Tungmetaller (HM) inkluderer mer enn 40 kjemiske elementer periodiske tabell D.I. Mendeleev, hvis masse av atomer er over 50 atommasseenheter (amu). Disse er Pb, Zn, Cd, Hg, Cu, Mo, Mn, Ni, Sn, Co, etc.
Det eksisterende konseptet med "tungmetaller" er ikke strengt, siden HM ofte inkluderer ikke-metalliske elementer, for eksempel As, Se, og noen ganger til og med F, Be og andre elementer, atommasse som er mindre enn 50 amu.
Det er mange sporstoffer blant HM-er som er biologisk viktige for levende organismer. De er nødvendige og uunnværlige komponenter i biokatalysatorer og bioregulatorer for de viktigste fysiologiske prosessene. Imidlertid har det overskytende innholdet av tungmetaller i ulike objekter i biosfæren en deprimerende og til og med giftig effekt på levende organismer.
Kilder til tungmetaller som kommer inn i jorda er delt inn i naturlige (forvitring av bergarter og mineraler, erosjonsprosesser, vulkansk aktivitet) og menneskeskapte (gruvedrift og prosessering av mineraler, forbrenning av drivstoff, påvirkning av motorkjøretøyer, Jordbruk etc.) Landbruksarealer, i tillegg til forurensning gjennom atmosfæren, er også forurenset av HMs spesifikt, gjennom bruk av plantevernmidler, mineralsk og organisk gjødsel, kalking og bruk av avløpsvann. I I det siste Spesiell oppmerksomhet forskere fokuserer på urban jord. Sistnevnte opplever betydelig menneskeskapt press, en del av dette er HM-forurensning.
I tabellen 3.14 og 3.15 presenterer fordelingen av HM i ulike objekter i biosfæren og kildene til HMs inntrengning i miljøet.
Tabell 3.14
| Element | Jordsmonn | Ferskvann | sjøvann | Planter | Dyr (i muskelvev) |
| 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 |
| Som | 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 |
Tabell 3.15
Kilder til forurensning miljø TM
Slutt på tabellen. 3.4
HM-er når jordoverflaten inn ulike former. Dette er oksider og ulike salter av metaller, både løselige og praktisk talt uløselige i vann (sulfider, sulfater, arsenitter, etc.). I utslippene fra malmforedlingsbedrifter og ikke-jernholdige metallurgibedrifter - hovedkilden til miljøforurensning med tungmetaller - er hoveddelen av metaller (70-90%) i form av oksider.
Når de først er på jordoverflaten, kan HM enten akkumuleres eller forsvinne, avhengig av naturen til de geokjemiske barrierene som er iboende i et gitt område.
De fleste HM-ene som ankommer jordoverflaten er festet i de øvre humushorisontene. HM er sorbert på overflaten av jordpartikler, binder seg til jordorganisk materiale, spesielt i form av elementære organiske forbindelser, akkumuleres i jernhydroksider, utgjør en del av krystallgitteret til leirmineraler, produserer sine egne mineraler som et resultat av isomorfe erstatning, og er i løselig tilstand i jordfuktighet og gassform i jordluft er integrert del jordbiota.
Graden av mobilitet av tungmetaller avhenger av den geokjemiske situasjonen og graden av teknologisk påvirkning. Tung partikkelstørrelsesfordeling og høyt innhold organisk materiale fører til binding av HM av jord. En økning i pH-verdier øker sorpsjonen av kationdannende metaller (kobber, sink, nikkel, kvikksølv, bly, etc.) og øker mobiliteten til aniondannende metaller (molybden, krom, vanadium, etc.). Økende oksidative forhold øker migrasjonsevnen til metaller. Som et resultat, i henhold til deres evne til å binde flertallet av HM, danner jord følgende serie: grå jord > chernozem > soddy-podzolisk jord.
Varigheten av opphold av forurensende komponenter i jorda er mye lengre enn i andre deler av biosfæren, og jordforurensning, spesielt med tungmetaller, er nesten evig. Metaller akkumuleres i jorda og fjernes sakte gjennom utvasking, planteforbruk, erosjon og deflasjon (Kabata-Pendias og Pendias, 1989). Perioden for halvfjerning (eller fjerning av halvparten av den opprinnelige konsentrasjonen) av HM varierer sterkt for forskjellige elementer, men er ganske lange tidsperioder: for Zn - fra 70 til 510 år; for Cd - fra 13 til 110 år; for Cu - fra 310 til 1500 år og for Pb - 2 - fra 740 til 5900 år (Sadovskaya, 1994).
Jordforurensning med tungmetaller har to negative sider. For det første, når tungmetaller går inn gjennom næringskjeder fra jord til planter, og derfra inn i kroppen til dyr og mennesker, forårsaker tungmetaller alvorlige sykdommer i dem - en økning i forekomsten av befolkningen og en reduksjon i forventet levealder, samt en reduksjon i kvantitet og kvalitet på avlinger av landbruksplanter og husdyrprodukter.
For det andre, ved å akkumulere i store mengder i jorda, er HM-er i stand til å endre mange av egenskapene. For det første påvirker endringene biologiske egenskaper jord: det totale antallet mikroorganismer avtar, deres artssammensetning (mangfold) smalner, strukturen til mikrobielle samfunn endres, intensiteten av grunnleggende mikrobiologiske prosesser og aktiviteten til jordenzymer avtar osv. Kraftig forurensning med tungmetaller fører til endringer i mer konservative jordegenskaper, som humustilstand, struktur, pH i miljøet osv. Resultatet av dette er et delvis, og i noen tilfeller, fullstendig tap av jords fruktbarhet.
