Teški metali u zemljištu. Teški metali u zemljištu

Teški metali su biohemijski aktivni elementi koji ulaze u ciklus organskih supstanci i utiču uglavnom na žive organizme. Teški metali uključuju elemente kao što su olovo, bakar, cink, kadmijum, nikl, kobalt i niz drugih.

Migracija teških metala u zemljištu zavisi, prije svega, od alkalno-kiselih i redoks uslova, koji određuju raznolikost zemljišno-geohemijskih uslova. Važna uloga u migraciji teški metali geohemijske barijere igraju ulogu u profilu tla, u nekim slučajevima ojačavajući, u drugim slabeći (zbog sposobnosti očuvanja) otpornost tla na zagađenje teškim metalima. Na svakoj od geohemijskih barijera određena grupa se zadržava hemijski elementi sa sličnim geohemijskim svojstvima.

Specifičnosti glavnih procesa formiranja tla i tip vodnog režima određuju prirodu distribucije teških metala u tlima: akumulaciju, konzervaciju ili uklanjanje. Grupe tla sa akumulacijom teških metala u različitim dijelovima profil tla: na površini, u gornjem, u srednjem dijelu, sa dva maksimuma. Osim toga, identificirana su tla u zoni, koja se odlikuju koncentracijom teških metala zbog unutarprofilne kriogene konzervacije. posebna grupa formiraju tla na kojima se teški metali uklanjaju iz profila u uslovima ispiranja i periodičnog ispiranja. Unutarprofilna distribucija teških metala ima veliki značaj procijeniti zagađenje tla i predvidjeti intenzitet akumulacije zagađivača u njima. Karakteristika unutarprofilne distribucije teških metala dopunjena je grupiranjem tla prema intenzitetu njihovog uključivanja u biološki ciklus. Ukupno se razlikuju tri gradacije: visoka, umjerena i slaba.

Geohemijska situacija migracije teških metala u tlu riječnih poplavnih područja je osebujna, gdje se, uz pojačano zalijevanje, značajno povećava mobilnost kemijskih elemenata i spojeva. Specifičnost geohemijskih procesa ovdje je posljedica, prije svega, izražene sezonske promjene redoks uslova. To je zbog posebnosti hidrološkog režima rijeka: trajanja proljetnih poplava, prisutnosti ili odsustva jesenjih poplava i prirode perioda niske vode. Trajanje poplavnih voda poplavnih terasa određuje dominaciju ili oksidativnih (kratkoročno plavljenje plavnih ravnica) ili redoks (dugotrajno plavljenje) uslova.

Obradiva tla su podvrgnuta najvećim tehnogenim uticajima arealne prirode. Glavni izvor zagađenja, sa kojim do 50% ulazi u obradivo zemljište ukupno teški metali, - fosfatna đubriva. Da bi se utvrdio stepen potencijalne kontaminacije obradivog zemljišta, izvršena je kombinovana analiza svojstava zemljišta i svojstava zagađivača: uzet je u obzir sadržaj, sastav humusa i granulometrijski sastav zemljišta, kao i alkalno-kiseli uslovi. Podaci o koncentraciji teških metala u fosforitima ležišta različite geneze omogućili su izračunavanje njihovog prosječnog sadržaja, uzimajući u obzir približne doze gnojiva primijenjenih na obradivom tlu. različitim okruzima. Procjena svojstava tla je u korelaciji sa vrijednostima agrogenog opterećenja. Kumulativno integralna procjena predstavljalo je osnovu za utvrđivanje stepena potencijalne kontaminacije tla teškim metalima.

Najopasnija u pogledu stepena kontaminacije teškim metalima su višehumusna, glineno-ilovasta tla sa alkalnom reakcijom okoline: tamno siva šumska i tamno kestena - tla sa visokim akumulativnim kapacitetom. povećana opasnost Zagađenje tla teškim metalima karakteriše i oblast Moskve i Brjanska. Situacija sa buseno-podzolistim tlima ne doprinosi akumulaciji teških metala ovdje, ali u ovim područjima je tehnogeno opterećenje veliko i tla nemaju vremena za "samopročišćavanje".

Ekološka i toksikološka procjena zemljišta na sadržaj teških metala pokazala je da je 1,7% poljoprivrednog zemljišta kontaminirano supstancama klase opasnosti I (visoko opasna) i 3,8% - klase opasnosti II (umjereno opasna). Kontaminacija tla teškim metalima i sadržajem arsena iznad utvrđenih normi otkrivena je u Republici Burjatiji, Republici Dagestan, Republici Mordoviji, Republici Tivi, na Krasnojarskom i Primorskom području, u Ivanovu, Irkutsku, Kemerovu, Kostromi , regioni Murmansk, Novgorod, Orenburg, Sahalin, Čita.

Lokalna kontaminacija tla teškim metalima prvenstveno je povezana sa glavni gradovi i . Procjena rizika od kontaminacije tla kompleksima teških metala izvršena je prema ukupnom pokazatelju Zc.

1

Sigurnost okruženje od zagađenja je postala goruća briga društva. Među brojnim zagađivačima posebno mjesto zauzimaju teški metali. Oni uslovno uključuju hemijske elemente sa atomska masa preko 50 godina, koji imaju svojstva metala. Među hemijskim elementima, teški metali se smatraju najotrovnijim.

Tlo je glavni medij u koji teški metali ulaze, uključujući iz atmosfere i vodenog okoliša. Također služi i kao izvor sekundarnog zagađenja površinskog zraka i voda koje iz njega ulaze u Svjetski okean.

Teški metali su opasni jer imaju sposobnost da se akumuliraju u živim organizmima, da se uključe u metabolički ciklus, da formiraju visoko toksična organometalna jedinjenja, da menjaju oblik prisustva pri prelasku iz jednog prirodno okruženje na drugu bez da budu biorazgradivi. Teški metali izazivaju ozbiljne fiziološke poremećaje kod ljudi, toksikoze, alergije, onkološke bolesti, negativno utiču na fetus i genetsko naslijeđe.

Među teškim metalima, olovo, kadmijum i cink se smatraju prioritetnim zagađivačima, uglavnom zbog toga što se njihova tehnogena akumulacija u životnoj sredini odvija velikom brzinom. Ova grupa supstanci ima visok afinitet za fiziološki važna organska jedinjenja.

Zagađenje tla mobilnim oblicima teških metala je najurgentnije, jer je posljednjih godina problem zagađenja životne sredine poprimio prijeteći karakter. U trenutnoj situaciji potrebno je ne samo intenzivirati istraživanja svih aspekata problema teških metala u biosferi, već i periodično sumirati rezultate kako bi se sagledali rezultati dobijeni u različitim, često slabo povezanim, granama nauka.

objekt ovu studiju su antropogena tla okruga Železnodorozhny u Uljanovsku (na primjeru ulice Transportnaya).

Osnovni cilj istraživanja je utvrđivanje stepena kontaminacije gradskog tla teškim metalima.

Ciljevi istraživanja su: određivanje pH vrijednosti u odabranim uzorcima tla; određivanje koncentracije mobilnih oblika bakra, cinka, kadmija, olova; analiza dobijenih podataka i predlog preporuka za smanjenje sadržaja teških metala u urbanim zemljištima.

Uzorci su 2005. godine uzeti uz put duž Transportne ulice, a 2006. godine na teritoriji lične kućne parcele(uz istu ulicu), nalazi se u blizini željezničke pruge. Uzimani su uzorci do dubine od 0-5 cm i 5-10 cm.Uzeto je ukupno 20 uzoraka, svaki težine 500 g.

Ispitani uzorci uzoraka iz 2005. i 2006. godine pripadaju neutralnom tlu. neutralna tla apsorbuju teške metale iz rastvora u većoj meri nego kisele. Ali postoji opasnost od povećanja pokretljivosti teških metala i njihovog prodiranja u podzemne vode i obližnji rezervoar, u slučaju kiselih padavina (istražena oblast se nalazi u poplavnoj ravnici reke Svijagi), što će odmah uticati lancima ishrane. U ovim uzorcima uočen je nizak sadržaj humusa (2-4%). Prema tome, ne postoji sposobnost tla da formira organo-metalne komplekse.

By laboratorijska istraživanja tla za sadržaj Cu, Cd, Zn, Pb, izvedeni su zaključci o njihovim koncentracijama u tlima istraživanog područja. U uzorcima iz 2005. godine otkriven je višak MPC Cu za 1-1,2 puta, Cd za 6-9 puta, a sadržaj Zn i Pb nije prelazio MPC. U uzorcima uzetim 2006. za kućne parcele koncentracija Cu nije premašila MPC, sadržaj Cd je manji nego u uzorcima uzetim uz put, ali i dalje premašuje MPC u različitim tačkama od 0,3 do 4,6 puta. Sadržaj Zn je povećan tek na 5. tački i iznosi 23,3 mg/kg tla na dubini od 0-5 cm (MPC 23 mg/kg), a na dubini od 5-10 cm 24,8 mg/kg.

Na osnovu rezultata istraživanja izvedeni su sljedeći zaključci: tla karakterizira neutralna reakcija otopine tla; uzorci tla imaju nizak sadržaj humusa; na teritoriji okruga Zheleznodorozhny u Uljanovsku uočeno je zagađenje tla teškim metalima različitog intenziteta; utvrdili da je u nekim uzorcima značajan višak MPC, posebno uočen u ispitivanjima tla o koncentraciji kadmijuma; za poboljšanje ekološkog i geografskog stanja tla na ovom području preporučuje se uzgoj biljaka akumulatora teških metala i upravljanje ekološkim svojstvima samog tla kroz njegovo umjetno oblikovanje; neophodno je vršiti sistematski monitoring i identifikovati najzagađenija i najrizičnija područja po javno zdravlje.

Bibliografska veza

Antonova Yu.A., Safonova M.A. TEŠKI METALI U URBANIM TLIMA // Osnovna istraživanja. - 2007. - br. 11. - S. 43-44;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=3676 (datum pristupa: 31.03.2019.). Predstavljamo Vam časopise koje izdaje izdavačka kuća "Academy of Natural History"

Teški metali u zemljištu

U posljednje vrijeme, zbog brzog razvoja industrije, došlo je do značajnog povećanja nivoa teških metala u životnoj sredini. Termin "teški metali" primjenjuje se na metale bilo čija gustina prelazi 5 g/cm at. jedinice Među hemijskim elementima, teški metali su najotrovniji i drugi po stepenu opasnosti nakon pesticida. Istovremeno, sljedeći hemijski elementi su toksični: Co, Ni, Cu, Zn, Sn, As, Se, Te, Rb, Ag, Cd, Au, Hg, Pb, Sb, Bi, Pt.

Fitotoksičnost teških metala ovisi o njihovoj hemijska svojstva: valencija, jonski radijus i sposobnost formiranja kompleksa. U većini slučajeva, prema stepenu toksičnosti, elementi su raspoređeni u slijedu: Cu> Ni> Cd> Zn> Pb> Hg> Fe> Mo> Mn. Međutim, ovaj niz se može donekle promijeniti zbog nejednakog taloženja elemenata u tlu i prelaska u stanje nepristupačno biljkama, uvjetima uzgoja i fiziološkim i genetskim karakteristikama samih biljaka. Transformacija i migracija teških metala odvija se pod direktnim i indirektnim uticajem reakcije formiranja kompleksa. Prilikom procjene zagađenja okoliša potrebno je uzeti u obzir svojstva tla i prije svega granulometrijski sastav, sadržaj humusa i puferiranje. Kapacitet pufera podrazumijeva se kao sposobnost tla da održava koncentraciju metala u otopini tla na konstantnom nivou.

U zemljištu teški metali su prisutni u dvije faze – čvrstoj i u zemljišnom rastvoru. Oblik postojanja metala određen je reakcijom okoline, hemijskim i materijalnim sastavom zemljišne otopine i, prije svega, sadržajem organskih tvari. Elementi – kompleksanti koji zagađuju tlo koncentrirani su uglavnom u njegovom gornjem sloju od 10 cm. Međutim, kada se tlo s malo pufera zakiseli, značajan dio metala iz stanja apsorbiranog razmjenom prelazi u otopinu tla. Kadmijum, bakar, nikl, kobalt imaju jaku sposobnost migracije u kiseloj sredini. Smanjenje pH za 1,8-2 jedinice dovodi do povećanja pokretljivosti cinka za 3,8-5,4, kadmijuma - za 4-8, bakra - za 2-3 puta.

Tabela 1 MPC (MAC) standardi, pozadinske koncentracije hemijskih elemenata u tlu (mg/kg)

Element	Klasa opasnosti	MPC		AEC prema grupama tla			pozadinski sadržaj
		Bruto sadržaj	Može se ekstrahirati amonijum acetatnim puferom (rN=4,8)	Sandy, sandy	ilovasti, glinoviti
					pH ks l< 5,5	pH ks l > 5,5
Pb	1	32	6	32	65	130	26
Zn	1	-	23	55	110	220	50
CD	1	-	-	0,5	1	2	0,3
Cu	2	-	3	33	66	132	27
Ni	2	-	4	20	40	80	20
Dakle	2	-	5	-	-	-	7,2

Stoga, kada uđu u tlo, teški metali brzo stupaju u interakciju s organskim ligandima i formiraju kompleksna jedinjenja. Dakle, pri niskim koncentracijama u tlu (20-30 mg/kg) oko 30% olova je u obliku kompleksa sa organskim materijama. Udio kompleksnih spojeva olova raste sa njegovom koncentracijom do 400 mg/g, a zatim opada. Metali se također sorbiraju (razmjenjuju ili ne razmjenjuju) taloženjem hidroksida gvožđa i mangana, minerala gline i organske materije tla. Metali dostupni biljkama i sposobni za ispiranje nalaze se u otopini tla u obliku slobodnih jona, kompleksa i kelata.

