketebalan tanah ialah 10-15 cm. Faktor biologi memainkan peranan penting dalam penghijrahan plumbum: akar tumbuhan menyerap ion logam; semasa musim tumbuh, mereka bergerak di dalam tanah; apabila tumbuhan mati dan reput, plumbum dilepaskan ke dalam jisim tanah di sekelilingnya.

Adalah diketahui bahawa tanah mempunyai keupayaan untuk mengikat (menyerap) plumbum teknogenik yang telah memasukinya. Penyerapan dipercayai merangkumi beberapa proses: pertukaran lengkap dengan kation kompleks tanah yang menyerap (penjerapan tidak spesifik) dan beberapa tindak balas pengkompleksan plumbum dengan penderma komponen tanah (penjerapan khusus). Dalam tanah, plumbum dikaitkan terutamanya dengan bahan organik, serta dengan mineral tanah liat, oksida mangan, besi dan aluminium hidroksida. Dengan mengikat plumbum, humus menghalang penghijrahannya ke persekitaran bersebelahan dan mengehadkan kemasukannya ke dalam tumbuhan. Antara mineral tanah liat, ilites dicirikan oleh kecenderungan untuk penyerapan plumbum. Peningkatan pH tanah semasa pengapuran membawa kepada pengikatan plumbum yang lebih besar kepada tanah disebabkan oleh pembentukan sebatian yang tidak larut (hidroksida, karbonat, dll.).

Plumbum, yang terdapat dalam tanah dalam bentuk mudah alih, diperbaiki dari semasa ke semasa oleh komponen tanah dan menjadi tidak boleh diakses oleh tumbuhan. Menurut penyelidik Rusia, plumbum paling kuat difiksasi dalam chernozem dan tanah kelodak gambut.

Kadmium (Cd) Keistimewaan kadmium, yang membezakannya daripada HM lain, ialah ia terdapat dalam larutan tanah terutamanya dalam bentuk kation (Cd 2+), walaupun dalam tanah dengan tindak balas neutral medium, ia boleh membentuk kompleks sukar larut dengan sulfat, fosfat atau hidroksida.

Menurut data yang ada, kepekatan kadmium dalam larutan tanah tanah latar berkisar antara 0.2 hingga 6 μg / L. Di pusat-pusat pencemaran tanah, ia meningkat kepada 300-400 μg / L ..

Adalah diketahui bahawa kadmium sangat mudah alih dalam tanah; mampu melepasi dalam kuantiti yang banyak daripada fasa pepejal kepada cecair dan sebaliknya (yang menyukarkan untuk meramalkan kemasukannya ke dalam tumbuhan). Mekanisme yang mengawal kepekatan kadmium dalam larutan tanah ditentukan oleh proses penyerapan (penjerapan difahami sebagai penjerapan, pemendakan, dan kompleksasi sebenar). Kadmium diserap oleh tanah dalam kuantiti yang lebih kecil daripada HM lain. Untuk mencirikan mobiliti logam berat di dalam tanah, nisbah kepekatan logam dalam fasa pepejal kepada yang dalam larutan keseimbangan digunakan. Nilai tinggi nisbah ini menunjukkan bahawa HMs dikekalkan dalam fasa pepejal disebabkan oleh tindak balas penyerapan, nilai rendah disebabkan oleh fakta bahawa logam berada dalam larutan, dari mana mereka boleh berhijrah ke media lain atau memasuki pelbagai tindak balas. (geokimia atau biologi). Adalah diketahui bahawa proses utama dalam pengikatan kadmium adalah penjerapan oleh tanah liat. Kajian terkini juga menunjukkan peranan yang besar dalam proses kumpulan hidroksil, oksida besi dan bahan organik ini. Dengan tahap pencemaran yang rendah dan tindak balas neutral medium, kadmium diserap terutamanya oleh oksida besi. Dan dalam persekitaran berasid (pH = 5), bahan organik mula bertindak sebagai penjerap yang kuat. Pada pH yang lebih rendah (pH = 4), fungsi penjerapan dipindahkan hampir secara eksklusif kepada bahan organik. Komponen mineral tidak lagi memainkan peranan dalam proses ini.

Adalah diketahui bahawa kadmium bukan sahaja diserap oleh permukaan tanah, tetapi juga tetap disebabkan oleh pemendakan, pembekuan, dan penyerapan antara kelompok oleh mineral tanah liat. Di dalam zarah tanah, ia meresap melalui mikropori dan dengan cara lain.

Kadmium dibetulkan dengan cara yang berbeza dalam pelbagai jenis tanah. Setakat ini, sedikit yang diketahui tentang hubungan persaingan kadmium dengan logam lain dalam proses penyerapan dalam kompleks penyerap tanah. Menurut penyelidikan oleh pakar dari Universiti Teknikal Copenhagen (Denmark), dengan kehadiran nikel, kobalt dan zink, penyerapan kadmium oleh tanah telah ditindas. Kajian lain menunjukkan bahawa penyerapan kadmium oleh tanah dilemahkan dengan kehadiran ion klorin. Ketepuan tanah dengan ion Ca 2+ membawa kepada peningkatan kapasiti penyerapan kadmium. Banyak ikatan kadmium dengan komponen tanah menjadi rapuh; dalam keadaan tertentu (contohnya, tindak balas berasid persekitaran), ia dilepaskan dan sekali lagi masuk ke dalam larutan.

Peranan mikroorganisma dalam proses pembubaran kadmium dan peralihannya kepada keadaan mudah alih telah didedahkan. Hasil daripada aktiviti pentingnya, sama ada kompleks logam larut air terbentuk, atau keadaan fizikokimia dicipta yang memihak kepada peralihan kadmium daripada pepejal kepada fasa cecair.

