Logam berat (HM) mengandungi lebih daripada 40 unsur kimia sistem berkala DI Mendeleev, jisim atom yang melebihi 50 unit jisim atom (amu). Ini ialah Pb, Zn, Cd, Hg, Cu, Mo, Mn, Ni, Sn, Co, dsb.
Konsep "logam berat" sedia ada tidak ketat, kerana unsur bukan logam sering dirujuk sebagai TM, contohnya, As, Se, dan kadangkala F, Be dan unsur lain, jisim atom iaitu kurang daripada 50 amu.
Terdapat banyak unsur mikro dalam kalangan HM yang penting secara biologi untuk organisma hidup. Ia adalah komponen penting dan tidak boleh digantikan bagi biomangkin dan bioregulator bagi proses fisiologi yang paling penting. Walau bagaimanapun, kandungan HM yang berlebihan dalam pelbagai objek biosfera mempunyai kesan yang menyedihkan dan juga toksik pada organisma hidup.
Sumber HM yang masuk ke dalam tanah terbahagi kepada semula jadi (pelapukan batuan dan mineral, proses hakisan, aktiviti gunung berapi) dan buatan manusia (perlombongan dan pemprosesan mineral, pembakaran bahan api, kesan kenderaan, pertanian Selain pencemaran melalui atmosfera, tanah pertanian juga tercemar dengan HM khususnya, apabila racun perosak, baja mineral dan organik digunakan, pengapuran, dan penggunaan air sisa. V kebelakangan ini Perhatian istimewa saintis memberi perhatian kepada tanah bandar. Yang terakhir ini mengalami tekanan teknogenik yang ketara, sebahagian daripadanya ialah pencemaran HM.
Jadual 3.14 dan 3.15 menunjukkan taburan HM dalam pelbagai objek biosfera dan sumber HM memasuki alam sekitar.
Jadual 3.14
| unsur | tanah | Air tawar | perairan laut | Tumbuhan | Haiwan (dalam tisu otot) |
| Mn | 1000 | 0,008 | 0,0002 | 0,3-1000 | 0,2-2,3 |
| Zn | 90 (1-900) | 0,015 | 0,0049 | 1,4-600 | 240 |
| Cu | 30 (2-250) | 0,003 | 0,00025 | 4-25 | 10 |
| Co | 8 (0,05-65) | 0,0002 | 0,00002 | 0,01-4,6 | 0,005-1 |
| Pb | 35 (2-300) | 0,003 | 0,00003 | 0,2-20 | 0,23-3,3 |
| Cd | 0,35 (0,01-2) | 0,0001 | - | 0,05-0,9 | 0,14-3,2 |
| Hg | 0,06 | 0,0001 | 0,00003 | 0,005-0,02 | 0,02-0,7 |
| Sebagai | 6 | 0,0005 | 0,0037 | 0,02-7 | 0,007-0,09 |
| Se | 0,4 (0,01-12) | 0,0002 | 00,0002 | 0,001-0,5 | 0,42-1,9 |
| F | 200 | 0,1 | 1,3 | 0,02-24 | 0,05 |
| B | 20 (2-270) | 0,15 | 4,44 | 8-200 | 0,33-1 |
| Mo | 1,2 (0,1-40) | 0,0005 | 0,01 | 0,03-5 | 0,02-0,07 |
| Cr | 70 (5-1500) | 0,001 | 0,0003 | 0,016-14 | 0,002-0,84 |
| Ni | 50 (2-750) | 0,0005 | 0,00058 | 0,02-4 | 1-2 |
Jadual 3.15
Sumber pencemaran persekitaran TM
Hujung meja. 3.4
HM datang ke permukaan tanah di bentuk yang berbeza... Ini adalah oksida dan pelbagai garam logam, kedua-duanya larut dan praktikal tidak larut dalam air (sulfida, sulfat, arsenit, dll.). Dalam komposisi pelepasan daripada perusahaan pemprosesan bijih dan perusahaan metalurgi bukan ferus - sumber utama pencemaran alam sekitar HM - sebahagian besar logam (70-90%) adalah dalam bentuk oksida.
HM yang jatuh di permukaan tanah boleh sama ada terkumpul atau hilang, bergantung pada sifat halangan geokimia yang wujud dalam wilayah tertentu.
Kebanyakan HM yang memasuki permukaan tanah adalah tetap di ufuk humus atas. HM diserap pada permukaan zarah tanah, mengikat bahan organik tanah, khususnya dalam bentuk sebatian organik unsur, terkumpul dalam hidroksida besi, adalah sebahagian daripada kekisi kristal mineral tanah liat, memberikan mineral mereka sendiri sebagai hasil daripada isomorfik. penggantian, berada dalam keadaan larut dalam kelembapan tanah dan keadaan gas dalam udara tanah, adalah sebahagian daripada biota tanah.
Tahap mobiliti HM bergantung pada persekitaran geokimia dan tahap kesan teknogenik. Taburan saiz zarah berat dan kandungan yang tinggi bahan organik membawa kepada pengikatan HM di dalam tanah. Peningkatan nilai pH meningkatkan penyerapan logam pembentuk kation (tembaga, zink, nikel, merkuri, plumbum, dll.) dan meningkatkan mobiliti logam pembentuk anion (molibdenum, kromium, vanadium, dll.). Mengukuhkan keadaan pengoksidaan meningkatkan keupayaan penghijrahan logam. Akibatnya, mengikut keupayaan untuk mengikat kebanyakan HM, tanah membentuk baris berikut: serozem> chernozem> tanah soddy-podzolic.
