Raskmetallide liikuvad vormid pinnases. Kokkuvõte: Raskmetallid pinnases

12.10.2019

raskmetallist taimemuld

HM-ide sisaldus muldades sõltub paljude uurijate poolt kindlaks tehtud algsete kivimite koostisest, mille oluline mitmekesisus on seotud territooriumide keerulise geoloogilise arengulooga (Kovda, 1973). Pinnast moodustavate kivimite keemiline koostis, mida esindavad kivimite murenemisproduktid, on eelnevalt määratud algsete kivimite keemilise koostisega ja sõltub hüpergeenide muundumise tingimustest.

Viimastel aastakümnetel on inimkonna antropogeenne tegevus olnud intensiivselt seotud HM-i rändeprotsessidega looduskeskkonnas. kogused keemilised elemendid, tehnogeneesi tulemusena keskkonda sattudes, ületab mõnel juhul oluliselt nende loomuliku tarbimise taset. Näiteks Pb ülemaailmne eraldumine looduslikest allikatest aastas on 12 tuhat tonni. ja inimtekkelised heitmed 332 tuhat tonni. (Nriagu, 1989). Looduslikes rändetsüklites osaledes toovad inimtekkelised voolud kaasa saasteainete kiire leviku linnamaastiku looduslikes komponentides, kus nende koosmõju inimesega on vältimatu. HM-i sisaldavate saasteainete kogused suurenevad igal aastal ja kahjustavad looduskeskkonda, õõnestavad olemasolevat ökoloogilist tasakaalu ja mõjutavad negatiivselt inimeste tervist.

HM inimtekkelise keskkonda sattumise peamised allikad on soojuselektrijaamad, metallurgiaettevõtted, karjäärid ja kaevandused polümetallimaakide kaevandamiseks, transport, keemilised vahendid põllukultuuride kaitsmiseks haiguste ja kahjurite eest, õli ja erinevate jäätmete põletamine, klaasi tootmine , väetised, tsement jne. Kõige võimsamad HM halod tekivad musta ja eriti värvilise metalli metallurgia ettevõtete ümber atmosfääriheitmete tagajärjel (Kovalsky, 1974; Dobrovolsky, 1983; Israel, 1984; Geochemistry…, 1986; Saet, 1987; Panin, 2000; Kabala ja Singh, 2001). Saasteainete toime ulatub kümnete kilomeetrite kaugusele atmosfääri sattuvate elementide allikast. Seega levivad metallid 10–30% ulatuses atmosfääri eralduvast koguheitest tööstusettevõttest 10 km või rohkemale kaugusele. Samal ajal täheldatakse taimede kombineeritud saastumist, mis seisneb aerosoolide ja tolmu otseses settimises lehtede pinnale ning pika atmosfäärist pärineva saasteperioodi jooksul pinnasesse kogunenud HM-ide juurte assimilatsioonis (Ilyin, Syso). , 2001).

Alltoodud andmete järgi saab hinnata inimkonna inimtegevuse suurust: tehnogeense plii osakaal on 94-97% (ülejäänud looduslikud allikad), kaadmium - 84-89%, vask - 56-87%, nikkel - 66-75%, elavhõbe - 58% jne. Samal ajal langeb Euroopale 26–44% nende elementide inimtegevusest põhjustatud voolust maailmas. Euroopa territoorium endine NSVL - 28-42% kõigist heitkogustest Euroopas (Vronsky, 1996). HM-de tehnogeense sadestumise tase atmosfäärist maailma eri piirkondades ei ole sama ja sõltub arenenud maardlate olemasolust, kaevandus- ja töötlemis- ning tööstustööstuse arenguastmest, transpordist, territooriumide linnastumisest jne.

Uuring erinevate tööstusharude osaluse kohta globaalses HM heitkoguste voos näitab: 73% vasest ja 55% kaadmiumist on seotud vase ja nikli tootmise ettevõtete heitkogustega; 54% elavhõbeda heitkogustest pärineb söe põletamisest; 46% niklit - naftasaaduste põletamiseks; 86% pliist satub atmosfääri sõidukitest (Vronsky, 1996). Põllumajandus varustab teatud koguse HM-ga ka keskkonda, kus kasutatakse pestitsiide ja mineraalväetisi, eelkõige sisaldavad superfosfaadid olulisel määral kroomi, kaadmiumi, koobaltit, vaske, niklit, vanaadiumi, tsinki jne.

Keemia-, raske- ja tuumatööstuse torude kaudu atmosfääri paisatavad elemendid avaldavad keskkonnale märgatavat mõju. Jaga soojus- ja muude elektrijaamade õhusaaste on 27%, mustmetallurgia ettevõtted - 24,3%, ehitusmaterjalide kaevandamise ja valmistamise ettevõtted - 8,1% (Aleksejev, 1987; Iljin, 1991). HM-id (välja arvatud elavhõbe) viiakse atmosfääri peamiselt aerosoolidena. Metallide komplekti ja nende sisalduse aerosoolides määrab tööstus- ja energeetikategevuse spetsialiseerumine. Söe, nafta ja põlevkivi põletamisel satuvad nendes kütustes sisalduvad elemendid koos suitsuga atmosfääri. Niisiis sisaldab kivisüsi tseeriumi, kroomi, pliid, elavhõbedat, hõbedat, tina, titaani, aga ka uraani, raadiumi ja muid metalle.

Kõige olulisemat keskkonnareostust põhjustavad võimsad soojusjaamad (Maisttrenko et al., 1996). Igal aastal paiskub ainult kivisöe põletamisel atmosfääri 8700 korda rohkem elavhõbedat, kui loomulikku biogeokeemilisse tsüklisse mahub, 60 korda rohkem uraani, 40 korda rohkem kaadmiumi, 10 korda rohkem ütriumi ja tsirkooniumi ning 3-4 korda rohkem. rohkem tina. Söe põletamisel satub sinna 90% atmosfääri saastavast kaadmiumist, elavhõbedast, tinast, titaanist ja tsingist. See mõjutab suuresti Burjaatia Vabariiki, kus kivisütt kasutavad energiaettevõtted on suurimad õhusaasteained. Nende hulgas paistavad silma (vastavalt nende panusele koguheitesse) Gusinoozerskaya GRES (30%) ja Ulan-Ude CHPP-1 (10%).

Märkimisväärne atmosfääriõhu ja pinnase saastumine tekib transpordi tõttu. Enamik tööstusettevõtete tolmu- ja gaasiheites sisalduvaid HM-sid lahustuvad reeglina looduslikest ühenditest (Bol'shakov et al., 1993). Suured tööstuslinnad paistavad silma kõige aktiivsemate HM-i allikate hulgas. Metallid kogunevad linnade muldadesse suhteliselt kiiresti ja eemaldatakse sealt üliaeglaselt: tsingi poolestusaeg on kuni 500 aastat, kaadmiumi poolestusaeg kuni 1100 aastat, vase kuni 1500 aastat, plii kuni mitu tuhat aastat. (Maisttrenko et al., 1996). Paljudes maailma linnades on kõrge HM-reostuse määr põhjustanud muldade peamiste agroökoloogiliste funktsioonide häireid (Orlov et al., 1991; Kasimov et al., 1995). Toiduks kasutatavate põllumajandustaimede kasvatamine nende territooriumide läheduses on potentsiaalselt ohtlik, kuna põllukultuurid koguvad liigselt HM-sid, mis võivad inimestel ja loomadel põhjustada mitmesuguseid haigusi.

Mitmete autorite arvates (Iljin ja Stepanova, 1979; Zyrin, 1985; Gorbatov ja Zyrin, 1987 jt) on õigem hinnata mulla saastatuse astet HM-idega nende kõige biosaadavate liikuvate vormide sisalduse järgi. Enamiku HM-ide mobiilsete vormide maksimaalseid lubatud kontsentratsioone (MPC) pole aga veel välja töötatud. Seetõttu võib võrdluskriteeriumiks kasutada kirjanduse andmeid nende sisu taseme kohta, mis põhjustab kahjulikke keskkonnamõjusid.

Allpool on Lühike kirjeldus metallide omadused, nende käitumise iseärasused pinnases.

Plii (Pb). Aatommass 207,2. Peamine element on toksiline aine. Kõik lahustuvad pliiühendid on mürgised. Looduslikes tingimustes eksisteerib see peamiselt PbS kujul. Clark Pb maakoor 16,0 mg/kg (Vinogradov, 1957). Võrreldes teiste HM-idega on see kõige vähem liikuv ja pinnaste lubjamisel väheneb oluliselt elementide liikuvus. Mobiilne Pb esineb kompleksidena orgaanilise ainega (60 - 80% liikuvat Pb). Kõrge pH väärtuse korral fikseeritakse plii pinnases keemiliselt hüdroksiidi, fosfaadi, karbonaadi ja Pb-orgaaniliste kompleksidena (tsink ja kaadmium…, 1992; Heavy…, 1997).

Looduslik pliisisaldus muldades on päritud lähtekivimitest ning on tihedalt seotud nende mineraloogilise ja keemilise koostisega (Beus et al., 1976; Kabata-Pendias, Pendias, 1989). Selle elemendi keskmine kontsentratsioon maailma muldades ulatub erinevatel hinnangutel 10 (Saet et al., 1990) kuni 35 mg/kg (Bowen, 1979). Plii MPC muldadele vastab Venemaal 30 mg/kg (Õpetus…, 1990), Saksamaal 100 mg/kg (Kloke, 1980).

Plii kõrget kontsentratsiooni pinnases võib seostada nii looduslike geokeemiliste anomaaliate kui ka inimtekkeliste mõjudega. Tehnogeense reostuse korral on elemendi kõrgeim kontsentratsioon reeglina ülemises mullakihis. Mõnes tööstuspiirkonnas ulatub see 1000 mg/kg (Dobrovolsky, 1983) ja Lääne-Euroopa värvilise metallurgia ettevõtete ümbritseva pinnase pinnakihis 545 mg/kg (Rautse, Kyrstya, 1986).

Pliisisaldus Venemaa muldades varieerub oluliselt sõltuvalt pinnase tüübist, tööstusettevõtete lähedusest ja looduslikest geokeemilistest anomaaliatest. Elamupiirkondade, eriti pliid sisaldavate toodete kasutamise ja tootmisega seotud pinnastes on selle elemendi sisaldus sageli kümneid või enam kordi kõrgem kui MPC (tabel 1.4). Esialgsetel hinnangutel on kuni 28% riigi territooriumist Pb-sisaldus mullas keskmiselt alla fooni ning 11% võib liigitada riskitsooniks. Samal ajal on Venemaa Föderatsioonis pinnase pliireostuse probleem valdavalt elamupiirkondade probleem (Snakin et al., 1998).

Kaadmium (Cd). Aatommass 112,4. Kaadmium on keemiliste omaduste poolest sarnane tsingiga, kuid erineb sellest suurema liikuvuse poolest happelises keskkonnas ja taimede parema kättesaadavuse poolest. Mullalahuses esineb metall Cd2+ kujul ning moodustab kompleksioone ja orgaanilisi kelaate. Peamine tegur, mis määrab elemendi sisalduse mullas inimtekkelise mõju puudumisel, on lähtekivimid (Vinogradov, 1962; Mineev et al., 1981; Dobrovolsky, 1983; Ilyin, 1991; tsink ja kaadmium ..., 1992; kaadmium : ökoloogiline ..., 1994) . Kaadmiumi Clark litosfääris 0,13 mg/kg (Kabata-Pendias, Pendias, 1989). Pinnast moodustavates kivimites on metallide keskmine sisaldus: savides ja savikildades - 0,15 mg / kg, lössis ja lössilaadsetes savides - 0,08, liivades ja liivsavides - 0,03 mg / kg (tsink ja kaadmium ..., 1992 ). Lääne-Siberi kvaternaarimaardlates varieerub kaadmiumi kontsentratsioon vahemikus 0,01-0,08 mg/kg.

Kaadmiumi liikuvus pinnases sõltub keskkonnast ja redokspotentsiaalist (Heavy…, 1997).

Kaadmiumi keskmine sisaldus maailma muldades on 0,5 mg/kg (Saet et al., 1990). Selle kontsentratsioon Venemaa Euroopa osa pinnases on 0,14 mg / kg - mädane-podsoolse pinnases, 0,24 mg / kg - tšernozemis (tsink ja kaadmium ..., 1992), 0,07 mg / kg - peamiselt Lääne-Siberi muldade tüübid (Iljin, 1991). Kaadmiumi ligikaudne lubatav sisaldus (AEC) liiva- ja su liivane pinnas Venemaal on see 0,5 mg/kg, Saksamaal on kaadmiumi MPC 3 mg/kg (Kloke, 1980).

Mullakatte kaadmiumi saastumist peetakse üheks kõige ohtlikumaks keskkonnanähtuseks, kuna see koguneb taimedesse üle normi isegi vähese pinnase saastumise korral (Kadmiy …, 1994; Ovcharenko, 1998). Kaadmiumi kõrgeimad kontsentratsioonid pinnase ülemises kihis on leitud kaevandusaladel - kuni 469 mg/kg (Kabata-Pendias, Pendias, 1989), tsingisulatuskodade ümbruses ulatuvad need 1700 mg/kg-ni (Rautse, Kyrstya, 1986).

Tsink (Zn). Aatommass 65,4. Selle klarki maakoores on 83 mg/kg. Tsink on kontsentreeritud savimaardlates ja kildades koguses 80–120 mg/kg (Kabata-Pendias, Pendias, 1989), Uurali deluviaalsetes, lössilaadsetes ja karbonaatsetes savilasmadestustes, Lääne-Siberi savides – 60–120 mg/kg. 80 mg/kg.

Olulised tegurid, mis mõjutavad Zn liikuvust muldades, on savimineraalide sisaldus ja pH väärtus. PH tõusuga läheb element orgaanilisteks kompleksideks ja seotakse pinnasega. Tsingiioonid kaotavad ka oma liikuvuse, sattudes montmorilloniidi kristallvõre pakettidevahelistesse ruumidesse. Orgaanilise ainega moodustab Zn stabiilseid vorme, seetõttu koguneb see enamasti kõrge huumusesisaldusega pinnasesse ja turba.

Muldade suurenenud tsingisisalduse põhjuseks võivad olla nii looduslikud geokeemilised anomaaliad kui ka tehnogeenne reostus. Selle peamised inimtekkelised allikad on peamiselt värvilise metallurgia ettevõtted. Pinnase saastumine selle metalliga on mõnes piirkonnas toonud kaasa selle äärmiselt suure akumuleerumise ülemisse mullakihti – kuni 66400 mg/kg. Aiamuldades koguneb tsinki kuni 250 ja enam mg/kg (Kabata-Pendias, Pendias, 1989). Tsingi AEC liiv- ja liivsavimuldadel on 55 mg/kg; Saksa teadlased soovitavad MPC-ks 100 mg/kg (Kloke, 1980).

Vask (Cu). Aatommass 63,5. Clark maapõues 47 mg/kg (Vinogradov, 1962). Keemiliselt on vask mitteaktiivne metall. Cu sisalduse väärtust mõjutav fundamentaalne tegur on selle kontsentratsioon mulda moodustavates kivimites (Goryunova et al., 2001). Tardkivimitest akumuleerivad kõige rohkem elementi põhikivimid - basaltid (100-140 mg/kg) ja andesiidid (20-30 mg/kg). Katte- ja lössilaadsed liivsavi (20-40 mg/kg) on vähem vaserikkad. Selle madalaim sisaldus on märgitud liivakivides, lubjakivides ja graniidis (5-15 mg/kg) (Kovalsky, Andriyanova, 1970; Kabata-Pendias, Pendias, 1989). Endise NSV Liidu territooriumi Euroopa osa savides ulatub metalli kontsentratsioon 25 mg/kg (Malgin, 1978; Kovda, 1989), lössilaadsetes savides - 18 mg/kg (Kovda, 1989). Altai mäestiku liivased ja liivased pinnast moodustavad kivimid akumuleerivad keskmiselt 31 mg/kg vaske (Malgin, 1978), Lääne-Siberi lõunaosas - 19 mg/kg (Iljin, 1973).