I naturen er det områder med utilstrekkelig eller for høyt innhold av HM i jord. Det unormale innholdet av tungmetaller i jordsmonn skyldes to grupper av årsaker: biogeokjemiske egenskaper ved økosystemer og påvirkningen av teknogene strømmer av materie. I det første tilfellet, områder hvor det er en konsentrasjon kjemiske elementer over eller under det optimale nivået for levende organismer kalles naturlige geokjemiske anomalier, eller biogeokjemiske provinser. Her skyldes det unormale innholdet av elementer naturlige årsaker - egenskapene til jorddannende bergarter, jorddannende prosessen og tilstedeværelsen av malmanomalier. I det andre tilfellet kalles territoriene menneskeskapte geokjemiske anomalier. Avhengig av skala er de delt inn i globale, regionale og lokale.
Jord, i motsetning til andre komponenter i det naturlige miljøet, akkumulerer ikke bare geokjemisk forurensningskomponenter, men fungerer også som en naturlig buffer som kontrollerer overføringen av kjemiske elementer og forbindelser til atmosfæren, hydrosfæren og levende stoffer.
Ulike planter, dyr og mennesker krever en viss sammensetning av jord og vann for livet. På steder med geokjemiske anomalier oppstår overføring av avvik fra normen, og forverres mineralsammensetning gjennom hele næringskjeden.
Som et resultat av forstyrrelser i mineralernæring, endringer i artssammensetningen av fyto-, zoo- og mikrobiocenoser, sykdommer i ville planteformer, en reduksjon i mengde og kvalitet på avlinger av landbruksplanter og husdyrprodukter, en økning i sykelighet blant befolkningen og en nedgang i forventet levealder observeres (tabell 3.15). Mekanismen for toksisk virkning av HM er presentert i tabell. 3.16.
Tabell 3.15
Fysiologiske lidelser hos planter med overskudd og mangel på HM-innhold i dem (ifølge Kovalevsky, Andrianova, 1970; Kabata-pendias,
Pendas, 1989)
| Element | Fysiologiske lidelser | |
| ved mangel | ved overskudd | |
| Cu | Klorose, visnesyke, melanisme, hvite krøllede kroner, svekket panikkdannelse, nedsatt lignifisering, tørre topper av trær | Mørkegrønne blader, som i Fe-indusert klorose; tykke, korte eller piggtrådlignende røtter, hemming av skudddannelse |
| Zn | Intervenal klorose (hovedsakelig hos monocots), vekststopp, rosettblader på trær, lilla-røde prikker på bladene | Klorose og nekrose av bladspisser, intervenal klorose av unge blader, hemmet vekst av planten som helhet, skadede røtter som ser ut som piggtråd |
| Cd | - | Brune bladkanter, klorose, rødlige årer og bladstilker, krøllede blader og brune underutviklede røtter |
| Hg | - | Noe hemming av spirer og røtter, klorose av blader og brune flekker på dem |
| Pb | - | Redusert fotosyntesehastighet, mørkegrønne blader, krølling av gamle blader, forkrøplet bladverk, brune korte røtter |
Tabell 3.16
Virkningsmekanisme for HM-toksisitet (ifølge Torshin et al., 1990)
| Element | Handling |
| Cu, Zn, Cd, Hg, Pb | Effekt på membranpermeabilitet, reaksjon med SH - grupper av cystein og metionin |
| Pb | Endre den tredimensjonale strukturen til proteiner |
| Cu, Zn, Hg, Ni | Dannelse av komplekser med fosfolipider |
| Ni | Dannelse av komplekser med albumin |
| Enzyminhibering: | |
| Hg2+ | alkalisk fosfatase, gluko-6-fosfatase, laktat dehydrogenase |
| Cd2+ | adenosintrifosfataser, alkoholdehydrogenaser, amylaser, karbonsyreanhydraser, karboksypeptidaser (pentidaser),r |
| Pb2+ | acetylkolinesterase, alkalisk fosfatase, ATPase |
| Ni2+ | karbonsyreanhydrase, cytokromoksidase, benzopyrenhydroksylase |
Giftige effekter av HM på biologiske systemer først og fremst på grunn av det faktum at de lett binder seg til sulfhydrylgrupper av proteiner (inkludert enzymer), undertrykker deres syntese og forstyrrer dermed metabolismen i kroppen.
Levende organismer har utviklet ulike mekanismer for motstand mot HM: fra reduksjon av HM-ioner til mindre giftige forbindelser til aktivering av ionetransportsystemer som effektivt og spesifikt fjerner giftige ioner fra cellen til det ytre miljøet.
Den viktigste konsekvensen av innvirkningen av tungmetaller på levende organismer, som manifesterer seg på biogeocenotisk og biosfærenivå for organisering av levende materie, er blokkeringen av oksidasjonsprosessene til organisk materiale. Dette fører til en reduksjon i hastigheten på mineralisering og akkumulering i økosystemer. Samtidig fører en økning i konsentrasjonen av organisk materiale til at det binder HM, noe som midlertidig avlaster økosystemet. En nedgang i nedbrytningshastigheten av organisk materiale på grunn av en nedgang i antall organismer, deres biomasse og intensiteten av vital aktivitet anses som en passiv respons fra økosystemer på HM-forurensning. Aktiv motstand av organismer mot menneskeskapte belastninger manifesterer seg bare i løpet av levetidens akkumulering av metaller i kropper og skjeletter. De mest motstandsdyktige artene er ansvarlige for denne prosessen.