Tempoh tinggal komponen pencemar di dalam tanah adalah lebih lama daripada di bahagian lain biosfera, dan pencemaran tanah, terutamanya HM, boleh dikatakan kekal. Logam, terkumpul di dalam tanah, dikeluarkan secara perlahan semasa larut lesap, penggunaan oleh tumbuhan, hakisan dan deflasi (Kabata-Pendias, Pendias, 1989). Tempoh separuh penyingkiran (atau penyingkiran separuh daripada kepekatan awal) HM sangat berbeza untuk pelbagai unsur, tetapi adalah tempoh masa yang agak panjang: untuk Zn - dari 70 hingga 510 tahun; untuk Cd - dari 13 hingga 110 tahun; untuk Cu - dari 310 hingga 1500 tahun dan untuk Pb - 2 - dari 740 hingga 5900 tahun (Sadovskaya, 1994).
Pencemaran tanah HM mempunyai dua sisi negatif... Pertama, memasuki melalui rantai makanan dari tanah ke dalam tumbuhan, dan dari sana ke dalam tubuh haiwan dan manusia, HM menyebabkan penyakit serius di dalamnya - peningkatan dalam kejadian populasi dan penurunan jangka hayat, serta penurunan kuantiti dan kualiti tanaman tanaman pertanian dan hasil ternakan.
Kedua, terkumpul dalam kuantiti yang banyak di dalam tanah, HM mampu mengubah banyak sifatnya. Pertama sekali, perubahan mempengaruhi sifat biologi tanah: jumlah bilangan mikroorganisma berkurangan, komposisi spesies mereka (kepelbagaian) berkurangan, struktur mikrobocenoses berubah, keamatan proses mikrobiologi utama dan aktiviti enzim tanah berkurangan, dsb. Pencemaran berat HM membawa kepada perubahan lebih banyak ciri-ciri tanah konservatif, seperti keadaan humus, struktur, pH persekitaran, dll. Hasilnya adalah sebahagian, dan dalam beberapa kes, kehilangan kesuburan tanah sepenuhnya.
Secara semula jadi, terdapat wilayah dengan kandungan HM yang tidak mencukupi atau berlebihan dalam tanah. Kandungan HM yang tidak normal dalam tanah adalah disebabkan oleh dua kumpulan sebab: ciri biogeokimia ekosistem dan pengaruh aliran teknogenik jirim. Dalam kes pertama, kawasan di mana kepekatan unsur kimia di atas atau di bawah paras optimum untuk organisma hidup, dipanggil anomali geokimia semula jadi, atau wilayah biogeokimia. Di sini, kandungan anomali unsur adalah disebabkan oleh sebab semula jadi - ciri-ciri batuan induk, proses pembentukan tanah, kehadiran anomali bijih. Dalam kes kedua, wilayah itu dipanggil anomali geokimia teknogenik. Bergantung pada skala, mereka dibahagikan kepada global, serantau dan tempatan.
Tanah, tidak seperti komponen persekitaran semula jadi yang lain, bukan sahaja terkumpul secara geokimia komponen pencemaran, tetapi juga bertindak sebagai penampan semula jadi yang mengawal pemindahan unsur kimia dan sebatian ke dalam atmosfera, hidrosfera dan bahan hidup.
Pelbagai tumbuhan, haiwan dan manusia memerlukan komposisi tanah dan air tertentu untuk kehidupan. Di tempat anomali geokimia, pemindahan penyimpangan dari norma berlaku, memburukkan lagi komposisi mineral sepanjang rantai makanan.
Akibat gangguan pemakanan mineral, perubahan dalam komposisi spesies phyto-, zoo- dan microbocenoses, penyakit bentuk tumbuhan yang tumbuh liar, penurunan kuantiti dan kualiti tanaman tanaman pertanian dan produk ternakan, peningkatan dalam kejadian populasi dan penurunan dalam jangka hayat diperhatikan (Jadual 3.15). Mekanisme kesan toksik TM dibentangkan dalam jadual. 3.16.
Jadual 3.15
Gangguan fisiologi pada tumbuhan dengan lebihan dan kekurangan kandungan HM di dalamnya (menurut Kovalevsky, Andrianova, 1970; Kabata-pendias,
pendias, 1989)
| unsur | Gangguan fisiologi | |
| dengan kekurangan | yang melebihi | |
| Cu | Klorosis, layu, melanisme, puncak berpintal putih, pembentukan malai yang lemah, lignifikasi terganggu, puncak kering pokok | Daun hijau gelap, seperti dalam klorosis yang disebabkan oleh Fe; akar yang tebal, pendek atau seperti dawai berduri penindasan pembentukan pucuk |
| Zn | Klorosis interveina (terutamanya dalam monokot), pertumbuhan terbantut, daun roset pokok, titik ungu-merah pada daun | Klorosis dan nekrosis hujung daun, klorosis interveina daun muda, keterlambatan pertumbuhan tumbuhan secara keseluruhan, akar rosak yang kelihatan seperti kawat berduri |
| Cd | - | Tepi daun coklat, klorosis, urat kemerahan dan tangkai daun, daun berpintal dan akar kurang berkembang berwarna coklat |
| Hg | - | Beberapa perencatan pucuk dan akar, klorosis daun dan bintik coklat pada mereka |
| Pb | - | Penurunan fotosintesis, daun hijau tua, daun tua bergulung, dedaun terbantut, akar pendek coklat |
Jadual 3.16
Mekanisme tindakan ketoksikan TM (menurut Torshin et al., 1990)
| unsur | Tindakan |
| Cu, Zn, Cd, Hg, Pb | Kesan pada kebolehtelapan membran, tindak balas dengan SH - kumpulan sistein dan metionin |
| Pb | Menukar struktur tiga dimensi protein |
| Cu, Zn, Hg, Ni | Pembentukan kompleks dengan fosfolipid |
| Ni | Pembentukan kompleks dengan albumin |
| Perencatan enzim: | |
| Hg2 + | alkali fosfatase, gluco-6-phosphatase, laktat dehidrogenase |
| Cd2 + | adenosine triphosphatase, alcohol dehydrogenase, amilase, carbonic anhydrase, carboxypeptidase (pentidase), glutamatoxaloacetate transaminase |
| Pb2 + | asetilkolinesterase, alkali fosfatase, ATPase |
| Ni2 + | karbonik anhidrase, cytochrome oxidase, benzopyrene hydroxylase |
Kesan toksik TM pada sistem biologi terutamanya disebabkan oleh fakta bahawa mereka mudah mengikat kumpulan sulfhidril protein (termasuk enzim), menyekat sintesisnya dan, dengan itu, mengganggu metabolisme dalam badan.
Organisma hidup telah membangunkan pelbagai mekanisme penentangan terhadap HM: daripada pengurangan ion HM kepada sebatian kurang toksik kepada pengaktifan sistem pengangkutan ion yang secara berkesan dan khusus mengeluarkan ion toksik daripada sel ke persekitaran luaran.
Akibat yang paling ketara daripada kesan HM pada organisma hidup, yang menunjukkan dirinya pada tahap biogeocenotik dan biosfera organisasi bahan hidup, adalah untuk menyekat pengoksidaan bahan organik. Ini membawa kepada penurunan dalam kadar mineralisasi dan pengumpulannya dalam ekosistem. Pada masa yang sama, peningkatan kepekatan bahan organik menyebabkan pengikatan HM kepadanya, yang melegakan sementara beban pada ekosistem. Penurunan kadar penguraian bahan organik disebabkan oleh penurunan bilangan organisma, biojisim mereka dan keamatan aktiviti penting dianggap sebagai tindak balas pasif ekosistem terhadap pencemaran HM. Penentangan aktif organisma terhadap beban antropogenik hanya ditunjukkan dalam perjalanan pengumpulan logam sepanjang hayat dalam badan dan rangka. Spesies yang paling tahan bertanggungjawab untuk proses ini.
Rintangan organisma hidup, terutamanya tumbuhan, terhadap kepekatan HM yang tinggi dan keupayaan mereka untuk mengumpul kepekatan logam yang tinggi boleh mendatangkan bahaya besar kepada kesihatan manusia, kerana ia membenarkan penembusan bahan pencemar ke dalam rangkaian makanan... Bergantung pada keadaan geokimia pengeluaran, makanan manusia dari kedua-dua tumbuhan dan haiwan boleh memenuhi keperluan manusia untuk unsur mineral, kekurangan atau mengandungi lebihan daripadanya, menjadi lebih toksik, menyebabkan penyakit dan juga kematian (Jadual 3.17).
Jadual 3.17
Kesan TM pada tubuh manusia (Kovalsky, 1974; Brief ensiklopedia perubatan, 1989; Torshin et al., 1990; Kesan pada badan.., 1997; Buku Panduan Toksikologi .., 1999)
| unsur | Keabnormalan fisiologi | |
| dengan kekurangan | yang melebihi | |
| Mn | Penyakit sistem rangka | Demam, radang paru-paru, lesi pusat sistem saraf(mangan parkinsonism), gout endemik, peredaran yang lemah, fungsi gastrousus, ketidaksuburan |
| Cu | Kelemahan, anemia, leukemia, penyakit sistem rangka, gangguan koordinasi pergerakan | Penyakit pekerjaan, hepatitis, penyakit Wilson. Mempengaruhi buah pinggang, hati, otak, mata |
| Zn | Selera makan berkurangan, kecacatan tulang, pertumbuhan kerdil, penyembuhan lama luka dan melecur, penglihatan lemah, rabun | Mengurangkan rintangan kanser, anemia, kemurungan proses oksidatif, dermatitis |
| Pb | - | Neuropati ensefalo plumbum, gangguan metabolik, perencatan tindak balas enzim, kekurangan vitamin, anemia, sklerosis berbilang... Merupakan sebahagian daripada sistem rangka dan bukannya kalsium |
| Cd | - | Gangguan gastrousus, gangguan pernafasan, anemia, meningkat tekanan darah, kerosakan buah pinggang, penyakit itai-itai, proteinuria, osteoporosis, kesan mutagenik dan karsinogenik |
| Hg | - | Lesi sistem saraf pusat dan saraf periferal, infantilisme, kemerosotan fungsi pembiakan, stomatitis, penyakit Minamata, penuaan pramatang |
| Co | Goiter endemik | - |
| Ni | - | Dermatitis, gangguan hematopoiesis, kekarsinogenan, embriotoksikosis, neuropati myelo-optik subakut |
| Cr | - | Dermatitis, kekarsinogenan |
| V | - | Penyakit sistem kardiovaskular |
HM yang berbeza menimbulkan ancaman kepada kesihatan manusia pada tahap yang berbeza-beza. Yang paling berbahaya ialah Hg, Cd, Pb (Jadual 3.18).
Jadual 3.18
Kelas pencemar mengikut bahayanya (GOST 17.4.1.02-83)
Isu catuan kandungan HM dalam tanah adalah sangat sukar. Penyelesaiannya harus berdasarkan pengiktirafan kepelbagaian fungsi tanah. Dalam proses catuan, tanah boleh dipertimbangkan dari pelbagai kedudukan: sebagai badan semula jadi; sebagai habitat dan substrat untuk tumbuhan, haiwan dan mikroorganisma; sebagai objek dan cara pengeluaran pertanian dan perindustrian; bagaimana takungan semula jadi mengandungi mikroorganisma patogenik... Catuan kandungan HM dalam tanah mesti dijalankan berdasarkan prinsip ekologi tanah, yang menafikan kemungkinan mencari nilai seragam untuk semua tanah.
