Вы здесь

Опасность загрязнения почв тяжелыми металлами

25 января 2021 11:51
Опасность загрязнения почв тяжелыми металлами

Химическое загрязнение биосферы – одна из причин возможного экологического кризиса на планете. Тяжелые металлы (ТМ) относятся к числу приоритетных загрязняющих веществ.
Специфическая способность почвы поглощать поступившие из антропогенных источников металлы имеет важное значение в формировании экологической обстановки на планете. При оценке загрязнения почв химическими элементами учитываются, прежде всего, их содержание и соотношение их соединений. Исследования состава соединений металлов в почвах и механизмов их трансформации имеют более чем полувековую историю, но актуальность их растет в связи с необходимостью получения адекватной оценки сегодняшнего состояния загрязненных почв, прогноза их изменения, поиска путей их улучшения.
Тяжелые металлы уже сейчас занимают второе место по степени опасности, уступая пестицидам и значительно опережая такие широко известные загрязнители, как двуокись углерода и серы. В перспективе они могут стать более опасными, чем отходы атомных электростанций и твердые отходы.
Загрязнение тяжелыми металлами связано с их широким использованием в промышленном производстве. Почва депонирует тяжелые металлы из атмосферы и водной среды.
Термин «тяжелые металлы» характеризует широкую группу загрязняющих веществ и прочно занимает свою позицию в экологических исследованиях и охране окружающей среды. В целях биологической классификации целесообразным критерием выступает атомная масса, таким образом, к тяжелым металлам относятся все металлы с относительной атомной массой более 50 у.е. (Ильин, 1991; Абуталыбов, 1961) - это свыше 40 элементов периодической системы Дмитрия Ивановича Менделеева: V, Сг, Мп, Бе, Со, N1, Си, гп, Мо, Cd, Sn, Hg, РЬ, Bi и другие (Ильин, 1991; Орлов и др., 1991).
Основными критериями для отнесения элементов к категории «тяжелые металлы» выступают: высокая токсичность для живых организмов в относительно низких концентрациях; способность к биоаккумуляции и биомагнификации (Ильин, 1991).
Однако, практически все металлы, соответствующие указанным выше критериям (за исключением свинца, ртути, кадмия и висмута), активно участвуют в биологических процессах, входят в состав многих ферментов, таким образом, одновременно является микроэлементами. Таким образом, понятия микроэлементы и тяжелые металлы – сопряженные понятия, относящиеся к одним и тем же элементам, но используемые в разных смыслах, характеризующих скорее их концентрацию в почве, удобрениях и продукции растениеводства и животноводства.
Попавшие в окружающую среду соединения тяжелых металлов легко проникают в трофические цепи, накапливаясь в растительных и животных организмах; включаются в метаболические циклы и вызывают разнообразные физиологические нарушения, в том числе на генетическом уровне. Для выведения тяжелых металлов из экосистемы до безопасного уровня требуется весьма продолжительный период времени при условии полного прекращения их поступления. Период полувыведения тяжелых металлов из организма человека обычно составляет многие месяцы.
Распределение тяжелых металлов, поступающих из техногенных источников, на поверхности почв определяется расстоянием от источника загрязнения, климатическими условиями, рельефом местности, технологическими факторами (состояние отходов, способ поступления отходов в окружающую среду, высота труб предприятий).
Аккумуляция основной части тяжелых металлов наблюдается преимущественно в гумусово-аккумулятивном почвенном горизонте, где они связываются алюмосиликатами, несиликатными минералами, органическими веществами за счет различных реакций взаимодействия. Состав и количество удерживаемых в почве металлов зависят от содержания и состава гумуса, кислотно-основных и окислительно-восстановительных условий, сорбционной способности, интенсивности биологического поглощения.
Тяжелые металлы хорошо поглощаются органическим веществом почвы, поэтому их концентрация в почве непосредственно связана с количеством почвенного органического вещества. Часть тяжелых металлов способна образовывать сложные комплексные соединения с органическим веществом почв, таким образом, в почвах с высоким содержанием гумуса снижается доступность тяжелых металлов для растений, т.е. их опасность для живых организмов. Поглощение тяжелых металлов почвами существенно зависит также от кислотности почв и от состава анионов почвенного раствора. Избыток влаги в почве способствует появлению тяжелых металлов в низкой степени окисления и в более растворимых формах. Анаэробные условия повышают доступность ТМ для растений.
Загрязнения тяжелыми металлами почв Нижнего Дона заслуживают пристального внимания, так как наш регион является крупнейшим производителем сельскохозяйственной продукции и, одновременно, крупным промышленным регионом, с предприятиями энергетической, металлургической, угле- и рудодобывающей отраслей.
Важно учитывать, что загрязнение почв тяжелыми металлами может также происходить в результате нерационального применения удобрений. Во всех удобрениях, особенно в фосфорных и калийных, содержатся примеси тяжелых металлов и мышьяка, которые накапливаются в почве. Особую опасность представляет применение удобрений, несоответствующих технических условиям, а также сделанных из низкопробного некачественного сырья.

Материал подготовлен специалистами отдела защиты растений и агрохимии
ФГБУ «Ростовский референтный центр Россельхознадзора».

 

Расскажите друзьям: