Βαριά μέταλλα– πρόκειται ίσως για μια από τις πιο σοβαρές μολύνσεις του εδάφους, που μας απειλεί με πλήθος ανεπιθύμητων και, επιπλέον, επιβλαβών συνεπειών.

Από τη φύση του, το έδαφος είναι ένας συνδυασμός διαφόρων ορυκτών αργίλου οργανικής και ανόργανης προέλευσης. Ανάλογα με τη σύνθεση του εδάφους, τα γεωγραφικά δεδομένα και την απόσταση από τις βιομηχανικές ζώνες, το έδαφος μπορεί να περιέχει διάφορους τύπους βαρέων μετάλλων, καθένα από τα οποία ενέχει διαφορετικό βαθμό κινδύνου για το περιβάλλον. Λόγω του γεγονότος ότι σε διαφορετικούς τόπουςΗ δομή του εδάφους μπορεί επίσης να είναι διαφορετική, οξείδωση- συνθήκες αποκατάστασης, η αντιδραστικότητα, καθώς και οι μηχανισμοί δέσμευσης βαρέων μετάλλων στο έδαφος είναι επίσης διαφορετικοί.

Ο μεγαλύτερος κίνδυνος για το έδαφος προέρχεται από τεχνογενείς παράγοντες. Διάφορες βιομηχανίες, τα απόβλητα των οποίων είναι σωματίδια βαρέων μετάλλων, δυστυχώς, είναι εξοπλισμένες με τέτοιο τρόπο ώστε ακόμη και τα καλύτερα φίλτρα επιτρέπουν τη διέλευση στοιχείων βαρέων μετάλλων, τα οποία πρώτα καταλήγουν στην ατμόσφαιρα και στη συνέχεια διεισδύουν στο έδαφος μαζί με βιομηχανικά απόβλητα. Αυτός ο τύπος ρύπανσης ονομάζεται τεχνογενής. Σε αυτή την περίπτωση, η μηχανική σύνθεση του εδάφους, η περιεκτικότητα σε ανθρακικά άλατα και η ικανότητα απορρόφησης έχουν μεγάλη σημασία. Τα βαρέα μέταλλα διαφέρουν όχι μόνο ως προς τον βαθμό πρόσκρουσης στο έδαφος, αλλά και στην κατάσταση στην οποία βρίσκονται σε αυτό.

Είναι πλέον γνωστό ότι σχεδόν όλα τα σωματίδια βαρέων μετάλλων μπορούν να υπάρχουν στο έδαφος τα ακόλουθα κράτη: σε μορφή μείγματος ισομορφικών σωματιδίων, οξειδωμένων, υπό μορφή εναποθέσεων αλάτων, σε κρυσταλλικό πλέγμα, διαλυτή μορφή, απευθείας στο εδαφικό διάλυμα και ακόμη και ως μέρος της οργανικής ύλης. Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι ανάλογα με τις συνθήκες οξειδοαναγωγής, τη σύνθεση του εδάφους και το επίπεδο περιεκτικότητας διοξείδιο του άνθρακαη συμπεριφορά των μεταλλικών σωματιδίων μπορεί να αλλάξει.

Τα βαρέα μέταλλα είναι τρομακτικά όχι μόνο λόγω της παρουσίας τους στη σύνθεση του εδάφους, αλλά επειδή μπορούν να μετακινηθούν, να αλλάξουν και να διεισδύσουν στα φυτά, γεγονός που μπορεί να προκαλέσει σημαντική βλάβη περιβάλλον. Η κινητικότητα των σωματιδίων βαρέων μετάλλων μπορεί να ποικίλλει ανάλογα με το αν υπάρχει διαφορά μεταξύ των στοιχείων στη στερεά και την υγρή φάση. Οι ρύποι, στην περίπτωση αυτή στοιχεία βαρέων μετάλλων, μπορούν συχνά να λάβουν σταθερή μορφή όταν διεισδύουν στα στρώματα του εδάφους. Σε αυτή τη μορφή, τα μέταλλα είναι απρόσιτα στα φυτά. Σε όλες τις άλλες περιπτώσεις, τα μέταλλα διεισδύουν εύκολα στα φυτά.

Τα υδατοδιαλυτά μεταλλικά στοιχεία διεισδύουν στο έδαφος πολύ γρήγορα. Επιπλέον, όχι μόνο εισέρχονται στο στρώμα του εδάφους, αλλά είναι σε θέση να μεταναστεύσουν μέσα από αυτό. Από το σχολείο όλοι γνωρίζουν ότι με την πάροδο του χρόνου σχηματίζονται στο έδαφος υδατοδιαλυτές ορυκτές ενώσεις χαμηλού μοριακού βάρους, οι οποίες μεταναστεύουν στο κάτω μέρος του σχηματισμού. Και μαζί με αυτές μεταναστεύουν και ενώσεις βαρέων μετάλλων, σχηματίζοντας συμπλέγματα χαμηλού μοριακού βάρους, μετατρέποντας δηλαδή σε διαφορετική κατάσταση.

PAGE_BREAK-- βαριά μέταλλα, που χαρακτηρίζει μια ευρεία ομάδα ρύπων, έλαβε Πρόσφατασημαντική εξάπλωση. Σε διάφορες επιστημονικές και εφαρμοσμένες εργασίες, οι συγγραφείς ερμηνεύουν διαφορετικά την έννοια αυτής της έννοιας. Από αυτή την άποψη, η ποσότητα των στοιχείων που ταξινομούνται ως βαρέα μέταλλα ποικίλλει ευρέως. Ως κριτήρια συμμετοχής χρησιμοποιούνται πολυάριθμα χαρακτηριστικά: ατομική μάζα, πυκνότητα, τοξικότητα, επικράτηση στο φυσικό περιβάλλον, βαθμός συμμετοχής σε φυσικούς και ανθρωπογενείς κύκλους. Σε ορισμένες περιπτώσεις, ο ορισμός των βαρέων μετάλλων περιλαμβάνει στοιχεία που ταξινομούνται ως εύθραυστα (για παράδειγμα, βισμούθιο) ή μεταλλοειδή (για παράδειγμα, αρσενικό).

Σε εργασίες αφιερωμένες στα προβλήματα της περιβαλλοντικής ρύπανσης και της παρακολούθησης του περιβάλλοντος, σήμερα βαριά μέταλλαπεριλαμβάνει περισσότερα από 40 μέταλλα του περιοδικού πίνακα D.I. Mendeleev με ατομική μάζα πάνω από 50 ατομικές μονάδες: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Biκ.λπ. Ταυτόχρονα, σημαντικό ρόλο στην κατηγοριοποίηση των βαρέων μετάλλων παίζουν οι ακόλουθες συνθήκες: η υψηλή τοξικότητά τους στους ζωντανούς οργανισμούς σε σχετικά χαμηλές συγκεντρώσεις, καθώς και η ικανότητα βιοσυσσώρευσης και βιομεγέθυνσης. Σχεδόν όλα τα μέταλλα που εμπίπτουν σε αυτόν τον ορισμό (με εξαίρεση τον μόλυβδο, τον υδράργυρο, το κάδμιο και το βισμούθιο, ο βιολογικός ρόλος των οποίων είναι επί του παρόντος ασαφής) εμπλέκονται ενεργά σε βιολογικές διεργασίες και αποτελούν μέρος πολλών ενζύμων. Σύμφωνα με την ταξινόμηση του N. Reimers, μέταλλα με πυκνότητα μεγαλύτερη από 8 g/cm3 θα πρέπει να θεωρούνται βαριά. Έτσι, τα βαρέα μέταλλα περιλαμβάνουν Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg.

Επίσημα καθορισμένο βαριά μέταλλααντιστοιχεί σε μεγάλο αριθμό στοιχείων. Ωστόσο, σύμφωνα με ερευνητές που ασχολούνται με πρακτικές δραστηριότητες που σχετίζονται με την οργάνωση παρατηρήσεων της κατάστασης και της ρύπανσης του περιβάλλοντος, οι ενώσεις αυτών των στοιχείων δεν είναι καθόλου ισοδύναμες με ρύπους. Ως εκ τούτου, σε πολλές εργασίες, το πεδίο εφαρμογής της ομάδας των βαρέων μετάλλων περιορίζεται, σύμφωνα με κριτήρια προτεραιότητας που καθορίζονται από την κατεύθυνση και τις ιδιαιτερότητες της εργασίας. Έτσι, στα κλασικά πλέον έργα του Yu.A. Το Ισραήλ στη λίστα ΧΗΜΙΚΕΣ ΟΥΣΙΕΣ, να προσδιοριστεί σε φυσικά περιβάλλοντα σε σταθμούς φόντου σε αποθέματα βιόσφαιρας, σε τομή βαριά μέταλλαονομάστηκε Pb, Hg, Cd, As.Από την άλλη πλευρά, σύμφωνα με την απόφαση της Task Force για τις Εκπομπές Βαρέων Μετάλλων, που εργάζεται υπό την αιγίδα της Οικονομικής Επιτροπής των Ηνωμένων Εθνών για την Ευρώπη και συλλέγει και αναλύει πληροφορίες για τις εκπομπές ρύπων στις ευρωπαϊκές χώρες, μόνο Zn, As, Se και Sbαποδίδονταν σε βαριά μέταλλα. Σύμφωνα με τον ορισμό του N. Reimers, τα ευγενή και τα σπάνια μέταλλα ξεχωρίζουν από τα βαρέα μέταλλα, αντίστοιχα, παραμένουν μόνο Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg. Στις εφαρμοσμένες εργασίες, τα βαρέα μέταλλα προστίθενται συχνότερα Pt, Ag, W, Fe, Au, Mn.

Τα μεταλλικά ιόντα είναι απαραίτητα συστατικά των φυσικών υδάτινων σωμάτων. Ανάλογα με τις περιβαλλοντικές συνθήκες (pH, δυναμικό οξειδοαναγωγής, παρουσία προσδεμάτων), υπάρχουν σε διαφορετικούς βαθμούςοξείδωση και αποτελούν μέρος μιας ποικιλίας ανόργανων και οργανομεταλλικών ενώσεων, οι οποίες μπορούν να είναι πραγματικά διαλυμένες, κολλοειδείς διασπορές ή μέρος ορυκτών και οργανικών εναιωρημάτων.

Οι πραγματικά διαλυμένες μορφές μετάλλων, με τη σειρά τους, είναι πολύ διαφορετικές, γεγονός που σχετίζεται με τις διαδικασίες υδρόλυσης, υδρολυτικού πολυμερισμού (σχηματισμός πολυπυρηνικών υδροξοσυμπλοκών) και συμπλοκοποίησης με διάφορους συνδέτες. Αντίστοιχα, τόσο οι καταλυτικές ιδιότητες των μετάλλων όσο και η διαθεσιμότητά τους για υδρόβιους μικροοργανισμούς εξαρτώνται από τις μορφές ύπαρξής τους στο υδάτινο οικοσύστημα.

Πολλά μέταλλα σχηματίζουν αρκετά ισχυρά σύμπλοκα με οργανική ύλη. Αυτά τα συμπλέγματα είναι μια από τις σημαντικότερες μορφές μετανάστευσης στοιχείων στα φυσικά νερά. Τα περισσότερα οργανικά σύμπλοκα σχηματίζονται μέσω του χηλικού κύκλου και είναι σταθερά. Τα σύμπλοκα που σχηματίζονται από οξέα του εδάφους με άλατα σιδήρου, αλουμινίου, τιτανίου, ουρανίου, βαναδίου, χαλκού, μολυβδαινίου και άλλων βαρέων μετάλλων είναι σχετικά καλά διαλυτά σε ουδέτερα, ελαφρώς όξινα και ελαφρώς αλκαλικά περιβάλλοντα. Επομένως, τα οργανομεταλλικά σύμπλοκα είναι ικανά να μεταναστεύουν σε φυσικά νερά σε πολύ μεγάλες αποστάσεις. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για τα χαμηλά ορυκτά και κυρίως επιφανειακά ύδατα, στα οποία ο σχηματισμός άλλων συμπλεγμάτων είναι αδύνατος.

Για να κατανοήσουμε τους παράγοντες που ρυθμίζουν τη συγκέντρωση του μετάλλου στα φυσικά νερά, τη χημική αντιδραστικότητα, τη βιοδιαθεσιμότητα και την τοξικότητά τους, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε όχι μόνο το συνολικό περιεχόμενο, αλλά και την αναλογία των ελεύθερων και δεσμευμένων μορφών του μετάλλου.

Η μετάβαση των μετάλλων σε ένα υδατικό περιβάλλον σε μια μεταλλική σύμπλοκη μορφή έχει τρεις συνέπειες:

1. Αύξηση της συνολικής συγκέντρωσης μεταλλικών ιόντων μπορεί να συμβεί λόγω της μετάβασής τους σε διάλυμα από τα ιζήματα του πυθμένα.

2. Η διαπερατότητα της μεμβράνης των σύνθετων ιόντων μπορεί να διαφέρει σημαντικά από τη διαπερατότητα των ενυδατωμένων ιόντων.

3. Η τοξικότητα του μετάλλου μπορεί να αλλάξει πολύ ως αποτέλεσμα της συμπλοκοποίησης.

Έτσι, χηλικές μορφές Cu, Cd, Hgλιγότερο τοξικό από τα ελεύθερα ιόντα. Για να κατανοήσουμε τους παράγοντες που ρυθμίζουν τη συγκέντρωση του μετάλλου στα φυσικά νερά, τη χημική αντιδραστικότητα, τη βιοδιαθεσιμότητα και την τοξικότητά τους, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε όχι μόνο το συνολικό περιεχόμενο, αλλά και την αναλογία δεσμευμένων και ελεύθερων μορφών.

Πηγές ρύπανσης των υδάτων με βαρέα μέταλλα είναι τα λύματα από ηλεκτρολυτικά καταστήματα, μεταλλευτικές επιχειρήσεις, σιδηρούχα και μη σιδηρούχα μεταλλουργία και μηχανουργεία. Τα βαρέα μέταλλα βρίσκονται σε λιπάσματα και φυτοφάρμακα και μπορούν να εισέλθουν στα υδάτινα σώματα μέσω της γεωργικής απορροής.

Οι αυξημένες συγκεντρώσεις βαρέων μετάλλων στα φυσικά νερά συνδέονται συχνά με άλλους τύπους ρύπανσης, όπως η οξίνιση. Η όξινη καθίζηση συμβάλλει στη μείωση του pH και στη μετάβαση των μετάλλων από μια κατάσταση που απορροφάται από ορυκτές και οργανικές ουσίες σε ελεύθερη κατάσταση.

Πρώτα απ 'όλα, τα μέταλλα που ενδιαφέρουν είναι αυτά που μολύνουν περισσότερο την ατμόσφαιρα λόγω της χρήσης τους σε σημαντικούς όγκους σε βιομηχανικές δραστηριότητες και ως αποτέλεσμα της συσσώρευσης σε εξωτερικό περιβάλλοναποτελούν σοβαρό κίνδυνο όσον αφορά τη βιολογική τους δραστηριότητα και τις τοξικές τους ιδιότητες. Αυτά περιλαμβάνουν μόλυβδο, υδράργυρο, κάδμιο, ψευδάργυρο, βισμούθιο, κοβάλτιο, νικέλιο, χαλκό, κασσίτερο, αντιμόνιο, βανάδιο, μαγγάνιο, χρώμιο, μολυβδαίνιο και αρσενικό.
Βιογεωχημικές ιδιότητες βαρέων μετάλλων

V - υψηλό, U - μέτριο, N - χαμηλό

Βανάδιο.

Το βανάδιο βρίσκεται κυρίως σε διασκορπισμένη κατάσταση και βρίσκεται σε σιδηρομεταλλεύματα, πετρέλαιο, άσφαλτο, άσφαλτο, σχιστόλιθο πετρελαίου, άνθρακα κ.λπ. Μία από τις κύριες πηγές ρύπανσης των φυσικών νερών με βανάδιο είναι το πετρέλαιο και τα εξευγενισμένα προϊόντα του.

Στα φυσικά νερά εμφανίζεται σε πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις: στο νερό του ποταμού 0,2 - 4,5 μg/dm3, στο θαλασσινό νερό - κατά μέσο όρο 2 μg/dm3

Στο νερό σχηματίζει σταθερά ανιονικά σύμπλοκα (V4O12)4- και (V10O26)6-. Στη μετανάστευση του βαναδίου, σημαντικός είναι ο ρόλος των διαλυμένων σύνθετων ενώσεων με οργανικές ουσίες, ιδιαίτερα με χουμικά οξέα.

Οι αυξημένες συγκεντρώσεις βαναδίου είναι επιβλαβείς για την ανθρώπινη υγεία. Το MPC του βαναδίου είναι 0,1 mg/dm3 (ο δείκτης περιορισμού κινδύνου είναι υγειονομικός-τοξικολογικός), το MPCv είναι 0,001 mg/dm3.

Οι φυσικές πηγές βισμούθου που εισέρχονται στα φυσικά νερά είναι οι διαδικασίες έκπλυσης ορυκτών που περιέχουν βισμούθιο. Η πηγή εισόδου στα φυσικά νερά μπορεί επίσης να είναι τα λύματα από τη φαρμακευτική παραγωγή και την παραγωγή αρωμάτων, καθώς και ορισμένες επιχειρήσεις της βιομηχανίας γυαλιού.

Βρίσκεται σε συγκεντρώσεις υπομικρογραμμαρίων σε μη μολυσμένα επιφανειακά νερά. Η υψηλότερη συγκέντρωση βρέθηκε στα υπόγεια ύδατα και είναι 20 μg/dm3, στα θαλάσσια ύδατα - 0,02 μg/dm3. Το MAC είναι 0,1 mg/dm3

Οι κύριες πηγές ενώσεων σιδήρου στα επιφανειακά νερά είναι οι διεργασίες χημικής διάβρωσης των πετρωμάτων, που συνοδεύονται από μηχανική καταστροφή και διάλυσή τους. Στη διαδικασία αλληλεπίδρασης με ορυκτές και οργανικές ουσίες που περιέχονται στα φυσικά νερά, σχηματίζεται ένα σύνθετο σύμπλεγμα ενώσεων σιδήρου, οι οποίες βρίσκονται στο νερό σε διαλυμένη, κολλοειδή και αιωρούμενη κατάσταση. Σημαντικές ποσότητες σιδήρου προέρχονται από υπόγειες απορροές και λύματα από βιομηχανίες μεταλλουργίας, μεταλλουργίας, κλωστοϋφαντουργίας, χρωμάτων και βερνικιών και γεωργικών απορροών.

Οι ισορροπίες φάσεων εξαρτώνται από τη χημική σύνθεση του νερού, το pH, το Eh και, σε κάποιο βαθμό, τη θερμοκρασία. Σε ανάλυση ρουτίνας σταθμισμένη μορφήεκπέμπουν σωματίδια μεγαλύτερα από 0,45 μικρά. Αποτελείται κυρίως από ορυκτά που περιέχουν σίδηρο, ένυδρο οξείδιο του σιδήρου και ενώσεις σιδήρου που απορροφώνται σε εναιωρήματα. Οι πραγματικά διαλυμένες και οι κολλοειδείς μορφές θεωρούνται συνήθως μαζί. Διαλυμένο σίδηροαντιπροσωπεύεται από ενώσεις σε ιοντική μορφή, με τη μορφή υδροξοσυμπλέγματος και σύμπλοκα με διαλυμένες ανόργανες και οργανικές ουσίες φυσικών νερών. Είναι κυρίως ο Fe(II) που μεταναστεύει σε ιοντική μορφή και ο Fe(III) απουσία συμπλοκοποιητικών ουσιών δεν μπορεί να είναι σε διαλυμένη κατάσταση σε σημαντικές ποσότητες.

Ο σίδηρος βρίσκεται κυρίως σε νερά με χαμηλές τιμές Eh.

