Ağır metallerin toprakta hareketli formları. Özet: Topraktaki ağır metaller

ağır metal bitki toprağı

Topraklardaki HM'lerin içeriği, birçok araştırmacı tarafından belirlendiği gibi, önemli bir çeşitliliği bölgelerin gelişiminin karmaşık jeolojik tarihi ile ilişkili olan orijinal kayaların bileşimine bağlıdır (Kovda, 1973). Kayaların ayrışma ürünleri ile temsil edilen toprak oluşturan kayaların kimyasal bileşimi, orijinal kayaların kimyasal bileşimi tarafından önceden belirlenir ve hiperjen dönüşüm koşullarına bağlıdır.

Son yıllarda, insan antropojenik aktivitesi, doğal ortamda HM göçü süreçlerinde yoğun bir şekilde yer almıştır. miktarları kimyasal elementler, teknolojinin bir sonucu olarak çevreye giren, bazı durumlarda doğal alım seviyelerini önemli ölçüde aşar. Örneğin, yılda doğal kaynaklardan küresel Pb salınımı 12 bin tondur. ve 332 bin ton antropojenik emisyon. (Nriagu, 1989). Doğal göç döngülerinde yer alan antropojenik akışlar, kirleticilerin insanlarla etkileşimlerinin kaçınılmaz olduğu kentsel peyzajın doğal bileşenlerinde hızla yayılmasına yol açar. HM içeren kirleticilerin hacimleri her yıl artarak doğal çevreye zarar vermekte, mevcut ekolojik dengeyi bozmakta ve insan sağlığını olumsuz yönde etkilemektedir.

HM'nin çevreye antropojenik salınımının ana kaynakları, termik santraller, metalurji işletmeleri, polimetalik cevherlerin çıkarılması için taş ocakları ve madenler, nakliye, bitkileri hastalıklardan ve zararlılardan korumak için kimyasal araçlar, yanan yağ ve çeşitli atıklar, cam üretimi , gübreler, çimento vb. En güçlü HM haleleri, atmosferik emisyonların bir sonucu olarak demirli ve özellikle demir dışı metalurji işletmelerinin çevresinde ortaya çıkar (Kovalsky, 1974; Dobrovolsky, 1983; İsrail, 1984; Geochemistry…, 1986; Saet, 1987; Panin, 2000; Kabala ve Singh, 2001). Kirleticilerin etkisi, atmosfere giren elementlerin kaynağından onlarca kilometreye kadar uzanır. Böylece, atmosfere verilen toplam emisyonun %10 ila %30'u oranındaki metaller, bir sanayi kuruluşundan 10 km veya daha fazla bir mesafeye yayılır. Aynı zamanda, yaprakların yüzeyinde aerosollerin ve tozun doğrudan yerleşmesinden ve atmosferden uzun bir kirlilik süresi boyunca toprakta biriken HM'lerin kök asimilasyonundan oluşan birleşik bitki kirliliği gözlenir (Ilyin, Syso , 2001).

Aşağıdaki verilere göre, insanoğlunun antropojenik aktivitesinin boyutu yargılanabilir: teknojenik kurşunun katkısı %94-97'dir (gerisi doğal kaynaklar), kadmiyum - %84-89, bakır - %56-87, nikel - %66-75, cıva - %58, vb. Aynı zamanda, bu elementlerin dünyadaki antropojenik akışının %26-44'ü Avrupa'ya düşmektedir ve Avrupa bölgesi eski SSCB - Avrupa'daki tüm emisyonların %28-42'si (Vronsky, 1996). Dünyanın farklı bölgelerindeki atmosferden HM'lerin teknolojik serpinti seviyesi aynı değildir ve gelişmiş yatakların varlığına, madencilik ve işleme ve endüstriyel endüstrilerin gelişme derecesine, ulaşıma, bölgelerin kentleşmesine vb.

Çeşitli endüstrilerin HM emisyonlarının küresel akışındaki payına ilişkin çalışma şunu göstermektedir: bakırın %73'ü ve kadmiyumun %55'i bakır ve nikel üretim işletmelerinden kaynaklanan emisyonlarla ilişkilidir; Cıva emisyonlarının %54'ü kömür yanmasından kaynaklanmaktadır; Nikelin %46'sı - petrol ürünlerinin yanması için; Kurşunun %86'sı atmosfere araçlardan girer (Vronsky, 1996). Tarım ayrıca pestisitlerin ve mineral gübrelerin kullanıldığı çevreye belirli bir miktarda HM sağlar, özellikle süperfosfatlar önemli miktarda krom, kadmiyum, kobalt, bakır, nikel, vanadyum, çinko vb. içerir.

Kimya, ağır ve nükleer endüstrilerin boruları yoluyla atmosfere salınan elementler çevre üzerinde gözle görülür bir etkiye sahiptir. Paylaşmak termik ve diğer enerji santrallerinin atmosferik kirliliğinde %27, demirli metalurji işletmeleri - %24,3, yapı malzemelerinin çıkarılması ve üretimi için işletmeler - %8,1'dir (Alekseev, 1987; İlyin, 1991). HM'ler (cıva hariç) esas olarak atmosfere aerosoller olarak verilir. Aerosollerdeki metal seti ve içeriği, endüstriyel ve enerji faaliyetlerinin uzmanlaşması ile belirlenir. Kömür, petrol ve şeyl yakıldığında bu yakıtların içerdiği elementler dumanla birlikte atmosfere girer. Kömür, seryum, krom, kurşun, cıva, gümüş, kalay, titanyum ve ayrıca uranyum, radyum ve diğer metalleri içerir.

En önemli çevre kirliliğine güçlü termal istasyonlar neden olmaktadır (Maistrenko ve diğerleri, 1996). Her yıl sadece kömür yakıldığında atmosfere doğal biyojeokimyasal döngüye dahil edilebilecekten 8700 kat daha fazla cıva, 60 kat daha fazla uranyum, 40 kat daha fazla kadmiyum, 10 kat daha fazla itriyum ve zirkonyum ve 3-4 kat daha fazla cıva salınmaktadır. daha fazla kalay. Atmosferi kirleten kadmiyum, cıva, kalay, titanyum ve çinkonun %90'ı kömür yakıldığında içine girer. Bu, büyük ölçüde, kömür kullanan enerji şirketlerinin en büyük hava kirleticileri olduğu Buryatia Cumhuriyeti'ni etkiliyor. Bunların arasında (toplam emisyonlara katkılarına göre), Ulan-Ude'nin Gusinoozerskaya GRES (%30) ve CHPP-1'i (%10) öne çıkıyor.

Taşıma nedeniyle atmosferik hava ve toprakta önemli kirlilik meydana gelir. Endüstriyel işletmelerden kaynaklanan toz ve gaz emisyonlarında bulunan çoğu HM, kural olarak, doğal bileşiklerden daha fazla çözünür (Bol'shakov ve diğerleri, 1993). Büyük sanayileşmiş şehirler, en aktif HM kaynakları arasında öne çıkıyor. Metaller, şehir topraklarında nispeten hızlı bir şekilde birikir ve onlardan son derece yavaş bir şekilde uzaklaştırılır: çinkonun yarı ömrü 500 yıla kadar, kadmiyum 1100 yıla kadar, bakır 1500 yıla kadar, kurşun birkaç bin yıla kadardır. (Maistrenko ve diğerleri, 1996). Dünyanın birçok şehrinde, yüksek orandaki HM kirliliği, toprakların ana agroekolojik işlevlerinin bozulmasına yol açmıştır (Orlov ve diğerleri, 1991; Kasimov ve diğerleri, 1995). Bu bölgelerin yakınında gıda için kullanılan tarım bitkilerinin yetiştirilmesi potansiyel olarak tehlikelidir, çünkü ürünler insanlarda ve hayvanlarda çeşitli hastalıklara yol açabilecek aşırı miktarda HM biriktirir.

Bazı yazarlara göre (Ilyin ve Stepanova, 1979; Zyrin, 1985; Gorbatov ve Zyrin, 1987, vb.), HM'ler ile toprak kontaminasyonunun derecesini biyolojik olarak en uygun mobil formlarının içeriğine göre değerlendirmek daha doğrudur. Bununla birlikte, çoğu HM'nin mobil formlarının izin verilen maksimum konsantrasyonları (MPC'ler) henüz geliştirilmemiştir. Bu nedenle, olumsuz çevresel sonuçlara yol açan içeriklerinin düzeyine ilişkin literatür verileri, karşılaştırma için bir kriter olarak hizmet edebilir.

Aşağıda Kısa Açıklama metallerin topraktaki davranışlarının özellikleri ile ilgili özellikleri.

Kurşun (Pb). Atom kütlesi 207.2. Birincil element bir toksik maddedir. Tüm çözünür kurşun bileşikleri zehirlidir. Doğal koşullar altında, esas olarak PbS formunda bulunur. Clark Pb'ler yerkabuğu 16.0 mg/kg (Vinogradov, 1957). Diğer HM'lerle karşılaştırıldığında, en az hareketli olanıdır ve toprak kireçlendiğinde element hareketlilik derecesi büyük ölçüde azalır. Mobil Pb, organik maddeli kompleksler şeklinde bulunur (%60 - 80 mobil Pb). Yüksek pH değerlerinde kurşun, toprakta hidroksit, fosfat, karbonat ve Pb-organik kompleksler şeklinde kimyasal olarak sabitlenir (Çinko ve kadmiyum…, 1992; Heavy…, 1997).

Topraklardaki kurşunun doğal içeriği ana kayalardan miras alınır ve mineralojik ve kimyasal bileşimleri ile yakından ilişkilidir (Beus ve diğerleri, 1976; Kabata-Pendias, Pendias, 1989). Bu elementin dünya topraklarındaki ortalama konsantrasyonu, çeşitli tahminlere göre 10'dan (Saet ve diğerleri, 1990) 35 mg/kg'a (Bowen, 1979) ulaşır. Rusya'da topraklar için kurşun MPC'si 30 mg/kg'a (Öğretici…, 1990), Almanya'da - 100 mg/kg'a (Kloke, 1980) karşılık gelmektedir.

Topraklardaki yüksek kurşun konsantrasyonu, hem doğal jeokimyasal anomaliler hem de antropojenik etki ile ilişkilendirilebilir. Teknojenik kirlilik ile, elementin en yüksek konsantrasyonu, kural olarak, üst toprak tabakasında bulunur. Bazı endüstriyel alanlarda 1000 mg/kg'a ulaşır (Dobrovolsky, 1983) ve Batı Avrupa'daki demir dışı metalurji işletmelerinin etrafındaki toprakların yüzey tabakasında - 545 mg/kg (Rautse, Kyrstya, 1986).