Muldades on vask nõrgalt rändav element, kuigi liikuva vormi sisaldus on üsna kõrge. Liikuva vase hulk sõltub paljudest teguritest: lähtekivimi keemilisest ja mineraloogilisest koostisest, pinnase lahuse pH-st, orgaanilise aine sisaldusest jne (Vinogradov, 1957; Peive, 1961; Kovalsky ja Andriyanova, 1970; Aleksejev, 1987 jne). Suurim kogus vaske pinnases on seotud raud-, mangaani-, raud- ja alumiiniumhüdroksiidi oksiididega ning eriti vermikuliidi montmorilloniidiga. Humiin- ja fulvohapped on võimelised moodustama vasega stabiilseid komplekse. PH 7-8 juures on vase lahustuvus kõige madalam.

Maailma muldade keskmine vasesisaldus on 30 mg/kg (Bowen, 1979). Tööstuslike saasteallikate läheduses võib kohati täheldada pinnase saastumist vasega kuni 3500 mg/kg (Kabata-Pendias, Pendias, 1989). Keskmine metallisisaldus muldades kesk- ja lõunapoolsed piirkonnad endises NSV Liidus on 4,5-10,0 mg/kg, Lääne-Siberi lõunaosas - 30,6 mg/kg (Iljin, 1973), Siberis ja Kaug-Idas - 27,8 mg/kg (Makeev, 1973). Venemaal on vase MPC 55 mg/kg (Instructive ..., 1990), APC liiv- ja liivsavimuldadel - 33 mg/kg (Control ..., 1998), Saksamaal - 100 mg/kg (Kloke, 1980).

Nikkel (Ni). Aatommass 58,7. Mandrisetetes esineb see peamiselt sulfiidide ja arseniitide kujul ning on seotud ka karbonaatide, fosfaatide ja silikaatidega. Maakoore elemendi klark on 58 mg/kg (Vinogradov, 1957). Kõige rohkem metalli akumuleerivad ülialuselised (1400-2000 mg/kg) ja aluselised (200-1000 mg/kg) kivimid, sette- ja happelised kivimid aga palju väiksemas kontsentratsioonis - 5-90 ja 5-15 mg/kg, vastavalt (Reuce, Kyrstya, 1986; Kabata-Pendias ja Pendias, 1989). Pinda moodustavate kivimite nikli kogunemisel on suur tähtsus nende granulomeetrilisel koostisel. Lääne-Siberi pinnast moodustavate kivimite näitel on näha, et kergemates kivimites on selle sisaldus madalaim, rasketes kivimites kõrgeim: liivades - 17, liivsavi ja kergesavi - 22, keskmises liivsavi - 36, rasked liivsavi ja savid - 46 (Iljin, 2002) .

Nikli sisaldus muldades sõltub suuresti selle elemendi olemasolust mulda moodustavates kivimites (Kabata-Pendias, Pendias, 1989). Kõige kõrgemaid nikli kontsentratsioone täheldatakse reeglina savises ja savises pinnases, aluselistel ja vulkaanilistel kivimitel moodustunud ning orgaanilise aine poolest rikkas pinnases. Ni jaotumise mullaprofiilis määrab orgaanilise aine, amorfsete oksiidide sisaldus ja savifraktsiooni hulk.

Nikli kontsentratsiooni tase ülemises mullakihis oleneb ka nende tehnogeense reostuse astmest. Arenenud metallitööstustööstusega piirkondades toimub nikli väga suur kogunemine muldadesse: Kanadas ulatub selle brutosisaldus 206–26 000 mg/kg ja Suurbritannias liikuvate vormide sisaldus 506–600 mg/kg. Suurbritannia, Hollandi, Saksamaa reoveesetetega töödeldud muldades koguneb niklit kuni 84-101 mg/kg (Kabata-Pendias, Pendias, 1989). Venemaal (40-60% põllumajandusmuldade uuringu järgi) on selle elemendiga saastunud 2,8% pinnasest. Ni-ga saastunud muldade osakaal teiste HM-de (Pb, Cd, Zn, Cr, Co, As jt) hulgas on tegelikult kõige olulisem ja jääb alla vasega saastunud muldade järel (3,8%) (Aristarkhov, Kharitonova, 2002). ). Agrokeemiateenistuse "Burjatskaja" riikliku jaama maaseire andmetel aastatel 1993-1997. Burjaatia Vabariigi territooriumil registreeriti nikli MAC-i ületamine 1,4% ulatuses uuritud põllumajandusmaa pindalast, sealhulgas Zakamensky pinnas (20% maast on saastunud - 46). tuhat hektarit) ja Khorinski rajoonid (11% maast on saastatud - 8 tuhat hektarit).

Chrome (Cr). Aatommass 52. In looduslikud ühendid kroomi valents on +3 ja +6. Enamik Cr3+ esineb kromiidis FeCr2O4 või teistes spinelli seeria mineraalides, kus see asendab Fe ja Al, millele on oma geokeemiliste omaduste ja ioonraadiuse poolest väga lähedane.

Kroomklark maakoores - 83 mg / kg. Selle kõrgeimad kontsentratsioonid tardkivimite hulgas on tüüpilised ülialuselistele ja aluselistele (vastavalt 1600-3400 ja 170-200 mg/kg), madalamad keskmistele kivimitele (15-50 mg/kg) ja madalaimad happelistele (4-25). mg/kg). kg). Settekivimitest leiti elemendi maksimaalne sisaldus savisetetes ja kildades (60-120 mg/kg), minimaalne sisaldus liivakivides ja lubjakivides (5-40 mg/kg) (Kabata-Pendias, Pendias, 1989). Erinevate piirkondade pinnast moodustavates kivimites on metalli sisaldus väga mitmekesine. Endise NSV Liidu Euroopa osas on selle sisaldus enamlevinud pinnast moodustavates kivimites nagu löss, lössilaadne karbonaat ja mantelsavi keskmiselt 75-95 mg/kg (Jakushevskaja, 1973). Lääne-Siberi pinnast moodustavad kivimid sisaldavad keskmiselt 58 mg/kg Cr ja selle kogus on tihedalt seotud kivimite granulomeetrilise koostisega: liivased ja liivsavi kivimid - 16 mg/kg ning keskmised savised ja savised kivimid. - umbes 60 mg/kg (Ilyin, Syso, 2001).

Muldades esineb suurem osa kroomist Cr3+ kujul. Happelises keskkonnas on Cr3+ ioon inertne, pH 5,5 juures sadestub peaaegu täielikult. Cr6+ ioon on äärmiselt ebastabiilne ja kergesti mobiliseeritav nii happelises kui aluselises pinnases. Kroomi adsorptsioon savide poolt oleneb keskkonna pH-st: pH tõusuga Cr6+ adsorptsioon väheneb, Cr3+ aga suureneb. Mulla orgaaniline aine stimuleerib Cr6+ redutseerimist Cr3+-ks.

Kroomi looduslik sisaldus muldades sõltub peamiselt selle kontsentratsioonist mulda moodustavates kivimites (Kabata-Pendias, Pendias, 1989; Krasnokutskaja et al., 1990) ning jaotumine mullaprofiilis sõltub mullatekke iseärasustest. eelkõige geneetiliste horisontide granulomeetrilise koostise kohta. Keskmine kroomi sisaldus muldades on 70 mg/kg (Bowen, 1979). Elemendi suurimat sisaldust täheldatakse selle metalli poolest rikastel aluselistel ja vulkaanilistel kivimitel tekkinud muldades. USA keskmine Cr sisaldus muldades on 54 mg/kg, Hiina - 150 mg/kg (Kabata-Pendias, Pendias, 1989), Ukraina - 400 mg/kg (Bespamyatnov, Krotov, 1985). Venemaal on selle kõrge kontsentratsioon looduslikes tingimustes muldades tingitud mulda moodustavate kivimite rikastamisest. Kurski tšernozemid sisaldavad 83 mg/kg kroomi, Moskva piirkonna mädane-podsoolsed mullad - 100 mg/kg. Uurali serpentiniididel tekkinud mullad sisaldavad metalli kuni 10 000 mg/kg, Lääne-Siberis 86–115 mg/kg (Jakushevskaja, 1973; Krasnokutskaja jt, 1990; Iljin ja Syso, 2001).

Antropogeensete allikate panus kroomi tarnimisse on väga märkimisväärne. Kroommetalli kasutatakse peamiselt legeerteraste komponendina kroomimiseks. Pinnase saastumist Cr-ga on täheldatud tsemenditehaste, raud-kroomi räbu puistangute, naftatöötlemistehaste, musta ja värvilise metalli metallurgia ettevõtete heitkoguste, tööstusliku reoveesetete kasutamise tõttu põllumajanduses, eriti parkimistöökodades, ja mineraalväetiste tõttu. Tehnogeenselt saastunud muldades ulatuvad kroomi kõrgeimad kontsentratsioonid 400 või enama mg/kg (Kabata-Pendias, Pendias, 1989), mis on eriti iseloomulik suurlinnadele (tabel 1.4). Burjaatias on Burjatskaja riikliku agrokeemiateenistuse maaseire andmetel aastatel 1993–1997 kroomiga saastunud 22 tuhat hektarit. MPC ületamist 1,6-1,8 korda täheldati Džida (6,2 tuhat ha), Zakamensky (17,0 tuhat ha) ja Tunkinsky (14,0 tuhat ha) rajoonides.

Muld on maapind, millel on omadused, mis iseloomustavad nii elavat kui ka elutu loodus.

Pinnas on kogusumma näitaja. Reostus satub pinnasesse alates sademed, pinnajäätmed. Neid viivad mullakihti ka mullakivimid ja põhjavesi.

Raskmetallide rühma kuuluvad kõik, mille tihedus ületab raua tihedust. Nende elementide paradoks seisneb selles, et need on teatud kogustes vajalikud taimede ja organismide normaalse funktsioneerimise tagamiseks.

Kuid nende liig võib põhjustada tõsiseid haigusi ja isegi surma. Toiduringe põhjustab kahjulike ühendite sattumist inimkehasse ja põhjustab sageli suurt kahju tervisele.

Raskmetallide saasteallikad on. On olemas meetod, mille abil arvutatakse lubatud metallisisaldus. See võtab arvesse mitme metalli koguväärtust Zc.

vastuvõetav;
mõõdukalt ohtlik;
väga ohtlik;
äärmiselt ohtlik.

Mullakaitse on väga oluline. Pidev kontroll ja seire ei võimalda saastunud maadel kasvatada põllumajandussaadusi ja karja karja.

Raskmetallid saastavad pinnast

Raskmetallidel on kolm ohuklassi. Maailmaorganisatsioon tervishoid peab kõige ohtlikumaks plii, elavhõbeda ja kaadmiumi saastumist. Kuid mitte vähem kahjulik on teiste elementide kõrge kontsentratsioon.

elavhõbe

Pinnase saastumine elavhõbedaga toimub pestitsiidide, mitmesuguste olmejäätmete, näiteks luminofoorlampide ja kahjustatud mõõtevahendite elementide sattumisel sinna.

Ametlikel andmetel on elavhõbeda aastane eraldumine üle viie tuhande tonni. Elavhõbe võib inimkehasse sattuda saastunud pinnasest.

Kui see juhtub regulaarselt, võivad tekkida tõsised häired paljude elundite, sealhulgas närvisüsteemi töös.

Ebaõige ravi korral on surmav tulemus võimalik.

Plii

Plii on inimestele ja kõigile elusorganismidele väga ohtlik.

See on äärmiselt mürgine. Ühe tonni plii kaevandamisel satub keskkonda kakskümmend viis kilogrammi. Suur hulk pliid satub mulda koos heitgaaside eraldumisega.

Pinnase reostusvöönd trasside ääres on ümber kahesaja meetri. Mulda sattudes omastavad pliid taimed, mida söövad inimesed ja loomad, sealhulgas kariloomad, kelle liha on samuti meie menüüs. Liigne plii mõjutab kesknärvisüsteemi, aju, maksa ja neere. See on ohtlik oma kantserogeense ja mutageense toime tõttu.

Kaadmium

Suur oht inimkeha jaoks on pinnase saastumine kaadmiumiga. Allaneelamisel põhjustab see luustiku deformatsiooni, lastel kängumist ja äge valu taga.

Vask ja tsink

Nende elementide kõrge kontsentratsioon mullas põhjustab kasvu aeglustumist ja taimede viljakandmise halvenemist, mis lõppkokkuvõttes toob kaasa saagi järsu vähenemise. Inimestel toimuvad muutused ajus, maksas ja kõhunäärmes.

Molübdeen

Liigne molübdeen põhjustab podagra ja närvisüsteemi kahjustusi.

Raskmetallide oht seisneb selles, et need erituvad kehast halvasti, kogunevad sellesse. Need võivad moodustada väga mürgiseid ühendeid, kanduvad kergesti ühest keskkonnast teise, ei lagune. Samal ajal põhjustavad nad raskeid haigusi, mis sageli põhjustavad pöördumatuid tagajärgi.

Antimon

Esineb mõnes maagis.

See on osa erinevates tööstusvaldkondades kasutatavatest sulamitest.

Selle liig põhjustab tõsiseid söömishäireid.

Arseen

Peamiseks arseeniga pinnase saastumise allikaks on põllumajandustaimede kahjurite tõrjeks kasutatavad ained, nagu herbitsiidid, insektitsiidid. Arseen on kumulatiivne mürk, mis põhjustab kroonilist. Selle ühendid provotseerivad närvisüsteemi, aju ja naha haigusi.

Mangaan

Pinnas ja taimedes on selle elemendi kõrge sisaldus.

Kui mulda satub täiendav kogus mangaani, tekib selle kiiresti ohtlik ülejääk. See mõjutab inimkeha närvisüsteemi hävitamise kujul.

Muude raskete elementide liig pole vähem ohtlik.

Eelnevast võib järeldada, et raskmetallide kogunemine pinnasesse toob kaasa tõsised tagajärjed inimeste tervisele ja keskkonnale tervikuna.

Raskmetallidega pinnase saastamise vastu võitlemise peamised meetodid

Pinnase raskmetallidega saastumise kõrvaldamise meetodid võivad olla füüsikalised, keemilised ja bioloogilised. Nende hulgas on järgmised meetodid:

Mulla happesuse suurenemine suurendab võimalust, mistõttu orgaanilise aine ja savi sissetoomine, lupjamine aitavad teatud määral reostuse vastu võidelda.
Mõnede taimede, näiteks ristiku, külvamine, niitmine ja mullapinnalt eemaldamine vähendab oluliselt raskemetallide kontsentratsiooni mullas. Pealegi nii on täiesti keskkonnasõbralik.
Maa-aluse vee detoksikatsioon, selle pumpamine ja puhastamine.
Raskmetallide lahustuva vormi migratsiooni ennustamine ja kõrvaldamine.
Mõnel eriti raskel juhul on vajalik mullakihi täielik eemaldamine ja selle asendamine uuega.

Kõigist neist metallidest on kõige ohtlikum plii. Sellel on omadus akumuleeruda, et tabada inimkeha. Elavhõbe ei ole ohtlik, kui ta satub inimkehasse üks või mitu korda, eriti ohtlik on ainult elavhõbeda aur. Usun, et tööstusettevõtted peaksid kasutama arenenumaid tootmistehnoloogiaid, mis ei kahjusta kõiki elusolendeid. Mitte üks inimene ei peaks mõtlema, vaid mass, siis jõuame hea tulemuseni.

Keskkonna kaitsmine saaste eest on muutunud ühiskonna kiireloomuliseks ülesandeks. Raskmetallid on paljude saasteainete hulgas erilisel kohal. Nende hulka kuuluvad tinglikult üle 50 aatommassiga keemilised elemendid, millel on metallide omadused. Keemiliste elementide hulgas peetakse kõige mürgisemaks raskemetalle.

Pinnas on peamine keskkond, kuhu raskmetallid sisenevad, sealhulgas atmosfäärist ja veekeskkond. See toimib ka pinnase õhu ja vee sekundaarse reostuse allikana, mis sealt maailma ookeani siseneb.

Raskmetallid on ohtlikud, kuna neil on võime akumuleeruda elusorganismides, olla kaasatud ainevahetuse tsüklisse, moodustada väga mürgiseid metallorgaanilisi ühendeid, muuta oma vormi ühest looduskeskkonnast teise liikumisel, ilma et nad alluksid bioloogilisele lagunemisele. Raskmetallid põhjustavad inimestel tõsiseid füsioloogilisi häireid, toksikoosid, allergiaid, onkoloogilisi haigusi ning mõjutavad ebasoodsalt loodet ja geneetilist pärilikkust.

Raskmetallidest peetakse prioriteetseteks saasteaineteks pliid, kaadmiumi ja tsinki, peamiselt seetõttu, et nende tehnogeenne akumuleerumine keskkonda toimub kiiresti. Sellel ainerühmal on kõrge afiinsus füsioloogiliselt oluliste orgaaniliste ühendite suhtes.

Pinnase saastamine raskemetallide liikuvate vormidega on kõige pakilisem, kuna viimastel aastatel on keskkonnareostuse probleem muutunud ähvardavaks. Praeguses olukorras on vaja mitte ainult intensiivistada biosfääri raskmetallide probleemi kõiki aspekte käsitlevaid uuringuid, vaid ka perioodiliselt tulemusi summeerida, et mõista erinevates, sageli omavahel nõrgalt seotud valdkondades saadud tulemusi. teadus.

Selle uuringu objektiks on Uljanovski Železnodorožnõi rajooni inimtekkelised pinnased (Transportnaja tänava näitel).

Uuringu põhieesmärk on välja selgitada linnamuldade raskmetallidega saastatusaste.

Uuringu eesmärgid on: pH väärtuse määramine valitud mullaproovides; vase, tsingi, kaadmiumi, plii liikuvate vormide kontsentratsiooni määramine; saadud andmete analüüs ja soovituste pakkumine linnamuldade raskmetallide sisalduse vähendamiseks.

Proovid võeti 2005. aastal mööda Transportnaja tänavat kulgevat maanteed ja 2006. aastal raudteerööbaste läheduses asuvatelt eramajapidamiskruntidelt (sama tänava ääres). Proovid võeti sügavuselt 0-5 cm ja 5-10 cm Kokku võeti 20 proovi, igaüks kaaluga 500 g.

2005. ja 2006. aasta proovide uuritud proovid kuuluvad neutraalse pinnasesse. Neutraalsed mullad imavad lahustest raskmetalle suuremal määral kui happelised. Kuid on oht raskmetallide liikuvuse suurenemiseks ja nende tungimiseks põhjavette ja lähedalasuvasse veehoidlasse, kui happevihm(uuritav ala asub Sviyagi jõe lammil), mis mõjutab koheselt ka toiduahelaid. Nendes proovides täheldatakse madalat huumusesisaldust (2–4%). Sellest tulenevalt puudub mulla võime moodustada metallorgaanilisi komplekse.

Muldade laboratoorsete uuringute põhjal Cu, Cd, Zn, Pb sisalduse osas tehti järeldused nende kontsentratsioonide kohta uuritava ala muldades. 2005. aasta proovides ilmnes Cu MPC 1-1,2-kordne, Cd 6-9-kordne liig ning Zn ja Pb sisaldus ei ületanud MPC-d. 2006. aastal võetud proovides majapidamiskrundid Cu kontsentratsioon ei ületanud MPC-d, Cd sisaldus on väiksem kui tee ääres võetud proovides, kuid siiski ületab MPC erinevates punktides 0,3-4,6 korda. Zn sisaldust tõstetakse alles 5. punktis ja see on 0-5 cm sügavusel 23,3 mg/kg pinnases (MPC 23 mg/kg), 5-10 cm sügavusel aga 24,8 mg/kg.

Uuringu tulemuste põhjal tehti järgmised järeldused: muldadele on iseloomulik mullalahuse neutraalne reaktsioon; mullaproovid on madala huumusesisaldusega; Uljanovski Zheleznodorozhny rajooni territooriumil täheldatakse pinnase saastumist erineva intensiivsusega raskmetallidega; leidis, et mõnes proovis on MPC märkimisväärne liig, eriti täheldatud kaadmiumi kontsentratsiooni mullauuringutes; pinnase ökoloogilise ja geograafilise seisundi parandamiseks selles piirkonnas on soovitatav kasvatada raskmetallide akumulaatortaimi ja korraldada mulla enda ökoloogilisi omadusi selle kunstliku kujundamise kaudu; vaja on teha süstemaatilist seiret ning selgitada välja rahvatervisele enim saastunud ja ohtlikumad piirkonnad.

Bibliograafiline link

Antonova Yu.A., Safonova M.A. RASKEMETALLID LINNAMULLADES // Fundamentaaluuringud. - 2007. - nr 11. - Lk 43-44;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=3676 (juurdepääsu kuupäev: 31.03.2019). Juhime teie tähelepanu kirjastuse "Looduslooakadeemia" poolt välja antud ajakirjadele

Pinnase summaarne saastatus iseloomustab raskmetallide koguhulka. Taimedele elementide kättesaadavuse määravad nende liikuvad vormid. Seetõttu on raskemetallide liikuvate vormide sisaldus pinnases - kõige olulisem näitaja, mis iseloomustab sanitaar-hügieenilist olukorda ja määrab ära rekultivatiivsete võõrutusmeetmete vajaduse.
Sõltuvalt kasutatavast ekstraktandist erinev kogus raskemetalli liikuv vorm, mida teatud kokkuleppega võib pidada taimedele kättesaadavaks. Raskmetallide liikuvate vormide ekstraheerimiseks kasutatakse erinevaid keemilisi ühendeid, millel on ebavõrdne ekstraheerimisvõime: happed, soolad, puhverlahused ja vesi. Levinumad ekstraktandid on 1N HCl ja ammooniumatsetaatpuhver pH 4,8. Praegu ei ole kogutud piisavalt katsematerjali, et iseloomustada erinevate keemiliste lahustega ekstraheeritavate taimede raskmetallide sisalduse sõltuvust nende kontsentratsioonist pinnases. Selle olukorra keerukus tuleneb ka sellest, et raskemetalli liikuva vormi kättesaadavus taimede jaoks sõltub suuresti mulla omadustest ja taimede spetsiifilistest omadustest. Samal ajal on iga elemendi käitumisel pinnases oma spetsiifilised mustrid.
Mullaomaduste mõju uurimiseks raskmetallide ühendite muundumisele viidi läbi mudelkatsed järsult erinevate omadustega muldadega (tabel 8). Ekstraktantidena kasutati tugevat hapet, 1 N HNO3, neutraalset soola Ca(NO3)2, ammooniumatsetaadi puhverlahust ja vett.

Tabelites 9-12 toodud analüütilised andmed näitavad seda. et 1n HNO3 ekstrakti minevate happes lahustuvate tsingi, plii ja kaadmiumi ühendite sisaldus on ligilähedane nende pinnasesse viidava kogusega See ekstraheerija ekstraheeris 78-90% Pb, 88-100% Cd ja 78- 96% Zn, mis sisenes pinnasesse. Nende elementide kindlalt fikseeritud ühendite arv sõltus mulla viljakuse tasemest. Nende sisaldus halvasti haritud mätas-podsoolse pinnases oli madalam kui mädane-podsoolse keskmise kultiveeritud ja tüüpilise tšernozemi puhul.
Ca(NO3)2 neutraalsoola 1-n lahusega ekstraheeritud Cd, Pb ja Zn vahetatavate ühendite kogus oli kordades väiksem nende pinnasesse viidavast massist ja sõltus ka mulla viljakuse tasemest. Väikseim Ca(NO3)2 lahusega ekstraheeritud elementide sisaldus saadi tšernozemil. Mätas-podsoolse mulla harimise suurenedes vähenes ka raskmetallide liikuvus. Soolaekstrakti järgi otsustades on kõige liikuvamad kaadmiumiühendid, mõnevõrra vähem liikuvad tsingiühendid. Neutraalse soolaga ekstraheeritud pliiühendeid iseloomustas madalaim liikuvus.
Ammooniumatsetaadi puhverlahusega pH 4,8 ekstraheeritud metallide liikuvate vormide sisalduse määrasid samuti eelkõige pinnase tüüp, koostis ja füüsikalis-keemilised omadused.
Nende elementide vahetatavate (ekstraheeritav 1 N Ca(NO3)2) vormide osas säilib seaduspärasus, mis väljendub liikuvate Cd, Pb ja Zn ühendite hulga suurenemises happelises pinnases ning nende liikuvuses. Cd ja Zn on kõrgemad kui Pb. Selle ekstraktiga ekstraheeritud kaadmiumi kogus oli halvasti haritud mulla puhul 90-96%, mätas-podsoolse keskmise haritusega mulla puhul 70-76% ja tšernozemi puhul 44-48%. CH3COONH4 puhverlahusesse mineva tsingi ja plii hulk on vastavalt 57-71 ja 42-67% mädane-podsoolse halvasti haritud mulla puhul, 49-70 ja 37-48% mõõdukalt haritud mulla puhul; 46–65 ja tšernozemi puhul 20–42%. CH3COONH4 plii ekstraheerimisvõime vähenemine tšernozemil on seletatav selle stabiilsemate komplekside ja ühendite moodustumisega stabiilsete huumusühenditega.
Mudelkatses kasutatud mullad erinesid paljude mullaviljakuse parameetrite poolest, kuid kõige enam happeliste omaduste ja vahetatavate aluste arvu poolest. Kirjanduses kättesaadavad ja meie poolt saadud katseandmed näitavad, et keskkonna reaktsioon pinnases mõjutab tugevalt elementide liikuvust.
Vesinikuioonide kontsentratsiooni tõus mullalahuses tõi kaasa halvasti lahustuvate pliisoolade ülemineku rohkem lahustuvateks sooladeks (eriti iseloomulik on PbCO3 üleminek Pb (HCO3) 2-ks (B.V. Nekrasov, 1974). Lisaks hapestumine vähendab plii-huumuskomplekside stabiilsust.Mullalahuse pH väärtus on üks olulisemaid parameetreid, mis määrab raskmetallide ioonide sorptsiooni koguse pinnases.PH langemisel suureneb enamiku raskmetallide lahustuvus ning J. Esser, N. Bassam (1981), uurides kaadmiumi liikuvust aeroobsetes mullatingimustes, leidsid, et pH vahemikus 4-6 on kaadmiumi liikuvus pinnase tahke faasi ja lahuse süsteemis. määratakse lahuse ioontugevuse järgi, kui pH on üle 6 juhtiv väärtus omandab sorptsiooni mangaanoksiidide poolt. Lahustuvad orgaanilised ühendid moodustavad autorite sõnul kaadmiumiga ainult nõrku komplekse ja mõjutavad selle sorptsiooni ainult pH 8 juures.
Mullas leiduvatest raskmetalliühenditest on kõige liikuvam ja taimedele ligipääsetavam nende sisaldus mullalahuses. Pinnase lahusesse sattuvate metalliioonide hulk määrab konkreetse elemendi mürgisuse pinnases. Tasakaaluseisund tahkefaasi-lahuse süsteemis määrab sorptsiooniprotsessid, mille iseloom ja suund sõltuvad pinnase omadustest ja koostisest. Mullaomaduste mõju raskmetallide liikuvusele ja nende kandumisele veeekstrakti kinnitavad andmed erinevate veeslahustuvate Zn-, Pb- ja Cd-ühendite koguste kohta, mis on pärit muldadest. erinevad tasemed fertiilsus sissetoodud metallide samade annuste juures (tabel 13). Võrreldes tšernozemiga oli mädane-podsoolne keskmiselt haritud muld rohkem vees lahustuvaid metalliühendeid. Suurim vesilahustuvate Zn-, Pb- ja Cd-ühendite sisaldus oli halvasti haritud mullas. Mullaharimine vähendas raskmetallide liikuvust. Mätas-podsoolis halvasti haritud pinnases Zn vees lahustuvate vormide sisaldus. Pb ja Cd olid 20-35% kõrgemad kui keskmises haritud mullas ja 1,5-2,0 korda kõrgemad kui tüüpilises tšernozemis. Mulla viljakuse kasv, millega kaasneb huumuse, fosfaatide sisalduse suurenemine, liigse happesuse neutraliseerimine ja puhveromaduste suurenemine, viib raskmetallide kõige agressiivsema vees lahustuva vormi sisalduse vähenemiseni.

Otsustavat rolli raskmetallide jaotumisel mullalahuste süsteemis mängivad mulla tahkel faasil toimuvad sorptsiooni-desorptsiooni protsessid, mis on määratud mulla omadustega ja ei sõltu pinnase vormist. sisestatud ühend. Mulla tahke faasiga tekkivad raskemetallide ühendid on termodünaamiliselt stabiilsemad kui sisseviidud ühendid ning need määravad elementide kontsentratsiooni mullalahuses (R.I. Pervunina, 1983).
Muld on võimas ja aktiivne raskmetallide absorbeerija, see suudab kindlalt siduda ja seeläbi vähendada mürgiste ainete voolu taimedesse. Pinnase mineraalsed ja orgaanilised komponendid inaktiveerivad aktiivselt metalliühendeid, kuid nende toime kvantitatiivsed väljendused sõltuvad pinnase tüübist (B A. Bolshakov et al., 1978, V. B. Ilyin, 1987).
Kogunenud katsematerjal viitab sellele. et suurima koguse raskemetalle eraldab pinnasest 1 n happeekstrakt. Samal ajal on andmed lähedased elementide kogusisaldusele pinnases. Seda elementide vormi võib pidada koguvaruks, mis on võimeline liikuma mobiilsesse mobiilsesse vormi. Raskmetalli sisaldus mullast atsetaat-ammooniumpuhvriga ekstraheerituna iseloomustab liikuvamat osa. Veelgi liikuvam on raskemetalli vahetusvorm. ekstraheeritav neutraalse soolalahusega. V.S. Gorbatov ja N.G. Zyrin (1987) arvab, et taimedele on kõige kättesaadavam soolalahustega selektiivselt ekstraheeritud raskmetallide vahetusvorm, mille anioon ei moodusta komplekse raskmetallidega ning katioonil on suur nihkejõud. Just need omadused on meie katses kasutatud Ca(NO3)2-l. Kõige agressiivsemad lahustid - happed, kõige sagedamini kasutatavad 1N HCl ja 1N HNO3, ekstraheerivad pinnasest mitte ainult taimede poolt omastatavaid vorme, vaid ka osa põhielemendist, mis on lähim reserv, liikuvateks ühenditeks üleminekuks.
Vesiekstraktiga ekstraheeritud raskmetallide kontsentratsioon mullalahuses iseloomustab nende ühendite aktiivseimat osa. See on raskmetallide kõige agressiivsem ja dünaamilisem fraktsioon, mis iseloomustab elementide liikuvuse astet pinnases. TM vees lahustuvate vormide kõrge sisaldus võib kaasa tuua mitte ainult taimsete saaduste saastumise, vaid ka saagikuse järsu languse kuni selle surmani. Väga juures kõrge sisaldus raskmetalli vees lahustuva vormi mullas muutub see iseseisvaks teguriks, mis määrab saagi suuruse ja saastatuse astme.
Meil on kogunenud teavet TM liikuva vormi sisalduse kohta saastamata muldades, peamiselt nendes, mida tuntakse mikroelementidena - Mn, Zn, Cu, Mo. Co (tabel 14). Liikuva vormi määramiseks kasutati kõige sagedamini üksikuid ekstraktante (Peive Ya.V. ja Rinkis G.Ya. järgi). Nagu näha tabelist 14, erinesid üksikute piirkondade mullad oluliselt sama metalli liikuva vormi hulga poolest.