Terdapat dua pendekatan utama untuk isu pemulihan tanah yang tercemar dengan HM. Yang pertama bertujuan untuk membersihkan tanah dari HM. Pemurnian boleh dilakukan dengan larut lesap, dengan mengekstrak HM daripada tanah menggunakan tumbuhan, dengan mengeluarkan lapisan atas tanah yang tercemar, dsb. Pendekatan kedua adalah berdasarkan penetapan HM dalam tanah, menukarnya kepada bentuk tidak larut air yang tidak boleh diakses oleh organisma hidup . Untuk ini, adalah dicadangkan untuk memasukkan bahan organik, baja mineral fosforus, resin penukar ion, zeolit asli, arang batu perang, pengapuran tanah, dan lain-lain ke dalam tanah.Walau bagaimanapun, sebarang kaedah penetapan HM dalam tanah mempunyai tempohnya yang tersendiri . Lambat laun, sebahagian daripada HM akan mula memasuki larutan tanah, dan dari sana ke dalam organisma hidup.
Oleh itu, lebih daripada 40 unsur kimia dikelaskan sebagai logam berat, jisim atomnya melebihi 50 amu. makan. Ini adalah Pb, Zn, Cd, Hg, Cu, Mo, Mn, Ni, Sn, Co, dsb. Terdapat banyak unsur mikro dalam kalangan HM, yang merupakan komponen biomangkin dan biopemangkin yang perlu dan tidak boleh diganti bagi proses fisiologi yang paling penting. Walau bagaimanapun, kandungan HM yang berlebihan dalam pelbagai objek biosfera mempunyai menyedihkan dan sekata kesan toksik pada organisma hidup.
Sumber HM yang memasuki tanah terbahagi kepada semula jadi (cuaca batu dan mineral, proses hakisan, aktiviti gunung berapi) dan buatan manusia (perlombongan dan pemprosesan mineral, pembakaran bahan api, pengaruh kenderaan, pertanian, dll.).
HM datang ke permukaan tanah dalam pelbagai bentuk. Ini adalah oksida dan pelbagai garam logam, kedua-duanya larut dan praktikal tidak larut dalam air.
Akibat ekologi pencemaran tanah dengan HM bergantung pada parameter pencemaran, keadaan geokimia dan kestabilan tanah. Parameter pencemaran termasuk sifat logam, iaitu, kimia dan sifat toksik, kandungan logam dalam tanah, bentuk sebatian kimia, tempoh dari saat pencemaran, dsb. Rintangan tanah terhadap pencemaran bergantung pada komposisi granulometrik, kandungan bahan organik, keadaan asid-bes dan redoks, aktiviti proses mikrobiologi dan biokimia, dsb.
Rintangan organisma hidup, terutamanya tumbuhan, terhadap peningkatan kepekatan HM dan keupayaannya untuk mengumpul kepekatan tinggi logam boleh menimbulkan bahaya besar kepada kesihatan manusia, kerana ia membenarkan penembusan bahan pencemar ke dalam rantai makanan.
Apabila menyeragamkan kandungan HM dalam tanah, polifungsi tanah perlu diambil kira. Tanah boleh dianggap sebagai badan semula jadi, sebagai habitat dan substrat untuk tumbuhan, haiwan dan mikroorganisma, sebagai objek dan cara pengeluaran pertanian dan perindustrian, sebagai takungan semula jadi yang mengandungi mikroorganisma patogen, sebagai sebahagian daripada biogeocenosis daratan dan biosfera. secara keseluruhan.
Penyeragaman kandungan logam berat
dalam tanah dan tumbuhan adalah amat sukar kerana ketidakmungkinan untuk mengambil kira sepenuhnya semua faktor persekitaran semula jadi. Jadi, perubahan dalam hanya sifat agrokimia tanah (tindak balas alam sekitar, kandungan humus, tahap ketepuan dengan bes, komposisi granulometrik) boleh mengurangkan atau meningkatkan kandungan logam berat dalam tumbuhan sebanyak beberapa kali. Terdapat data yang bercanggah walaupun pada kandungan latar belakang beberapa logam. Keputusan yang dipetik oleh penyelidik kadangkala berbeza sebanyak 5-10 kali.
Banyak penimbang yang dicadangkan
peraturan alam sekitar logam berat. Dalam sesetengah kes, kepekatan maksimum yang dibenarkan dianggap sebagai kandungan logam tertinggi yang diperhatikan dalam tanah antropogenik konvensional, dalam lain - kandungan, iaitu fitotoksisiti mengehadkan. Dalam kebanyakan kes, MPC dicadangkan untuk logam berat yang melebihi kadar atas beberapa kali.
Untuk mencirikan pencemaran teknologi
logam berat menggunakan faktor kepekatan yang sama dengan nisbah kepekatan unsur dalam tanah yang tercemar dengan kepekatan latar belakangnya. Apabila tercemar dengan beberapa logam berat, tahap pencemaran dinilai dengan nilai jumlah penunjuk kepekatan (Zc). Skala pencemaran tanah dengan logam berat yang dicadangkan oleh IMGRE ditunjukkan dalam Jadual 1.