Rusya'daki topraklardaki kurşun içeriği, toprağın türüne, endüstriyel işletmelerin yakınlığına ve doğal jeokimyasal anomalilere bağlı olarak önemli ölçüde değişmektedir. Yerleşim alanlarının topraklarında, özellikle kurşun içeren ürünlerin kullanımı ve üretimi ile ilgili olanlarda, bu elementin içeriği genellikle MPC'den onlarca veya daha fazla kat daha fazladır (Tablo 1.4). Ön tahminlere göre, ülke topraklarının %28'e kadarı toprakta ortalama olarak arka plan seviyesinin altında Pb içeriğine sahiptir ve %11'i riskli bölge olarak sınıflandırılabilir. Aynı zamanda, Rusya Federasyonu'nda kurşunlu toprak kirliliği sorunu ağırlıklı olarak yerleşim bölgelerinin sorunudur (Snakin ve diğerleri, 1998).

Kadmiyum (Cd). Atom kütlesi 112.4. Kadmiyum, kimyasal özelliklerde çinkoya benzer, ancak asidik ortamlarda daha fazla hareketlilik ve bitkiler için daha iyi kullanılabilirlik bakımından ondan farklıdır. Toprak çözeltisinde metal Cd2+ formunda bulunur ve kompleks iyonlar ve organik şelatlar oluşturur. Antropojenik etkinin olmadığı topraklarda elementin içeriğini belirleyen ana faktör ana kayalardır (Vinogradov, 1962; Mineev ve diğerleri, 1981; Dobrovolsky, 1983; Ilyin, 1991; Çinko ve kadmiyum ..., 1992; Kadmiyum). : ekolojik ..., 1994) . Litosferdeki kadmiyum Clark 0.13 mg/kg (Kabata-Pendias, Pendias, 1989). Toprak oluşturan kayalarda, ortalama metal içeriği: killerde ve kil şeyllerde - 0,15 mg / kg, lös ve lös benzeri tınlarda - 0,08, kumlu ve kumlu tınlarda - 0,03 mg / kg (Çinko ve kadmiyum ..., 1992 ). Batı Sibirya'nın Kuvaterner yataklarında, kadmiyum konsantrasyonu 0.01-0.08 mg/kg arasında değişmektedir.

Kadmiyumun topraktaki hareketliliği çevreye ve redoks potansiyeline bağlıdır (Heavy…, 1997).

Dünya topraklarındaki ortalama kadmiyum içeriği 0,5 mg/kg'dır (Saet ve diğerleri, 1990). Rusya'nın Avrupa kısmının toprak örtüsündeki konsantrasyonu 0.14 mg / kg - soddy-podzolik toprakta, 0.24 mg / kg - chernozemde (Çinko ve kadmiyum ..., 1992), 0.07 mg / kg - ana Batı Sibirya topraklarını türler (İlyin, 1991). Kumlu ve su için yaklaşık izin verilen kadmiyum içeriği (AEC) Kumlu toprak Rusya'da 0,5 mg/kg, Almanya'da kadmiyum için MPC 3 mg/kg'dır (Kloke, 1980).

Toprak örtüsünün kadmiyum kontaminasyonu, hafif toprak kontaminasyonu ile bile bitkilerde normların üzerinde biriktiği için en tehlikeli çevresel fenomenlerden biri olarak kabul edilir (Kadmiy …, 1994; Ovcharenko, 1998). Üst toprak tabakasındaki en yüksek kadmiyum konsantrasyonları madencilik alanlarında gözlenir - 469 mg/kg'a kadar (Kabata-Pendias, Pendias, 1989), çinko izabe tesislerinin çevresinde 1700 mg/kg'a ulaşırlar (Rautse, Kyrstya, 1986).

Çinko (Zn). Atom kütlesi 65.4. Yerkabuğundaki clarke değeri 83 mg/kg'dır. Çinko, kil birikintilerinde ve şeyllerde 80 ila 120 mg/kg (Kabata-Pendias, Pendias, 1989), Uralların delüvyal, lös benzeri ve karbonat tınlı yataklarında, Batı Sibirya tınlarında - 60 ila 120 mg/kg 80 mg/kg.

Zn'nin topraklardaki hareketliliğini etkileyen önemli faktörler, kil minerallerinin içeriği ve pH değeridir. pH artışı ile element organik komplekslere geçer ve toprak tarafından bağlanır. Çinko iyonları da montmorillonit kristal kafesinin paketler arası boşluklarına girerek hareketliliklerini kaybederler. Organik madde ile Zn kararlı formlar oluşturur, bu nedenle çoğu durumda yüksek humus içeriğine sahip toprak ufuklarında ve turbada birikir.

Topraklarda çinko içeriğinin artmasının nedenleri hem doğal jeokimyasal anomaliler hem de teknolojik kirlilik olabilir. Alınmasının ana antropojenik kaynakları, öncelikle demir dışı metalurji işletmeleridir. Bazı bölgelerde bu metalle toprak kirliliği, üst toprak tabakasında 66400 mg/kg'a kadar son derece yüksek bir birikime yol açmıştır. Bahçe toprağında 250 mg/kg'a kadar çinko birikir (Kabata-Pendias, Pendias, 1989). Kumlu ve kumlu tınlı topraklar için çinkonun AEC'si 55 mg/kg'dır; Alman bilim adamları 100 mg/kg'lık bir MPC önermektedir (Kloke, 1980).