Põhjuseks võib olla V.B. Iljin (1991), geneetilised omadused mullad, eelkõige granulomeetrilise ja mineraloogilise koostise eripärad, huumusesisalduse tase ja keskkonna reaktsioon. Sel põhjusel mullad sama looduslik piirkond ja pealegi isegi üks geneetiline tüüp selles piirkonnas.
Minimaalse ja maksimaalse teisaldatava vormi erinevus võib olla matemaatilises järjekorras. Täiesti ebapiisav teave Pb, Cd, Cr, Hg ja teiste kõige mürgisemate elementide sisalduse kohta muldades on liikuv. TM-i liikuvuse korrektne hindamine pinnases raskendab selliste kemikaalide kasutamist, mille lahustusvõime on väga erinev. Näiteks 1 N HCl eraldas künnihorisondist liikuvad vormid mg/kg: Mn - 414, Zn - 7,8 Ni - 8,3, Cu - 3,5, Pb - 6,8, Co - 5,3 (Lääne-Siberi mullad), samas kui 2,5% CH3COOH ekstraheeritud 76; 0,8; 1,2; 1,3; 0,3; 0,7 (Tomski Obi piirkonna mullad, andmed Iljinist, 1991). Need materjalid näitavad, et pinnasest ekstraheeritud 1 N HCl, välja arvatud tsink, moodustab umbes 30% metallide koguhulgast ja 2,5% CH3COOH - vähem kui 10%. Seetõttu on agrokeemilistes uuringutes ja mulla iseloomustamisel laialdaselt kasutataval ekstraktil 1N HCl suur raskemetallivarude mobiliseerimisvõime.
Peamine osa raskmetallide liikuvatest ühenditest piirdub huumuse või juurtega asustatud mullahorisontidega, kus toimuvad aktiivselt biokeemilised protsessid ja sisaldavad palju orgaanilisi aineid. Raskemetallid. mis on osa orgaanilistest kompleksidest, on suure liikuvusega. V.B. Ilyin (1991) osutab raskmetallide kuhjumise võimalusele illuviaalses ja karbonaadises horisondis, millesse rändavad pealiskihist raskmetallidega küllastunud peenosakesed ja elementide veeslahustuvad vormid. Illuviaalses ja karbonaadises horisondis sadestuvad metalli sisaldavad ühendid. Seda soodustab kõige enam nende horisontide pinnases oleva söötme pH järsk tõus karbonaatide olemasolu tõttu.
Raskmetallide võimet akumuleeruda mulla madalamates horisontides illustreerivad hästi Siberi mullaprofiilide andmed (tabel 15). Huumushorisondis täheldatakse paljude elementide (Sr, Mn, Zn, Ni jne) suurenenud sisaldust, sõltumata nende päritolust. Paljudel juhtudel on selgelt näha liikuva Sr sisalduse suurenemist karbonaadihorisondis. Liikuvate vormide kogusisaldus väiksemas koguses on tüüpiline liivastele muldadele ja palju muud - savistele muldadele. See tähendab, et elementide liikuvate vormide sisalduse ja muldade granulomeetrilise koostise vahel on tihe seos. Sarnast positiivset seost võib jälgida ka raskemetallide liikuvate vormide sisalduse ja huumuse sisalduse vahel.

Raskmetallide liikuvate vormide sisaldus on allutatud tugevatele kõikumistele, mis on seotud muldade bioloogilise aktiivsuse muutumise ja taimede mõjuga. Niisiis, vastavalt V.B. läbi viidud uuringule. Iljini sõnul muutus mobiilse molübdeeni sisaldus mätas-podsoolse pinnases ja lõunapoolses tšernozemis kasvuperioodil 5 korda.
Viimastel aastatel on mõned teadusasutused uurinud mineraal-, orgaaniliste ja lubiväetiste pikaajalise kasutamise mõju raskemetallide liikuvate vormide sisaldusele mullas.
Dolgoprudnaja agrokeemia katsejaamas (DAOS, Moskva piirkond) uuriti raskmetallide, toksiliste elementide akumuleerumist pinnases ja nende liikuvust fosfaatväetiste pikaajalise kasutamise tingimustes lubjarikkal mädane-podsoolse raskesavimuldal. (Yu.A. Potatueva et al., 1994. ). Ballast- ja kontsentreeritud väetiste süstemaatiline kasutamine 60 aastat, erinevad vormid fosfaadid 20 aastat ja fosfaatkivim erinevatest ladestustest 8 aasta jooksul ei avaldanud olulist mõju raskemetallide ja toksiliste elementide (TE) üldsisaldusele pinnases, kuid tõi kaasa mõningate TM-i ja TE-de liikuvuse suurenemise. seda. Liikuvate ja vees lahustuvate vormide sisaldus mullas suurenes kõigi uuritud fosforväetiste vormide süstemaatilisel kasutamisel ligikaudu 2 korda, moodustades siiski vaid 1/3 MPC-st. Lihtsuperfosfaati saanud pinnases suurenes liikuva strontsiumi hulk 4,5 korda. Kingisepa maardlast toorfosforiitide sissetoomine tõi kaasa liikuvate vormide sisalduse suurenemise pinnases (AAB pH 4,8): plii 2 korda, nikli 20% ja kroomi 17%, mis moodustas 1/4 ja kroom 17%. vastavalt 1/10 MPC-st. Chilisai maardlast toorfosforiite saanud pinnases täheldati liikuva kroomi sisalduse suurenemist 17% (tabel 16).

DAOS-iga pikaajaliste välikatsete eksperimentaalsete andmete võrdlemine mullas raskemetallide liikuvate vormide sisalduse sanitaar- ja hügieenistandarditega ning nende puudumisel kirjanduses pakutud soovitustega näitab, et liikuvate vormide sisaldus. nende elementide kogus mullas oli alla lubatud taseme. Need katseandmed näitavad, et isegi väga pikaajaline fosfaatväetiste kasutamine 60 aasta jooksul ei toonud kaasa MPC taseme ületamist mullas ei raskmetallide koguvormide ega liikuvate vormide osas. Samas näitavad need andmed, et raskmetallide normeerimine pinnases ainult jämevormide kaupa ei ole piisavalt põhjendatud ning seda tuleks täiendada liikuva vormi sisalduse lisamisega, mis peegeldab nii metallide endi keemilisi omadusi kui ka omadusi. pinnasest, millel taimi kasvatatakse.
Pikaajalise välikogemuse põhjal, mis on paika pandud akadeemik N.S. Avdonin Moskva Riikliku Ülikooli "Chashnikovo" katsebaasis viidi läbi uuring mineraal-, orgaaniliste, lubiväetiste ja nende kombinatsioonide pikaajalise kasutamise mõju kohta raskemetallide liikuvate vormide sisaldusele pinnases 41 aasta jooksul. (V.G. Mineev et al., 1994). Tabelis 17 toodud uuringute tulemused näitasid, et taimede kasvuks ja arenguks optimaalsete tingimuste loomine vähendas oluliselt plii ja kaadmiumi liikuvate vormide sisaldust pinnases. Lämmastik-kaaliumväetiste süstemaatiline kasutamine, mullalahuse hapestamine ja liikuva fosfori sisalduse vähendamine, kahekordistas plii ja nikli liikuvate ühendite kontsentratsiooni ning suurendas kaadmiumi sisaldust mullas 1,5 korda.

TM-i jämedate ja liikuvate vormide sisaldust Valgevene mädane-podsoolse kergsavi mullas uuriti linnareoveesette pikaajalisel kasutamisel: termofiilselt kääritatud mudaväljadelt (TIP) ja termofiilselt kääritatud koos järgneva mehaanilise dehüdratsiooniga (TMD).
8-aastase uurimistöö jooksul oli külvikorra küllastus OCB-ga 6,25 t/ha (ühekordne annus) ja 12,5 t/ha (kahekordne doos), mis on ligikaudu 2-3 korda suurem kui soovitatavad doosid.
Nagu on näha tabelist 18, on WWS-i kolmekordse rakendamise tulemusena selge muster TM bruto- ja mobiilsete vormide sisalduse suurenemises. Veelgi enam, tsinki iseloomustab suurim liikuvus, mille kogus liikuval kujul suurenes kontrollpinnaga võrreldes 3-4 korda (N.P. Reshetsky, 1994). Samal ajal liikuvate kaadmiumi, vase, plii ja kroomi ühendite sisaldus oluliselt ei muutunud.

Valgevene lehe teadlaste uuringud - x. akadeemiad näitasid, et reoveesette kasutuselevõtul (mudaväljade märg muda, SIP, TMF) suurenes märgatavalt pinnases liikuvate elementide, kuid kõige tugevamalt kaadmiumi, tsingi ja vase sisaldus (tabel 19). . Lupjamine metallide liikuvusele praktiliselt mingit mõju ei avaldanud. Autorite sõnul. ekstrakti kasutamine 1 N HNO3-s metallide liikuvusastme iseloomustamiseks ei ole edukas, kuna sinna läheb üle 80% elemendi kogusisaldusest (A.I. Gorbyleva et al., 1994).

TM-i liikuvuse muutuste teatud sõltuvused mullas happesuse tasemest viidi läbi Venemaa Föderatsiooni Kesk-Tšernozemi leostunud tšernozemide mikroväljakatsetes. Samal ajal määrati kaadmium, tsink ja plii järgmistes ekstraktides: vesinikkloriid-, lämmastik-, väävelhape, ammooniumatsetaatpuhver pH 4,8 ja pH 3,5 juures, ammooniumnitraat, destilleeritud vesi. Tsingi üldsisalduse ja selle hapetega ekstraheeritud liikuvate vormide vahel on kindlaks tehtud tihe seos R=0,924-0,948. AAB pH 4,8 kasutamisel R=0,784, AAB pH 3,5=0,721. Ekstraheeritav plii vesinikkloriid ja lämmastikhape vähem tihedas korrelatsioonis brutosisaldusega: R=0,64-0,66. Teiste ekstraktide korrelatsioonikoefitsientide väärtused olid palju madalamad. Korrelatsioon happega ekstraheeritud kaadmiumiühendite ja brutovarude vahel oli väga kõrge (R=0,98-0,99). AAB ekstraheerimisel pH 4,8-R=0,92. Teiste ekstraktide kasutamine andis tulemusi, mis viitavad nõrgale seosele pinnases leiduvate raskemetallide üldvormide ja liikuvate vormide vahel (N.P. Bogomazov, P.G. Akulov, 1994).
Pikaajalises välikatses (Tveri oblasti ülevenemaaline linauuringute instituut) väetiste pikaajalisel kasutamisel mätas-podsoolsel pinnasel vähenes liikuvate metalliühendite osakaal nende potentsiaalselt saadaolevate vormide sisaldusest eriti märgatavalt Lubja järelmõju 3. aasta annuses 2 g q (tabel . 20). 13. järelmõju aastal vähendas lubi samas annuses vaid liikuva raua ja alumiiniumi sisaldust mullas. 15. aastal - raud, alumiinium ja mangaan (L.I. Petrova. 1994).

Seetõttu on plii ja vase liikuvate vormide sisalduse vähendamiseks pinnases vajalik muldade korduv lupjamine.
Raskmetallide liikuvuse uuring Rostovi oblasti tšernozemides näitas, et tavaliste tšernozemide meetrikihis varieerus ammooniumatsetaadi puhverekstraktiga pH 4,8 ekstraheeritud tsingi hulk 0,26-0,54 mg/kg piires. mangaan 23,1-35,7 mg/kg, vask 0,24-0,42 (G.V. Agafonov, 1994) Nende arvude võrdlus mikroelementide brutovarudega samade proovitükkide pinnases näitas, et erinevate elementide liikuvus erineb oluliselt. Tsink karbonaadil tšernozemil on taimedele kättesaadav 2,5–4,0 korda vähem kui vask ja 5–8 korda vähem kui mangaan (tabel 21).

Seega näitavad läbiviidud uurimistöö tulemused. et raskemetallide liikuvuse probleem pinnases on keeruline ja mitmefaktoriline. Raskmetallide liikuvate vormide sisaldus pinnases sõltub paljudest tingimustest. Peamine tehnika, mis viib selle vormi raskmetallide sisalduse vähenemiseni, on mulla viljakuse suurendamine (lupjamine, huumuse- ja fosforisisalduse suurendamine jne). Samal ajal puudub liikuvate metallide jaoks üldtunnustatud koostis. Selles jaotises oleme välja pakkunud oma arusaama liikuvate metallide erinevatest fraktsioonidest pinnases:
1) liikuvate vormide koguvaru (hapetega ekstraheeritud);
2) mobiilne mobiilne vorm (taastav puhverlahendustega):
3) vahetatavad (ekstraheeritakse neutraalsete sooladega);
4) vees lahustuv.

PAGE_BREAK-- raskemetallid, mis iseloomustab laia saasteainete rühma, on viimasel ajal laialt levinud. Erinevates teadus- ja rakendustöödes tõlgendavad autorid selle mõiste tähendust erinevalt. Sellega seoses varieerub raskmetallide rühma kuuluvate elementide arv laias vahemikus. Liikmelisuse kriteeriumidena kasutatakse paljusid omadusi: aatommass, tihedus, toksilisus, levimus looduskeskkonnas, osalemise määr looduslikes ja tehnogeensetes tsüklites. Mõnel juhul hõlmab raskmetallide määratlus hapraid elemente (näiteks vismut) või metalloide (näiteks arseen).

Keskkonnareostuse ja keskkonnaseire probleemidele pühendatud töödes on senini raskemetallid sisaldab rohkem kui 40 perioodilise süsteemi metalli D.I. Mendelejev, mille aatommass on üle 50 aatomühiku: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi jne. Samal ajal mängivad raskmetallide kategoriseerimisel olulist rolli järgmised tingimused: nende kõrge mürgisus elusorganismidele suhteliselt madalates kontsentratsioonides, samuti nende võime bioakumuleeruda ja biomagnifitseerida. Peaaegu kõik selle määratluse alla kuuluvad metallid (välja arvatud plii, elavhõbe, kaadmium ja vismut, mille bioloogiline roll pole praegu selge), osalevad aktiivselt bioloogilistes protsessides ja on osa paljudest ensüümidest. N. Reimersi klassifikatsiooni järgi tuleks rasketeks lugeda metalle, mille tihedus on üle 8 g/cm3. Seega on raskmetallid Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg.