Ως αποτέλεσμα της χημικής και βιοχημικής (με τη συμμετοχή βακτηρίων σιδήρου) οξείδωσης, ο Fe(II) μετατρέπεται σε Fe(III), ο οποίος, όταν υδρολύεται, καθιζάνει με τη μορφή Fe(OH)3. Τόσο το Fe(II) όσο και το Fe(III) χαρακτηρίζονται από την τάση να σχηματίζουν υδρόξο σύμπλοκα του τύπου +, 4+, +, 3+, - και άλλα, που συνυπάρχουν στο διάλυμα σε διαφορετικές συγκεντρώσεις ανάλογα με το pH και γενικά καθορίζουν την κατάσταση του συστήματος σιδήρου-υδροξυλίου. Η κύρια μορφή του Fe(III) στα επιφανειακά νερά είναι οι σύνθετες ενώσεις του με διαλυμένες ανόργανες και οργανικές ενώσεις, κυρίως χουμικές ουσίες. Σε pH = 8,0, η κύρια μορφή είναι Fe(OH)3 Η κολλοειδής μορφή του σιδήρου είναι η λιγότερο μελετημένη και αποτελείται από ένυδρο οξείδιο του σιδήρου Fe(OH)3 και σύμπλοκα με οργανικές ουσίες.

Η περιεκτικότητα σε σίδηρο στα επιφανειακά ύδατα της ξηράς είναι δέκατα του χιλιοστόγραμμου κοντά σε βάλτους, είναι μερικά χιλιοστόγραμμα. Αυξημένη περιεκτικότητα σε σίδηρο παρατηρείται στα βαλτώδη νερά, στα οποία βρίσκεται με τη μορφή συμπλεγμάτων με άλατα χουμικών οξέων - χουμικών. Οι υψηλότερες συγκεντρώσεις σιδήρου (έως αρκετές δεκάδες και εκατοντάδες χιλιοστόγραμμα ανά 1 dm3) παρατηρούνται σε υπόγεια ύδατα με χαμηλές τιμές pH.

Ως βιολογικά ενεργό στοιχείο, ο σίδηρος επηρεάζει σε κάποιο βαθμό την ένταση της ανάπτυξης του φυτοπλαγκτού και την ποιοτική σύνθεση της μικροχλωρίδας σε μια δεξαμενή.

Οι συγκεντρώσεις σιδήρου υπόκεινται σε έντονες εποχιακές διακυμάνσεις. Τυπικά, σε ταμιευτήρες με υψηλή βιολογική παραγωγικότητα κατά την περίοδο της θερινής και χειμερινής στασιμότητας, παρατηρείται αισθητή αύξηση της συγκέντρωσης σιδήρου στα κάτω στρώματα του νερού. Η ανάμειξη φθινοπώρου-άνοιξης υδατικών μαζών (ομοθερμία) συνοδεύεται από την οξείδωση του Fe(II) σε Fe(III) και την καθίζηση του τελευταίου με τη μορφή Fe(OH)3.

Εισέρχεται στα φυσικά νερά μέσω της έκπλυσης εδαφών, πολυμεταλλικών και μεταλλευμάτων χαλκού, ως αποτέλεσμα της αποσύνθεσης υδρόβιων οργανισμών ικανών να το συσσωρεύσουν. Οι ενώσεις του καδμίου μεταφέρονται στα επιφανειακά ύδατα με λύματα από μονάδες μολύβδου-ψευδαργύρου, εργοστάσια επεξεργασίας μεταλλευμάτων, μια σειρά από χημικές επιχειρήσεις (παραγωγή θειικού οξέος), γαλβανική παραγωγή, καθώς και από τα νερά των ορυχείων. Μια μείωση στη συγκέντρωση των διαλυμένων ενώσεων καδμίου συμβαίνει λόγω των διαδικασιών ρόφησης, καθίζησης υδροξειδίου και ανθρακικού καδμίου και της κατανάλωσής τους από τους υδρόβιους οργανισμούς.

Οι διαλυμένες μορφές καδμίου στα φυσικά νερά είναι κυρίως μεταλλικά και οργανομεταλλικά σύμπλοκα. Η κύρια αιωρούμενη μορφή του καδμίου είναι οι προσροφημένες ενώσεις του. Ένα σημαντικό μέρος του καδμίου μπορεί να μεταναστεύσει μέσα στα κύτταρα των υδρόβιων οργανισμών.

Σε μη μολυσμένα και ελαφρώς μολυσμένα νερά ποταμών, το κάδμιο περιέχεται σε συγκεντρώσεις υπομικρογραμμαρίων σε μολυσμένα και απόβλητα ύδατα, η συγκέντρωση του καδμίου μπορεί να φτάσει δεκάδες μικρογραμμάρια ανά 1 dm3.

Οι ενώσεις του καδμίου παίζουν σημαντικό ρόλο στις διαδικασίες ζωής των ζώων και των ανθρώπων. Σε υψηλές συγκεντρώσεις είναι τοξικό, ιδιαίτερα σε συνδυασμό με άλλες τοξικές ουσίες.

Η μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση είναι 0,001 mg/dm3, η μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση είναι 0,0005 mg/dm3 (το περιοριστικό σημάδι βλάβης είναι τοξικολογικό).

Οι ενώσεις κοβαλτίου εισέρχονται στα φυσικά νερά ως αποτέλεσμα διεργασιών έκπλυσης από πυρίτη χαλκού και άλλα μεταλλεύματα, από εδάφη κατά την αποσύνθεση οργανισμών και φυτών, καθώς και με λύματα από μεταλλουργικές, μεταλλουργικές και χημικές μονάδες. Ορισμένες ποσότητες κοβαλτίου προέρχονται από το έδαφος ως αποτέλεσμα της αποσύνθεσης φυτικών και ζωικών οργανισμών.

Οι ενώσεις κοβαλτίου στα φυσικά νερά βρίσκονται σε διαλυμένη και αιωρούμενη κατάσταση, η ποσοτική σχέση μεταξύ των οποίων καθορίζεται από τη χημική σύσταση του νερού, τη θερμοκρασία και τις τιμές pH. Οι διαλυμένες μορφές αντιπροσωπεύονται κυρίως από σύνθετες ενώσεις, περιλαμβανομένων. με οργανικές ουσίες φυσικών νερών. Οι ενώσεις δισθενούς κοβαλτίου είναι πιο χαρακτηριστικές για τα επιφανειακά ύδατα. Παρουσία οξειδωτικών παραγόντων, το τρισθενές κοβάλτιο μπορεί να υπάρχει σε αξιοσημείωτες συγκεντρώσεις.

Το κοβάλτιο είναι ένα από τα βιολογικά ενεργά στοιχεία και βρίσκεται πάντα στο σώμα των ζώων και των φυτών. Η ανεπαρκής περιεκτικότητα σε κοβάλτιο στα εδάφη συνδέεται με την ανεπαρκή περιεκτικότητα σε κοβάλτιο στα φυτά, η οποία συμβάλλει στην ανάπτυξη αναιμίας στα ζώα (ζώνη μη τσερνοζεμ της τάιγκα-δάσος). Ως μέρος της βιταμίνης Β12, το κοβάλτιο επηρεάζει πολύ ενεργά την παροχή αζωτούχων ουσιών, αυξάνει την περιεκτικότητα σε χλωροφύλλη και ασκορβικό οξύ, ενεργοποιεί τη βιοσύνθεση και αυξάνει την περιεκτικότητα σε πρωτεϊνικό άζωτο στα φυτά. Ωστόσο, οι αυξημένες συγκεντρώσεις ενώσεων κοβαλτίου είναι τοξικές.

Σε μη μολυσμένα και ελαφρώς μολυσμένα νερά ποταμών, η περιεκτικότητά του κυμαίνεται από δέκατα έως χιλιοστά του χιλιοστού ανά 1 dm3, η μέση περιεκτικότητα σε θαλασσινό νερό είναι 0,5 μg/dm3. Η μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση είναι 0,1 mg/dm3, η μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση είναι 0,01 mg/dm3.

Μαγγάνιο

Το μαγγάνιο εισέρχεται στα επιφανειακά ύδατα ως αποτέλεσμα της έκπλυσης μεταλλευμάτων σιδηρομαγγανίου και άλλων ορυκτών που περιέχουν μαγγάνιο (πυρολουσίτης, ψιλομελάνιο, βραουνίτης, μαγγανίτης, μαύρη ώχρα). Σημαντικές ποσότητες μαγγανίου προέρχονται από την αποσύνθεση υδρόβιων ζώων και φυτικών οργανισμών, ιδιαίτερα γαλαζοπράσινων, διατόμων και ανώτερων υδρόβιων φυτών. Οι ενώσεις μαγγανίου μεταφέρονται σε δεξαμενές με λύματα από εργοστάσια συγκέντρωσης μαγγανίου, μεταλλουργικές μονάδες και επιχειρήσεις. χημική βιομηχανίακαι με τα δικά μου νερά.

Η μείωση της συγκέντρωσης των ιόντων μαγγανίου στα φυσικά νερά συμβαίνει ως αποτέλεσμα της οξείδωσης του Mn(II) σε MnO2 και σε άλλα οξείδια υψηλού σθένους που κατακρημνίζονται. Οι κύριες παράμετροι που καθορίζουν την αντίδραση οξείδωσης είναι η συγκέντρωση του διαλυμένου οξυγόνου, η τιμή του pH και η θερμοκρασία. Η συγκέντρωση των διαλυμένων ενώσεων μαγγανίου μειώνεται λόγω της χρήσης τους από τα φύκια.

Η κύρια μορφή μετανάστευσης ενώσεων μαγγανίου στα επιφανειακά ύδατα είναι τα εναιωρήματα, η σύσταση των οποίων καθορίζεται με τη σειρά της από τη σύνθεση των πετρωμάτων που αποστραγγίζονται από τα νερά, καθώς και από τα κολλοειδή υδροξείδια των βαρέων μετάλλων και τις ενώσεις του μαγγανίου που απορροφάται. Οι οργανικές ουσίες και οι διαδικασίες σχηματισμού συμπλόκου μαγγανίου με ανόργανα και οργανικά προσδέματα έχουν σημαντική σημασία στη μετανάστευση του μαγγανίου σε διαλυμένες και κολλοειδείς μορφές. Το Mn(II) σχηματίζει διαλυτά σύμπλοκα με διττανθρακικά και θειικά άλατα. Τα σύμπλοκα μαγγανίου με ιόντα χλωρίου είναι σπάνια. Οι σύνθετες ενώσεις του Mn(II) με οργανικές ουσίες είναι συνήθως λιγότερο σταθερές από ό,τι με άλλα μέταλλα μετάπτωσης. Αυτές περιλαμβάνουν ενώσεις με αμίνες, οργανικά οξέα, αμινοξέα και χουμικές ουσίες. Το Mn(III) σε υψηλές συγκεντρώσεις μπορεί να είναι σε διαλυμένη κατάσταση μόνο παρουσία ισχυρών συμπλοκοποιητικών παραγόντων Το Mn(YII) δεν βρίσκεται στα φυσικά νερά.

Στα νερά των ποταμών, η περιεκτικότητα σε μαγγάνιο κυμαίνεται συνήθως από 1 έως 160 μg/dm3, η μέση περιεκτικότητα στα θαλάσσια ύδατα είναι 2 μg/dm3, στα υπόγεια ύδατα - n.102 - n.103 μg/dm3.

Οι συγκεντρώσεις μαγγανίου στα επιφανειακά ύδατα υπόκεινται σε εποχιακές διακυμάνσεις.

Οι παράγοντες που καθορίζουν τις αλλαγές στις συγκεντρώσεις του μαγγανίου είναι η αναλογία επιφανειακής και υπόγειας απορροής, η ένταση της κατανάλωσής του κατά τη φωτοσύνθεση, η αποσύνθεση φυτοπλαγκτού, μικροοργανισμών και υψηλότερης υδρόβιας βλάστησης, καθώς και οι διαδικασίες απόθεσής του στον πυθμένα των υδάτινων σωμάτων. .

Ο ρόλος του μαγγανίου στη ζωή των ανώτερων φυτών και των φυκών στα υδάτινα σώματα είναι πολύ μεγάλος. Το μαγγάνιο προάγει τη χρήση του CO2 από τα φυτά, η οποία αυξάνει την ένταση της φωτοσύνθεσης και συμμετέχει στις διαδικασίες μείωσης των νιτρικών και αφομοίωσης του αζώτου από τα φυτά. Το μαγγάνιο προάγει τη μετάβαση του ενεργού Fe(II) σε Fe(III), το οποίο προστατεύει το κύτταρο από δηλητηρίαση, επιταχύνει την ανάπτυξη των οργανισμών κ.λπ. Σημαντικές περιβαλλοντικές και φυσιολογικό ρόλοΤο μαγγάνιο προκαλεί την ανάγκη μελέτης και διανομής του μαγγανίου στα φυσικά νερά.

Για δεξαμενές για υγειονομική χρήση, η μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση (MPC) (για ιόν μαγγανίου) ορίζεται σε 0,1 mg/dm3.

Ακολουθούν χάρτες της κατανομής των μέσων συγκεντρώσεων μετάλλων: μαγγάνιο, χαλκός, νικέλιο και μόλυβδος, κατασκευασμένοι σύμφωνα με δεδομένα παρατήρησης για το 1989 - 1993. σε 123 πόλεις. Η χρήση πιο πρόσφατων δεδομένων θεωρείται ακατάλληλη, καθώς λόγω της μείωσης της παραγωγής, οι συγκεντρώσεις των αιωρούμενων ουσιών και, κατά συνέπεια, των μετάλλων έχουν μειωθεί σημαντικά.

Επίπτωση στην υγεία.Πολλά μέταλλα αποτελούν μέρος της σκόνης και έχουν σημαντικό αντίκτυπο στην υγεία.

Το μαγγάνιο εισέρχεται στην ατμόσφαιρα από εκπομπές από σιδηρούχα μεταλλουργία (60% όλων των εκπομπών μαγγανίου), μηχανολογία και μεταλλουργία (23%), μη σιδηρούχα μεταλλουργία (9%) και πολλές μικρές πηγές, για παράδειγμα, από τη συγκόλληση.

Οι υψηλές συγκεντρώσεις μαγγανίου οδηγούν σε νευροτοξικές επιδράσεις, προοδευτική βλάβη στο κεντρικό νευρικό σύστημα και πνευμονία.
Οι υψηλότερες συγκεντρώσεις μαγγανίου (0,57 - 0,66 μg/m3) παρατηρούνται σε μεγάλα κέντρα μεταλλουργίας: Lipetsk και Cherepovets, καθώς και στο Magadan. Οι περισσότερες πόλεις με υψηλές συγκεντρώσεις Mn (0,23 - 0,69 μg/m3) είναι συγκεντρωμένες στη χερσόνησο Κόλα: Zapolyarny, Kandalaksha, Monchegorsk, Olenegorsk (βλ. χάρτη).

Για το 1991 - 1994 Οι εκπομπές μαγγανίου από βιομηχανικές πηγές μειώθηκαν κατά 62%, οι μέσες συγκεντρώσεις κατά 48%.

Ο χαλκός είναι ένα από τα πιο σημαντικά ιχνοστοιχεία. Η φυσιολογική δραστηριότητα του χαλκού συνδέεται κυρίως με την ένταξή του στα ενεργά κέντρα των οξειδοαναγωγικών ενζύμων. Η ανεπαρκής περιεκτικότητα σε χαλκό στα εδάφη επηρεάζει αρνητικά τη σύνθεση πρωτεϊνών, λιπών και βιταμινών και συμβάλλει στη στειρότητα των φυτικών οργανισμών. Ο χαλκός συμμετέχει στη διαδικασία της φωτοσύνθεσης και επηρεάζει την απορρόφηση του αζώτου από τα φυτά. Ταυτόχρονα, οι υπερβολικές συγκεντρώσεις χαλκού έχουν δυσμενείς επιπτώσεις στους φυτικούς και ζωικούς οργανισμούς.

Οι ενώσεις Cu(II) είναι πιο κοινές στα φυσικά νερά. Από τις ενώσεις Cu(I), οι πιο κοινές είναι οι Cu2O, Cu2S και CuCl, οι οποίες είναι ελάχιστα διαλυτές στο νερό. Παρουσία προσδεμάτων σε ένα υδατικό μέσο, ​​μαζί με την ισορροπία διάστασης υδροξειδίου, είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη ο σχηματισμός διαφόρων πολύπλοκων μορφών που βρίσκονται σε ισορροπία με ιόντα μεταλλικών υδάτων.

Η κύρια πηγή χαλκού που εισέρχεται στα φυσικά νερά είναι τα λύματα από χημικές και μεταλλουργικές βιομηχανίες, το νερό των ορυχείων και τα αντιδραστήρια αλδεΰδης που χρησιμοποιούνται για την καταστροφή των φυκιών. Ο χαλκός μπορεί να προκύψει από τη διάβρωση των χάλκινων σωληνώσεων και άλλων κατασκευών που χρησιμοποιούνται στα συστήματα παροχής νερού. Στα υπόγεια ύδατα, η περιεκτικότητα σε χαλκό καθορίζεται από την αλληλεπίδραση του νερού με τα πετρώματα που το περιέχουν (χαλκοπυρίτης, χαλκοσίτης, κοβελλίτης, βορνίτης, μαλαχίτης, αζουρίτης, χρυσακόλλα, βροταντίνη).

Η μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση χαλκού στο νερό των ταμιευτήρων για χρήση νερού υγιεινής είναι 0,1 mg/dm3 (το οριακό σημάδι κινδύνου είναι γενικό υγειονομικό), στο νερό των δεξαμενών αλιείας - 0,001 mg/dm3.

Πόλη

Νορίλσκ

Monchegorsk

Κρασνουράλσκ

Κολτσουγκίνο

Zapolyarny

Εκπομπές M (χιλιάδες τόνοι/έτος) οξειδίου του χαλκού και μέσες ετήσιες συγκεντρώσεις q (μg/m3) χαλκού.

Ο χαλκός εισέρχεται στον αέρα με εκπομπές από τη μεταλλουργική παραγωγή. Στις εκπομπές στερεάΠεριέχεται κυρίως με τη μορφή ενώσεων, κυρίως οξειδίου του χαλκού.

Οι επιχειρήσεις μη σιδηρούχου μεταλλουργίας αντιπροσωπεύουν το 98,7% όλων των ανθρωπογενών εκπομπών αυτού του μετάλλου, εκ των οποίων το 71% πραγματοποιούνται από επιχειρήσεις της εταιρείας Norilsk Nickel που βρίσκονται στο Zapolyarny and Nikel, στο Monchegorsk και στο Norilsk, και περίπου το 25% των εκπομπών χαλκού πραγματοποιούνται έξω σε Revda και Krasnouralsk, Kolchugino και άλλα.

Οι υψηλές συγκεντρώσεις χαλκού οδηγούν σε μέθη, αναιμία και ηπατίτιδα.

Όπως φαίνεται από τον χάρτη, οι υψηλότερες συγκεντρώσεις χαλκού σημειώθηκαν στις πόλεις Lipetsk και Rudnaya Pristan. Οι συγκεντρώσεις χαλκού έχουν επίσης αυξηθεί στις πόλεις της χερσονήσου Κόλα, στο Zapolyarny, στο Monchegorsk, στο Nikel, στο Olenegorsk, καθώς και στο Norilsk.

Οι εκπομπές χαλκού από βιομηχανικές πηγές μειώθηκαν κατά 34%, οι μέσες συγκεντρώσεις κατά 42%.