Prijem HM u tlo u većoj mjeri ovisi o reakciji okoline i o tome koji anioni prevladavaju u otopini tla. U kiseloj sredini bakar, olovo i cink se više apsorbuju, a u alkalnoj se kadmijum i kobalt intenzivno apsorbuju. Bakar se prvenstveno vezuje za organske ligande i hidrokside gvožđa.

Tabela 2 Mobilnost elemenata u tragovima u razna tla ovisno o pH otopine tla

Tlo-klimatski faktori često određuju smjer i brzinu migracije i transformacije HM u tlu. Dakle, uslovi tla i vodni režimišumsko-stepska zona doprinosi intenzivnoj vertikalnoj migraciji HM duž profila tla, uključujući i mogući prijenos metala sa protokom vode duž pukotina, korijenskih prolaza itd.

Nikl (Ni) - element grupe VIII periodični sistem sa atomskom masom 58,71. Nikl, zajedno sa Mn, Fe, Co i Cu, spada u takozvane prelazne metale, čiji su spojevi visoko biološki aktivni. Zbog posebnosti strukture elektronskih orbitala, gore navedeni metali, uključujući nikal, imaju dobro izraženu sposobnost formiranja kompleksa. Nikl je u stanju da formira stabilne komplekse sa, na primer, cisteinom i citratom, kao i sa mnogim organskim i neorganskim ligandima. Geohemijski sastav matičnih stijena u velikoj mjeri određuje sadržaj nikla u tlu. Najveća količina nikla sadržana je u zemljištima formiranim od bazičnih i ultrabaznih stijena. Prema nekim autorima, granice viška i toksičnosti nikla za većinu vrsta variraju od 10 do 100 mg/kg. Glavna masa nikla je nepomično fiksirana u tlu, a vrlo slaba migracija u koloidnom stanju iu sastavu mehaničkih suspenzija ne utiče na njihovu distribuciju duž vertikalnog profila i prilično je ujednačena.

Olovo (Pb). Hemija olova u tlu određena je delikatnom ravnotežom suprotno usmjerenih procesa: sorpcija-desorpcija, otapanje-prelazak u čvrsto stanje. Olovo ispušteno u tlo sa emisijama uključeno je u ciklus fizičkih, hemijskih i fizičko-hemijskih transformacija. Najprije dominiraju procesi mehaničkog pomaka (čestice olova se kreću duž površine i u tlu duž pukotina) i konvekcijske difuzije. Zatim, kako se jedinjenja olova u čvrstoj fazi rastvaraju, u igru ​​stupaju složeniji fizičko-hemijski procesi (posebno, procesi jonske difuzije), praćeni transformacijom jedinjenja olova koja dolaze s prašinom.

Utvrđeno je da olovo migrira i vertikalno i horizontalno, pri čemu drugi proces prevladava nad prvim. Tokom 3 godine osmatranja na travnatoj livadi, olovna prašina nanesena lokalno na površinu tla pomjerila se u horizontalnom smjeru za 25–35 cm, dok je dubina njenog prodiranja u debljinu tla iznosila 10–15 cm. Biološki faktori igraju važnu ulogu u migracija olova: korijenje biljaka apsorbira ione metala; tokom vegetacije kreću se u debljini tla; Kada biljke uginu i raspadaju, olovo se oslobađa u okolnu masu tla.

Poznato je da tlo ima sposobnost da veže (sorbira) tehnogeno olovo koje je u njega ušlo. Vjeruje se da sorpcija uključuje nekoliko procesa: potpunu razmjenu sa katjonima apsorpcionog kompleksa tla (nespecifična adsorpcija) i niz reakcija kompleksiranja olova sa donorima komponenti tla (specifična adsorpcija). U tlu se olovo povezuje uglavnom sa organskom materijom, kao i sa mineralima gline, oksidima mangana, gvožđem i aluminijum hidroksidima. Vezivanjem olova, humus sprječava njegovu migraciju u susjedne sredine i ograničava ulazak u biljke. Od minerala gline, ilite karakterizira sklonost ka sorpciji olova. Povećanje pH u tlu tokom vapnenja dovodi do još većeg vezivanja olova u zemljištu zbog stvaranja teško rastvorljivih jedinjenja (hidroksidi, karbonati itd.).

Olovo, koje je u tlu prisutno u pokretnim oblicima, s vremenom se fiksira komponentama tla i postaje nedostupno biljkama. Prema domaćim istraživačima, olovo je najjače fiksirano u černozemima i tresetno-muljnim tlima.

Kadmij (Cd) Karakteristika kadmijuma po kojoj se razlikuje od ostalih HM je da je prisutan u zemljišnoj otopini uglavnom u obliku kationa (Cd 2+), iako u tlu sa neutralnom reakcijom okoline može formirati teško rastvorljiv kompleksi sa sulfatima, fosfatima ili hidroksidima.

Prema dostupnim podacima, koncentracija kadmijuma u zemljišnim otopinama pozadinskog tla kreće se od 0,2 do 6 µg/l. U žarištima zagađenja tla povećava se na 300-400 µg/l.

Poznato je da je kadmijum u zemljištu veoma pokretljiv; mogu useliti velike količine iz čvrste faze u tečnu fazu i obrnuto (što otežava predviđanje njenog ulaska u biljku). Mehanizmi koji reguliraju koncentraciju kadmijuma u zemljišnoj otopini određeni su procesima sorpcije (pod sorpcijom podrazumijevamo adsorpciju, precipitaciju i formiranje kompleksa). Kadmijum se apsorbuje u tlo u manjim količinama od ostalih HM. Za karakterizaciju mobilnosti teških metala u tlu koristi se omjer koncentracija metala u čvrstoj fazi prema onoj u ravnotežnom rastvoru. Visoke vrijednosti ovog omjera ukazuju da se HM zadržavaju u čvrstoj fazi zbog reakcije sorpcije, niske vrijednosti - zbog činjenice da su metali u otopini, odakle mogu migrirati u druge medije ili ući u razne reakcije(geohemijski ili biološki). Poznato je da je vodeći proces u vezivanju kadmijuma adsorpcija glinama. Istraživanja posljednjih godina također je pokazao veliku ulogu u ovom procesu hidroksilnih grupa, željeznih oksida i organske tvari. Pri niskom nivou zagađenja i neutralnoj reakciji medija, kadmijum se adsorbuje uglavnom oksidima gvožđa. A u kiseloj sredini (pH = 5), organska tvar počinje djelovati kao moćan adsorbens. Pri nižem pH (pH=4), funkcije adsorpcije idu gotovo isključivo na organska materija. Mineralne komponente u ovim procesima prestaju igrati bilo kakvu ulogu.

Poznato je da se kadmijum ne samo sorbuje na površini tla, već se i fiksira usled padavina, koagulacije i interpaketne apsorpcije minerala gline. Difundira u čestice tla kroz mikropore i na druge načine.

Kadmijum se fiksira u zemljištu na različite načine drugačiji tip. Do sada se malo zna o kompetitivnim odnosima kadmijuma sa drugim metalima u procesima sorpcije u kompleksu koji apsorbuje tlo. Prema stručnim istraživanjima Technical University Kopenhagen (Danska), u prisustvu nikla, kobalta i cinka, upijanje kadmijuma u zemljištu je potisnuto. Druge studije su pokazale da se procesi sorpcije kadmijuma propadanjem tla u prisustvu hloridnih jona. Zasićenost tla ionima Ca 2+ dovela je do povećanja sorpcionog kapaciteta kadmijuma. Mnoge veze kadmijuma s komponentama tla pokazuju se krhkim; pod određenim uvjetima (na primjer, kisela reakcija okoline), oslobađa se i vraća se u otopinu.

Otkriva se uloga mikroorganizama u procesu rastvaranja kadmija i njegovog prijelaza u mobilno stanje. Kao rezultat njihove vitalne aktivnosti nastaju ili vodotopivi metalni kompleksi, ili se stvaraju fizički i hemijski uslovi koji pogoduju prelasku kadmijuma iz čvrste faze u tečnu.

Procesi koji se dešavaju sa kadmijumom u zemljištu (sorpcija-desorpcija, prelazak u rastvor itd.) su međusobno povezani i ovisni, a protok ovog metala u biljke zavisi od njihovog smera, intenziteta i dubine. Poznato je da vrijednost sorpcije kadmijuma tlom ovisi o vrijednosti pH: što je pH tla veći, ono više apsorbira kadmij. Tako se, prema dostupnim podacima, u rasponu pH od 4 do 7,7, s povećanjem pH po jedinici, sorpcijski kapacitet tla u odnosu na kadmij povećava približno tri puta.

Cink (Zn). Nedostatak cinka može se manifestirati kako na kiselim, jako podzoliziranim lakim tlima, tako i na karbonatnim, siromašnim cinkom i visoko humusnim tlima. Manifestacija manjka cinka pojačava se upotrebom visokih doza fosfatnih đubriva i snažnim oranjem podzemlja do obradivog horizonta.

Najveći ukupni sadržaj cinka u zemljištima tundre (53-76 mg/kg) i černozema (24-90 mg/kg), a najmanji - u busensko-podzolskim zemljištima (20-67 mg/kg). Nedostatak cinka najčešće se manifestuje na neutralnim i slabo alkalnim krečnjačkim zemljištima. U kiselim tlima cink je pokretljiviji i dostupniji biljkama.

Cink je prisutan u tlu u jonskom obliku, gdje se adsorbira mehanizmom kationske izmjene u kiseloj ili kao rezultat hemisorpcije u alkalnoj sredini. Zn 2+ jon je najmobilniji. Na pokretljivost cinka u zemljištu najviše utiču pH vrednost i sadržaj glinenih minerala. Na pH<6 подвижность Zn 2+ возрастает, что приводит к его выщелачиванию. Попадая в межпакетные пространства кристаллической решетки монтмориллонита, ионы цинка теряют свою подвижность. Кроме того, цинк образует устойчивые формы с органическим веществом почвы, поэтому он накапливается в основном в горизонтах почв с высоким содержанием гумуса и в торфе.

Teški metali u biljkama

Prema A.P. Vinogradovu (1952), svi hemijski elementi, u jednom ili drugom stepenu, učestvuju u životu biljaka, a ako se mnogi od njih smatraju fiziološki značajnim, to je samo zato što za to još nema dokaza. Ulazeći u biljku u maloj količini i postajući sastavni dio ili aktivator enzima u njima, mikroelement obavlja uslužne funkcije u metaboličkim procesima. Kada neuobičajeno visoke koncentracije elemenata uđu u okoliš, postaju toksične za biljke. Prodiranje teških metala u tkiva biljaka u prevelikim količinama dovodi do narušavanja normalnog rada njihovih organa, a to je kršenje utoliko jače što je višak otrovnih tvari veći. Kao rezultat, produktivnost opada. Toksični učinak HM manifestira se od ranih faza razvoja biljaka, ali u različitom stepenu na različitim tlima i za različite usjeve.

Apsorpcija hemijskih elemenata od strane biljaka je aktivan proces. Pasivna difuzija čini samo 2-3% ukupne mase digestiranih mineralnih komponenti. Kada je sadržaj metala u tlu na pozadinskom nivou, dolazi do aktivne apsorpcije jona, a ako se uzme u obzir niska pokretljivost ovih elemenata u tlu, tada njihovoj apsorpciji treba prethoditi mobilizacija čvrsto vezanih metala. Kada je sadržaj HM u sloju korijena u količinama koje znatno premašuju granične koncentracije pri kojima se metal može fiksirati na račun unutarnjih resursa tla, takve količine metala ulaze u korijenje da membrane više ne mogu zadržati. Kao rezultat toga, opskrba jonima ili spojevima elemenata prestaje biti regulirana ćelijskim mehanizmima. HM se intenzivnije akumuliraju na kiselim tlima nego na tlima s neutralnom ili bliskom neutralnom reakcijom okoline. Mjera stvarnog učešća HM jona u hemijskim reakcijama je njihova aktivnost. Toksičan učinak visokih koncentracija HM na biljke može se manifestirati u poremećaju opskrbe i distribucije drugih kemijskih elemenata. Karakter interakcije HM sa drugim elementima varira u zavisnosti od njihove koncentracije. Migracija i ulazak u biljku se odvija u obliku kompleksnih spojeva.

U početnom periodu zagađenja okoliša teškim metalima, zbog puferskih svojstava tla, što dovodi do inaktivacije toksikanata, biljke praktično neće imati štetne učinke. Međutim, zaštitne funkcije tla nisu neograničene. Kako se nivo zagađenja teškim metalima povećava, njihova inaktivacija postaje nepotpuna i tok jona napada korijenje. Dio jona biljka je u stanju da pređe u manje aktivno stanje čak i prije nego što prodre u korijenski sistem biljaka. To je, na primjer, helacija uz pomoć izlučevina korijena ili adsorpcija na vanjskoj površini korijena uz stvaranje kompleksnih spojeva. Osim toga, kako pokazuju vegetacijski eksperimenti s očito toksičnim dozama cinka, nikla, kadmijuma, kobalta, bakra i olova, korijenje se nalazi u slojevima tla koji nisu kontaminirani HM, te u ovim varijantama nema simptoma fototoksičnosti.

Uprkos zaštitnim funkcijama korijenskog sistema, HM ulaze u korijen pod uvjetima zagađenja. U tom slučaju stupaju na snagu zaštitni mehanizmi, zbog kojih dolazi do specifične distribucije HM po biljnim organima, što omogućava da se njihov rast i razvoj što potpunije osigura. Istovremeno, sadržaj, na primjer, HM u tkivu korijena i sjemena u uvjetima jako zagađene sredine može se razlikovati 500-600 puta, što ukazuje na velike zaštitne sposobnosti ovog podzemnog biljnog organa.

Višak hemijskih elemenata uzrokuje toksikozu u biljkama. Kako koncentracija HM raste, rast biljaka se u početku usporava, zatim dolazi do kloroze listova, koja se zamjenjuje nekrozom i, na kraju, dolazi do oštećenja korijenskog sistema. Toksični učinak HM može se manifestirati direktno i indirektno. Direktan učinak viška HM u biljnim stanicama je posljedica reakcija formiranja kompleksa, koje rezultiraju blokiranjem enzima ili precipitacijom proteina. Deaktivacija enzimskih sistema nastaje kao rezultat zamjene metalnog enzima metalnim kontaminantom. Kod kritičnog sadržaja toksičnog sredstva, katalitička sposobnost enzima je značajno smanjena ili potpuno blokirana.

Biljke su hiperakumulatori teških metala

AP Vinogradov (1952) izdvojio je biljke koje su sposobne koncentrirati elemente. On je ukazao na dve vrste biljaka – koncentratora: 1) biljke koje koncentrišu elemente u masovnom obimu; 2) biljke selektivne (vrste) koncentracije. Biljke prve vrste obogaćuju se hemijskim elementima ako su potonji sadržani u tlu u povećanoj količini. Koncentracija je u ovom slučaju uzrokovana okolišnim faktorom. Biljke druge vrste karakteriše konstantno visoka količina jednog ili drugog hemijskog elementa, bez obzira na njegov sadržaj u životnoj sredini. To je zbog genetski utvrđene potrebe.

S obzirom na mehanizam apsorpcije teških metala iz tla u biljke, možemo govoriti o barijernom (nekoncentrirajućem) i bezbarijernom (koncentrirajućem) tipu akumulacije elemenata. Akumulacija barijera karakteristična je za većinu viših biljaka i nije karakteristična za briofite i lišajeve. Tako je u radu M. A. Toikka i L. N. Potekhina (1980), sfagnum (2,66 mg/kg) imenovan kao biljka-koncentrator kobalta; bakar (10,0 mg/kg) - breza, koštičavo voće, đurđevak; mangan (1100 mg / kg) - borovnice. Lepp et al. (1987) su otkrili visoke koncentracije kadmijuma u sporoforima gljive Amanita muscaria koja raste u brezovim šumama. U sporoforima gljive sadržaj kadmijuma iznosio je 29,9 mg/kg suve mase, au tlu na kojem su rasle 0,4 mg/kg. Postoji mišljenje da su biljke koje su koncentratori kobalta također vrlo tolerantne na nikl i da su u stanju da ga akumuliraju u velikim količinama. To uključuje, posebno, biljke iz porodica Boraginaceae, Brassicaceae, Myrtaceae, Fabaceae, Caryophyllaceae. Među ljekovitim biljkama nalaze se i koncentratori i superkoncentratori nikla. U superkoncentratore spadaju stablo dinje, beladona beladona, žuta mache, srce matičnjaka, mesna crvena pasiflora i lancetasta termopsa. Vrsta akumulacije hemijskih elemenata koji se nalaze u visokim koncentracijama u hranljivom mediju zavisi od faza vegetacije biljaka. Akumulacija bez barijera tipična je za fazu sadnje, kada biljke nemaju diferencijaciju nadzemnih dijelova u različite organe, iu završnim fazama vegetacije - nakon sazrijevanja, kao i tokom zimskog mirovanja, kada može doći do akumulacije bez barijera. biti praćeno oslobađanjem suvišnih količina hemijskih elemenata u čvrstoj fazi (Kovalevsky, 1991).

Hiperakumulirajuće biljke pronađene su u porodicama Brassicaceae, Euphorbiaceae, Asteraceae, Lamiaceae i Scrophulariaceae (Baker 1995). Najpoznatija i proučavana među njima je Brassica juncea (indijska gorušica) - biljka koja razvija veliku biomasu i sposobna je akumulirati Pb, Cr (VI), Cd, Cu, Ni, Zn, 90Sr, B i Se (Nanda Kumar et al. 1995; Salt et al. 1995; Raskin et al. 1994). Od različitih ispitivanih biljnih vrsta, B. juncea je imala najizraženiju sposobnost transporta olova u nadzemne dijelove, a akumulirala je više od 1,8% ovog elementa u nadzemnim organima (prema suvoj težini). Sa izuzetkom suncokreta (Helianthus annuus) i duhana (Nicotiana tabacum), druge biljne vrste izvan porodice Brassicaceae imale su koeficijent bioraspoloživosti manji od 1.

Prema klasifikaciji biljaka prema odgovoru na prisustvo teških metala u podlozi za uzgoj, koju koriste mnogi strani autori, biljke imaju tri glavne strategije za uzgoj na zemljištu kontaminiranom metalima:

Isključivači metala. Takve biljke zadržavaju konstantno nisku koncentraciju metala uprkos velikim varijacijama njegove koncentracije u tlu, zadržavajući uglavnom metal u korijenu. Biljke isključenja su sposobne promijeniti propusnost membrane i sposobnost vezivanja metala ćelijskih zidova ili otpustiti velike količine helatnih agenasa.

Metalni indikatori. To uključuje biljne vrste koje aktivno akumuliraju metal u nadzemnim dijelovima i općenito odražavaju nivo sadržaja metala u tlu. Oni su tolerantni na postojeći nivo koncentracije metala zbog formiranja ekstracelularnih jedinjenja koja vezuju metal (helatora), ili menjaju prirodu metalnog odeljka skladištenjem u oblastima neosjetljivim na metal. Biljne vrste koje akumuliraju metale. Biljke koje pripadaju ovoj grupi mogu akumulirati metal u nadzemnoj biomasi u koncentracijama znatno većim od onih u tlu. Baker i Brooks su metalne hiperakumulatore definirali kao biljke koje sadrže više od 0,1%, tj. više od 1000 mg/g bakra, kadmijuma, hroma, olova, nikla, kobalta ili 1% (više od 10.000 mg/g) cinka i mangana u suvoj težini. Za rijetke metale, ova vrijednost je više od 0,01% na bazi suve težine. Istraživači identifikuju hiperakumulativne vrste sakupljanjem biljaka iz područja u kojima tla sadrže metale u većim koncentracijama od pozadinske koncentracije, kao što su kontaminirana područja ili izdanci rudnih tijela. Fenomen hiperakumulacije postavlja mnoga pitanja za istraživače. Na primjer, kakav je značaj akumulacije metala u visoko toksičnim koncentracijama za biljke. Konačan odgovor na ovo pitanje još nije dobijen, ali postoji nekoliko glavnih hipoteza. Vjeruje se da takve biljke imaju poboljšani sistem uzimanja jona (hipoteza o „nenamjernom” unosu) za obavljanje određenih fizioloških funkcija koje još nisu istražene. Također se vjeruje da je hiperakumulacija jedan od tipova tolerancije biljaka na visok sadržaj metala u okruženju uzgoja.



SADRŽAJ

Uvod

1. Pokrivač tla i njegova upotreba

2. Erozija tla (voda i vjetar) i metode borbe protiv nje

3. Industrijsko zagađenje tla

3.1 Kisele kiše

3.2 Teški metali

3.3 Trovanje olovom

4. Higijena tla. Odlaganje otpada

4.1 Uloga tla u metabolizmu

4.2 Ekološki odnos između tla i vode i tečnog otpada (otpadne vode)

4.3 Granice opterećenja tla za čvrsti otpad (otpad iz domaćinstva i ulice, industrijski otpad, suhi mulj nakon sedimentacije kanalizacije, radioaktivne tvari)

4.4 Uloga tla u širenju raznih bolesti

4.5 Štetni efekti glavnih vrsta zagađivača (čvrsti i tečni otpad) koji dovode do degradacije tla

4.5.1 Dekontaminacija tečnog otpada u zemljištu

4.5.2.1 Dekontaminacija čvrstog otpada u zemljištu

4.5.2.2 Prikupljanje i odlaganje otpada

4.5.3 Konačno uklanjanje i odlaganje

4.6 Odlaganje radioaktivnog otpada

Zaključak

Spisak korištenih izvora

Uvod.

Određeni dio tla, kako u Rusiji, tako i širom svijeta, svake godine izlazi iz poljoprivrednog prometa iz različitih razloga, koji su detaljno obrađeni u UIR-u. Hiljade ili više hektara zemljišta pogođeno je erozijom, kiselim kišama, lošim upravljanjem i toksičnim otpadom. Da biste to izbjegli, morate se upoznati s najproduktivnijim i najjeftinijim mjerama melioracije (vidi definiciju melioracije u glavnom dijelu rada), koje povećavaju plodnost zemljišnog pokrivača, a prije svega sa negativan utjecaj na samo tlo i kako ga izbjeći.

Ove studije daju uvid u štetne efekte na tlo i sprovedene su u brojnim knjigama, člancima i naučnim časopisima o tlu i pitanjima životne sredine.

Sam problem zagađenja i degradacije tla oduvijek je bio aktuelan. Sada ovome rečenom možemo dodati da u naše vrijeme antropogeni utjecaj uvelike pogađa prirodu i samo raste, a tlo nam je jedan od glavnih izvora hrane i odjeće, a da ne govorimo o tome da po njemu hodamo i uvek će biti u bliskom kontaktu sa njom.

1. Pokrivač tla i njegova upotreba.

Pokrivač tla je najvažnija prirodna formacija. Njegov značaj za život društva određen je činjenicom da je tlo glavni izvor hrane, koji obezbjeđuje 97-98% prehrambenih resursa svjetske populacije. U isto vrijeme, zemljišni pokrivač je mjesto ljudske aktivnosti u kojem se odvija industrijska i poljoprivredna proizvodnja.

Ističući posebnu ulogu hrane u životu društva, čak je V. I. Lenjin isticao: „Pravi temelji ekonomije su fondovi za hranu.“

Najvažnije svojstvo zemljišnog pokrivača je njegova plodnost, koja se podrazumijeva kao ukupnost svojstava tla koja osiguravaju žetvu poljoprivrednih kultura. Prirodna plodnost tla regulirana je opskrbom tlu hranjivim tvarima i njegovim vodnim, zračnim i termičkim režimima. Uloga zemljišnog pokrivača u produktivnosti kopnenih ekoloških sistema je velika, budući da tlo hrani kopnene biljke vodom i mnogim jedinjenjima i bitna je komponenta fotosintetske aktivnosti biljaka. Plodnost tla zavisi i od količine sunčeve energije akumulirane u njemu. Živi organizmi, biljke i životinje koje nastanjuju Zemlju fiksiraju sunčevu energiju u obliku fito- ili zoomase. Produktivnost kopnenih ekoloških sistema zavisi od ravnoteže toplote i vode zemljine površine, što određuje raznovrsnost oblika razmene materija i supstanci unutar geografskog omotača planete.

Analizirajući značaj zemljišta za društvenu proizvodnju, K. Marx je izdvojio dva pojma: zemlja-materija i zemlja-kapital. Prvo od njih treba razumjeti zemljište koje je nastalo u procesu svog evolutivnog razvoja pored volje i svijesti ljudi i mjesto je ljudskog naseljavanja i izvor njegove hrane. Od trenutka kada zemlja u procesu razvoja ljudskog društva postaje sredstvo proizvodnje, ona djeluje u novom kvalitetu - kapitalu, bez kojeg je nezamisliv proces rada, „...jer daje radniku... mjesto na kojem on stoji ... , i njegov proces - opseg...". Iz tog razloga je Zemlja univerzalni faktor u svakoj ljudskoj aktivnosti.