Proses-proses yang berlaku dengan kadmium dalam tanah (penyerapan-desorpsi, peralihan kepada larutan, dsb.) adalah saling berkaitan dan saling bergantung, pengaliran logam ini ke dalam tumbuhan bergantung pada arah, keamatan dan kedalamannya. Adalah diketahui bahawa jumlah penyerapan kadmium oleh tanah bergantung pada nilai pH: semakin tinggi pH tanah, semakin banyak ia menyerap kadmium. Jadi, menurut data yang ada, dalam julat pH dari 4 hingga 7.7 dengan peningkatan pH seunit, kapasiti penyerapan tanah berhubung dengan kadmium meningkat kira-kira tiga kali ganda.

Zink (Zn). Kekurangan zink boleh nyata pada kedua-dua tanah ringan berasid sangat podzol, dan pada tanah berkapur, miskin zink, dan sangat humik. Manifestasi kekurangan zink dipertingkatkan dengan penggunaan baja fosforus dos yang tinggi dan pembajakan tanah bawah yang kuat ke ufuk yang boleh ditanam.

Jumlah kandungan zink tertinggi adalah dalam tanah tundra (53-76 mg / kg) dan chernozem (24-90 mg / kg), paling rendah adalah dalam tanah soddy-podzolic (20-67 mg / kg). Kekurangan zink paling kerap ditunjukkan pada tanah berkapur neutral dan sedikit alkali. Dalam tanah berasid, zink lebih mudah alih dan tersedia untuk tumbuhan.

Zink dalam tanah terdapat dalam bentuk ionik, di mana ia diserap oleh mekanisme pertukaran kation dalam medium berasid atau hasil daripada chemisorption dalam medium alkali. Ion yang paling mudah alih ialah Zn 2+. Mobiliti zink dalam tanah terutamanya dipengaruhi oleh nilai pH dan kandungan mineral tanah liat. Pada pH<6 подвижность Zn 2+ возрастает, что приводит к его выщелачиванию. Попадая в межпакетные пространства кристаллической решетки монтмориллонита, ионы цинка теряют свою подвижность. Кроме того, цинк образует устойчивые формы с органическим веществом почвы, поэтому он накапливается в основном в горизонтах почв с высоким содержанием гумуса и в торфе.

Menurut A.P. Vinogradov (1952), semua unsur kimia pada satu tahap atau yang lain mengambil bahagian dalam kehidupan tumbuhan, dan jika banyak daripada mereka dianggap penting secara fisiologi, ia hanya kerana belum ada bukti untuk ini. Memasuki tumbuhan dalam kuantiti yang kecil dan menjadi konstituen atau pengaktif enzim di dalamnya, unsur mikro melaksanakan fungsi perkhidmatan dalam proses metabolik. Apabila kepekatan unsur yang luar biasa tinggi memasuki alam sekitar, ia menjadi toksik kepada tumbuhan. Penembusan berlebihan logam berat ke dalam tisu tumbuhan membawa kepada gangguan fungsi normal organ mereka, dan gangguan ini adalah lebih kuat, lebih besar lebihan bahan toksik. Pada masa yang sama, produktiviti jatuh. Kesan toksik HM dimanifestasikan dari peringkat awal perkembangan tumbuhan, tetapi pada tahap yang berbeza-beza pada tanah yang berbeza dan untuk tanaman yang berbeza.

Penyerapan unsur kimia oleh tumbuhan adalah proses yang aktif. Resapan pasif hanya 2-3% daripada jumlah jisim komponen mineral yang diasimilasikan. Apabila kandungan logam dalam tanah berada pada tahap latar belakang, penyerapan aktif ion berlaku, dan jika kita mengambil kira mobiliti rendah unsur-unsur ini dalam tanah, maka penyerapannya harus didahului oleh mobilisasi logam yang terikat kuat. Apabila kandungan HM dalam lapisan akar dalam kuantiti yang ketara melebihi kepekatan maksimum di mana logam boleh diperbaiki disebabkan oleh sumber dalaman tanah, kuantiti logam sedemikian memasuki akar yang tidak dapat dipegang oleh membran. Akibatnya, aliran ion atau sebatian unsur tidak lagi dikawal oleh mekanisme selular. Pada tanah berasid, terdapat pengumpulan HM yang lebih intensif daripada pada tanah dengan tindak balas persekitaran neutral atau hampir neutral. Ukuran penyertaan sebenar ion HM dalam tindak balas kimia ialah aktiviti mereka. Kesan toksik kepekatan tinggi HM pada tumbuhan boleh dimanifestasikan dalam pelanggaran pengambilan dan pengedaran unsur kimia lain. Sifat interaksi HM dengan unsur lain berubah bergantung pada kepekatannya. Migrasi dan kemasukan ke dalam tumbuhan dilakukan dalam bentuk sebatian kompleks.

Dalam tempoh awal pencemaran alam sekitar dengan logam berat, disebabkan oleh sifat penampan tanah, yang membawa kepada penyahaktifan bahan toksik, tumbuhan secara praktikal tidak akan mengalami sebarang kesan buruk. Walau bagaimanapun, fungsi perlindungan tanah tidak terhad. Dengan peningkatan tahap pencemaran dengan logam berat, ketidakaktifannya menjadi tidak lengkap dan aliran ion menyerang akar. Tumbuhan ini mampu memindahkan beberapa ion ke dalam keadaan kurang aktif walaupun sebelum ia meresap ke dalam sistem akar tumbuhan. Ini adalah, sebagai contoh, chelation menggunakan eksudat akar atau penjerapan pada permukaan luar akar dengan pembentukan sebatian kompleks. Di samping itu, seperti yang ditunjukkan oleh eksperimen tumbuh-tumbuhan dengan dos toksik zink, nikel, kadmium, kobalt, kuprum, plumbum yang diketahui, akarnya terletak di lapisan yang tidak tercemar dengan tanah HM dan dalam varian ini tiada gejala fototoksisiti.

Walaupun fungsi perlindungan sistem akar, HM memasuki akar dalam keadaan tercemar. Dalam kes ini, mekanisme pertahanan berperanan, yang menyebabkan pengedaran khusus HM ke atas organ tumbuhan berlaku, yang memungkinkan untuk menjamin pertumbuhan dan perkembangannya sepenuh mungkin. Dalam kes ini, kandungan, sebagai contoh, HM dalam tisu akar dan benih dalam persekitaran yang sangat tercemar boleh berbeza sebanyak 500-600 kali, yang menunjukkan keupayaan perlindungan hebat organ tumbuhan bawah tanah ini.