Μολυβδαίνιο

Οι ενώσεις του μολυβδαινίου εισέρχονται στα επιφανειακά ύδατα ως αποτέλεσμα της έκπλυσης από εξωγενή ορυκτά που περιέχουν μολυβδαίνιο. Το μολυβδαίνιο εισέρχεται επίσης στα υδατικά συστήματα με λύματα από μονάδες επεξεργασίας και επιχειρήσεις μη σιδηρούχων μεταλλουργίας. Μια μείωση στις συγκεντρώσεις των ενώσεων του μολυβδαινίου συμβαίνει ως αποτέλεσμα της καθίζησης ελάχιστα διαλυτών ενώσεων, των διεργασιών προσρόφησης από ορυκτά εναιωρήματα και της κατανάλωσης από φυτικούς υδρόβιους οργανισμούς.

Το μολυβδαίνιο στα επιφανειακά ύδατα έχει κυρίως τη μορφή MoO42-. Είναι πολύ πιθανό να υπάρχει με τη μορφή οργανομεταλλικών συμπλεγμάτων. Η πιθανότητα κάποιας συσσώρευσης στην κολλοειδή κατάσταση προκύπτει από το γεγονός ότι τα προϊόντα οξείδωσης του μολυβδενίτη είναι χαλαρές, λεπτά διασκορπισμένες ουσίες.

Στα νερά των ποταμών, το μολυβδαίνιο βρέθηκε σε συγκεντρώσεις από 2,1 έως 10,6 μg/dm3. Το θαλασσινό νερό περιέχει κατά μέσο όρο 10 μg/dm3 μολυβδαίνιο.

Σε μικρές ποσότητες, το μολυβδαίνιο είναι απαραίτητο για την κανονική ανάπτυξη των φυτικών και ζωικών οργανισμών. Το μολυβδαίνιο είναι μέρος του ενζύμου οξειδάση ξανθίνης. Με ανεπάρκεια μολυβδαινίου, το ένζυμο σχηματίζεται σε ανεπαρκείς ποσότητες, γεγονός που προκαλεί αρνητικές αντιδράσεις στο σώμα. Σε υψηλές συγκεντρώσεις, το μολυβδαίνιο είναι επιβλαβές. Με περίσσεια μολυβδαινίου, ο μεταβολισμός διαταράσσεται.

Η μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση μολυβδαινίου σε υδάτινα σώματα για υγειονομική χρήση είναι 0,25 mg/dm3.

Το αρσενικό εισέρχεται στα φυσικά νερά από μεταλλικές πηγές, περιοχές ανοργανοποίησης αρσενικού (αρσενικό πυρίτης, ρεάλγκαρ, ορπιμέντο), καθώς και από ζώνες οξείδωσης πολυμεταλλικών, χαλκού-κοβαλτίου και βολφραμίου. Ένα μέρος του αρσενικού προέρχεται από τα εδάφη και επίσης από την αποσύνθεση φυτικών και ζωικών οργανισμών. Η κατανάλωση αρσενικού από τους υδρόβιους οργανισμούς είναι ένας από τους λόγους για τη μείωση της συγκέντρωσής του στο νερό, η οποία εκδηλώνεται πιο ξεκάθαρα κατά την περίοδο της εντατικής ανάπτυξης του πλαγκτού.

Σημαντικές ποσότητες αρσενικού εισέρχονται στα υδατικά συστήματα από λύματα από μονάδες επεξεργασίας, απόβλητα παραγωγής χρωστικών ουσιών, βυρσοδεψεία και φυτοφάρμακα, καθώς και από γεωργικές εκτάσεις όπου χρησιμοποιούνται φυτοφάρμακα.

Στα φυσικά νερά, οι ενώσεις του αρσενικού βρίσκονται σε διαλυμένη και αιωρούμενη κατάσταση, η σχέση μεταξύ των οποίων καθορίζεται από τη χημική σύσταση του νερού και τις τιμές του pH. Σε διαλυμένη μορφή, το αρσενικό εμφανίζεται σε τρισθενείς και πεντασθενείς μορφές, κυρίως ως ανιόντα.

Στα μη μολυσμένα νερά των ποταμών, το αρσενικό βρίσκεται συνήθως σε συγκεντρώσεις μικρογραμμαρίων. ΣΕ μεταλλικά νεράΗ συγκέντρωσή του μπορεί να φτάσει αρκετά χιλιοστόγραμμα ανά 1 dm3, στα θαλάσσια ύδατα περιέχει κατά μέσο όρο 3 μg/dm3, στα υπόγεια ύδατα βρίσκεται σε συγκεντρώσεις n,105 μg/dm3. Οι ενώσεις του αρσενικού σε υψηλές συγκεντρώσεις είναι τοξικές για το σώμα των ζώων και των ανθρώπων: αναστέλλουν τις οξειδωτικές διεργασίες και αναστέλλουν την παροχή οξυγόνου στα όργανα και τους ιστούς.

Η μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση για το αρσενικό είναι 0,05 mg/dm3 (ο περιοριστικός δείκτης κινδύνου είναι υγειονομικός-τοξικολογικός) και η μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση για το αρσενικό είναι 0,05 mg/dm3.

Η παρουσία νικελίου στα φυσικά νερά οφείλεται στη σύσταση των πετρωμάτων από τα οποία διέρχεται το νερό: βρίσκεται σε σημεία όπου εναποτίθενται θειούχα μεταλλεύματα χαλκού-νικελίου και μεταλλεύματα σιδήρου-νικελίου. Εισέρχεται στο νερό από τα εδάφη και από φυτικούς και ζωικούς οργανισμούς κατά την αποσύνθεσή τους. Αυξημένη περιεκτικότητα σε νικέλιο σε σύγκριση με άλλους τύπους φυκών βρέθηκε στα μπλε-πράσινα φύκια. Οι ενώσεις νικελίου εισέρχονται επίσης σε υδάτινα σώματα με λύματα από καταστήματα επινικελοποίησης, εργοστάσια συνθετικού καουτσούκ και εργοστάσια συγκέντρωσης νικελίου. Τεράστιες εκπομπές νικελίου συνοδεύουν την καύση ορυκτών καυσίμων.

Η συγκέντρωσή του μπορεί να μειωθεί ως αποτέλεσμα της καθίζησης ενώσεων όπως κυανιούχα, σουλφίδια, ανθρακικά ή υδροξείδια (με αυξανόμενες τιμές pH), λόγω της κατανάλωσής του από υδρόβιους οργανισμούς και των διεργασιών προσρόφησης.

Στα επιφανειακά νερά, οι ενώσεις του νικελίου βρίσκονται σε διαλυμένες, αιωρούμενες και κολλοειδείς καταστάσεις, η ποσοτική αναλογία μεταξύ των οποίων εξαρτάται από τη σύνθεση του νερού, τη θερμοκρασία και τις τιμές pH. Ροφητές για ενώσεις νικελίου μπορεί να είναι υδροξείδιο του σιδήρου, οργανικές ουσίες, ανθρακικό ασβέστιο υψηλής διασποράς και άργιλοι. Οι διαλυμένες μορφές είναι κυρίως σύμπλοκα ιόντα, συνηθέστερα με αμινοξέα, χουμικά και φουλβικά οξέα, καθώς και ως ισχυρό σύμπλοκο κυανίου. Οι πιο κοινές ενώσεις νικελίου στα φυσικά νερά είναι εκείνες στις οποίες βρίσκεται σε κατάσταση οξείδωσης +2. Οι ενώσεις Ni3+ σχηματίζονται συνήθως σε αλκαλικό περιβάλλον.

Οι ενώσεις του νικελίου παίζουν σημαντικό ρόλο στις αιμοποιητικές διεργασίες, ως καταλύτες. Η αυξημένη περιεκτικότητά του έχει συγκεκριμένη επίδραση στο καρδιαγγειακό σύστημα. Το νικέλιο είναι ένα από τα καρκινογόνα στοιχεία. Είναι ικανός να προκαλέσει αναπνευστικές παθήσεις. Πιστεύεται ότι τα ελεύθερα ιόντα νικελίου (Ni2+) είναι περίπου 2 φορές πιο τοξικά από τις σύνθετες ενώσεις του.

Σε μη μολυσμένα και ελαφρώς μολυσμένα νερά ποταμών, η συγκέντρωση του νικελίου κυμαίνεται συνήθως από 0,8 έως 10 μg/dm3. στα μολυσμένα ανέρχεται σε αρκετές δεκάδες μικρογραμμάρια ανά 1 dm3. Η μέση συγκέντρωση νικελίου στο θαλασσινό νερό είναι 2 μg/dm3, στα υπόγεια νερά - n.103 μg/dm3. Σε πετρώματα που περιέχουν νικέλιο πλύσης υπόγειων υδάτων, η συγκέντρωση του νικελίου μερικές φορές αυξάνεται στα 20 mg/dm3.

Το νικέλιο εισέρχεται στην ατμόσφαιρα από επιχειρήσεις μη σιδηρούχου μεταλλουργίας, οι οποίες αντιπροσωπεύουν το 97% όλων των εκπομπών νικελίου, εκ των οποίων το 89% προέρχεται από επιχειρήσεις της εταιρείας Norilsk Nickel που βρίσκονται στο Zapolyarny και στο Nikel, στο Monchegorsk και στο Norilsk.

Η αυξημένη περιεκτικότητα σε νικέλιο στο περιβάλλον οδηγεί στην εμφάνιση ενδημικών ασθενειών, του καρκίνου των βρόγχων. Οι ενώσεις του νικελίου ανήκουν στην ομάδα 1 καρκινογόνων.
Ο χάρτης δείχνει πολλά σημεία με υψηλές μέσες συγκεντρώσεις νικελίου στις τοποθεσίες της ανησυχίας Norilsk Nickel: Apatity, Kandalaksha, Monchegorsk, Olenegorsk.

Οι εκπομπές νικελίου από τις βιομηχανικές επιχειρήσεις μειώθηκαν κατά 28%, οι μέσες συγκεντρώσεις κατά 35%.

Εκπομπές M (χιλιάδες τόνοι/έτος) και μέσες ετήσιες συγκεντρώσεις q (μg/m3) νικελίου.

Εισέρχεται στα φυσικά νερά ως αποτέλεσμα διεργασιών έκπλυσης ορυκτών που περιέχουν κασσίτερο (κασιρίτης, κασσιτερίτης), καθώς και με λύματα από διάφορες βιομηχανίες (βαφή υφασμάτων, σύνθεση οργανικών χρωμάτων, παραγωγή κραμάτων με προσθήκη κασσίτερου κ.λπ. ).

Η τοξική επίδραση του κασσίτερου είναι μικρή.

Σε μη μολυσμένα επιφανειακά νερά, ο κασσίτερος βρίσκεται σε συγκεντρώσεις υπομικρογραμμαρίων. Στα υπόγεια ύδατα η συγκέντρωσή του φτάνει μερικά μικρογραμμάρια ανά 1 dm3. Η μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση είναι 2 mg/dm3.

Οι ενώσεις υδραργύρου μπορούν να εισέλθουν στα επιφανειακά ύδατα ως αποτέλεσμα της έκπλυσης πετρωμάτων στην περιοχή των κοιτασμάτων υδραργύρου (κινναβαρίτης, μετακινναβαρίτης, ζωντανόστονίτης), κατά την αποσύνθεση υδρόβιων οργανισμών που συσσωρεύουν υδράργυρο. Σημαντικές ποσότητες εισέρχονται σε υδάτινα σώματα με λύματα από επιχειρήσεις που παράγουν βαφές, φυτοφάρμακα, φαρμακευτικά προϊόντα, μερικά εκρηκτικά. Θερμοηλεκτρικοί σταθμοίΟι μονάδες με καύση άνθρακα εκπέμπουν σημαντικές ποσότητες ενώσεων υδραργύρου στην ατμόσφαιρα, οι οποίες καταλήγουν σε υδάτινα σώματα ως αποτέλεσμα της υγρής και ξηρής εναπόθεσης.

Η μείωση της συγκέντρωσης των διαλυμένων ενώσεων υδραργύρου συμβαίνει ως αποτέλεσμα της εκχύλισής τους από πολλούς θαλάσσιους και γλυκούς οργανισμούς, οι οποίοι έχουν την ικανότητα να τον συσσωρεύουν σε συγκεντρώσεις πολλές φορές υψηλότερες από την περιεκτικότητά του στο νερό, καθώς και διαδικασίες προσρόφησης από αιωρούμενες ουσίες και ιζήματα βυθού.

Στα επιφανειακά ύδατα, οι ενώσεις υδραργύρου βρίσκονται σε διαλυμένη και αιωρούμενη κατάσταση. Η αναλογία μεταξύ τους εξαρτάται από τη χημική σύσταση του νερού και τις τιμές pH. Ο αιωρούμενος υδράργυρος είναι προσροφημένες ενώσεις υδραργύρου. Οι διαλυμένες μορφές είναι αδιάσπαστα μόρια, σύνθετες οργανικές και ορυκτές ενώσεις. Ο υδράργυρος μπορεί να υπάρχει στο νερό των υδάτινων σωμάτων με τη μορφή ενώσεων μεθυλυδραργύρου.

Οι ενώσεις υδραργύρου είναι ιδιαίτερα τοξικές, επηρεάζουν το ανθρώπινο νευρικό σύστημα, προκαλούν αλλαγές στη βλεννογόνο μεμβράνη, διαταραχές κινητική λειτουργίακαι έκκριση του γαστρεντερικού σωλήνα, αλλαγές στο αίμα κ.λπ. Οι διεργασίες βακτηριακής μεθυλίωσης στοχεύουν στο σχηματισμό ενώσεων μεθυλυδραργύρου, οι οποίες είναι πολλές φορές πιο τοξικές από τα ορυκτά άλατα υδραργύρου. Οι ενώσεις του μεθυλυδραργύρου συσσωρεύονται στα ψάρια και μπορούν να εισέλθουν στο ανθρώπινο σώμα.

Η μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση υδραργύρου είναι 0,0005 mg/dm3 (το οριακό σημάδι κινδύνου είναι υγειονομικό-τοξικολογικό), η μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση είναι 0,0001 mg/dm3.

Φυσικές πηγές μολύβδου που εισέρχεται στα επιφανειακά ύδατα είναι οι διεργασίες διάλυσης ενδογενών (γαληνών) και εξωγενών (αγγλεσίτης, κηρουσίτης κ.λπ.) ορυκτών. Μια σημαντική αύξηση της περιεκτικότητας σε μόλυβδο στο περιβάλλον (συμπεριλαμβανομένων των επιφανειακών υδάτων) σχετίζεται με την καύση άνθρακα, τη χρήση τετρααιθυλομόλυβδου ως αντικρουστικού παράγοντα στα καύσιμα κινητήρων και την απόρριψη σε υδάτινα σώματα με λύματα από μεταλλεύματα εργοστάσια επεξεργασίας, ορισμένα μεταλλουργικά εργοστάσια, χημικά εργοστάσια, ορυχεία κ.λπ. Σημαντικοί παράγοντες για τη μείωση της συγκέντρωσης του μολύβδου στο νερό είναι η προσρόφησή του από αιωρούμενες ουσίες και η καθίζηση μαζί τους στα ιζήματα του πυθμένα. Ο μόλυβδος, μεταξύ άλλων μετάλλων, εξάγεται και συσσωρεύεται από υδρόβιους οργανισμούς.

Ο μόλυβδος βρίσκεται στα φυσικά νερά σε διαλυμένη και αιωρούμενη (απορροφημένη) κατάσταση. Σε διαλυμένη μορφή βρίσκεται με τη μορφή συμπλοκών ορυκτών και οργανομεταλλικών, καθώς και απλών ιόντων, σε αδιάλυτη μορφή - κυρίως με τη μορφή θειούχων, θειικών και ανθρακικών αλάτων.

Στα νερά των ποταμών, η συγκέντρωση του μολύβδου κυμαίνεται από δέκατα έως μονάδες μικρογραμμαρίων ανά 1 dm3. Ακόμη και στο νερό των υδάτινων σωμάτων που γειτνιάζουν με περιοχές πολυμεταλλικών μεταλλευμάτων, η συγκέντρωσή του σπάνια φτάνει τα δεκάδες χιλιοστόγραμμα ανά 1 dm3. Μόνο στα χλωριούχα ιαματικά νερά η συγκέντρωση του μολύβδου μερικές φορές φτάνει αρκετά χιλιοστόγραμμα ανά 1 dm3.

Ο περιοριστικός δείκτης της βλαβερότητας του μολύβδου είναι υγειονομικοτοξικολογικός. Η μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση για τον μόλυβδο είναι 0,03 mg/dm3, η μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση για τον μόλυβδο είναι 0,1 mg/dm3.

Ο μόλυβδος περιέχεται στις εκπομπές από τις επιχειρήσεις μεταλλουργίας, μεταλλουργίας, ηλεκτρολόγων μηχανικών, πετροχημικών και μηχανοκίνητων μεταφορών.

Η επίδραση του μολύβδου στην υγεία συμβαίνει μέσω της εισπνοής αέρα που περιέχει μόλυβδο και της κατάποσης μολύβδου μέσω της τροφής, του νερού και των σωματιδίων σκόνης. Ο μόλυβδος συσσωρεύεται στο σώμα, στα οστά και στους επιφανειακούς ιστούς. Ο μόλυβδος επηρεάζει τα νεφρά, το συκώτι, το νευρικό σύστημα και τα όργανα που σχηματίζουν αίμα. Οι ηλικιωμένοι και τα παιδιά είναι ιδιαίτερα ευαίσθητα ακόμη και σε χαμηλές δόσεις μολύβδου.

Εκπομπές M (χιλιάδες τόνοι/έτος) και μέσες ετήσιες συγκεντρώσεις q (μg/m3) μολύβδου.

Σε διάστημα επτά ετών, οι εκπομπές μολύβδου από βιομηχανικές πηγές μειώθηκαν κατά 60% λόγω των περικοπών στην παραγωγή και του κλεισίματος πολλών εργοστασίων. Η απότομη μείωση των βιομηχανικών εκπομπών δεν συνοδεύεται από μείωση των εκπομπών των οχημάτων. Οι μέσες συγκεντρώσεις μολύβδου μειώθηκαν μόνο κατά 41%. Οι διαφορές στις μειώσεις και τις συγκεντρώσεις των εκπομπών μολύβδου μπορεί να εξηγηθούν από την ελλιπή αναφορά των εκπομπών των οχημάτων κατά τα προηγούμενα έτη. Αυτή τη στιγμή ο αριθμός των αυτοκινήτων και η ένταση της κυκλοφορίας τους έχουν αυξηθεί.

Τετρααιθυλομόλυβδος

Εισέρχεται στα φυσικά νερά λόγω της χρήσης του ως αντικρουστικού παράγοντα στα καύσιμα κίνησης των υδροφόρων οχημάτων, καθώς και στην επιφανειακή απορροή από αστικές περιοχές.

Αυτή η ουσία χαρακτηρίζεται από υψηλή τοξικότητα και έχει αθροιστικές ιδιότητες.

Οι πηγές αργύρου που εισέρχεται στα επιφανειακά ύδατα είναι τα υπόγεια ύδατα και τα λύματα από ορυχεία, εργοστάσια επεξεργασίας και φωτογραφικές επιχειρήσεις. Η αυξημένη περιεκτικότητα σε άργυρο συνδέεται με τη χρήση βακτηριοκτόνων και αλγοκτόνων σκευασμάτων.

Ο άργυρος μπορεί να υπάρχει στα λύματα σε διαλυμένη και αιωρούμενη μορφή, κυρίως με τη μορφή αλάτων αλογονιδίου.

Σε μη μολυσμένα επιφανειακά νερά, ο άργυρος βρίσκεται σε συγκεντρώσεις υπομικρογραμμαρίων. Στα υπόγεια ύδατα, η συγκέντρωση του αργύρου κυμαίνεται από λίγα έως δεκάδες μικρογραμμάρια ανά 1 dm3, στο θαλασσινό νερό - κατά μέσο όρο 0,3 μg/dm3.