Uloga i mjesto zemljišta nije ista u različitim sferama materijalne proizvodnje, prvenstveno u industriji i poljoprivredi. U prerađivačkoj industriji, građevinarstvu, transportu, zemljište je mjesto gdje se odvijaju radni procesi, bez obzira na prirodnu plodnost tla. U drugom svojstvu je zemljište u poljoprivredi. Pod uticajem ljudskog rada, prirodna plodnost se transformiše iz potencijalne u ekonomsku. Specifičnost korištenja zemljišnih resursa u poljoprivredi dovodi do toga da oni djeluju u dva različita kvaliteta, kao predmet rada i kao sredstvo proizvodnje. K. Marx je primetio: „Samo novim ulaganjem kapitala u zemljišne parcele... ljudi su uvećali zemljišni kapital bez ikakvog povećanja materije zemlje, tj. zemaljskog prostora.”

Zemlja u poljoprivredi djeluje kao proizvodna snaga zbog svoje prirodne plodnosti, koja ne ostaje konstantna. Racionalnim korišćenjem zemljišta ovakva plodnost se može povećati poboljšanjem njenog vodnog, vazdušnog i toplotnog režima melioracionim merama i povećanjem sadržaja hranljivih materija u tlu. Naprotiv, neracionalnim korištenjem zemljišnih resursa smanjuje se njihova plodnost, uslijed čega dolazi do smanjenja prinosa. Na nekim mjestima uzgoj usjeva postaje potpuno nemoguć, posebno na zaslanjenim i erodiranim zemljištima.

Uz nizak stepen razvoja proizvodnih snaga društva, do ekspanzije proizvodnje hrane dolazi zbog uključivanja novih zemljišta u poljoprivredu, što odgovara ekstenzivnom razvoju poljoprivrede. Tome doprinose dva uslova: dostupnost slobodnog zemljišta i mogućnost bavljenja poljoprivredom na prihvatljivom prosječnom nivou kapitalnih troškova po jedinici površine. Ovakvo korišćenje zemljišnih resursa i poljoprivrede tipično je za mnoge zemlje u razvoju u savremenom svetu.

U eri naučne i tehnološke revolucije došlo je do oštrog razgraničenja sistema poljoprivrede u industrijalizovanim zemljama i zemljama u razvoju. Prve karakterizira intenziviranje poljoprivrede korištenjem dostignuća naučne i tehnološke revolucije, u kojoj se poljoprivreda razvija ne povećanjem površine obrađenog zemljišta, već povećanjem količine kapitala uloženog u zemljište. Poznati ograničeni zemljišni resursi za većinu industrijaliziranih kapitalističkih zemalja, povećanje potražnje za poljoprivrednim proizvodima širom svijeta zbog visokih stopa rasta stanovništva i viši standard poljoprivrede doprinijeli su transferu poljoprivrede u ovim zemljama još 50-ih godina u put intenzivnog razvoja. Ubrzanje procesa intenziviranja poljoprivrede u industrijalizovanim kapitalističkim zemljama povezano je ne samo sa dostignućima naučne i tehnološke revolucije, već uglavnom sa isplativosti ulaganja kapitala u poljoprivredu, koja je koncentrisala poljoprivrednu proizvodnju u rukama velikih zemljoposednika i upropastili male poljoprivrednike.

Poljoprivreda se u zemljama u razvoju razvijala na druge načine. Među akutnim problemima prirodnih resursa ovih zemalja mogu se izdvojiti: niska poljoprivredna kultura, koja je uzrokovala degradaciju tla (pojačana erozija, zaslanjivanje, smanjena plodnost) i prirodne vegetacije (npr. tropske šume), iscrpljivanje vodnih resursa, dezertifikacije zemljišta, što se posebno jasno manifestuje na afričkom kontinentu. Svi ovi faktori povezani sa socio-ekonomskim problemima zemalja u razvoju doveli su do hronične nestašice hrane u ovim zemljama. Tako su početkom 1980-ih, u pogledu nabavke žitarica (222 kg) i mesa (14 kg) po osobi, zemlje u razvoju bile nekoliko puta inferiorne u odnosu na industrijski razvijene kapitalističke zemlje, respektivno. Rješenje problema hrane u zemljama u razvoju nezamislivo je bez velikih društveno-ekonomskih transformacija.

Kod nas je osnova zemljišnih odnosa opštenarodno (opštenarodno) vlasništvo nad zemljom, koje je nastalo kao rezultat nacionalizacije celokupnog zemljišta. Agrarni odnosi se grade na osnovu planova po kojima bi poljoprivreda trebalo da se razvija u budućnosti, uz finansijsku i kreditnu pomoć države i nabavku potrebne količine mehanizacije i đubriva. Plaćanje poljoprivrednih radnika prema kvantitetu i kvalitetu rada stimuliše stalno povećanje njihovog životnog standarda.

Korištenje zemljišnog fonda u cjelini vrši se na osnovu dugoročnih državnih planova. Primjer takvih planova bio je razvoj devičanskih i ugarskih zemljišta na istoku zemlje (sredina 1950-ih), zahvaljujući čemu je za kratko vrijeme postalo moguće uvesti više od 41 milion hektara novih površina u oranice. Drugi primjer je skup mjera vezanih za implementaciju Programa za ishranu, koji predviđa ubrzanje razvoja poljoprivredne proizvodnje kroz podizanje kulture poljoprivrede, široku implementaciju mjera melioracije, kao i implementaciju širok program socio-ekonomske rekonstrukcije poljoprivrednih površina.

Zemljišni resursi svijeta u cjelini obezbjeđuju hranu za više ljudi nego što je trenutno dostupno i biće u bliskoj budućnosti. Međutim, zbog rasta stanovništva, posebno u zemljama u razvoju, količina obradivog zemljišta po glavi stanovnika opada.

PAGE_BREAK-- teški metali, koji karakterizira široku grupu zagađivača, nedavno je postao široko rasprostranjen. U različitim naučnim i primenjenim radovima, autori tumače značenje ovog pojma na različite načine. U tom smislu, broj elemenata koji se pripisuju grupi teških metala varira u širokom rasponu. Kao kriterijumi za članstvo koriste se brojne karakteristike: atomska masa, gustina, toksičnost, rasprostranjenost u prirodnom okruženju, stepen uključenosti u prirodne i tehnogene cikluse. U nekim slučajevima, definicija teških metala uključuje elemente koji su krti (na primjer, bizmut) ili metaloide (na primjer, arsen).

U radovima posvećenim problemima zagađenja životne sredine i monitoringu životne sredine, do danas, do teški metali uključuje više od 40 metala periodnog sistema D.I. Mendeljejev sa atomskom masom većom od 50 atomskih jedinica: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi i dr.. Istovremeno, sljedeća stanja igraju važnu ulogu u kategorizaciji teških metala: njihova visoka toksičnost za žive organizme u relativno niskim koncentracijama, kao i njihova sposobnost bioakumulacije i biomagnifikacije. Gotovo svi metali koji potpadaju pod ovu definiciju (osim olova, žive, kadmijuma i bizmuta, čija je biološka uloga trenutno nejasna) aktivno su uključeni u biološke procese i dio su mnogih enzima. Prema klasifikaciji N. Reimersa, metale sa gustinom većom od 8 g/cm3 treba smatrati teškim. Dakle, teški metali su Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg.

Formalno definisano teški metali odgovara velikom broju elemenata. Međutim, prema istraživačima koji se bave praktičnim aktivnostima vezanim za organizaciju posmatranja stanja i zagađenja životne sredine, jedinjenja ovih elemenata daleko su od ekvivalenta zagađivačima. Zbog toga u mnogim radovima dolazi do sužavanja obima grupe teških metala, u skladu sa kriterijumima prioriteta, zbog smera i specifičnosti rada. Dakle, u već klasičnim radovima Yu.A. Izrael na listi hemikalija koje će se odrediti u prirodnim medijima na pozadinskim stanicama u rezervatima biosfere, u odjeljku teški metali imenovani Pb, Hg, Cd, As. S druge strane, prema odluci Radne grupe za emisije teških metala, koja djeluje pod okriljem Ekonomske komisije Ujedinjenih naroda za Evropu i prikuplja i analizira informacije o emisijama zagađujućih materija u evropskim zemljama, samo Zn, As, Se i Sb su dodijeljeni teški metali. Prema definiciji N. Reimersa, plemeniti i rijetki metali se izdvajaju od teških metala, odnosno ostaju samo Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg. U primijenjenom radu najčešće se dodaju teški metali Pt, Ag, W, Fe, Au, Mn.

Metalni joni su nezamjenjivi sastojci prirodnih vodnih tijela. Ovisno o uvjetima okoline (pH, redoks potencijal, prisustvo liganada), postoje u različitim stupnjevima oksidacije i dio su raznih anorganskih i organometalnih jedinjenja, koja mogu biti istinski otopljena, koloidno dispergirana ili dio mineralne i organske suspenzije.

Istinski otopljeni oblici metala su pak vrlo raznoliki, što je povezano s procesima hidrolize, hidrolitičke polimerizacije (formiranje polinuklearnih hidrokso kompleksa) i kompleksiranja s različitim ligandima. Shodno tome, i katalitička svojstva metala i dostupnost za vodene mikroorganizme zavise od oblika njihovog postojanja u vodenom ekosistemu.

Mnogi metali formiraju prilično jake komplekse sa organskim; ovi kompleksi su jedan od najvažnijih oblika migracije elemenata u prirodnim vodama. Većina organskih kompleksa nastaje kelatnim ciklusom i stabilna je. Kompleksi koje formiraju kiseline u tlu sa solima gvožđa, aluminijuma, titana, uranijuma, vanadijuma, bakra, molibdena i drugih teških metala relativno su dobro rastvorljivi u neutralnim, slabo kiselim i slabo alkalnim sredinama. Stoga su organometalni kompleksi sposobni migrirati u prirodnim vodama na vrlo značajnim udaljenostima. To je posebno važno za niskomineralizirane i prije svega površinske vode u kojima je nemoguće formiranje drugih kompleksa.

Za razumijevanje faktora koji regulišu koncentraciju metala u prirodnim vodama, njihovu hemijsku reaktivnost, bioraspoloživost i toksičnost, potrebno je poznavati ne samo ukupan sadržaj, već i udio slobodnih i vezanih oblika metala.

Prijelaz metala u vodenom mediju u oblik metalnog kompleksa ima tri posljedice:

1. Može doći do povećanja ukupne koncentracije metalnih jona zbog njihovog prelaska u rastvor iz sedimenata dna;

2. Permeabilnost membrane kompleksnih jona može se značajno razlikovati od permeabilnosti hidratisanih jona;

3. Toksičnost metala kao rezultat kompleksiranja može se jako promijeniti.

Dakle, helatni oblici Cu, Cd, Hg manje toksični od slobodnih jona. Za razumijevanje faktora koji regulišu koncentraciju metala u prirodnim vodama, njihovu hemijsku reaktivnost, bioraspoloživost i toksičnost, potrebno je poznavati ne samo ukupan sadržaj, već i udio vezanih i slobodnih oblika.

Izvori zagađivanja vode teškim metalima su otpadne vode iz pogona za galvanizaciju, rudarstva, crne i obojene metalurgije i mašinogradnje. Teški metali se nalaze u đubrivima i pesticidima i mogu ući u vodena tijela zajedno sa oticajem sa poljoprivrednog zemljišta.

Povećanje koncentracije teških metala u prirodnim vodama često je povezano s drugim vrstama zagađenja, kao što je acidifikacija. Taloženje kiselih precipitacija doprinosi smanjenju pH vrijednosti i prelasku metala iz stanja adsorbiranog na mineralnim i organskim tvarima u slobodno stanje.

Prije svega, od interesa su oni metali koji najviše zagađuju atmosferu zbog svoje upotrebe u značajnim količinama u proizvodnim aktivnostima i kao rezultat akumulacije u vanjskoj sredini predstavljaju ozbiljnu opasnost po svojoj biološkoj aktivnosti i toksičnim svojstvima. . To uključuje olovo, živu, kadmijum, cink, bizmut, kobalt, nikl, bakar, kalaj, antimon, vanadijum, mangan, hrom, molibden i arsen.
Biogeokemijska svojstva teških metala

H - visoka, Y - umjerena, H - niska

Vanadijum.

Vanadijum je pretežno u dispergovanom stanju i nalazi se u željeznim rudama, nafti, asfaltu, bitumenu, uljnim škriljcima, uglju itd. Jedan od glavnih izvora zagađivanja vanadijumom prirodnih voda je nafta i njeni proizvodi.

Javlja se u prirodnim vodama u vrlo niskim koncentracijama: u riječnoj vodi 0,2 - 4,5 µg/dm3, u morskoj vodi - u prosjeku 2 µg/dm3

U vodi formira stabilne anjonske komplekse (V4O12)4- i (V10O26)6-. U migraciji vanadijuma bitna je uloga njegovih rastvorenih kompleksnih jedinjenja sa organskim materijama, posebno sa huminskim kiselinama.

Povišene koncentracije vanadijuma štetne su za zdravlje ljudi. MPCv vanadijuma je 0,1 mg/dm3 (granični pokazatelj štetnosti je sanitarno-toksikološki), MPCvr je 0,001 mg/dm3.

Prirodni izvori bizmuta koji ulazi u prirodne vode su procesi ispiranja minerala koji sadrže bizmut. Izvor ulaska u prirodne vode mogu biti i otpadne vode iz farmaceutske i parfemske industrije, nekih preduzeća staklarske industrije.