Lebihan unsur kimia menyebabkan toksikosis pada tumbuhan. Apabila kepekatan HM meningkat, pertumbuhan tumbuhan pada mulanya dihalang, kemudian klorosis daun berlaku, yang digantikan oleh nekrosis, dan, akhirnya, sistem akar rosak. Kesan toksik TM boleh nyata secara langsung dan tidak langsung. Kesan langsung lebihan HM dalam sel tumbuhan adalah disebabkan oleh tindak balas kompleks, akibatnya enzim disekat atau protein dimendakkan. Penyahaktifan sistem enzimatik berlaku akibat menggantikan logam enzim dengan logam pencemar. Pada kandungan bahan toksik yang kritikal, keupayaan pemangkin enzim berkurangan dengan ketara atau disekat sepenuhnya.

A.P. Vinogradov (1952) mengenal pasti tumbuhan yang mampu menumpukan unsur. Dia menunjuk kepada dua jenis tumbuhan penumpu:

1) tumbuhan menumpukan unsur pada skala besar-besaran;

2) tumbuhan dengan kepekatan terpilih (khusus).

Tumbuhan jenis pertama diperkaya dengan unsur kimia jika yang terakhir terkandung dalam tanah dalam jumlah yang meningkat. Kepekatan dalam kes ini disebabkan oleh faktor persekitaran.

Tumbuhan jenis kedua dicirikan oleh jumlah yang sentiasa tinggi bagi satu atau unsur kimia lain, tanpa mengira kandungannya dalam persekitaran. Ia dikondisikan oleh keperluan tetap secara genetik.

Memandangkan mekanisme penyerapan logam berat dari tanah ke dalam tumbuhan, kita boleh bercakap tentang jenis pengumpulan unsur halangan (tidak menumpukan) dan bebas halangan (menumpu). Pengumpulan halangan adalah tipikal untuk kebanyakan tumbuhan yang lebih tinggi dan tidak tipikal untuk bryophytes dan lichen. Jadi, dalam kerja M. A. Toikka dan L. N. Potekhina (1980), sphagnum (2.66 mg / kg) dinamakan sebagai kobalt pekat tumbuhan; tembaga (10.0 mg / kg) - birch, drupe, lily lembah; mangan (1100 mg / kg) - beri biru. Lepp et al. (1987) mendapati kepekatan kadmium yang tinggi dalam sporofor kulat Amanita muscaria yang tumbuh di hutan birch. Dalam sporofor kulat, kandungan kadmium adalah 29.9 mg / kg berat kering, dan di dalam tanah tempat mereka tumbuh, ia adalah 0.4 mg / kg. Adalah dipercayai bahawa tumbuhan yang menjadi penumpu kobalt juga sangat toleran terhadap nikel dan mampu mengumpulnya dalam kuantiti yang banyak. Ini termasuk, khususnya, tumbuhan dari keluarga Boraginaceae, Brassicaceae, Myrtaceae, Fabaceae, Caryophyllaceae. Penumpu nikel dan superkonsentrator juga terdapat di kalangan tumbuhan ubatan. Superconcentrators termasuk pokok tembikai, belladonna belladonna, machok kuning, heartwort, passionflower merah daging dan thermopsis berbentuk pisau pembedah. Jenis pengumpulan unsur kimia yang berada dalam kepekatan tinggi dalam medium nutrien bergantung kepada fasa-fasa tumbuh-tumbuhan tumbuhan. Pengumpulan bebas halangan adalah ciri fasa anak benih, apabila tumbuhan tidak membezakan bahagian atas tanah ke dalam pelbagai organ dan pada fasa akhir musim penanaman - selepas matang, serta semasa dorman musim sejuk, apabila pengumpulan bebas halangan boleh disertai dengan pembebasan jumlah berlebihan unsur kimia dalam fasa pepejal (Kovalevsky, 1991).

Tumbuhan hiperakumulasi telah ditemui dalam keluarga Brassicaceae, Euphorbiaceae, Asteraceae, Lamiaceae, dan Scrophulariaceae (Baker 1995). Yang paling terkenal dan dikaji antaranya ialah Brassica juncea (sawi India) - tumbuhan yang menghasilkan biojisim yang besar dan mampu mengumpul Pb, Cr (VI), Cd, Cu, Ni, Zn, 90Sr, B dan Se (Nanda Kumar et al. 1995; Salt et al. 1995; Raskin et al. 1994). Daripada pelbagai spesies tumbuhan yang diuji, B. juncea mempunyai keupayaan yang paling ketara untuk mengangkut plumbum ke bahagian udara, sambil mengumpul lebih daripada 1.8% unsur ini dalam organ udara (dari segi berat kering). Kecuali bunga matahari (Helianthus annuus) dan tembakau (Nicotiana tabacum), spesies tumbuhan lain yang bukan milik keluarga Brassicaceae mempunyai pekali penyerapan biologi kurang daripada 1.

Menurut klasifikasi tumbuhan berdasarkan tindak balas terhadap kehadiran logam berat dalam persekitaran yang semakin meningkat, yang digunakan oleh banyak pengarang asing, tumbuhan mempunyai tiga strategi utama untuk tumbuh di tanah yang tercemar logam:

Penyingkiran logam.

Tumbuhan sedemikian mengekalkan kepekatan rendah logam yang berterusan walaupun terdapat variasi yang luas dalam kepekatannya di dalam tanah, mengekalkan terutamanya logam dalam akar. Tumbuhan eksklusi mampu mengubah kebolehtelapan membran dan kapasiti mengikat logam dinding sel atau membebaskan sejumlah besar agen pengkelat.

Penunjuk logam.