Bakır (Cu). Atom kütlesi 63.5. Clark yer kabuğunda 47 mg/kg (Vinogradov, 1962). Kimyasal olarak bakır aktif olmayan bir metaldir. Cu içeriğinin değerini etkileyen temel faktör, toprak oluşturan kayalardaki konsantrasyonudur (Goryunova ve diğerleri, 2001). Magmatik kayaçlardan, elementin en büyük miktarı ana kayalar - bazaltlar (100-140 mg/kg) ve andezitler (20-30 mg/kg) tarafından birikmektedir. Örtü ve lös benzeri tınlar (20-40 mg/kg) bakır açısından daha az zengindir. En düşük içeriği kumtaşları, kalkerler ve granitlerde (5-15 mg/kg) belirtilmiştir (Kovalsky, Andriyanova, 1970; Kabata-Pendias, Pendias, 1989). Eski SSCB topraklarının Avrupa kısmının killerindeki metal konsantrasyonu, lös benzeri tınlılarda 25 mg/kg'a (Malgin, 1978; Kovda, 1989) ulaşır - 18 mg/kg (Kovda, 1989). Altay Dağları'nın kumlu ve kumlu toprak oluşturan kayaları ortalama 31 mg/kg bakır biriktirir (Malgin, 1978), Batı Sibirya'nın güneyinde - 19 mg/kg (Ilyin, 1973).

Topraklarda bakır, hareketli form içeriği oldukça yüksek olmasına rağmen, zayıf göç eden bir elementtir. Mobil bakırın miktarı birçok faktöre bağlıdır: ana kayanın kimyasal ve mineralojik bileşimi, toprak çözeltisinin pH'ı, organik madde içeriği vb. (Vinogradov, 1957; Peive, 1961; Kovalsky ve Andriyanova, 1970; Alekseev, 1987, vb.). Topraktaki en büyük bakır miktarı, demir, manganez, demir ve alüminyum hidroksitlerin oksitleri ve özellikle vermikülit montmorillonit ile ilişkilidir. Hümik ve fulvik asitler bakır ile kararlı kompleksler oluşturabilir. pH 7-8'de bakırın çözünürlüğü en düşüktür.

Dünya topraklarında ortalama bakır içeriği 30 mg/kg'dır (Bowen, 1979). Endüstriyel kirlilik kaynaklarının yakınında, bazı durumlarda 3500 mg/kg'a kadar bakır ile toprak kirliliği gözlemlenebilir (Kabata-Pendias, Pendias, 1989). Merkezi topraklardaki ortalama metal içeriği ve güney bölgeleri eski SSCB 4.5-10.0 mg/kg, Batı Sibirya'nın güneyinde - 30.6 mg/kg (Ilyin, 1973), Sibirya ve Uzak Doğu - 27.8 mg/kg (Makeev, 1973). Rusya'da bakır için MPC 55 mg/kg (Öğretici ..., 1990), kumlu ve kumlu tınlı topraklar için APC - 33 mg/kg (Kontrol ..., 1998), Almanya'da - 100 mg/kg (Kloke, 1980).

Nikel (Ni). Atom kütlesi 58.7. Kıtasal çökeltilerde esas olarak sülfit ve arsenit formunda bulunur ve ayrıca karbonatlar, fosfatlar ve silikatlarla ilişkilidir. Yerkabuğundaki bir elementin clarke değeri 58 mg/kg'dır (Vinogradov, 1957). Ultrabazik (1400-2000 mg/kg) ve bazik (200-1000 mg/kg) kayalar en büyük miktarda metal biriktirirken, tortul ve asidik kayalar çok daha düşük konsantrasyonlarda içerir - 5-90 ve 5-15 mg/kg, sırasıyla (Reuce, Kyrstya, 1986; Kabata-Pendias ve Pendias, 1989). Toprak oluşturan kayalar tarafından nikel birikiminde büyük önem taşıyan, granülometrik bileşimleridir. Batı Sibirya'nın toprak oluşturan kayaları örneğinde, daha hafif kayalarda içeriğinin en düşük, ağır kayalarda en yüksek olduğu görülebilir: kumlarda - 17, kumlu tınlı ve hafif tınlı - 22, orta tınlı - 36, ağır tınlı ve killi - 46 (İlyin, 2002) .

Topraklardaki nikel içeriği büyük ölçüde bu elementin toprak oluşturan kayaçlardaki mevcudiyetine bağlıdır (Kabata-Pendias, Pendias, 1989). Nikelin en yüksek konsantrasyonları kural olarak killi ve tınlı topraklarda, bazik ve volkanik kayaçlarda oluşan ve organik maddece zengin topraklarda görülür. Ni'nin toprak profilindeki dağılımı, organik madde içeriği, amorf oksitler ve kil fraksiyonu miktarı ile belirlenir.

Üst toprak tabakasındaki nikel konsantrasyonunun seviyesi aynı zamanda teknolojik kirlilik derecesine de bağlıdır. Gelişmiş metal işleme endüstrisine sahip bölgelerde, toprakta çok yüksek nikel birikimi meydana gelir: Kanada'da brüt içeriği 206–26.000 mg/kg'a ulaşır ve Büyük Britanya'da mobil formların içeriği 506–600 mg/kg'a ulaşır. Büyük Britanya, Hollanda, Almanya'nın kanalizasyon çamuru ile muamele edilmiş topraklarında, nikel 84-101 mg/kg'a kadar birikmektedir (Kabata-Pendias, Pendias, 1989). Rusya'da (tarım topraklarının %40-60'ını kapsayan bir araştırmaya göre), toprak örtüsünün %2.8'i bu elementle kirlenmiştir. Diğer HM'ler (Pb, Cd, Zn, Cr, Co, As, vb.) arasında Ni ile kirlenmiş toprakların oranı aslında en önemli olanıdır ve yalnızca bakırla kirlenmiş topraklardan sonra ikinci sıradadır (%3,8) (Aristarkhov, Kharitonova, 2002). ). 1993-1997 için Zirai İlaç Servisi "Buryatskaya" Devlet İstasyonunun arazi izleme verilerine göre. Buryatia Cumhuriyeti topraklarında, Zakamensky topraklarının (toprağın% 20'si kirli - 46) incelenen tarım arazisi alanının arazisinin% 1.4'ü tarafından nikel MAC fazlalığı kaydedildi - 46 bin hektar) ve Khorinsky ilçeleri (arazinin% 11'i kirli - 8 bin hektar) ayırt edilir.