Nalazi se u nezagađenim površinskim vodama u submikrogramskim koncentracijama. Najveća koncentracija je utvrđena u podzemnim vodama i iznosi 20 µg/dm3, u morskim vodama - 0,02 µg/dm3 MPCv je 0,1 mg/dm3

Glavni izvori jedinjenja gvožđa u površinskim vodama su procesi hemijskog trošenja stijena, praćeni njihovim mehaničkim uništavanjem i otapanjem. U procesu interakcije sa mineralnim i organskim supstancama sadržanim u prirodnim vodama nastaje složeni kompleks jedinjenja željeza, koja se nalaze u vodi u otopljenom, koloidnom i suspendiranom stanju. Značajne količine gvožđa dolaze sa podzemnim oticajem i otpadnim vodama iz preduzeća metalurške, metaloprerađivačke, tekstilne industrije, industrije boja i lakova i sa poljoprivrednim otpadnim vodama.

Fazne ravnoteže zavise od hemijskog sastava vode, pH, Eh i, donekle, temperature. U rutinskoj analizi ponderisani oblik emituju čestice veličine veće od 0,45 mikrona. To su pretežno minerali koji sadrže željezo, hidrat željeznog oksida i jedinjenja željeza adsorbirana na suspenzijama. Istinski otopljeni i koloidni oblik se obično razmatraju zajedno. Otopljeno gvožđe predstavljena jedinjenjima u jonskom obliku, u obliku hidroksokopleksa i kompleksa sa otopljenim neorganskim i organskim supstancama prirodnih voda. U jonskom obliku uglavnom migrira Fe(II), a Fe(III) u odsustvu kompleksirajućih supstanci ne može biti u značajnoj količini u otopljenom stanju.

Gvožđe se uglavnom nalazi u vodama sa niskim vrednostima Eh.

Kao rezultat hemijske i biohemijske (uz učešće željeznih bakterija) oksidacije, Fe(II) prelazi u Fe(III), koji se hidrolizom taloži u obliku Fe(OH)3. I Fe(II) i Fe(III) imaju tendenciju da formiraju hidrokso komplekse ovog tipa +, 4+, +, 3+, - i drugi koji koegzistiraju u rastvoru u različitim koncentracijama u zavisnosti od pH i generalno određuju stanje gvožđe-hidroksil sistema. Glavni oblik pojave Fe(III) u površinskim vodama su njegovi kompleksni spojevi s otopljenim neorganskim i organskim jedinjenjima, uglavnom humusnim tvarima. Pri pH = 8,0 glavni oblik je Fe(OH)3, a najmanje je proučavan koloidni oblik gvožđa, to je hidrat gvožđa oksid Fe(OH)3 i kompleksi sa organskim supstancama.

Sadržaj željeza u površinskim vodama kopna je desetine miligrama, u blizini močvara - nekoliko miligrama. Povećan sadržaj željeza uočen je u močvarnim vodama, u kojima se nalazi u obliku kompleksa sa solima huminskih kiselina - humatima. Najveće koncentracije željeza (do nekoliko desetina i stotina miligrama po 1 dm3) uočene su u podzemnim vodama sa niskim pH vrijednostima.

Kao biološki aktivan element, željezo u određenoj mjeri utiče na intenzitet razvoja fitoplanktona i kvalitativni sastav mikroflore u rezervoaru.

Koncentracije gvožđa su podložne izrazitim sezonskim fluktuacijama. Obično, u vodnim tijelima visoke biološke produktivnosti, u periodu ljetne i zimske stagnacije, primjetno je povećanje koncentracije željeza u donjim slojevima vode. Jesenje-proljetno miješanje vodenih masa (homotermija) praćeno je oksidacijom Fe(II) u Fe(III) i taloženjem potonjeg u obliku Fe(OH)3.

U prirodne vode ulazi prilikom ispiranja tla, polimetalnih i bakrenih ruda, kao rezultat razgradnje vodenih organizama sposobnih da ga akumuliraju. Jedinjenja kadmijuma se u površinske vode unose otpadnim vodama iz olovno-cinkanih fabrika, prerađivača rude, brojnih hemijskih preduzeća (proizvodnja sumporne kiseline), galvanske proizvodnje, a takođe i sa rudničkim vodama. Do smanjenja koncentracije otopljenih spojeva kadmija dolazi zbog procesa sorpcije, taloženja kadmijum hidroksida i karbonata i njihove potrošnje vodenim organizmima.

Otopljeni oblici kadmijuma u prirodnim vodama su uglavnom mineralni i organo-mineralni kompleksi. Glavni suspendovani oblik kadmijuma su njegova adsorbovana jedinjenja. Značajan dio kadmijuma može migrirati unutar ćelija vodenih organizama.

U riječnim nekontaminiranim i slabo zagađenim vodama kadmij se nalazi u submikrogramskim koncentracijama, a u zagađenim i otpadnim vodama koncentracija kadmijuma može doseći desetine mikrograma po 1 dm3.

Jedinjenja kadmija igraju važnu ulogu u životu životinja i ljudi. Toksičan je u visokim koncentracijama, posebno u kombinaciji s drugim toksičnim tvarima.

MPCv je 0,001 mg/dm3, MPCvr je 0,0005 mg/dm3 (ograničavajući znak štetnosti je toksikološki).

Jedinjenja kobalta ulaze u prirodne vode kao rezultat njihovog ispiranja iz bakrenog pirita i drugih ruda, iz tla tokom razgradnje organizama i biljaka, kao i sa otpadnim vodama iz metalurških, metaloprerađivačkih i hemijskih postrojenja. Neke količine kobalta dolaze iz tla kao rezultat razgradnje biljnih i životinjskih organizama.

Jedinjenja kobalta u prirodnim vodama su u otopljenom i suspendiranom stanju, čiji je kvantitativni odnos određen hemijskim sastavom vode, temperaturom i pH vrijednostima. Otopljeni oblici su uglavnom predstavljeni kompleksnim jedinjenjima, uklj. sa organskom materijom u prirodnim vodama. Dvovalentna jedinjenja kobalta najkarakterističnija su za površinske vode. U prisustvu oksidatora, trovalentni kobalt može postojati u značajnim koncentracijama.

Kobalt je jedan od biološki aktivnih elemenata i uvijek se nalazi u tijelu životinja i biljaka. Nedovoljan sadržaj kobalta u biljkama povezan je s njegovim nedovoljnim sadržajem u tlu, što doprinosi razvoju anemije kod životinja (tajga-šumska nečernozemska zona). Kao dio vitamina B12, kobalt vrlo aktivno djeluje na unos dušičnih tvari, povećanje sadržaja hlorofila i askorbinske kiseline, aktivira biosintezu i povećava sadržaj proteinskog dušika u biljkama. Međutim, povišene koncentracije jedinjenja kobalta su toksične.

U nezagađenim i slabo zagađenim riječnim vodama njegov sadržaj varira od desetinki do hiljaditih dijela miligrama po 1 dm3, prosječni sadržaj u morskoj vodi je 0,5 µg/dm3. MPCv je 0,1 mg/dm3, MPCv je 0,01 mg/dm3.

Mangan

Mangan ulazi u površinske vode kao rezultat ispiranja feromanganskih ruda i drugih minerala koji sadrže mangan (pirolusit, psilomelan, braunit, manganit, crni oker). Značajne količine mangana nastaju razgradnjom vodenih životinja i biljnih organizama, posebno plavo-zelenih, dijatomeja i viših vodenih biljaka. Jedinjenja mangana se ispuštaju u rezervoare sa otpadnim vodama iz postrojenja za preradu mangana, metalurških postrojenja, preduzeća hemijske industrije i rudničke vode.

Smanjenje koncentracije jona mangana u prirodnim vodama nastaje kao rezultat oksidacije Mn(II) u MnO2 i druge visokovalentne okside koji se talože. Glavni parametri koji određuju reakciju oksidacije su koncentracija otopljenog kisika, pH vrijednost i temperatura. Koncentracija otopljenih spojeva mangana opada zbog njihovog korištenja algama.

Glavni oblik migracije jedinjenja mangana u površinskim vodama su suspenzije, čiji je sastav određen sastavom stijena koje dreniraju vode, kao i koloidnim hidroksidom teških metala i sorbiranim jedinjenjima mangana. Od suštinskog značaja u migraciji mangana u rastvorenim i koloidnim oblicima su organske supstance i procesi kompleksnog formiranja mangana sa neorganskim i organskim ligandima. Mn(II) formira rastvorljive komplekse sa bikarbonatima i sulfatima. Kompleksi mangana sa hloridnim jonom su rijetki. Kompleksna jedinjenja Mn(II) sa organskim supstancama su obično manje stabilna nego sa drugim prelaznim metalima. To uključuje spojeve s aminima, organskim kiselinama, aminokiselinama i huminskim tvarima. Mn(III) u visokim koncentracijama može biti u otopljenom stanju samo u prisustvu jakih kompleksnih agenasa; Mn(YII) se ne pojavljuje u prirodnim vodama.

U riječnim vodama sadržaj mangana se obično kreće od 1 do 160 µg/dm3, prosječni sadržaj u morskim vodama je 2 µg/dm3, u podzemnim vodama - n.102 - n.103 µg/dm3.

Koncentracija mangana u površinskim vodama podložna je sezonskim fluktuacijama.

Faktori koji određuju promjene u koncentracijama mangana su odnos površinskog i podzemnog oticanja, intenzitet njegove potrošnje tokom fotosinteze, razgradnja fitoplanktona, mikroorganizama i više vodene vegetacije, kao i procesi njegovog taloženja na dnu vodnih tijela.

Uloga mangana u životu viših biljaka i algi u vodnim tijelima je vrlo velika. Mangan doprinosi iskorišćavanju CO2 od strane biljaka, što povećava intenzitet fotosinteze, učestvuje u procesima redukcije nitrata i asimilacije dušika od strane biljaka. Mangan podstiče prelazak aktivnog Fe(II) u Fe(III), koji štiti ćeliju od trovanja, ubrzava rast organizama itd. Važna ekološka i fiziološka uloga mangana zahtijeva proučavanje i distribuciju mangana u prirodnim vodama.

Za vodna tijela za sanitarnu upotrebu, MPCv (prema jonu mangana) postavljena je na 0,1 mg/dm3.

Ispod su karte distribucije prosječnih koncentracija metala: mangana, bakra, nikla i olova, izgrađene prema opservacijskim podacima za 1989-1993. u 123 grada. Pretpostavlja se da je upotreba novijih podataka neprikladna, jer su zbog smanjenja proizvodnje značajno smanjene koncentracije suspendiranih čvrstih tvari, a samim tim i metala.

Utjecaj na zdravlje. Mnogi metali su sastavni dio prašine i imaju značajan utjecaj na zdravlje.

Mangan ulazi u atmosferu iz emisija iz preduzeća crne metalurgije (60% svih emisija mangana), mašinstva i obrade metala (23%), obojene metalurgije (9%), brojnih malih izvora, na primjer, iz zavarivanja.

Visoke koncentracije mangana dovode do pojave neurotoksičnih efekata, progresivnog oštećenja centralnog nervnog sistema, upale pluća.
Najveće koncentracije mangana (0,57 - 0,66 µg/m3) uočene su u velikim metalurškim centrima: u Lipecku i Čerepovcu, kao iu Magadanu. Većina gradova sa visokom koncentracijom Mn (0,23 - 0,69 µg/m3) koncentrisana je na poluostrvu Kola: Zapolarny, Kandalaksha, Monchegorsk, Olenegorsk (vidi kartu).

Za 1991 - 1994 Emisije mangana iz industrijskih izvora smanjene su za 62%, prosječne koncentracije - za 48%.

Bakar je jedan od najvažnijih elemenata u tragovima. Fiziološka aktivnost bakra povezana je uglavnom s njegovim uključivanjem u sastav aktivnih centara redoks enzima. Nedovoljan sadržaj bakra u zemljištu negativno utiče na sintezu proteina, masti i vitamina i doprinosi neplodnosti biljnih organizama. Bakar je uključen u proces fotosinteze i utiče na apsorpciju dušika od strane biljaka. Istovremeno, prekomjerne koncentracije bakra štetno djeluju na biljne i životinjske organizme.

Cu(II) spojevi su najčešći u prirodnim vodama. Od jedinjenja Cu(I) najčešći su Cu2O, Cu2S i CuCl, koji su slabo rastvorljivi u vodi. U prisustvu liganada u vodenom mediju, uz ravnotežu disocijacije hidroksida, potrebno je voditi računa o stvaranju različitih kompleksnih oblika koji su u ravnoteži sa metalnim vodenim ionima.

Glavni izvor bakra koji ulazi u prirodne vode su otpadne vode iz hemijske i metalurške industrije, vode iz rudnika i aldehidni reagensi koji se koriste za uništavanje algi. Bakar se može formirati kao rezultat korozije bakarnih cijevi i drugih struktura koje se koriste u vodovodnim sistemima. U podzemnim vodama sadržaj bakra je rezultat interakcije vode sa stijenama koje ga sadrže (halkopirit, halkocit, kovelit, bornit, malahit, azurit, krizakola, brotantin).