Ini termasuk spesies tumbuhan yang secara aktif mengumpul logam di bahagian udara dan secara amnya mencerminkan tahap logam di dalam tanah. Mereka bertolak ansur dengan tahap kepekatan logam yang sedia ada kerana pembentukan sebatian pengikat logam ekstraselular (chelators), atau mereka mengubah watak petak logam dengan menyimpannya di kawasan tidak sensitif logam. Spesies tumbuhan yang mengumpul logam. Tumbuhan yang tergolong dalam kumpulan ini boleh mengumpul logam dalam biojisim di atas tanah dalam kepekatan yang jauh lebih tinggi daripada di dalam tanah. Baker dan Brooks mendefinisikan hiperakumulator logam sebagai tumbuhan yang mengandungi lebih daripada 0.1%, i. E. lebih daripada 1000 mg / g tembaga, kadmium, kromium, plumbum, nikel, kobalt atau 1% (lebih daripada 10,000 mg / g) zink dan mangan dalam berat kering. Bagi logam nadir, nilai ini melebihi 0.01% dari segi berat kering. Penyelidik mengenal pasti spesies hiperakumulasi dengan mengumpul tumbuhan di kawasan di mana tanah mengandungi logam dalam kepekatan yang lebih tinggi daripada paras latar belakang, seperti di kawasan tercemar atau di mana badan bijih muncul. Fenomena hiperakumulasi menimbulkan banyak persoalan kepada penyelidik. Sebagai contoh, apakah kepentingan pengumpulan logam dalam kepekatan yang sangat toksik untuk tumbuhan. Jawapan akhir kepada soalan ini masih belum diterima, tetapi terdapat beberapa hipotesis utama. Adalah dipercayai bahawa tumbuhan sedemikian mempunyai sistem pengambilan ion yang dipertingkatkan (hipotesis pengambilan "tidak disengajakan") untuk melaksanakan fungsi fisiologi tertentu yang belum lagi disiasat. Juga dipercayai bahawa hiperakumulasi adalah salah satu jenis toleransi tumbuhan terhadap kandungan logam yang tinggi dalam persekitaran yang semakin meningkat.

Kehadiran peningkatan kepekatan logam di dalam tanah membawa kepada pengumpulannya dalam flora liar dan tanaman pertanian, yang disertai dengan pencemaran rantai makanan. Kepekatan logam yang tinggi menjadikan tanah tidak sesuai untuk pertumbuhan tumbuhan dan dengan itu menjejaskan kepelbagaian biologi. Tanah yang tercemar dengan logam berat boleh diperoleh semula dengan kaedah kimia, fizikal dan biologi. Secara umum, mereka boleh dikelaskan kepada dua kategori.

Kaedah ex-situ memerlukan penyingkiran tanah yang tercemar untuk penanaman di tapak atau di luar tapak dan mengembalikan tanah yang ditanam ke lokasi asalnya. Urutan kaedah ex-situ yang digunakan untuk membersihkan tanah yang tercemar termasuk penggalian, detoksifikasi dan/atau detoksifikasi bahan cemar dengan cara fizikal atau kimia, di mana bahan cemar distabilkan, diendapkan, tidak bergerak, dibakar atau direput.

Kaedah in-situ melibatkan pembersihan tanah yang tercemar tanpa menggalinya. Reed et al. mentakrifkan teknologi pemulihan in-situ sebagai penguraian atau transformasi bahan cemar, imobilisasi untuk mengurangkan bioavailabiliti dan pengasingan bahan cemar daripada tanah. In-situ lebih diutamakan berbanding ex-situ kerana kosnya yang rendah dan impak yang lembut terhadap ekosistem. Secara tradisinya, kaedah ex-situ melibatkan penyingkiran dan pelupusan tanah tercemar logam berat, yang bukan pilihan optimum, kerana pelupusan luar tapak tanah tercemar hanya memindahkan masalah pencemaran ke lokasi lain; walau bagaimanapun, terdapat risiko tertentu yang berkaitan dengan pengangkutan tanah yang tercemar. Mencairkan logam berat ke tahap yang boleh diterima dengan menambahkan tanah bersih pada tanah yang tercemar dan mencampurkannya bersama-sama, menutup tanah dengan bahan lengai boleh menjadi alternatif untuk membersihkan tanah dalam tapak tercemar.

Imobilisasi bahan cemar bukan organik boleh digunakan sebagai kaedah pemulihan untuk tanah yang tercemar dengan logam berat. Ia boleh dicapai dengan pengumpulan bahan cemar, atau dengan meningkatkan pH tanah dengan pengapuran. Menaikkan pH mengurangkan keterlarutan logam berat seperti Cd, Cu, Ni dan Zn dalam tanah. Walaupun risiko diserap oleh tumbuhan berkurangan, kepekatan logam dalam tanah kekal tidak berubah. Kebanyakan teknologi pembersihan jalan tradisional ini menyebabkan kerosakan selanjutnya kepada persekitaran yang sudah rosak. Teknologi bioremediasi, dipanggil fitoremediasi, melibatkan penggunaan tumbuhan hijau dan mikrobiota yang berkaitan untuk pembersihan in-situ tanah dan air bawah tanah yang tercemar. Idea untuk menggunakan loji penyimpanan logam untuk menghilangkan logam berat dan sebatian lain mula dicadangkan pada tahun 1983. Istilah phytoremediation terdiri daripada awalan Yunani phyto (tumbuhan) yang dilekatkan pada akar Latin remedium (pemulihan).

Rhizofiltration membayangkan penggunaan tumbuhan (kedua-dua daratan dan akuatik) untuk penjerapan, kepekatan dan pemendapan bahan cemar dalam akar daripada sumber air yang tercemar dengan kepekatan bahan cemar yang rendah. Kaedah ini boleh merawat sebahagian efluen industri, efluen permukaan daripada tanah dan kemudahan pertanian, atau efluen saliran berasid daripada lombong dan lombong. Rhizofiltration boleh digunakan untuk plumbum, kadmium, tembaga, nikel, zink dan kromium, yang kebanyakannya dikekalkan oleh akar. Kelebihan risofiltrasi termasuk keupayaannya untuk digunakan kedua-dua "in-situ" dan "ex-situ" dan untuk menggunakan spesies tumbuhan yang bukan hiperakumulator. Keupayaan bunga matahari, mustard India, tembakau, rai, bayam dan jagung untuk mengeluarkan plumbum daripada air sisa telah dikaji, dengan bunga matahari menunjukkan kecekapan pembersihan yang paling besar.

