Metale ciężkie w glebie. Metale ciężkie to najbardziej niebezpieczne pierwiastki, które mogą zanieczyścić glebę

Zawartość metali ciężkich (HM) w glebach zależy, jak ustaliło wielu badaczy, od składu pierwotnych skał, których znaczna różnorodność wiąże się ze złożoną historią geologiczną rozwoju terytoriów. Skład chemiczny skał glebotwórczych, reprezentowanych przez produkty wietrzenia skał, jest z góry określony przez skład chemiczny pierwotnych skał i zależy od warunków transformacji hipergenowej.

W ostatnie dekady procesy migracji HM w środowisku naturalnym są intensywnie zaangażowane w działalność antropogeniczną człowieka.

Jedną z najważniejszych grup toksyn zanieczyszczających glebę są metale ciężkie. Należą do nich metale o gęstości powyżej 8 tys. kg/m 3 (oprócz szlachetnych i rzadkich): Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Hg, Co, Sb, Sn, Be. W pracach stosowanych Pt, Ag, W, Fe i Mn są często dodawane do listy metali ciężkich. prawie wszystkie metale ciężkie są toksyczne. Antropogeniczne rozproszenie tej grupy zanieczyszczeń (m.in. w postaci soli) w biosferze prowadzi do zatrucia lub groźby zatrucia żywych.

Przyporządkowanie metali ciężkich, które dostają się do gleby z emisji, odpadów, odpadów, do klas zagrożenia (zgodnie z GOST 17.4.1.02-83. Ochrona przyrody. Gleby) przedstawiono w tabeli. jeden.

Tabela 1. Klasyfikacja substancje chemiczne według klasy zagrożenia

Miedź- jest jednym z najważniejszych niezastąpionych pierwiastków niezbędnych organizmom żywym. U roślin aktywnie uczestniczy w procesach fotosyntezy, oddychania, odbudowy i wiązania azotu. Miedź wchodzi w skład szeregu enzymów oksydazowych - oksydazy cytochromowej, ceruloplazminy, dysmutazy ponadtlenkowej, oksydazy moczanowej i innych, i bierze udział w procesach biochemicznych jako integralna część enzymów, które przeprowadzają reakcje utleniania substratu tlenem cząsteczkowym.

Clark w skorupie ziemskiej 47 mg/kg. Pod względem chemicznym miedź jest metalem nieaktywnym. Podstawowym czynnikiem wpływającym na wartość zawartości Cu jest jego stężenie w skałach glebotwórczych. Spośród skał magmowych największą ilość pierwiastka gromadzą skały główne – bazalty (100-140 mg/kg) i andezyty (20-30 mg/kg). Gliny okrywowe i lessopodobne (20-40 mg/kg) są mniej bogate w miedź. Najniższą zawartość odnotowuje się w piaskowcach, wapieniach i granitach (5-15 mg/kg). Stężenie metali w glinach europejskiej części Rosji sięga 25 mg/kg, w glinach lessopodobnych – 18 mg/kg. Piaszczyste i piaszczyste skały glebotwórcze Górny Ałtaj gromadzą średnio 31 mg / kg miedzi, na południu zachodniej Syberii - 19 mg / kg.

W glebach miedź jest pierwiastkiem słabo migrującym, chociaż zawartość formy mobilnej jest dość wysoka. Ilość miedzi mobilnej zależy od wielu czynników: składu chemicznego i mineralogicznego skały macierzystej, pH roztworu glebowego, zawartości materii organicznej itp. Największa ilość miedzi w glebie związana jest z tlenkami żelaza, manganem , wodorotlenki żelaza i glinu, a zwłaszcza z wermikulitem montmorylonitem. Kwasy humusowy i fulwowy są zdolne do tworzenia trwałych kompleksów z miedzią. Przy pH 7-8 rozpuszczalność miedzi jest najniższa.

MPC dla miedzi w Rosji wynosi 55 mg/kg, APC dla gleb piaszczystych i piaszczysto-gliniastych wynosi 33 mg/kg.

Dane dotyczące toksyczności pierwiastka dla roślin są skąpe. Obecnie głównym problemem jest brak miedzi w glebie lub jej brak równowagi z kobaltem. Głównymi objawami niedoboru miedzi dla roślin są spowolnienie, a następnie zaprzestanie tworzenia narządów rozrodczych, pojawienie się drobnoziarnistego ziarna, kłosów o pustym ziarnie oraz zmniejszenie odporności na niekorzystne czynniki środowiskowe. Najbardziej wrażliwe na jego niedobór są pszenica, owies, jęczmień, lucerna, buraki czerwone, cebula i słonecznik.

Mangan Jest szeroko rozpowszechniony w glebie, ale występuje tam w mniejszych ilościach w porównaniu z żelazem. Mangan występuje w glebie w kilku postaciach. Jedyne formy dostępne dla roślin to wymienne i rozpuszczalne w wodzie formy manganu. Dostępność manganu glebowego spada wraz ze wzrostem pH (przy malejącej kwasowości gleby). Rzadko jednak dochodzi do zubożenia gleby w wyniku wymywania do takiego stopnia, że ​​nie ma wystarczającej ilości dostępnego manganu do odżywiania roślin.

W zależności od rodzaju gleby zawartość manganu jest zróżnicowana: gleba kasztanowa 15,5 ± 2,0 mg/kg, gleba szara 22,0 ± 1,8 mg/kg, gleba łąkowa 6,1 ± 0,6 mg/kg, gleba żółta 4,7 ± 3,8 mg/kg , piaszczysta 6,8 ± 0,7 mg/kg.

Związki manganu są silnymi utleniaczami. Maksymalne dopuszczalne stężenie dla gleb czarnoziemów wynosi
1500 mg/kg gleby.

Zawartość manganu w pokarmach roślinnych uprawianych na łąkach, ziemiach żółtych i glebach piaszczystych koreluje z jego zawartością w tych glebach. Ilość manganu w codziennej diecie w tych geochemicznych prowincjach jest ponad 2 razy mniejsza niż dzienne zapotrzebowanie człowieka i dieta ludzi żyjących w strefach gleb kasztanowych i szarych.



Racjonowanie zawartości metali ciężkich

w glebie i roślinach jest niezwykle złożony ze względu na niemożność pełnego uwzględnienia wszystkich czynników środowiskowych. Zatem zmiana jedynie właściwości agrochemicznych gleby (odczyn środowiska, zawartość próchnicy, stopień wysycenia zasadami, skład granulometryczny) może kilkukrotnie zmniejszyć lub zwiększyć zawartość metali ciężkich w roślinach. Istnieją sprzeczne dane nawet na temat zawartości niektórych metali w tle. Wyniki podawane przez badaczy czasami różnią się od 5 do 10 razy.

Zaproponowano wiele skal

regulacja środowiskowa metali ciężkich. W niektórych przypadkach za najwyższe dopuszczalne stężenie przyjęto najwyższą zawartość metali obserwowaną w zwykłych glebach antropogenicznych, w innych zawartość stanowiącą granicę fitotoksyczności. W większości przypadków MPC zostały zaproponowane dla metali ciężkich, które kilkakrotnie przekraczają górną granicę.

Aby scharakteryzować zanieczyszczenia technogeniczne

metale ciężkie wykorzystują współczynnik stężenia równy stosunkowi stężenia pierwiastka w zanieczyszczonej glebie do jego stężenia tła. W przypadku zanieczyszczenia kilkoma metalami ciężkimi stopień zanieczyszczenia szacuje się wartością wskaźnika całkowitego stężenia (Zc). Skalę zanieczyszczenia gleby metalami ciężkimi zaproponowaną przez IMGRE przedstawia tabela 1.

Tabela 1. Schemat oceny gleb do użytku rolniczego według stopnia zanieczyszczenia chemikaliami (Goskomgidromet ZSRR, nr 02-10 51-233 z 10.12.90)

Kategoria gleby według stopnia zanieczyszczenia	Zc	Zanieczyszczenie w stosunku do MPC	Możliwe wykorzystanie gleb	Niezbędne czynności
Dopuszczalny	<16,0	Wychodzi poza tło, ale nie ponad RPP	Użyj dla dowolnej kultury	Zmniejszenie stopnia narażenia na źródła zanieczyszczenia gleby. Zmniejszona dostępność toksyn dla roślin.
Umiarkowanie niebezpieczne	16,1- 32,0	Przewyższa RPP przy ograniczającym ogólnym wskaźniku sanitarnego i migrującego zagrożenia wodnego, ale poniżej RPP o wskaźnik translokacji	Stosować do wszelkich upraw podlegających kontroli jakości produktów uprawnych	Czynności zbliżone do kategorii 1. W przypadku występowania substancji o wskaźniku ograniczającym migrację wody monitorowana jest zawartość tych substancji w wodach powierzchniowych i gruntowych.
Bardzo niebezpieczne	32,1- 128	Przekracza MPC z limitującym wskaźnikiem szkodliwości translokacji	Stosować do upraw przemysłowych bez pozyskiwania z nich pożywienia i paszy. Wyeliminuj zakłady koncentratów chemicznych	Środki podobne do kategorii 1. Obowiązkowa kontrola zawartości substancji toksycznych w roślinach stosowanych jako żywność i pasza. Ograniczenie stosowania zielonej masy do pasz dla zwierząt gospodarskich, zwłaszcza roślin zagęszczających.
Ekstremalnie niebezpieczne	> 128	Przewyższa RPP pod każdym względem	Wyklucz z użytku rolniczego	Zmniejszenie poziomu zanieczyszczenia i wiązania toksyn w atmosferze, glebie i wodzie.

Oficjalnie zatwierdzone RPP

W tabeli 2 przedstawiono oficjalnie zatwierdzone MPC oraz dopuszczalne poziomy ich zawartości pod względem szkodliwości. Zgodnie ze schematem przyjętym przez higienistów medycznych, regulacja metali ciężkich w glebach dzieli się na translokację (przemianę pierwiastka w rośliny), wodę migrującą (przejście w wodę) i ogólną sanitarną (wpływ na zdolność samooczyszczania gleby i mikrobiocenoza glebowa).

Tabela 2. Maksymalne dopuszczalne stężenia (MAC) substancji chemicznych w glebach i dopuszczalne poziomy ich zawartości pod względem szkodliwości (stan na 01.01.1991. Goskompriroda ZSRR, nr 02-2333 z 12.10.90).

Nazwa substancji	MPC, mg/kg gleby, biorąc pod uwagę tło	Wskaźniki szkód
		Translokacja	Woda	ogólne warunki sanitarne
Formy rozpuszczalne w wodzie
Fluor	10,0	10,0	10,0	10,0
Formy ruchome
Miedź	3,0	3,5	72,0	3,0
Nikiel	4,0	6,7	14,0	4,0
Cynk	23,0	23,0	200,0	37,0
Kobalt	5,0	25,0	>1000	5,0
Fluor	2,8	2,8	-	-
Chrom	6,0	-	-	6,0
Zawartość brutto
Antymon	4,5	4,5	4,5	50,0
Mangan	1500,0	3500,0	1500,0	1500,0
Wanad	150,0	170,0	350,0	150,0
Prowadzić **	30,0	35,0	260,0	30,0
Arsen **	2,0	2,0	15,0	10,0
Rtęć	2,1	2,1	33,3	5,0
Ołów + rtęć	20+1	20+1	30+2	30+2
Miedź*	55	-	-	-
Nikiel*	85	-	-	-
Cynk*	100	-	-	-

* - zawartość brutto - orientacyjna.
** - sprzeczność; w przypadku arsenu średnia zawartość tła wynosi 6 mg/kg; zawartość tła ołowiu zwykle również przekracza normy MPC.

Oficjalnie zatwierdzony UEC

Opracowane w 1995 r. DEC dla zawartości brutto 6 metali ciężkich i arsenu pozwalają uzyskać więcej pełny opis o zanieczyszczeniu gleby metalami ciężkimi, ponieważ uwzględniają one poziom odczynu środowiska i skład granulometryczny gleby.

Tabela 3 Przybliżone dopuszczalne stężenia (APC) metali ciężkich i arsenu w glebach o różnych właściwościach fizykochemicznych (zawartość brutto, mg/kg) (Suplement nr 1 do wykazu MPC i APC nr 6229-91).

Element	Grupa gleb	JDC z tłem	Agregat sytuacja w glebach	Klasy zagrożenia	Osobliwości działania na ciele
Nikiel	Piaszczysta i piaszczysta	20	Ciało stałe: w postaci soli, w postaci zaadsorbowanej, w składzie minerałów	2	Jest mało toksyczny dla zwierząt stałocieplnych i ludzi. Ma działanie mutogenne
	<5,5	40
	Zbliżone do obojętnego (gliniaste i gliniaste), pHKCl >5,5	80
Miedź	Piaszczysta i piaszczysta	33		2	Zwiększa przepuszczalność komórek, hamuje reduktazę glutationową, zaburza metabolizm poprzez interakcję z grupami -SH, -NH2 i COOH-
	Kwas (gliniasty i gliniasty), pH KCl<5,5	66
	Zbliżone do obojętnego (gliniaste i gliniaste), pH KCl>5,5	132
Cynk	Piaszczysta i piaszczysta	55	Ciało stałe: w postaci soli, związków organiczno-mineralnych, w postaci zaadsorbowanej, w składzie minerałów	1	Niedobór lub nadmiar powodują odchylenia w rozwoju. Zatrucie z powodu naruszenia technologii wprowadzania pestycydów zawierających cynk
	Kwas (gliniasty i gliniasty), pH KCl<5,5	110
	Zbliżone do obojętnego (gliniaste i gliniaste), pH KCl>5,5	220
Arsen	Piaszczysta i piaszczysta	2	Ciało stałe: w postaci soli, związków organiczno-mineralnych, w postaci zaadsorbowanej, w składzie minerałów	1	Trujące in-in, hamujące różne enzymy, negatywnie wpływa na metabolizm. Możliwe działanie rakotwórcze
	Kwas (gliniasty i gliniasty), pH KCl<5,5	5
	Zbliżone do obojętnego (gliniaste i gliniaste), pH KCl>5,5	10
Kadm	Piaszczysta i piaszczysta	0,5	Ciało stałe: w postaci soli, związków organiczno-mineralnych, w postaci zaadsorbowanej, w składzie minerałów	1	Silnie toksyczny in-in, blokuje grupy sulfhydrylowe enzymów, zaburza wymianę żelaza i wapnia, zaburza syntezę DNA.
	Kwas (gliniasty i gliniasty), pH KCl<5,5	1,0
	Zbliżone do obojętnego (gliniaste i gliniaste), pH KCl>5,5	2,0
Prowadzić	Piaszczysta i piaszczysta	32	Ciało stałe: w postaci soli, związków organiczno-mineralnych, w postaci zaadsorbowanej, w składzie minerałów	1	Różne negatywne skutki. Blokuje grupy białek -SH, hamuje enzymy, powoduje zatrucie, uszkodzenie układu nerwowego.
	Kwas (gliniasty i gliniasty), pH KCl<5,5	65
	Zbliżone do obojętnego (gliniaste i gliniaste), pH KCl>5,5	130

Z materiałów wynika, że ​​przedstawiane są głównie wymagania dotyczące form surowych metali ciężkich. Wśród mobilnych tylko miedź, nikiel, cynk, chrom i kobalt. Dlatego w chwili obecnej opracowane standardy nie spełniają już wszystkich wymagań.

jest współczynnikiem wydajności, który przede wszystkim odzwierciedla potencjalne niebezpieczeństwo zanieczyszczenia produktów roślinnych, infiltracji i wód powierzchniowych. Charakteryzuje ogólne zanieczyszczenie gleby, ale nie odzwierciedla stopnia dostępności pierwiastków dla rośliny. Do scharakteryzowania stanu odżywienia gleby roślin wykorzystuje się tylko ich mobilne formy.

Definicja form ruchomych

Są one określane za pomocą różnych ekstrahentów. Całkowity mobilna forma metalu - przy użyciu ekstraktu kwasowego (na przykład 1n HCL). Najbardziej ruchliwa część ruchomych rezerw metali ciężkich w glebie przechodzi do buforu octanu amonu. Stężenie metali w ekstrakcie wodnym wskazuje na stopień ruchliwości pierwiastków w glebie, będących najbardziej niebezpieczną i „agresywną” frakcją.

Przepisy dotyczące form ruchomych

Zaproponowano kilka orientacyjnych skal normatywnych. Poniżej znajduje się przykład jednej ze skal dla maksymalnych dopuszczalnych mobilnych form metali ciężkich.

Tabela 4. Maksymalna dopuszczalna zawartość mobilnej postaci metali ciężkich w glebie, mg/kg ekstrahenta 1n. HCl (H. Chuldzhiyan i wsp., 1988).

Element	Zawartość	Element	Zawartość	Element	Zawartość
hg	0,1	Sb	15	Pb	60
płyta CD	1,0	Jak	15	Zn	60
współ	12	Ni	36	V	80
Cr	15	Cu	50	Mn	600

NAWIGACJA W SERWISIE:
FAQ?	do gleby	w żelu	wynik	te dane	ceny

1

Ochrona środowiska przed zanieczyszczeniem stała się pilnym zadaniem społeczeństwa. Wśród licznych zanieczyszczeń szczególne miejsce zajmują metale ciężkie. Obejmują one warunkowo pierwiastki chemiczne o masie atomowej większej niż 50, które mają właściwości metali. Wśród pierwiastków chemicznych za najbardziej toksyczne uważa się metale ciężkie.