Levende organismers, først og fremst planters, motstand mot økte konsentrasjoner av tungmetaller og deres evne til å akkumulere høye konsentrasjoner av metaller kan utgjøre en stor fare for menneskers helse, siden de tillater penetrering av forurensninger i matkjeder. Avhengig av de geokjemiske produksjonsforholdene kan menneskelig mat av både plante- og animalsk opprinnelse dekke menneskets behov for mineralelementer, være mangelfull eller inneholde et overskudd av dem, bli mer giftig, forårsake sykdommer og til og med død (tabell 3.17).
Tabell 3.17
Effekt av HM på menneskekroppen (Kovalsky, 1974; Kort medisinsk leksikon 1989; Torshin et al., 1990; Innvirkning på kroppen.., 1997; Håndbok i toksikologi.., 1999)
| Element | Fysiologiske abnormiteter | |
| ved mangel | ved overskudd | |
| Mn | Sykdommer skjelettsystemet | Feber, lungebetennelse, sentrale lesjoner nervesystemet(manganparkinsonisme), endemisk gikt, sirkulasjonsforstyrrelser, gastrointestinale funksjoner, infertilitet |
| Cu | Svakhet, anemi, leukemi, sykdommer i skjelettsystemet, nedsatt koordinasjon av bevegelser | Yrkessykdommer, hepatitt, Wilsons sykdom. Påvirker nyrer, lever, hjerne, øyne |
| Zn | Nedsatt appetitt, bendeformasjon, dvergvekst, lang tilheling av sår og brannskader, dårlig syn, nærsynthet | Redusert kreftresistens, anemi, depresjon oksidative prosesser, dermatitt |
| Pb | - | Blyencefaloneuropati, metabolske forstyrrelser, hemming av enzymatiske reaksjoner, vitaminmangel, anemi, multippel sklerose. En del av skjelettsystemet i stedet for kalsium |
| Cd | - | Gastrointestinale lidelser, luftveislidelser, anemi, økt blodtrykk, nyreskade, itai-itai sykdom, proteinuri, osteoporose, mutagene og kreftfremkallende effekter |
| Hg | - | Lesjoner i sentralnervesystemet og perifere nerver, infantilisme, lidelse reproduktive funksjoner, stomatitt, sykdom Minamata, for tidlig aldring |
| Co | Endemisk struma | - |
| Ni | - | Dermatitt, hematopoetisk lidelse, karsinogenitet, embryotoksisose, subakutt myelooptisk nevropati |
| Cr | - | Dermatitt, kreftfremkallende egenskaper |
| V | - | Sykdommer i det kardiovaskulære systemet |
Ulike HM utgjør en trussel mot menneskers helse i ulik grad. De farligste er Hg, Cd, Pb (tabell 3.18).
Tabell 3.18
Klasser av forurensninger i henhold til deres faregrad (GOST 17.4.1.02-83)
Spørsmålet om å regulere innholdet av tungmetaller i jord er svært komplisert. Løsningen bør være basert på anerkjennelsen av jordens multifunksjonalitet. I prosessen med rasjonering kan jord sees fra forskjellige posisjoner: som en naturlig kropp; som habitat og substrat for planter, dyr og mikroorganismer; som et objekt og et middel for landbruks- og industriproduksjon; Hvordan naturlig reservoar inneholder patogene mikroorganismer. Standardisering av HM-innhold i jord må utføres på grunnlag av jordøkologiske prinsipper, som nekter muligheten for å finne felles verdier for alle jordarter.
Det er to hovedtilnærminger til spørsmålet om sanering av jord forurenset med tungmetaller. Den første er rettet mot å rydde jorda til HM. Rensing kan utføres ved utluting, ved å trekke ut HM fra jorda ved hjelp av planter, ved å fjerne det øverste forurensede jordlaget osv. Den andre tilnærmingen er basert på å fikse HM i jorda, omdanne dem til former som er uløselige i vann og utilgjengelig for levende organismer. For dette formålet foreslås det å introdusere organisk materiale, mineralgjødsel med fosfor, ionebytterharpiks, naturlige zeolitter, brunkull, kalking av jorda etc. Men enhver metode for å fikse HM i jorda har sin egen. gyldighetsperiode. Før eller siden vil en del av HM igjen begynne å gå inn i jordløsningen, og derfra inn i levende organismer.
Således inkluderer tungmetaller mer enn 40 kjemiske elementer, hvis masse av atomer er over 50 a. spise. Disse er Pb, Zn, Cd, Hg, Cu, Mo, Mn, Ni, Sn, Co, etc. Det er mange sporstoffer blant HM, som er nødvendige og uerstattelige komponenter i biokatalysatorer og bioregulatorer av de viktigste fysiologiske prosessene. Imidlertid har det overskytende innholdet av tungmetaller i ulike objekter i biosfæren en deprimerende og jevn giftig effekt på levende organismer.