Krom (Kr). Atom kütlesi 52. İçinde doğal bileşikler kromun değeri +3 ve +6'dır. Çoğu Cr3+, jeokimyasal özellikleri ve iyon yarıçapı bakımından çok yakın olduğu Fe ve Al'ın yerini aldığı, kromit FeCr2O4 veya spinel serisinin diğer minerallerinde bulunur.

Yerkabuğundaki krom Clark - 83 mg / kg. Magmatik kayaçlar arasındaki en yüksek konsantrasyonları, ultrabazik ve bazik (sırasıyla 1600-3400 ve 170-200 mg/kg), daha düşük - orta kayaçlar (15-50 mg/kg) ve en düşük - asidik (4-25) için tipiktir. mg/kg).kg). Sedimanter kayaçlarda elementin maksimum içeriği kil tortullarında ve şeyllerde (60-120 mg/kg), minimum içeriği ise kumtaşı ve kireçtaşlarında (5-40 mg/kg) (Kabata-Pendias, Pendias, 1989). Farklı bölgelerdeki toprak oluşturan kayalardaki metal içeriği çok çeşitlidir. Eski SSCB'nin Avrupa kısmında, lös, lös benzeri karbonat ve manto tınları gibi en yaygın toprak oluşturan kayaçlardaki içeriği ortalama 75-95 mg/kg'dır (Yakushevskaya, 1973). Batı Sibirya'nın toprak oluşturan kayaları ortalama 58 mg/kg Cr içerir ve miktarı kayaların granülometrik bileşimi ile yakından ilişkilidir: kumlu ve kumlu tınlı kayaçlar - 16 mg/kg ve orta tınlı ve killi kayaçlar - yaklaşık 60 mg/kg (Ilyin, Syso, 2001).

Topraklarda kromun çoğu Cr3+ şeklinde bulunur. Asidik bir ortamda, Cr3+ iyonu inerttir; pH 5.5'te neredeyse tamamen çökelir. Cr6+ iyonu son derece kararsızdır ve hem asidik hem de alkali topraklarda kolaylıkla mobilize olur. Killer tarafından kromun adsorpsiyonu ortamın pH'ına bağlıdır: pH'ın artmasıyla Cr6+ adsorpsiyonu azalır, Cr3+'nın adsorpsiyonu artar. Toprak organik maddesi, Cr6+'nın Cr3+'ya indirgenmesini uyarır.

Topraklardaki kromun doğal içeriği esas olarak toprak oluşturan kayalardaki konsantrasyonuna bağlıdır (Kabata-Pendias, Pendias, 1989; Krasnokutskaya ve diğerleri, 1990) ve toprak profili boyunca dağılım, toprak oluşumunun özelliklerine bağlıdır. özellikle, genetik horizonların granülometrik bileşimi üzerinde. Topraklardaki ortalama krom içeriği 70 mg/kg'dır (Bowen, 1979). Elementin en yüksek içeriği, bu metalden zengin bazik ve volkanik kayalar üzerinde oluşan topraklarda gözlenir. ABD topraklarında ortalama Cr içeriği 54 mg/kg, Çin - 150 mg/kg (Kabata-Pendias, Pendias, 1989), Ukrayna - 400 mg/kg'dır (Bespamyatnov, Krotov, 1985). Rusya'da, doğal koşullar altında topraklardaki yüksek konsantrasyonları, toprak oluşturan kayaların zenginleştirilmesinden kaynaklanmaktadır. Kursk chernozemleri, Moskova bölgesinin 83 mg/kg krom, kirli-podzolik topraklarını içerir - 100 mg/kg. Serpantinitler üzerinde oluşan Uralların toprakları 10.000 mg/kg'a kadar, Batı Sibirya'da ise 86-115 mg/kg'a kadar metal içerir (Yakushevskaya, 1973; Krasnokutskaya ve diğerleri, 1990; Ilyin ve Syso, 2001).

Krom arzına antropojenik kaynakların katkısı çok önemlidir. Krom metali esas olarak alaşımlı çeliklerin bir bileşeni olarak krom kaplama için kullanılır. Çimento fabrikaları, demir-krom cüruf dökümleri, petrol rafinerileri, demirli ve demirsiz metalurji işletmeleri, endüstriyel atıksu çamurunun tarımda, özellikle tabakhanelerde kullanımı ve mineral gübrelerden kaynaklanan emisyonlar nedeniyle Cr ile toprak kirliliği kaydedilmiştir. Teknolojik olarak kirlenmiş topraklardaki en yüksek krom konsantrasyonları, özellikle büyük şehirlerin özelliği olan 400 veya daha fazla mg/kg'a ulaşır (Kabata-Pendias, Pendias, 1989). Buryatia'da, Buryatskaya Devlet Zirai İlaç Servis İstasyonu tarafından 1993-1997 yılları arasında yürütülen arazi izleme verilerine göre, 22 bin hektar kromla kirlenmiştir. Dzhida (6,2 bin ha), Zakamensky (17,0 bin ha) ve Tunkinsky (14,0 bin ha) ilçelerinde 1,6-1,8 kat fazla MPC fazlalığı kaydedildi.