Τα ιόντα αργύρου είναι ικανά να καταστρέφουν τα βακτήρια και ακόμη και σε μικρές συγκεντρώσεις αποστειρώνουν το νερό (το κατώτερο όριο της βακτηριοκτόνου δράσης των ιόντων αργύρου είναι 2,10-11 mol/dm3). Ο ρόλος του αργύρου στο σώμα των ζώων και των ανθρώπων δεν έχει μελετηθεί επαρκώς.

Το MPC του αργύρου είναι 0,05 mg/dm3.

Το αντιμόνιο εισέρχεται στα επιφανειακά ύδατα λόγω της έκπλυσης ορυκτών αντιμονίου (στιβνίτης, σεναρμοντίτης, βαλεντινίτης, σερβαντίτης, στιβιοκανίτης) και με λύματα από καουτσούκ, γυαλί, εργοστάσια βαφής και σπίρτων.

Στα φυσικά νερά, οι ενώσεις αντιμονίου βρίσκονται σε διαλυμένη και αιωρούμενη κατάσταση. Υπό τις συνθήκες οξειδοαναγωγής που χαρακτηρίζουν τα επιφανειακά νερά, είναι δυνατή η ύπαρξη τόσο τρισθενούς όσο και πεντασθενούς αντιμονίου.

Σε μη μολυσμένα επιφανειακά νερά, το αντιμόνιο βρίσκεται σε συγκεντρώσεις υπομικρογραμμαρίων, στο θαλασσινό νερό η συγκέντρωσή του φτάνει τα 0,5 μg/dm3, στα υπόγεια ύδατα - 10 μg/dm3. Το MPC του αντιμονίου είναι 0,05 mg/dm3 (ο δείκτης περιορισμού κινδύνου είναι υγειονομικός-τοξικολογικός), το MPCv είναι 0,01 mg/dm3.

Οι ενώσεις τριών και εξασθενών χρωμίου εισέρχονται στα επιφανειακά ύδατα ως αποτέλεσμα της έκπλυσης από πετρώματα (χρωμίτης, κροκοΐτης, ουβαροβίτης κ.λπ.). Ορισμένες ποσότητες προέρχονται από την αποσύνθεση οργανισμών και φυτών από το έδαφος. Σημαντικές ποσότητες μπορεί να εισέλθουν σε υδατικά συστήματα με λύματα από ηλεκτρολυτικά καταστήματα, βαφεία κλωστοϋφαντουργικών εργοστασίων, βυρσοδεψεία και επιχειρήσεις χημικής βιομηχανίας. Μπορεί να παρατηρηθεί μείωση της συγκέντρωσης των ιόντων χρωμίου ως αποτέλεσμα της κατανάλωσής τους από υδρόβιους οργανισμούς και των διεργασιών προσρόφησης.

Στα επιφανειακά νερά, οι ενώσεις του χρωμίου βρίσκονται σε διαλυμένες και αιωρούμενες καταστάσεις, η αναλογία μεταξύ των οποίων εξαρτάται από τη σύνθεση του νερού, τη θερμοκρασία και το pH του διαλύματος. Οι ενώσεις αιωρούμενου χρωμίου είναι κυρίως ενώσεις χρωμίου που απορροφώνται. Τα ροφητικά μπορεί να είναι άργιλοι, υδροξείδιο του σιδήρου, ανθρακικό ασβέστιο με μεγάλη διασπορά, υπολείμματα φυτικών και ζωικών οργανισμών. Σε διαλυμένη μορφή, το χρώμιο μπορεί να βρεθεί με τη μορφή χρωμικών και διχρωμικών. Υπό αερόβιες συνθήκες, το Cr(VI) μετατρέπεται σε Cr(III), τα άλατα του οποίου υδρολύονται σε ουδέτερα και αλκαλικά μέσα για να απελευθερώσουν υδροξείδιο.

Σε μη μολυσμένα και ελαφρώς μολυσμένα νερά ποταμών, η περιεκτικότητα σε χρώμιο κυμαίνεται από μερικά δέκατα του μικρογραμμαρίου ανά λίτρο έως αρκετά μικρογραμμάρια ανά λίτρο σε μολυσμένα υδάτινα σώματα, φθάνει σε αρκετές δεκάδες και εκατοντάδες μικρογραμμάρια ανά λίτρο. Η μέση συγκέντρωση στα θαλάσσια ύδατα είναι 0,05 µg/dm3, στα υπόγεια ύδατα - συνήθως εντός της περιοχής από n,10 - n,102 µg/dm3.

Οι ενώσεις του Cr(VI) και του Cr(III) σε αυξημένες ποσότητες έχουν καρκινογόνες ιδιότητες. Οι ενώσεις Cr(VI) είναι πιο επικίνδυνες.

Εισέρχεται στα φυσικά νερά ως αποτέλεσμα των διεργασιών καταστροφής και διάλυσης πετρωμάτων και ορυκτών που συμβαίνουν στη φύση (σφαλερίτης, ψευδάργυρος, γοσλαρίτης, σμιθσονίτης, καλαμίνη), καθώς και με λύματα από εργοστάσια επεξεργασίας μεταλλευμάτων και ηλεκτρολυτικά καταστήματα, παραγωγή λαδόχαρτου , ορυκτά χρώματα, ίνες βισκόζης κ.λπ.

Στο νερό υπάρχει κυρίως σε ιοντική μορφή ή με τη μορφή των ορυκτών και οργανικών συμπλόκων του. Μερικές φορές βρίσκεται σε αδιάλυτες μορφές: ως υδροξείδιο, ανθρακικό, σουλφίδιο κ.λπ.

Στα νερά των ποταμών, η συγκέντρωση ψευδαργύρου κυμαίνεται συνήθως από 3 έως 120 μg/dm3, στα θαλάσσια νερά - από 1,5 έως 10 μg/dm3. Η περιεκτικότητα σε μεταλλεύματα και ιδιαίτερα σε νερά ορυχείων με χαμηλές τιμές pH μπορεί να είναι σημαντική.

Ο ψευδάργυρος είναι ένα από τα ενεργά μικροστοιχεία που επηρεάζει την ανάπτυξη και φυσιολογική ανάπτυξηοργανισμών. Ταυτόχρονα, πολλές ενώσεις ψευδαργύρου είναι τοξικές, κυρίως το θειικό και το χλωριούχο του.

Το MAC για το Zn2+ είναι 1 mg/dm3 (ο οριακός δείκτης βλάβης είναι οργανοληπτικός), το MAC για το Zn2+ είναι 0,01 mg/dm3 (ο οριακός δείκτης βλάβης είναι τοξικολογικός).

Τα βαρέα μέταλλα καταλαμβάνουν ήδη τη δεύτερη θέση όσον αφορά την επικινδυνότητα, κατώτερα από τα φυτοφάρμακα και σημαντικά μπροστά από γνωστούς ρύπους όπως το διοξείδιο του άνθρακα και το θείο, και σύμφωνα με την πρόβλεψη θα γίνουν τα πιο επικίνδυνα, πιο επικίνδυνα από τα απόβλητα και τα στερεά πυρηνικών σταθμών απόβλητα. Η ρύπανση από βαρέα μέταλλα συνδέεται με την ευρεία χρήση τους σε εργοστασιακή παραγωγήσε συνδυασμό με αδύναμα συστήματα καθαρισμού, με αποτέλεσμα τα βαρέα μέταλλα να εισέρχονται στο περιβάλλον, συμπεριλαμβανομένου του εδάφους, μολύνοντας και δηλητηριάζοντας το.

Τα βαρέα μέταλλα αποτελούν ρύπους προτεραιότητας, η παρακολούθηση των οποίων είναι υποχρεωτική σε όλα τα περιβάλλοντα. Σε διάφορα επιστημονικά και εφαρμοσμένα έργα, οι συγγραφείς ερμηνεύουν διαφορετικά την έννοια της έννοιας «βαρέα μέταλλα». Σε ορισμένες περιπτώσεις, ο ορισμός των βαρέων μετάλλων περιλαμβάνει στοιχεία που ταξινομούνται ως εύθραυστα (για παράδειγμα, βισμούθιο) ή μεταλλοειδή (για παράδειγμα, αρσενικό).

Το έδαφος είναι το κύριο μέσο στο οποίο εισέρχονται τα βαρέα μέταλλα, μεταξύ άλλων από την ατμόσφαιρα και το υδάτινο περιβάλλον. Χρησιμεύει επίσης ως πηγή δευτερογενούς ρύπανσης του επιφανειακού αέρα και των υδάτων που ρέουν από αυτόν στον Παγκόσμιο Ωκεανό. Από το έδαφος, τα βαρέα μέταλλα απορροφώνται από τα φυτά, τα οποία στη συνέχεια γίνονται τροφή για πιο οργανωμένα ζώα.
συνέχιση
--PAGE_BREAK-- 3.3. Τοξικότητα μολύβδου
Επί του παρόντος, ο μόλυβδος κατέχει την πρώτη θέση μεταξύ των αιτιών της βιομηχανικής δηλητηρίασης. Αυτό οφείλεται στην ευρεία χρήση του σε διάφορες βιομηχανίεςβιομηχανία. Οι εργαζόμενοι που εξορύσσουν μεταλλεύματα μολύβδου, σε μεταλλουργεία μολύβδου, στην παραγωγή μπαταριών, κατά τη διάρκεια της συγκόλλησης, σε τυπογραφεία, στην παραγωγή κρυστάλλινων ή κεραμικών προϊόντων, βενζίνης με μόλυβδο, χρωμάτων μολύβδου κ.λπ. εκτίθενται σε μόλυβδο ρύπανσης της ατμόσφαιρας ο αέρας, το έδαφος και το νερό κοντά σε τέτοιες βιομηχανίες, καθώς και κοντά σε μεγάλους αυτοκινητόδρομους, αποτελούν απειλή έκθεσης σε μόλυβδο για τον πληθυσμό που ζει σε αυτές τις περιοχές και, κυρίως, τα παιδιά, που είναι πιο ευαίσθητα στις επιπτώσεις των βαρέων μετάλλων .
Θα πρέπει να σημειωθεί με λύπη ότι στη Ρωσία δεν υπάρχει κρατική πολιτική για νομική, ρυθμιστική και οικονομική ρύθμιση των επιπτώσεων του μολύβδου στο περιβάλλον και τη δημόσια υγεία, για τη μείωση των εκπομπών (απορρίψεις, απόβλητα) μολύβδου και των ενώσεων του στο περιβάλλον, και την πλήρη διακοπή της παραγωγής βενζίνης που περιέχει μόλυβδο.

Λόγω της εξαιρετικά μη ικανοποιητικής εκπαιδευτικής εργασίας για την εξήγηση στον πληθυσμό του βαθμού επικινδυνότητας των επιπτώσεων των βαρέων μετάλλων στο ανθρώπινο σώμα, στη Ρωσία ο αριθμός των δυνάμεων με επαγγελματική επαφή με μόλυβδο δεν μειώνεται, αλλά αυξάνεται σταδιακά. Περιπτώσεις μολύβδου χρόνια δηλητηρίασηκαταγράφηκε σε 14 βιομηχανίες στη Ρωσία. Οι κορυφαίοι κλάδοι είναι η βιομηχανία ηλεκτρολογίας (παραγωγή μπαταριών), η οργανοποιία, η εκτύπωση και η μη σιδηρούχα μεταλλουργία, στην οποία η μέθη προκαλείται από υπέρβαση της μέγιστης επιτρεπόμενης συγκέντρωσης (MPC) μολύβδου στον αέρα της περιοχής εργασίας κατά 20 ή περισσότερο φορές.

Σημαντική πηγή μολύβδου είναι τα καυσαέρια των αυτοκινήτων, καθώς η μισή Ρωσία εξακολουθεί να χρησιμοποιεί βενζίνη με μόλυβδο. Ωστόσο, τα μεταλλουργικά εργοστάσια, ιδίως τα μεταλλουργεία χαλκού, παραμένουν η κύρια πηγή περιβαλλοντικής ρύπανσης. Και υπάρχουν ηγέτες εδώ. Στο έδαφος της περιοχής Sverdlovsk υπάρχουν 3 από τις μεγαλύτερες πηγές εκπομπών μολύβδου στη χώρα: στις πόλεις Krasnouralsk, Kirovograd και Revda.

Οι καμινάδες του μεταλλουργείου χαλκού Krasnouralsk, που κατασκευάστηκαν στα χρόνια της σταλινικής εκβιομηχάνισης και με εξοπλισμό του 1932, εκτοξεύουν ετησίως 150-170 τόνους μολύβδου στην πόλη των 34.000 κατοίκων, καλύπτοντας τα πάντα με σκόνη μολύβδου.

Η συγκέντρωση μολύβδου στο έδαφος του Krasnouralsk κυμαίνεται από 42,9 έως 790,8 mg/kg με μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση MPC = 130 μ/kg. Δείγματα νερού στην ύδρευση γειτονικού χωριού. Ο Oktyabrsky, που τροφοδοτείται από υπόγεια πηγή νερού, υπερέβη τη μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση έως και δύο φορές.

Η μόλυνση του περιβάλλοντος από μόλυβδο επηρεάζει την ανθρώπινη υγεία. Η έκθεση στον μόλυβδο διαταράσσει το γυναικείο και το αρσενικό αναπαραγωγικό σύστημα. Για γυναίκες εγκύου και αναπαραγωγικής ηλικίας υψηλά επίπεδαΟ μόλυβδος στο αίμα αποτελεί ιδιαίτερο κίνδυνο, καθώς η εμμηνορροϊκή λειτουργία διαταράσσεται υπό την επίδραση του μολύβδου. πρόωρος τοκετός, αποβολές και εμβρυϊκός θάνατος λόγω διείσδυσης μολύβδου μέσω του φραγμού του πλακούντα. Τα νεογέννητα μωρά έχουν υψηλό ποσοστό θνησιμότητας.

Η δηλητηρίαση από μόλυβδο είναι εξαιρετικά επικίνδυνη για τα μικρά παιδιά - επηρεάζει την ανάπτυξη του εγκεφάλου και του νευρικού συστήματος. Ο έλεγχος 165 παιδιών από το Krasnouralsk ηλικίας 4 ετών και άνω αποκάλυψε σημαντική καθυστέρηση νοητική ανάπτυξηΤο 75,7% και το 6,8% των εξεταζόμενων παιδιών βρέθηκαν να έχουν νοητική υστέρηση, συμπεριλαμβανομένης της νοητικής υστέρησης.

Παιδιά ΠΡΟΣΧΟΛΙΚΗ ΗΛΙΚΙΑείναι πιο ευαίσθητα στις βλαβερές συνέπειες του μολύβδου επειδή το νευρικό τους σύστημα εξακολουθεί να αναπτύσσεται. Ακόμη και σε χαμηλές δόσεις, η δηλητηρίαση από μόλυβδο προκαλεί μείωση της πνευματικής ανάπτυξης, της προσοχής και της ικανότητας συγκέντρωσης, καθυστέρηση στην ανάγνωση και οδηγεί στην ανάπτυξη επιθετικότητας, υπερκινητικότητας και άλλων προβλημάτων στη συμπεριφορά του παιδιού. Αυτές οι αναπτυξιακές ανωμαλίες μπορεί να είναι μακροχρόνιες και μη αναστρέψιμες. Το χαμηλό βάρος γέννησης, η καθυστέρηση και η απώλεια ακοής προκύπτουν επίσης από τη δηλητηρίαση από μόλυβδο. Υψηλές δόσεις μέθης οδηγούν σε νοητική υστέρηση, προκαλούν κώμα, σπασμούς και θάνατο.

Μια λευκή βίβλος που δημοσιεύτηκε από Ρώσους ειδικούς αναφέρει ότι η ρύπανση από μόλυβδο καλύπτει ολόκληρη τη χώρα και είναι μια από τις πολυάριθμες περιβαλλοντικές καταστροφές στην πρώην Σοβιετική Ένωση που ήρθαν στο φως τα τελευταία χρόνια. Το μεγαλύτερο μέρος της επικράτειας της Ρωσίας αντιμετωπίζει φορτίο από εναπόθεση μολύβδου που υπερβαίνει το κρίσιμο φορτίο για την κανονική λειτουργία του οικοσυστήματος. Σε δεκάδες πόλεις, οι συγκεντρώσεις μολύβδου στον αέρα και το έδαφος υπερβαίνουν τις τιμές που αντιστοιχούν στις μέγιστες επιτρεπόμενες συγκεντρώσεις.

Το υψηλότερο επίπεδο ατμοσφαιρικής ρύπανσης με μόλυβδο, που υπερβαίνει τη μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση, παρατηρήθηκε στις πόλεις Komsomolsk-on-Amur, Tobolsk, Tyumen, Karabash, Vladimir, Vladivostok.

Τα μέγιστα φορτία εναπόθεσης μολύβδου, που οδηγούν στην υποβάθμιση των χερσαίων οικοσυστημάτων, παρατηρούνται στις περιοχές της Μόσχας, του Βλαντιμίρ, του Νίζνι Νόβγκοροντ, του Ριαζάν, της Τούλας, του Ροστόφ και του Λένινγκραντ.

Οι σταθερές πηγές είναι υπεύθυνες για την απόρριψη περισσότερων από 50 τόνων μολύβδου με τη μορφή διαφόρων ενώσεων σε υδάτινα σώματα. Ταυτόχρονα, 7 εργοστάσια μπαταριών εκκενώνουν 35 τόνους μολύβδου ετησίως μέσω του αποχετευτικού συστήματος. Μια ανάλυση της κατανομής των απορρίψεων μολύβδου σε υδάτινα σώματα στη Ρωσία δείχνει ότι οι περιοχές Λένινγκραντ, Γιαροσλάβλ, Περμ, Σαμάρα, Πένζα και Oryol είναι πρωτοπόροι σε αυτόν τον τύπο φορτίου.

Η χώρα χρειάζεται επείγοντα μέτρα για τη μείωση της ρύπανσης από μόλυβδο, αλλά μέχρι στιγμής οικονομική κρίσηΗ Ρωσία επισκιάζεται από περιβαλλοντικά προβλήματα. Σε μια μακροχρόνια βιομηχανική ύφεση, η Ρωσία δεν διαθέτει τα μέσα για να καθαρίσει τη ρύπανση του παρελθόντος, αλλά εάν η οικονομία αρχίσει να ανακάμπτει και τα εργοστάσια επιστρέψουν στη δουλειά, η ρύπανση θα μπορούσε μόνο να επιδεινωθεί.
Οι 10 πιο μολυσμένες πόλεις της πρώην ΕΣΣΔ

(Τα μέταλλα παρατίθενται με φθίνουσα σειρά επιπέδου προτεραιότητας για μια δεδομένη πόλη)

4. Υγιεινή εδάφους. Διαχείριση απορριμάτων.
Το έδαφος στις πόλεις και σε άλλες κατοικημένες περιοχές και στα περίχωρά τους είναι από καιρό διαφορετικό από το φυσικό, βιολογικά πολύτιμο έδαφος, το οποίο παίζει σημαντικό ρόλο στη διατήρηση της οικολογικής ισορροπίας. Το έδαφος στις πόλεις υπόκειται στις ίδιες επιβλαβείς επιπτώσεις με τον αστικό αέρα και την υδρόσφαιρα, επομένως σημαντική υποβάθμιση εμφανίζεται παντού. Η υγιεινή του εδάφους δεν δίνεται αρκετή προσοχή, αν και η σημασία της ως ένα από τα κύρια συστατικά της βιόσφαιρας (αέρας, νερό, έδαφος) και βιολογικός παράγονταςΤο περιβάλλον είναι ακόμη πιο σημαντικό από το νερό, καθώς η ποσότητα του τελευταίου (κυρίως η ποιότητα των υπόγειων υδάτων) καθορίζεται από την κατάσταση του εδάφους και είναι αδύνατο να διαχωριστούν αυτοί οι παράγοντες μεταξύ τους. Το έδαφος έχει την ικανότητα του βιολογικού αυτοκαθαρισμού: στο έδαφος, η διάσπαση των αποβλήτων που εισέρχονται σε αυτό και η ανοργανοποίηση του συμβαίνει. Τελικά, το έδαφος αντισταθμίζει τα χαμένα μέταλλα σε βάρος τους.