Fitostabilisasi digunakan terutamanya untuk rawatan tanah, sedimen dan enap cemar kumbahan dan bergantung kepada keupayaan akar tumbuhan untuk mengehadkan mobiliti dan bioavailabiliti bahan cemar dalam tanah. Fitostabilisasi dilakukan melalui penyerapan, pemendakan dan pengkompleksan logam. Tumbuhan mengurangkan jumlah air yang meresap melalui tanah yang tercemar, yang menghalang proses hakisan, penembusan bahan cemar terlarut ke dalam permukaan dan air bawah tanah dan penyebarannya ke kawasan yang tidak tercemar. Kelebihan penstabilan fito ialah kaedah ini tidak memerlukan penyingkiran biojisim tumbuhan yang tercemar. Walau bagaimanapun, kelemahan utamanya ialah pemeliharaan bahan cemar di dalam tanah, yang berkaitan dengan penggunaan kaedah pembersihan ini harus disertai dengan pemantauan berterusan kandungan dan bioavailabiliti bahan cemar.

Fitoekstraksi adalah cara paling sesuai untuk mengeluarkan garam logam berat dari tanah tanpa memusnahkan struktur dan kesuburan tanah. Sesetengah penulis memanggil kaedah ini phytoaaccumulation. Memandangkan tumbuhan menyerap, menumpukan dan memendakan logam toksik dan radionuklid daripada tanah tercemar dalam biojisim, ini adalah cara terbaik untuk membersihkan kawasan yang mempunyai pencemaran permukaan meresap dan kepekatan bahan cemar yang agak rendah. Terdapat dua strategi phytoextraction utama:

Fitoeekstraksi dengan kehadiran kelat, atau fitoekstraksi teraruh, di mana penambahan kelat tiruan meningkatkan mobiliti dan pengambilan bahan cemar logam;

Fitoeekstraksi berurutan, di mana penyingkiran logam bergantung pada keupayaan semula jadi tumbuhan untuk membersihkan; dalam kes ini, hanya bilangan pembenihan (penanaman) tumbuhan adalah terkawal. Penemuan spesies hiperakumulasi seterusnya menyumbang kepada pembangunan teknologi ini. Untuk menjadikan teknologi ini boleh dilaksanakan, tumbuhan mesti mengekstrak kepekatan besar logam berat daripada akarnya, memindahkannya ke dalam biojisim di atas tanah, dan menghasilkan sejumlah besar biojisim tumbuhan. Pada masa yang sama, faktor seperti kadar pertumbuhan, selektiviti terhadap sesuatu unsur, ketahanan terhadap penyakit, dan kaedah penuaian adalah penting. Walau bagaimanapun, pertumbuhan perlahan, sistem akar merebak secara cetek, dan produktiviti biojisim yang rendah mengehadkan penggunaan spesies hiperakumulasi untuk membersihkan kawasan yang tercemar dengan logam berat.

Fitoevaporasi melibatkan penggunaan tumbuhan untuk membawa bahan cemar keluar dari tanah, mengubahnya menjadi bentuk yang tidak menentu, dan mentranspirasikannya ke atmosfera. Fitoevaporasi digunakan terutamanya untuk mengeluarkan merkuri, menukarkan ion merkuri kepada unsur merkuri yang kurang toksik. Kelemahannya ialah merkuri yang dilepaskan ke atmosfera berkemungkinan besar dikembalikan semula melalui pemendapan dan kemudian memasuki semula ekosistem. Penyelidik Amerika telah mendapati bahawa sesetengah tumbuhan yang tumbuh pada substrat yang kaya dengan selenium menghasilkan selenium yang tidak menentu dalam bentuk dimetil selenida dan dimethyselenide. Terdapat laporan bahawa penyejatan fito telah berjaya digunakan pada tritium, isotop radioaktif hidrogen), yang mereput kepada helium yang stabil dengan separuh hayat kira-kira 12 tahun. Fitodegradasi. Dalam fitoremediasi bahan organik, metabolisme tumbuhan terlibat dalam pemulihan bahan cemar melalui transformasi, penguraian, penstabilan atau penyejatan bahan pencemar daripada tanah dan air bawah tanah. Fitodegradasi ialah penguraian bahan organik yang diserap oleh tumbuhan kepada molekul yang lebih ringkas yang digabungkan ke dalam tisu tumbuhan.

Tumbuhan mengandungi enzim yang boleh merendahkan dan menukar sisa senjata, pelarut berklorin seperti trichlorethylene dan racun herba lain. Enzim biasanya dehalogenase, oxygenase dan reduktase. Rhizodegradasi ialah penguraian sebatian organik dalam tanah melalui aktiviti mikrob di zon akar (rhizosphere) dan merupakan proses yang lebih perlahan daripada fitodegradasi. Kaedah fitoremediasi di atas boleh digunakan dengan cara yang kompleks. Jadi, jelas dari kajian literatur bahawa fitoremediasi kini merupakan bidang penyelidikan yang pesat membangun. Sepanjang sepuluh tahun yang lalu, penyelidik dari banyak negara di dunia telah memperoleh pengesahan eksperimen, termasuk di lapangan, bahawa kaedah ini menjanjikan untuk penulenan media tercemar daripada bahan cemar organik, bukan organik dan radionuklid.