Toprak, hem canlıları hem de canlıları karakterize eden özelliklere sahip dünyanın yüzeyidir. cansız doğa.

Toprak toplamın bir göstergesidir. Kirlilik toprağa girer yağış, yüzey atığı. Ayrıca toprak kayaları ve yeraltı suyu ile toprak katmanına girerler.

Ağır metaller grubu, demirin yoğunluğunu aşan bir yoğunluğa sahip olan her şeyi içerir. Bu elementlerin paradoksu, bitkilerin ve organizmaların normal işleyişini sağlamak için belirli miktarlarda gerekli olmalarıdır.

Ancak fazlalıkları ciddi hastalıklara ve hatta ölüme yol açabilir. Besin döngüsü, zararlı bileşiklerin insan vücuduna girmesine neden olur ve çoğu zaman sağlığa büyük zarar verir.

Ağır metal kirliliği kaynaklarıdır. İzin verilen metal içeriğinin hesaplandığı bir yöntem vardır. Bu, birkaç metal Zc'nin toplam değerini hesaba katar.

  • kabul edilebilir;
  • orta derecede tehlikeli;
  • yüksek tehlikeli;
  • son derece tehlikeli.

Toprağın korunması çok önemlidir. Sürekli kontrol ve izleme, kontamine arazilerde tarım ürünleri yetiştirmeye ve hayvan otlatmaya izin vermez.

Toprağı kirleten ağır metaller

Ağır metallerin üç tehlike sınıfı vardır. Dünya Örgütü sağlık hizmetleri kurşun, cıva ve kadmiyum kontaminasyonunu en tehlikeli olarak görmektedir. Ancak diğer elementlerin yüksek konsantrasyonu daha az zararlı değildir.

Merkür

Toprağın cıva ile kirlenmesi, pestisitlerin, floresan lambalar gibi çeşitli evsel atıkların ve hasarlı ölçüm aletlerinin elemanlarının içine girmesiyle oluşur.

Resmi verilere göre, yıllık cıva salınımı beş bin tondan fazladır. Cıva, insan vücuduna kirlenmiş topraktan girebilir.

Bu düzenli olarak gerçekleşirse, sinir sistemi de dahil olmak üzere birçok organın çalışmasında ciddi bozukluklar meydana gelebilir.

Yanlış tedavi ile ölümcül bir sonuç mümkündür.

Öncülük etmek

Kurşun, insanlar ve tüm canlı organizmalar için çok tehlikelidir.

Son derece zehirlidir. Bir ton kurşun çıkarıldığında, çevreye yirmi beş kilogram salınır. Egzoz gazlarının salınımı ile büyük miktarda kurşun toprağa girer.

Güzergahlar boyunca toprak kirliliği bölgesi iki yüz metrenin üzerindedir. Toprakta kurşun, eti de menümüzde bulunan çiftlik hayvanları da dahil olmak üzere insanlar ve hayvanlar tarafından yenen bitkiler tarafından emilir. Fazla kurşun merkezi sinir sistemini, beyni, karaciğeri ve böbrekleri etkiler. Kanserojen ve mutajenik etkileri nedeniyle tehlikelidir.

Kadmiyum

büyük tehlike insan vücudu için kadmiyum ile toprak kirlenmesidir. Yutulduğunda iskelet deformitesine, çocuklarda bodurluğa ve şiddetli acı Arkada.

Bakır ve çinko

Bu elementlerin toprakta yüksek bir konsantrasyonu, büyümenin yavaşlamasına ve bitkilerin meyve vermesinin bozulmasına neden olur, bu da sonuçta verimde keskin bir düşüşe yol açar. İnsanlarda beyin, karaciğer ve pankreasta değişiklikler meydana gelir.

Molibden

Aşırı molibden gut ve sinir sistemine zarar verir.

Ağır metallerin tehlikesi, vücuttan zayıf bir şekilde atılmaları, içinde birikmeleri gerçeğinde yatmaktadır. Çok toksik bileşikler oluşturabilirler, bir ortamdan diğerine kolayca geçebilirler, bozunmazlar. Aynı zamanda, genellikle geri dönüşü olmayan sonuçlara yol açan ciddi hastalıklara neden olurlar.

Antimon

Bazı cevherlerde bulunur.

Çeşitli endüstriyel alanlarda kullanılan alaşımların bir parçasıdır.

Fazlalığı ciddi yeme bozukluklarına neden olur.

Arsenik

Arsenik ile toprak kirliliğinin ana kaynağı, herbisitler, insektisitler gibi tarım bitkilerinin zararlılarını kontrol etmek için kullanılan maddelerdir. Arsenik, kronik hastalığa neden olan kümülatif bir zehirdir. Bileşikleri sinir sistemi, beyin ve cilt hastalıklarını kışkırtır.

Manganez

Toprakta ve bitkilerde bu elementin yüksek bir içeriği gözlenir.

Ek bir miktar manganez toprağa girerse, hızla tehlikeli bir fazlalık oluşur. Bu, insan vücudunu sinir sisteminin yıkımı şeklinde etkiler.

Diğer ağır elementlerin fazlalığı daha az tehlikeli değildir.

Yukarıdakilerden, toprakta ağır metal birikiminin insan sağlığı ve bir bütün olarak çevre için ciddi sonuçlar doğurduğu sonucuna varabiliriz.