Gleba jest głównym medium, do którego przedostają się metale ciężkie, w tym z atmosfery i środowiska wodnego. Służy również jako źródło wtórnego zanieczyszczenia powietrza powierzchniowego i wód, które dostają się z niego do Oceanu Światowego.

Metale ciężkie są niebezpieczne, ponieważ mają zdolność akumulacji w organizmach żywych, włączania się w cykl metaboliczny, tworzenia wysoce toksycznych związków metaloorganicznych, zmiany swojej postaci podczas przemieszczania się z jednego środowiska naturalnego do drugiego, nie ulegając biologicznemu rozkładowi. Metale ciężkie powodują poważne zaburzenia fizjologiczne u ludzi, zatrucie, alergie, choroby onkologiczne, niekorzystnie wpływają na płód i dziedziczność genetyczną.

Wśród metali ciężkich ołów, kadm i cynk uważane są za zanieczyszczenia priorytetowe, głównie ze względu na szybkie tempo ich kumulacji technogenicznej w środowisku. Ta grupa substancji wykazuje duże powinowactwo do fizjologicznie ważnych związków organicznych.

Zanieczyszczenie gleby mobilnymi formami metali ciężkich jest najpilniejsze, gdyż w ostatnich latach problem zanieczyszczenia środowiska nabrał groźnego charakteru. W obecnej sytuacji konieczne jest nie tylko zintensyfikowanie badań nad wszystkimi aspektami problemu metali ciężkich w biosferze, ale także okresowe sumowanie wyników w celu zrozumienia wyników uzyskiwanych w różnych, często słabo powiązanych, gałęziach nauki ścisłe.

Przedmiotem badań są gleby antropogeniczne rejonu Zheleznodorozhny w Uljanowsku (na przykładzie ulicy Transportnej).

Głównym celem badań jest określenie stopnia zanieczyszczenia gleb miejskich metalami ciężkimi.

Celami badań są: określenie wartości pH w wybranych próbkach gleby; oznaczanie stężenia mobilnych form miedzi, cynku, kadmu, ołowiu; analiza uzyskanych danych i propozycja zaleceń dotyczących redukcji zawartości metali ciężkich w glebach miejskich.

Próbki w 2005 roku pobrano wzdłuż autostrady wzdłuż ulicy Transportnaya, aw 2006 roku na terenie osobistych działek gospodarstwa domowego (wzdłuż tej samej ulicy) znajdujących się w pobliżu torów kolejowych. Próbki pobrano na głębokość 0-5 cm i 5-10 cm, łącznie pobrano 20 próbek o masie 500 g każda.

Badane próbki próbek z lat 2005 i 2006 należą do gleby obojętnej. Gleby obojętne w większym stopniu absorbują metale ciężkie z roztworów niż kwaśne. Istnieje jednak niebezpieczeństwo zwiększenia mobilności metali ciężkich i ich przenikania do wód gruntowych i pobliskiego zbiornika, gdy spadnie kwaśny deszcz (badany obszar znajduje się na równinie zalewowej rzeki Sviyaga), co natychmiast wpłynie na łańcuchy pokarmowe. W tych próbkach obserwuje się niską zawartość próchnicy (2-4%). W związku z tym nie ma zdolności gleby do tworzenia kompleksów metaloorganicznych.

Za pomocą badania laboratoryjne gleby na zawartość Cu, Cd, Zn, Pb, wyciągnięto wnioski dotyczące ich stężeń w glebach badanego obszaru. W próbkach z 2005 r. stwierdzono przekroczenie MPC Cu 1-1,2 razy, Cd 6-9 razy, a zawartość Zn i Pb nie przekraczała MPC. W próbkach pobranych w 2006 roku z działek przydomowych stężenie Cu nie przekraczało MPC, zawartość Cd jest mniejsza niż w próbkach pobranych przy drodze, ale nadal przekracza MPC w różnych punktach od 0,3 do 4,6 razy. Zawartość Zn wzrasta dopiero w piątym punkcie i wynosi 23,3 mg/kg gleby na głębokości 0-5 cm (MPC 23 mg/kg), a na głębokości 5-10 cm 24,8 mg/kg.

Na podstawie wyników badań wyciągnięto następujące wnioski: gleby charakteryzują się obojętnym odczynem roztworu glebowego; próbki gleby mają niską zawartość próchnicy; na terenie rejonu Zheleznodorozhny w Uljanowsku obserwuje się zanieczyszczenie gleby metalami ciężkimi o różnym natężeniu; stwierdzili, że w niektórych próbkach występuje znaczny nadmiar MPC, szczególnie obserwowany w badaniach glebowych nad stężeniem kadmu; w celu poprawy stanu ekologicznego i geograficznego gleby na tym obszarze zaleca się hodowlę roślin akumulacyjnych metali ciężkich oraz zarządzanie właściwościami ekologicznymi samej gleby poprzez jej sztuczne zaprojektowanie; konieczne jest prowadzenie systematycznego monitoringu i identyfikowanie obszarów najbardziej zanieczyszczonych i niebezpiecznych dla zdrowia publicznego.

Link bibliograficzny

Antonova Yu.A., Safonova M.A. METALE CIĘŻKIE W GLEBACH MIEJSKICH // Badania podstawowe. - 2007 r. - nr 11. - str. 43-44;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=3676 (data dostępu: 31.03.2019). Zwracamy uwagę na czasopisma wydawane przez wydawnictwo „Akademia Historii Naturalnej”

ZAWARTOŚĆ

Wstęp

1. Pokrywa gleby i jej zastosowanie

2. Erozja gleby (wodna i wiatrowa) i sposoby radzenia sobie z nią

3. Przemysłowe zanieczyszczenie gleby

3.1 Kwaśny deszcz

3.2 Metale ciężkie

3.3 Zatrucie ołowiem

4. Higiena gleby. Utylizacja odpadów

4.1 Rola gleby w metabolizmie

4.2 Ekologiczny związek między glebą a wodą i odpadami płynnymi (ściekami)

4.3 Limity obciążenia gleby odpadami stałymi (odpady z gospodarstw domowych i ulic, odpady przemysłowe, suche osady po sedymentacji ścieków, substancje promieniotwórcze)

4.4 Rola gleby w rozprzestrzenianiu się różnych chorób

4.5 Szkodliwe skutki głównych rodzajów zanieczyszczeń (odpady stałe i płynne) prowadzące do degradacji gleby

4.5.1 Dekontaminacja nieczystości płynnych w glebie

4.5.2.1 Dekontaminacja odpadów stałych w glebie

4.5.2.2 Zbieranie i usuwanie odpadów

4.5.3 Ostateczne usuwanie i usuwanie

4.6 Utylizacja odpadów promieniotwórczych

Wniosek

Lista wykorzystanych źródeł

Wstęp.

Pewna część gleb, zarówno w Rosji, jak i na całym świecie, co roku wychodzi z obiegu rolniczego z różnych powodów, które są szczegółowo omówione w UIR. Tysiące lub więcej hektarów ziemi jest dotkniętych erozją, kwaśnymi deszczami, złym zarządzaniem i toksycznymi odpadami. Aby tego uniknąć, należy zapoznać się z najbardziej produktywnymi i niedrogimi metodami rekultywacji gruntów (patrz definicja rekultywacji w głównej części pracy), które zwiększają żyzność pokrywy glebowej, a przede wszystkim negatywny wpływ na samą glebę i jak tego uniknąć.

Badania te zapewniają wgląd w szkodliwy wpływ na glebę i zostały przeprowadzone w wielu książkach, artykułach i czasopisma naukowe poświęcony problemom gleb i ochronie środowiska.

Sam problem zanieczyszczenia i degradacji gleby zawsze był aktualny. Teraz możemy dodać do tego, co zostało powiedziane, że w naszych czasach wpływ antropogeniczny bardzo wpływa na przyrodę i tylko rośnie, a gleba jest dla nas jednym z głównych źródeł pożywienia i odzieży, nie mówiąc już o tym, że po niej chodzimy i zawsze będzie z nią w bliskim kontakcie.

1. Pokrywa glebowa i jej zastosowanie.

Pokrywa glebowa jest najważniejszą formacją naturalną. O jego znaczeniu dla życia społeczeństwa decyduje fakt, że gleba jest głównym źródłem pożywienia, dostarczając 97-98% zasobów żywnościowych ludności świata. Jednocześnie pokrywa glebowa jest miejscem działalności człowieka, w którym odbywa się produkcja przemysłowa i rolna.

Podkreślając szczególną rolę żywności w życiu społeczeństwa, nawet V. I. Lenin wskazał: „Prawdziwym fundamentem gospodarki jest fundusz żywnościowy”.

Najważniejsza własność pokrywa glebowa - jej żyzność, rozumiana jako całość właściwości gleby, które zapewniają plon upraw. Naturalna żyzność gleby jest regulowana przez podaż składników odżywczych w glebie oraz jej reżimy wodne, powietrzne i termiczne. Rola pokrywy glebowej w produktywności lądowych systemów ekologicznych jest duża, gdyż gleba odżywia rośliny lądowe wodą i wieloma związkami oraz jest niezbędnym składnikiem aktywności fotosyntetycznej roślin. Żyzność gleby zależy również od ilości zgromadzonej w niej energii słonecznej. Żywe organizmy, rośliny i zwierzęta zamieszkujące Ziemię, napraw energia słoneczna w formie fito- lub zoomass. Produktywność ziemskich systemów ekologicznych zależy od bilansu cieplnego i wodnego powierzchni Ziemi, który determinuje różnorodność form wymiany materii i substancji w obrębie geograficznej otoczki planety.

Analizując znaczenie ziemi dla produkcji społecznej, K. Marks wyróżnił dwa pojęcia: ziemia-materia i ziemia-kapitał. Należy zrozumieć pierwsze z nich ziemia, która powstała w procesie swego ewolucyjnego rozwoju oprócz woli i świadomości ludzi i jest miejscem osiedlenia się człowieka i źródłem jego pożywienia. Od momentu, gdy ziemia jest w trakcie rozwoju społeczeństwo staje się środkiem produkcji, pojawia się w nowej jakości - kapitale, bez którego proces pracy jest nie do pomyślenia, „...ponieważ daje pracownikowi... miejsce, na którym stoi... a jego procesowi sferę akcja...” . Z tego powodu ziemia jest uniwersalnym czynnikiem każdej ludzkiej działalności.

Rola i miejsce ziemi nie są takie same w różne pola produkcja materiałowa, zwłaszcza w przemyśle i rolnictwie. W przemyśle wytwórczym, budownictwie, transporcie ziemia jest miejscem, w którym zachodzą procesy pracy, niezależnie od naturalnej żyzności gleby. W innym charakterze jest ziemia w rolnictwie. Pod wpływem pracy ludzkiej naturalna płodność przekształca się z potencjalnej w ekonomiczną. Specyfika użytkowania zasobów ziemi w rolnictwie powoduje, że działają one w dwóch różnych jakościach, jako przedmiot pracy i środek produkcji. K. Marks zauważył: „Tylko przez nową inwestycję kapitału w działki ziemi […] ludzie powiększyli kapitał ziemski bez żadnego wzrostu materii ziemi, tj. przestrzeni ziemi”.

Ziemia w rolnictwie działa jako siła produkcyjna ze względu na swoją naturalną żyzność, która nie jest stała. Przy racjonalnym użytkowaniu ziemi taką żyzność można zwiększyć, poprawiając jej wodę, powietrze i reżim termiczny poprzez prowadzenie działań rekultywacyjnych i zwiększanie zawartości składników pokarmowych w glebie. Wręcz przeciwnie, przy nieracjonalnym wykorzystaniu zasobów ziemi ich żyzność spada, w wyniku czego następuje spadek plonów. W niektórych miejscach uprawa roślin staje się całkowicie niemożliwa, zwłaszcza na glebach zasolonych i zerodowanych.

Przy niskim poziomie rozwoju sił wytwórczych społeczeństwa ekspansja produkcji żywności następuje z powodu zaangażowania nowych ziem w rolnictwo, co odpowiada ekstensywnemu rozwojowi rolnictwa. Przyczyniają się do tego dwa warunki: dostępność wolnej ziemi oraz możliwość prowadzenia działalności rolniczej na przystępnym średnim poziomie kosztów kapitałowych na jednostkę powierzchni. Takie wykorzystanie zasobów ziemi i rolnictwa jest typowe dla wielu krajów rozwijających się we współczesnym świecie.

W dobie rewolucji naukowo-technicznej nastąpiło ostre rozgraniczenie systemu rolnictwa w krajach uprzemysłowionych i rozwijających się. Te pierwsze charakteryzują się intensyfikacją rolnictwa wykorzystującą zdobycze rewolucji naukowo-technicznej, w której rolnictwo rozwija się nie dzięki zwiększeniu powierzchni gruntów uprawnych, ale dzięki zwiększeniu ilości zainwestowanego w ziemię kapitału. Dobrze znane ograniczone zasoby ziemi w większości uprzemysłowionych krajów kapitalistycznych, wzrost popytu na produkty rolne na całym świecie ze względu na wysokie tempo wzrostu liczby ludności oraz wyższy standard rolnictwa przyczyniły się do przeniesienia rolnictwa w tych krajach z powrotem w latach 50. do ścieżka intensywnego rozwoju. Przyspieszenie procesu intensyfikacji rolnictwa w uprzemysłowionych krajach kapitalistycznych związane jest nie tylko z osiągnięciami rewolucji naukowo-technicznej, ale przede wszystkim z opłacalnością lokowania kapitału w rolnictwie, które skoncentrowało produkcję rolną w rękach wielkich właścicieli ziemskich i zrujnowany drobnych rolników.

Inaczej rozwijało się rolnictwo w krajach rozwijających się. Wśród dotkliwych problemów zasobów naturalnych tych krajów można wyróżnić: niską kulturę rolniczą, która powodowała degradację gleb (wzrost erozji, zasolenia, zmniejszenie żyzności) oraz naturalną roślinność (np. lasy tropikalne), wyczerpywanie się zasobów wodnych, pustynnienie ziem, co szczególnie wyraźnie przejawia się na kontynencie afrykańskim. Wszystkie te czynniki związane z problemami społeczno-gospodarczymi krajów rozwijających się doprowadziły do ​​chronicznych niedoborów żywności w tych krajach. Tak więc na początku lat 80. kraje rozwijające się kilkakrotnie ustępowały pod względem podaży zboża (222 kg) i mięsa (14 kg) na osobę odpowiednio rozwiniętym przemysłowo krajom kapitalistycznym. Rozwiązanie problemu żywnościowego w krajach rozwijających się jest nie do pomyślenia bez poważnych przemian społeczno-gospodarczych.

W naszym kraju podstawą stosunków ziemskich jest ogólnokrajowa (ogólnokrajowa) własność ziemi, która powstała w wyniku nacjonalizacji wszystkich gruntów. Stosunki agrarne budowane są na podstawie planów, zgodnie z którymi rolnictwo powinno rozwijać się w przyszłości, przy wsparciu finansowym i kredytowym ze strony państwa i dostaw wymagana ilość maszyny i nawozy. Wynagrodzenie robotników rolnych według ilości i jakości pracy stymuluje stały wzrost ich standardu życia.

Całość wykorzystania funduszu ziemi odbywa się na podstawie wieloletnich planów państwowych. Przykładem takich planów było zagospodarowanie dziewiczych i odłogów na wschodzie kraju (połowa lat 50. XX w.), dzięki którym w krótkim czasie stało się możliwe wprowadzenie ponad 41 mln hektarów nowych terenów pod grunty orne. Innym przykładem jest zespół działań związanych z realizacją Programu Żywnościowego, który przewiduje przyspieszenie rozwoju produkcji rolnej poprzez wzrost kultury rolnictwa, szeroką realizację działań rekultywacyjnych, a także realizację działań rekultywacyjnych. szeroki program odbudowy społeczno-gospodarczej obszarów rolniczych.

Zasoby ziemi na całym świecie dostarczają pożywienia większej liczbie ludzi niż jest to obecnie dostępne i będzie w najbliższej przyszłości. Jednak ze względu na wzrost liczby ludności, zwłaszcza w krajach rozwijających się, ilość gruntów ornych na mieszkańca spada.

Na terenach rolniczych w kierunku z północy na południe następuje regularne zmniejszanie się powierzchni gruntów słabo uprawianych oraz zwiększanie powierzchni gruntów ornych, które osiągają maksimum w lasostepie i strefy stepowe. Jeżeli w północnych regionach strefy nieczarnoziemskiej RSFSR powierzchnia gruntów ornych wynosi 5-6% całkowitej powierzchni, to w strefach leśno-stepowych i stepowych powierzchnia gruntów ornych wzrasta o ponad 10 razy, osiągając 60-70%. Na północ i południe od tych stref obszar rolniczy jest znacznie zmniejszony. Na północy granicę rolnictwa zrównoważonego wyznacza suma dodatnich temperatur 1000°C w okresie wegetacji, na południu – roczne opady 200-300 mm. Wyjątkiem są lepiej nawilżone regiony podgórskie i górskie południa europejskiej części kraju oraz Azji Środkowej, gdzie rozwój rolniczy terytorium wynosi 20%. Na północy Niziny Rosyjskiej, w strefach leśno-tundrowych i tundrowych, powierzchnia gruntów ornych wynosi zaledwie 75 tysięcy hektarów (mniej niż 0,1% terytorium).