Formaalselt määratletud raskemetallid vastab suur hulk elemendid. Keskkonna seisundi ja saastatuse vaatluste korraldamisega seotud praktiliste tegevustega tegelevate teadlaste hinnangul ei ole nende elementide ühendid aga saasteainetega kaugeltki samaväärsed. Seetõttu toimub paljudes töödes raskemetallide rühma ulatuse kitsendamine, vastavalt prioriteetsuse kriteeriumidele, tulenevalt töö suunast ja spetsiifikast. Niisiis, juba klassikalistes Yu.A. aastal määratavate kemikaalide loendis Iisrael looduslikud keskkonnad taustajaamades biosfääri kaitsealad, Peatükis raskemetallid nimega Pb, Hg, Cd, As. Seevastu ÜRO Euroopa Majanduskomisjoni egiidi all tegutseva ning Euroopa riikide saasteainete heitkoguste kohta teavet koguva ja analüüsiva raskemetallide heitkoguste rakkerühma otsuse kohaselt on ainult Zn, As, Se ja Sb määrati raskemetallid. N. Reimersi definitsiooni järgi eristuvad raskmetallidest vastavalt vääris- ja haruldased metallid. ainult Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg. Rakendustöödel lisatakse kõige sagedamini raskmetalle Pt, Ag, W, Fe, Au, Mn.

Metalliioonid on looduslike veekogude asendamatud komponendid. Olenevalt keskkonnatingimustest (pH, redokspotentsiaal, ligandide olemasolu) esinevad need erineva oksüdatsiooniastmega ja on osa erinevatest anorgaanilistest ja metallorgaanilistest ühenditest, mis võivad olla tõeliselt lahustunud, kolloidselt dispergeeritud või osaks. mineraalsed ja orgaanilised suspensioonid.

Metallide tõeliselt lahustunud vormid on omakorda väga mitmekesised, mis on seotud hüdrolüüsi, hüdrolüütilise polümerisatsiooni (polünukleaarsete hüdroksokomplekside moodustumise) ja erinevate ligandidega kompleksi moodustumisega. Sellest tulenevalt sõltuvad nii metallide katalüütilised omadused kui ka vees leiduvate mikroorganismide saadavus nende olemasolu vormidest veeökosüsteemis.

Paljud metallid moodustavad orgaanilise ainega üsna tugevaid komplekse; need kompleksid on üks olulisemaid elementide migratsiooni vorme looduslikes vetes. Enamik orgaanilisi komplekse moodustub kelaaditsüklis ja on stabiilsed. Pinnase hapetest moodustunud kompleksid raua, alumiiniumi, titaani, uraani, vanaadiumi, vase, molübdeeni ja teiste raskmetallide sooladega lahustuvad suhteliselt hästi neutraalses, nõrgalt happelises ja nõrgalt aluselises keskkonnas. Seetõttu on metallorgaanilised kompleksid võimelised rändama looduslikes vetes väga suurte vahemaade tagant. See on eriti oluline madala mineralisatsiooniga ja ennekõike pinnavete puhul, kus muude komplekside moodustumine on võimatu.

Et mõista looduslikes vetes metallide kontsentratsiooni reguleerivaid tegureid, nende keemilist reaktsioonivõimet, biosaadavust ja toksilisust, on lisaks üldsisaldusele vaja teada ka vabade ja seotud metallivormide osakaalu.

Metallide üleminekul vesikeskkonnas metallikompleksi vormiks on kolm tagajärge:

1. Metalliioonide üldkontsentratsioon võib suureneda, kuna see läheb põhjasetetest lahusesse;

2. Kompleksioonide membraani läbilaskvus võib oluliselt erineda hüdraatiumioonide läbilaskvusest;

3. Metalli toksilisus kompleksi moodustumise tagajärjel võib oluliselt muutuda.

Niisiis, kelaatvormid Cu, Cd, Hg vähem toksilised kui vabad ioonid. Et mõista looduslikes vetes metallide kontsentratsiooni reguleerivaid tegureid, nende keemilist reaktsioonivõimet, biosaadavust ja toksilisust, on lisaks üldsisaldusele vaja teada ka seotud ja vabade vormide osakaalu.

Raskmetallidega veereostuse allikad on tsinkimistsehhide, kaevanduste, musta ja värvilise metalli metallurgia ning masinaehitustehaste reovesi. Raskmetalle leidub väetistes ja pestitsiidides ning need võivad sattuda veekogudesse koos äravooluga põllumajandusmaalt.

Raskmetallide kontsentratsiooni suurenemist looduslikes vetes seostatakse sageli muud tüüpi reostusega, näiteks hapestumisega. Happeliste sademete sadestumine aitab kaasa pH väärtuse langusele ja metallide üleminekule mineraalsetele ja orgaanilistele ainetele adsorbeerunud olekust vabasse olekusse.

Esiteks on huvipakkuvad metallid, mis saastavad atmosfääri kõige enam, kuna neid kasutatakse märkimisväärses mahus tootmistegevuses ning mis väliskeskkonda akumuleerumise tõttu kujutavad endast tõsist ohtu oma bioloogilise aktiivsuse ja toksiliste omaduste poolest. . Nende hulka kuuluvad plii, elavhõbe, kaadmium, tsink, vismut, koobalt, nikkel, vask, tina, antimon, vanaadium, mangaan, kroom, molübdeen ja arseen.
Raskmetallide biogeokeemilised omadused

H - kõrge, Y - mõõdukas, H - madal

Vanaadium.

Vanaadium on valdavalt hajutatud ja seda leidub rauamaagides, õlis, asfaldis, bituumenis, põlevkivis, kivisöes jm. Loodusveekogude üks peamisi vanaadiumireostuse allikaid on nafta ja selle saadused.

Seda esineb looduslikes vetes väga madalates kontsentratsioonides: jõevees 0,2–4,5 µg/dm3, merevees – keskmiselt 2 µg/dm3

Vees moodustab see stabiilsed anioonsed kompleksid (V4O12)4- ja (V10O26)6-. Vanaadiumi migratsioonis on oluline roll selle lahustunud kompleksühenditel orgaaniliste ainetega, eriti humiinhapetega.

Vanaadiumi kõrge kontsentratsioon on inimeste tervisele kahjulik. Vanaadiumi MPCv on 0,1 mg/dm3 (kahjulikkuse piirnäitaja on sanitaartoksikoloogiline), MPCvr on 0,001 mg/dm3.

Looduslikku vette sattuva vismuti looduslikud allikad on vismuti sisaldavate mineraalide leostumise protsessid. Looduslikesse vetesse sattumise allikaks võib olla ka ravimi- ja parfüümitööstuse ning mõne klaasitööstuse ettevõtte reovesi.

Seda leidub saastamata pinnavees submikrogrammides kontsentratsioonides. Suurim kontsentratsioon leiti põhjavees ja on 20 µg/dm3, in mereveed- 0,02 µg/dm3. MPCv on 0,1 mg/dm3

Peamised rauaühendite allikad pinnavees on kivimite keemilise murenemise protsessid, millega kaasneb nende mehaaniline hävimine ja lahustumine. Looduslikes vetes sisalduvate mineraalsete ja orgaaniliste ainetega suhtlemisel moodustub kompleksne rauaühendite kompleks, mis on vees lahustunud, kolloidses ja hõljuvas olekus. Märkimisväärne kogus rauda tuleb maa-aluse äravooluga ning metallurgia-, metallitöötlemis-, tekstiili-, värvi- ja lakitööstuse ettevõtete reoveega ning põllumajanduse heitveega.

Faasi tasakaalud sõltuvad keemiline koostis vesi, pH, Eh ja mingil määral ka temperatuur. Rutiinanalüüsis kaalutud vorm eraldavad osakesi suurusega üle 0,45 mikroni. See on valdavalt rauda sisaldavad mineraalid, raudoksiidhüdraat ja suspensioonidele adsorbeerunud rauaühendid. Tõeliselt lahustunud ja kolloidset vormi käsitletakse tavaliselt koos. Lahustatud raud mida esindavad ühendid ioonsel kujul, hüdroksokompleksi kujul ja kompleksid looduslike vete lahustunud anorgaaniliste ja orgaaniliste ainetega. Ioonsel kujul migreerub peamiselt Fe(II) ja kompleksi moodustavate ainete puudumisel ei saa Fe(III) lahustunud olekus olla märkimisväärses koguses.

Rauda leidub peamiselt madala Eh-väärtusega vetes.

Keemilise ja biokeemilise (rauabakterite osalusel) oksüdatsiooni tulemusena läheb Fe(II) Fe(III)-ks, mis hüdrolüüsil sadestub Fe(OH)3 kujul. Nii Fe(II) kui ka Fe(III) kalduvad moodustama seda tüüpi hüdroksokomplekse +, 4+, +, 3+, - ja teised, mis eksisteerivad lahuses erinevatel kontsentratsioonidel sõltuvalt pH-st ja määravad üldiselt raud-hüdroksüülsüsteemi oleku. Peamine Fe(III) esinemisvorm pinnavees on selle kompleksühendid lahustunud anorgaaniliste ja orgaaniliste ühenditega, peamiselt humiinainetega. pH = 8,0 juures on põhivormiks Fe(OH)3.Kõige vähem on uuritud raua kolloidset vormi, see on raudoksiidhüdraat Fe(OH)3 ja kompleksid orgaaniliste ainetega.

Raua sisaldus maismaa pinnavees on kümnendikke milligrammi, soode lähedal - mõni milligramm. Suurenenud rauasisaldust täheldatakse rabavetes, kus seda leidub kompleksidena humiinhapete sooladega - humaatidega. Suurimad raua kontsentratsioonid (kuni mitukümmend ja sadu milligramme 1 dm3 kohta) on madala pH väärtusega põhjavees.

Olles bioloogiliselt aktiivne element, mõjutab raud teatud määral fütoplanktoni arengu intensiivsust ja reservuaari mikrofloora kvalitatiivset koostist.

Raua kontsentratsioonid sõltuvad märgatavatest hooajalistest kõikumistest. Tavaliselt on kõrge bioloogilise tootlikkusega veehoidlates suvise ja talvise stagnatsiooni perioodil märgata raua kontsentratsiooni suurenemist põhjaveekihtides. Veemasside sügis-kevadise segunemisega (homotermiaga) kaasneb Fe(II) oksüdeerumine Fe(III)-ks ja viimase sadestumine Fe(OH)3 kujul.

See satub looduslikesse vetesse muldade, polümetalli- ja vasemaagi leostumisel, seda akumuleeruvate veeorganismide lagunemise tulemusena. Kaadmiumiühendeid kantakse pinnavette plii-tsingitehaste, maagipuhastustehaste, mitmete keemiaettevõtete (väävelhappe tootmine), galvaanilise tootmise ja ka kaevandusveega. Lahustunud kaadmiumiühendite kontsentratsiooni langus tuleneb sorptsiooniprotsessidest, kaadmiumhüdroksiidi ja karbonaadi sadestumisest ning nende tarbimisest veeorganismide poolt.

Looduslikes vetes lahustunud kaadmiumi vormid on peamiselt mineraal- ja orgaanilis-mineraalkompleksid. Kaadmiumi peamine hõljuv vorm on selle adsorbeeritud ühendid. Märkimisväärne osa kaadmiumist võib migreeruda veeorganismide rakkudes.

Reostuseta ja kergelt saastunud jõgede vetes on kaadmiumi kontsentratsioon submikrogrammides, reostunud ja heitvees võib kaadmiumi kontsentratsioon ulatuda kümnete mikrogrammideni 1 dm3 kohta.

Kaadmiumiühendid mängivad loomade ja inimeste elus olulist rolli. See on mürgine suurtes kontsentratsioonides, eriti koos teiste mürgiste ainetega.

MPCv on 0,001 mg/dm3, MPCvr on 0,0005 mg/dm3 (kahjulikkuse piirmärk on toksikoloogiline).

Koobaltiühendid satuvad looduslikesse vetesse nende leostumisel vaskpüriidist ja muudest maakidest, pinnasest organismide ja taimede lagunemise käigus, samuti metallurgia-, metallitöötlemis- ja keemiatehaste reoveega. Teatud kogused koobaltit pärinevad muldadest taime- ja loomorganismide lagunemise tulemusena.

Koobaltiühendid looduslikes vetes on lahustunud ja hõljuvas olekus, mille kvantitatiivse suhte määrab vee keemiline koostis, temperatuur ja pH väärtused. Lahustunud vorme esindavad peamiselt kompleksühendid, sh. orgaanilise ainega looduslikes vetes. Kahevalentsed koobaltiühendid on kõige iseloomulikumad pinnavetele. Oksüdeerivate ainete juuresolekul võib kolmevalentset koobaltit esineda märgatavas kontsentratsioonis.

Koobalt on üks bioloogiliselt aktiivseid elemente ja seda leidub alati loomade ja taimede kehas. Ebapiisav koobaltisisaldus taimedes on seotud selle ebapiisava sisaldusega muldades, mis aitab kaasa aneemia tekkele loomadel (taiga-metsa mittetšernozemi vöönd). B12-vitamiini osana mõjutab koobalt väga aktiivselt lämmastikku sisaldavate ainete omastamist, klorofülli ja askorbiinhappe sisalduse suurenemist, aktiveerib biosünteesi ja suurendab valgulise lämmastiku sisaldust taimedes. Koobaltiühendite kõrge kontsentratsioon on aga mürgine.

Reostuseta ja vähereostatud jõevees varieerub selle sisaldus kümnendikutest kuni tuhandikuteni milligrammi 1 dm3 kohta, merevees on keskmine sisaldus 0,5 μg/dm3. MPCv on 0,1 mg/dm3, MPCv on 0,01 mg/dm3.

Mangaan

Mangaan satub pinnavette ferromangaanimaakide ja teiste mangaani sisaldavate mineraalide (pürolusiit, psilomelaan, browniit, manganiit, must ooker) leostumise tulemusena. Märkimisväärne kogus mangaani pärineb veeloomade ja taimeorganismide, eriti sinakasroheliste, ränivetikate ja kõrgemate organismide lagunemisest. veetaimed. Mangaaniühendid juhitakse reservuaaridesse koos mangaanitöötlemistehaste, metallurgiatehaste, keemiatööstuse ettevõtete ja kaevandusvete reoveega.

Mangaaniioonide kontsentratsiooni langus looduslikes vetes toimub Mn(II) oksüdeerumisel MnO2-ks ja muudeks kõrgevalentseteks oksiidideks, mis sadestuvad. Peamised oksüdatsioonireaktsiooni määravad parameetrid on lahustunud hapniku kontsentratsioon, pH väärtus ja temperatuur. Lahustunud mangaaniühendite kontsentratsioon väheneb nende ärakasutamise tõttu vetikate poolt.

Mangaaniühendite peamiseks migratsioonivormiks pinnavetes on suspensioonid, mille koostise määravad omakorda vete poolt kuivendatud kivimite koostis, samuti raskmetallide kolloidhüdroksiidid ja sorbeeritud mangaaniühendid. Olulise tähtsusega mangaani migratsioonil lahustunud ja kolloidsel kujul on orgaanilised ained ning mangaani kompleksi moodustumise protsessid anorgaaniliste ja orgaaniliste liganditega. Mn(II) moodustab vesinikkarbonaatide ja sulfaatidega lahustuvaid komplekse. Mangaani kompleksid kloriidiooniga on haruldased. Mn(II) kompleksühendid orgaaniliste ainetega on tavaliselt vähem stabiilsed kui teiste siirdemetallidega. Nende hulka kuuluvad ühendid amiinide, orgaaniliste hapete, aminohapete ja huumusainetega. Mn(III) võib suurtes kontsentratsioonides olla lahustunud olekus ainult tugevate kompleksimoodustajate juuresolekul, Mn(YII) looduslikes vetes ei esine.