Maksimalno dozvoljena koncentracija bakra u vodi akumulacija za sanitarne i domaćinske vode je 0,1 mg/dm3 (granični znak štetnosti je opšta sanitarna), u vodi akumulacija za ribarstvo je 0,001 mg/dm3.

Grad

Norilsk

Monchegorsk

Krasnouralsk

Kolchugino

Zapolarny

Emisije M (hiljadu tona/godišnje) bakarnog oksida i prosječne godišnje koncentracije q (µg/m3) bakra.

Bakar ulazi u zrak s emisijama iz metalurške industrije. U emisijama čestica, sadržan je uglavnom u obliku jedinjenja, uglavnom bakrenog oksida.

Preduzeća obojene metalurgije čine 98,7% svih antropogenih emisija ovog metala, od čega 71% vrše preduzeća koncerna Norilsk Nickel locirana u Zapoljarnom i Nikelu, Mončegorsku i Norilsku, a prenosi se oko 25% emisija bakra. vani u Revdi, Krasnouralsku, Kolčuginu i drugima.

Visoke koncentracije bakra dovode do intoksikacije, anemije i hepatitisa.

Kao što se može vidjeti iz karte, najveće koncentracije bakra zabilježene su u gradovima Lipeck i Rudnaya Pristan. Koncentracije bakra su takođe povećane u gradovima na poluostrvu Kola, u Zapoljarnom, Mončegorsku, Nikelu, Olenegorsku, kao iu Norilsku.

Emisije bakra iz industrijskih izvora smanjene su za 34%, prosječne koncentracije - za 42%.

molibden

Jedinjenja molibdena ulaze u površinske vode kao rezultat njihovog ispiranja iz egzogenih minerala koji sadrže molibden. Molibden također ulazi u vodna tijela sa otpadnim vodama iz prerađivačkih postrojenja i preduzeća obojene metalurgije. Smanjenje koncentracije molibdenovih jedinjenja nastaje kao rezultat taloženja teško rastvorljivih jedinjenja, procesa adsorpcije mineralnim suspenzijama i potrošnje biljnih vodenih organizama.

Molibden se u površinskim vodama uglavnom nalazi u obliku MoO42-. Velika je vjerovatnoća da postoji u obliku organomineralnih kompleksa. Mogućnost određenog nakupljanja u koloidnom stanju proizlazi iz činjenice da su produkti oksidacije molibdenita rastresite fino dispergirane tvari.

U riječnim vodama molibden se nalazi u koncentracijama od 2,1 do 10,6 µg/dm3. Morska voda sadrži u prosjeku 10 µg/dm3 molibdena.

U malim količinama molibden je neophodan za normalan razvoj biljnih i životinjskih organizama. Molibden je dio enzima ksantin oksidaze. Uz nedostatak molibdena, enzim se stvara u nedovoljnim količinama, što uzrokuje negativne reakcije u tijelu. U visokim koncentracijama molibden je štetan. Sa viškom molibdena, metabolizam je poremećen.

Maksimalna dozvoljena koncentracija molibdena u vodnim tijelima za sanitarnu upotrebu je 0,25 mg/dm3.

Arsen ulazi u prirodne vode iz mineralnih izvora, područja mineralizacije arsena (arsenski pirit, realgar, orpiment), kao i iz zona oksidacije stijena polimetalnog, bakarno-kobaltnog i volframovog tipa. Određena količina arsena dolazi iz tla, kao i razgradnjom biljnih i životinjskih organizama. Potrošnja arsena od strane vodenih organizama jedan je od razloga smanjenja njegove koncentracije u vodi, što se najjasnije ispoljava u periodu intenzivnog razvoja planktona.

Značajne količine arsena ulaze u vodna tijela sa otpadnim vodama iz postrojenja za preradu, otpadom iz proizvodnje boja, kožara i fabrika pesticida, kao i sa poljoprivrednih površina na kojima se koriste pesticidi.

U prirodnim vodama jedinjenja arsena su u rastvorenom i suspendovanom stanju, odnos između kojih je određen hemijskim sastavom vode i pH vrednostima. U otopljenom obliku, arsen se javlja u tro- i petovalentnim oblicima, uglavnom kao anjoni.

U nezagađenim riječnim vodama, arsen se obično nalazi u mikrogramskim koncentracijama. U mineralnim vodama njegova koncentracija može dostići i nekoliko miligrama po 1 dm3, u morskim vodama sadrži u prosjeku 3 µg/dm3, u podzemnim vodama se javlja u koncentracijama od n.105 µg/dm3. Jedinjenja arsena u visokim koncentracijama su toksična za organizam životinja i ljudi: inhibiraju oksidativne procese, inhibiraju dotok kisika u organe i tkiva.

MPCv za arsen je 0,05 mg/dm3 (granični pokazatelj štetnosti je sanitarno-toksikološki), a MPCv je 0,05 mg/dm3.

Prisustvo nikla u prirodnim vodama je zbog sastava stijena kroz koje voda prolazi: nalazi se na mjestima naslaga sulfidnih ruda bakra-nikla i ruda željezo-nikl. U vodu ulazi iz tla i iz biljnih i životinjskih organizama tokom njihovog propadanja. U plavo-zelenim algama utvrđen je povećan sadržaj nikla u odnosu na druge vrste algi. Jedinjenja nikla također ulaze u vodna tijela sa otpadnim vodama iz niklovanih radnji, pogona sintetičkog kaučuka i postrojenja za obogaćivanje nikla. Ogromne emisije nikla prate sagorevanje fosilnih goriva.

Njegova koncentracija se može smanjiti kao rezultat taloženja spojeva kao što su cijanidi, sulfidi, karbonati ili hidroksidi (s povećanjem pH vrijednosti), zbog njegove potrošnje u vodenim organizmima i procesa adsorpcije.

U površinskim vodama, jedinjenja nikla su u otopljenom, suspendovanom i koloidnom stanju, čiji kvantitativni odnos zavisi od sastava vode, temperature i pH vrednosti. Sorbenti spojeva nikla mogu biti željezni hidroksid, organske tvari, visoko dispergirani kalcijum karbonat, gline. Otopljeni oblici su uglavnom kompleksni joni, najčešće sa aminokiselinama, huminskim i fulvo kiselinama, a takođe iu obliku jakog kompleksa cijanida. Jedinjenja nikla su najzastupljenija u prirodnim vodama, u kojima je u oksidacionom stanju +2. Ni3+ jedinjenja se obično formiraju u alkalnoj sredini.

Jedinjenja nikla igraju važnu ulogu u hematopoetskim procesima, budući da su katalizatori. Njegov povećani sadržaj ima specifičan učinak na kardiovaskularni sistem. Nikl je jedan od kancerogenih elemenata. Može uzrokovati respiratorne bolesti. Vjeruje se da su slobodni ioni nikla (Ni2+) oko 2 puta toksičniji od njegovih kompleksnih spojeva.

U nezagađenim i slabo zagađenim riječnim vodama koncentracija nikla se obično kreće od 0,8 do 10 μg/dm3; u zagađenim je nekoliko desetina mikrograma po 1 dm3. Prosječna koncentracija nikla u morskoj vodi je 2 µg/dm3, u podzemnoj vodi n.103 µg/dm3. U podzemnim vodama koje ispiraju stijene koje sadrže nikl, koncentracija nikla se ponekad povećava i do 20 mg/dm3.

Nikl ulazi u atmosferu iz preduzeća obojene metalurgije, koja čine 97% svih emisija nikla, od kojih 89% dolazi iz preduzeća koncerna Norilsk Nickel koji se nalaze u Zapolarnom i Nikelu, Mončegorsku i Norilsku.

Povećan sadržaj nikla u životnoj sredini dovodi do pojave endemskih bolesti, karcinoma bronha. Jedinjenja nikla spadaju u 1. grupu kancerogena.
Mapa pokazuje nekoliko tačaka sa visokim prosječnim koncentracijama nikla na lokacijama koncerna Norilsk Nickel: Apatity, Kandalaksha, Monchegorsk, Olenegorsk.

Emisije nikla iz industrijskih preduzeća smanjene su za 28%, prosječne koncentracije - za 35%.

Emisije M (hiljadu tona/godišnje) i prosječne godišnje koncentracije q (µg/m3) nikla.

U prirodne vode ulazi kao rezultat ispiranja minerala koji sadrže kalaj (kasiterit, stanin), kao i sa otpadnim vodama iz raznih industrija (bojenje tkanina, sinteza organskih boja, proizvodnja legura sa dodatkom kalaja i dr.).

Toksični učinak kalaja je mali.

Kositar se nalazi u nezagađenim površinskim vodama u submikrogramskim koncentracijama. U podzemnim vodama njegova koncentracija doseže nekoliko mikrograma po 1 dm3. MPCv je 2 mg/dm3.

Jedinjenja žive mogu dospjeti u površinske vode kao rezultat ispiranja stijena u području ležišta žive (cinober, metacinabarit, živi kamen), u procesu razgradnje vodenih organizama koji akumuliraju živu. Značajne količine ulaze u vodna tijela sa otpadnim vodama iz preduzeća koja proizvode boje, pesticide, farmaceutske proizvode i neke eksplozive. Termoelektrane na ugalj ispuštaju značajne količine živinih jedinjenja u atmosferu, koja, kao rezultat vlažnih i suhih padavina, ulaze u vodena tijela.

Smanjenje koncentracije otopljenih živinih jedinjenja nastaje kao rezultat njihove ekstrakcije od strane mnogih morskih i slatkovodnih organizama, koji imaju sposobnost da je akumuliraju u koncentracijama višestruko većim od sadržaja u vodi, kao i procesa adsorpcije suspendovanih čvrstih tvari i donji sedimenti.

U površinskim vodama jedinjenja žive su u otopljenom i suspendovanom stanju. Odnos između njih zavisi od hemijskog sastava vode i pH vrednosti. Suspendirana živa je sorbirana živina jedinjenja. Otopljeni oblici su nedisocirani molekuli, složena organska i mineralna jedinjenja. U vodi vodnih tijela, živa može biti u obliku jedinjenja metil žive.

Jedinjenja žive su veoma toksična, utiču na ljudski nervni sistem, izazivaju promene na sluzokoži, poremećenu motoričku funkciju i lučenje gastrointestinalnog trakta, promene u krvi itd. Procesi metilacije bakterija imaju za cilj stvaranje jedinjenja metil žive, koja su mnogo puta toksičnije od mineralnih soli žive. Jedinjenja metil žive se akumuliraju u ribama i mogu ući u ljudsko tijelo.

MPCv žive je 0,0005 mg/dm3 (granični znak štetnosti je sanitarno-toksikološki), MPCv je 0,0001 mg/dm3.

Prirodni izvori olova u površinskim vodama su procesi rastvaranja endogenih (galenit) i egzogenih (angezit, cerusit itd.) minerala. Značajno povećanje sadržaja olova u okolišu (uključujući i površinske vode) povezano je sa sagorijevanjem uglja, upotrebom tetraetil olova kao antidetonatora u motornom gorivu, sa uklanjanjem u vodna tijela sa otpadnim vodama iz postrojenja za preradu rude. , neka metalurška postrojenja, hemijska industrija, rudnici itd. Značajni faktori za smanjenje koncentracije olova u vodi su njegova adsorpcija suspendovanim čvrstim materijama i taloženje sa njima u sedimente dna. Između ostalih metala, olovo se ekstrahuje i akumulira hidrobiontima.

Olovo se nalazi u prirodnim vodama u otopljenom i suspendiranom (sorbiranom) stanju. U otopljenom obliku javlja se u obliku mineralnih i organomineralnih kompleksa, kao i prostih jona, u nerastvorljivom obliku - uglavnom u obliku sulfida, sulfata i karbonata.

U riječnim vodama koncentracija olova se kreće od desetina do jedinica mikrograma po 1 dm3. Čak iu vodi vodnih tijela u blizini područja polimetalnih ruda, njegova koncentracija rijetko doseže desetine miligrama po 1 dm3. Samo u hloridnim termalnim vodama koncentracija olova ponekad dostiže i nekoliko miligrama po 1 dm3.

Ograničavajući pokazatelj štetnosti olova je sanitarno-toksikološki. MPCv olova je 0,03 mg/dm3, MPCv je 0,1 mg/dm3.

Olovo se nalazi u emisijama metalurških, metaloprerađivačkih, elektrotehničkih, petrohemijskih i autotransportnih preduzeća.

Utjecaj olova na zdravlje nastaje udisanjem zraka koji sadrži olovo, te unošenjem olova hranom, vodom i česticama prašine. Olovo se nakuplja u tijelu, u kostima i površinskim tkivima. Olovo utiče na bubrege, jetru, nervni sistem i krvotvorne organe. Starije osobe i djeca su posebno osjetljivi čak i na male doze olova.

Emisije M (hiljadu tona/godišnje) i prosječne godišnje koncentracije q (µg/m3) olova.

U sedam godina, emisije olova iz industrijskih izvora su se smanjile za 60% zbog smanjenja proizvodnje i zatvaranja mnogih preduzeća. Oštar pad industrijskih emisija nije praćen smanjenjem emisija iz vozila. Prosječne koncentracije olova smanjene su za samo 41%. Razlika u stopama smanjenja emisija i koncentracijama olova može se objasniti potcjenjivanjem emisija iz vozila u prethodnim godinama; Trenutno je povećan broj automobila i intenzitet njihovog kretanja.