Εάν, ως αποτέλεσμα της υπερφόρτωσης του εδάφους, χαθεί κάποιο από τα συστατικά της ικανότητας μεταλλοποίησης του, αυτό αναπόφευκτα θα οδηγήσει σε διακοπή του μηχανισμού αυτοκαθαρισμού και σε πλήρη υποβάθμιση του εδάφους. Και, αντίθετα, η δημιουργία βέλτιστων συνθηκών για αυτοκαθαρισμό του εδάφους βοηθά στη διατήρηση της οικολογικής ισορροπίας και των συνθηκών για την ύπαρξη όλων των ζωντανών οργανισμών, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων.

Επομένως, το πρόβλημα της εξουδετέρωσης των αποβλήτων που έχουν επιβλαβείς βιολογικές επιπτώσεις δεν περιορίζεται στο θέμα της απομάκρυνσής τους. Είναι ένα πιο περίπλοκο πρόβλημα υγιεινής, αφού το έδαφος είναι ο συνδετικός κρίκος μεταξύ νερού, αέρα και ανθρώπου.
4.1.
Ο ρόλος του εδάφους στο μεταβολισμό

Η βιολογική σχέση μεταξύ εδάφους και ανθρώπου πραγματοποιείται κυρίως μέσω του μεταβολισμού. Το έδαφος είναι, λες, ένας προμηθευτής μεταλλικών στοιχείων που είναι απαραίτητα για τον μεταβολικό κύκλο, για την ανάπτυξη φυτών που καταναλώνονται από τον άνθρωπο και τα φυτοφάγα, τα οποία με τη σειρά τους τρώγονται από ανθρώπους και σαρκοφάγα. Έτσι, το έδαφος παρέχει τροφή σε πολλούς εκπροσώπους του φυτικού και ζωικού κόσμου.

Κατά συνέπεια, η υποβάθμιση της ποιότητας του εδάφους, η μείωση της βιολογικής του αξίας και η ικανότητά του να αυτοκαθαρίζεται προκαλούν μια βιολογική αλυσιδωτή αντίδραση, η οποία, σε περίπτωση παρατεταμένων επιβλαβών επιπτώσεων, μπορεί να οδηγήσει σε ποικίλες διαταραχές υγείας στον πληθυσμό. Επιπλέον, εάν επιβραδυνθούν οι διαδικασίες ανοργανοποίησης, τα νιτρικά άλατα, το άζωτο, ο φώσφορος, το κάλιο κ.λπ. που σχηματίζονται κατά τη διάσπαση των ουσιών μπορούν να εισέλθουν στα υπόγεια ύδατα που χρησιμοποιούνται για πόση και να προκαλέσουν σοβαρές ασθένειες (για παράδειγμα, τα νιτρικά άλατα μπορούν να προκαλέσουν μεθαιμοσφαιριναιμία, κυρίως σε βρέφη).

Η κατανάλωση νερού από φτωχό σε ιώδιο έδαφος μπορεί να προκαλέσει ενδημική βρογχοκήλη κ.λπ.
4.2.
Οικολογική σχέση μεταξύ εδάφους και νερού και υγρών αποβλήτων (λύματα)

Ο άνθρωπος εξάγει από το έδαφος το νερό που είναι απαραίτητο για τη διατήρηση των μεταβολικών διεργασιών και της ίδιας της ζωής. Η ποιότητα του νερού εξαρτάται από τις συνθήκες του εδάφους. αντανακλά πάντα τη βιολογική κατάσταση ενός δεδομένου εδάφους.

Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για τα υπόγεια ύδατα, η βιολογική αξία των οποίων καθορίζεται σημαντικά από τις ιδιότητες του εδάφους και του εδάφους, την ικανότητα αυτοκαθαρισμού του τελευταίου, την ικανότητα διήθησης, τη σύνθεση της μακροχλωρίδας, τη μικροπανίδα κ.λπ.

Η άμεση επίδραση του εδάφους στα επιφανειακά ύδατα είναι λιγότερο σημαντική και σχετίζεται κυρίως με τις βροχοπτώσεις. Για παράδειγμα, μετά από έντονες βροχοπτώσεις, διάφοροι ρύποι ξεπλένονται από το έδαφος σε ανοιχτά υδάτινα σώματα (ποτάμια, λίμνες), συμπεριλαμβανομένων τεχνητών λιπασμάτων (άζωτο, φωσφορικά), φυτοφάρμακα, ζιζανιοκτόνα σε περιοχές καρστικών και σπασμένων αποθέσεων, οι ρύποι μπορούν να εισχωρήσουν ρωγμές στα βαθιά Τα υπόγεια ύδατα.

Η ανεπαρκής επεξεργασία των λυμάτων μπορεί επίσης να προκαλέσει επιβλαβείς βιολογικές επιπτώσεις στο έδαφος και τελικά να οδηγήσει σε υποβάθμιση του εδάφους. Ως εκ τούτου, η προστασία του εδάφους στις κατοικημένες περιοχές είναι μία από τις βασικές απαιτήσεις για την προστασία του περιβάλλοντος στο σύνολό της.
4.3.
Όρια φορτίου εδάφους με στερεά απόβλητα (οικιακά και οδικά απόβλητα, βιομηχανικά απόβλητα, ξηρή λάσπη που παραμένει μετά την καθίζηση των λυμάτων, ραδιενεργών ουσιώνκαι τα λοιπά.)

Το πρόβλημα επιδεινώνεται από το γεγονός ότι, ως αποτέλεσμα της δημιουργίας αυξανόμενων ποσοτήτων στερεών αποβλήτων στις πόλεις, το έδαφος στο περιβάλλον τους υπόκειται σε ολοένα και μεγαλύτερη πίεση. Οι ιδιότητες και η σύνθεση του εδάφους επιδεινώνονται με ολοένα και ταχύτερους ρυθμούς.

Από τους 64,3 εκατομμύρια τόνους χαρτιού που παράγονται στις Ηνωμένες Πολιτείες, 49,1 εκατομμύρια τόνοι καταλήγουν στα απόβλητα (από αυτό το ποσό, 26 εκατομμύρια τόνοι «προμηθεύονται» από νοικοκυριά και 23,1 εκατομμύρια τόνοι προμηθεύονται από αλυσίδες λιανικής).

Σε σχέση με τα παραπάνω, η απομάκρυνση και η τελική εξουδετέρωση των στερεών αποβλήτων αντιπροσωπεύει ένα πολύ σημαντικό, δυσκολότερο στην εφαρμογή υγειονομικό πρόβλημα στις συνθήκες της αυξανόμενης αστικοποίησης.

Η τελική εξουδετέρωση των στερεών αποβλήτων σε μολυσμένο έδαφος φαίνεται πιθανή. Ωστόσο, λόγω της συνεχώς επιδεινούμενης ικανότητας του αστικού εδάφους να αυτοκαθαρίζεται, η τελική εξουδετέρωση των απορριμμάτων που είναι θαμμένα στο έδαφος είναι αδύνατη.

Ένα άτομο θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει με επιτυχία τις βιοχημικές διεργασίες που συμβαίνουν στο έδαφος, την εξουδετερωτική και απολυμαντική του ικανότητα να εξουδετερώνει τα στερεά απόβλητα, αλλά το αστικό έδαφος, ως αποτέλεσμα αιώνων ανθρώπινης κατοίκησης και δραστηριότητας στις πόλεις, έχει καταστεί από καιρό ακατάλληλο για αυτόν τον σκοπό.

Είναι γνωστοί οι μηχανισμοί αυτοκαθαρισμού και ανοργανοποίησης που συμβαίνουν στο έδαφος, ο ρόλος των βακτηρίων και των ενζύμων που εμπλέκονται σε αυτά, καθώς και τα ενδιάμεσα και τελικά προϊόντα της αποσύνθεσης των ουσιών. Επί του παρόντος, η έρευνα στοχεύει στον εντοπισμό παραγόντων που διασφαλίζουν τη βιολογική ισορροπία φυσικό έδαφος, καθώς και για να διευκρινιστεί το ερώτημα πόσα στερεά απόβλητα (και ποια σύστασή τους) μπορούν να οδηγήσουν σε διατάραξη της βιολογικής ισορροπίας του εδάφους.
Ποσότητα οικιακά απορρίμματα(σκουπίδια) ανά κάτοικο ορισμένων μεγάλων πόλεων του κόσμου

Πρέπει να σημειωθεί ότι η υγιεινή κατάσταση του εδάφους στις πόλεις επιδεινώνεται γρήγορα ως αποτέλεσμα της υπερφόρτισής του, αν και η ικανότητα του εδάφους να αυτοκαθαρίζεται είναι η κύρια υγειονομική απαίτηση για τη διατήρηση της βιολογικής ισορροπίας. Το έδαφος στις πόλεις δεν είναι πλέον σε θέση να αντεπεξέλθει στο έργο του χωρίς ανθρώπινη βοήθεια. Η μόνη διέξοδος από αυτή την κατάσταση είναι η πλήρης εξουδετέρωση και η καταστροφή των απορριμμάτων σύμφωνα με τις απαιτήσεις υγιεινής.

Ως εκ τούτου, η κατασκευή των δημόσιων υπηρεσιών κοινής ωφέλειας θα πρέπει να στοχεύει στη διατήρηση της φυσικής ικανότητας του εδάφους να αυτοκαθαρίζεται και εάν αυτή η ικανότητα έχει ήδη γίνει μη ικανοποιητική, τότε πρέπει να αποκατασταθεί τεχνητά.

Το πιο δυσμενές είναι η τοξική επίδραση των βιομηχανικών απορριμμάτων, τόσο υγρών όσο και στερεών. Μια αυξανόμενη ποσότητα τέτοιων απορριμμάτων εισέρχεται στο έδαφος, τα οποία δεν είναι σε θέση να αντιμετωπίσει. Για παράδειγμα, έχει διαπιστωθεί μόλυνση του εδάφους με αρσενικό κοντά σε εγκαταστάσεις παραγωγής υπερφωσφορικών (σε ακτίνα 3 km). Ως γνωστόν, ορισμένα φυτοφάρμακα, όπως το χλώριο ΟΡΓΑΝΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣΜόλις μπουν στο έδαφος, δεν αποσυντίθενται για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Η κατάσταση είναι παρόμοια με ορισμένα συνθετικά υλικά συσκευασίας (χλωριούχο πολυβινύλιο, πολυαιθυλένιο κ.λπ.).

Ορισμένες τοξικές ενώσεις εισέρχονται στα υπόγεια ύδατα αργά ή γρήγορα, με αποτέλεσμα όχι μόνο να διαταράσσεται η βιολογική ισορροπία του εδάφους, αλλά και η ποιότητα των υπόγειων υδάτων να επιδεινώνεται σε τέτοιο βαθμό που δεν μπορούν πλέον να χρησιμοποιηθούν ως πόσιμο νερό.
Ποσοστό της ποσότητας βασικών συνθετικών υλικών που περιέχονται στα οικιακά απορρίμματα (σκουπίδια)

*
Μαζί με απόβλητα άλλων πλαστικών που σκληρύνουν τη θερμότητα.
Το πρόβλημα των απορριμμάτων έχει αυξηθεί αυτές τις μέρες και επειδή μέρος των απορριμμάτων, κυρίως περιττώματα ανθρώπων και ζώων, χρησιμοποιούνται για τη λίπανση γεωργικών εκτάσεων [τα κόπρανα περιέχουν σημαντική ποσότητα αζώτου - 0,4-0,5%, φώσφορο (P203) - 0,2-0 . 6%, κάλιο (Κβ0) -0,5-1,5%, άνθρακας -5-15%]. Αυτό το πρόβλημα της πόλης έχει εξαπλωθεί στις γύρω περιοχές της πόλης.
4.4.
Ο ρόλος του εδάφους στην εξάπλωση διαφόρων ασθενειών

Το έδαφος παίζει έναν ορισμένο ρόλο στη διανομή μεταδοτικές ασθένειες. Αυτό αναφέρθηκε τον περασμένο αιώνα από τους Petterkoffer (1882) και Fodor (1875), οι οποίοι τόνισαν κυρίως τον ρόλο του εδάφους στην εξάπλωση των εντερικών ασθενειών: χολέρα, τυφοειδής πυρετός, δυσεντερία κ.λπ. Επέστησαν επίσης την προσοχή στο γεγονός ότι ορισμένα βακτήρια και ιοί παραμένουν βιώσιμα και μολυσματικά στο έδαφος για μήνες. Στη συνέχεια, ορισμένοι συγγραφείς επιβεβαίωσαν τις παρατηρήσεις τους, ειδικά σε σχέση με το αστικό έδαφος. Για παράδειγμα, ο αιτιολογικός παράγοντας της χολέρας παραμένει βιώσιμος και παθογόνος στα υπόγεια ύδατα από 20 έως 200 ημέρες, ο αιτιολογικός παράγοντας του τυφοειδούς πυρετού στα κόπρανα - από 30 έως 100 ημέρες και ο αιτιολογικός παράγοντας του παρατυφοειδούς πυρετού - από 30 έως 60 ημέρες. (Από την άποψη της εξάπλωσης μολυσματικών ασθενειών, το αστικό έδαφος αποτελεί πολύ μεγαλύτερο κίνδυνο από το έδαφος του αγρού που λιπαίνεται με κοπριά.)

Για τον προσδιορισμό του βαθμού μόλυνσης του εδάφους, ορισμένοι συγγραφείς χρησιμοποιούν τον προσδιορισμό του αριθμού των βακτηρίων (Escherichia coli), όπως στον προσδιορισμό της ποιότητας του νερού. Άλλοι συγγραφείς θεωρούν σκόπιμο να προσδιοριστεί, επιπλέον, ο αριθμός των θερμόφιλων βακτηρίων που συμμετέχουν στη διαδικασία ανοργανοποίησης.

Η εξάπλωση μολυσματικών ασθενειών μέσω του εδάφους διευκολύνεται σε μεγάλο βαθμό από την άρδευση της γης με λύματα. Ταυτόχρονα, οι ιδιότητες ανοργανοποίησης του εδάφους επιδεινώνονται. Επομένως, η άρδευση με λύματα θα πρέπει να γίνεται υπό συνεχή αυστηρή υγειονομική επίβλεψη και μόνο εκτός της αστικής περιοχής.

4.5.
Επιβλαβείς επιπτώσεις των κύριων τύπων ρύπων (στερεά και υγρά απόβλητα) που οδηγούν σε υποβάθμιση του εδάφους

4.5.1.
Εξουδετέρωση υγρών αποβλήτων στο έδαφος

Σε ορισμένους οικισμούς που δεν έχουν αποχέτευση, ορισμένα απόβλητα, συμπεριλαμβανομένης της κοπριάς, εξουδετερώνονται στο έδαφος.

Όπως γνωρίζετε, αυτή είναι η απλούστερη μέθοδος εξουδετέρωσης. Ωστόσο, είναι επιτρεπτό μόνο εάν έχουμε να κάνουμε με βιολογικά πλήρες έδαφος που έχει διατηρήσει την ικανότητα αυτοκαθαρισμού, κάτι που δεν είναι τυπικό για τα αστικά εδάφη. Εάν το έδαφος δεν διαθέτει πλέον αυτές τις ιδιότητες, τότε για να προστατευθεί από περαιτέρω υποβάθμιση, χρειάζεται πολύπλοκες τεχνικές δομές για την εξουδετέρωση των υγρών αποβλήτων.

Σε ορισμένα σημεία, τα απόβλητα εξουδετερώνονται σε λάκκους κομποστοποίησης. Από τεχνική άποψη, αυτή η λύση είναι προκλητική. Επιπλέον, τα υγρά μπορούν να διεισδύσουν στο έδαφος σε αρκετά μεγάλες αποστάσεις. Το έργο περιπλέκεται περαιτέρω από το γεγονός ότι τα αστικά λύματα περιέχουν μια αυξανόμενη ποσότητα τοξικών βιομηχανικών αποβλήτων, τα οποία επιδεινώνουν τις ιδιότητες ανοργανοποίησης του εδάφους σε ακόμη μεγαλύτερο βαθμό από τα περιττώματα ανθρώπων και ζώων. Επομένως, επιτρέπεται η απόρριψη μόνο λυμάτων που έχουν προκαταβυθιστεί σε κοιλώματα κομποστοποίησης. Διαφορετικά, η ικανότητα διήθησης του εδάφους εξασθενεί, τότε το έδαφος χάνει τις άλλες προστατευτικές του ιδιότητες, οι πόροι σταδιακά φράσσονται κ.λπ.

Η χρήση ανθρώπινων περιττωμάτων για την άρδευση γεωργικών αγρών αντιπροσωπεύει μια δεύτερη μέθοδο εξουδετέρωσης των υγρών αποβλήτων. Αυτή η μέθοδος ενέχει διπλό κίνδυνο υγιεινής: πρώτον, μπορεί να οδηγήσει σε υπερφόρτωση του εδάφους, δεύτερον, αυτά τα απόβλητα μπορούν να γίνουν σοβαρή πηγή μόλυνσης. Επομένως, τα κόπρανα πρέπει πρώτα να απολυμανθούν και να υποβληθούν σε κατάλληλη επεξεργασία και μόνο μετά να χρησιμοποιηθούν ως λίπασμα. Εδώ συγκρούονται δύο αντίθετες απόψεις. Σύμφωνα με τις απαιτήσεις υγιεινής, τα περιττώματα υπόκεινται σε σχεδόν πλήρη καταστροφή και από την άποψη της εθνικής οικονομίας αντιπροσωπεύουν ένα πολύτιμο λίπασμα. Τα φρέσκα περιττώματα δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για το πότισμα κήπων και χωραφιών χωρίς να τα απολυμάνετε πρώτα. Εάν εξακολουθείτε να πρέπει να χρησιμοποιείτε φρέσκα κόπρανα, τότε απαιτούν τέτοιο βαθμό εξουδετέρωσης που δεν αντιπροσωπεύουν πλέον σχεδόν καμία αξία ως λίπασμα.

Τα κόπρανα μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως λίπασμα μόνο σε ειδικά καθορισμένους χώρους - με συνεχή υγειονομικό και υγειονομικό έλεγχο, ειδικά στην κατάσταση των υπόγειων υδάτων, της ποσότητας, των μυγών κ.λπ.

Οι απαιτήσεις για την αφαίρεση και την εξουδετέρωση του εδάφους των περιττωμάτων ζώων, κατ' αρχήν, δεν διαφέρουν από τις απαιτήσεις για την εξουδετέρωση των ανθρώπινων περιττωμάτων.

Μέχρι πρόσφατα, η κοπριά αντιπροσώπευε στη γεωργία μια σημαντική πηγή αξίας ΘΡΕΠΤΙΚΕΣ ουσιεςαπαραίτητο για την αύξηση της γονιμότητας του εδάφους. Ωστόσο, τα τελευταία χρόνια, η κοπριά έχει χάσει τη σημασία της, εν μέρει λόγω της μηχανοποίησης της γεωργίας, εν μέρει λόγω της αυξανόμενης χρήσης τεχνητών λιπασμάτων.