Jadual 1. Skim untuk menilai tanah pertanian mengikut tahap pencemaran oleh bahan kimia (Goskomhydromet dari USSR, No. 02-10 51-233 dari 10.12.90)
| Kategori tanah mengikut tahap pencemaran | Zc | Pencemaran berbanding MPC | Kemungkinan penggunaan tanah | Aktiviti yang perlu |
| dibenarkan | <16,0 | Melebihi latar belakang, tetapi tidak lebih tinggi daripada MPC | Gunakan untuk sebarang tanaman | Mengurangkan kesan sumber pencemaran tanah. Mengurangkan ketersediaan bahan toksik untuk tumbuhan. |
| Sederhana berbahaya | 16,1- 32,0 | Melebihi MPC pada penunjuk bahaya sanitari am dan air migrasi yang mengehadkan, tetapi di bawah MPC untuk penunjuk translokasi | Gunakan untuk mana-mana tanaman, tertakluk kepada kawalan kualiti pengeluaran tanaman | Aktiviti yang serupa dengan kategori 1. Jika terdapat sumber dengan penunjuk air migrasi yang mengehadkan, kawal kandungan bahan ini di permukaan dan air bawah tanah Oh. |
| Sangat berbahaya | 32,1- 128 | Melebihi MPC pada penunjuk bahaya translokasi yang mengehadkan | Gunakan untuk tanaman industri tanpa mendapatkan makanan dan makanan daripadanya. Kecualikan tumbuhan penumpu bahan kimia | Aktiviti yang serupa dengan kategori 1. Kawalan mandatori ke atas kandungan toksik dalam tumbuhan yang digunakan sebagai makanan dan makanan. Mengehadkan penggunaan jisim hijau untuk makanan ternakan, terutamanya untuk menumpukan tumbuhan. |
| Amat bahaya | > 128 | Melebihi MPC dalam semua aspek | Kecualikan daripada penggunaan pertanian | Mengurangkan pencemaran dan mengikat bahan toksik di atmosfera, tanah dan perairan. |
MPC yang diluluskan secara rasmi
Jadual 2 menunjukkan MPC yang diluluskan secara rasmi dan tahap yang boleh diterima kandungannya mengikut petunjuk bahaya. Selaras dengan skim yang diterima pakai oleh pakar kebersihan perubatan, catuan logam berat dalam tanah dibahagikan kepada translokasi (peralihan unsur ke dalam tumbuhan), air migrasi (peralihan ke dalam air), dan kebersihan am (kesan ke atas keupayaan pembersihan sendiri tanah). dan mikrobiocenosis tanah).
Jadual 2. Kepekatan maksimum yang dibenarkan (MPC) bahan kimia dalam tanah dan tahap kandungan yang dibenarkan dari segi penunjuk bahaya (sehingga 01.01.1991. Goskompriroda dari USSR, No. 02-2333 daripada 10.12.90).
| Nama bahan | MPC, mg / kg tanah, dengan mengambil kira latar belakang | Penunjuk berbahaya | ||
| Translokasi | air | Kebersihan am | ||
| Bentuk larut air | ||||
| Fluorin | 10,0 | 10,0 | 10,0 | 10,0 |
| Borang boleh alih | ||||
| Tembaga | 3,0 | 3,5 | 72,0 | 3,0 |
| nikel | 4,0 | 6,7 | 14,0 | 4,0 |
| Zink | 23,0 | 23,0 | 200,0 | 37,0 |
| Kobalt | 5,0 | 25,0 | >1000 | 5,0 |
| Fluorin | 2,8 | 2,8 | - | - |
| Chromium | 6,0 | - | - | 6,0 |
| Kandungan kasar | ||||
| Antimoni | 4,5 | 4,5 | 4,5 | 50,0 |
| Mangan | 1500,0 | 3500,0 | 1500,0 | 1500,0 |
| Vanadium | 150,0 | 170,0 | 350,0 | 150,0 |
| Plumbum ** | 30,0 | 35,0 | 260,0 | 30,0 |
| Arsenik ** | 2,0 | 2,0 | 15,0 | 10,0 |
| Merkuri | 2,1 | 2,1 | 33,3 | 5,0 |
| Plumbum + merkuri | 20+1 | 20+1 | 30+2 | 30+2 |
| Tembaga* | 55 | - | - | - |
| Nikel* | 85 | - | - | - |
| Zink* | 100 | - | - | - |
* - kandungan kasar adalah anggaran.
** - percanggahan; untuk arsenik, kandungan latar belakang purata ialah 6 mg / kg, kandungan plumbum latar belakang biasanya juga melebihi norma MPC.
UEC yang diluluskan secara rasmi
UEC dibangunkan pada tahun 1995 untuk jumlah kandungan 6 logam berat dan arsenik memungkinkan untuk memperoleh lebih banyak penerangan penuh pada pencemaran tanah dengan logam berat, kerana mereka mengambil kira tahap tindak balas alam sekitar dan komposisi granulometri tanah.
Jadual 3. Kira-kira kepekatan yang dibenarkan (APC) logam berat dan arsenik dalam tanah dengan sifat fizikal dan kimia yang berbeza (kandungan kasar, mg / kg) (tambahan No. 1 kepada senarai MPC dan APC No. 6229-91).
| unsur | Kumpulan tanah | UEC dengan latar belakang | Agregat keadaan pulau itu dalam tanah | Kelas bahaya | Keanehan tindakan pada badan |
| nikel | Lempung berpasir dan berpasir | 20 | Pepejal: dalam bentuk garam, dalam bentuk sorbed, dalam komposisi mineral | 2 | Ia adalah toksik rendah untuk haiwan dan manusia berdarah panas. Mempunyai kesan mutogenik |
| <5,5 | 40 | ||||
| Hampir kepada neutral, (lempung dan liat), pHKCl> 5.5 | 80 | ||||
| Tembaga | Lempung berpasir dan berpasir | 33 | 2 | Meningkatkan kebolehtelapan sel, menghalang glutathione reductase, mengganggu metabolisme, berinteraksi dengan kumpulan -SH, -NH2 dan COOH- | |
| Berasid (lempung dan liat), pH KCl<5,5 | 66 | ||||
| Hampir kepada neutral, (lempung dan liat), pH KCl> 5.5 | 132 | ||||
| Zink | Lempung berpasir dan berpasir | 55 | Pepejal: dalam bentuk garam, sebatian organomineral, dalam bentuk sorbed, dalam komposisi mineral | 1 | Kekurangan atau lebihan menyebabkan keabnormalan perkembangan. Keracunan yang melanggar teknologi untuk pengenalan racun perosak yang mengandungi zink |
| Berasid (lempung dan liat), pH KCl<5,5 | 110 | ||||
| Hampir kepada neutral, (lempung dan liat), pH KCl> 5.5 | 220 | ||||
| Arsenik | Lempung berpasir dan berpasir | 2 | Pepejal: dalam bentuk garam, sebatian organomineral, dalam bentuk sorbed, dalam komposisi mineral | 1 | Bahan beracun yang menghalang pelbagai enzim, kesan negatif terhadap metabolisme. Kemungkinan kesan karsinogenik |
| Berasid (lempung dan liat), pH KCl<5,5 | 5 | ||||
| Hampir kepada neutral, (lempung dan liat), pH KCl> 5.5 | 10 | ||||
| Kadmium | Lempung berpasir dan berpasir | 0,5 | Pepejal: dalam bentuk garam, sebatian organomineral, dalam bentuk sorbed, dalam komposisi mineral | 1 | Bahan yang sangat toksik, menyekat kumpulan enzim sulfhidril, mengganggu pertukaran besi dan kalsium, mengganggu sintesis DNA. |
| Berasid (lempung dan liat), pH KCl<5,5 | 1,0 | ||||
| Hampir kepada neutral, (lempung dan liat), pH KCl> 5.5 | 2,0 | ||||
| memimpin | Lempung berpasir dan berpasir | 32 | Pepejal: dalam bentuk garam, sebatian organomineral, dalam bentuk sorbed, dalam komposisi mineral | 1 | serba boleh tindakan negatif... Menyekat -SH kumpulan protein, menghalang enzim, menyebabkan keracunan, kerosakan pada sistem saraf. |
| Berasid (lempung dan liat), pH KCl<5,5 | 65 | ||||
| Hampir kepada neutral, (lempung dan liat), pH KCl> 5.5 | 130 |
Daripada bahan-bahan itu, pada asasnya, keperluan dikenakan ke atas bentuk pukal logam berat. Antara yang boleh alih hanyalah kuprum, nikel, zink, kromium dan kobalt. Oleh itu, pada masa ini, piawaian yang dibangunkan tidak lagi memenuhi semua keperluan.