Aby przyspieszyć rozwój rolnictwa w kraju, wymaganych jest szereg środków na dużą skalę:

Wdrożenie opartego na nauce systemu rolnictwa dla każdej strefy przyrodniczej i jej poszczególnych regionów;

Realizacja szerokiego programu rekultywacji terenów w różnych strefach przyrodniczych;

Eliminacja procesów wtórnego zasolenia i zasypywania masywów rekultywacyjnych;

Zastosowanie kompleksów środków do zwalczania erozji wodnej i wietrznej na powierzchniach mierzonych w milionach hektarów;

Stworzenie sieci pastwisk uprawnych w różnych strefach przyrodniczych z wykorzystaniem ich nawadniania, podlewania i nawożenia;

Przeprowadzanie szerokiej gamy środków do uprawy rozwiniętych gleb z tworzeniem głębokiego ustrukturyzowanego horyzontu;

Modernizacja parku maszynowo-ciągnikowego oraz narzędzi uprawowych;

Stosowanie pełnej dawki nawozów pod wszystkie rodzaje upraw, w tym słabo rozpuszczalne w powłoce ochronnej;

Wdrożenie zestawu środków na rzecz rekonstrukcji społecznej terenów rolniczych (budowa dróg, mieszkań, magazynów, szkół, szpitali itp.);

Całościowa ochrona istniejącego funduszu ziemi. Ten program może być zaprojektowany na długi czas.

Strefa nieczarnoziemska RSFSR rozciąga się od równin bałtyckich na zachodzie do Uralu na wschodzie, od wybrzeża Oceanu Arktycznego na północy do granicy stepu leśnego na południu. Jego powierzchnia wynosi około 2,8 km2. Region poza Czarnoziemem charakteryzuje się dużą koncentracją ludności. Mieszka tu ponad 60 milionów ludzi (około 44% ludności RSFSR), w tym około 73% w miastach. Strefa ta liczy 47 mln ha gruntów rolnych, z czego 32 mln ha to grunty orne. Strefa nieczarnoziemska wyróżnia się rozwiniętym rolnictwem, które stanowi do 30% produktów rolnych RFSRR, w tym prawie całe włókno lniane, do 20% zboża, ponad 50 - ziemniaki, około 40 - mleko i jajka, 43 - warzywa, 30% - mięso .

Najważniejszą cechą strefy Nonchernozem jest obecność duży teren naturalne ziemie pastewne. Na każdy hektar użytków rolnych przypada od 1 do 3 hektarów pastwisk i pastwisk. Warunki naturalne i klimatyczne niemal wszędzie sprzyjają rozwojowi rolnictwa na rzecz specjalizacji mięsnej i mleczarskiej. W celu intensyfikacji rolnictwa planuje się przeprowadzenie rekultywacji i chemizacji gruntów rolnych na bagnach i terenach podmokłych.

2. Erozja gleb (wodna i wiatrowa) i sposoby radzenia sobie z nią.

Powszechne użytkowanie gruntów, szczególnie nasilone w dobie rewolucji naukowej i technologicznej, doprowadziło do wzrostu rozprzestrzeniania się erozji wodnej i wietrznej (deflacji). Pod ich wpływem agregaty glebowe są usuwane (przez wodę lub wiatr) z górnej, najcenniejszej warstwy gleby, co prowadzi do zmniejszenia jej żyzności. Erozja wodna i wietrzna, powodująca wyczerpywanie się zasobów gleby, jest niebezpiecznym czynnikiem środowiskowym.

Całkowita powierzchnia gruntów podlegających erozji wodnej i wietrznej mierzona jest w wielu milionach hektarów. Według dostępnych szacunków 31% gruntów jest narażonych na erozję wodną, ​​a 34% erozję wietrzną. Pośrednim dowodem na wzmożoną skalę erozji wodnej i wietrznej w dobie rewolucji naukowo-technicznej jest wzrost odpływu ciał stałych rzekami do oceanu, który obecnie szacowany jest na 60 miliardów ton, choć 30 lat temu wartość ta była prawie 2-krotnie mniej.

Całkowite rolnicze wykorzystanie ziemi (łącznie z pastwiskami i polami siana) wynosi około 1/3 gruntu. W wyniku erozji wodnej i wiatrowej na całym świecie ucierpiało około 430 milionów hektarów ziemi, a jeśli obecna skala erozji utrzyma się, do końca stulecia liczba ta może się podwoić.

Erozja wietrzna jest najbardziej podatna na cząstki gleby o wielkości 0,5-0,1 mm lub mniej, które przy prędkości wiatru w pobliżu powierzchni gleby 3,8-6,6 m/s wprawiają w ruch i przemieszczają się na duże odległości. Małe cząstki gleby (<,0,1 мм) способны преодо­левать расстояние в сотни (иногда тысячи километров). На осно­вании аэрокосмических снимков выявлено, что пыльные бури в Са­харе прослеживались вплоть до Северной Америки.

Kategoria cząstek 0,5-0,1 mm należy do cennych agronomicznie, dlatego erozja wietrzna zmniejsza żyzność gleby. Nie mniej aktywnym procesem jest erozja wodna, ponieważ wielkość wypłukiwanych cząstek gleby zwiększa się po wypłukaniu wodą.

Wymywanie gleby zależy od rodzaju gleby, jej składu fizyko-mechanicznego, ilości spływów powierzchniowych oraz stanu powierzchni gleby (agrotło). Wskaźniki wymywania gleby są bardzo zróżnicowane dla różnych gruntów ornych. W przypadku czarnoziemów południowych wskaźniki wymywania gleby (t/ha) wahają się od 21,7 (orka jesienna wzdłuż zbocza), 14,9 (tak samo na zboczu) do 0,2 (ugór wieloletni). Intensywność erozji w epoce nowożytnej jest generowana przez bezpośrednie lub pośrednie konsekwencje pochodzenia antropogenicznego. Do tych pierwszych zalicza się ekstensywną orkę gruntów na terenach podatnych na erozję, zwłaszcza w strefach suchych lub półpustynnych. Zjawisko to jest typowe dla większości krajów rozwijających się.

Jednak intensywność erozji wzrosła również w krajach rozwiniętych, m.in. we Francji, Włoszech, Niemczech i Grecji. Niektóre obszary strefy nieczarnoziemskiej RSFSR są uważane za zagrożone erozją, ponieważ szare gleby leśne są bardzo podatne na erozję. Erozja ma również miejsce na podmokłych obszarach nawadnianych.

W trudnym położeniu znajdują się tereny, w których jednocześnie występuje erozja wodna i wietrzna. W naszym kraju są to leśno-stepowe i częściowo stepowe regiony Centralnego Regionu Czarnoziemu, Wołgi, Trans-Ural, Zachodnia i Wschodnia Syberia o intensywnym użytkowaniu rolniczym. Erozja wodna i wietrzna rozwija się w strefie niedostatecznej wilgotności z naprzemiennymi latami (lub porami roku) wilgotnymi i odpornymi na suszę według następujących schematów: płukanie - drenaż gleby - wydmuchiwanie, wydmuchiwanie - nasiąkanie gleby - wymywanie. Zauważa się, że może ona objawiać się różnie na terenach o złożonej rzeźbie terenu: na zboczach ekspozycji północnych dominuje erozja wodna, na zboczach południowych z efektem wiatru erozja wietrzna. Jednoczesny rozwój erozji wodnej i wietrznej może powodować szczególnie duże zaburzenia pokrywy glebowej.

Erozja wietrzna występuje w regionach stepowych o dużych powierzchniach gruntów ornych przy prędkości wiatru 10-15 m/s. (Region Wołgi, Północny Kaukaz, południe zachodniej Syberii). Największe szkody w rolnictwie powodują burze piaskowe (obserwowane wczesną wiosną i latem), które prowadzą do niszczenia upraw, spadku żyzności gleby, zanieczyszczenia powietrza, wprowadzania pasów i systemów melioracyjnych. Granica burz piaskowych przebiega na południe od linii Bałta - Kremenczug - Połtawa - Charków - Bałaszow - Kujbyszew - Ufa - Nowotroick.

Rozwinięty w Kazachstanie system ochrony gleby w rolnictwie znalazł szerokie rozpowszechnienie. Jego podstawą jest przejście z uprawy odkładnicowej pługiem na bezodkładnicową z użyciem płaskich narzędzi tnących, które zatrzymują ściernisko i resztki roślinne na powierzchni gleby, a na glebach o lekkiej teksturze – wprowadzenie upraw ochronnych płodozmiany z pasowym umieszczaniem roślin jednorocznych i wieloletnich traw. Dzięki systemowi ochrony gleb w rolnictwie zapewniona jest nie tylko ochrona gleby przed erozją wietrzną, ale także efektywniejsze wykorzystanie opadów. Przy uprawie na płasko, gleba zamarza na płytszą głębokość, a wiosenny spływ powierzchniowy jest wykorzystywany do nawilżenia poziomów powierzchniowych gleby, dzięki czemu zmniejsza się szkodliwy wpływ susz na plony zbóż w najsuchszych latach. Erozja gleb może powodować szkody zarówno bezpośrednie – ze względu na spadek żyzności gleby, jak i pośrednie – w wyniku przenoszenia jednych cennych gruntów ornych na inne, mniej wartościowe (np. pasy leśne czy łąki). Jedynie dla działań agroleśnych chroniących gleby przed erozją, których potrzebuje wiele milionów hektarów gruntów ornych, konieczne jest wykorzystanie około 2,6% tej powierzchni pod plantacje leśne.

Do ochrony gleb przed erozją stosowany jest obecnie system środków naukowych, organizacyjnych, agroleśniczych i hydrotechnicznych. Główne rodzaje kontroli erozji wodnej to maksymalne zmniejszenie ilości spływu powierzchniowego i jego przeniesienia do ziemi dzięki płodozmianom chroniącym glebę przy stosunku upraw traw wieloletnich i rocznych upraw 1: 2, głębokie bruzdy poprzeczne zboczy , rozrzedzanie gleby, wprowadzanie plantacji leśnych. Hydrotechniczne środki do walki z erozją wodną obejmują budowę stawów i zbiorników w celu ograniczenia spływu roztopów. W zależności od stopnia erozji gleby wszystkie grunty rolne dzielą się na dziewięć kategorii. Pierwsza z nich obejmuje grunty niepodlegające erozji, dziewiąta – grunty nienadające się pod rolnictwo. Dla każdej kategorii gruntów (z wyjątkiem dziewiątej) zalecany jest własny system rolniczy przeciwerozyjny.

3. Przemysłowe zanieczyszczenia gleby.

3.1. kwaśny deszcz

Termin „kwaśny deszcz” odnosi się do wszystkich rodzajów opadów meteorologicznych – deszczu, śniegu, gradu, mgły, ze śniegiem – których pH jest mniejsze niż średnie pH wody deszczowej (średnie pH wody deszczowej wynosi 5,6). Uwalniane w wyniku działalności człowieka dwutlenek siarki (SO2) i tlenki azotu (NOx) przekształcają się w atmosferze ziemskiej w cząstki kwasotwórcze. Cząsteczki te reagują z wodą atmosferyczną, zamieniając ją w kwaśne roztwory, które obniżają pH wody deszczowej. Termin „kwaśny deszcz” został po raz pierwszy wprowadzony w 1872 roku przez angielskiego odkrywcę Angusa Smitha. Jego uwagę zwrócił wiktoriański smog w Manchesterze. I choć ówcześni naukowcy odrzucali teorię o istnieniu kwaśnych deszczy, dziś nikt nie wątpi, że kwaśne deszcze są jedną z przyczyn śmierci życia w zbiornikach wodnych, lasach, uprawach i roślinności. Ponadto kwaśne deszcze niszczą budynki i zabytki kultury, rurociągi, uniemożliwiają korzystanie z samochodów, zmniejszają żyzność gleby i mogą prowadzić do przenikania toksycznych metali do warstw wodonośnych.

Zwykła woda deszczowa jest również roztworem lekko kwaśnym. Wynika to z faktu, że naturalne substancje zawarte w atmosferze, takie jak dwutlenek węgla (CO 2 ), reagują z wodą deszczową. Tworzy to słaby kwas węglowy (CO 2 + H 2 O -> H 2 CO 3). Podczas gdy idealne pH wody deszczowej wynosi 5,6-5,7, w rzeczywistości kwasowość (pH) wody deszczowej na jednym obszarze może różnić się od kwasowości wody deszczowej na innym obszarze. Zależy to przede wszystkim od składu gazów zawartych w atmosferze danego obszaru, takich jak tlenek siarki i tlenki azotu.

W 1883 roku szwedzki naukowiec Svante Arrhenius ukuł dwa terminy - kwas i zasada. Nazwał kwasy substancjami, które po rozpuszczeniu w wodzie tworzą wolne, dodatnio naładowane jony wodorowe (H+). Nazwał zasady substancjami, które po rozpuszczeniu w wodzie tworzą wolne ujemnie naładowane jony wodorotlenkowe (OH -). Termin pH jest używany jako miara kwasowości wody. „Termin pH oznacza w tłumaczeniu z angielskiego” wskaźnik stopnia stężenia jonów wodorowych.

Wartość pH jest mierzona w skali od 0 do 14. Zarówno jony wodorowe (H +) jak i jony wodorotlenowe (OH -) są obecne w wodzie i roztworach wodnych. Gdy stężenie jonów wodorowych (H+) w wodzie lub roztworze jest równe stężeniu jonów wodorotlenowych (OH-) w tym samym roztworze, to taki roztwór jest obojętny. Wartość pH roztworu obojętnego wynosi 7 (w skali od 0 do 14). Jak już wiesz, gdy kwasy rozpuszczają się w wodzie, wzrasta stężenie wolnych jonów wodorowych (H+). Podnoszą wtedy kwasowość wody, czyli inaczej pH wody. Jednocześnie wraz ze wzrostem stężenia jonów wodorowych (H +) zmniejsza się stężenie jonów wodorotlenowych (OH -). Te roztwory, których wartość pH na podanej skali mieści się w zakresie od 0 do<7, называются кислыми. Когда в воду попадают щелочи, то в воде повышается концентрация гидроксид-ионов (ОН -). При этом в растворе понижается концентрация ионов водорода (Н +). Растворы, значение рН которых находится в пределах от >7 do 14 są nazywane alkalicznymi.

Należy zwrócić uwagę na inną cechę skali pH. Każdy kolejny krok w skali pH wskazuje na dziesięciokrotny spadek stężenia jonów wodorowych (H +) (i odpowiednio kwasowości) w roztworze i wzrost stężenia jonów wodorotlenowych (OH -). Na przykład kwasowość substancji o wartości pH 4 jest dziesięciokrotnie wyższa niż kwasowość substancji o wartości pH 5, sto razy wyższa niż kwasowość substancji o wartości pH 6 i jedna sto tysięcy razy wyższa niż kwasowość substancji o wartości pH 9.

Kwaśne deszcze powstają w wyniku reakcji wody z zanieczyszczeniami, takimi jak tlenek siarki (SO 2 ) i różne tlenki azotu (NO x). Substancje te emitowane są do atmosfery drogą transportu drogowego, w wyniku działalności przedsiębiorstw hutniczych i elektrowni, a także spalania węgla i drewna. Reagując z wodą atmosferyczną zamieniają się w roztwory kwasów – siarkowego, siarkowego, azotowego i azotowego. Następnie razem ze śniegiem lub deszczem spadają na ziemię.

Skutki kwaśnych deszczy obserwuje się w USA, Niemczech, Czechach, Słowacji, Holandii, Szwajcarii, Australii, republikach byłej Jugosławii iw wielu innych krajach globu.

Kwaśne deszcze mają negatywny wpływ na zbiorniki wodne - jeziora, rzeki, zatoki, stawy - zwiększając ich zakwaszenie do takiego poziomu, że ginie w nich flora i fauna. Rośliny wodne najlepiej rosną w wodzie o wartości pH od 7 do 9,2. Wraz ze wzrostem kwasowości (wartości pH przesuwają się na lewo od punktu odniesienia 7), rośliny wodne zaczynają obumierać, pozbawiając inne zwierzęta rezerwuaru pożywienia. Przy pH 6 giną krewetki słodkowodne. Gdy kwasowość wzrasta do pH 5,5, bakterie denne rozkładające materię organiczną i liście giną, a na dnie zaczynają gromadzić się szczątki organiczne. Następnie ginie plankton - maleńkie zwierzę, które stanowi podstawę łańcucha pokarmowego zbiornika i żywi się substancjami powstałymi podczas rozkładu materii organicznej przez bakterie. Gdy kwasowość osiągnie pH 4,5, giną wszystkie ryby, większość żab i owadów.