Kilder til tungmetaller som kommer inn i jorda er delt inn i naturlige (forvitring av bergarter og mineraler, erosjonsprosesser, vulkansk aktivitet) og teknogene (gruvedrift og prosessering av mineraler, forbrenning av drivstoff, påvirkning av motortransport, landbruk, etc.).
HM når jordoverflaten i ulike former. Dette er oksider og ulike salter av metaller, både løselige og praktisk talt uløselige i vann.
Miljøkonsekvensene av jordforurensning med tungmetaller avhenger av forurensningsparametere, geokjemiske forhold og jordstabilitet. Forurensningsparametere inkluderer metallets natur, dvs. dets kjemiske og giftige egenskaper, metallinnhold i jord, form kjemisk forbindelse, periode fra forurensningsøyeblikket osv. Jordresistens mot forurensning avhenger av partikkelstørrelsesfordelingen, innhold av organisk stoff, syre-base og redoksforhold, aktivitet av mikrobiologiske og biokjemiske prosesser mv.
Resistensen til levende organismer, spesielt planter, mot økte konsentrasjoner HM og deres evne til å akkumulere høye konsentrasjoner av metaller kan utgjøre en stor risiko for menneskers helse ved å la forurensninger komme inn i næringskjedene.
Ved regulering av innholdet av tungmetaller i jord bør det tas hensyn til jordas multifunksjonalitet. Jord kan betraktes som en naturlig kropp, som et habitat og substrat for planter, dyr og mikroorganismer, som et objekt og et middel for jordbruks- og industriproduksjon, som et naturlig reservoar som inneholder patogene mikroorganismer, som en del av den terrestriske biogeocenose og biosfæren som en hel.
Standardisering av tungmetallinnhold
i jord og planter er ekstremt kompleks på grunn av umuligheten av å fullt ut ta hensyn til alle miljøfaktorer. Dermed kan det å endre kun jordas agrokjemiske egenskaper (middels reaksjon, humusinnhold, metningsgrad med baser, partikkelstørrelsesfordeling) redusere eller øke innholdet av tungmetaller i planter flere ganger. Det er motstridende data selv om bakgrunnsinnholdet i enkelte metaller. Resultatene gitt av forskere avviker noen ganger med 5-10 ganger.
Mange skalaer er foreslått
miljøregulering av tungmetaller. I noen tilfeller antas maksimalt tillatt konsentrasjon å være det høyeste metallinnholdet som er observert i vanlig menneskeskapt jord, i andre - innhold, som er grensen for fytotoksisitet. I de fleste tilfeller er det foreslått maksimalt tillatte konsentrasjoner for tungmetaller som overskrider øvre norm flere ganger.
Å karakterisere teknogen forurensning
for tungmetaller brukes en konsentrasjonskoeffisient lik forholdet mellom konsentrasjonen av grunnstoffet i forurenset jord og bakgrunnskonsentrasjonen. Ved forurensing av flere tungmetaller vurderes forurensningsgraden ved verdien av totalkonsentrasjonsindeksen (Zc). Omfanget av jordforurensning med tungmetaller foreslått av IMGRE er presentert i tabell 1.
Tabell 1. Opplegg for vurdering av jord for landbruksbruk i henhold til graden av forurensning med kjemikalier (Goskomhydromet of the USSR, nr. 02-10 51-233 datert 12/10/90)
| Jordkategori etter forurensningsgrad | Zc | Forurensning i forhold til MPC | Mulig bruk av jord | Nødvendige aktiviteter |
| Akseptabel | <16,0 | Overgår bakgrunnen, men ikke høyere enn MPC | Bruk til enhver avling | Redusere virkningen av jordforurensningskilder. Redusert tilgjengelighet av giftstoffer for planter. |
| Middels farlig | 16,1- 32,0 | Overskrider MPC for å begrense generelle sanitær- og vannmigrasjonsindikatorer for skadelighet, men er lavere enn MPC for translokasjonsindikatoren | Brukes til alle avlinger som er underlagt kvalitetskontroll av planteprodukter | Aktiviteter tilsvarende kategori 1. Dersom det er stoffer med begrensende migrasjonsvannindikator, foretas kontroll av innholdet av disse stoffene i overflate- og grunnvannÅh. |
| Svært farlig | 32,1- 128 | Overskrider MPC med en begrensende translokasjonsfareindikator | Brukes til industrielle avlinger uten å hente mat og fôr fra dem. Eliminer navplanter kjemiske substanser | Aktiviteter tilsvarende kategorier 1. Obligatorisk kontroll med innhold av giftstoffer i planter som brukes som mat og fôr. Begrense bruken av grønn masse til husdyrfôr, spesielt kraftfôrplanter. |
| Ekstremt farlig | > 128 | Overgår MPC på alle måter | Utelukke fra landbruksbruk | Redusere forurensningsnivåer og binding av giftige stoffer i atmosfæren, jord og vann. |
Offisielt godkjente MPC
Tabell 2 viser de offisielt godkjente maksimale konsentrasjonsgrensene og tillatte nivåer innholdet deres i henhold til skadelighetsindikatorer. I samsvar med ordningen vedtatt av medisinske hygienister, er reguleringen av tungmetaller i jord delt inn i translokasjon (overgang av elementet til planter), migrerende vann (overgang til vann) og generell sanitær (effekt på selvrensende evne til jordsmonn og jordmikrobiocenose).