Jõevetes on mangaani sisaldus tavaliselt vahemikus 1 kuni 160 µg/dm3, merevees on keskmine sisaldus 2 µg/dm3, põhjavees - n.102 - n.103 µg/dm3.

Mangaani kontsentratsioon pinnavees on allutatud hooajalistele kõikumistele.

Mangaani kontsentratsiooni muutusi määravad tegurid on pinnase ja maa-aluse äravoolu suhe, selle tarbimise intensiivsus fotosünteesi käigus, fütoplanktoni, mikroorganismide ja kõrgema veetaimestiku lagunemine, samuti selle põhja settimise protsessid. veekogud.

Mangaani roll veekogude kõrgemate taimede ja vetikate elus on väga suur. Mangaan aitab kaasa CO2 ärakasutamisele taimede poolt, mis suurendab fotosünteesi intensiivsust, osaleb nitraatide redutseerimise ja lämmastiku assimilatsiooni protsessides taimede poolt. Mangaan soodustab aktiivse Fe(II) üleminekut Fe(III)-le, mis kaitseb rakku mürgistuse eest, kiirendab organismide kasvu jne. Mangaani oluline ökoloogiline ja füsioloogiline roll tingib vajaduse uurida ja levitada mangaani looduslikes vetes.

Sanitaarotstarbeliste veekogude puhul on MPCv (vastavalt mangaaniioonile) seatud väärtuseks 0,1 mg/dm3.

Allpool on metallide: mangaani, vase, nikli ja plii keskmiste kontsentratsioonide jaotuse kaardid, mis on koostatud vaatlusandmete põhjal aastatel 1989–1993. 123 linnas. Värskemate andmete kasutamist peetakse ebaotstarbekaks, kuna toodangu vähenemise tõttu on heljumi ja sellest tulenevalt ka metallide kontsentratsioonid oluliselt vähenenud.

Mõju tervisele. Paljud metallid on tolmu koostisosad ja avaldavad olulist mõju tervisele.

Mangaan satub atmosfääri mustmetallurgia ettevõtete (60% kogu mangaani heitkogustest), masinaehituse ja metallitöötlemise (23%), värvilise metallurgia (9%), paljudest väikestest allikatest, näiteks keevitusest.

Mangaani kõrge kontsentratsioon põhjustab neurotoksiliste mõjude ilmnemist, kesknärvisüsteemi progresseeruvat kahjustust, kopsupõletikku.
Suurimad mangaani kontsentratsioonid (0,57–0,66 µg/m3) on täheldatud suurtes metallurgiakeskustes: Lipetskis ja Tšerepovetsis, aga ka Magadanis. Koola poolsaarele on koondunud suurem osa suure Mn kontsentratsiooniga (0,23–0,69 µg/m3) linnu: Zapolyarnõi, Kandalakša, Montšegorsk, Olenegorsk (vt kaarti).

Aastateks 1991-1994 mangaani heitkogused tööstuslikest allikatest vähenesid 62%, keskmised kontsentratsioonid - 48%.

Vask on üks olulisemaid mikroelemente. Vase füsioloogiline aktiivsus on seotud peamiselt selle lisamisega redoksensüümide aktiivsete keskuste koostisesse. Ebapiisav vasesisaldus muldades mõjutab negatiivselt valkude, rasvade ja vitamiinide sünteesi ning soodustab taimeorganismide viljatust. Vask osaleb fotosünteesi protsessis ja mõjutab lämmastiku imendumist taimede poolt. Samal ajal avaldab vase ülemäärane kontsentratsioon kahjulikku mõju taime- ja loomaorganismidele.

Cu(II) ühendid on looduslikes vetes enim levinud. Cu(I) ühenditest on enim levinud vees halvasti lahustuvad Cu2O, Cu2S ja CuCl. Ligandide juuresolekul vesikeskkonnas koos hüdroksiidi dissotsiatsiooni tasakaaluga on vaja arvestada erinevate kompleksvormide moodustumisega, mis on tasakaalus metallide vesiioonidega.

Looduslikesse vetesse siseneva vase peamine allikas on keemia- ja metallurgiatööstuse reovesi, kaevandusveed ning vetikate hävitamiseks kasutatavad aldehüüdreagendid. Vask võib tekkida vasktorude ja muude veesüsteemides kasutatavate konstruktsioonide korrosiooni tagajärjel. Põhjavees on vasesisaldus tingitud vee vastasmõjust seda sisaldavate kivimitega (kalkopüriit, kalkotsiit, kovelliit, borniit, malahhiit, asuriit, krüsakolla, brotantiin).

Vase suurim lubatud sisaldus sanitaar- ja olmeveehoidlate vees on 0,1 mg/dm3 (kahjulikkuse piirmärk on üldsanitaarne), kalandusreservuaaride vees on see 0,001 mg/dm3.

Linn

Norilsk

Monchegorsk

Krasnouralsk

Kolchugino

Zapolyarny

Vaskoksiidi heitkogused М (tuhat tonni/aastas) ja vase aasta keskmised kontsentratsioonid q (µg/m3).

Vask satub õhku metallurgiatööstuse heitmetega. Tahkete osakeste heitkogustes sisaldub see peamiselt ühendite, peamiselt vaskoksiidi kujul.

Värvilise metallurgia ettevõtted annavad 98,7% kõigist selle metalli inimtekkelistest heitkogustest, millest 71% on Norilski Nikeli kontserni ettevõtted, mis asuvad Zapolyarnõis ja Nikelis, Monchegorskis ja Norilskis, ning umbes 25% vaseheitest. väljas Revdas, Krasnouralskis, Kolchuginos ja teistes.

Vase kõrge kontsentratsioon põhjustab joobeseisundit, aneemiat ja hepatiiti.

Nagu kaardilt näha, on kõrgeimad vase kontsentratsioonid Lipetski ja Rudnaja Pristani linnades. Vase kontsentratsiooni suurendati ka Koola poolsaare linnades Zapolyarnõis, Monchegorskis, Nikelis, Olenegorskis ja ka Norilskis.

Tööstuslikest allikatest pärit vase heitkogused vähenesid 34%, keskmised kontsentratsioonid - 42%.

Molübdeen

Molübdeeniühendid satuvad pinnavette nende leostumisel molübdeeni sisaldavatest eksogeensetest mineraalidest. Molübdeen satub veekogudesse ka töötlemisettevõtete ja värvilise metallurgia ettevõtete reoveega. Molübdeeniühendite kontsentratsioonide langus tuleneb vähelahustuvate ühendite sadestumisest, adsorptsiooniprotsessidest mineraalsete suspensioonide poolt ja vee taimsete organismide tarbimise tagajärjel.

Pinnavees sisalduv molübdeen on peamiselt kujul MoO42-. On väga tõenäoline, et see eksisteerib orgaaniliste mineraalsete komplekside kujul. Kolloidses olekus teatud kogunemise võimalus tuleneb asjaolust, et molübdeniidi oksüdatsiooniproduktid on lahtised peendisperssed ained.

Jõevetes leidub molübdeeni kontsentratsioonis 2,1–10,6 µg/dm3. Merevesi sisaldab keskmiselt 10 µg/dm3 molübdeeni.

Väikestes kogustes on molübdeen vajalik taime- ja loomaorganismide normaalseks arenguks. Molübdeen on osa ensüümist ksantiinoksüdaas. Molübdeeni puuduse korral moodustub ensüüm ebapiisavas koguses, mis põhjustab kehas negatiivseid reaktsioone. Suurtes kontsentratsioonides on molübdeen kahjulik. Molübdeeni liigse sisaldusega on ainevahetus häiritud.

Molübdeeni suurim lubatud kontsentratsioon sanitaarotstarbelistes veekogudes on 0,25 mg/dm3.

Arseen satub looduslikesse vetesse mineraalveeallikatest, arseeni mineralisatsioonipiirkondadest (arseenipüriidid, realgar, orpiment), samuti polümetalli-, vask-koobalti- ja volframitüüpi kivimite oksüdatsioonitsoonidest. Teatud kogus arseeni tuleb muldadest, aga ka taime- ja loomorganismide lagunemisest. Arseeni tarbimine veeorganismide poolt on üks põhjusi, miks selle kontsentratsioon vees väheneb, mis avaldub kõige selgemini planktoni intensiivse arengu perioodil.

Märkimisväärses koguses arseeni satub veekogudesse koos töötlemisettevõtete reoveega, värvainete tootmise, parkimistöökodade ja pestitsiidide tehaste jäätmetega, samuti põllumaadelt, kus kasutatakse pestitsiide.

Looduslikes vetes on arseeniühendid lahustunud ja hõljuvas olekus, mille suhte määrab vee keemiline koostis ja pH väärtused. Lahustatud kujul esineb arseen kolme- ja viietavalentsel kujul, peamiselt anioonidena.

Reostamata jõevetes leidub arseeni tavaliselt mikrogrammides. AT mineraalveed selle kontsentratsioon võib ulatuda mitme milligrammini 1 dm3 kohta, merevees sisaldab see keskmiselt 3 µg/dm3, põhjavees esineb kontsentratsioonides n,105 µg/dm3. Suures kontsentratsioonis arseeniühendid on loomade ja inimeste organismile mürgised: pärsivad oksüdatiivseid protsesse, pärsivad elundite ja kudede hapnikuga varustamist.

Arseeni MPCv on 0,05 mg/dm3 (kahjulikkuse piirnäitaja on sanitaar-toksikoloogiline) ja MPCv on 0,05 mg/dm3.

Nikli olemasolu looduslikes vetes on tingitud kivimite koostisest, mida vesi läbib: seda leidub sulfiidse vase-nikli maakide ja raua-nikli maakide maardlate kohtades. See satub vette mullast ning taime- ja loomorganismidest nende lagunemise käigus. Võrreldes teist tüüpi vetikatega leiti sinivetikates kõrgem nikli sisaldus. Nikliühendid satuvad veekogudesse ka nikeldamistöökodade, sünteetilise kautšuki tehaste ja niklirikastustehaste reoveega. Fossiilkütuste põletamisega kaasneb tohutu nikliheide.

Selle kontsentratsioon võib väheneda selliste ühendite nagu tsüaniidid, sulfiidid, karbonaadid või hüdroksiidid (pH väärtuste tõusuga) sadestumise tagajärjel, mis on tingitud veeorganismide tarbimisest ja adsorptsiooniprotsessidest.

Pinnavetes on nikliühendid lahustunud, suspendeeritud ja kolloidses olekus, mille kvantitatiivne suhe sõltub vee koostisest, temperatuurist ja pH väärtustest. Nikliühendite sorbentideks võivad olla raudhüdroksiid, orgaanilised ained, kõrgdispersne kaltsiumkarbonaat, savi. Lahustunud vormid on peamiselt kompleksioonid, kõige sagedamini koos aminohapete, humiin- ja fulvohapetega ning ka tugeva tsüaniidkompleksi kujul. Nikliühendid on enim levinud looduslikes vetes, kus see on +2 oksüdatsiooniastmes. Ni3+ ühendid tekivad tavaliselt aluselises keskkonnas.

Nikliühendid mängivad olulist rolli hematopoeetilistes protsessides, olles katalüsaatorid. Selle suurenenud sisaldus avaldab spetsiifilist mõju südame-veresoonkonna süsteemile. Nikkel on üks kantserogeensetest elementidest. See võib põhjustada hingamisteede haigusi. Arvatakse, et vabad nikli ioonid (Ni2+) on umbes 2 korda toksilisemad kui selle kompleksühendid.

Reostamata ja kergelt saastunud jõevetes jääb nikli kontsentratsioon tavaliselt vahemikku 0,8–10 μg/dm3; saastunud on see mitukümmend mikrogrammi 1 dm3 kohta. Nikli keskmine kontsentratsioon merevees on 2 µg/dm3, põhjavees - n,103 µg/dm3. Niklit sisaldavaid kivimeid pestavates maa-alustes vetes tõuseb nikli kontsentratsioon mõnikord kuni 20 mg/dm3.

Nikkel satub atmosfääri värvilise metallurgia ettevõtetest, mis annavad 97% kõigist nikli heitkogustest, millest 89% pärineb Norilski nikli kontserni ettevõtetest, mis asuvad Zapolyarnõis ning Nikelis, Monchegorskis ja Norilskis.

Suurenenud nikli sisaldus keskkonnas põhjustab endeemiliste haiguste, bronhiaalvähi ilmnemist. Nikliühendid kuuluvad kantserogeenide 1. rühma.
Kaardil on mitmed kõrge keskmise nikli kontsentratsiooniga punktid Norilski nikli kontserni asukohtades: Apatity, Kandalaksha, Monchegorsk, Olenegorsk.

Tööstusettevõtete nikli heitkogused vähenesid 28%, keskmised kontsentratsioonid - 35%.

Nikli heitkogused М (tuhat tonni/aastas) ja aasta keskmised kontsentratsioonid q (µg/m3).

See satub looduslikesse vetesse tina sisaldavate mineraalide (kassiteriit, stanniin) leostumise tulemusena, samuti erinevate tööstusharude reoveega (kanga värvimine, orgaaniliste värvainete süntees, sulamite tootmine tina lisamisega jne).

Tina toksiline toime on väike.

Tina leidub saastamata pinnavees submikrogrammides kontsentratsioonides. Põhjavees ulatub selle kontsentratsioon mõne mikrogrammini 1 dm3 kohta. MPCv on 2 mg/dm3.

Elavhõbedaühendid võivad sattuda pinnavette kivimite leostumise tagajärjel elavhõbedavarude piirkonnas (kinnaver, metatsinnabariit, eluskivi), elavhõbedat akumuleerivate veeorganismide lagunemise protsessis. Märkimisväärses koguses satub veekogudesse värvaineid, pestitsiide, ravimeid ja mõningaid lõhkeaineid tootvate ettevõtete reovesi. Kivisöeküttel töötavad soojuselektrijaamad paiskavad atmosfääri märkimisväärses koguses elavhõbedaühendeid, mis märja ja kuiva sademete tagajärjel satuvad veekogudesse.

Lahustunud elavhõbedaühendite kontsentratsiooni langus tuleneb nende ekstraheerimisest paljude mere- ja mageveeorganismide poolt, mis suudavad seda akumuleerida kontsentratsioonides, mis on mitu korda suuremad kui selle sisaldus vees, samuti adsorptsiooniprotsesside tõttu hõljuvate ainete ja põhjasetted.

Pinnavetes on elavhõbedaühendid lahustunud ja hõljuvas olekus. Nende vaheline suhe sõltub vee keemilisest koostisest ja pH väärtustest. Suspendeeritud elavhõbe on sorbeeritud elavhõbedaühendid. Lahustunud vormid on dissotsieerumata molekulid, komplekssed orgaanilised ja mineraalsed ühendid. Veekogude vees võib elavhõbe olla metüülelavhõbedaühendite kujul.

Elavhõbedaühendid on väga mürgised, mõjutavad inimese närvisüsteemi, põhjustavad muutusi limaskestal, häirivad motoorset funktsiooni ja sekretsiooni. seedetrakti, muutused veres jne. Bakterite metüülimisprotsessid on suunatud metüülelavhõbedaühendite tekkele, mis on kordades mürgisemad kui elavhõbeda mineraalsoolad. Metüülelavhõbedaühendid kogunevad kaladesse ja võivad sattuda inimkehasse.