Gdy materia organiczna gromadzi się na dnie zbiorników wodnych, toksyczne metale zaczynają z nich wypłukiwać. Zwiększona kwasowość wody przyczynia się do większej rozpuszczalności metali niebezpiecznych, takich jak glin, kadm, rtęć i ołów, z osadów dennych i gleb.

Te toksyczne metale stanowią zagrożenie dla zdrowia ludzkiego. Osoby pijące wodę o wysokiej zawartości ołowiu lub jedzące ryby bogate w rtęć mogą poważnie zachorować.

Kwaśny deszcz szkodzi nie tylko organizmom wodnym. Niszczy również roślinność na lądzie. Naukowcy uważają, że chociaż mechanizm nie został jeszcze w pełni poznany, „złożona mieszanina zanieczyszczeń, w tym kwaśne deszcze, ozon i metale ciężkie… łączą się, prowadząc do degradacji lasów.

Straty gospodarcze spowodowane kwaśnymi deszczami w USA szacuje się w jednym badaniu na 13 milionów dolarów rocznie na wschodnim wybrzeżu, a pod koniec stulecia straty z wylesiania osiągną 1.750 miliardów dolarów; 8300 miliardów dolarów strat w uprawach (tylko w dorzeczu rzeki Ohio) i 40 milionów dolarów w samej Minnesocie na koszty leczenia. Jedynym sposobem na zmianę sytuacji na lepsze, zdaniem wielu ekspertów, jest zmniejszenie ilości szkodliwych emisji do atmosfery.

3.2. Metale ciężkie

Metale ciężkie należą do priorytetowych zanieczyszczeń, których monitorowanie jest obowiązkowe we wszystkich środowiskach.

Termin metale ciężkie, który charakteryzuje szeroką grupę zanieczyszczeń, w ostatnim czasie stał się powszechny. W różnych pracach naukowych i stosowanych autorzy w różny sposób interpretują znaczenie tego pojęcia. W związku z tym liczba pierwiastków przypisanych do grupy metali ciężkich zmienia się w szerokim zakresie. Jako kryteria przynależności stosuje się liczne cechy: masa atomowa, gęstość, toksyczność, występowanie w środowisku naturalnym, stopień zaangażowania w cykle naturalne i technogeniczne. W niektórych przypadkach definicja metali ciężkich obejmuje pierwiastki, które są kruche (na przykład bizmut) lub metaloidy (na przykład arsen).

W pracach poświęconych problematyce zanieczyszczenia środowiska i monitoringu środowiska do chwili obecnej m.in metale ciężkie zawierają ponad 40 metali układ okresowy DI. Mendelejew o masie atomowej większej niż 50 jednostek atomowych: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi itp. Jednocześnie ważną rolę w kategoryzacji metali ciężkich odgrywają następujące warunki: ich wysoka toksyczność dla organizmów żywych w stosunkowo niskich stężeniach, a także ich zdolność do bioakumulacji i biomagnifikacji. Prawie wszystkie metale objęte tą definicją (z wyjątkiem ołowiu, rtęci, kadmu i bizmutu, rola biologiczna co obecnie nie jest jasne), aktywnie uczestniczą w procesach biologicznych, wchodzą w skład wielu enzymów. Zgodnie z klasyfikacją N. Reimers, metale ciężkie należy rozpatrywać o gęstości większej niż 8 g / cm 3. Tak więc metale ciężkie są Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg .

Formalnie zdefiniowane metale ciężkie odpowiada dużej liczbie elementów. Jednak zdaniem badaczy zajmujących się praktycznymi działaniami związanymi z organizacją obserwacji stanu i zanieczyszczenia środowiska, związki tych pierwiastków dalekie są od równorzędnych zanieczyszczeń. Dlatego w wielu pracach następuje zawężenie zakresu grupy metali ciężkich, zgodnie z kryteriami priorytetowymi, ze względu na kierunek i specyfikę pracy. Tak więc w już klasycznych pracach Yu.A. Izrael w wykazie chemikaliów do oznaczenia w środowiska naturalne na stacjach zaplecza w rezerwatach biosfery, w sekcji metale ciężkie o imieniu Pb, Hg, Cd, As. Z drugiej strony, zgodnie z decyzją Zespołu Zadaniowego ds. Emisji Metali Ciężkich, który działa pod auspicjami Europejskiej Komisji Gospodarczej ONZ i zbiera i analizuje informacje o emisjach zanieczyszczeń w krajach europejskich, tylko Zn, As, Se i Sb zostali przydzieleni do metale ciężkie. Zgodnie z definicją N. Reimersa, obok metali ciężkich wyróżniają się metale szlachetne i rzadkie tylko Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg. W pracach stosowanych najczęściej dodawane są metale ciężkie Pt, Ag, W, Fe, Au, Mn .

Jony metali są niezbędnymi składnikami naturalnych zbiorników wodnych. W zależności od warunków środowiskowych (pH, potencjał redoks, obecność ligandów) występują w różnym stopniu utlenienia i wchodzą w skład różnych związków nieorganicznych i metaloorganicznych, które mogą być rzeczywiście rozpuszczone, rozproszone koloidalnie lub być częścią zawiesiny mineralne i organiczne.

Z kolei prawdziwie rozpuszczone formy metali są bardzo zróżnicowane, co wiąże się z procesami hydrolizy, polimeryzacji hydrolitycznej (tworzenie wielopierścieniowych kompleksów hydroksylowych) i kompleksowania różnymi ligandami. W związku z tym zarówno właściwości katalityczne metali, jak i dostępność dla mikroorganizmów wodnych zależą od form ich istnienia w ekosystemie wodnym.

Wiele metali tworzy dość silne kompleksy z substancjami organicznymi; kompleksy te są jedną z najważniejszych form migracji pierwiastków w wodach naturalnych. Większość kompleksów organicznych powstaje w cyklu chelatowym i jest stabilna. Kompleksy utworzone przez kwasy glebowe z solami żelaza, glinu, tytanu, uranu, wanadu, miedzi, molibdenu i innych metali ciężkich są stosunkowo dobrze rozpuszczalne w mediach obojętnych, lekko kwaśnych i lekko zasadowych. Dlatego kompleksy metaloorganiczne mogą migrować w naturalnych wodach na bardzo duże odległości. Jest to szczególnie ważne w przypadku wód niskozmineralizowanych, a przede wszystkim powierzchniowych, w których niemożliwe jest tworzenie się innych kompleksów.

Aby zrozumieć czynniki regulujące stężenie metali w wodach naturalnych, ich reaktywność chemiczną, biodostępność i toksyczność, konieczne jest poznanie nie tylko całkowitej zawartości, ale także proporcji wolnych i związanych form metali.

Przejście metali w środowisku wodnym do postaci kompleksu metali ma trzy konsekwencje:

1. Może nastąpić wzrost całkowitego stężenia jonów metali z powodu ich przejścia do roztworu z osadów dennych;

2. Przepuszczalność błony jonów złożonych może znacznie różnić się od przepuszczalności jonów uwodnionych;

3. Toksyczność metalu w wyniku kompleksowania może się znacznie zmienić.

Tak więc formy chelatowane Cu, Cd, Hg mniej toksyczny niż wolne jony. Aby zrozumieć czynniki regulujące stężenie metali w wodach naturalnych, ich reaktywność chemiczną, biodostępność i toksyczność, konieczne jest poznanie nie tylko całkowitej zawartości, ale także proporcji form związanych i wolnych.

Źródłem zanieczyszczenia wód metalami ciężkimi są ścieki z galwanizerni, górnictwa, hutnictwa żelaza i metali nieżelaznych oraz zakładów budowy maszyn. Metale ciężkie znajdują się w nawozach i pestycydach i mogą przedostawać się do zbiorników wodnych wraz ze spływaniem z gruntów rolnych.

Wzrost stężenia metali ciężkich w wodach naturalnych często wiąże się z innymi rodzajami zanieczyszczeń, np. zakwaszeniem. Wytrącanie się kwaśnych wytrąceń przyczynia się do obniżenia wartości pH i przejścia metali ze stanu zaadsorbowanego na substancjach mineralnych i organicznych do stanu wolnego.

Przede wszystkim interesujące są te metale, które w największym stopniu zanieczyszczają atmosferę ze względu na ich wykorzystanie w znacznych ilościach w działalności produkcyjnej oraz w wyniku akumulacji w otoczenie zewnętrzne stanowią poważne zagrożenie pod względem ich aktywności biologicznej i właściwości toksycznych. Należą do nich ołów, rtęć, kadm, cynk, bizmut, kobalt, nikiel, miedź, cyna, antymon, wanad, mangan, chrom, molibden i arsen.

Właściwości biogeochemiczne metali ciężkich

Nieruchomość
Aktywność biochemiczna
Toksyczność
Rakotwórczość
Wzbogacanie aerozolu
Forma dystrybucji minerałów
Forma dystrybucji organicznej
Mobilność
Trend w kierunku biokoncentracji
Wydajność akumulacji
Zdolność kompleksowania
skłonny do hydrolizy
Rozpuszczalność związków
Dożywotni

H - wysoka, Y - umiarkowana, H - niska

Wanad występuje głównie w stanie rozproszonym i znajduje się w Rudy żelaza, ropa, asfalt, bitum, łupki bitumiczne, węgiel itp. Jednym z głównych źródeł zanieczyszczenia wód naturalnych wanadem jest ropa i produkty jej przetwarzania.

Występuje w wodach naturalnych w bardzo niskich stężeniach: w wodzie rzecznej 0,2 - 4,5 μg/dm 3, w wodzie morskiej - średnio 2 μg/dm 3

W wodzie tworzy trwałe kompleksy anionowe (V 4 O 12) 4- i (V 10 O 26) 6-. W migracji wanadu kluczowa jest rola jego rozpuszczonych związków kompleksowych z substancjami organicznymi, zwłaszcza z kwasami huminowymi.

Podwyższone stężenia wanadu są szkodliwe dla zdrowia ludzkiego. MPC w wanadzie wynosi 0,1 mg/dm 3 (wskaźnik graniczny szkodliwości – sanitarno-toksykologiczny), MPC vr – 0,001 mg/dm 3.

Naturalnym źródłem przedostawania się bizmutu do wód naturalnych są procesy ługowania minerałów zawierających bizmut. Źródłem wejścia do wód naturalnych mogą być również ścieki z przemysłu farmaceutycznego i perfumeryjnego, niektóre przedsiębiorstwa przemysłu szklarskiego.

Występuje w niezanieczyszczonych wodach powierzchniowych w stężeniach submikrogramowych. Najwyższe stężenie stwierdzono w wodach gruntowych i wynosi 20 µg/dm3, w wody morskie- 0,02 μg/dm3. MPC w wynosi 0,1 mg / dm 3

Głównymi źródłami związków żelaza w wodach powierzchniowych są procesy chemicznego wietrzenia skał, któremu towarzyszy ich mechaniczne niszczenie i rozpuszczanie. W procesie oddziaływania z substancjami mineralnymi i organicznymi zawartymi w wodach naturalnych powstaje złożony kompleks związków żelaza, które znajdują się w wodzie w stanie rozpuszczonym, koloidalnym i zawieszonym. Znaczne ilości żelaza pochodzą ze spływów podziemnych i ścieków z zakładów przemysłu metalurgicznego, metalurgicznego, tekstylnego, farbiarskiego i lakierniczego oraz ze ścieków rolniczych.

Równowagi fazowe zależą od skład chemiczny woda, pH, Eh i do pewnego stopnia temperatura. W rutynowej analizie forma ważona emitują cząstki o wielkości powyżej 0,45 mikrona. Są to głównie minerały żelazonośne, hydrat tlenku żelaza i związki żelaza zaadsorbowane w zawiesinach. Prawdziwie rozpuszczona i koloidalna forma jest zwykle rozpatrywana łącznie. Rozpuszczone żelazo reprezentowane przez związki w postaci jonowej, w postaci hydroksokompleksu i kompleksów z rozpuszczonymi substancjami nieorganicznymi i organicznymi wód naturalnych. W formie jonowej migruje głównie Fe(II), a Fe(III) przy braku substancji kompleksujących nie może być w znacznej ilości w stanie rozpuszczonym.

Żelazo znajduje się głównie w wodach o niskich wartościach Eh.

W wyniku chemicznego i biochemicznego (przy udziale bakterii żelazowych) utleniania Fe(II) przechodzi do Fe(III), które po hydrolizie wytrąca się w postaci Fe(OH) 3 . Zarówno Fe(II), jak i Fe(III) mają tendencję do tworzenia kompleksów hydrokso typu + , 4+ , + , 3+ , - i inne, które współistnieją w roztworze w różnych stężeniach w zależności od pH i ogólnie określają stan układu żelazo-hydroksyl. Główną formą występowania Fe(III) w wodach powierzchniowych są jego związki kompleksowe z rozpuszczonymi związkami nieorganicznymi i organicznymi, głównie substancjami humusowymi. Przy pH = 8,0 główną formą jest Fe(OH) 3. Najsłabiej zbadana jest forma koloidalna żelaza, to uwodniony tlenek żelaza Fe(OH) 3 oraz kompleksy z substancjami organicznymi.

Zawartość żelaza w wodach powierzchniowych lądu wynosi dziesiąte części miligrama, w pobliżu bagien - kilka miligramów. Zwiększona zawartośćżelazo obserwuje się w wodach bagiennych, w których występuje w postaci kompleksów z solami kwasów huminowych – humusów. Najwyższe stężenia żelaza (do kilkudziesięciu i setek miligramów na 1 dm3) obserwuje się w wodach gruntowych o niskim pH.

Jako pierwiastek biologicznie czynny, żelazo w pewnym stopniu wpływa na intensywność rozwoju fitoplanktonu oraz skład jakościowy mikroflory w zbiorniku.

Stężenia żelaza podlegają wyraźnym wahaniom sezonowym. Zwykle w zbiornikach o wysokiej produktywności biologicznej, w okresie letniej i zimowej stagnacji, zauważalny jest wzrost stężenia żelaza w dolnych warstwach wody. Jesienno-wiosennemu mieszaniu się mas wody (homotermii) towarzyszy utlenianie Fe(II) do Fe(III) i wytrącanie tego ostatniego w postaci Fe(OH) 3 .

Wnika do wód naturalnych podczas ługowania gleb, rud polimetalicznych i miedzi, w wyniku rozkładu organizmów wodnych zdolnych do jej akumulacji. Związki kadmu wprowadzane są do wód powierzchniowych ściekami z zakładów ołowiowo-cynkowych, zakładów przeróbczych rud, szeregu przedsiębiorstw chemicznych (produkcja kwasu siarkowego), produkcji galwanicznej, a także z wodami kopalnianymi. Spadek stężenia rozpuszczonych związków kadmu następuje na skutek procesów sorpcji, wytrącania wodorotlenku i węglanu kadmu oraz ich zużycia przez organizmy wodne.

Rozpuszczone formy kadmu w wodach naturalnych to głównie kompleksy mineralne i organiczno-mineralne. Główną zawieszoną formą kadmu są jego adsorbowane związki. Znaczna część kadmu może migrować w komórkach organizmów wodnych.

W wodach rzecznych niezanieczyszczonych i lekko zanieczyszczonych kadm zawiera się w stężeniach submikrogramowych, w wodach zanieczyszczonych i ściekach stężenie kadmu może sięgać kilkudziesięciu mikrogramów w 1 dm3.

Związki kadmu odgrywają ważną rolę w życiu zwierząt i ludzi. Jest toksyczny w wysokich stężeniach, zwłaszcza w połączeniu z innymi substancjami toksycznymi.

MPC w wynosi 0,001 mg/dm 3, MPC BP – 0,0005 mg/dm 3 (ograniczający znak szkodliwości – toksykologiczny).

Związki kobaltu przedostają się do wód naturalnych w wyniku ich wymywania z pirytu miedzi i innych rud, z gleb podczas rozkładu organizmów i roślin, a także ze ściekami z zakładów hutniczych, hutniczych i chemicznych. Pewne ilości kobaltu pochodzą z gleb w wyniku rozkładu organizmów roślinnych i zwierzęcych.

Związki kobaltu w wodach naturalnych są w stanie rozpuszczonym i zawieszonym, których stosunek ilościowy określa skład chemiczny wody, temperatura i wartości pH. Formy rozpuszczone reprezentowane są głównie przez związki złożone, m.in. z materią organiczną w wodach naturalnych. Najbardziej charakterystyczne dla wód powierzchniowych są związki dwuwartościowego kobaltu. W obecności środków utleniających trójwartościowy kobalt może występować w znacznych stężeniach.

Kobalt jest jednym z biologicznie aktywnych pierwiastków i zawsze znajduje się w ciele zwierząt i roślin. Niewystarczająca zawartość kobaltu w roślinach wiąże się z jego niewystarczającą zawartością w glebach, co przyczynia się do rozwoju anemii u zwierząt (strefa nieczarnoziemno-tajga). Wchodzący w skład witaminy B12 kobalt ma bardzo aktywny wpływ na przyjmowanie substancji azotowych, wzrost zawartości chlorofilu i kwas askorbinowy, aktywuje biosyntezę i zwiększa zawartość azotu białkowego w roślinach. Jednak podwyższone stężenia związków kobaltu są toksyczne.