Ελλείψει κατάλληλης επεξεργασίας και εξουδετέρωσης, η κοπριά είναι επίσης επικίνδυνη, όπως και τα μη εξουδετερωμένα ανθρώπινα κόπρανα. Επομένως, πριν βγει στα χωράφια, η κοπριά αφήνεται να ωριμάσει ώστε σε αυτό το διάστημα να συμβούν σε αυτήν οι απαραίτητες βιοθερμικές διεργασίες (σε θερμοκρασία 60-70°C). Μετά από αυτό, η κοπριά θεωρείται «ώριμη» και απαλλαγμένη από τα περισσότερα παθογόνα που περιέχει (βακτήρια, αυγά σκουληκιών κ.λπ.).

Πρέπει να θυμόμαστε ότι οι εγκαταστάσεις αποθήκευσης κοπριάς μπορούν να παρέχουν ιδανικές περιοχές αναπαραγωγής για μύγες που συμβάλλουν στην εξάπλωση διαφόρων εντερικών λοιμώξεων. Πρέπει να σημειωθεί ότι οι μύγες επιλέγουν πιο εύκολα την κοπριά χοίρων για αναπαραγωγή, μετά την κοπριά αλόγων, την κοπριά προβάτων και τέλος την κοπριά αγελάδας. Πριν τη μεταφορά της κοπριάς στα χωράφια, πρέπει να υποβληθεί σε επεξεργασία με εντομοκτόνα.
συνέχιση
--PAGE_BREAK--

Επί του παρόντος, για να δηλώσετε μια σχεδόν πανομοιότυπη ομάδα χημικά στοιχείαΔύο διαφορετικοί όροι χρησιμοποιούνται ευρέως: ιχνοστοιχεία και βαρέα μέταλλα.

Τα μικροστοιχεία είναι μια έννοια που προέρχεται από τη γεωχημεία και χρησιμοποιούνται πλέον ενεργά στις γεωργικές επιστήμες, την ιατρική, την τοξικολογία και την υγιεινή. Δηλώνει μια ομάδα χημικών στοιχείων που βρίσκονται σε φυσικά αντικείμενα σε πολύ μικρές ποσότητες - λιγότερο από 0,01%, συνήθως 10 -3 -10 -12%. Τυπικά, η ταυτοποίηση βασίζεται στην επικράτηση τους στη φύση, η οποία ποικίλλει σημαντικά για διαφορετικά φυσικά περιβάλλοντα και αντικείμενα (λιθόσφαιρα, πεζόσφαιρα, ιζήματα βυθού, υδρόσφαιρα, φυτά, ζώα κ.λπ.).

Ο όρος «βαρέα μέταλλα» αντικατοπτρίζει σε μεγάλο βαθμό την επίδραση της περιβαλλοντικής ρύπανσης και τις τοξικές επιδράσεις των στοιχείων όταν εισέρχονται στον βιολογικό οργανισμό. Είναι δανεισμένο από την τεχνική βιβλιογραφία, όπου χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό χημικών στοιχείων με πυκνότητα μεγαλύτερη από 5 g/cm 3 . Με βάση αυτόν τον δείκτη, 43 από τα 84 μέταλλα που περιλαμβάνονται στον Περιοδικό Πίνακα Στοιχείων του Mendeleev θα πρέπει να θεωρούνται βαριά. Ωστόσο, με αυτήν την ερμηνεία, τα Be - 1,85 g/cm3, Al - 2,7, Sc - 3,0, Ti - 4,6, Rb - 1,5, Sr - 2,6, Y δεν εμπίπτουν σε αυτόν τον ορισμό - 4,5, Cs - 1,9, Ba - 3,8 g/cm 3, που μπορεί επίσης να είναι επικίνδυνο σε υπερβολικές συγκεντρώσεις. Η ανάγκη συμπερίληψης ελαφροτοξικών μετάλλων σε αυτή την ομάδα επιτεύχθηκε αλλάζοντας το κριτήριο επιλογής όταν αυτή η ομάδαάρχισε να περιλαμβάνει στοιχεία με ατομική μάζα μεγαλύτερη από 40. Με αυτή την προσέγγιση, μόνο το Be και το Al δεν συμπεριλήφθηκαν στις τοξικές ουσίες.

Ως εκ τούτου, είναι πολύ λογικό να συμπεριληφθεί μια μεγάλη ομάδα τοξικών χημικών στοιχείων, συμπεριλαμβανομένων των μη μετάλλων, στη σύγχρονη ερμηνεία του όρου «βαρέα μέταλλα».

Υπάρχουν πάνω από 40 βαρέα μέταλλα συνολικά. Το Pb, το Cd, το Zn, το Hg, το As και το Cu θεωρούνται ρύποι προτεραιότητας, καθώς η τεχνογενής συσσώρευσή τους στο περιβάλλον συμβαίνει με πολύ υψηλό ρυθμό. Αυτά τα στοιχεία έχουν υψηλή συγγένεια με φυσιολογικά σημαντικές οργανικές ενώσεις. Οι υπερβολικές ποσότητες τους στο σώμα των ζωντανών όντων διαταράσσουν όλες τις μεταβολικές διεργασίες και οδηγούν σε σοβαρή ασθένειαανθρώπους και ζώα. Ταυτόχρονα, πολλά από τα στοιχεία τους (Co, Cu, Zn, Se, Mn) χρησιμοποιούνται αρκετά ευρέως στην εθνική οικονομική παραγωγή (ειδικά στη γεωργία, την ιατρική κ.λπ.) με την ονομασία μικροστοιχεία, όπως αναφέρθηκε παραπάνω.

Χρώμιο (Cr). Η περιεκτικότητα του στοιχείου στα εδάφη εξαρτάται από την περιεκτικότητά του στα μητρικά πετρώματα.

Το χρώμιο διακρίνεται από μια μεγάλη ποικιλία καταστάσεων οξείδωσης και την ικανότητα να σχηματίζει πολύπλοκα ανιονικά και κατιονικά ιόντα (Cr (OH) 2+, CrO 4 2-, CrO 3 -). Στις φυσικές ενώσεις έχει σθένος +3 (χρωμικές ενώσεις) και +6 (χρωμικά). Το μεγαλύτερο μέρος του Cr 3+ υπάρχει στο χρωμικό FeCr 2 O 4 ή σε άλλα ορυκτά σπινελίου στα οποία αντικαθιστά τον σίδηρο και το αλουμίνιο.

Σε εδάφη τα περισσότερα απόΤο χρώμιο υπάρχει με τη μορφή Cr 3+ και είναι μέρος ορυκτών ή σχηματίζει διάφορα οξείδια Cr 3+ και Fe 3+. Οι ενώσεις του χρωμίου στα εδάφη είναι πολύ σταθερές, αφού σε όξινο περιβάλλον είναι αδρανές (σε pH 5,5 κατακρημνίζεται σχεδόν πλήρως). Η συμπεριφορά του χρωμίου εξαρτάται από το pH και το δυναμικό οξειδοαναγωγής των εδαφών.

Τα οργανικά σύμπλοκα έχουν επίσης μεγάλη επίδραση στη συμπεριφορά του χρωμίου στα εδάφη. Σημαντικό σημείοστη συμπεριφορά του στοιχείου με το οποίο συνδέεται η διαθεσιμότητα χρωμίου για τα φυτά είναι η ευκολία με την οποία το διαλυτό Cr 6+, υπό κανονικές εδαφικές συνθήκες, μετατρέπεται σε αδιάλυτο Cr 3+. Ως αποτέλεσμα της οξειδωτικής ικανότητας των ενώσεων μαγγανίου στα εδάφη, μπορεί να συμβεί οξείδωση Cr 3+.

Το Chrome είναι σημαντικό στοιχείοδιατροφή των φυτών. Η μείωση της κινητικότητας του χρωμίου στα εδάφη μπορεί να οδηγήσει σε ανεπάρκεια στα φυτά. Εύκολα διαλυτό στα εδάφη, το Cr 6+ είναι τοξικό για τα φυτά και τα ζώα.

Η ασβεστοποίηση της χρήσης φωσφόρου και οργανικής ύλης μειώνει σημαντικά την τοξικότητα του χρωμίου σε μολυσμένα εδάφη.

Μόλυβδος (Pb). Η περιεκτικότητα σε μόλυβδο στον φλοιό της γης είναι 1,6×10 -3 τοις εκατό κατά βάρος. Η φυσική περιεκτικότητα σε μόλυβδο στα εδάφη κυμαίνεται από 3 έως 189 mg/kg. Σε φυσικές συνθήκες, η κύρια μορφή του είναι το galena PbS. Ο μόλυβδος υπάρχει με τη μορφή Pb 2+. Όταν ξεπεραστούν, τα σουλφίδια του μολύβδου οξειδώνονται αργά.

Όσον αφορά τις γεωχημικές ιδιότητες, ο μόλυβδος είναι κοντά στην ομάδα των δισθενών στοιχείων αλκαλικών γαιών, επομένως είναι ικανός να αντικαταστήσει τα K, Ba, Sr, Ca τόσο στα ορυκτά όσο και κατά τη διαδικασία ρόφησης. Λόγω της εκτεταμένης μόλυνσης από μόλυβδο, τα περισσότερα εδάφη, ειδικά οι ανώτεροι ορίζοντες, εμπλουτίζονται με αυτό το στοιχείο.

Μεταξύ των βαρέων μετάλλων είναι το λιγότερο ευκίνητο. Ο μόλυβδος συνδέεται κυρίως με ορυκτά αργίλου, οξείδια μαγγανίου, υδροξείδια σιδήρου και αλουμινίου και οργανική ύλη. Σε υψηλό pH, ο μόλυβδος καθιζάνει στο έδαφος με τη μορφή υδροξειδίου, φωσφορικού και ανθρακικού. Οι ίδιες συνθήκες προάγουν το σχηματισμό Pb-οργανικών συμπλεγμάτων.

Τα επίπεδα στα οποία το στοιχείο γίνεται τοξικό κυμαίνονται από 100-500 mg/kg. Η ρύπανση από μόλυβδο από τις επιχειρήσεις μη σιδηρούχου μεταλλουργίας αντιπροσωπεύεται από ορυκτές μορφές και από καυσαέρια οχημάτων - άλατα αλογονιδίων. Τα σωματίδια καυσαερίων που περιέχουν Pb είναι ασταθή και μετατρέπονται εύκολα σε οξείδια, ανθρακικά και θειικά άλατα. Η μόλυνση του εδάφους με μόλυβδο είναι μη αναστρέψιμη, επομένως η συσσώρευση του μικροστοιχείου στον ανώτερο εδαφικό ορίζοντα θα συνεχιστεί ακόμη και σε συνθήκες μικρής προσθήκης του.

Η μόλυνση των εδαφών με μόλυβδο δεν αποτελεί επί του παρόντος σημαντική ανησυχία λόγω της αδιαλυτότητας των προσροφημένων και κατακρημνισμένων ιόντων Pb στα εδάφη. Ωστόσο, η περιεκτικότητα σε μόλυβδο στις ρίζες των φυτών συσχετίζεται με την περιεκτικότητά του στα εδάφη, γεγονός που υποδηλώνει την πρόσληψη του στοιχείου από τα φυτά. Η συσσώρευση μολύβδου στον ανώτερο εδαφικό ορίζοντα είναι επίσης μεγάλης περιβαλλοντικής σημασίας, καθώς επηρεάζει έντονα τη βιολογική δραστηριότητα των εδαφών και του εδαφικού βιώματος. Οι υψηλές συγκεντρώσεις του μπορούν να αναστείλουν τις μικροβιολογικές διεργασίες, ειδικά σε εδάφη με χαμηλής αξίαςικανότητα ανταλλαγής κατιόντων.

Κάδμιο (Cd). Το κάδμιο είναι ιχνοστοιχείο. Η αφθονία του καδμίου στον φλοιό της γης είναι 5×10 -5 τοις εκατό κατά βάρος. Η γεωχημεία του Cd είναι στενά συνδεδεμένη με τη γεωχημεία του ψευδαργύρου και παρουσιάζει μεγαλύτερη κινητικότητα σε όξινα περιβάλλοντα.

Κατά τη διάρκεια των καιρικών συνθηκών, το κάδμιο μεταφέρεται εύκολα σε διάλυμα όπου υπάρχει με τη μορφή Cd 2+. Μπορεί να σχηματίσει σύμπλοκα ιόντα CdCl +, CdOH +, CdHCO 3 +, Cd (OH) 3 -, Cd (OH) 4 2-, καθώς και οργανικές χηλικές ενώσεις. Κύριος κατάσταση σθένουςκάδμιο σε φυσικά περιβάλλοντα +2. Οι πιο σημαντικοί παράγοντες που ελέγχουν την κινητικότητα των ιόντων καδμίου είναι το pH του περιβάλλοντος και το δυναμικό οξειδοαναγωγής. Υπό συνθήκες υψηλής οξείδωσης, το Cd είναι ικανό να σχηματίζει ορυκτά το ίδιο, καθώς και να συσσωρεύεται σε φωσφορικά άλατα και βιογενή ιζήματα.

Ο κύριος παράγοντας που καθορίζει την περιεκτικότητα του στοιχείου στα εδάφη είναι η σύσταση των μητρικών πετρωμάτων. Η μέση περιεκτικότητα σε κάδμιο στα εδάφη είναι από 0,07 έως 1,1 mg/kg. Ταυτόχρονα, τα επίπεδα υποβάθρου δεν υπερβαίνουν τα 0,5 mg/kg, οι υψηλότερες τιμές είναι αποτέλεσμα ανθρωπογενούς δραστηριότητας.

Η κύρια διαδικασία στη δέσμευση του καδμίου από διάφορα συστατικά του εδάφους είναι η ανταγωνιστική προσρόφηση σε άργιλους. Σε κάθε έδαφος, η δραστηριότητα του καδμίου εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το pH. Το στοιχείο είναι πιο ευκίνητο σε όξινα εδάφη στην περιοχή pH 4,5-5,5 σε αλκαλικά εδάφη είναι σχετικά ακίνητο. Όταν το pH αυξάνεται σε αλκαλικές τιμές, εμφανίζεται ένα μονοσθενές υδροξο σύμπλοκο Cd OH +, το οποίο δεν μπορεί εύκολα να αντικαταστήσει θέσεις στο σύμπλοκο ανταλλαγής ιόντων.

Το κάδμιο είναι πιο πιθανό να μεταναστεύσει προς τα κάτω παρά να συσσωρευτεί στους ανώτερους ορίζοντες του εδάφους, επομένως, ο εμπλουτισμός των ανώτερων στρωμάτων με το στοιχείο υποδηλώνει μόλυνση του εδάφους. Η μόλυνση του εδάφους με Cd είναι επικίνδυνη για τους ζωντανούς οργανισμούς. Υπό συνθήκες τεχνογενούς φορτίου, τα μέγιστα επίπεδα καδμίου στα εδάφη είναι τυπικά για περιοχές ορυχείων μολύβδου-ψευδαργύρου, κοντά σε επιχειρήσεις μη σιδηρούχου μεταλλουργίας και σε γεωργικές εκτάσεις όπου χρησιμοποιούνται λύματα και φωσφορικά λιπάσματα.

Για τη μείωση της τοξικότητας του Cd στα εδάφη, χρησιμοποιούνται μέθοδοι που στοχεύουν στην αύξηση του pH και της ικανότητας ανταλλαγής κατιόντων των εδαφών.

Υδράργυρος (Hg). Ο υδράργυρος και το σουλφίδιο του (κιννάβαρι) είναι γνωστά στον άνθρωπο από την αρχαιότητα. Αυτό είναι το μόνο μέταλλο που βρίσκεται σε υγρή μορφή σε συνηθισμένες θερμοκρασίες. Οι αλχημιστές θεωρούσαν τον υδράργυρο ως φορέα μεταλλικών ιδιοτήτων και τον θεωρούσαν γενικό συστατικόόλα τα μέταλλα.

Σημαντικές γεωχημικές ιδιότητες του υδραργύρου είναι: ο σχηματισμός ισχυρών δεσμών με το θείο, ο σχηματισμός οργανομεταλλικών ενώσεων που είναι σχετικά σταθερές στο υδάτινο περιβάλλον, η πτητότητα του στοιχειακού υδραργύρου. Ο υδράργυρος είναι ανενεργός κατά τις καιρικές συνθήκες και συγκρατείται από το έδαφος κυρίως με τη μορφή ασθενώς κινητών οργανικών συμπλεγμάτων.

Η απορρόφηση του Hg 2+ στο έδαφος ποικίλλει ανάλογα με την τιμή του pH και είναι μέγιστη σε pH 4-5. Οι μέσες συγκεντρώσεις υδραργύρου στο επιφανειακό στρώμα του εδάφους δεν υπερβαίνουν τα 400 μg/kg. Τα επίπεδα υποβάθρου του στοιχείου μπορούν να εκτιμηθούν ως 0,n mg/kg, αλλά οι ακριβείς ποσότητες είναι δύσκολο να προσδιοριστούν λόγω της εκτεταμένης μόλυνσης του εδάφους με αυτό το μέταλλο. Η μόλυνση του εδάφους με υδράργυρο συνδέεται με επιχειρήσεις που παράγουν βαρέα μέταλλα, χημική παραγωγή και χρήση μυκητοκτόνων.

Η μόλυνση του εδάφους με υδράργυρο από μόνη της δεν είναι ένα σοβαρό πρόβλημα, ωστόσο, ακόμη και τα απλά άλατα Hg ή ο μεταλλικός υδράργυρος αποτελούν κίνδυνο για τα φυτά και τη ζωντανή ζωή του εδάφους λόγω των τοξικών ιδιοτήτων των ατμών υδραργύρου. Η κατανάλωση του στοιχείου από τις ρίζες των φυτών μπορεί να ελαχιστοποιηθεί με την προσθήκη ασβέστη, ενώσεων που περιέχουν θείο και στερεών φωσφορικών αλάτων.

Αρσενικό (As). Το αρσενικό είναι γνωστό από την αρχαιότητα. Ο Αριστοτέλης και ο Θεόφραστος αναφέρουν επίσης φυσικές θειούχες ενώσεις του αρσενικού, οι οποίες χρησιμοποιήθηκαν ως φαρμακευτικοί παράγοντες και βαφές. Η μέση περιεκτικότητα του στοιχείου στο φλοιό της γης είναι 5×10 -4 τοις εκατό κατά βάρος. Χαρακτηρίζεται από ομοιόμορφη κατανομή στους κύριους τύπους πετρωμάτων. Σχηματίζει τα δικά του ορυκτά και είναι μέρος άλλων. Το στοιχείο συνδέεται με κοιτάσματα άλλων ορυκτών και λειτουργεί ως δείκτης κατά τη διάρκεια της γεωχημικής εξερεύνησης. Τα ορυκτά του αρσενικού είναι πολύ διαλυτά. Ωστόσο, η ένταση της μετανάστευσης είναι χαμηλή λόγω της ενεργού ρόφησης από σωματίδια αργίλου, υδροξείδια και οργανική ύλη.

Κοινές καταστάσεις οξείδωσης του As; -3, 0, +3, +5. Τα σύνθετα ανιόντα AsO 2 -, AsO 4 3-, NAsO 4 2-, As 2 O 3 - είναι οι πιο κοινές κινητές μορφές αρσενικού. Από άποψη συμπεριφοράς, το AsO 4 3- είναι κοντά στα φωσφορικά άλατα. Η πιο κοινή μορφή αρσενικού σε περιβαλλοντικές συνθήκες είναι το As 5+.

Το αρσενικό που προσροφάται από το έδαφος είναι δύσκολο να εκροφηθεί και η δύναμη της δέσμευσης του στοιχείου στο έδαφος αυξάνεται με την πάροδο των ετών. Τα χαμηλότερα επίπεδα αρσενικού είναι χαρακτηριστικά των αμμωδών εδαφών. Οι μέγιστες συγκεντρώσεις του συνδέονται με προσχωσιγενή εδάφη και εδάφη εμπλουτισμένα με οργανική ουσία.