Tabell 2. Maksimalt tillatte konsentrasjoner (MAC) av kjemikalier i jordsmonn og tillatte nivåer av deres innhold i form av skadelighet (per 01/01/1991. State Committee for Nature Protection of the USSR, nr. 02-2333 datert 12/10/90) .
| Navn på stoffer | MPC, mg/kg jord, tatt i betraktning bakgrunn | Skadelighetsindikatorer | ||
| Translokasjon | Vann | Generelt sanitær | ||
| Vannløselige former | ||||
| Fluor | 10,0 | 10,0 | 10,0 | 10,0 |
| Bevegelige former | ||||
| Kobber | 3,0 | 3,5 | 72,0 | 3,0 |
| Nikkel | 4,0 | 6,7 | 14,0 | 4,0 |
| Sink | 23,0 | 23,0 | 200,0 | 37,0 |
| Kobolt | 5,0 | 25,0 | >1000 | 5,0 |
| Fluor | 2,8 | 2,8 | - | - |
| Krom | 6,0 | - | - | 6,0 |
| Brutto innhold | ||||
| Antimon | 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 |
| Lede ** | 30,0 | 35,0 | 260,0 | 30,0 |
| Arsenikk** | 2,0 | 2,0 | 15,0 | 10,0 |
| Merkur | 2,1 | 2,1 | 33,3 | 5,0 |
| Bly+kvikksølv | 20+1 | 20+1 | 30+2 | 30+2 |
| Kobber* | 55 | - | - | - |
| nikkel* | 85 | - | - | - |
| Sink* | 100 | - | - | - |
* - bruttoinnhold - omtrentlig.
** - selvmotsigelse; for arsen er gjennomsnittlig bakgrunnsinnhold 6 mg/kg, bakgrunnsinnholdet av bly overstiger vanligvis også MPC-standardene.
Offisielt godkjent av UEC
UDC-ene utviklet i 1995 for bruttoinnholdet av 6 tungmetaller og arsen gjør det mulig å oppnå flere full beskrivelse om jordforurensning med tungmetaller, siden nivået av miljøreaksjon og den granulometriske sammensetningen av jorda er tatt i betraktning.
Tabell 3. Omtrentlig tillatte konsentrasjoner (ATC) av tungmetaller og arsen i jord med ulike fysisk-kjemiske egenskaper (bruttoinnhold, mg/kg) (tillegg nr. 1 til listen over MPC og APC nr. 6229-91).
| Element | Jordgruppe | UDC tar bakgrunnen i betraktning | Samlet stedets tilstand i jordsmonn | Fareklasser | Egendommer handlinger på kroppen |
| Nikkel | Sand- og sandjord | 20 | Fast: i form av salter, i sorbert form, som en del av mineraler | 2 | Lav toksisitet for varmblodige dyr og mennesker. Har en mutagen effekt |
| <5,5 | 40 | ||||
| Nær nøytral (leirholdig og leireaktig), рНKCl >5,5 | 80 | ||||
| Kobber | Sand- og sandjord | 33 | 2 | Øker cellulær permeabilitet, hemmer glutationreduktase, forstyrrer metabolismen ved å interagere med -SH, -NH2 og COOH- grupper | |
| Syrlig (leirholdig og leireaktig), pH KCl<5,5 | 66 | ||||
| Nær nøytral (leiraktig og leireaktig), pH KCl>5,5 | 132 | ||||
| Sink | Sand- og sandjord | 55 | Fast: i form av salter, organo-mineralforbindelser, i sorbert form, som en del av mineraler | 1 | Mangel eller overskudd forårsaker utviklingsavvik. Forgiftning på grunn av brudd på teknologi for påføring av sinkholdige plantevernmidler |
| Syrlig (leirholdig og leireaktig), pH KCl<5,5 | 110 | ||||
| Nær nøytral (leiraktig og leireaktig), pH KCl>5,5 | 220 | ||||
| Arsenikk | Sand- og sandjord | 2 | Fast: i form av salter, organo-mineralforbindelser, i sorbert form, som en del av mineraler | 1 | Giftig, hemmer ulike enzymer, negativ effekt på metabolismen. Muligens kreftfremkallende |
| Syrlig (leirholdig og leireaktig), pH KCl<5,5 | 5 | ||||
| Nær nøytral (leiraktig og leireaktig), pH KCl>5,5 | 10 | ||||
| Kadmium | Sand- og sandjord | 0,5 | Fast: i form av salter, organo-mineralforbindelser, i sorbert form, som en del av mineraler | 1 | Det er svært giftig, blokkerer sulfhydrylgrupper av enzymer, forstyrrer metabolismen av jern og kalsium og forstyrrer DNA-syntesen. |
| Syrlig (leirholdig og leireaktig), pH KCl<5,5 | 1,0 | ||||
| Nær nøytral (leiraktig og leireaktig), pH KCl>5,5 | 2,0 | ||||
| Lede | Sand- og sandjord | 32 | Fast: i form av salter, organo-mineralforbindelser, i sorbert form, som en del av mineraler | 1 | Allsidig negativ handling. Blokkerer -SH grupper av proteiner, hemmer enzymer, forårsaker forgiftning og skader på nervesystemet. |
| Syrlig (leirholdig og leireaktig), pH KCl<5,5 | 65 | ||||
| Nær nøytral (leiraktig og leireaktig), pH KCl>5,5 | 130 |
Det følger av materialene at kravene i hovedsak er til bulkformer av tungmetaller. Blant de mobile er kun kobber, nikkel, sink, krom og kobolt. Derfor tilfredsstiller de nåværende utviklede standardene ikke lenger alle krav.
er en kapasitetsfaktor som først og fremst reflekterer den potensielle faren for forurensning av planteprodukter, infiltrasjon og overflatevann. Karakteriserer den generelle forurensningen av jorda, men reflekterer ikke graden av tilgjengelighet av elementer for planten. For å karakterisere tilstanden til jordnæringen til planter, brukes bare deres mobile former.