Elavhõbeda MPCv on 0,0005 mg/dm3 (kahjulikkuse piirmärk on sanitaartoksikoloogiline), MPCv on 0,0001 mg/dm3.

Pinnavee looduslikud pliiallikad on endogeensete (galeenia) ja eksogeensete (anglesiit, tserussiit jne) mineraalide lahustumisprotsessid. Pliisisalduse märkimisväärne suurenemine keskkonnas (sealhulgas pinnavees) on seotud kivisöe põletamisega, tetraetüülplii kasutamisega mootorikütuses löögivastase ainena, maagitöötlemistehastest koos reoveega veekogudesse viimisega. , mõned metallurgiatehased, keemiatööstused, kaevandused jne. Olulised tegurid plii kontsentratsiooni alandamisel vees on selle adsorptsioon heljumiga ja settimine koos nendega põhjasetetesse. Teiste metallide hulgas ekstraheerivad ja akumuleerivad pliid hüdrobiontid.

Pliid leidub looduslikes vetes lahustunud ja suspendeeritud (sorbeeritud) olekus. Lahustatud kujul esineb see mineraalsete ja orgaaniliste mineraalsete komplekside, aga ka lihtsate ioonide kujul, lahustumatul kujul - peamiselt sulfiidide, sulfaatide ja karbonaatide kujul.

Jõevetes ulatub plii kontsentratsioon kümnendikest kuni mikrogrammide ühikuteni 1 dm3 kohta. Isegi polümetallimaakide aladega külgnevate veekogude vees ulatub selle kontsentratsioon harva kümnetesse milligrammidesse 1 dm3 kohta. Ainult kloriidtermaalvees ulatub plii kontsentratsioon mõnikord mitme milligrammini 1 dm3 kohta.

Plii kahjulikkuse piirnäitaja on sanitaar-toksikoloogiline. Plii MPCv on 0,03 mg/dm3, MPCv on 0,1 mg/dm3.

Pliid sisaldavad metallurgia, metallitöötlemise, elektrotehnika, naftakeemia ja autotranspordi ettevõtete heitkogused.

Plii mõju tervisele ilmneb pliid sisaldava õhu sissehingamise ning toidu, vee ja tolmuosakestega plii sissevõtmise kaudu. Plii koguneb kehasse, luudesse ja pindkudedesse. Plii mõjutab neere, maksa, närvisüsteemi ja vereloomeorganeid. Eakad ja lapsed on eriti tundlikud isegi väikeste pliidooside suhtes.

Plii heitkogused M (tuhat tonni/aastas) ja aasta keskmised kontsentratsioonid q (µg/m3).

Seitsme aastaga on tööstusallikatest pärit pliiheitmed tootmiskärbete ja paljude ettevõtete sulgemise tõttu vähenenud 60%. Tööstuslike heitkoguste järsu langusega ei kaasne sõidukite heitgaaside vähenemine. Keskmine plii kontsentratsioon vähenes vaid 41%. Vähenemismäärade ja pliikontsentratsioonide erinevus on seletatav sõidukite heitkoguste alahindamisega eelmistel aastatel; Praegu on autode arv ja nende liikumise intensiivsus kasvanud.

Tetraetüülplii

See satub looduslikesse vetesse, kuna seda kasutatakse veesõidukite mootorikütustes dekoputusvastase ainena, samuti linnapiirkondade pinnavee äravooluga.

Seda ainet iseloomustab kõrge toksilisus, sellel on kumulatiivsed omadused.

Pinnavette sattuva hõbeda allikad on põhjavesi ja kaevanduste, töötlemisettevõtete ja fotoettevõtete reovesi. Suurenenud hõbedasisaldust seostatakse bakteritsiidsete ja algitsiidsete preparaatide kasutamisega.

Reovees võib hõbedat esineda lahustunud ja suspendeeritud kujul, enamasti halogeniidsoolade kujul.

Reostamata pinnavees leidub hõbedat submikrogrammides. Põhjavees varieerub hõbeda kontsentratsioon mõnest kümnest mikrogrammist 1 dm3 kohta, merevees keskmiselt 0,3 μg/dm3.

Hõbeda ioonid on võimelised hävitama baktereid ja steriliseerima vett ka väikestes kontsentratsioonides (hõbeda ioonide bakteritsiidse toime alumine piir on 2,10-11 mol/dm3). Hõbeda rolli loomade ja inimeste organismis ei ole piisavalt uuritud.

Hõbeda MPCv on 0,05 mg/dm3.

Antimon satub pinnavette antimoni mineraalide (stibniit, senarmontiit, valentiniit, servingiit, stibiokaniit) leostumise kaudu ning kummi-, klaasi-, värvimis- ja tikuettevõtete reoveega.

Looduslikes vetes on antimoniühendid lahustunud ja hõljuvas olekus. Pinnavetele iseloomulikes redokstingimustes võib esineda nii kolme- kui ka viievalentset antimoni.

Reostamata pinnavees leidub antimoni submikrogrammistes kontsentratsioonides, merevees ulatub selle kontsentratsioon 0,5 µg/dm3, põhjavees - 10 µg/dm3. Antimoni MPCv on 0,05 mg/dm3 (kahjulikkuse piirnäitaja on sanitaartoksikoloogiline), MPCv on 0,01 mg/dm3.

Kolme- ja kuuevalentsed kroomiühendid satuvad pinnavette kivimitest (kromiit, krokoiit, uvaroviit jt) leostumise tulemusena. Mõned kogused tulevad organismide ja taimede lagunemisest, muldadest. Märkimisväärsetes kogustes võib veekogudesse sattuda galvaniseerimistöökodade, tekstiiliettevõtete värvimistöökodade, parkimistöökodade ja keemiatööstuse reovesi. Kroomiioonide kontsentratsiooni vähenemist võib täheldada nende veeorganismide tarbimise ja adsorptsiooniprotsesside tagajärjel.

Pinnavetes on kroomiühendid lahustunud ja hõljuvas olekus, mille vahekord sõltub vee koostisest, temperatuurist ja lahuse pH-st. Suspendeeritud kroomiühendid on peamiselt sorbeeritud kroomiühendid. Sorbentideks võivad olla savid, raudhüdroksiid, kõrgdispersne settiv kaltsiumkarbonaat, taime- ja loomsed jäägid. Lahustatud kujul võib kroom olla kromaatide ja dikromaatide kujul. Aeroobsetes tingimustes muundub Cr(VI) Cr(III-ks), mille soolad neutraalses ja aluselises keskkonnas hüdrolüüsitakse hüdroksiidi vabanemisega.

Reostuseta ja vähereostatud jõevees ulatub kroomi sisaldus mitmekümnendikust mikrogrammist liitris kuni mitme mikrogrammini liitris, reostunud veekogudes ulatub see mitmekümne ja sadade mikrogrammideni liitri kohta. Keskmine kontsentratsioon merevees on 0,05 µg/dm3, põhjavees - tavaliselt vahemikus n,10 - n,102 µg/dm3.

Suurenenud koguses Cr(VI) ja Cr(III) ühenditel on kantserogeensed omadused. Cr(VI) ühendid on ohtlikumad.

See satub looduslikesse vetesse kivimite ja mineraalide (sfaleriit, tsintsiit, goslariit, smitsoniit, kalamiin) looduslike hävimis- ja lahustumisprotsesside tulemusena, samuti maagitöötlemistehaste ja galvaniseerimistöökodade reoveega, pärgamentpaberi ja mineraalvärvide tootmisel. , viskooskiud ja teised

Vees esineb see peamiselt ioonsel kujul või oma mineraalsete ja orgaaniliste komplekside kujul. Mõnikord esineb see lahustumatutes vormides: hüdroksiidi, karbonaadi, sulfiidi jne kujul.

Jõevetes on tsingi kontsentratsioon tavaliselt vahemikus 3 kuni 120 µg/dm3, merevetes - 1,5 kuni 10 µg/dm3. Selle sisaldus maagis ja eriti madala pH-ga kaevandusvees võib olla märkimisväärne.

Tsink on üks aktiivseid mikroelemente, mis mõjutavad organismide kasvu ja normaalset arengut. Samas on paljud tsingiühendid mürgised, eelkõige selle sulfaat ja kloriid.

MPCv Zn2+ on 1 mg/dm3 (kahjulikkuse piirnäitaja – organoleptiline), MPCvr Zn2+ – 0,01 mg/dm3 (kahjulikkuse piirmärk – toksikoloogiline).

Raskmetallid on ohtlikkuse poolest juba teisel kohal, alludes pestitsiididele ja edestades kõvasti selliseid tuntud saasteaineid nagu süsihappegaas ja väävel, kuid prognoosis peaksid neist saama kõige ohtlikumad, ohtlikumad kui tuumajaama jäätmed ja tahke aine. jäätmed. Raskmetallidega reostust seostatakse nende laialdase kasutamisega riigis tööstuslik tootmine koos nõrkade puhastussüsteemidega, mille tulemusena satuvad raskmetallid keskkonda, sh pinnasesse, saastavad ja mürgitavad seda.

Raskmetallid kuuluvad prioriteetsete saasteainete hulka, mille seire on kohustuslik kõikides keskkondades. Erinevates teadus- ja rakendustöödes tõlgendavad autorid mõiste "raskmetallid" tähendust erinevalt. Mõnel juhul hõlmab raskmetallide määratlus hapraid elemente (näiteks vismut) või metalloide (näiteks arseen).

Muld on peamine keskkond, kuhu raskmetallid sisenevad, sealhulgas atmosfäärist ja veekeskkonnast. See toimib ka pinnase õhu ja vee sekundaarse reostuse allikana, mis sealt maailma ookeani siseneb. Raskmetallid assimileerivad pinnasest taimed, mis seejärel satuvad paremini organiseeritud loomade toidu hulka.
jätk
--PAGE_BREAK-- 3.3. plii mürgistus
Praegu on plii tööstusmürgituse põhjuste hulgas esikohal. Selle põhjuseks on selle laialdane kasutamine erinevates tööstusharudes. Pliimaagi töötajad puutuvad kokku pliiga pliisulatistes, akude tootmisel, jootmisel, trükikodades, kristallklaasi või keraamikatoodete, pliibensiini, pliivärvide jms valmistamisel. Atmosfääriõhu, pinnase ja pliisaaste vesi selliste tööstusharude läheduses, samuti suurte lähedal kiirteed ohustab nendes piirkondades elavat elanikkonda ja eriti lapsi, kes on raskmetallide mõju suhtes tundlikumad.
Tuleb kahetsusega märkida, et Venemaal puudub riiklik poliitika plii keskkonnale ja rahvatervisele avaldatava mõju õigusliku, regulatiivse ja majandusliku reguleerimise ning plii ja selle ühendite keskkonda sattumise (heited, jäätmed) vähendamise kohta. ja pliid sisaldava bensiini tootmise täielikku lõpetamist.

Seoses äärmiselt ebarahuldava õppetööga, mille eesmärk on selgitada elanikkonnale inimkehale raskemetallide kokkupuute ohu astet, ei vähene Venemaal pliiga tööalase kokkupuutega kontingentide arv, vaid see järk-järgult suureneb. Kroonilise pliimürgistuse juhtumeid on Venemaal registreeritud 14 tööstuses. Juhtivad tööstusharud on elektritööstus (patareide tootmine), mõõteriistad, trükkimine ja värviline metallurgia, kus joobeseisundi põhjustab plii maksimaalse lubatud kontsentratsiooni (MAC) ületamine tööpiirkonna õhus 20 või rohkem kordi.

Märkimisväärne pliiallikas on autode heitgaasid, kuna pool Venemaast kasutab endiselt plii sisaldavat bensiini. Metallurgiatehased, eelkõige vasesulatus, jäävad aga endiselt peamiseks keskkonnasaasteallikaks. Ja siin on juhid. Sverdlovski oblasti territooriumil on riigis kolm suurimat pliiheite allikat: Krasnouralski, Kirovogradi ja Revda linnad.

Stalinliku industrialiseerimise aastail ehitatud Krasnouralski vasesulatuskorstnad, mis kasutasid 1932. aastast pärit seadmeid, paiskavad aastas 34 000 elanikuga linna 150-170 tonni pliid, kattes kõik pliitolmuga.

Plii kontsentratsioon Krasnouralski pinnases varieerub vahemikus 42,9 kuni 790,8 mg/kg maksimaalse lubatud kontsentratsiooniga MPC = 130 mikronit/kg. Veeproovid naaberküla veevärgis. Oktjabrski, mida toidab maa-alune veeallikas, registreeris MPC-d kuni kaks korda.

Pliireostus avaldab mõju inimeste tervisele. Plii kokkupuude häirib naiste ja meeste reproduktiivsüsteemi. Rasedatele ja fertiilses eas naistele kujutab kõrgenenud pliisisaldus veres erilist ohtu, kuna plii häirib menstruaaltsüklit, sagedamini esineb enneaegseid sünnitusi, raseduse katkemisi ja loote surma plii tungimise tõttu läbi platsentaarbarjääri. Vastsündinutel on kõrge suremus.

Pliimürgitus on väikelastele äärmiselt ohtlik – see mõjutab aju ja närvisüsteemi arengut. 165 Krasnouralski lapse testimisel alates 4. eluaastast tuvastati oluline vaimne alaareng 75,7% ja 6,8% uuritud lastest tuvastati vaimne alaareng, sealhulgas vaimne alaareng.

Lapsed koolieelne vanus on plii kahjulikele mõjudele kõige vastuvõtlikumad, kuna nende närvisüsteem on kujunemisjärgus. Isegi väikeste annuste korral põhjustab pliimürgitus vähenemist intellektuaalne areng, tähelepanu ja keskendumisvõime, lugemise mahajäämus toob kaasa agressiivsuse, hüperaktiivsuse ja muude probleemide kujunemise lapse käitumises. Need arenguhäired võivad olla pikaajalised ja pöördumatud. Madal sünnikaal, kängumine ja kuulmislangus on samuti pliimürgituse tagajärg. Suured joobeannused põhjustavad vaimse alaarengu, kooma, krampe ja surma.

Venemaa ekspertide avaldatud valge raamat teatab, et pliireostus hõlmab kogu riiki ja on üks paljudest endises Nõukogude Liidus viimastel aastatel päevavalgele tulnud keskkonnakatastroofidest. Suurem osa Venemaa territooriumist kogeb pliisademetest tulenevat koormust, mis ületab ökosüsteemi normaalse toimimise kriitilise väärtuse. Kümnetes linnades on plii kontsentratsioon õhus ja pinnases üle MPC-le vastavate väärtuste.

Kõrgeim õhusaaste pliiga, mis ületab MPC, täheldati Komsomolski Amuuri-äärses, Tobolskis, Tjumenis, Karabashis, Vladimiris ja Vladivostokis.

Maksimaalseid plii sadestumise koormusi, mis põhjustavad maismaaökosüsteemide lagunemist, täheldatakse Moskva, Vladimiri, Nižni Novgorodi, Rjazani, Tula, Rostovi ja Leningradi oblastis.

Statsionaarsed allikad vastutavad enam kui 50 tonni plii sattumise eest erinevate ühendite kujul veekogudesse. Samal ajal lasevad 7 akutehast aastas kanalisatsioonisüsteemi kaudu välja 35 tonni pliid. Venemaa territooriumil veekogudesse sattuvate pliiheitmete jaotumise analüüs näitab, et Leningradi, Jaroslavli, Permi, Samara, Penza ja Orjoli piirkonnad on seda tüüpi koormuse liidrid.