Η τοξικότητα του αρσενικού στα εδάφη μπορεί να μειωθεί με διάφορους τρόπους, ανάλογα με την πηγή μόλυνσης και τις ιδιότητες του εδάφους. Η αύξηση της οξειδωτικής κατάστασης των εδαφών και η χρήση ουσιών που προάγουν την καθίζηση και τη δέσμευση του στοιχείου (θειικός σίδηρος, ανθρακικό ασβέστιο) περιορίζουν τη βιοδιαθεσιμότητα του αρσενικού. Η εφαρμογή φωσφορικών λιπασμάτων μειώνει επίσης την παροχή του στοιχείου στους ζώντες οργανισμούς.

Νικέλιο (Ni). Η περιεκτικότητα σε νικέλιο στον φλοιό της γης είναι 8×10 -3 τοις εκατό κατά βάρος. Η κατανομή του νικελίου στον φλοιό της γης είναι παρόμοια με το κοβάλτιο και τον σίδηρο. Στα ηπειρωτικά ιζήματα υπάρχει με τη μορφή σουλφιδίων και αρσενιδίων και συχνά αντικαθιστά τον σίδηρο στις σιδηρομαγνησιακές ενώσεις. Στις ενώσεις, το νικέλιο είναι κυρίως δισθενές και τρισθενές.

Όταν οι βράχοι καιρικές συνθήκες, το στοιχείο απελευθερώνεται εύκολα και στη συνέχεια κατακρημνίζεται με οξείδια του σιδήρου και του μαγγανίου. Είναι σχετικά σταθερό σε υδατικά διαλύματα και μπορεί να μεταναστεύσει σε μεγάλες αποστάσεις.

Στα εδάφη, το νικέλιο συνδέεται στενά με το μαγγάνιο και τα οξείδια του σιδήρου και σε αυτή τη μορφή είναι πιο προσιτό στα φυτά. Στους ανώτερους εδαφικούς ορίζοντες, το νικέλιο υπάρχει σε οργανικά συνδεδεμένες μορφές, μερικές από τις οποίες αντιπροσωπεύονται από εύκολα διαλυτά χηλικά. Η υψηλότερη περιεκτικότητα σε Ni βρίσκεται σε αργιλώδη και αργιλώδη εδάφη, σε εδάφη σε μαφικά και ηφαιστειακά πετρώματα και σε εδάφη πλούσια σε οργανική ουσία.

Το νικέλιο θεωρείται πλέον σοβαρός ρύπος. Οι ανθρωπογενείς πηγές νικελίου οδηγούν στη σημαντική αύξηση του στα εδάφη. Στη λυματολάσπη, το Ni υπάρχει με τη μορφή άμεσα διαθέσιμων οργανικών χηλικών ενώσεων και μπορεί να είναι φυτοτοξικό. Η προσθήκη φωσφορικών αλάτων ή οργανικής ύλης βοηθά στη μείωση της διαθεσιμότητάς του στα φυτά.

Οι υπολογισμοί που πραγματοποιήθηκαν στη Λευκορωσία δείχνουν ότι το 72% του αρσενικού, το 57% του υδραργύρου, περίπου 99% του νικελίου, 27% του καδμίου, 33% του χρωμίου, 27% του χαλκού, του 15% του μολύβδου εισέρχονται στην ατμόσφαιρα της δημοκρατίας μόνο από σταθερές πηγές καύσης καυσίμου 11% ψευδάργυρο. Η παραγωγή τσιμέντου εισάγει σημαντικές ποσότητες καδμίου, μολύβδου και χρωμίου. Οι κινητές πηγές μολύνουν κυρίως την ατμόσφαιρα με ψευδάργυρο και χαλκό.

Εκτός από την ατμοσφαιρική εναπόθεση, σημαντική ποσότητα μετάλλων εισάγεται στο έδαφος μέσω της χρήσης λιπασμάτων, συμπεριλαμβανομένων αυτών που βασίζονται στη λυματολάσπη και τα οικιακά απορρίμματα. Οι ακαθαρσίες στα λιπάσματα περιλαμβάνουν κάδμιο, χρώμιο, χαλκό, μόλυβδο, ουράνιο, βανάδιο και ψευδάργυρο, με απόβλητα από εντατική κτηνοτροφία και πτηνοτροφία - χαλκό και αρσενικό, με λίπασμα και κοπριά - κάδμιο, χαλκό, νικέλιο, ψευδάργυρο και αρσενικό, με φυτοφάρμακα - κάδμιο , αρσενικό, υδράργυρος, μόλυβδος, μαγγάνιο και ψευδάργυρος.

Η πολυπλοκότητα της σύνθεσης του εδάφους και η μεγάλη γκάμα χημικών ενώσεων καθορίζουν την πιθανότητα ταυτόχρονης εμφάνισης διαφόρων χημικές αντιδράσειςκαι την ικανότητα των στερεών εδαφικών φάσεων να διατηρούν μια σχετικά σταθερή σύνθεση του εδαφικού διαλύματος, από την οποία τα φυτά αντλούν απευθείας χημικά στοιχεία. Αυτή η ικανότητα διατήρησης μιας σταθερής σύνθεσης του εδαφικού διαλύματος ονομάζεται ρυθμιστικό διάλυμα εδάφους. Σε ένα φυσικό περιβάλλον, η ρυθμιστική ικανότητα των εδαφών εκφράζεται στο γεγονός ότι όταν καταναλώνεται οποιοδήποτε στοιχείο από το εδαφικό διάλυμα, συμβαίνει μερική διάλυση των στερεών φάσεων και η συγκέντρωση του διαλύματος αποκαθίσταται. Εάν υπερβολικές ποσότητες οποιωνδήποτε ενώσεων εισέλθουν στο εδαφικό διάλυμα από έξω, τότε οι στερεές φάσεις του εδάφους δεσμεύουν τέτοιες ουσίες, διατηρώντας και πάλι τη σταθερότητα της σύστασης του εδαφικού διαλύματος. Άρα λειτουργεί γενικός κανόνας: η ρύθμιση του εδάφους οφείλεται σε ένα μεγάλο σύνολο χημικών αντιδράσεων που συμβαίνουν ταυτόχρονα μεταξύ του εδαφικού διαλύματος και των στερεών τμημάτων του εδάφους. Η χημική ποικιλότητα καθιστά το έδαφος ανθεκτικό στις μεταβαλλόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες ή στις ανθρωπογενείς δραστηριότητες.

Η περιεκτικότητα των εδαφών σε βαρέα μέταλλα (HM) εξαρτάται, όπως έχει διαπιστωθεί από πολλούς ερευνητές, από τη σύνθεση των αρχικών πετρωμάτων, η σημαντική ποικιλομορφία των οποίων συνδέεται με το σύνθετο γεωλογική ιστορίαανάπτυξη των περιοχών. Η χημική σύσταση των πετρωμάτων που σχηματίζουν το έδαφος, που αντιπροσωπεύεται από προϊόντα αποβολής των πετρωμάτων, είναι προκαθορισμένη από τη χημική σύνθεση των αρχικών πετρωμάτων και εξαρτάται από τις συνθήκες μετασχηματισμού υπεργονιδίου.

Τις τελευταίες δεκαετίες, οι ανθρωπογενείς δραστηριότητες της ανθρωπότητας έχουν εμπλακεί εντατικά στις διαδικασίες μετανάστευσης βαρέων μετάλλων στο φυσικό περιβάλλον.

Μία από τις πιο σημαντικές ομάδες τοξικών ουσιών που μολύνουν το έδαφος είναι τα βαρέα μέταλλα. Αυτά περιλαμβάνουν μέταλλα με πυκνότητα μεγαλύτερη από 8 χιλιάδες kg/m 3 (εκτός από ευγενή και σπάνια): Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Hg, Co, Sb, Sn, Be. Σε εφαρμοσμένες εργασίες, τα Pt, Ag, W, Fe και Mn προστίθενται συχνά στον κατάλογο των βασικών μετάλλων. Σχεδόν όλα τα βαρέα μέταλλα είναι τοξικά. Η ανθρωπογενής διασπορά αυτής της ομάδας ρύπων (συμπεριλαμβανομένων με τη μορφή αλάτων) στη βιόσφαιρα οδηγεί σε δηλητηρίαση ή απειλή δηλητηρίασης ζωντανών όντων.

Η ταξινόμηση των βαρέων μετάλλων που εισέρχονται στο έδαφος από εκπομπές, σκουπίδια, απόβλητα, σε τάξεις κινδύνου (σύμφωνα με το GOST 17.4.1.02-83. Διατήρηση της φύσης. Εδάφη) παρουσιάζεται στον πίνακα. 1.

Τραπέζι 1.Ταξινόμηση χημικών ουσιών κατά κατηγορίες κινδύνου

Χαλκός– είναι ένα από τα πιο σημαντικά αναντικατάστατα στοιχεία απαραίτητα για τους ζωντανούς οργανισμούς. Στα φυτά, συμμετέχει ενεργά στις διαδικασίες της φωτοσύνθεσης, της αναπνοής, της αναγωγής και της δέσμευσης του αζώτου. Ο χαλκός είναι μέρος ενός αριθμού ενζύμων οξειδάσης - οξειδάση κυτοχρώματος, σερουλοπλασμίνη, υπεροξειδική δισμουτάση, ουρική οξειδάση και άλλα, και συμμετέχει σε βιοχημικές διεργασίες ως αναπόσπαστο μέρος των ενζύμων που πραγματοποιούν αντιδράσεις οξείδωσης υποστρωμάτων με μοριακό οξυγόνο.

Clark στο φλοιό της γης 47 mg/kg. Χημικά, ο χαλκός είναι ένα μέταλλο χαμηλής δράσης. Ο θεμελιώδης παράγοντας που επηρεάζει την τιμή της περιεκτικότητας σε Cu είναι η συγκέντρωσή του στα εδαφολογικά πετρώματα. Από τα πυριγενή πετρώματα, η μεγαλύτερη ποσότητα του στοιχείου συσσωρεύεται σε βασικά πετρώματα - βασάλτες (100-140 mg/kg) και ανδεσίτες (20-30 mg/kg). Οι πηλοί καλύμματος και λοές (20-40 mg/kg) είναι λιγότερο πλούσιοι σε χαλκό. Η χαμηλότερη περιεκτικότητά του παρατηρείται σε ψαμμίτες, ασβεστόλιθους και γρανίτες (5-15 mg/kg). Η συγκέντρωση μετάλλου σε άργιλους του ευρωπαϊκού τμήματος της Ρωσίας φτάνει τα 25 mg/kg, σε αργίλλους τύπου loess – 18 mg/kg. Οι αμμώδεις αργιλικοί και οι αμμώδεις εδαφολογικοί βράχοι των βουνών Αλτάι συσσωρεύουν κατά μέσο όρο 31 mg/kg χαλκού, στα νότια της Δυτικής Σιβηρίας - 19 mg/kg.

Στα εδάφη, ο χαλκός είναι ένα ασθενώς μεταναστευτικό στοιχείο, αν και η περιεκτικότητα της κινητής μορφής μπορεί να είναι αρκετά υψηλή. Η ποσότητα του κινητού χαλκού εξαρτάται από πολλούς παράγοντες: τη χημική και ορυκτολογική σύνθεση του μητρικού πετρώματος, το pH του εδαφικού διαλύματος, την περιεκτικότητα σε οργανική ύλη κ.λπ. Η μεγαλύτερη ποσότητα χαλκού στο έδαφος σχετίζεται με οξείδια του σιδήρου, μαγγάνιο, υδροξείδια σιδήρου και αλουμινίου και, ιδιαίτερα, με μοντμοριλλονίτη και βερμικουλίτη. Το χουμικό και το φουλβικό οξύ είναι ικανά να σχηματίζουν σταθερά σύμπλοκα με χαλκό. Σε pH 7-8, η διαλυτότητα του χαλκού είναι η χαμηλότερη.

Η μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση χαλκού στη Ρωσία είναι 55 mg/kg, η μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση για αμμώδη και αμμοπηλώδη εδάφη είναι 33 mg/kg.

Τα δεδομένα για την τοξικότητα του στοιχείου για τα φυτά είναι λίγα. Επί του παρόντος, το κύριο πρόβλημα θεωρείται η έλλειψη χαλκού στα εδάφη ή η ανισορροπία του με το κοβάλτιο. Τα κύρια σημάδια ανεπάρκειας χαλκού για τα φυτά είναι η επιβράδυνση και, στη συνέχεια, η παύση του σχηματισμού των αναπαραγωγικών οργάνων, η εμφάνιση ασήμαντων κόκκων, άδειων κόκκων αυτιών και μείωση της αντίστασης σε δυσμενείς περιβαλλοντικούς παράγοντες. Τα πιο ευαίσθητα στην έλλειψή του είναι το σιτάρι, η βρώμη, το κριθάρι, η μηδική, τα παντζάρια, τα κρεμμύδια και οι ηλίανθοι.

Μαγγάνιοευρέως διαδεδομένο στα εδάφη, αλλά βρίσκεται εκεί σε μικρότερες ποσότητες σε σύγκριση με το σίδηρο. Το μαγγάνιο βρίσκεται στο έδαφος σε διάφορες μορφές. Οι μόνες μορφές που είναι διαθέσιμες στα φυτά είναι οι ανταλλάξιμες και υδατοδιαλυτές μορφές μαγγανίου. Η διαθεσιμότητα μαγγανίου του εδάφους μειώνεται με την αύξηση του pH (καθώς μειώνεται η οξύτητα του εδάφους). Ωστόσο, είναι σπάνιο να βρει κανείς εδάφη εξαντλημένα από έκπλυση σε τέτοιο βαθμό που να μην υπάρχει αρκετό διαθέσιμο μαγγάνιο για τη διατροφή των φυτών.

Ανάλογα με τον τύπο του εδάφους, η περιεκτικότητα σε μαγγάνιο ποικίλλει: καστανιά 15,5 ± 2,0 mg/kg, γκρίζο έδαφος 22,0 ± 1,8 mg/kg, λιβάδι 6,1 ± 0,6 mg/kg, κίτρινο έδαφος 4,7 ± 3,8 mg/kg, αμμώδες 06. mg/kg.

Οι ενώσεις μαγγανίου είναι ισχυροί οξειδωτικοί παράγοντες. Η μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση για τα εδάφη chernozem είναι
1500 mg/kg χώματος.

Η περιεκτικότητα σε μαγγάνιο σε φυτικές τροφές που καλλιεργούνται σε λιβάδια, κίτρινα χώματα και αμμώδη εδάφη συσχετίζεται με την περιεκτικότητά του σε αυτά τα εδάφη. Η ποσότητα μαγγανίου στην καθημερινή διατροφή σε αυτές τις γεωχημικές επαρχίες είναι περισσότερο από 2 φορές μικρότερη από τις ημερήσιες ανθρώπινες ανάγκες και τη διατροφή των ανθρώπων που ζουν σε ζώνες με εδάφη καστανιάς και σιροζέμης.

Η χημική σύνθεση των εδαφών σε διάφορες περιοχές είναι ετερογενής και η κατανομή των χημικών στοιχείων που περιέχονται στα εδάφη σε όλη την επικράτεια είναι άνιση. Για παράδειγμα, τα βαρέα μέταλλα που βρίσκονται κυρίως σε διασκορπισμένη κατάσταση, είναι ικανά να σχηματίσουν τοπικούς δεσμούς, όπου οι συγκεντρώσεις τους είναι πολλές εκατοντάδες και χιλιάδες φορές υψηλότερες από τα επίπεδα κλαρκ.

Μια σειρά από χημικά στοιχεία είναι απαραίτητα για τη φυσιολογική λειτουργία του οργανισμού. Η ανεπάρκεια, η περίσσεια ή η ανισορροπία τους μπορεί να προκαλέσει ασθένειες που ονομάζονται μικροστοιχειώδεις 1 ή βιογεωχημικά ενδημικά, τα οποία μπορεί να είναι φυσικά και ανθρωπογενή. Στη διανομή τους σημαντικό ρόλο παίζει το νερό, καθώς και τα τρόφιμα, στα οποία εισέρχονται χημικά στοιχεία από το έδαφος μέσω τροφικών αλυσίδων.

Έχει αποδειχθεί πειραματικά ότι το ποσοστό των HMs στα φυτά επηρεάζεται από το ποσοστό των HMs στο έδαφος, την ατμόσφαιρα και το νερό (στην περίπτωση των φυκών). Παρατηρήθηκε επίσης ότι σε εδάφη με την ίδια περιεκτικότητα σε βαρέα μέταλλα, η ίδια καλλιέργεια παράγει διαφορετικές αποδόσεις, αν και οι κλιματικές συνθήκες συνέπιπταν επίσης. Στη συνέχεια ανακαλύφθηκε η εξάρτηση της απόδοσης από την οξύτητα του εδάφους.

Οι πιο μελετημένες μολύνσεις του εδάφους είναι το κάδμιο, ο υδράργυρος, ο μόλυβδος, το αρσενικό, ο χαλκός, ο ψευδάργυρος και το μαγγάνιο. Ας εξετάσουμε τη μόλυνση του εδάφους με αυτά τα μέταλλα ξεχωριστά για το καθένα. 2

Κάδμιο (Cd)

Η περιεκτικότητα σε κάδμιο στον φλοιό της γης είναι περίπου 0,15 mg/kg. Το κάδμιο συγκεντρώνεται σε ηφαιστειακά (σε ποσότητες από 0,001 έως 1,8 mg/kg), μεταμορφωμένα (σε ποσότητες από 0,04 έως 1,0 mg/kg) και ιζηματογενή πετρώματα (σε ποσότητες από 0,1 έως 11,0 mg/kg). Τα εδάφη που σχηματίζονται με βάση τέτοια αρχικά υλικά περιέχουν 0,1-0,3. 0,1 - 1,0 και 3,0 - 11,0 mg/kg καδμίου, αντίστοιχα.

Στα όξινα εδάφη, το κάδμιο υπάρχει με τη μορφή Cd 2+, CdCl +, CdSO 4 και σε ασβεστούχα εδάφη - με τη μορφή Cd 2+, CdCl +, CdSO 4, CdHCO 3 +.

Η πρόσληψη καδμίου από τα φυτά μειώνεται σημαντικά όταν τα όξινα εδάφη ασβεστοποιούνται. Σε αυτή την περίπτωση, η αύξηση του pH μειώνει τη διαλυτότητα του καδμίου στην υγρασία του εδάφους, καθώς και τη βιοδιαθεσιμότητα του καδμίου του εδάφους. Έτσι, η περιεκτικότητα σε κάδμιο στα φύλλα τεύτλων σε ασβεστολιθικά εδάφη ήταν χαμηλότερη από την περιεκτικότητα σε κάδμιο στα ίδια φυτά σε εδάφη χωρίς ασβέστη. Παρόμοιο αποτέλεσμα έχει αποδειχθεί για το ρύζι και το σιτάρι -->.

Η αρνητική επίδραση της αύξησης του pH στη διαθεσιμότητα του καδμίου σχετίζεται με μείωση όχι μόνο της διαλυτότητας του καδμίου στη φάση του εδαφικού διαλύματος, αλλά και στη δραστηριότητα των ριζών, η οποία επηρεάζει την απορρόφηση.

Το κάδμιο είναι μάλλον ελάχιστα ευκίνητο στα εδάφη και εάν προστεθεί υλικό που περιέχει κάδμιο στην επιφάνειά του, το μεγαλύτερο μέρος του παραμένει ανέγγιχτο.

Οι μέθοδοι για την απομάκρυνση των ρύπων από το έδαφος περιλαμβάνουν είτε την αφαίρεση του μολυσμένου στρώματος είτε την αφαίρεση του καδμίου από το στρώμα είτε την κάλυψη του μολυσμένου στρώματος. Το κάδμιο μπορεί να μετατραπεί σε πολύπλοκες αδιάλυτες ενώσεις με διαθέσιμους χηλικούς παράγοντες (π.χ. αιθυλενοδιαμινοτετραοξικό οξύ). .