Cara yang mesra alam dan murah untuk membersihkan kawasan tercemar ini merupakan alternatif yang berdaya maju kepada kaedah tradisional pemulihan tanah yang terganggu dan tercemar. Di Rusia, aplikasi komersial fitoremediasi untuk tanah yang tercemar dengan logam berat dan pelbagai sebatian organik, seperti produk petroleum, berada di peringkat awal. Kajian berskala besar diperlukan untuk mencari tumbuhan yang tumbuh pesat dengan keupayaan ketara untuk mengumpul bahan cemar daripada ciri-ciri spesies yang ditanam dan tumbuh secara liar di rantau tertentu, pengesahan percubaan potensi fitoremediasi tinggi mereka, dan kajian cara untuk meningkatkannya. Bidang penyelidikan penting yang berasingan ialah kajian tentang isu penggunaan biojisim tumbuhan yang tercemar untuk mengelakkan pencemaran semula pelbagai komponen ekosistem dan kemasukan bahan cemar ke dalam rantai makanan.

Komposisi kimia tanah di wilayah yang berbeza adalah heterogen dan taburan unsur kimia yang terkandung dalam tanah di seluruh wilayah adalah tidak sekata. Jadi, sebagai contoh, kebanyakannya dalam keadaan bertaburan, logam berat mampu membentuk ikatan tempatan, di mana kepekatannya beratus-ratus dan beribu-ribu kali lebih tinggi daripada paras clarke.

Sebilangan unsur kimia diperlukan untuk fungsi normal badan. Kekurangan, lebihan atau ketidakseimbangan mereka boleh menyebabkan penyakit yang dipanggil microelementosis 1, atau endemia biogeokimia, yang boleh menjadi semula jadi dan buatan manusia. Dalam pengedaran mereka, peranan penting dimiliki oleh air, serta produk makanan, di mana unsur kimia masuk dari tanah melalui rantai makanan.

Telah terbukti secara eksperimen bahawa peratusan HM dalam tumbuhan dipengaruhi oleh peratusan HM dalam tanah, atmosfera, air (dalam kes alga). Ia juga diperhatikan bahawa pada tanah dengan kandungan logam berat yang sama, satu tanaman yang sama memberikan hasil yang berbeza, walaupun keadaan iklim juga bertepatan. Kemudian pergantungan hasil pada keasidan tanah telah ditemui.

Yang paling banyak dikaji ialah pencemaran tanah dengan kadmium, merkuri, plumbum, arsenik, kuprum, zink dan mangan. Mari kita pertimbangkan pencemaran tanah dengan logam ini secara berasingan untuk setiap satu. 2

Kadmium (Cd)

Kandungan kadmium dalam kerak bumi adalah lebih kurang 0.15 mg/kg. Kadmium tertumpu dalam gunung berapi (dalam kuantiti dari 0.001 hingga 1.8 mg / kg), metamorfik (dalam kuantiti dari 0.04 hingga 1.0 mg / kg) dan batuan sedimen (dalam kuantiti dari 0.1 hingga 11.0 mg / kg). Tanah yang terbentuk berdasarkan bahan permulaan tersebut mengandungi 0.1-0.3; 0.1 - 1.0 dan 3.0 - 11.0 mg / kg kadmium, masing-masing.

Dalam tanah berasid, kadmium terdapat dalam bentuk Cd 2+, CdCl +, CdSO 4, dan dalam tanah berkapur, dalam bentuk Cd 2+, CdCl +, CdSO 4, CdHCO 3 +.

Penyerapan kadmium oleh tumbuhan berkurangan dengan ketara dengan pengapuran tanah berasid. Dalam kes ini, peningkatan dalam pH mengurangkan keterlarutan kadmium dalam kelembapan tanah, serta bioavailabiliti kadmium tanah. Jadi kandungan kadmium dalam daun bit pada tanah berkapur adalah kurang daripada kandungan kadmium dalam tumbuhan yang sama pada tanah tidak bersalut. Kesan yang sama ditunjukkan untuk beras dan gandum ->.

Kesan negatif peningkatan pH pada ketersediaan kadmium dikaitkan dengan penurunan bukan sahaja dalam keterlarutan kadmium dalam fasa larutan tanah, tetapi juga dalam aktiviti akar, yang menjejaskan penyerapan.

Kadmium agak mudah bergerak dalam tanah, dan jika bahan yang mengandungi kadmium ditambah pada permukaannya, kebanyakannya kekal utuh.

Kaedah untuk membuang bahan cemar daripada tanah termasuk sama ada mengeluarkan lapisan tercemar itu sendiri, mengeluarkan kadmium daripada lapisan atau menutup lapisan tercemar. Kadmium boleh ditukar kepada sebatian tidak larut kompleks dengan agen pengkelat yang tersedia (cth asid etilena diaminetetraasettik). ...

Oleh kerana penyerapan kadmium yang agak cepat daripada tanah oleh tumbuhan dan ketoksikan rendah kepekatannya yang biasa ditemui, kadmium boleh terkumpul dalam tumbuhan dan memasuki rantai makanan lebih cepat daripada plumbum dan zink. Oleh itu, kadmium menimbulkan bahaya terbesar kepada kesihatan manusia apabila bahan buangan dimasukkan ke dalam tanah.

Prosedur untuk meminimumkan jumlah kadmium yang boleh memasuki rantai makanan manusia daripada tanah yang tercemar adalah dengan menanam makanan bukan manusia atau tanaman yang menyerap sejumlah kecil kadmium pada tanah.

Secara amnya, tanaman dalam tanah berasid menyerap lebih banyak kadmium daripada tanah neutral atau beralkali. Oleh itu, pengapuran tanah berasid adalah cara yang berkesan untuk mengurangkan jumlah kadmium yang diserap.

Merkuri (Hg)

Merkuri ditemui di alam semula jadi dalam bentuk wap logam Hg 0, terbentuk semasa penyejatannya daripada kerak bumi; dalam bentuk garam tak organik Hg (I) dan Hg (II), dan dalam bentuk sebatian organik metilmerkuri CH 3 Hg +, monometil- dan derivatif dimetil CH 3 Hg + dan (CH 3) 2 Hg.

Merkuri terkumpul di ufuk atas (0-40 cm) tanah dan lemah berhijrah ke lapisan yang lebih dalam. Sebatian merkuri adalah bahan tanah yang sangat stabil. Tumbuhan yang tumbuh di atas tanah yang tercemar dengan merkuri mengasimilasikan sejumlah besar unsur dan mengumpulnya dalam kepekatan berbahaya, atau tidak tumbuh.