adalah faktor kapasiti, mencerminkan terutamanya potensi bahaya pencemaran produk tumbuhan, penyusupan dan air permukaan. Ia mencirikan pencemaran umum tanah, tetapi tidak menggambarkan tahap ketersediaan unsur untuk tumbuhan. Untuk mencirikan keadaan pemakanan tanah tumbuhan, hanya bentuk mudah alih mereka digunakan.
Definisi bentuk alih
Mereka ditentukan menggunakan pelbagai pengekstrak. Jumlah keseluruhan bentuk logam mudah alih - menggunakan ekstrak berasid (contohnya, 1N HCL). Bahagian paling mudah alih rizab mudah alih logam berat di dalam tanah masuk ke dalam penimbal asetat-ammonium. Kepekatan logam dalam ekstrak air menunjukkan tahap mobiliti unsur dalam tanah, sebagai pecahan yang paling berbahaya dan "agresif".
Piawaian untuk borang alih
Beberapa skala normatif indikatif telah dicadangkan. Di bawah ialah contoh salah satu skala bentuk mudah alih maksimum logam berat yang dibenarkan.
Jadual 4. Kandungan maksimum yang dibenarkan bagi bentuk mudah alih logam berat dalam tanah, mg / kg pengekstrak 1n. HCl (H. Chuldzhiyan et al., 1988).
| unsur | Kandungan | unsur | Kandungan | unsur | Kandungan |
| Hg | 0,1 | Sb | 15 | Pb | 60 |
| Cd | 1,0 | Sebagai | 15 | Zn | 60 |
| Co | 12 | Ni | 36 | V | 80 |
| Cr | 15 | Cu | 50 | Mn | 600 |
| NAVIGASI TAPAK: | |||||||
| faq | ke dalam tanah | dalam gel | hasil | data tersebut | harga | ||
Logam berat- Ini, mungkin, salah satu pencemaran tanah yang paling serius, yang mengancam kita dengan jisim yang tidak diingini dan, lebih-lebih lagi, akibat yang berbahaya.
Dengan sifatnya, tanah adalah gabungan pelbagai mineral tanah liat yang berasal dari organik dan bukan organik. Bergantung pada komposisi tanah, data geografi, dan jarak dari zon perindustrian, tanah mungkin mengandungi jenis lain logam berat, setiap satunya menimbulkan bahaya tertentu kepada alam sekitar. Disebabkan oleh fakta bahawa dalam tempat berbeza struktur tanah juga boleh berbeza, keadaan redoks, kereaktifan, serta mekanisme pengikatan logam berat dalam tanah juga berbeza.
Bahaya terbesar kepada tanah dibawa oleh faktor teknogenik. Pelbagai produksi, sisa yang merupakan zarah logam berat, malangnya, dilengkapi sedemikian rupa sehingga penapis terbaik pun membiarkan unsur-unsur logam berat melalui, yang mula-mula berakhir di atmosfera, dan kemudian, bersama-sama dengan sisa industri, menembusi ke dalam tanah. Pencemaran jenis ini dipanggil teknogenik. V dalam kes ini Nilai yang hebat mempunyai tekstur tanah, kandungan karbonat dan kapasiti penyerapan. Logam berat berbeza bukan sahaja dalam tahap kesan pada tanah, tetapi juga dalam keadaan di mana ia berada di dalamnya.
Pada masa ini diketahui bahawa hampir semua zarah logam berat boleh didapati di dalam tanah dalam keadaan berikut: dalam bentuk campuran zarah isomorfik, teroksida, dalam bentuk deposit garam, dalam kekisi kristal, dalam bentuk larut. , secara langsung dalam larutan tanah, dan juga sebagai sebahagian daripada bahan organik... Perlu diingat bahawa, bergantung kepada keadaan redoks, komposisi tanah dan tahap karbon dioksida tingkah laku zarah logam boleh berubah.
Logam berat adalah dahsyat bukan sahaja kerana kehadirannya dalam komposisi tanah, tetapi kerana ia dapat bergerak, berubah dan menembusi tumbuhan, yang boleh menyebabkan kemudaratan yang ketara kepada alam sekitar. Mobiliti zarah logam berat boleh berbeza-beza bergantung kepada sama ada terdapat perbezaan antara unsur-unsur dalam fasa pepejal dan cecair. Bahan pencemar, dalam kes ini, unsur logam berat selalunya boleh mengambil bentuk tetap kukuh apabila menembusi ke dalam lapisan tanah. Dalam bentuk ini, logam tidak tersedia untuk tumbuhan. Dalam semua kes lain, logam mudah menembusi ke dalam tumbuhan.