W niezanieczyszczonych i lekko zanieczyszczonych wodach rzecznych jego zawartość waha się od dziesiątych do tysięcznych miligrama na 1 dm 3 , średnia zawartość w wodzie morskiej wynosi 0,5 μg/dm 3 . MPC in wynosi 0,1 mg/dm 3 , MPC vr wynosi 0,01 mg/dm 3 .

Mangan

Mangan przedostaje się do wód powierzchniowych w wyniku wymywania rud żelazomanganu i innych minerałów zawierających mangan (piroluzyt, psylomelan, brownit, manganit, czarna ochra). Znaczne ilości manganu pochodzą z rozkładu zwierząt wodnych i organizmów roślinnych, zwłaszcza niebiesko-zielonych, okrzemek i wyższych rośliny wodne. Związki manganu odprowadzane są do zbiorników ze ściekami z zakładów przetwórstwa manganu, zakładów metalurgicznych, zakładów przemysłu chemicznego oraz wód kopalnianych.

Spadek stężenia jonów manganu w wodach naturalnych następuje w wyniku utlenienia Mn(II) do MnO 2 i innych wysokowartościowych tlenków, które się wytrącają. Głównymi parametrami determinującymi reakcję utleniania są stężenie rozpuszczonego tlenu, wartość pH i temperatura. Stężenie rozpuszczonych związków manganu zmniejsza się ze względu na ich wykorzystanie przez glony.

Główną formą migracji związków manganu w wodach powierzchniowych są zawiesiny, których skład determinowany jest z kolei składem odwadnianych przez wody skał, a także koloidalnych wodorotlenków metali ciężkich i sorbowanych związków manganu. Istotne znaczenie w migracji manganu w postaci rozpuszczonej i koloidalnej mają substancje organiczne oraz procesy kompleksowego tworzenia manganu z nieorganicznymi i organicznymi ligandami. Mn(II) tworzy rozpuszczalne kompleksy z wodorowęglanami i siarczanami. Kompleksy manganu z jonem chlorkowym są rzadkie. Złożone związki Mn(II) z substancjami organicznymi są zwykle mniej stabilne niż z innymi metalami przejściowymi. Należą do nich związki z aminami, kwasami organicznymi, aminokwasami i substancjami humusowymi. Mn(III) w podwyższonych stężeniach może być w stanie rozpuszczonym tylko w obecności silnych czynników kompleksujących, Mn(YII) nie występuje w wodach naturalnych.

W wodach rzecznych zawartość manganu waha się zwykle od 1 do 160 µg/dm 3 , średnia zawartość w wodach morskich to 2 µg/dm 3 , aw wodach podziemnych - n . 102-n. 10 3 µg/dm3.

Stężenie manganu w wodach powierzchniowych podlega wahaniom sezonowym.

Czynnikami determinującymi zmiany stężeń manganu są stosunek spływu powierzchniowego do podziemnego, intensywność jego zużycia podczas fotosyntezy, rozkład fitoplanktonu, mikroorganizmy i wyższą roślinność wodną, ​​a także procesy jego odkładania się na dnie zbiorników wodnych.

Rola manganu w życiu roślin wyższych i glonów w zbiornikach wodnych jest bardzo duża. Mangan przyczynia się do wykorzystania CO 2 przez rośliny, co zwiększa intensywność fotosyntezy, uczestniczy w procesach odzyskiwania azotanów i asymilacji azotu przez rośliny. Mangan wspomaga przejście aktywnego Fe(II) do Fe(III), co chroni komórkę przed zatruciem, przyspiesza wzrost organizmów itp. Ważna ekologiczna i fizjologiczna rola manganu wymaga zbadania i rozmieszczenia manganu w wodach naturalnych.

Dla zbiorników do użytku sanitarnego ustalono MPC (dla jonów manganu) równe 0,1 mg/dm 3 .

Poniżej znajdują się mapy rozkładu średnich stężeń metali: manganu, miedzi, niklu i ołowiu, zbudowane na podstawie danych obserwacyjnych z lat 1989 - 1993. w 123 miastach. Zakłada się, że wykorzystanie nowszych danych jest nieodpowiednie, ponieważ ze względu na zmniejszenie produkcji stężenie zawieszonych ciał stałych, a tym samym metali, znacznie się zmniejszyło.

Wpływ na zdrowie. Wiele metali jest składnikiem pyłu i ma znaczący wpływ na zdrowie.

Mangan dostaje się do atmosfery z emisji z zakładów metalurgii żelaza (60% wszystkich emisji manganu), inżynierii mechanicznej i obróbki metali (23%), metalurgii metali nieżelaznych (9%), wielu małych źródeł, na przykład ze spawania.

Wysokie stężenia manganu prowadzą do pojawienia się efektów neurotoksycznych, postępującego uszkodzenia ośrodkowego układu nerwowego, zapalenia płuc.
Najwyższe stężenia manganu (0,57 – 0,66 µg/m3) obserwuje się w dużych ośrodkach hutniczych: w Lipiecku i Czerepowcu oraz w Magadanie. Większość miast o wysokich stężeniach Mn (0,23 - 0,69 µg/m3) koncentruje się na Półwyspie Kolskim: Zapolyarny, Kandalaksha, Monchegorsk, Olenegorsk (patrz mapa).

W latach 1991-1994 emisje manganu z źródła przemysłowe zmniejszyła się o 62%, średnie stężenia - o 48%.

Miedź jest jednym z najważniejszych pierwiastków śladowych. Fizjologiczna aktywność miedzi związana jest głównie z włączeniem jej w skład aktywnych centrów enzymów redoks. Niewystarczająca zawartość miedzi w glebie niekorzystnie wpływa na syntezę białek, tłuszczów i witamin oraz przyczynia się do bezpłodności organizmów roślinnych. Miedź bierze udział w procesie fotosyntezy i wpływa na przyswajanie azotu przez rośliny. Jednocześnie nadmierne stężenia miedzi wpływają niekorzystnie na organizmy roślinne i zwierzęce.

W wodach naturalnych najczęściej występują związki Cu(II). Spośród związków Cu(I) najczęściej występują Cu 2 O, Cu 2 S i CuCl, słabo rozpuszczalne w wodzie. W obecności ligandów w środowisku wodnym, wraz z równowagą dysocjacji wodorotlenków, należy wziąć pod uwagę powstawanie różnych złożone formy w równowadze z wodnymi jonami metali.

Głównym źródłem miedzi przedostającej się do wód naturalnych są ścieki z przemysłu chemicznego i metalurgicznego, wody kopalniane oraz odczynniki aldehydowe stosowane do zabijania glonów. Miedź może powstawać w wyniku korozji rur miedzianych i innych konstrukcji stosowanych w instalacjach wodnych. W wodach gruntowych zawartość miedzi wynika z oddziaływania wody ze skałami ją zawierającymi (chalkopiryt, chalkocyt, kowelit, bornit, malachit, azuryt, chryzakola, brotantyna).

Maksymalne dopuszczalne stężenie miedzi w wodach zbiorników do użytku sanitarnego i domowego wynosi 0,1 mg/dm 3 (granicznym znakiem szkodliwości jest ogólny stan sanitarny), w wodzie zbiorników rybackich - 0,001 mg/dm 3.

Emisje M (tys. ton/rok) tlenku miedzi i średnie roczne stężenia q (µg/m3) miedzi.

Miedź dostaje się do powietrza z emisjami z przemysłu metalurgicznego. W emisji cząstek stałych występuje głównie w postaci związków, głównie tlenku miedzi.

Przedsiębiorstwa hutnictwa metali nieżelaznych odpowiadają za 98,7% wszystkich antropogenicznych emisji tego metalu, z czego 71% realizują przedsiębiorstwa koncernu Norylsk Nickel zlokalizowane w Zapolyarnym i Nikelu, Monchegorsku i Norylsku, a około 25% emisji miedzi jest realizowanych w Revdzie, Krasnouralsku, Kolchugino i innych.

Wysokie stężenia miedzi prowadzą do zatrucia, anemii i zapalenia wątroby.

Jak widać z mapy, najwyższe stężenia miedzi odnotowuje się w miastach Lipieck i Rudnaja Pristan. Stężenia miedzi wzrosły także w miastach Półwyspu Kolskiego, w Zapolyarnym, Monchegorsku, Nikelu, Olenegorsku, a także w Norylsku.

Emisje miedzi ze źródeł przemysłowych zmniejszyły się o 34%, średnie stężenia - o 42%.

molibden

Związki molibdenu przedostają się do wód powierzchniowych w wyniku ich wymywania z egzogennych minerałów zawierających molibden. Molibden dostaje się również do zbiorników wodnych ze ściekami z zakładów przetwórczych i zakładów metalurgii metali nieżelaznych. Spadek stężeń związków molibdenu następuje w wyniku wytrącania się związków trudno rozpuszczalnych, procesów adsorpcji przez zawiesiny mineralne oraz konsumpcji przez organizmy roślinne.

Molibden w wodach powierzchniowych występuje głównie w postaci MoO 4 2-. Jest wysoce prawdopodobne, że istnieje w postaci kompleksów organiczno-mineralnych. Możliwość pewnej akumulacji w stanie koloidalnym wynika z faktu, że produktami utleniania molibdenitu są sypkie, drobno zdyspergowane substancje.

W wodach rzecznych molibden występuje w stężeniach od 2,1 do 10,6 μg/dm 3 . Woda morska zawiera średnio 10 μg/dm 3 molibdenu.

W niewielkich ilościach molibden jest niezbędny do prawidłowego rozwoju organizmów roślinnych i zwierzęcych. Molibden jest częścią enzymu oksydazy ksantynowej. Przy niedoborze molibdenu enzym powstaje w niewystarczających ilościach, co powoduje negatywne reakcje w organizmie. W wysokich stężeniach molibden jest szkodliwy. Przy nadmiarze molibdenu zaburzony jest metabolizm.

Maksymalne dopuszczalne stężenie molibdenu w zbiornikach do użytku sanitarnego wynosi 0,25 mg/dm 3 .

Arszenik dostaje się do wód naturalnych ze źródeł mineralnych, obszarów mineralizacji arsenu (piryty arsenowe, realgar, orpiment), a także ze stref utleniania skał typu polimetalicznego, miedziowo-kobaltowego i wolframowego. Pewna ilość arsenu pochodzi z gleby, a także z rozkładu organizmów roślinnych i zwierzęcych. Spożycie arsenu przez organizmy wodne jest jedną z przyczyn spadku jego stężenia w wodzie, co najwyraźniej objawia się w okresie intensywnego rozwoju planktonu.

Znaczące ilości arsenu wchodzą zbiorniki wodne ze ściekami z zakładów przetwórczych, z produkcji barwników, garbarni i fabryk pestycydów, a także z gruntów rolnych, na których stosowane są pestycydy.

W wodach naturalnych związki arsenu są w stanie rozpuszczonym i zawieszonym, których stosunek określa skład chemiczny wody i wartości pH. Arsen w postaci rozpuszczonej występuje w postaci trój- i pięciowartościowej, głównie jako aniony.

W niezanieczyszczonych wodach rzecznych arsen zwykle znajduje się w stężeniach mikrogramowych. W wodach mineralnych jego stężenie może sięgać kilku miligramów na 1 dm 3, w wodach morskich zawiera średnio 3 μg/dm 3, w wodach podziemnych występuje w stężeniach n. 10 5 µg/dm3. Związki arsenu w wysokich stężeniach są toksyczne dla organizmu zwierząt i ludzi: hamują procesy oksydacyjne, hamują dopływ tlenu do narządów i tkanek.

MPC dla arsenu wynosi 0,05 mg/dm 3 (granicznym wskaźnikiem szkodliwości jest sanitarno-toksykologiczny), a MPC dla arsenu wynosi 0,05 mg/dm 3 .

Obecność niklu w wodach naturalnych wynika ze składu skał, przez które przepływa woda: znajduje się on w miejscach złóż siarczkowych rud miedziowo-niklowych i rud żelazowo-niklowych. Do wody przedostaje się z gleb oraz z organizmów roślinnych i zwierzęcych podczas ich rozkładu. W sinicach stwierdzono zwiększoną zawartość niklu w porównaniu z innymi rodzajami alg. Związki niklu dostają się również do zbiorników wodnych ze ściekami z zakładów niklowania, zakładów kauczuku syntetycznego i zakładów wzbogacania niklu. Spalaniu paliw kopalnych towarzyszą ogromne emisje niklu.

Jego stężenie może spadać w wyniku wytrącania się związków takich jak cyjanki, siarczki, węglany czy wodorotlenki (przy wzrastających wartościach pH), na skutek jego zużycia przez organizmy wodne oraz procesów adsorpcji.

W wodach powierzchniowych związki niklu występują w stanie rozpuszczonym, zawieszonym i koloidalnym, których stosunek ilościowy zależy od składu wody, temperatury i wartości pH. Sorbentami związków niklu mogą być wodorotlenek żelaza, substancje organiczne, wysoko zdyspergowany węglan wapnia, glinki. Formy rozpuszczone to głównie jony złożone, najczęściej z aminokwasami, kwasami humusowymi i fulwowymi, a także w postaci silnego kompleksu cyjankowego. Związki niklu występują najczęściej w wodach naturalnych, w których znajduje się on na stopniu utlenienia +2. Związki Ni 3+ powstają zwykle w środowisku alkalicznym.

Związki niklu odgrywają ważną rolę w procesach krwiotwórczych, będąc katalizatorami. Jego zwiększona zawartość ma specyficzny wpływ na układ krążenia. Nikiel jest jednym z pierwiastków rakotwórczych. Może powodować choroby układu oddechowego. Uważa się, że wolne jony niklu (Ni 2+) są około 2 razy bardziej toksyczne niż jego związki kompleksowe.

W niezanieczyszczonych i lekko zanieczyszczonych wodach rzecznych stężenie niklu waha się zwykle od 0,8 do 10 μg/dm 3 ; w zanieczyszczonym jest to kilkadziesiąt mikrogramów na 1 dm 3 . Średnie stężenie niklu w wodzie morskiej wynosi 2 µg/dm3, w wodach gruntowych - n. 10 3 µg/dm 3 . W wodach podziemnych płuczących skały zawierające nikiel stężenie niklu wzrasta niekiedy do 20 mg/dm 3 .

Nikiel wchodzi do atmosfery z przedsiębiorstw metalurgii metali nieżelaznych, które odpowiadają za 97% całej emisji niklu, z czego 89% pochodzi z przedsiębiorstw koncernu Norilsk Nickel zlokalizowanych w Zapolyarnym i Nikelu, Monchegorsku i Norylsku.

Podwyższona zawartość niklu w środowisku prowadzi do pojawienia się chorób endemicznych, raka oskrzeli. Związki niklu należą do I grupy czynników rakotwórczych.

Mapa pokazuje kilka punktów o wysokich średnich stężeniach niklu w lokalizacjach koncernu Norylsk Nickel: Apatity, Kandalaksha, Monchegorsk, Olenegorsk.

Emisja niklu z przedsiębiorstw przemysłowych zmniejszyła się o 28%, średnie stężenia - o 35%.

Emisje M (tys. ton/rok) i średnie roczne stężenia q (µg/m3) niklu.

Dostaje się do wód naturalnych w wyniku ługowania minerałów zawierających cynę (kasyteryt, stanina), a także ze ściekami z różnych gałęzi przemysłu (barwienie tkanin, synteza barwników organicznych, produkcja stopów z dodatkiem cyny itp.).

Toksyczny efekt cyny jest niewielki.

Cyna znajduje się w niezanieczyszczonych wodach powierzchniowych w stężeniach submikrogramowych. W wodach gruntowych jego stężenie sięga kilku mikrogramów na 1 dm3. MPC w wynosi 2 mg / dm 3.

Związki rtęci mogą przedostawać się do wód powierzchniowych w wyniku wymywania skał w rejonie złóż rtęci (cynober, metacynabaryt, livingstone), w procesie rozkładu organizmów wodnych gromadzących rtęć. Znaczne ilości przedostają się do zbiorników wodnych ze ściekami z przedsiębiorstw produkujących barwniki, pestycydy, farmaceutyki i niektóre materiały wybuchowe. Elektrownie cieplne Opalane węglem emitują do atmosfery znaczne ilości związków rtęci, które w wyniku opadów mokrych i suchych przedostają się do zbiorników wodnych.

Spadek stężenia rozpuszczonych związków rtęci następuje w wyniku ich ekstrakcji przez wiele organizmów morskich i słodkowodnych, które mają zdolność akumulowania jej w stężeniach wielokrotnie przewyższających jej zawartość w wodzie, a także procesów adsorpcji przez zawieszone ciała stałe i osady denne.

W wodach powierzchniowych związki rtęci są w stanie rozpuszczonym i zawieszonym. Stosunek między nimi zależy od składu chemicznego wody i wartości pH. Zawieszona rtęć to sorbowane związki rtęci. Formy rozpuszczone to niezdysocjowane cząsteczki, złożone związki organiczne i mineralne. W wodzie zbiorników wodnych rtęć może występować w postaci związków metylortęci.