Plumbum (Pb)

Menurut data eksperimen yang dijalankan dalam budaya berpasir dengan pengenalan ambang untuk kepekatan tanah Hg (25 mg / kg) dan Pb (25 mg / kg) dan melebihi ambang sebanyak 2-20 kali, tumbuhan oat tumbuh dan berkembang secara normal sehingga ke tahap pencemaran tertentu. Apabila kepekatan logam meningkat (untuk Pb, bermula dari dos 100 mg / kg), rupa tumbuhan berubah. Pada dos logam yang melampau, tumbuhan mati dalam masa tiga minggu dari permulaan eksperimen. Kandungan logam dalam komponen biojisim dalam susunan menurun diagihkan seperti berikut: akar - bahagian atas tanah - bijirin.

Jumlah bekalan plumbum ke atmosfera (dan, oleh itu, sebahagiannya ke tanah) dari kenderaan di wilayah Rusia pada tahun 1996 dianggarkan kira-kira 4.0 ribu tan, di mana 2.16 ribu tan dibawa masuk melalui pengangkutan barang. Beban maksimum pada plumbum menyumbang kepada wilayah Moscow dan Samara, diikuti oleh wilayah Kaluga, Nizhny Novgorod, Vladimir dan entiti konstituen lain Persekutuan Rusia yang terletak di bahagian tengah wilayah Eropah Rusia dan Caucasus Utara. Pelepasan plumbum mutlak terbesar direkodkan di kawasan Ural (685 t), Volga (651 t) dan Siberia Barat (568 t). Dan kesan paling buruk pelepasan plumbum dicatatkan di Wilayah Tatarstan, Krasnodar dan Stavropol, Rostov, Moscow, Leningrad, Nizhny Novgorod, Volgograd, Voronezh, Saratov dan Wilayah Samara (akhbar Zeleny Mir, keluaran khas # 28, 1997).

Arsenik (As)

Arsenik ditemui dalam persekitaran dalam pelbagai bentuk kimia yang stabil. Dua keadaan pengoksidaan utamanya ialah As (III) dan As (V). Secara semula jadi, arsenik pentavalen tersebar luas dalam bentuk pelbagai sebatian tak organik, walaupun arsenik trivalen mudah ditemui dalam air, terutamanya dalam keadaan anaerobik.

Tembaga(Cu)

Mineral kuprum semulajadi dalam tanah termasuk sulfat, fosfat, oksida, dan hidroksida. Tembaga sulfida boleh terbentuk dalam tanah yang bersaliran buruk atau banjir, di mana keadaan pengurangan direalisasikan. Mineral kuprum biasanya terlalu larut untuk kekal dalam tanah pertanian yang mengalir secara bebas. Dalam tanah yang tercemar logam, bagaimanapun, persekitaran kimia boleh dikawal oleh proses bukan keseimbangan yang membawa kepada pengumpulan fasa pepejal metastabil. Diandaikan bahawa kovelit (CuS) atau kalkopirit (CuFeS 2) mungkin juga terdapat dalam tanah berkurangan yang tercemar tembaga.

Jumlah surih kuprum boleh hadir sebagai kemasukan sulfida diskret dalam silikat dan boleh menggantikan secara isomorfik untuk kation dalam phyllosilicates. Mineral tanah liat yang tidak seimbang dalam cas menyerap kuprum secara tidak spesifik, manakala besi dan mangan oksida dan hidroksida menunjukkan pertalian khusus yang sangat tinggi untuk kuprum. Sebatian organik berat molekul tinggi mampu menjadi penyerap pepejal untuk kuprum, manakala sebatian organik berat molekul rendah cenderung untuk membentuk kompleks larut.

Kerumitan komposisi tanah mengehadkan keupayaan untuk memisahkan sebatian kuprum secara kuantitatif ke dalam bentuk kimia tertentu. menunjukkan -> Kehadiran jisim besar konglomerat kuprum terdapat dalam kedua-dua bahan organik dan dalam oksida Fe dan Mn. Pengenalan sisa yang mengandungi kuprum atau garam kuprum tak organik meningkatkan kepekatan sebatian kuprum dalam tanah, yang boleh diekstrak dengan reagen yang agak lembut; oleh itu, kuprum boleh didapati di dalam tanah dalam bentuk bentuk kimia labil. Tetapi unsur yang mudah larut dan boleh diganti - kuprum - membentuk sebilangan kecil bentuk yang boleh diserap oleh tumbuhan, biasanya kurang daripada 5% daripada jumlah kandungan kuprum dalam tanah.

Ketoksikan kuprum meningkat dengan peningkatan pH tanah dan dengan kapasiti pertukaran kation tanah yang rendah. Kubu kuprum melalui pengekstrakan hanya berlaku pada lapisan tanah permukaan, dan tanaman yang berakar dalam tidak terjejas oleh ini.

Persekitaran dan pemakanan tumbuhan boleh menjejaskan fitotoksik kuprum. Sebagai contoh, ketoksikan kuprum kepada beras di dataran terbukti apabila tumbuhan disiram dengan air sejuk dan bukannya air suam. Hakikatnya ialah aktiviti mikrobiologi ditindas dalam tanah sejuk dan mewujudkan keadaan pemulihan dalam tanah yang akan memudahkan pemendakan kuprum daripada larutan.

Fitotoksik kuprum berlaku pada mulanya daripada lebihan kuprum yang ada di dalam tanah dan dipertingkatkan oleh keasidan tanah. Oleh kerana kuprum agak tidak aktif di dalam tanah, hampir semua kuprum yang masuk ke dalam tanah kekal di lapisan atas. Pengenalan bahan organik ke dalam tanah yang tercemar kuprum boleh mengurangkan ketoksikan disebabkan oleh penjerapan logam terlarut oleh substrat organik (dalam kes ini, ion Cu 2+ ditukar kepada sebatian kompleks yang kurang boleh diakses oleh tumbuhan) atau dengan peningkatan dalam mobiliti ion Cu 2+ dan larut lesapnya daripada tanah dalam bentuk kompleks organo-kuprum larut.