Definisjon av bevegelige former
De bestemmes ved hjelp av forskjellige ekstraksjonsmidler. Total mobil form av metall - ved hjelp av et surt ekstrakt (for eksempel 1N HCL). Den mest mobile delen av de mobile reservene av tungmetaller i jorda går inn i ammoniumacetatbufferen. Konsentrasjonen av metaller i et vannekstrakt viser graden av mobilitet av elementer i jorda, som er den farligste og mest "aggressive" fraksjonen.
Standarder for bevegelige skjemaer
Flere veiledende normative skalaer er foreslått. Nedenfor er et eksempel på en av skalaene for maksimalt tillatte mobile former for tungmetaller.
Tabell 4. Maksimalt tillatt innhold av den mobile formen av tungmetaller i jord, mg/kg ekstraksjonsmiddel 1N. HCl (H. Chuljian et al., 1988).
| Element | Innhold | Element | Innhold | Element | Innhold |
| Hg | 0,1 | Sb | 15 | Pb | 60 |
| Cd | 1,0 | Som | 15 | Zn | 60 |
| Co | 12 | Ni | 36 | V | 80 |
| Cr | 15 | Cu | 50 | Mn | 600 |
| NETTSTEDENAVIGASJON: | |||||||
| FAQ? | ned i jorda | til gel | resultat | tekniske data | priser | ||
Tungmetaller– Dette er kanskje en av de mest alvorlige jordforurensningene, som truer oss med en rekke uønskede og dessuten skadelige konsekvenser.
Jord er i sin natur en kombinasjon av ulike leirmineraler av organisk og uorganisk opprinnelse. Avhengig av sammensetningen av jorda, geografiske data, samt avstanden fra industrisoner, kan jorda inneholde forskjellige typer tungmetaller, som hver utgjør ulik grad av fare for miljøet. På grunn av det faktum at i forskjellige steder Jordstrukturen kan også være forskjellig, redoksforhold, reaktivitet, samt mekanismene for å binde tungmetaller i jorda er også forskjellige.
Den største faren for jorda kommer fra teknogene faktorer. Ulike produksjoner, hvis avfall er partikler av tungmetaller, er dessverre utstyrt på en slik måte at selv de beste filtrene lar elementer av tungmetaller passere gjennom, som først havner i atmosfæren og deretter trenger ned i jorda sammen med industriavfall . Denne typen forurensning kalles teknologisk. I i dette tilfellet stor verdi har den mekaniske sammensetningen av jorda, karbonatinnhold og absorpsjonsevne. Tungmetaller skiller seg ikke bare i graden av påvirkning på jorda, men også i tilstanden de finnes i den.
Det er for tiden kjent at nesten alle partikler av tungmetaller kan være tilstede i jorda i følgende tilstander: i form av en blanding av isomorfe partikler, oksidert, i form av saltavsetninger, i et krystallgitter, løselig form, direkte i jordløsningen, og til og med som en del av organisk materiale. Det bør tas i betraktning at avhengig av redoksforholdene, jordsammensetning og innholdsnivå karbondioksid oppførselen til metallpartikler kan endres.
Tungmetaller er farlige ikke bare på grunn av deres tilstedeværelse i jordsammensetningen, men fordi de er i stand til å bevege seg, endre seg og trenge inn i planter, noe som kan forårsake betydelig skade på miljøet. Mobiliteten til tungmetallpartikler kan variere avhengig av om det er forskjell mellom grunnstoffene i fast og flytende fase. Forurensninger, i dette tilfellet elementer av tungmetaller, kan ofte ha en fast fast form når de trenger inn i jordlag. I denne formen er metaller utilgjengelige for planter. I alle andre tilfeller trenger metaller lett inn i planter.
Vannløselige metallelementer trenger veldig raskt inn i jorden. Dessuten kommer de ikke bare inn i jordlaget, de er i stand til å migrere gjennom det. Fra skolen vet alle at det over tid dannes vannløselige mineralforbindelser med lav molekylvekt i jorda, som vandrer til den nedre delen av formasjonen. Og sammen med dem migrerer tungmetallforbindelser, og danner lavmolekylære komplekser, det vil si transformeres til en annen tilstand.
Innholdet av tungmetaller (HM) i jordsmonn avhenger, som det har blitt fastslått av mange forskere, av sammensetningen av de opprinnelige bergartene, hvis betydelige mangfold er assosiert med den komplekse geologiske historien til utviklingen av territoriene. Den kjemiske sammensetningen av jorddannende bergarter, representert av bergforvitringsprodukter, er forhåndsbestemt av den kjemiske sammensetningen til de opprinnelige bergartene og avhenger av forholdene for supergentransformasjon.
I de siste tiårene har menneskehetens menneskeskapte aktiviteter vært intensivt involvert i prosessene med migrasjon av tungmetaller i det naturlige miljøet.