Związki rtęci są silnie toksyczne, wpływają na układ nerwowy człowieka, powodują zmiany w błonie śluzowej, upośledzenie funkcji motorycznych i wydzielania przewodu pokarmowego, zmiany we krwi itp. Bakteryjne procesy metylacji mają na celu tworzenie związków metylortęci, które są wielokrotnie bardziej toksyczne niż sole mineralne rtęci. Związki metylortęci gromadzą się w rybach i mogą dostać się do organizmu człowieka.

MPC w rtęci wynosi 0,0005 mg/dm 3 (oznaka graniczna szkodliwości – sanitarno-toksykologiczna), MPC vr 0,0001 mg/dm 3 .

Naturalnym źródłem przedostawania się ołowiu do wód powierzchniowych są procesy rozpuszczania minerałów endogennych (galena) i egzogennych (anglesyt, cerusyt itp.). Znaczący wzrost zawartości ołowiu w środowisku (w tym w wodach powierzchniowych) związany jest ze spalaniem węgla, stosowaniem tetraetyloołowiu jako środka przeciwstukowego w paliwie silnikowym, odprowadzaniem do zbiorników wodnych ze ściekami z zakładów przeróbczych rud , niektóre zakłady metalurgiczne, przemysł chemiczny, kopalnie itp. Istotnymi czynnikami wpływającymi na obniżenie stężenia ołowiu w wodzie są jego adsorpcja przez zawiesiny i sedymentacja z nimi do osadów dennych. Wśród innych metali ołów jest wydobywany i akumulowany przez hydrobionty.

Ołów występuje w wodach naturalnych w stanie rozpuszczonym i zawieszonym (sorbowanym). W postaci rozpuszczonej występuje w postaci kompleksów mineralnych i organomineralnych, a także jonów prostych, w postaci nierozpuszczalnej – głównie w postaci siarczków, siarczanów i węglanów.

W wodach rzecznych stężenie ołowiu waha się od dziesiątych części do jednostek mikrogramów na 1 dm3. Nawet w wodach zbiorników przylegających do obszarów rud polimetalicznych jego stężenie rzadko sięga dziesiątek miligramów na 1 dm3. Jedynie w chlorkowych wodach termalnych stężenie ołowiu sięga niekiedy kilku miligramów na 1 dm3.

Granicznym wskaźnikiem szkodliwości ołowiu jest sanitarno-toksykologiczny. MPC dla ołowiu wynosi 0,03 mg/dm 3 , MPC dla BP wynosi 0,1 mg/dm 3 .

Ołów jest zawarty w emisjach pochodzących z hutnictwa, obróbki metali, elektrotechniki, petrochemii i transportu samochodowego.

Wpływ ołowiu na zdrowie następuje poprzez wdychanie powietrza zawierającego ołów oraz pobranie ołowiu z cząsteczkami pokarmu, wody i kurzu. Ołów gromadzi się w organizmie, w kościach i tkankach powierzchniowych. Ołów wpływa na nerki, wątrobę, układ nerwowy i narządy krwiotwórcze. Osoby starsze i dzieci są szczególnie wrażliwe na nawet małe dawki ołowiu.

Emisje M (tys. ton/rok) i średnie roczne stężenia q (µg/m3) ołowiu.

W ciągu siedmiu lat emisje ołowiu ze źródeł przemysłowych spadły o 60% z powodu cięć produkcji i zamknięcia wielu przedsiębiorstw. Gwałtownemu spadkowi emisji przemysłowych nie towarzyszy spadek emisji z pojazdów. Średnie stężenie ołowiu spadło tylko o 41%. Różnicę we wskaźnikach redukcji emisji i stężeniach ołowiu można wyjaśnić niedoszacowaniem emisji z pojazdów w poprzednich latach; Obecnie wzrosła liczba samochodów i intensywność ich ruchu.

Ołów tetraetylowy

Wnika do wód naturalnych dzięki zastosowaniu wody jako środka przeciwstukowego w paliwie silnikowym. Pojazd, a także ze spływem powierzchniowym z obszarów miejskich.

Substancja ta charakteryzuje się wysoką toksycznością, ma właściwości kumulacyjne.

Źródłem srebra dostającego się do wód powierzchniowych są wody gruntowe i ścieki z kopalń, zakładów przetwórczych i zakładów fotograficznych. Podwyższona zawartość srebra związana jest ze stosowaniem preparatów bakteriobójczych i glonobójczych.

W ściekach srebro może występować w postaci rozpuszczonej i zawieszonej, głównie w postaci soli halogenkowych.

W niezanieczyszczonych wodach powierzchniowych srebro występuje w stężeniach submikrogramowych. W wodach gruntowych stężenie srebra waha się od kilku do kilkudziesięciu mikrogramów w 1 dm 3 , w wodzie morskiej średnio 0,3 μg/dm 3 .

Jony srebra są zdolne do niszczenia bakterii i sterylizacji wody już w niewielkim stężeniu (dolna granica działania bakteriobójczego jonów srebra to 2,10 -11 mol/dm 3). Rola srebra w organizmie zwierząt i ludzi nie została dostatecznie zbadana.

MPC w srebrze wynosi 0,05 mg/dm 3 .

Antymon przedostaje się do wód powierzchniowych poprzez ługowanie minerałów antymonu (stibnit, senarmontit, walentyny, serynit, stibiokanit) oraz ze ściekami z zakładów gumowych, szklarskich, farbiarskich i zapałek.

W wodach naturalnych związki antymonu są w stanie rozpuszczonym i zawieszonym. W warunkach redoks charakterystycznych dla wód powierzchniowych może występować zarówno trójwartościowy, jak i pięciowartościowy antymon.

W niezanieczyszczonych wodach powierzchniowych antymon występuje w stężeniach submikrogramowych, w wodzie morskiej jego stężenie sięga 0,5 µg/dm 3 , w wodach podziemnych 10 µg/dm 3 . MPC w antymonie wynosi 0,05 mg/dm 3 (granicznym wskaźnikiem szkodliwości jest sanitarno-toksykologiczny), MPC vr wynosi 0,01 mg/dm 3 .

Trój- i sześciowartościowe związki chromu przedostają się do wód powierzchniowych w wyniku wymywania ze skał (chromit, krokoit, uwarowit itp.). Pewne ilości pochodzą z rozkładu organizmów i roślin, z gleb. Znaczne ilości mogą przedostawać się do zbiorników wodnych ze ściekami z galwanizerni, farbiarni przedsiębiorstw włókienniczych, garbarni i przemysłu chemicznego. Spadek stężenia jonów chromu można zaobserwować w wyniku ich zużycia przez organizmy wodne oraz procesów adsorpcji.

W wodach powierzchniowych związki chromu są w stanie rozpuszczonym i zawieszonym, których stosunek zależy od składu wody, temperatury, pH roztworu. Zawieszone związki chromu to głównie sorbowane związki chromu. Sorbentami mogą być glinki, wodorotlenek żelaza, silnie zdyspergowany osadzający się węglan wapnia, pozostałości roślinne i zwierzęce. W postaci rozpuszczonej chrom może występować w postaci chromianów i dwuchromianów. W warunkach tlenowych Cr(VI) przekształca się w Cr(III), którego sole w środowisku obojętnym i zasadowym ulegają hydrolizie z uwolnieniem wodorotlenku.

W niezanieczyszczonych i lekko zanieczyszczonych wodach rzecznych zawartość chromu waha się od kilku dziesiątych mikrograma na litr do kilku mikrogramów na litr, w zanieczyszczonych zbiornikach wodnych sięga kilkudziesięciu i setek mikrogramów na litr. Średnie stężenie w wodach morskich wynosi 0,05 μg/dm 3 , w wodach podziemnych zwykle mieści się w granicach n. 10-n. 10 2 µg/dm 3 .

Związki Cr(VI) i Cr(III) w zwiększonych ilościach wykazują właściwości rakotwórcze. Bardziej niebezpieczne są związki Cr(VI).

Dostaje się do wód naturalnych w wyniku naturalnych procesów niszczenia i rozpuszczania skał i minerałów (sfaleryt, cynkit, goslaryt, smithsonit, kalamina), a także ze ściekami z zakładów przeróbki rudy i galwanizerni, produkcji pergaminu, farb mineralnych , włókno wiskozowe i inne

W wodzie występuje głównie w postaci jonowej lub w postaci jej kompleksów mineralno-organicznych. Czasami występuje w formach nierozpuszczalnych: w postaci wodorotlenku, węglanu, siarczku itp.

W wodach rzecznych stężenie cynku wynosi zwykle od 3 do 120 µg/dm 3 , w wodach morskich od 1,5 do 10 µg/dm 3 . Zawartość w rudzie, a zwłaszcza w wodach kopalnianych o niskim pH, może być znaczna.

Cynk jest jednym z aktywnych pierwiastków śladowych, które wpływają na wzrost i prawidłowy rozwój organizmów. Jednocześnie wiele związków cynku jest toksycznych, przede wszystkim jego siarczan i chlorek.

MPC w Zn 2+ wynosi 1 mg/dm 3 (wskaźnik graniczny szkodliwości – organoleptyczny), MPC vr Zn 2+ – 0,01 mg/dm 3 (wskaźnik graniczny szkodliwości – toksykologiczny).

Metale ciężkie są już na drugim miejscu pod względem zagrożenia, ustępując pestycydom i znacznie wyprzedzając tak znane zanieczyszczenia, jak dwutlenek węgla i siarka, ale w prognozie powinny stać się najniebezpieczniejsze, groźniejsze niż odpady i ciała stałe z elektrowni jądrowych. marnotrawstwo. Zanieczyszczenie metalami ciężkimi wiąże się z ich powszechnym stosowaniem w produkcji przemysłowej, połączonym ze słabymi systemami czyszczącymi, w wyniku czego metale ciężkie przedostają się do środowiska, w tym do gleby, zanieczyszczając je i zatruwając.

Metale ciężkie należą do priorytetowych zanieczyszczeń, których monitorowanie jest obowiązkowe we wszystkich środowiskach. W różnych pracach naukowych i stosowanych autorzy w różny sposób interpretują znaczenie terminu „metale ciężkie”. W niektórych przypadkach definicja metali ciężkich obejmuje pierwiastki, które są kruche (na przykład bizmut) lub metaloidy (na przykład arsen).

Gleba jest głównym medium, do którego przedostają się metale ciężkie, w tym z atmosfery i środowiska wodnego. Służy również jako źródło wtórnego zanieczyszczenia powietrza powierzchniowego i wód, które dostają się z niego do Oceanu Światowego. Metale ciężkie są asymilowane z gleby przez rośliny, które następnie dostają się do pokarmu lepiej zorganizowanych zwierząt.

3.3. zatrucie ołowiem

Obecnie ołów zajmuje pierwsze miejsce wśród przyczyn zatruć przemysłowych. Wynika to z szerokiego zastosowania w różnych gałęziach przemysłu. Pracownicy ołowiu są narażeni na wydobywanie ołowiu, wytapianie ołowiu, produkcję baterii, lutowanie, drukowanie, szkło kryształowe lub wyroby ceramiczne, benzyna ołowiowa, farba ołowiowa itp. Zanieczyszczenie ołowiem powietrze atmosferyczne, gleba i woda w sąsiedztwie takich przemysłów, a także w pobliżu głównych autostrad, stwarza zagrożenie narażenia na ołów ludności zamieszkującej te tereny, a przede wszystkim dzieci, które są bardziej wrażliwe na działanie metali ciężkich.

Z przykrością należy zauważyć, że w Rosji nie ma polityki państwa w zakresie prawnej, regulacyjnej i ekonomicznej regulacji wpływu ołowiu na środowisko i zdrowie publiczne, ograniczania emisji (zrzutów, odpadów) ołowiu i jego związków do środowiska , oraz o całkowitym zaprzestaniu produkcji benzyny zawierającej ołów.

Ze względu na skrajnie niesatysfakcjonującą pracę edukacyjną wyjaśniającą społeczeństwu stopień niebezpieczeństwa narażenia organizmu ludzkiego na metale ciężkie, w Rosji liczba kontyngentów mających kontakt zawodowy z ołowiem nie maleje, ale stopniowo rośnie. Przypadki chronicznego zatrucia ołowiem zostały zarejestrowane w 14 branżach w Rosji. Wiodące branże to przemysł elektryczny (produkcja baterii), oprzyrządowanie, drukowanie i metalurgia metali nieżelaznych, w nich zatrucie jest spowodowane przekroczeniem 20 lub więcej razy maksymalnego dopuszczalnego stężenia (MPC) ołowiu w powietrzu obszaru roboczego.

Istotnym źródłem ołowiu są spaliny samochodowe, ponieważ połowa Rosji nadal używa benzyny ołowiowej. Głównym źródłem zanieczyszczenia środowiska pozostają jednak zakłady metalurgiczne, w szczególności huty miedzi. A tu są liderzy. Na terenie obwodu swierdłowskiego znajdują się 3 największe źródła emisji ołowiu w kraju: w miastach Krasnouralsk, Kirovograd i Revda.

Kominy huty miedzi w Krasnouralsku, zbudowanej w latach stalinowskiej industrializacji i wyposażonej w sprzęt z 1932 roku, wyrzucają rocznie 150-170 ton ołowiu do 34-tysięcznego miasta, pokrywając wszystko ołowianym pyłem.

Stężenie ołowiu w glebie Krasnouralska waha się od 42,9 do 790,8 mg/kg przy maksymalnym dopuszczalnym stężeniu MPC = 130 mikronów/kg. Próbki wody w wodociągu sąsiedniej wsi. Oktiabrsky, zasilany z podziemnego źródła wody, odnotował nawet dwukrotny nadmiar RPP.

Zanieczyszczenie ołowiem ma wpływ na zdrowie człowieka. Narażenie na ołów zaburza żeński i męski układ rozrodczy. Dla kobiet w ciąży i w wieku rozrodczym szczególnie niebezpieczny jest podwyższony poziom ołowiu we krwi, ponieważ ołów zaburza czynności menstruacyjne, częściej dochodzi do przedwczesnych porodów, poronień i śmierci płodów z powodu przenikania ołowiu przez barierę łożyskową. Noworodki mają wysoką śmiertelność.

Zatrucie ołowiem jest niezwykle niebezpieczne dla małych dzieci – wpływa na rozwój mózgu i układu nerwowego. Badanie 165 dzieci w Krasnouralsku w wieku od 4 lat wykazało znaczne upośledzenie umysłowe u 75,7%, au 6,8% przebadanych dzieci stwierdzono upośledzenie umysłowe, w tym upośledzenie umysłowe.

Dzieci wiek przedszkolny najbardziej podatne na szkodliwe działanie ołowiu, ponieważ ich system nerwowy jest w trakcie formacji. Nawet w małych dawkach zatrucie ołowiem powoduje spadek rozwoju intelektualnego, uwagi i zdolności koncentracji, opóźnienie w czytaniu, prowadzi do rozwoju agresywności, nadpobudliwości i innych problemów w zachowaniu dziecka. Te nieprawidłowości rozwojowe mogą być długotrwałe i nieodwracalne. Niska masa urodzeniowa, zahamowanie wzrostu i utrata słuchu są również wynikiem zatrucia ołowiem. Wysokie dawki zatrucia prowadzą do upośledzenia umysłowego, śpiączki, drgawek i śmierci.

Biała księga opublikowana przez rosyjskich ekspertów donosi, że zanieczyszczenie ołowiem obejmuje cały kraj i jest jedną z wielu katastrof ekologicznych w byłym Związku Radzieckim, które wyszły na jaw w ostatnich latach. Większość terytorium Rosji jest obciążona osadami ołowiu, które przekraczają wartość krytyczną dla normalnego funkcjonowania ekosystemu. W kilkudziesięciu miastach występuje nadmiar stężeń ołowiu w powietrzu i glebie powyżej wartości odpowiadających MPC.

Najwyższy poziom zanieczyszczenia powietrza ołowiem, przekraczający RPP, zaobserwowano w miastach Komsomolsk nad Amurem, Tobolsk, Tiumeń, Karabash, Władimir, Władywostok.

Maksymalne obciążenia Opady ołowiu prowadzące do degradacji ekosystemów lądowych obserwowane są w rejonach Moskwy, Włodzimierza, Niżnego Nowogrodu, Riazania, Tuły, Rostowa i Leningradu.

Źródła stacjonarne odpowiadają za zrzut ponad 50 ton ołowiu w postaci różnych związków do zbiorników wodnych. Jednocześnie 7 fabryk akumulatorów zrzuca rocznie przez system kanalizacyjny 35 ton ołowiu. Analiza rozmieszczenia zrzutów ołowiu do zbiorników wodnych na terytorium Rosji pokazuje, że liderami tego rodzaju ładunku są regiony Leningradu, Jarosławia, Permu, Samary, Penzy i Oryola.

Kraj potrzebuje pilnych działań w celu zmniejszenia zanieczyszczenia ołowiem, ale jak dotąd Kryzys ekonomiczny Rosja jest w cieniu problemów środowiskowych. W przedłużającym się kryzysie przemysłowym Rosji brakuje funduszy na usuwanie zanieczyszczeń z przeszłości, ale jeśli gospodarka zacznie się poprawiać, a fabryki wrócą do pracy, zanieczyszczenie może się tylko pogorszyć.