Riik vajab kiireloomulisi meetmeid pliireostuse vähendamiseks, kuid seni varjutab Venemaa majanduskriis ökoloogilised probleemid. Pikaajalises tööstussurutises napib Venemaal raha minevikusaaste puhastamiseks, kuid kui majandus hakkab taastuma ja tehased tööle naasevad, võib saaste ainult hullemaks minna.
10 enim saastatud endise NSV Liidu linna

(Metallid on loetletud antud linna prioriteetsuse taseme kahanevas järjekorras)

4. Mullahügieen. Jäätmete kõrvaldamine.
Linnade ja teiste asulate ning nende lähiümbruse pinnas on pikka aega olnud erinev looduslikust, bioloogiliselt väärtuslikust pinnasest, millel on oluline roll ökoloogilise tasakaalu säilitamisel. Linnade pinnasele avaldavad samad kahjulikud mõjud kui linnaõhule ja hüdrosfäärile, mistõttu selle oluline lagunemine toimub kõikjal. Mullahügieenile ei pöörata piisavalt tähelepanu, kuigi selle tähtsus biosfääri (õhk, vesi, pinnas) ühe põhikomponendina ja bioloogilise keskkonnategurina on veest isegi olulisem, kuna viimase hulk (eelkõige pinnase kvaliteet) põhjavesi) määrab pinnase seisund ja neid tegureid on võimatu üksteisest eraldada. Mullal on bioloogilise isepuhastumisvõime: mullas toimub sinna sattunud jäätmete lõhenemine ja mineraliseerumine; lõpuks kompenseerib muld nende arvelt kadunud mineraalid.

Kui mulla ülekoormuse tagajärjel kaob mõni selle mineraliseerimisvõime komponentidest, toob see paratamatult kaasa isepuhastusmehhanismi rikkumise ja mulla täieliku lagunemise. Ja vastupidi, mulla isepuhastumiseks optimaalsete tingimuste loomine aitab kaasa ökoloogilise tasakaalu säilimisele ja tingimuste säilimisele kõigi elusorganismide, sealhulgas inimeste jaoks.

Seetõttu ei piirdu kahjuliku bioloogilise toimega jäätmete neutraliseerimise probleem ainult nende ekspordiga; see on keerulisem hügieeniprobleem, kuna pinnas on ühenduslüli vee, õhu ja inimese vahel.
4.1.
Mulla roll ainevahetuses

Mulla ja inimese bioloogiline suhe toimub peamiselt ainevahetuse kaudu. Muld on justkui ainevahetustsükliks vajalike mineraalide tarnija, taimede kasvuks, mida tarbivad inimesed ja rohusööjad, söövad omakorda inimesed ja lihasööjad. Seega annab pinnas toitu paljudele taime- ja loomamaailma esindajatele.

Järelikult põhjustab mulla kvaliteedi halvenemine, selle bioloogilise väärtuse, isepuhastumisvõime vähenemine bioloogilise ahelreaktsiooni, mis pikaajaliste kahjulike mõjude korral võib põhjustada elanikkonna hulgas mitmesuguseid tervisehäireid. Veelgi enam, kui mineraliseerumisprotsessid aeglustuvad, võivad ainete lagunemisel tekkivad nitraadid, lämmastik, fosfor, kaalium jne sattuda joogiks kasutatavasse põhjavette ja põhjustada tõsiseid haigusi (näiteks nitraadid võivad põhjustada methemoglobineemiat, eelkõige imikutel) .

Joodivaese pinnase vee tarbimine võib põhjustada endeemilist struuma jne.
4.2.
Ökoloogiline seos pinnase ja vee ning vedelate jäätmete (reovee) vahel

Inimene ammutab mullast vee, mis on vajalik ainevahetusprotsesside ja elu enda säilitamiseks. Vee kvaliteet sõltub pinnase seisundist; see peegeldab alati antud pinnase bioloogilist seisundit.

Eelkõige puudutab see põhjavett, mille bioloogilise väärtuse määravad sisuliselt pinnase ja pinnase omadused, viimase isepuhastumisvõime, filtreerimisvõime, makrofloora, mikrofauna koostis jne.

Mulla otsene mõju pinnaveele on juba väiksem, seda seostatakse peamiselt sademetega. Näiteks pärast tugevaid vihmasid uhutakse pinnasest lahtise veekogudesse (jõgedesse, järvedesse) välja mitmesuguseid saasteaineid, sh kunstväetised (lämmastik, fosfaat), pestitsiidid, herbitsiidid, karstialadel, murdunud ladestustel võivad saasteained tungida läbi. praod sügavale põhjavette.

Ebapiisav reoveepuhastus võib põhjustada ka kahjulikke bioloogilisi mõjusid pinnasele ja viia lõpuks mulla degradeerumiseni. Seetõttu on pinnase kaitse asulates üks peamisi keskkonnakaitse nõudeid laiemalt.
4.3.
Tahkete jäätmete pinnase koormuse piirnormid (olme- ja tänavajäätmed, tööstusjäätmed, reovee settimisel tekkiv kuiv muda, radioaktiivsed ained jne.)

Probleemi süvendab tõsiasi, et linnades tekib üha rohkem tahkeid jäätmeid, mistõttu nende lähiümbruse pinnas on järjest suurema surve all. Mulla omadused ja koostis halvenevad üha kiiremini.

USA-s toodetud 64,3 miljonist tonnist paberist jõuab 49,1 miljonit tonni jäätmeteks (sellest kogusest 26 miljonit tonni tarnib majapidamine, 23,1 miljonit tonni kaubandusvõrk).

Seoses eelnevaga on tahkete jäätmete äravedu ja lõppladustamine linnastumise kontekstis väga oluline, raskemini teostatav hügieeniprobleem.

Tahkete jäätmete lõplik kõrvaldamine saastunud pinnasesse on võimalik. Linnapinnase pidevalt halveneva isepuhastusvõime tõttu on aga maasse mattunud jäätmete lõplik kõrvaldamine võimatu.

Inimene saaks edukalt kasutada tahkete jäätmete kõrvaldamiseks biokeemilised protsessid mullas esinev, selle neutraliseeriv ja desinfitseeriv võime, kuid linnamuld on sajanditepikkuse inimasustuse ja linnategevuse tulemusena muutunud selleks otstarbeks juba ammu kõlbmatuks.

Isepuhastumismehhanismid, pinnases toimuv mineralisatsioon, neis osalevate bakterite ja ensüümide roll, samuti ainete lagunemise vahe- ja lõppsaadused on hästi teada. Praegu on uuringud suunatud loodusliku pinnase bioloogilist tasakaalu tagavate tegurite väljaselgitamisele, samuti küsimuse selgitamisele, kui palju tahkeid jäätmeid (ja millise koostisega) võib põhjustada mulla bioloogilise tasakaalu rikkumist.
Majapidamisjäätmete (prügi) kogus mõne maailma suurlinna elaniku kohta

Tuleb märkida, et linnade pinnase hügieeniline seisund selle ülekoormuse tagajärjel halveneb kiiresti, kuigi mulla isepuhastumisvõime on peamine hügieeninõue bioloogilise tasakaalu säilitamisel. Linnade pinnas ei suuda enam ilma inimese abita oma ülesandega toime tulla. Ainus väljapääs sellest olukorrast on jäätmete täielik neutraliseerimine ja hävitamine vastavalt hügieeninõuetele.

Seetõttu peaks kommunaalteenuste rajamine olema suunatud pinnase loomuliku isepuhastumisvõime säilitamisele ja kui see võime on muutunud juba ebarahuldavaks, siis tuleb see kunstlikult taastada.

Kõige ebasoodsam on tööstusjäätmete, nii vedelate kui ka tahkete jäätmete toksiline mõju. Üha suurem hulk selliseid jäätmeid satub pinnasesse, millega see ei suuda toime tulla. Nii leiti näiteks superfosfaadi tootmisettevõtete läheduses (3 km raadiuses) pinnase saastumine arseeniga. Teatavasti ei lagune mõned taimekaitsevahendid, näiteks pinnasesse sattunud kloororgaanilised ühendid pikka aega.

Sarnane on olukord ka osade sünteetiliste pakkematerjalidega (polüvinüülkloriid, polüetüleen jne).

Mõned mürgised ühendid satuvad varem või hiljem põhjavette, mille tagajärjel ei rikuta mitte ainult mulla bioloogilist tasakaalu, vaid ka põhjavee kvaliteet halveneb sedavõrd, et seda ei saa enam joogiveena kasutada.
Kodumajapidamisjäätmetes (prügis) sisalduvate põhiliste sünteetiliste materjalide protsent

*
Koos muude plastijäätmetega, mis kuumuse toimel kõvastuvad.
Jäätmeprobleem on tänapäeval suurenenud ka seetõttu, et osa jäätmetest, peamiselt inimeste ja loomade väljaheidet, kasutatakse põllumaa väetamiseks [fekaal sisaldab olulisel määral lämmastikku-0,4-0,5%, fosforit (P203)-0,2-0,6 %, kaalium (K=0) -0,5-1,5%, süsinik-5-15%]. See linna probleem on levinud linnaosadesse.
4.4.
Mulla roll erinevate haiguste levikul

Jaotuses mängib rolli pinnas nakkushaigused. Sellest teatasid eelmisel sajandil Petterkoffer (1882) ja Fodor (1875), kes rõhutasid peamiselt mulla rolli soolehaiguste levikul: koolera, tüüfus, düsenteeria jne. Samuti juhtisid nad tähelepanu asjaolule, et mõned bakterid ja viirused jäävad mullas elujõuliseks ja virulentseks kuudeks. Seejärel kinnitasid mitmed autorid oma tähelepanekuid, eriti linnapinnase osas. Näiteks koolera põhjustaja jääb põhjavees elujõuliseks ja patogeenseks 20 kuni 200 päeva, kõhutüüfuse põhjustaja väljaheites - 30 kuni 100 päeva, paratüüfuse põhjustaja - 30 kuni 60 päeva. (Nakkushaiguste leviku seisukohalt on linnamuld märkimisväärne suur oht kui sõnnikuga väetatud põldude muld.)

Pinnase saastatuse määra määramiseks kasutavad mitmed autorid bakterite arvu (E. coli) määramist, nagu ka vee kvaliteedi määramisel. Teised autorid peavad otstarbekaks lisaks määrata mineraliseerumisprotsessis osalevate termofiilsete bakterite arv.

Nakkushaiguste levikut läbi pinnase soodustab oluliselt maa reoveega kastmine. Samal ajal halvenevad ka mulla mineralisatsiooniomadused. Seetõttu tuleks reoveega kastmist läbi viia pideva range sanitaarjärelevalve all ja ainult väljaspool linnapiirkonda.

4.5.
Peamiste saasteainete tüüpide (tahked ja vedelad jäätmed) kahjulik mõju, mis põhjustab pinnase degradeerumist

4.5.1.
Vedeljäätmete neutraliseerimine pinnases

Paljudes asulates, kus puuduvad kanalisatsioonisüsteemid, neutraliseeritakse osa jäätmeid, sealhulgas sõnnik pinnases.

Nagu teate, on see kõige lihtsam viis neutraliseerimiseks. See on aga lubatav vaid juhul, kui tegemist on bioloogiliselt väärtusliku pinnasega, millel on säilinud isepuhastumisvõime, mis ei ole linnamuldadele omane. Kui pinnasel neid omadusi enam ei ole, on selle edasise lagunemise eest kaitsmiseks vaja vedelate jäätmete neutraliseerimiseks keerukaid tehnilisi vahendeid.

Mitmel pool neutraliseeritakse jäätmed kompostiaukudes. Tehniliselt on see lahendus keeruline ülesanne. Lisaks on vedelikud võimelised tungima pinnasesse üsna pikkade vahemaade tagant. Ülesande muudab veelgi keerulisemaks asjaolu, et asulareovesi sisaldab järjest rohkem mürgiseid tööstusjäätmeid, mis halvendavad pinnase mineraliseerumisomadusi isegi suuremal määral kui inimeste ja loomade väljaheited. Seetõttu on lubatud kompostikaevudesse juhtida ainult eelnevalt settinud reovett. Vastasel juhul on pinnase filtreerimisvõime häiritud, siis kaotab pinnas oma muud kaitseomadused, poorid ummistuvad järk-järgult jne.

Inimeste väljaheidete kasutamine põllumajanduspõldude niisutamiseks on teine viis vedelate jäätmete neutraliseerimiseks. See meetod kujutab endast kahekordset hügieenilist ohtu: esiteks võib see põhjustada pinnase ülekoormust, teiseks võivad need jäätmed muutuda tõsiseks nakkusallikaks. Seetõttu tuleb väljaheited esmalt desinfitseerida ja asjakohaselt töödelda ning alles seejärel väetisena kasutada. Siin on kaks vastandlikku seisukohta. Vastavalt hügieeninõuetele hävitatakse väljaheited peaaegu täielikult ja rahvamajanduse seisukohalt on see väärtuslik väetis. Värsket väljaheidet ei saa kasutada aedade ja põldude kastmiseks ilma neid eelnevalt desinfitseerimata. Kui peate siiski kasutama värskeid väljaheiteid, siis need nõuavad sellist neutraliseerimisastet, et neil pole väetisena peaaegu mingit väärtust.

Väljaheiteid võib väetisena kasutada ainult selleks ettenähtud kohtades – pideva sanitaar- ja hügieenikontrolliga, eelkõige põhjavee seisundi, kärbeste arvukuse jms osas.

Loomade väljaheidete pinnasesse utiliseerimise ja kõrvaldamise nõuded ei erine põhimõtteliselt inimeste väljaheidete kõrvaldamise nõudest.

Kuni viimase ajani on sõnnik olnud põllumajanduse jaoks oluline väärtuslike toitainete allikas, et parandada mullaviljakust. Viimastel aastatel on sõnnik aga osaliselt mehhaniseerimise tõttu oma tähtsuse kaotanud. Põllumajandus, mis on osaliselt tingitud kunstväetiste üha suuremast kasutamisest.

Sobiva töötlemise ja utiliseerimise puudumisel on ohtlik ka sõnnik, samuti inimese töötlemata väljaheide. Seetõttu lastakse sõnnikul enne põldudele viimist küpseda, et selle aja jooksul (temperatuuril 60–70 °C) saaksid selles toimuda vajalikud biotermilised protsessid. Pärast seda loetakse sõnnik "küpseks" ja vabastatakse enamikust selles sisalduvatest patogeenidest (bakterid, usside munad jne).

Tuleb meeles pidada, et sõnnikuhoidlad võivad pakkuda ideaalset kasvulava kärbestele, mis soodustavad erinevate levikut sooleinfektsioonid. Tuleb märkida, et paljunemiseks valivad kärbsed kõige kergemini seasõnnikut, seejärel hobuse-, lambasõnnikut ja lõpuks ka lehmasõnnikut. Enne sõnniku väljavedu põldudele tuleb seda töödelda insektitsiidsete ainetega.
jätk
--PAGE_BREAK--

Raskmetallide liikuvad vormid pinnases. Kokkuvõte: Raskmetallid pinnases

Raskmetallid saastavad pinnast

elavhõbe

Plii

Kaadmium

Vask ja tsink

Molübdeen

Antimon

Arseen

Mangaan

Raskmetallidega pinnase saastamise vastu võitlemise peamised meetodid

Bibliograafiline link

Teatage kirjaveast

Tekst saata meie toimetusele:

Teie kommentaar (valikuline):