En av de viktigste gruppene Giftstoffer som forurenser jorda er tungmetaller. Disse inkluderer metaller med en tetthet på mer enn 8 tusen kg/m 3 (bortsett fra edle og sjeldne): Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Hg, Co, Sb, Sn, Be. I anvendte arbeider blir Pt, Ag, W, Fe og Mn ofte lagt til listen over essensielle metaller. Nesten alle tungmetaller er giftige. Menneskeskapt spredning av denne gruppen av forurensninger (inkludert i form av salter) i biosfæren fører til forgiftning eller trussel om forgiftning av levende ting.
Klassifiseringen av tungmetaller som kommer inn i jorda fra utslipp, søppel, avfall, til fareklasser (i henhold til GOST 17.4.1.02-83. Naturvern. Jordsmonn) er presentert i tabell. 1.
Tabell 1. Klassifisering av kjemikalier etter fareklasser
Kobber– er et av de viktigste uerstattelige elementene som er nødvendige for levende organismer. I planter deltar den aktivt i prosessene med fotosyntese, respirasjon, reduksjon og nitrogenfiksering. Kobber er en del av en rekke oksidaseenzymer - cytokromoksidase, ceruloplasmin, superoksiddismutase, uratoksidase og andre, og deltar i biokjemiske prosesser som en integrert del av enzymer som utfører reaksjoner av oksidasjon av substrater med molekylært oksygen.
Clarks jordskorpen 47 mg/kg. Kjemisk er kobber et lavaktivt metall. Den grunnleggende faktoren som påvirker verdien av Cu-innhold er konsentrasjonen i jorddannende bergarter. Av de magmatiske bergarter akkumuleres den største mengden av grunnstoffet i basiske bergarter - basalter (100-140 mg/kg) og andesitter (20-30 mg/kg). Dekk- og løsmasser (20-40 mg/kg) er mindre rike på kobber. Dens laveste innhold er observert i sandstein, kalkstein og granitt (5-15 mg/kg). Metallkonsentrasjonen i leire i den europeiske delen av Russland når 25 mg/kg, i løsslignende leirjord - 18 mg/kg. Sandig leirjord og sandjorddannende bergarter i Altai-fjellene akkumulerer i gjennomsnitt 31 mg/kg kobber, sørover Vest-Sibir– 19 mg/kg.
I jordsmonn er kobber et svakt migrerende element, selv om innholdet i den mobile formen kan være ganske høyt. Mengden mobilt kobber avhenger av mange faktorer: den kjemiske og mineralogiske sammensetningen av moderbergarten, pH i jordløsningen, innholdet av organisk materiale osv. Den største mengden kobber i jorda er forbundet med jernoksider, mangan, hydroksider av jern og aluminium, og spesielt med montmorillonitt og vermikulitt. Humus- og fulvinsyrer er i stand til å danne stabile komplekser med kobber. Ved pH 7-8 er løseligheten av kobber den laveste.
Den maksimale tillatte konsentrasjonen av kobber i Russland er 55 mg/kg, den maksimale tillatte konsentrasjonen for sand- og sandholdig leirjord er 33 mg/kg.
Data om toksisiteten til elementet for planter er knappe. For øyeblikket anses hovedproblemet å være mangel på kobber i jordsmonn eller ubalanse med kobolt. De viktigste tegnene på kobbermangel for planter er en nedgang og deretter opphør av dannelsen. reproduserende organer, utseendet til småkorn, tomkornede ører, redusert motstand mot ugunstige miljøfaktorer. De mest følsomme for dens mangel er hvete, havre, bygg, alfalfa, rødbeter, løk og solsikker.
Mangan utbredt i jord, men finnes der i mindre mengder sammenlignet med jern. Mangan finnes i jord i flere former. De eneste formene som er tilgjengelige for planter, er de utskiftbare og vannløselige formene av mangan. Tilgjengeligheten av jordmangan avtar med økende pH (ettersom jordsurheten synker). Det er imidlertid sjelden å finne jord som er utarmet av utvasking i en slik grad at det ikke er nok tilgjengelig mangan til å mate planter.
Avhengig av jordtype varierer manganinnholdet: kastanje 15,5 ± 2,0 mg/kg, grå jord 22,0 ± 1,8 mg/kg, eng 6,1 ± 0,6 mg/kg, gul jord 4,7 ± 3,8 mg/kg, sand 6,78 mg/kg.
Manganforbindelser er sterke oksidasjonsmidler. Maksimal tillatt konsentrasjon for chernozemjord er
1500 mg/kg jord.
Manganinnhold i planter matvarer, dyrket i eng, gul jord og sandjord, korrelerer med innholdet i disse jorda. Mengden av mangan i det daglige kostholdet i disse geokjemiske provinsene er mer enn 2 ganger mindre daglig behov mennesker og kostholdet til mennesker som lever i soner med kastanje- og sierozemjord.
Jord er jordens overflate som har egenskaper som kjennetegner både levende og livløs natur.
Jorda er en indikator på det generelle. Forurensning kommer inn i jorda med nedbør og overflateavfall. De blir også introdusert i jordlaget av jordbergarter og grunnvann.
Gruppen av tungmetaller inkluderer alt med en tetthet som overstiger jernets. Paradokset med disse elementene er at de i visse mengder er nødvendige for å sikre normalt liv planter og organismer.