10 najbardziej zanieczyszczonych miast byłego ZSRR

(Metale są wymienione w porządku malejącym według poziomu priorytetu dla danego miasta)

1. Molo Rudnaja (Prz. Terytorium)	ołów, cynk, miedź, mangan + wanad, mangan.
2. Belowo (region Kemerowo)	cynk, ołów, miedź, nikiel.
3. Revda (obwód swierdłowski)	miedź, cynk, ołów.
4. Magnitogorsk	nikiel, cynk, ołów.
5. Głębokie (Białoruś)	miedź, ołów, cynk.
6. Ust-Kamenogorsk (Kazachstan)	cynk, miedź, nikiel.
7. Dalnegorska (Kraj Nadmorski)	ołów, cynk.
8. Monchegorsk (obwód murmański)	nikiel.
9. Alaverdi (Armenia)	miedź, nikiel, ołów.
10. Konstantinowka (Ukraina)	ołów, rtęć.

4. Higiena gleby. Utylizacja odpadów.

Gleba w miastach i inne rozliczenia i ich otoczenie już dawno oddzielono od naturalnej, biologicznie cennej gleby, która odgrywa ważną rolę w utrzymaniu równowagi ekologicznej. Gleba w miastach podlega takim samym szkodliwym wpływom jak powietrze miejskie i hydrosfera, dlatego wszędzie następuje jej znaczna degradacja. Higienie gleby nie poświęca się wystarczającej uwagi, chociaż jej znaczenie jako jednego z głównych składników biosfery (powietrza, wody, gleby) i biologicznego czynnika środowiskowego jest nawet ważniejsze niż wody, gdyż jej ilość (przede wszystkim jakość wody gruntowe) zależy od stanu gleby i nie można oddzielić tych czynników od siebie. Gleba ma zdolność biologicznego samooczyszczania: w glebie następuje rozszczepienie wpadających do niej odpadów i ich mineralizacja; w końcu gleba rekompensuje utracone minerały ich kosztem.

Jeżeli w wyniku przeciążenia gleby którykolwiek ze składników jej zdolności mineralizacyjnej zostanie utracony, nieuchronnie doprowadzi to do naruszenia mechanizmu samooczyszczania i całkowitej degradacji gleby. Przeciwnie, stworzenie optymalnych warunków do samooczyszczania gleby przyczynia się do zachowania równowagi ekologicznej i warunków istnienia wszystkich żywych organizmów, w tym ludzi.

Dlatego problem unieszkodliwiania odpadów o szkodliwym działaniu biologicznym nie ogranicza się do kwestii ich eksportu; jest to bardziej złożony problem higieniczny, ponieważ gleba jest łącznikiem między wodą, powietrzem i człowiekiem.

4.1. Rola gleby w metabolizmie

Biologiczny związek między glebą a człowiekiem odbywa się głównie poprzez metabolizm. Gleba jest niejako dostawcą minerałów niezbędnych do cyklu metabolicznego, do wzrostu roślin spożywanych przez ludzi i roślinożerców, zjadanych kolejno przez ludzi i mięsożerców. W ten sposób gleba dostarcza pożywienia wielu przedstawicielom świata roślinnego i zwierzęcego.

W konsekwencji pogorszenie jakości gleby, spadek jej wartości biologicznej, jej zdolności do samooczyszczania powoduje reakcję łańcuchową, która w przypadku długotrwałych szkodliwych skutków może prowadzić do różnych zaburzeń zdrowotnych wśród populacji. Ponadto w przypadku spowolnienia procesów mineralizacji azotany, azot, fosfor, potas itp. powstające podczas rozpadu substancji mogą przedostać się do wód gruntowych używanych do picia i powodować poważne choroby (np. azotany mogą powodować methemoglobinemię, głównie u niemowląt). .

Spożywanie wody z gleby ubogiej w jod może powodować endemiczne wole itp.

4.2. Ekologiczny związek między glebą a wodą i odpadami płynnymi (ściekami)

Człowiek wydobywa z gleby wodę niezbędną do utrzymania procesów metabolicznych i samego życia. Jakość wody zależy od stanu gleby; zawsze odzwierciedla stan biologiczny danej gleby.

Dotyczy to w szczególności wód podziemnych, których wartość biologiczna jest zasadniczo determinowana właściwościami gleby i gleby, zdolnością tych ostatnich do samooczyszczania się, zdolnością filtracyjną, składem makroflory, mikrofauną itp.

Bezpośredni wpływ gleby na wody powierzchniowe jest już mniej znaczący, związany jest głównie z opadami atmosferycznymi. Na przykład po ulewnych deszczach różne zanieczyszczenia są wypłukiwane z gleby do otwartych zbiorników wodnych (rzeki, jeziora), w tym sztuczne nawozy (azot, fosforany), pestycydy, herbicydy; w obszarach krasowych, spękanych osadów mogą przenikać zanieczyszczenia pęka w głąb wód gruntowych.

Nieodpowiednie oczyszczanie ścieków może również powodować szkodliwe skutki biologiczne dla gleby i ostatecznie prowadzić do degradacji gleby. Dlatego ochrona gleby w osiedlach jest jednym z głównych wymogów ochrony środowiska w ogóle.

4.3. Limity obciążenia gleby odpadami stałymi (odpady z gospodarstw domowych i ulic, odpady przemysłowe, suche osady z sedymentacji ścieków, substancje promieniotwórcze itp.)

Problem pogłębia fakt, że w wyniku wytwarzania w miastach coraz większej ilości odpadów stałych gleba w ich sąsiedztwie poddawana jest coraz większej presji. W coraz szybszym tempie pogarszają się właściwości i skład gleby.

Z 64,3 mln ton papieru wyprodukowanego w Stanach Zjednoczonych 49,1 mln ton trafia do odpadów (z tego 26 mln ton dostarcza gospodarstwo domowe, a 23,1 mln ton sieć dystrybucyjna).

W związku z powyższym wywóz i ostateczne unieszkodliwianie odpadów stałych jest bardzo istotnym, trudniejszym do realizacji problemem higienicznym w kontekście postępującej urbanizacji.

Możliwa jest ostateczna utylizacja odpadów stałych w zanieczyszczonej glebie. Jednak ze względu na stale pogarszającą się zdolność samooczyszczania się gleby miejskiej, ostateczna utylizacja zakopanych w ziemi odpadów jest niemożliwa.

Człowiek mógłby z powodzeniem wykorzystać procesy biochemiczne zachodzące w glebie, jej neutralizującą i dezynfekującą zdolność do unieszkodliwiania odpadów stałych, jednak gleba miejska w wyniku wieków zamieszkiwania i działalności człowieka w miastach już dawno nie nadaje się do tego celu.

Dobrze znane są mechanizmy samooczyszczania się, mineralizacji zachodzącej w glebie, rola bakterii i enzymów w nich zaangażowanych oraz produktów pośrednich i końcowych rozkładu substancji. Obecnie badania mają na celu identyfikację czynników zapewniających równowagę biologiczną naturalnej gleby, a także wyjaśnienie, ile odpadów stałych (i jaki skład) może prowadzić do naruszenia równowagi biologicznej gleby.

Ilość odpadów domowych (śmieci) na mieszkańca niektórych dużych miast świata

Należy zauważyć, że stan higieniczny gleby w miastach w wyniku jej przeciążenia gwałtownie się pogarsza, chociaż zdolność gleby do samooczyszczania jest głównym wymogiem higienicznym dla zachowania równowagi biologicznej. Gleba w miastach nie jest już w stanie poradzić sobie ze swoim zadaniem bez pomocy człowieka. Jedynym wyjściem z tej sytuacji jest całkowita neutralizacja i zniszczenie odpadów zgodnie z wymogami higienicznymi.

Dlatego budowa obiektów użyteczności publicznej powinna mieć na celu zachowanie naturalnej zdolności gleby do samooczyszczania, a jeśli ta zdolność już stała się niezadowalająca, należy ją sztucznie przywrócić.

Najbardziej niekorzystne jest toksyczne działanie odpadów przemysłowych – zarówno płynnych, jak i stałych. Do gleby trafia coraz więcej takich odpadów, z którymi nie jest w stanie sobie poradzić. I tak np. zanieczyszczenie gleby arsenem stwierdzono w sąsiedztwie zakładów produkujących superfosfaty (w promieniu 3 km). Jak wiadomo, niektóre pestycydy, takie jak związki chloroorganiczne, które dostały się do gleby, nie rozkładają się przez długi czas.

Podobnie sytuacja wygląda w przypadku niektórych syntetycznych materiałów opakowaniowych (polichlorek winylu, polietylen itp.).

Niektóre toksyczne związki prędzej czy później dostają się do wód gruntowych, w wyniku czego zaburzona zostaje nie tylko biologiczna równowaga gleby, ale także pogarsza się jakość wód gruntowych do tego stopnia, że ​​nie można ich już używać jako wody pitnej.

Procent ilości podstawowych materiałów syntetycznych zawartych w odpadach domowych (śmieci)

* Razem z odpadami innych tworzyw sztucznych, które twardnieją pod wpływem ciepła.

Problem odpadów wzrósł dziś również dlatego, że część odpadów, głównie odchody ludzi i zwierząt, jest wykorzystywana do nawożenia gruntów rolnych [odchody zawierają znaczną ilość azotu -0,4-0,5%, fosforu (P203) -0,2-0,6 %, potas (K?0) -0,5-1,5%, węgiel -5-15%]. Ten problem miasta rozprzestrzenił się na dzielnice miasta.

4.4. Rola gleby w rozprzestrzenianiu się różnych chorób

Gleba odgrywa rolę w dystrybucji choroba zakaźna. Poinformowali o tym w ubiegłym stuleciu Petterkoffer (1882) i Fodor (1875), którzy podkreślali głównie rolę gleby w rozprzestrzenianiu się chorób jelitowych: cholery, tyfusu, czerwonki itp. Zwrócili również uwagę na fakt, że niektórzy bakterie i wirusy pozostają żywotne i zjadliwe w glebie przez wiele miesięcy. Następnie wielu autorów potwierdziło swoje obserwacje, zwłaszcza w odniesieniu do gleby miejskiej. Na przykład czynnik wywołujący cholerę pozostaje żywy i patogenny w wodach gruntowych od 20 do 200 dni, czynnik wywołujący dur brzuszny w kale - od 30 do 100 dni, czynnik wywołujący paratyfus - od 30 do 60 dni. (Pod względem rozprzestrzeniania się chorób zakaźnych gleba miejska jest znacznie bardziej niebezpieczna niż gleba polna nawożona obornikiem.)

Do określenia stopnia zanieczyszczenia gleby wielu autorów stosuje oznaczanie liczby bakterii (E. coli), podobnie jak przy określaniu jakości wody. Inni autorzy uznają za celowe określenie dodatkowo liczby bakterii termofilnych biorących udział w procesie mineralizacji.

Rozprzestrzenianie się chorób zakaźnych przez glebę jest znacznie ułatwione dzięki nawadnianiu gleby ściekami. Jednocześnie pogarszają się również właściwości mineralizacyjne gleby. Dlatego podlewanie ściekami powinno odbywać się pod stałym ścisłym nadzorem sanitarnym i tylko poza obszarem miejskim.

4.5. Szkodliwe działanie głównych rodzajów zanieczyszczeń (odpadów stałych i płynnych) prowadzących do degradacji gleby

4.5.1. Neutralizacja odpadów płynnych w glebie

W wielu miejscowościach, które nie mają kanalizacji, niektóre odpady, w tym obornik, są unieszkodliwiane w glebie.

Jak wiesz, to najłatwiejszy sposób na zneutralizowanie. Jest to jednak dopuszczalne tylko wtedy, gdy mamy do czynienia z glebą biologicznie cenną, która zachowała zdolność do samooczyszczania, co nie jest typowe dla gleb miejskich. Jeżeli gleba nie posiada już tych właściwości, to aby chronić ją przed dalszą degradacją, potrzebne jest kompleksowe zaplecze techniczne do unieszkodliwiania płynnych ścieków.

W wielu miejscach odpady unieszkodliwiane są w dołach kompostowych. Technicznie to trudne zadanie. Ponadto płyny są w stanie wnikać w glebę na dość duże odległości. Zadanie komplikuje dodatkowo fakt, że ścieki miejskie zawierają coraz większą ilość toksycznych odpadów przemysłowych, które w jeszcze większym stopniu degradują właściwości mineralizacyjne gleby niż odchody ludzi i zwierząt. W związku z tym dopuszczalne jest spuszczanie do dołów kompostowych tylko ścieków, które wcześniej uległy sedymentacji. W przeciwnym razie zdolność filtracyjna gleby jest zaburzona, wówczas gleba traci inne właściwości ochronne, pory stopniowo się blokują itp.

Wykorzystanie ludzkich odchodów do nawadniania pól uprawnych jest drugim sposobem unieszkodliwiania płynnych odpadów. Ta metoda stwarza podwójne zagrożenie higieniczne: po pierwsze, może prowadzić do przeciążenia gleby; po drugie, odpady te mogą stać się poważnym źródłem infekcji. Dlatego kał musi być najpierw zdezynfekowany i poddany odpowiedniej obróbce, a dopiero potem wykorzystany jako nawóz. Są tu dwa przeciwstawne punkty widzenia. Zgodnie z wymogami higienicznymi odchody ulegają niemal całkowitemu zniszczeniu iz punktu widzenia gospodarki narodowej stanowią cenny nawóz. Świeże odchody nie mogą być używane do podlewania ogrodów i pól bez uprzedniej ich dezynfekcji. Jeśli nadal musisz używać świeżych odchodów, wymagają one takiego stopnia neutralizacji, że prawie nie mają wartości jako nawóz.

Odchody mogą być stosowane jako nawóz tylko w specjalnie wyznaczonych miejscach - przy stałej kontroli sanitarno-higienicznej, zwłaszcza pod kątem stanu wód gruntowych, ilości much itp.

Wymagania dotyczące usuwania i usuwania odchodów zwierzęcych do gleby nie różnią się zasadniczo od wymagań dotyczących usuwania odchodów ludzkich.

Do niedawna obornik był znaczącym źródłem cennych składników odżywczych dla rolnictwa, poprawiających żyzność gleby. Jednak w ostatnich latach obornik stracił na znaczeniu częściowo ze względu na mechanizację rolnictwa, częściowo z powodu rosnącej szerokie zastosowanie nawozy sztuczne.

W przypadku braku odpowiedniej obróbki i utylizacji niebezpieczny jest również obornik, a także nieoczyszczony ludzki kał. Dlatego przed zabraniem na pola obornik może dojrzeć, aby w tym czasie mogły w nim zachodzić niezbędne procesy biotermiczne (w temperaturze 60-70 ° C). Następnie obornik jest uważany za „dojrzały” i wolny od większości zawartych w nim patogenów (bakterie, jaja robaków itp.).

Należy pamiętać, że magazyny obornika mogą reprezentować idealne miejsca do hodowli much, które przyczyniają się do rozprzestrzeniania się różnych infekcji jelitowych. Należy zauważyć, że muchy do reprodukcji najchętniej wybierają obornik świński, następnie koński, owczy i wreszcie krowi. Przed wywiezieniem obornika na pola należy go poddać działaniu środków owadobójczych.

4.5.2. Neutralizacja odpadów stałych w glebie.

Obecnie ilość odpadów stałych na całym świecie rośnie w zastraszającym tempie.

Umieszczanie i unieszkodliwianie odpadów stałych w osiedlach to problem o kapitalnym znaczeniu. Jednak nawet dzisiaj w większości miejsc stosuje się najbardziej prymitywne metody niszczenia śmieci, nie stosując prawie żadnej, zaplecze techniczne, ale opierając się wyłącznie na zdolności gleby do mineralizacji.

Znalezienie najskuteczniejszych sposobów usuwania odpadów stałych jest kwestią kluczową. Problem komplikuje fakt, że znaczna część obszaru miejskiego o utwardzonej nawierzchni (drogi, ulice, chodniki) nie może być wykorzystana do utylizacji odpadów.

Unieszkodliwianie odpadów stałych polega na: wywozie, wywozie śmieci oraz ich unieszkodliwieniu.

4.5.2.1. Zbiórka i wywóz śmieci.

Najbardziej celowe jest zbieranie śmieci domowych w mieszkaniach w plastikowym wiadrze na pedały z pokrywką. Następnie śmieci są umieszczane w specjalnych pojemnikach (zbiornikach) na podwórku lub są wcześniej wrzucane do zsypu na śmieci. Ta ostatnia metoda jest wygodniejsza dla mieszkańców, a także bardziej higieniczna, ponieważ nie ma potrzeby pozostawiania śmieci w mieszkaniu przed wyrzuceniem ich do kontenera. Wadą zsypu na śmieci jest to, że trudno go utrzymać w czystości. Szczególnie udane jest połączenie zsypu odpadów ze spalarnią odpadów umieszczoną w piwnicy.

Do wyrzucania odpadów domowych najbardziej wskazane jest użycie w kuchni urządzenia mielącego podłączonego do zlewu (zlewu). Rozdrobnione odpady trafiają bezpośrednio do kanalizacji. Jednak ta metoda ma wiele wad. Na przykład problem usuwania rozdrobnionych odpadów domowych z zamkniętej sieci kanalizacyjnej nie został jeszcze rozwiązany. Sama technika kruszenia odpadów ma szereg wad. Dlatego w Stanach Zjednoczonych, gdzie ta metoda jest szeroko stosowana, często dochodzi do zatorów w sieci kanalizacyjnej.