Unsur logam larut air menembusi dengan cepat ke dalam tanah. Lebih-lebih lagi, mereka bukan sahaja memasuki lapisan tanah, mereka mampu berhijrah melaluinya. Dari sekolah, semua orang tahu bahawa dari masa ke masa, sebatian mineral larut air molekul rendah terbentuk di dalam tanah, yang berhijrah ke bahagian bawah takungan. Dan bersama-sama dengan mereka, sebatian logam berat berhijrah, membentuk kompleks molekul rendah, iaitu, berubah menjadi keadaan lain.
Kandungan logam berat (HM) dalam tanah bergantung, seperti yang ditetapkan oleh banyak penyelidik, pada komposisi batuan asal, pelbagai jenis yang ketara dikaitkan dengan sejarah geologi kompleks pembangunan wilayah. Komposisi kimia batuan induk, yang diwakili oleh hasil luluhawa batuan, ditentukan terlebih dahulu oleh komposisi kimia batuan asal dan bergantung kepada keadaan transformasi hipergen.
Dalam dekad kebelakangan ini, aktiviti antropogenik manusia telah terlibat secara intensif dalam proses migrasi HM dalam persekitaran semula jadi.
Satu daripada kumpulan kritikal bahan toksik yang mencemarkan tanah ialah logam berat. Ini termasuk logam dengan ketumpatan lebih daripada 8 ribu kg / m 3 (kecuali yang mulia dan jarang): Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Hg, Co, Sb, Sn, Be. Dalam kerja-kerja gunaan, Pt, Ag, W, Fe, Mn sering ditambah ke senarai logam berat. hampir semua logam berat adalah toksik. Penyebaran antropogenik kumpulan pencemar ini (termasuk dalam bentuk garam) dalam biosfera membawa kepada keracunan atau ancaman meracuni hidupan.
Penetapan logam berat yang memasuki tanah daripada pelepasan, sisa, sisa, kepada kelas bahaya (mengikut GOST 17.4.1.02-83. Perlindungan alam. Tanah) dibentangkan dalam jadual. 1.
Jadual 1. Pengelasan bahan kimia mengikut kelas bahaya
Tembaga- adalah salah satu unsur penting yang tidak boleh ditukar ganti yang diperlukan untuk organisma hidup. Dalam tumbuhan, ia secara aktif mengambil bahagian dalam proses fotosintesis, respirasi, pemulihan dan penetapan nitrogen. Kuprum adalah sebahagian daripada beberapa enzim oksidase - cytochrome oxidase, ceruloplasmin, superoxide dismutase, urate oxidase dan lain-lain, dan mengambil bahagian dalam proses biokimia sebagai bahagian penting enzim yang menjalankan tindak balas pengoksidaan substrat dengan oksigen molekul.
Clarke masuk kerak bumi 47 mg / kg. Secara kimia, kuprum adalah logam yang tidak aktif. Faktor asas yang mempengaruhi nilai kandungan Cu ialah kepekatannya dalam batuan induk. Daripada batuan igneus, jumlah terbesar unsur terkumpul oleh batuan asas - basalt (100-140 mg / kg) dan andesit (20-30 mg / kg). Lempung penutup dan seperti loes (20-40 mg / kg) kurang kaya dengan tembaga. Kandungan terendahnya dicatatkan dalam batu pasir, batu kapur dan granit (5-15 mg / kg). Kepekatan logam dalam tanah liat bahagian Eropah Rusia mencapai 25 mg / kg, dalam loam seperti loess - 18 mg / kg. Lempung berpasir dan batuan pembentuk tanah berpasir Gorny Altai terkumpul secara purata 31 mg / kg tembaga, di selatan Siberia Barat- 19 mg / kg.
Dalam tanah, tembaga adalah unsur migrasi yang lemah, walaupun kandungan bentuk mudah alih agak tinggi. Jumlah kuprum mudah alih bergantung kepada banyak faktor: komposisi kimia dan mineralogi batuan induk, pH larutan tanah, kandungan bahan organik, dll. Jumlah terbesar kuprum dalam tanah dikaitkan dengan oksida besi dan mangan. , besi dan aluminium hidroksida dan, terutamanya, dengan vermikulit montmorilonit. Asid humik dan fulvik mampu membentuk kompleks yang stabil dengan kuprum. Pada pH 7-8, keterlarutan kuprum adalah yang paling kecil.
MPC untuk tembaga di Rusia ialah 55 mg / kg, APC untuk tanah lempung berpasir dan berpasir ialah 33 mg / kg.
Terdapat sedikit data tentang ketoksikan unsur untuk tumbuhan. Pada masa ini, masalah utama dianggap sebagai kekurangan tembaga dalam tanah atau ketidakseimbangannya dengan kobalt. Tanda-tanda utama kekurangan kuprum untuk tumbuhan adalah kelembapan dan kemudian penamatan pembentukan organ pembiakan, penampilan bijirin yang layu, telinga berbutir kosong, penurunan daya tahan terhadap faktor persekitaran yang tidak menguntungkan. Gandum, oat, barli, alfalfa, ubi bit, bawang dan bunga matahari adalah yang paling sensitif terhadap kekurangannya.
Mangan meluas dalam tanah, tetapi terdapat di sana, dalam kuantiti yang lebih kecil berbanding dengan besi. Mangan terdapat dalam beberapa bentuk dalam tanah. Satu-satunya bentuk yang tersedia untuk tumbuhan ialah bentuk mangan yang boleh ditukar dan larut dalam air. Ketersediaan mangan tanah berkurangan dengan peningkatan pH (dengan penurunan keasidan tanah). Walau bagaimanapun, jarang ditemui tanah yang habis akibat larut lesap sehinggakan mangan yang ada tidak mencukupi untuk pemakanan tumbuhan.
Bergantung pada jenis tanah, kandungan mangan berbeza-beza: chestnut 15.5 ± 2.0 mg / kg, serozemik 22.0 ± 1.8 mg / kg, padang rumput 6.1 ± 0.6 mg / kg, bumi kuning 4.7 ± 3.8 mg / kg, berpasir 6.8 ± 0.7 mg / kg.
Sebatian mangan adalah agen pengoksidaan yang kuat. Kepekatan maksimum yang dibenarkan untuk tanah hitam ialah
1500 mg / kg tanah.
Kandungan mangan dalam tumbuhan produk makanan ditanam di padang rumput, kuning dan tanah berpasir, berkorelasi dengan kandungannya dalam tanah ini. Jumlah mangan dalam diet harian di wilayah geokimia ini adalah lebih daripada 2 kali ganda kurang keperluan harian manusia dan catuan makanan orang yang tinggal di zon berangan dan tanah kelabu.
Tanah adalah permukaan bumi yang mempunyai sifat-sifat yang mencirikan alam hidup dan tidak hidup.
Tanah adalah penunjuk umum. Pencemaran memasuki tanah dengan pemendakan dan sisa permukaan. Mereka juga dimasukkan ke dalam lapisan tanah oleh batuan tanah dan air bawah tanah.
Kumpulan logam berat termasuk semua yang mempunyai ketumpatan melebihi besi. Paradoks unsur-unsur ini ialah dalam kuantiti tertentu ia perlu disediakan kehidupan biasa tumbuhan dan organisma.
Tetapi lebihan mereka boleh membawa kepada penyakit yang serius dan juga kematian. Kitaran makanan menyebabkan sebatian berbahaya memasuki tubuh manusia dan sering menyebabkan kemudaratan yang besar kepada kesihatan.
Sumber pencemaran logam berat ialah. Terdapat kaedah pengiraan kadar yang dibenarkan kandungan logam. Dalam kes ini, jumlah nilai beberapa logam Zc diambil kira.
- dibenarkan;
- sederhana berbahaya;
- sangat berbahaya;
- amat berbahaya.
Perlindungan tanah sangat penting. Kawalan dan pemantauan berterusan tidak membenarkan penanaman hasil pertanian dan meragut ternakan di tanah yang tercemar.
Logam berat mencemarkan tanah
Terdapat tiga kelas bahaya untuk logam berat. Pertubuhan Kesihatan Sedunia menganggap pencemaran plumbum, merkuri dan kadmium sebagai yang paling berbahaya. Tetapi tidak kurang berbahaya adalah kepekatan tinggi unsur-unsur lain.
Merkuri
Pencemaran tanah dengan merkuri berlaku dengan kemasukan racun perosak, pelbagai sisa isi rumah, contohnya lampu pendarfluor, unsur alat pengukur yang rosak.
Menurut data rasmi, pelepasan tahunan merkuri adalah lebih daripada lima ribu tan. Merkuri boleh memasuki tubuh manusia dari tanah yang tercemar.
Jika ini berlaku secara kerap, anda mungkin mengalami gangguan teruk kerja banyak organ, termasuk sistem saraf.
Kematian adalah mungkin dengan rawatan yang tidak mencukupi.
memimpin
Plumbum sangat berbahaya untuk manusia dan semua organisma hidup.
Ia amat toksik. Apabila satu tan plumbum dilombong, dua puluh lima kilogram dilepaskan ke alam sekitar. Sejumlah besar plumbum memasuki tanah dengan pembebasan gas ekzos. 
Zon pencemaran tanah di sepanjang lebuh raya adalah lebih dua ratus meter di sekelilingnya. Apabila di dalam tanah, plumbum diserap oleh tumbuhan yang dimakan manusia dan haiwan termasuk haiwan ternakan yang dagingnya juga terdapat dalam menu kita. Plumbum yang berlebihan menjejaskan sistem saraf pusat, otak, hati dan buah pinggang. Ia berbahaya kerana kesan karsinogenik dan mutageniknya.
Kadmium
Pencemaran tanah kadmium adalah bahaya besar kepada tubuh manusia. Apabila ditelan, ia menyebabkan ubah bentuk rangka, pertumbuhan terbantut pada kanak-kanak dan sakit teruk di belakang.
Kuprum dan zink
Kepekatan tinggi di dalam tanah, unsur-unsur ini menjadi sebab pertumbuhan perlahan dan pembuahan tumbuhan menjadi lebih teruk, yang akhirnya membawa kepada penurunan mendadak dalam produktiviti. Pada manusia, perubahan berlaku pada otak, hati dan pankreas.
Molibdenum
Molibdenum berlebihan menyebabkan gout dan kerosakan pada sistem saraf.
Bahaya logam berat adalah bahawa mereka kurang dikeluarkan dari badan, terkumpul di dalamnya. Mereka boleh membentuk sebatian yang sangat toksik, mudah berpindah dari satu persekitaran ke persekitaran yang lain, tidak terurai. Pada masa yang sama, mereka menyebabkan penyakit serius, sering membawa kepada akibat yang tidak dapat dipulihkan.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, kita boleh membuat kesimpulan bahawa pengumpulan logam berat di dalam tanah memerlukan akibat yang teruk untuk keadaan 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 dalam tanah. Selain itu dengan cara ini adalah mesra alam sepenuhnya.
- Menjalankan detoksifikasi air bawah tanah, pengepaman dan penulenannya.
- Meramal dan menetapkan penghijrahan bentuk larut logam berat.
- Dalam beberapa terutamanya kes yang teruk memerlukan penyingkiran sepenuhnya lapisan tanah dan penggantiannya 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.
Memuatkan...