Tetraetil olovo

U prirodne vode ulazi zbog upotrebe kao antidetonatora u motornom gorivu vodenih vozila, kao i sa površinskim oticanjem iz urbanih sredina.

Ovu tvar karakterizira visoka toksičnost, ima kumulativna svojstva.

Izvori srebra koji ulazi u površinske vode su podzemne i otpadne vode iz rudnika, postrojenja za preradu i fotografskih preduzeća. Povećani sadržaj srebra povezan je s upotrebom baktericidnih i algicidnih preparata.

U otpadnim vodama srebro može biti prisutno u otopljenom i suspendiranom obliku, uglavnom u obliku halogenih soli.

U nezagađenim površinskim vodama srebro se nalazi u submikrogramskim koncentracijama. U podzemnim vodama koncentracija srebra varira od nekoliko do desetina mikrograma po 1 dm3, u morskoj vodi - u prosjeku 0,3 µg/dm3.

Srebrni joni su sposobni uništiti bakterije i sterilizirati vodu čak iu malim koncentracijama (donja granica baktericidnog djelovanja jona srebra je 2,10-11 mol/dm3). Uloga srebra u organizmu životinja i ljudi nije dovoljno proučavana.

MPCv srebra je 0,05 mg/dm3.

Antimon ulazi u površinske vode ispiranjem minerala antimona (stibnit, senarmontit, valentinit, servingit, stibiokanit) i otpadnim vodama preduzeća za proizvodnju gume, stakla, bojenja i šibica.

U prirodnim vodama jedinjenja antimona su u rastvorenom i suspendovanom stanju. U redoks uslovima karakterističnim za površinske vode, može postojati i trovalentni i petovalentni antimon.

U nezagađenim površinskim vodama antimon se nalazi u submikrogramskim koncentracijama, u morskoj vodi njegova koncentracija dostiže 0,5 µg/dm3, u podzemnim vodama - 10 µg/dm3. MPCv antimona je 0,05 mg/dm3 (granični pokazatelj štetnosti je sanitarno-toksikološki), MPCv je 0,01 mg/dm3.

Tri- i heksavalentna jedinjenja hroma ulaze u površinske vode kao rezultat ispiranja iz stijena (kromit, krokoit, uvarovit itd.). Neke količine nastaju razgradnjom organizama i biljaka, iz tla. Značajne količine mogu ući u vodna tijela sa otpadnim vodama iz galvanskih radionica, farbara tekstilnih preduzeća, kožara i hemijske industrije. Smanjenje koncentracije iona hroma može se uočiti kao rezultat njihove potrošnje vodenim organizmima i procesa adsorpcije.

U površinskim vodama jedinjenja hroma su u otopljenom i suspendovanom stanju, čiji odnos zavisi od sastava vode, temperature, pH rastvora. Suspendirana jedinjenja hroma su uglavnom sorbovana jedinjenja hroma. Sorbenti mogu biti gline, gvožđe hidroksid, visoko dispergovani taložni kalcijum karbonat, biljni i životinjski ostaci. U otopljenom obliku, hrom može biti u obliku hromata i bihromata. U aerobnim uslovima, Cr(VI) se transformiše u Cr(III), čije se soli u neutralnim i alkalnim sredinama hidroliziraju uz oslobađanje hidroksida.

U nezagađenim i slabo zagađenim riječnim vodama sadržaj hroma kreće se od nekoliko desetina mikrograma po litri do nekoliko mikrograma po litri, u zagađenim vodnim tijelima dostiže nekoliko desetina i stotina mikrograma po litri. Prosječna koncentracija u morskim vodama je 0,05 µg/dm3, u podzemnim vodama - obično unutar n.10 - n.102 µg/dm3.

Cr(VI) i Cr(III) jedinjenja u povećanim količinama imaju kancerogena svojstva. Cr(VI) jedinjenja su opasnija.

U prirodne vode ulazi kao rezultat prirodnih procesa razaranja i rastvaranja stijena i minerala (sfalerit, cincit, goslarit, smithsonit, kalamin), kao i sa otpadnim vodama iz postrojenja za preradu rude i galvanskih radionica, proizvodnje pergamentnog papira, mineralnih boja. , viskozna vlakna i dr

U vodi postoji uglavnom u jonskom obliku ili u obliku njenih mineralnih i organskih kompleksa. Ponekad se javlja u nerastvorljivim oblicima: u obliku hidroksida, karbonata, sulfida itd.

U riječnim vodama koncentracija cinka obično se kreće od 3 do 120 µg/dm3, u morskim vodama - od 1,5 do 10 µg/dm3. Sadržaj u rudi, a posebno u rudničkim vodama sa niskim pH vrijednostima može biti značajan.

Cink je jedan od aktivnih elemenata u tragovima koji utiču na rast i normalan razvoj organizama. U isto vrijeme, mnoga jedinjenja cinka su toksična, prvenstveno njegovi sulfati i hloridi.

MPCv Zn2+ je 1 mg/dm3 (granični pokazatelj štetnosti – organoleptički), MPCvr Zn2+ – 0,01 mg/dm3 (granični znak štetnosti – toksikološki).

Teški metali su već na drugom mjestu po opasnosti, popuštajući pesticidima i daleko ispred poznatih zagađivača kao što su ugljični dioksid i sumpor, ali bi u prognozi trebali postati najopasniji, opasniji od otpada iz nuklearnih elektrana i čvrstih tvari. otpad. Zagađenje teškim metalima povezano je sa njihovom širokom primjenom u industrijskoj proizvodnji, uz slabe sisteme čišćenja, uslijed čega teški metali ulaze u okoliš, uključujući tlo, zagađuju ga i truju.

Teški metali su među prioritetnim zagađivačima čiji je monitoring obavezan u svim sredinama. U raznim naučnim i primenjenim radovima, autori tumače značenje pojma "teški metali" na različite načine. U nekim slučajevima, definicija teških metala uključuje elemente koji su krti (na primjer, bizmut) ili metaloide (na primjer, arsen).

Tlo je glavni medij u koji teški metali ulaze, uključujući iz atmosfere i vodenog okoliša. Također služi i kao izvor sekundarnog zagađenja površinskog zraka i voda koje iz njega ulaze u Svjetski okean. Biljke asimiliraju teške metale iz tla, koji potom ulaze u hranu više organiziranih životinja.
nastavak
--PAGE_BREAK-- 3.3. intoksikacija olovom
Trenutno olovo zauzima prvo mjesto među uzročnicima industrijskog trovanja. To je zbog njegove široke primjene u raznim industrijama. Radnici olovne rude izloženi su olovu u topionicama olova, u proizvodnji baterija, u lemljenju, u štamparijama, u proizvodnji proizvoda od kristalnog stakla ili keramike, olovnog benzina, olovnih boja itd. Zagađenje atmosferskog vazduha, tla i voda u blizini ovakvih industrija, kao i u blizini većih autoputeva, stvara opasnost od trovanja olovom stanovništva koje živi na ovim prostorima, a prije svega djece, koja su osjetljivija na djelovanje teških metala.
Sa žaljenjem treba napomenuti da u Rusiji ne postoji državna politika o pravnom, regulatornom i ekonomskom regulisanju uticaja olova na životnu sredinu i javno zdravlje, o smanjenju emisije (ispuštanja, otpada) olova i njegovih jedinjenja u životnu sredinu. , te o potpunom prestanku proizvodnje benzina koji sadrži olovo.

Zbog izuzetno nezadovoljavajućeg obrazovnog rada na objašnjavanju stanovništvu stepena opasnosti od izlaganja teškim metalima za ljudski organizam, u Rusiji se broj kontingenata sa profesionalnim kontaktom sa olovom ne smanjuje, već se postepeno povećava. Slučajevi hronične intoksikacije olovom zabilježeni su u 14 industrija u Rusiji. Vodeće industrijske grane su elektroindustrija (proizvodnja baterija), instrumentacija, štamparija i obojena metalurgija, u kojima je intoksikacija uzrokovana prekoračenjem maksimalno dozvoljene koncentracije (MAK) olova u vazduhu radnog prostora za 20 ili više puta.

Značajan izvor olova su izduvni gasovi automobila, jer polovina Rusije još uvijek koristi olovni benzin. Međutim, metalurške fabrike, posebno topionice bakra, ostaju glavni izvor zagađenja životne sredine. A tu su i vođe. Na teritoriji Sverdlovske oblasti postoje 3 najveća izvora emisije olova u zemlji: u gradovima Krasnouralsk, Kirovograd i Revda.

Dimnjaci Krasnouralske topionice bakra, sagrađene još u godinama staljinističke industrijalizacije i sa opremom iz 1932. godine, godišnje izbacuju 150-170 tona olova u grad od 34.000 stanovnika, pokrivajući sve olovnom prašinom.

Koncentracija olova u tlu Krasnouralska varira od 42,9 do 790,8 mg/kg sa maksimalno dozvoljenom koncentracijom MPC = 130 mikrona/kg. Uzorci vode u vodovodu susjednog sela. Oktjabrski, koji se hrani iz podzemnog izvora vode, zabilježio je višak MPC do dva puta.

Zagađenje olovom ima uticaj na zdravlje ljudi. Izloženost olovu remeti ženski i muški reproduktivni sistem. Za žene u trudnoći i fertilnoj dobi, povišeni nivoi olova u krvi predstavljaju posebnu opasnost, jer olovo remeti menstrualnu funkciju, češće dolazi do prijevremenih porođaja, pobačaja i smrti ploda zbog prodiranja olova kroz placentnu barijeru. Novorođenčad ima visoku stopu smrtnosti.

Trovanje olovom je izuzetno opasno za malu djecu - utiče na razvoj mozga i nervnog sistema. Testiranjem 165 djece iz Krasnouralska od 4 godine starosti utvrđena je značajna mentalna retardacija kod 75,7%, a 6,8% ispitane djece ima mentalnu retardaciju, uključujući mentalnu retardaciju.

Djeca predškolskog uzrasta su najosjetljivija na štetno djelovanje olova jer je njihov nervni sistem još u fazi razvoja. Čak i pri malim dozama, trovanje olovom uzrokuje smanjenje intelektualnog razvoja, pažnje i sposobnosti koncentracije, zaostajanje u čitanju, dovodi do razvoja agresivnosti, hiperaktivnosti i drugih problema u ponašanju djeteta. Ove razvojne abnormalnosti mogu biti dugotrajne i nepovratne. Niska porođajna težina, zaostajanje u razvoju i gubitak sluha također su posljedica trovanja olovom. Visoke doze intoksikacije dovode do mentalne retardacije, kome, konvulzija i smrti.

Bijela knjiga koju su objavili ruski stručnjaci izvještava da zagađenje olovom pokriva cijelu zemlju i da je jedna od mnogih ekoloških katastrofa u bivšem Sovjetskom Savezu koje su izašle na vidjelo posljednjih godina. Veći dio teritorije Rusije doživljava opterećenje od padavina olova koje premašuje kritičnu vrijednost za normalno funkcioniranje ekosistema. U desetinama gradova postoji višak koncentracija olova u zraku i tlu iznad vrijednosti koje odgovaraju MPC.

Najveći nivo zagađenja vazduha olovom, koji premašuje MPC, primećen je u gradovima Komsomolsk na Amuru, Tobolsk, Tjumenj, Karabaš, Vladimir, Vladivostok.

Maksimalna opterećenja taloženjem olova koja dovode do degradacije kopnenih ekosistema primećena su u oblastima Moskve, Vladimira, Nižnjeg Novgoroda, Rjazanja, Tule, Rostova i Lenjingrada.

Stacionarni izvori su odgovorni za ispuštanje više od 50 tona olova u obliku različitih jedinjenja u vodena tijela. Istovremeno, 7 fabrika baterija godišnje kroz kanalizacioni sistem izbaci 35 tona olova. Analiza distribucije ispuštanja olova u vodna tijela na teritoriji Rusije pokazuje da su regije Lenjingrad, Yaroslavl, Perm, Samara, Penza i Oryol lideri u ovoj vrsti opterećenja.

Zemlji su potrebne hitne mjere za smanjenje zagađenja olovom, ali do sada ruska ekonomska kriza zasjenjuje ekološke probleme. U dugotrajnoj industrijskoj depresiji, Rusiji nedostaju sredstva za čišćenje prethodnog zagađenja, ali ako se privreda počne oporavljati i fabrike se vrate na posao, zagađenje bi se moglo samo pogoršati.
10 najzagađenijih gradova bivšeg SSSR-a

(Metali su navedeni u opadajućem redoslijedu prema nivou prioriteta za dati grad)

4. Higijena tla. Odlaganje otpada.
Tlo u gradovima i drugim naseljima i njihovoj okolini odavno se razlikuje od prirodnog, biološki vrijednog tla, koje igra važnu ulogu u održavanju ekološke ravnoteže. Tlo u gradovima podložno je istim štetnim uticajima kao i urbani vazduh i hidrosfera, pa se njegova značajna degradacija dešava svuda. Higijeni tla se ne pridaje dovoljna pažnja, iako je njen značaj kao jedne od glavnih komponenti biosfere (vazduh, voda, tlo) i biološkog faktora životne sredine još značajniji od vode, budući da je količina potonjeg (pre svega kvaliteta podzemne vode) određena je stanjem tla, te je ove faktore nemoguće odvojiti jedan od drugog. Zemljište ima sposobnost biološkog samopročišćavanja: u tlu dolazi do cijepanja otpada koji je u njega pao i do njihove mineralizacije; na kraju, tlo nadoknađuje izgubljene minerale na njihov račun.