Z punktu widzenia higieny ta metoda zasługuje na uwagę, ponieważ z jednej strony odpady kuchenne nie stanowią przeciążenia gleby, do której ostatecznie trafiają, z drugiej strony metoda jest ekonomiczna, ponieważ transport odpadów staje się zbędne i nie trzeba ich usuwać. grunt pod składowiskami.

Duże, wielomieszkaniowe budynki mieszkalne, duże instytucje i przedsiębiorstwa, które posiadają zsyp na śmieci, ale nie posiadają spalarni śmieci, wskazane jest dostarczenie kontenerów o dużej pojemności (500-3000 l). Kontenery dostarczane są specjalnymi pojazdami z dźwigiem na składowisko lub spalarnię. Wadą stosowania pojemników jest to, że znajdujących się w nich gruzu nie da się zagęścić. Blisko dużego budynki mieszkalne konieczne jest wyposażenie specjalnych platform pod kontenery.

W niektórych miejscach, gdzie śmieci nie są regularnie wywożone, są zmuszeni budować zamknięte „domy” z betonu do zbierania i tymczasowego przechowywania śmieci. Te „domy” powinny znajdować się co najmniej 20 m od budynków mieszkalnych i należy im zapewnić drogę dojazdową dla śmieciarek. Drzwi „domków” muszą być zawsze zamknięte, aby nie stały się wylęgarnią much i nie roznosiły wokół nich zapachu.

Jednym z ważnych zadań jest utrzymanie czystości na ulicach miasta. Zbieranie i wywóz śmieci ulicznych, sprzątanie chodników pojazdami specjalnymi, mycie i podlewanie ulic, odpowiednia ilość koszy na śmieci w najbardziej ruchliwych częściach miasta (na przystankach komunikacji miejskiej, w parkach i na placach), odśnieżanie zimą oraz odpowiednie utrzymanie chodników i chodniki podczas Glazury (zastosowanie piasku lub soli) są najważniejszymi elementami tego zadania.

Ściółka uliczna może zawierać patogeny, w tym gruźlicę, tężec, wąglik, różne patogenne ziarniaki itp. Wreszcie śliskie ulice mogą powodować poważne wypadki (z powodu urazów).

Kontenery ze śmieciami wywożone są na specjalnie wyposażonych śmieciarkach, w których śmieci są zagęszczane. Ostatnio powszechna stała się zbiórka śmieci w plastikowych lub papierowych torebkach. Ten sposób zbierania śmieci jest bardziej higieniczny niż zbieranie ich do kontenerów, ponieważ podczas transportu worków nie powstaje pył i istnieje możliwość sortowania odpadów (na substancje palne - niepalne, materiały syntetyczne itp.).

4.5.2.2. Ostateczne usuwanie i unieszkodliwianie odpadów stałych.

Najczęstszym sposobem unieszkodliwiania odpadów stałych jest wypełnianie nimi wąwozów i kamieniołomów (na przykład na terenie dawnych cegielni). Następnie na tych działkach układane są parki miejskie, budowane są budynki mieszkalne itp.

Najprostszą wersją tej metody są otwarte wysypiska miejskie. Ta opcja jest niezadowalająca pod względem sanitarnym i higienicznym (gleba i wody gruntowe są zanieczyszczone, muchy, szczury rozmnażają się na wysypiskach itp.). Dlatego umieszczanie odpadów na otwartych składowiskach należy traktować jedynie jako wymuszone rozwiązanie problemu, składowisko powinno znajdować się w odległości co najmniej 1 km od zabudowanej części miasta.

Tak zwane „sanitarne składowanie” przyjętą w USA, metodę, która później stała się powszechna w innych krajach świata, można uznać za ulepszoną opcję higieniczną. Dostarczone śmieci wrzucane są do wcześniej wykopanych rowów, następnie są zagęszczane (ubijane) i przykrywane warstwą ziemi o grubości 70-80 cm.

Jednak ta ulepszona wersja ostatecznego usuwania i usuwania odpadów ma pewne wady. Przede wszystkim ilość odpadów stałych rośnie z roku na rok, przez co z roku na rok potrzeba coraz więcej powierzchni na wywóz śmieci.

Z higienicznego punktu widzenia ostatnia droga postępowanie z odpadami można uznać za zadowalające. W razie potrzeby może być również używany w zabudowanym obszarze miejskim. Zaletą metody jest to, że można ją zastosować na dowolnym terenie, dodatkowo dzięki zasypywaniu wąwozów i dołów odpadami, rekultywowane działki mogą być wykorzystywane do różnych celów. Jego wadą jest konieczność posiadania dość dużych powierzchni, a składowanie odpadów jest wciąż niekompletne. Ponadto niemożliwe jest stosowanie substancji organicznych niezbędnych w rolnictwie.

Spalanie odpadów jest pod względem higienicznym najbardziej akceptowalne, dlatego stało się szeroko rozpowszechnione na całym świecie. Proces spalania również uległ znacznej poprawie; Z roku na rok buduje się coraz bardziej zaawansowane spalarnie odpadów.

Pierwsze spalarnie odpadów z niskimi kominami mocno zanieczyszczały powietrze, do którego wpadała znaczna ilość pyłu i popiołu (do 13 mg/m 3 ). Nowoczesne spalarnie odpadów są wyposażone w specjalny sprzęt nadaje się do spalania nie tylko zwykłych odpadów, ale również odpadów PVC i innych materiałów syntetycznych (tworzywa sztuczne). Kominy nowych zakładów są wyższe i wyposażone w elektryczne filtry przeciwpyłowe. Takie zakłady mogą również znajdować się w zabudowanym obszarze miejskim. Ten sposób unieszkodliwiania odpadów obniża koszty transportu odpadów i zapewnia znaczny efekt ekonomiczny.

Wadą tej metody jest to, że budowa nowoczesnych spalarni odpadów wiąże się ze znacznymi inwestycjami kapitałowymi. Ponadto koszty operacyjne są również dość wysokie. Działalność spalarni odpadów jest opłacalna tylko w dużych miastach o gęstej zabudowie (liczących co najmniej 400-600 tys. mieszkańców). W takich miastach nie ma warunków do utylizacji odpadów w inny sposób, a spalanie odpadów jest jedynym akceptowalnym sposobem.

Lokalne spalarnie odpadów są uzasadnione w fabrykach tworzyw sztucznych, w instytucjach, w których odpady są zanieczyszczone i muszą być spalone na miejscu (szpitale, niektóre instytucje badawcze itp.).

4.6. Usuwanie odpadów promieniotwórczych.

Specjalnemu przetwarzaniu i unieszkodliwianiu podlegają wszelkiego rodzaju odpady promieniotwórcze.

W czasie pokoju odpady promieniotwórcze powstają wyłącznie w przedsiębiorstwach produkujących substancje promieniotwórcze i wykorzystujących je w swojej pracy (reaktory jądrowe, obsługujące je przedsiębiorstwa itp.). Niewielka ilość odpadów promieniotwórczych powstaje w laboratoriach izotopów promieniotwórczych niektórych instytucji badawczych, m.in instytucje medyczne(wydziały radioterapii, laboratoria izotopów promieniotwórczych itp.), a także w niektórych przedsiębiorstwach przemysłowych i rolniczych pracujących z substancjami promieniotwórczymi.

Ponieważ substancje promieniotwórcze jonizują wszystko, z czym mają styczność, w tym organizm człowieka, są praktycznie niemożliwe do wyeliminowania, a ze względu na swoje kumulacyjne działanie są znacznie bardziej niebezpieczne niż zwykłe odpady.

Obecnie istnieją dwa sposoby unieszkodliwiania odpadów promieniotwórczych: substancje promieniotwórcze o niskiej aktywności są wielokrotnie rozcieńczane i uwalniane do środowiska (np. ścieki zanieczyszczone substancjami niskoaktywnymi krótki okres okres półtrwania, opuszczony do sieci kanalizacyjnej; gazowe substancje promieniotwórcze są uwalniane przez wysokie rury w powietrze itp.). Ta metoda nie nadaje się już do unieszkodliwiania wysokoaktywnych odpadów radioizotopowych o długim okresie półtrwania. Te substancje radioaktywne są najpierw zagęszczane, a następnie umieszczane w specjalnych magazynach. Jednocześnie należy uważać, aby odpady promieniotwórcze nie przedostawały się do środowiska (gleby, wód powierzchniowych, powietrza itp.).

Odpady promieniotwórcze składowane są w specjalnych kontenerach (kontenerach) zanurzonych w ziemi lub w głębokich żelbetowych studniach (kopalniach). Ponieważ gleba i wody gruntowe muszą być w jak największym stopniu chronione przed skażeniem radioaktywnym, ściany studni muszą być absolutnie szczelne. Pomimo wszystkich podjętych środków ostrożności, konieczne jest stałe prowadzenie radioaktywnego monitoringu gleby i wód gruntowych.

Istnieją przepisy, które jasno określają dopuszczalne dawki odpadów promieniotwórczych odprowadzanych do kanalizacji.

Wniosek

W pracy tej uzyskano dość szczegółowe informacje na temat wielu rodzajów zanieczyszczeń gleby. Uważam je negatywne skutki na glebie, a także na obszarach naszego kraju, które są podatne na zanieczyszczenia. Uzyskano również dane dotyczące działań rekultywacyjnych, nawadniania i osuszania gleb. Odkryliśmy, że przy nadmiernym nawadnianiu i wysokim poziomie wód gruntowych istnieje niebezpieczeństwo wtórnego zasolenia gleby.

Jeśli chodzi o rodzaje zanieczyszczeń, dowiedzieliśmy się, jak kwaśne deszcze występują w Rosji i jak powstają (z czego i przez jakie reakcje); jakie miejsca można erodować i zaolejać i jakie obszary Rosji należy przed nimi chronić.

Z dziedziny rolnictwa wzięto pod uwagę maksymalne dopuszczalne stężenia nawozów, a także szkody wynikające z ich nadużywania. Uzyskano dane o różnych rodzajach pestycydów i szkodliwych skutkach po ich zastosowaniu.

W odniesieniu do odpadów stałych, ciekłych i promieniotwórczych przedstawiono możliwe sposoby ich unieszkodliwiania.

Stwierdzono również, że gleba odgrywa rolę w rozprzestrzenianiu się różnych chorób. Niektóre bakterie długo utrzymują się w glebie.

Uzyskane informacje dostarczają czytelnikowi różnorodnych informacji o glebie i procesach zachodzących na jej powierzchni. Jeśli chcemy utrzymać glebę w porządku, musimy wykonać przynajmniej elementarne kroki, aby ją oczyścić.

LISTA WYKORZYSTYWANYCH ŹRÓDEŁ

1. Razumikhin N.V. Realizacja programu żywnościowego ZSRR i ochrony środowiska, 1986.

2. Lenin VI. Dzieła wszystkie, t. 42, s. 150.

3. Marks K., Engels F. Full. płk. cit., t. 23, s. 191.

4. „XX wiek: ostatnie 10 lat”. Moskwa: Grupa wydawnicza A / O „Progress”, 1992.

5. „Chemia i społeczeństwo”. Moskwa: Mir, 1995.

6. Bakach Tibor. Ochrona Środowiska, 1980.

7. „Ekologia i życie”. Wiosna 1(9) 1999.

Nie jest tajemnicą, że każdy chce mieć daczy w ekologicznie czystym terenie, gdzie nie ma zanieczyszczeń miejskich. Środowisko zawiera metale ciężkie (arsen, ołów, miedź, rtęć, kadm, mangan i inne), które pochodzą nawet ze spalin samochodowych. Jednocześnie trzeba zrozumieć, że ziemia jest naturalnym oczyszczaczem atmosfery i wód gruntowych, akumuluje nie tylko metale ciężkie, ale także szkodliwe pestycydy z węglowodorami. Rośliny z kolei pobierają wszystko, co daje im gleba. Osadzający się w glebie metal szkodzi nie tylko samej glebie, ale także roślinom, aw rezultacie ludziom.

Przy głównej drodze jest dużo sadzy, która wnika w powierzchniowe warstwy gleby i osadza się na liściach roślin. Na takiej działce nie można uprawiać roślin okopowych, owoców, jagód i innych płodnych roślin. Minimalna odległość od drogi to 50 m.

Gleba wypełniona metalami ciężkimi to zła gleba, metale ciężkie są toksyczne. Na nim nigdy nie zobaczysz mrówek, chrząszczy i dżdżownic, ale będzie duże nagromadzenie owadów ssących. Rośliny często cierpią na choroby grzybowe, wysychają i są odporne na szkodniki.

Najbardziej niebezpieczne są ruchome związki metali ciężkich, które łatwo pozyskiwać w kwaśnej glebie. Udowodniono, że rośliny uprawiane na glebach kwaśnych lub lekkich, piaszczystych zawierają więcej metali niż na glebach obojętnych lub wapiennych. Ponadto szczególnie niebezpieczna jest gleba piaszczysta o odczynie kwaśnym, łatwo się akumuluje i równie łatwo wypłukuje, wpadając do wód gruntowych. Działka ogrodowa, na której lwią część stanowi glina, jest również łatwo podatna na akumulację metali ciężkich, a samooczyszczanie trwa długo i powoli. Najbezpieczniejszą i najbardziej stabilną glebą jest czarnoziem wzbogacony wapnem i próchnicą.

Co zrobić, jeśli w glebie znajdują się metale ciężkie? Istnieje kilka sposobów rozwiązania problemu.

1. Nieudaną witrynę można sprzedać.

2. Wapnowanie to dobry sposób na zmniejszenie stężenia metali ciężkich w glebie. Są różne . Najprostszy: wrzuć garść ziemi do pojemnika z octem, jeśli pojawi się piana, to gleba ma odczyn zasadowy. Lub wykop trochę ziemi, jeśli znajdziesz w niej białą warstwę, oznacza to, że występuje kwasowość. Pytanie brzmi, ile. Po wapnowaniu należy regularnie sprawdzać kwasowość, może być konieczne powtórzenie procedury. Wapnowane mąką dolomitową, żużlem wielkopiecowym, popiołem torfowym, wapieniem.

Jeśli w gruncie nagromadziło się już dużo metali ciężkich, warto usunąć wierzchnią warstwę gleby (20-30 cm) i zastąpić ją czarną ziemią.

3. Stałe nawożenie nawozami organicznymi (obornik, kompost). Im więcej próchnicy w glebie, tym mniej zawiera metali ciężkich, a toksyczność spada. Biedna, jałowa ziemia nie jest w stanie ochronić roślin. Nie przesycaj nawozami mineralnymi, zwłaszcza azotem. Nawozy mineralne szybko rozkładają materię organiczną.

4. Poluzowanie powierzchni. Po poluzowaniu pamiętaj, aby przeprowadzić z torfem lub kompostem. Przy rozluźnianiu warto dodać wermikulitu, który stanie się barierą między roślinami a toksycznymi substancjami w glebie.

5. Mycie ziemi tylko z dobrym drenażem. W przeciwnym razie z wodą metale ciężkie rozprzestrzenią się po całym obszarze. Zalewa się go czystą wodą tak, aby zmyć warstwę gleby 30-50 cm pod uprawy warzywne i do 120 cm pod krzewy owocowe i drzewa. Płukanie przeprowadza się na wiosnę, kiedy po zimie w glebie jest wystarczająca ilość wilgoci.

6. Usuń górną warstwę gleby, wykonaj dobry drenaż z keramzytu lub kamyków i przykryj czarną ziemią na wierzchu.

7. Rośliny należy uprawiać w pojemnikach lub szklarni, w których glebę można łatwo wymienić. Uważaj, nie hoduj rośliny w jednym miejscu przez długi czas.

8. Jeśli działka znajduje się w pobliżu drogi, istnieje duże prawdopodobieństwo, że w glebie znajduje się ołów, który wydostaje się ze spalin samochodów. Wyciąg ołowiany przez sadzenie grochu między roślinami, nie zbieraj. Groszek wykopujemy jesienią i palimy razem z owocami. Rośliny o potężnym głębokim systemie korzeniowym poprawią glebę, która przeniesie fosfor, potas i wapń z warstwy głębokiej do warstwy górnej.

9. Warzywa i owoce uprawiane na glebie ciężkiej należy zawsze poddawać obróbka cieplna lub przynajmniej umyć pod bieżącą wodą, usuwając w ten sposób kurz atmosferyczny.

10. Na terenach zanieczyszczonych lub na odcinku drogi montuje się solidne ogrodzenie, siatka nie będzie stanowić bariery dla pyłu drogowego. Pamiętaj, aby za ogrodzeniem posadzić drzewa liściaste (). Opcjonalnie doskonałą ochroną będą wielopoziomowe nasadzenia, które będą pełnić rolę obrońców przed pyłem atmosferycznym i sadzą.

Obecność metali ciężkich w glebie nie jest zdaniem, najważniejsze jest ich terminowa identyfikacja i neutralizacja.