Zink (Zn)

Zink boleh didapati dalam tanah dalam bentuk oksosulfat, karbonat, fosfat, silikat, oksida dan hidroksida. Sebatian tak organik ini boleh metastable di tanah pertanian yang dikeringkan dengan baik. Nampaknya, sphalerite ZnS ialah bentuk termodinamik yang dominan dalam kedua-dua tanah terkurang dan teroksida. Beberapa perkaitan zink dengan fosforus dan klorin terbukti dalam sedimen pulih yang tercemar dengan logam berat. Oleh itu, garam zink yang agak larut harus ditemui dalam tanah yang kaya dengan logam.

Zink secara isomorfik digantikan oleh kation lain dalam mineral silikat; ia boleh tersumbat atau bersamaan dengan mangan dan hidroksida besi. Filosilikat, karbonat, oksida logam terhidrat, dan sebatian organik mudah menyerap zink, menggunakan tapak pengikatan khusus dan tidak khusus.

Keterlarutan zink meningkat dalam tanah berasid, serta apabila kompleks dengan ligan organik berat molekul rendah. Mengurangkan keadaan boleh mengurangkan keterlarutan zink akibat pembentukan ZnS yang tidak larut.

Fitotoksik zink biasanya terserlah apabila akar tumbuhan bersentuhan dengan larutan zink yang berlebihan di dalam tanah. Pengangkutan zink melalui tanah berlaku melalui pertukaran dan resapan, proses terakhir mendominasi dalam tanah dengan kandungan zink yang rendah. Pengangkutan pertukaran adalah lebih ketara dalam tanah zink tinggi, di mana kepekatan zink larut adalah agak stabil.

Mobiliti zink dalam tanah meningkat dengan kehadiran agen pengkelat (semula jadi atau sintetik). Peningkatan kepekatan zink larut yang disebabkan oleh pembentukan kelat larut mengimbangi penurunan mobiliti akibat peningkatan saiz molekul. Kepekatan zink dalam tisu tumbuhan, pengambilan amnya dan gejala ketoksikan berkorelasi positif dengan kepekatan zink dalam larutan yang memandikan akar tumbuhan.

Ion Zn 2+ bebas kebanyakannya diserap oleh sistem akar tumbuhan, oleh itu, pembentukan kelat larut menyumbang kepada keterlarutan logam ini dalam tanah, dan tindak balas ini mengimbangi ketersediaan zink yang berkurangan dalam bentuk kelat.

Bentuk asal pencemaran logam menjejaskan potensi ketoksikan zink: ketersediaan zink untuk tumbuhan dalam tanah yang disenyawakan dengan jumlah kandungan logam yang setara berkurangan dalam susunan ZnSO 4> enapcemar> kompos sisa.

Kebanyakan eksperimen ke atas pencemaran tanah dengan enap cemar yang mengandungi Zn tidak menunjukkan penurunan hasil atau fitotoksik yang jelas; walau bagaimanapun, penggunaan jangka panjang mereka pada kadar yang tinggi boleh merosakkan tumbuhan. Penggunaan mudah zink dalam bentuk ZnSO 4 menyebabkan penurunan dalam pertumbuhan tanaman dalam tanah berasid, manakala penggunaan saka dalam tanah hampir neutral tidak disedari.

Zink mencapai tahap ketoksikan dalam tanah pertanian, sebagai peraturan, disebabkan oleh zink permukaan; ia biasanya tidak menembusi lebih dalam daripada 15-30 cm.Akar dalam bagi tanaman tertentu boleh mengelakkan sentuhan dengan zink berlebihan kerana lokasinya dalam tanah bawah yang tidak tercemar.

Pengapuran tanah yang tercemar dengan zink mengurangkan kepekatan zink dalam tanaman ladang. Penambahan NaOH atau Ca (OH) 2 mengurangkan ketoksikan zink dalam sayur-sayuran yang ditanam pada tanah gambut zink tinggi, walaupun dalam tanah ini penyerapan zink oleh tumbuhan sangat terhad. Kekurangan zat besi yang disebabkan oleh zink boleh dihapuskan dengan menambahkan besi atau FeSO 4 kelat ke dalam tanah atau terus ke daun. Pembuangan fizikal atau pelupusan lapisan atas yang tercemar zink sama sekali boleh mengelakkan kesan toksik logam pada tumbuhan.

Mangan

Di dalam tanah, mangan berada dalam tiga keadaan pengoksidaan: +2, +3, +4. Untuk sebahagian besar, logam ini dikaitkan dengan mineral primer atau oksida logam sekunder. Di dalam tanah, jumlah mangan turun naik pada tahap 500 - 900 mg / kg.

Keterlarutan Mn 4+ adalah sangat rendah; mangan trivalen sangat tidak stabil dalam tanah. Kebanyakan mangan dalam tanah terdapat dalam bentuk Mn 2+, manakala dalam tanah berudara baik, kebanyakannya dalam fasa pepejal hadir dalam bentuk oksida, di mana logam berada dalam keadaan pengoksidaan IV; dalam tanah yang kurang berudara, mangan perlahan-lahan dikurangkan oleh persekitaran mikrob dan masuk ke dalam larutan tanah, dengan itu menjadi sangat mudah alih.

Keterlarutan Mn 2+ meningkat dengan ketara pada nilai pH yang rendah, tetapi penyerapan mangan oleh tumbuhan berkurangan.

Ketoksikan mangan sering berlaku di mana jumlah tahap mangan adalah sederhana hingga tinggi, pH tanah agak rendah dan ketersediaan oksigen ke tanah juga rendah (iaitu, keadaan mengurangkan wujud). Untuk menghapuskan kesan keadaan ini, pH tanah harus ditingkatkan dengan pengapuran, usaha harus dilakukan untuk memperbaiki saliran tanah, untuk mengurangkan aliran air, i.e. secara amnya memperbaiki struktur tanah tertentu.