Ako se kao rezultat preopterećenja tla izgubi bilo koja od komponenti njegovog mineralizacijskog kapaciteta, to će neminovno dovesti do narušavanja mehanizma samopročišćavanja i potpune degradacije tla. I, naprotiv, stvaranje optimalnih uslova za samopročišćavanje tla doprinosi očuvanju ekološke ravnoteže i uslova za postojanje svih živih organizama, uključujući i ljude.

Dakle, problem neutralizacije otpada koji ima štetno biološko dejstvo nije ograničen samo na pitanje njihovog izvoza; to je složeniji higijenski problem, jer je tlo veza između vode, zraka i čovjeka.
4.1.
Uloga tla u metabolizmu

Biološki odnos između tla i čovjeka odvija se uglavnom putem metabolizma. Tlo je, takoreći, snabdjevač minerala neophodnih za metabolički ciklus, za rast biljaka koje konzumiraju ljudi i biljojedi, a jedu ih ljudi i mesožderi. Dakle, tlo daje hranu mnogim predstavnicima biljnog i životinjskog svijeta.

Posljedično, pogoršanje kvaliteta tla, smanjenje njegove biološke vrijednosti, njegove sposobnosti samočišćenja izaziva biološku lančanu reakciju, koja u slučaju dugotrajnog štetnog djelovanja može dovesti do raznih zdravstvenih poremećaja stanovništva. Osim toga, ako se procesi mineralizacije uspore, nitrati, dušik, fosfor, kalij, itd., nastali tokom raspadanja tvari, mogu ući u podzemne vode koje se koriste za piće i uzrokovati ozbiljne bolesti (npr. nitrati mogu uzrokovati methemoglobinemiju, prvenstveno kod dojenčadi) .

Potrošnja vode iz tla siromašnog jodom može uzrokovati endemsku strumu itd.
4.2.
Ekološki odnos između tla i vode i tečnog otpada (otpadne vode)

Čovjek iz tla izvlači vodu potrebnu za održavanje metaboličkih procesa i samog života. Kvalitet vode zavisi od stanja tla; uvijek odražava biološko stanje datog tla.

To se posebno odnosi na podzemne vode, čija je biološka vrijednost u suštini određena svojstvima tla i tla, sposobnošću potonjeg da se samopročišćava, filtracijskim kapacitetom, sastavom njene makroflore, mikrofaune itd.

Direktan utjecaj tla na površinske vode je već manje značajan, povezan je uglavnom s padavinama. Na primjer, nakon obilnih kiša, različiti zagađivači se ispiru iz tla u otvorena vodena tijela (rijeke, jezera), uključujući umjetna gnojiva (azot, fosfat), pesticide, herbicide; u područjima krša, napuknutih naslaga, zagađivači mogu prodrijeti kroz pukotine u duboke podzemne vode.

Neadekvatan tretman otpadnih voda također može uzrokovati štetne biološke efekte na tlo i na kraju dovesti do degradacije tla. Stoga je zaštita tla u naseljima jedan od osnovnih zahtjeva za zaštitu životne sredine uopšte.
4.3.
Granice opterećenja tla za čvrsti otpad (otpad iz domaćinstva i ulice, industrijski otpad, suhi mulj od sedimentacije kanalizacije, radioaktivne tvari, itd.)

Problem se pogoršava činjenicom da je, kao rezultat stvaranja sve više čvrstog otpada u gradovima, tlo u njihovoj blizini izloženo sve većem pritisku. Svojstva i sastav tla se pogoršavaju sve brže.

Od 64,3 miliona tona papira proizvedenih u SAD, 49,1 milion tona završi u otpadu (od toga 26 miliona tona snabdeva domaćinstvo, a 23,1 milion tona trgovačka mreža).

U vezi sa navedenim, odvoz i konačno odlaganje čvrstog otpada predstavlja veoma značajan, teže izvodljiv higijenski problem u kontekstu sve veće urbanizacije.

Moguće je konačno odlaganje čvrstog otpada u kontaminirano tlo. Međutim, zbog stalno sve slabijeg kapaciteta samočišćenja gradskog tla, nemoguće je konačno odlaganje otpada zakopanog u zemlju.

Čovjek bi mogao uspješno koristiti biohemijske procese koji se odvijaju u tlu, njegovu neutralizirajuću i dezinfekcionu sposobnost za neutralizaciju čvrstog otpada, ali je urbano tlo, kao rezultat vjekovnog stanovanja ljudi i aktivnosti u gradovima, odavno postalo neprikladno za ovu svrhu.

Poznati su mehanizmi samopročišćavanja, mineralizacije u tlu, uloga bakterija i enzima koji su u njima uključeni, kao i međuprodukti i konačni produkti razgradnje tvari. Trenutno su istraživanja usmjerena na identifikaciju faktora koji osiguravaju biološku ravnotežu prirodnog tla, kao i na razjašnjavanje pitanja koliko čvrstog otpada (i kakvog sastava) može dovesti do narušavanja biološke ravnoteže tla.
Količina kućnog otpada (smeća) po stanovniku nekih velikih gradova svijeta

Treba napomenuti da se higijensko stanje tla u gradovima kao posljedica njegovog preopterećenja ubrzano pogoršava, iako je sposobnost tla da se samopročišćava glavni higijenski zahtjev za održavanje biološke ravnoteže. Tlo u gradovima više nije u stanju da se nosi sa svojim zadatkom bez pomoći čovjeka. Jedini izlaz iz ove situacije je potpuna neutralizacija i uništavanje otpada u skladu sa higijenskim zahtjevima.

Stoga bi izgradnja javnih komunalnih objekata trebala biti usmjerena na očuvanje prirodne sposobnosti tla da se samopročišćava, a ako je ta sposobnost već postala nezadovoljavajuća, onda se mora vještački obnoviti.

Najnepovoljniji je toksični učinak industrijskog otpada, kako tekućeg tako i čvrstog. Sve veća količina takvog otpada ulazi u tlo, s kojim se ono ne može nositi. Tako je, na primjer, kontaminacija tla arsenom pronađena u blizini pogona za proizvodnju superfosfata (u krugu od 3 km). Kao što je poznato, neki pesticidi, kao što su organohlorna jedinjenja koja su ušla u tlo, ne raspadaju se dugo vremena.

Slična je situacija i sa nekim sintetičkim ambalažnim materijalima (polivinilhlorid, polietilen itd.).

Neki toksični spojevi prije ili kasnije dospijevaju u podzemne vode, zbog čega se ne samo što narušava biološka ravnoteža tla, već se i kvaliteta podzemne vode pogoršava do te mjere da se više ne može koristiti kao voda za piće.
Postotak količine osnovnih sintetičkih materijala sadržanih u kućnom otpadu (smeće)

*
Zajedno sa otpadom druge plastike koja se stvrdne pod dejstvom toplote.
Problem otpada danas je povećan i zbog toga što se dio otpada, uglavnom ljudski i životinjski izmet, koristi za đubrenje poljoprivrednog zemljišta [izmet sadrži značajnu količinu azota-0,4-0,5%, fosfora (P203)-0,2-0,6 %, kalijum (K? 0) -0,5-1,5%, ugljenik-5-15%. Ovaj problem grada proširio se i na gradske četvrti.
4.4.
Uloga tla u širenju raznih bolesti

Tlo igra ulogu u širenju zaraznih bolesti. O tome su još u prošlom vijeku izvijestili Petterkoffer (1882) i Fodor (1875), koji su uglavnom istakli ulogu tla u širenju crijevnih bolesti: kolere, tifusa, dizenterije itd. Također su skrenuli pažnju da neki bakterije i virusi ostaju održivi i virulentni u tlu mjesecima. Nakon toga, brojni autori su potvrdili svoja zapažanja, posebno u odnosu na urbano tlo. Na primjer, uzročnik kolere ostaje održiv i patogen u podzemnim vodama od 20 do 200 dana, uzročnik tifusne groznice u izmetu - od 30 do 100 dana, uzročnik paratifusa - od 30 do 60 dana. (U pogledu širenja zaraznih bolesti, gradsko tlo je mnogo opasnije od njivskog tla pognojenog stajnjakom.)

Za određivanje stepena kontaminacije tla, jedan broj autora koristi određivanje broja bakterija (E. coli), kao i za određivanje kvaliteta vode. Drugi autori smatraju da je svrsishodno odrediti i broj termofilnih bakterija uključenih u proces mineralizacije.

Širenje zaraznih bolesti kroz tlo uvelike je olakšano zalijevanjem zemljišta kanalizacijom. Istovremeno se pogoršavaju i mineralizacijska svojstva tla. Stoga zalivanje otpadnim vodama treba vršiti pod stalnim strogim sanitarnim nadzorom i to samo van urbanog područja.

4.5.
Štetno djelovanje glavnih vrsta zagađivača (čvrsti i tekući otpad) koji dovode do degradacije tla

4.5.1.
Neutralizacija tečnog otpada u tlu

U jednom broju naselja koja nemaju kanalizaciju, dio otpada, uključujući stajnjak, neutralizira se u tlu.

Kao što znate, ovo je najlakši način za neutralizaciju. Međutim, dopušteno je samo ako je riječ o biološki vrijednom tlu koje je zadržalo sposobnost samopročišćavanja, što nije tipično za urbana tla. Ako tlo više ne posjeduje ove kvalitete, onda su u cilju zaštite od dalje degradacije potrebni složeni tehnički objekti za neutralizaciju tečnog otpada.

Otpad se na više mjesta neutralizira u kompostnim jamama. Tehnički, ovo rješenje je težak zadatak. Osim toga, tekućine mogu prodrijeti u tlo na prilično velikim udaljenostima. Zadatak je dodatno kompliciran činjenicom da gradske otpadne vode sadrže sve veću količinu toksičnog industrijskog otpada koji degradira mineralizacijske osobine tla u još većoj mjeri nego ljudski i životinjski izmet. Stoga je u kompostne jame dozvoljeno odvoditi samo otpadne vode koje su prethodno taložene. U suprotnom se poremeti filtracijski kapacitet tla, tada tlo gubi svoja druga zaštitna svojstva, pore se postepeno začepljuju itd.

Upotreba ljudskog izmeta za navodnjavanje poljoprivrednih površina drugi je način neutralizacije tekućeg otpada. Ova metoda predstavlja dvostruku higijensku opasnost: prvo, može dovesti do preopterećenja tla; drugo, ovaj otpad može postati ozbiljan izvor infekcije. Stoga se izmet prvo mora dezinfikovati i podvrgnuti odgovarajućem tretmanu, a tek onda koristiti kao đubrivo. Ovdje postoje dvije suprotne tačke gledišta. Prema higijenskim zahtjevima, fekalije su podložne gotovo potpunom uništenju, a sa stanovišta nacionalne ekonomije predstavljaju vrijedno đubrivo. Svježi izmet se ne može koristiti za zalijevanje vrtova i njiva bez prethodnog dezinfekcije. Ako i dalje morate koristiti svježi izmet, tada im je potreban takav stupanj neutralizacije da gotovo da nemaju nikakvu vrijednost kao gnojivo.

Izmet se može koristiti kao đubrivo samo u posebno određenim prostorima - uz stalnu sanitarno-higijensku kontrolu, posebno na stanje podzemnih voda, broj muva itd.

Zahtjevi za odlaganje i odlaganje životinjskih fekalija u tlu se u principu ne razlikuju od zahtjeva za odlaganje ljudskih fekalija.

Do nedavno, stajnjak je bio značajan izvor vrijednih nutrijenata za poljoprivredu za poboljšanje plodnosti tla. Međutim, posljednjih godina stajnjak je izgubio na značaju dijelom zbog mehanizacije poljoprivrede, dijelom zbog sve veće upotrebe umjetnih gnojiva.

U nedostatku odgovarajućeg tretmana i odlaganja opasan je i stajnjak, kao i netretirani ljudski izmet. Stoga se stajnjak prije iznošenja na njive ostavlja da sazrije kako bi se za to vrijeme (na temperaturi od 60-70°C) u njemu odvijali potrebni biotermalni procesi. Nakon toga, gnoj se smatra "zrelim" i oslobođen većine patogena koji se u njemu nalaze (bakterije, jaja crva itd.).

Mora se imati na umu da skladišta stajnjaka mogu pružiti idealno mjesto za razmnožavanje muha koje potiču širenje raznih crijevnih infekcija. Treba napomenuti da muhe za reprodukciju najspremnije biraju svinjski, zatim konjski, ovčji i na kraju, ali ne i najmanje važno, kravlji. Prije izvoza stajnjaka na njive, mora se tretirati insekticidnim sredstvima.
nastavak
--PAGE_BREAK--