Λόγω της σχετικά γρήγορης πρόσληψης του καδμίου από το έδαφος από τα φυτά και χαμηλή τοξική επίδρασηΣτις τυπικές συγκεντρώσεις του, το κάδμιο μπορεί να συσσωρευτεί στα φυτά και να εισέλθει στην τροφική αλυσίδα πιο γρήγορα από τον μόλυβδο και τον ψευδάργυρο. Ως εκ τούτου, το κάδμιο αποτελεί τον μεγαλύτερο κίνδυνο για την ανθρώπινη υγεία όταν εισάγει απόβλητα στο έδαφος.

Μια διαδικασία για την ελαχιστοποίηση της ποσότητας καδμίου που μπορεί να εισέλθει στην ανθρώπινη τροφική αλυσίδα από μολυσμένα εδάφη είναι η καλλιέργεια μη εδώδιμων καλλιεργειών ή καλλιεργειών που απορροφούν μικρές ποσότητες καδμίου στο έδαφος.

Γενικά, οι καλλιέργειες που καλλιεργούνται σε όξινα εδάφη απορροφούν περισσότερο κάδμιο από αυτές που καλλιεργούνται σε ουδέτερα ή αλκαλικά εδάφη. Ως εκ τούτου, ασβεστοποίηση όξινων εδαφών είναι αποτελεσματική θεραπείαμειώνοντας την ποσότητα του απορροφούμενου καδμίου.

Υδράργυρος (Hg)

Ο υδράργυρος βρίσκεται στη φύση με τη μορφή μεταλλικών ατμών Hg 0 που σχηματίζεται κατά την εξάτμισή του από τον φλοιό της γης. με τη μορφή ανόργανων αλάτων Hg(I) και Hg(II), και με τη μορφή οργανικής ένωσης μεθυλυδραργύρου CH 3 Hg +, μονομεθυλ και διμεθυλικών παραγώγων CH 3 Hg + και (CH 3) 2 Hg.

Ο υδράργυρος συσσωρεύεται στον ανώτερο ορίζοντα (0-40 cm) του εδάφους και μεταναστεύει ασθενώς στα βαθύτερα στρώματά του. Οι ενώσεις υδραργύρου είναι πολύ σταθερές ουσίες του εδάφους. Τα φυτά που αναπτύσσονται σε έδαφος μολυσμένο με υδράργυρο απορροφούν σημαντικές ποσότητες του στοιχείου και το συσσωρεύουν σε επικίνδυνες συγκεντρώσεις ή δεν αναπτύσσονται.

Μόλυβδος (Pb)

Σύμφωνα με πειράματα που διεξήχθησαν σε συνθήκες αμμώδους καλλιέργειας με την εισαγωγή οριακών συγκεντρώσεων στο έδαφος Hg (25 mg/kg) και Pb (25 mg/kg) και υπέρβαση των συγκεντρώσεων κατωφλίου κατά 2-20 φορές, τα φυτά βρώμης αναπτύσσονται και αναπτύσσονται κανονικά μέχρι ορισμένο επίπεδο μόλυνσης. Καθώς η συγκέντρωση των μετάλλων αυξάνεται (για Pb ξεκινώντας από μια δόση 100 mg/kg), η εμφάνισηφυτά. Σε ακραίες δόσεις μετάλλων, τα φυτά πεθαίνουν μέσα σε τρεις εβδομάδες από την έναρξη των πειραμάτων. Η περιεκτικότητα των μετάλλων στα συστατικά της βιομάζας κατανέμεται με φθίνουσα σειρά ως εξής: ρίζες - υπέργειο τμήμα - κόκκοι.

Η συνολική εισροή μολύβδου στην ατμόσφαιρα (και επομένως εν μέρει στο έδαφος) από τις μηχανοκίνητες μεταφορές στη Ρωσία το 1996 υπολογίστηκε σε περίπου 4,0 χιλιάδες τόνους, συμπεριλαμβανομένων των 2,16 χιλιάδων τόνων που συνεισέφεραν οι εμπορευματικές μεταφορές. Το μέγιστο φορτίο μολύβδου σημειώθηκε στις περιοχές της Μόσχας και της Σαμάρα, ακολουθούμενες από τις περιοχές Kaluga, Nizhny Novgorod, Vladimir και άλλες συνιστώσες οντότητες της Ρωσικής Ομοσπονδίας που βρίσκονται στο κεντρικό τμήμα της ευρωπαϊκής επικράτειας της Ρωσίας και του Βόρειου Καυκάσου. Οι υψηλότερες απόλυτες εκπομπές μολύβδου παρατηρήθηκαν στις περιοχές των Ουραλίων (685 τόνοι), του Βόλγα (651 τόνοι) και της Δυτικής Σιβηρίας (568 τόνοι). Και οι πιο δυσμενείς επιπτώσεις των εκπομπών μολύβδου σημειώθηκαν στις περιοχές Ταταρστάν, Κρασνοντάρ και Σταυρούπολης, Ροστόφ, Μόσχα, Λένινγκραντ, Νίζνι Νόβγκοροντ, Βόλγκογκραντ, Βορόνεζ, Σαράτοφ και Σαμάρα (εφημερίδα " Πράσινος Κόσμος», ειδικό τεύχος αρ. 28, 1997).

Αρσενικό (ως)

Το αρσενικό βρίσκεται στο περιβάλλον σε διάφορες χημικά σταθερές μορφές. Οι δύο κύριες καταστάσεις οξείδωσής του είναι η As(III) και η As(V). Το πεντασθενές αρσενικό είναι κοινό στη φύση με τη μορφή μιας ποικιλίας ανόργανων ενώσεων, αν και το τρισθενές αρσενικό ανιχνεύεται εύκολα στο νερό, ειδικά υπό αναερόβιες συνθήκες.

Χαλκός(Cu)

Τα φυσικά ορυκτά χαλκού στα εδάφη περιλαμβάνουν θειικά, φωσφορικά, οξείδια και υδροξείδια. Τα θειούχα του χαλκού μπορούν να σχηματιστούν σε εδάφη με κακή αποστράγγιση ή πλημμυρισμένα εδάφη όπου υπάρχουν συνθήκες μείωσης. Τα ορυκτά του χαλκού είναι συνήθως πολύ διαλυτά για να παραμείνουν σε ελεύθερα στραγγιζόμενα γεωργικά εδάφη. Σε εδάφη μολυσμένα με μέταλλα, ωστόσο, το χημικό περιβάλλον μπορεί να ελέγχεται από διαδικασίες μη ισορροπίας που οδηγούν στη συσσώρευση μετασταθερών στερεών φάσεων. Θεωρείται ότι ο κοβελίτης (CuS) ή ο χαλκοπυρίτης (CuFeS 2) μπορεί επίσης να υπάρχουν σε αποκατεστημένα εδάφη που έχουν μολυνθεί με χαλκό.

Μικρές ποσότητες χαλκού μπορεί να εμφανιστούν ως απομονωμένα εγκλείσματα σουλφιδίου σε πυριτικά και μπορούν να αντικαταστήσουν ισομορφικά τα κατιόντα στα φυλλοπυριτικά. Τα ορυκτά αργίλου που έχουν μη ισορροπημένο φορτίο απορροφούν τον χαλκό μη ειδικά, αλλά τα οξείδια και τα υδροξείδια του σιδήρου και του μαγγανίου παρουσιάζουν πολύ υψηλή ειδική συγγένεια για τον χαλκό. Οι οργανικές ενώσεις υψηλού μοριακού βάρους μπορούν να είναι στερεά απορροφητικά για τον χαλκό, ενώ οι οργανικές ουσίες χαμηλού μοριακού βάρους τείνουν να σχηματίζουν διαλυτά σύμπλοκα.

Η πολυπλοκότητα της σύνθεσης του εδάφους περιορίζει την ικανότητα να διαχωρίζονται ποσοτικά οι ενώσεις του χαλκού σε συγκεκριμένες χημικές μορφές. δείχνει -->Η παρουσία μεγάλης μάζας συσσωματωμάτων χαλκού εντοπίζεται τόσο σε οργανικές ουσίες όσο και σε οξείδια Fe και Mn. Η εισαγωγή αποβλήτων που περιέχουν χαλκό ή ανόργανων αλάτων χαλκού αυξάνει τη συγκέντρωση των ενώσεων χαλκού στο έδαφος που μπορούν να εξαχθούν με σχετικά ήπια αντιδραστήρια. Έτσι, ο χαλκός μπορεί να υπάρχει στο έδαφος με τη μορφή ασταθών χημικών μορφών. Αλλά το εύκολα διαλυτό και αντικαταστάσιμο στοιχείο - ο χαλκός - σχηματίζει μια μικρή ποσότητα μορφών ικανών να απορροφηθούν από τα φυτά, συνήθως λιγότερο από το 5% της συνολικής περιεκτικότητας σε χαλκό στο έδαφος.

Η τοξικότητα του χαλκού αυξάνεται με την αύξηση του pH του εδάφους και όταν η ικανότητα ανταλλαγής κατιόντων του εδάφους είναι χαμηλή. Ο εμπλουτισμός του χαλκού μέσω της εκχύλισης συμβαίνει μόνο στα επιφανειακά στρώματα του εδάφους και οι καλλιέργειες σιτηρών με βαθιά ριζικά συστήματα δεν υποφέρουν από αυτό.

Το περιβάλλον και η διατροφή των φυτών μπορούν να επηρεάσουν τη φυτοτοξικότητα του χαλκού. Για παράδειγμα, η τοξικότητα του χαλκού στο πεδινό ρύζι παρατηρήθηκε ξεκάθαρα όταν τα φυτά ποτίστηκαν με κρύο και όχι με ζεστό νερό. Το γεγονός είναι ότι η μικροβιολογική δραστηριότητα καταστέλλεται στο κρύο έδαφος και δημιουργεί εκείνες τις συνθήκες μείωσης στο έδαφος που θα διευκόλυνε την καθίζηση του χαλκού από το διάλυμα.

Η φυτοτοξικότητα του χαλκού εμφανίζεται αρχικά από την περίσσεια του διαθέσιμου χαλκού στο έδαφος και ενισχύεται από την οξύτητα του εδάφους. Δεδομένου ότι ο χαλκός είναι σχετικά ανενεργός στο έδαφος, σχεδόν όλος ο χαλκός που εισέρχεται στο έδαφος παραμένει μέσα ανώτερα στρώματα. Η προσθήκη οργανικών ουσιών σε εδάφη μολυσμένα με χαλκό μπορεί να μειώσει την τοξικότητα λόγω της προσρόφησης του διαλυτού μετάλλου από το οργανικό υπόστρωμα (σε αυτή την περίπτωση, τα ιόντα Cu 2+ μετατρέπονται σε σύνθετες ενώσεις λιγότερο προσβάσιμες στο φυτό) ή αυξάνοντας την κινητικότητα ιόντων Cu 2+ και έκπλυση τους από το έδαφος με τη μορφή διαλυτών οργανοσυμπλοκών χαλκού.

Ψευδάργυρος (Zn)

Ο ψευδάργυρος μπορεί να υπάρχει στο έδαφος με τη μορφή οξοθειικών, ανθρακικών, φωσφορικών, πυριτικών, οξειδίων και υδροξειδίων. Αυτές οι ανόργανες ενώσεις είναι μετασταθερές σε καλά στραγγιζόμενες γεωργικές εκτάσεις. Ο Σφαληρίτης ZnS φαίνεται να είναι η θερμοδυναμικά κυρίαρχη μορφή τόσο σε ανηγμένα όσο και σε οξειδωμένα εδάφη. Κάποια σχέση του ψευδαργύρου με το φώσφορο και το χλώριο είναι εμφανής σε μειωμένα ιζήματα μολυσμένα με βαρέα μέταλλα. Επομένως, σχετικά διαλυτά άλατα ψευδαργύρου θα πρέπει να βρίσκονται σε εδάφη πλούσια σε μέταλλα.

Ο ψευδάργυρος αντικαθίσταται ισόμορφα από άλλα κατιόντα σε πυριτικά ορυκτά και μπορεί να αποφραχθεί ή να κατακρημνιστεί με υδροξείδια μαγγανίου και σιδήρου. Τα φυλλοπυριτικά, τα ανθρακικά, τα ένυδρα οξείδια μετάλλων και οι οργανικές ενώσεις απορροφούν καλά τον ψευδάργυρο, χρησιμοποιώντας τόσο ειδικές όσο και μη ειδικές θέσεις δέσμευσης.

Η διαλυτότητα του ψευδαργύρου αυξάνεται σε όξινα εδάφη, καθώς και κατά το σχηματισμό συμπλόκου με οργανικούς υποκαταστάτες μικρού μοριακού βάρους. Οι συνθήκες μείωσης μπορούν να μειώσουν τη διαλυτότητα του ψευδαργύρου λόγω του σχηματισμού αδιάλυτου ZnS.

Η φυτοτοξικότητα του ψευδαργύρου εμφανίζεται συνήθως όταν οι ρίζες των φυτών έρχονται σε επαφή με ένα διάλυμα στο έδαφος που περιέχει περίσσεια ψευδάργυρου. Η μεταφορά ψευδαργύρου μέσω του εδάφους πραγματοποιείται μέσω ανταλλαγής και διάχυσης, με την τελευταία διεργασία να κυριαρχεί σε εδάφη με χαμηλή περιεκτικότητα σε ψευδάργυρο. Η μεταβολική μεταφορά είναι πιο σημαντική σε εδάφη με υψηλή περιεκτικότητα σε ψευδάργυρο, στα οποία οι συγκεντρώσεις του διαλυτού ψευδαργύρου είναι σχετικά σταθερές.

Η κινητικότητα του ψευδαργύρου στα εδάφη αυξάνεται παρουσία χηλικών παραγόντων (φυσικών ή συνθετικών). Η αύξηση της συγκέντρωσης του διαλυτού ψευδαργύρου που προκαλείται από το σχηματισμό διαλυτών χηλικών ενώσεων αντισταθμίζει τη μείωση της κινητικότητας που προκαλείται από την αύξηση του μοριακού μεγέθους. Οι συγκεντρώσεις ψευδάργυρου στους φυτικούς ιστούς, η ολική πρόσληψη και τα συμπτώματα τοξικότητας συσχετίζονται θετικά με τη συγκέντρωση ψευδαργύρου στο διάλυμα που λούζει τις ρίζες των φυτών.

Το ελεύθερο ιόν Zn 2+ απορροφάται κυρίως από το ριζικό σύστημα των φυτών, επομένως ο σχηματισμός διαλυτών χηλικών ενώσεων προάγει τη διαλυτότητα αυτού του μετάλλου στα εδάφη και αυτή η αντίδραση αντισταθμίζει τη μειωμένη διαθεσιμότητα ψευδαργύρου σε χηλική μορφή.

Η αρχική μορφή μόλυνσης μετάλλων επηρεάζει την πιθανότητα τοξικότητας από ψευδάργυρο: η διαθεσιμότητα ψευδαργύρου στα φυτά σε γονιμοποιημένα εδάφη με ισοδύναμη συνολική περιεκτικότητα σε αυτό το μέταλλο μειώνεται κατά τη σειρά ZnSO 4 >λάσπη > κομπόστ σκουπιδιών.

Τα περισσότερα πειράματα σχετικά με τη μόλυνση του εδάφους με ιλύ που περιέχει Zn δεν έδειξαν μείωση της απόδοσης ή την εμφανή φυτοτοξικότητά τους. Ωστόσο, η μακροχρόνια εφαρμογή τους με υψηλή ταχύτητα μπορεί να βλάψει τα φυτά. Μια απλή εφαρμογή ψευδαργύρου με τη μορφή ZnSO 4 προκαλεί μείωση της ανάπτυξης των καλλιεργειών σε όξινα εδάφη, ενώ η μακροχρόνια εφαρμογή του σε σχεδόν ουδέτερα εδάφη περνά απαρατήρητη.

Ο ψευδάργυρος φτάνει σε τοξικά επίπεδα στα γεωργικά εδάφη, συνήθως από τον επιφανειακό ψευδάργυρο. Συνήθως δεν διεισδύει σε βάθος από 15-30 cm Οι βαθιές ρίζες ορισμένων καλλιεργειών μπορούν να αποφύγουν την επαφή με την περίσσεια ψευδάργυρου λόγω της θέσης τους σε μη μολυσμένο υπέδαφος.

Η ασβεστοποίηση εδαφών που έχουν μολυνθεί με ψευδάργυρο μειώνει τη συγκέντρωση του τελευταίου στις καλλιέργειες αγρού. Οι προσθήκες NaOH ή Ca(OH) 2 μειώνουν την τοξικότητα του ψευδαργύρου σε καλλιέργειες λαχανικών που καλλιεργούνται σε εδάφη τύρφης υψηλής περιεκτικότητας σε ψευδάργυρο, αν και σε αυτά τα εδάφη η πρόσληψη ψευδαργύρου από τα φυτά είναι πολύ περιορισμένη. Η έλλειψη σιδήρου που προκαλείται από τον ψευδάργυρο μπορεί να εξαλειφθεί με την προσθήκη χηλικών ενώσεων σιδήρου ή FeSO 4 στο έδαφος ή απευθείας στα φύλλα. Η φυσική αφαίρεση ή η ταφή του μολυσμένου με ψευδάργυρο επάνω στρώμα μπορεί να αποφύγει εντελώς τις τοξικές επιδράσεις του μετάλλου στα φυτά.

Μαγγάνιο

Στο έδαφος, το μαγγάνιο βρίσκεται σε τρεις καταστάσεις οξείδωσης: +2, +3, +4. Ως επί το πλείστον, αυτό το μέταλλο συνδέεται με πρωτογενή ορυκτά ή δευτερογενή οξείδια μετάλλων. Στο έδαφος η συνολική ποσότητα μαγγανίου κυμαίνεται από 500 έως 900 mg/kg.

Η διαλυτότητα του Mn 4+ είναι εξαιρετικά χαμηλή. Το τρισθενές μαγγάνιο είναι πολύ ασταθές στα εδάφη. Το μεγαλύτερο μέρος του μαγγανίου στα εδάφη υπάρχει με τη μορφή Mn 2+, ενώ σε καλά αεριζόμενα εδάφη το μεγαλύτερο μέρος του στη στερεά φάση υπάρχει με τη μορφή οξειδίου, στο οποίο το μέταλλο βρίσκεται σε κατάσταση οξείδωσης IV. Σε εδάφη με κακή αερισμό, το μαγγάνιο αποκαθίσταται αργά από το μικροβιακό περιβάλλον και περνά στο εδαφικό διάλυμα, καθιστώντας έτσι πολύ ευκίνητο.

Η διαλυτότητα του Mn 2+ αυξάνεται σημαντικά σε χαμηλές τιμές pH, αλλά η πρόσληψη μαγγανίου από τα φυτά μειώνεται.

Η τοξικότητα μαγγανίου εμφανίζεται συχνά όπου τα συνολικά επίπεδα μαγγανίου είναι μέτρια προς υψηλά, το pH του εδάφους είναι αρκετά χαμηλό και η διαθεσιμότητα οξυγόνου του εδάφους είναι χαμηλή (δηλαδή, υπάρχουν συνθήκες μείωσης). Για την εξάλειψη των επιπτώσεων αυτών των συνθηκών, το pH του εδάφους θα πρέπει να αυξηθεί με ασβέστη, θα πρέπει να γίνουν προσπάθειες για τη βελτίωση της αποστράγγισης του εδάφους και η ροή του νερού θα πρέπει να μειωθεί, δηλ. γενικά βελτιώνουν τη δομή ενός δεδομένου εδάφους.