Ağır metallerle toprak kirliliği ile mücadelenin ana yöntemleri

Ağır metallerle toprak kirliliği ile mücadele yöntemleri fiziksel, kimyasal ve biyolojik olabilir. Bunlar arasında aşağıdaki yöntemler vardır:

  • Toprak asitliğinin artması ihtimali arttırır.Dolayısıyla organik madde ve kil katılması, kireçleme kirlilikle mücadelede bir ölçüde yardımcı olur.
  • Yonca gibi bazı bitkilerin toprak yüzeyinden ekilmesi, biçilmesi ve uzaklaştırılması, topraktaki ağır metal konsantrasyonunu önemli ölçüde azaltır. Ayrıca Bu taraftan tamamen çevre dostudur.
  • Yeraltı suyu detoksifikasyonu, pompalanması ve temizlenmesi.
  • Ağır metallerin çözünür formunun göçünün tahmini ve ortadan kaldırılması.
  • Bazı özellikle şiddetli durumlarda, toprak tabakasının tamamen çıkarılması ve yenisiyle değiştirilmesi gerekir.

Tüm bu metallerin en tehlikelisi kurşundur. İnsan vücuduna çarpacak şekilde birikme özelliğine sahiptir. Civa insan vücuduna bir veya birkaç kez girerse tehlikeli değildir, sadece cıva buharı özellikle tehlikelidir. Sanayi işletmelerinin tüm canlılara bu kadar zarar vermeyen daha ileri üretim teknolojilerini kullanması gerektiğine inanıyorum. Bir kişi değil, bir kitle düşünmeli, o zaman iyi bir sonuca varacağız.

1

Çevreyi kirlilikten korumak, toplumun acil bir görevi haline geldi. Ağır metaller çok sayıda kirletici arasında özel bir yere sahiptir. Bunlar şartlı olarak, metal özelliklerine sahip olan, atom kütlesi 50'den fazla olan kimyasal elementleri içerir. Kimyasal elementler arasında ağır metaller en zehirli olarak kabul edilir.

Toprak, atmosferden gelenler de dahil olmak üzere ağır metallerin girdiği ana ortamdır. su ortamı. Aynı zamanda, Dünya Okyanusuna ondan giren yüzey havasının ve suların ikincil kirliliğinin kaynağı olarak da hizmet eder.

Ağır metaller tehlikelidir çünkü canlı organizmalarda birikme, metabolik döngüye dahil olma, yüksek derecede toksik organometalik bileşikler oluşturma, biyolojik ayrışmaya maruz kalmadan bir doğal ortamdan diğerine geçerken formlarını değiştirme özelliklerine sahiptirler. Ağır metaller insanlarda ciddi fizyolojik bozukluklara, toksikoza, alerjilere, onkolojik hastalıklara neden olmakta, fetüs ve genetik kalıtımı olumsuz yönde etkilemektedir.

Ağır metaller arasında kurşun, kadmiyum ve çinko, esas olarak çevredeki teknolojik birikimlerinin yüksek oranda ilerlemesi nedeniyle öncelikli kirleticiler olarak kabul edilir. Bu madde grubu, fizyolojik olarak önemli organik bileşikler için yüksek bir afiniteye sahiptir.

Ağır metallerin hareketli formları ile toprak kirliliği en acil olanıdır, çünkü son yıllarda çevre kirliliği sorunu tehdit edici bir karakter kazanmıştır. Mevcut durumda, yalnızca biyosferdeki ağır metaller sorununun tüm yönleriyle ilgili araştırmaları yoğunlaştırmak değil, aynı zamanda farklı, genellikle birbiriyle zayıf bağlantılı, farklı dallarda elde edilen sonuçları anlamak için sonuçları periyodik olarak özetlemek gerekir. bilim.

Bu çalışmanın amacı, Ulyanovsk'un Zheleznodorozhny bölgesinin antropojenik topraklarıdır (Transportnaya caddesi örneğinde).

Çalışmanın temel amacı, kentsel toprakların ağır metallerle kirlenme derecesini belirlemektir.

Çalışmanın amaçları: seçilen toprak örneklerinde pH değerinin belirlenmesi; bakır, çinko, kadmiyum, kurşunun hareketli formlarının konsantrasyonunun belirlenmesi; elde edilen verilerin analizi ve kentsel topraklardaki ağır metallerin içeriğini azaltmak için tavsiye önerileri.

2005 yılında, Transportnaya St. boyunca karayolu boyunca ve 2006'da demiryolu raylarının yakınında bulunan kişisel ev arazilerinin (aynı cadde boyunca) topraklarında örnekler alındı. 0-5 cm ve 5-10 cm derinliğe kadar numuneler alınmış, her biri 500 gr ağırlığında toplam 20 adet numune alınmıştır.

2005 ve 2006 örneklerinin incelenen örnekleri nötr toprağa aittir. Nötr topraklar, çözeltilerdeki ağır metalleri asidik olanlardan daha fazla emer. Ancak, ağır metallerin hareketliliğinde ve yeraltı suyuna ve yakındaki bir rezervuara nüfuz etmelerinde bir artış tehlikesi vardır. asit yağmuru(incelenen alan Sviyagi Nehri'nin taşkın yatağında yer almaktadır), bu da besin zincirlerini hemen etkileyecektir. Bu örneklerde düşük bir humus içeriği (%2-4) gözlenir. Buna göre, toprağın organo-metalik kompleksler oluşturma yeteneği yoktur.