Men deres overskudd kan føre til alvorlige sykdommer og til og med døden. Matsyklusen fører til at skadelige forbindelser kommer inn i menneskekroppen og forårsaker ofte stor helseskade.
Kilder til tungmetallforurensning er: Det er en metode for å beregne tillatt norm metallinnhold. I dette tilfellet tas den totale verdien av flere metaller Zc i betraktning.
- akseptabel;
- moderat farlig;
- svært farlig;
- ekstremt farlig.
Jordvern er veldig viktig. Konstant kontroll og overvåking tillater ikke dyrking av landbruksprodukter og beite av husdyr på forurensede landområder.
Tungmetaller forurenser jord
Det er tre fareklasser av tungmetaller. Verdens helseorganisasjon anser de farligste forurensningene som bly, kvikksølv og kadmium. Men høye konsentrasjoner av andre elementer er ikke mindre skadelige.
Merkur
Jordforurensning med kvikksølv skjer gjennom inntrengning av plantevernmidler og diverse husholdningsavfall, f.eks. fluorescerende lamper, elementer av skadede måleinstrumenter.
I følge offisielle data er det årlige utslippet av kvikksølv mer enn fem tusen tonn. Kvikksølv kan komme inn i menneskekroppen fra forurenset jord.
Hvis dette skjer regelmessig, kan du oppleve alvorlige lidelser funksjonen til mange organer, inkludert nervesystemet.
Hvis den ikke behandles riktig, kan døden oppstå.
Lede
Bly er svært farlig for mennesker og alle levende organismer.
Det er ekstremt giftig. Når ett tonn bly utvinnes, kommer tjuefem kilo inn i miljøet. Et stort nummer av bly kommer inn i jorda med utslipp av eksosgasser. 
Området med jordforurensning langs rutene er over to hundre meter rundt. Når det først er i jorda, absorberes bly av planter som spises av mennesker og dyr, inkludert husdyr, hvis kjøtt også finnes i menyen vår. Overskudd av bly påvirker sentralnervesystemet, hjernen, leveren og nyrene. Det er farlig på grunn av dets kreftfremkallende og mutagene effekter.
Kadmium
Jordforurensning med kadmium er en stor fare for menneskekroppen. Ved inntak forårsaker det skjelettdeformasjon, veksthemming hos barn og kraftig smerte jeg er tilbake.
Kobber og sink
Høy konsentrasjon i jorden til disse elementene fører til at veksten av planter reduseres og fruktdannelsen til planter forringes, noe som til slutt fører til en kraftig nedgang i utbytte. En person opplever endringer i hjernen, leveren og bukspyttkjertelen.
Molybden
Overflødig molybden forårsaker gikt og skader på nervesystemet.
Faren med tungmetaller er at de skilles dårlig ut fra kroppen og samler seg i den. De kan danne svært giftige forbindelser, lett gå fra et miljø til et annet, og brytes ikke ned. Samtidig forårsaker de alvorlige sykdommer, som ofte fører til irreversible konsekvenser.Antimon
Tilstede i noen malmer.
Det er en del av legeringer som brukes i ulike industrielle felt.
Overskuddet forårsaker alvorlige spiseforstyrrelser.
Arsenikk
Hovedkilden til jordforurensning med arsen er stoffer som brukes til å kontrollere skadedyr på landbruksplanter, for eksempel ugressmidler og insektmidler. Arsen er en akkumulerende gift som forårsaker kronisk. Dens forbindelser provoserer sykdommer i nervesystemet, hjernen og huden.
Mangan
Et høyt innhold av dette elementet er observert i jord og planter. 
Når ekstra mangan kommer inn i jorda, skaper det raskt et farlig overskudd. Dette påvirker menneskekroppen i form av ødeleggelse av nervesystemet.
En overflod av andre tunge elementer er ikke mindre farlig.
Av ovenstående kan vi konkludere med at opphopning av tungmetaller i jorda medfører alvorlige konsekvenser for menneskers helse og miljøet som helhet.
Grunnleggende metoder for å bekjempe jordforurensning med tungmetaller
Metoder for å bekjempe jordforurensning med tungmetaller kan være fysiske, kjemiske og biologiske. Blant dem er følgende metoder:
- En økning i jordsurheten øker muligheten Derfor hjelper tilsetning av organisk materiale og leire og kalking til en viss grad i kampen mot forurensning.
- Såing, klipping og fjerning av visse planter, som kløver, fra jordoverflaten reduserer konsentrasjonen av tungmetaller i jorda betydelig. I tillegg denne metoden er helt miljøvennlig.
- Avgiftning av grunnvann, pumping og rensing av det.
- Forutsi og eliminere migrasjon løselig form tungmetaller.
- Hos noen spesielt alvorlige tilfeller det krever fullstendig fjerning av jordlaget og erstatte det med et nytt.
Det farligste av alle metallene som er oppført er bly. Den har evnen til å akkumulere og angripe menneskekroppen. Kvikksølv er ikke farlig hvis det kommer inn i menneskekroppen én eller flere ganger, kun kvikksølvdamp er spesielt farlig. Jeg mener at industribedrifter bør bruke mer avanserte produksjonsteknologier som ikke er så ødeleggende for alt levende. Ikke bare én person, men massene bør tenke, så kommer vi til et godt resultat.
Laster inn...