Cu, Cd, Zn, Pb içeriği için toprakların laboratuvar çalışmalarına dayanarak, inceleme alanındaki topraklardaki konsantrasyonları hakkında sonuçlar çıkarılmıştır. 2005 numunelerinde, Cu'nun MPC'sinin 1-1.2 kat, Cd'nin 6-9 kat fazla olduğu ortaya çıktı ve Zn ve Pb içeriği MPC'yi geçmedi. 2006 yılında alınan numunelerde ev arazileri Cu konsantrasyonu MPC'yi geçmedi, Cd içeriği yol boyunca alınan numunelerden daha az, ancak yine de MPC'yi farklı noktalarda 0,3 ila 4,6 kat aşıyor. Zn içeriği sadece 5. noktada artar ve 0-5 cm (MPC 23 mg/kg) derinlikte 23.3 mg/kg toprak ve 5-10 cm derinlikte 24.8 mg/kg'dır.

Çalışmanın sonuçlarına dayanarak, aşağıdaki sonuçlar çıkarılmıştır: topraklar, toprak çözeltisinin nötr reaksiyonu ile karakterize edilir; toprak örnekleri düşük humus içeriğine sahiptir; Ulyanovsk'un Zheleznodorozhny bölgesinin topraklarında, toprağın değişen yoğunlukta ağır metallerle kirlenmesi gözlenir; bazı örneklerde, özellikle kadmiyum konsantrasyonu üzerine yapılan toprak çalışmalarında gözlemlenen önemli bir MPC fazlalığı buldu; bu alandaki toprağın ekolojik ve coğrafi durumunu iyileştirmek için ağır metal akümülatör bitkilerin yetiştirilmesi ve yapay tasarımıyla toprağın ekolojik özelliklerinin yönetilmesi tavsiye edilir; sistematik izleme yapılması ve halk sağlığı açısından en kirli ve tehlikeli alanların belirlenmesi gerekmektedir.

bibliyografik bağlantı

Antonova Yu.A., Safonova M.A. KENTSEL TOPRAKLARDA AĞIR METALLER // Temel Araştırma. - 2007. - No. 11. - S. 43-44;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=3676 (erişim tarihi: 31/03/2019). "Doğa Tarihi Akademisi" yayınevi tarafından yayınlanan dergileri dikkatinize sunuyoruz.

Toprağın toplam kirlenmesi, brüt ağır metal miktarını karakterize eder. Bitkiler için elementlerin mevcudiyeti, hareketli formları tarafından belirlenir. Bu nedenle, topraktaki hareketli ağır metal formlarının içeriği - en önemli gösterge sıhhi ve hijyenik durumu karakterize eden ve ıslah detoksifikasyon önlemleri ihtiyacını belirleyen.
Kullanılan özütleyiciye bağlı olarak, farklı miktar Belirli bir konvansiyonla bitkiler için mevcut kabul edilebilecek mobil ağır metal formu. Ağır metallerin hareketli formlarının ekstraksiyonu için, eşit olmayan ekstraksiyon gücüne sahip çeşitli kimyasal bileşikler kullanılır: asitler, tuzlar, tampon çözeltiler ve su. En yaygın özütleyiciler İN HC1 ve amonyum asetat tamponu pH 4.8'dir. Şu anda, bitkilerde çeşitli kimyasal çözeltilerle ekstrakte edilen ağır metallerin içeriğinin topraktaki konsantrasyonlarına bağımlılığını karakterize etmek için yeterli deneysel materyal birikmemiştir. Bu durumun karmaşıklığı aynı zamanda bitkiler için hareketli bir ağır metal formunun mevcudiyetinin büyük ölçüde toprağın özelliklerine ve bitkilerin spesifik özelliklerine bağlı olmasından kaynaklanmaktadır. Aynı zamanda, topraktaki her bir elementin davranışı, kendine özgü kalıplara sahiptir.
Ağır metal bileşiklerinin dönüşümü üzerindeki toprak özelliklerinin etkisini incelemek için, keskin bir şekilde farklı özelliklere sahip topraklarla model deneyler yapıldı (Tablo 8). Kullanılan özütleyiciler, güçlü bir asit, İN HNO3, nötr bir tuz Ca(NO3)2, bir amonyum asetat tampon çözeltisi ve sudur.


Tablo 9-12'de verilen analitik veriler bunu göstermektedir. 1n HNO3 ekstraktına geçen asitte çözünür çinko, kurşun ve kadmiyum bileşiklerinin içeriğinin toprağa verilen miktarlarına yakın olduğunu.Bu ekstraktın ekstrakte ettiği %78-90 Pb, %88-100 Cd ve 78- Toprağa giren %96 Zn. Bu elementlerin sıkıca sabitlenmiş bileşiklerinin sayısı, toprak verimliliği seviyesine bağlıydı. Yetersiz ekilmiş soddy-podzolik topraktaki içerikleri, ekilmiş soddy-podzolik ortamdan ve tipik chernozemden daha düşüktü.
1-n'lik bir Ca(NO3)2 nötr tuzu çözeltisi ile ekstrakte edilen Cd, Pb ve Zn değiştirilebilir bileşiklerin miktarı, toprağa verilen kütlelerinden birkaç kat daha azdı ve ayrıca toprak verimliliği seviyesine de bağlıydı. Ca(NO3)2 çözeltisi ile ekstrakte edilen elementlerin en düşük içeriği chernozem üzerinde elde edilmiştir. Soddy-podzolik toprağın ekimindeki artışla birlikte ağır metallerin hareketliliği de azaldı. Tuz özüne bakılırsa, kadmiyum bileşikleri en hareketli olanlardır ve çinko bileşikleri biraz daha az hareketlidir. Nötr tuzla ekstrakte edilen kurşun bileşikleri, en düşük hareketlilik ile karakterize edildi.
pH 4.8'e sahip bir amonyum asetat tampon çözeltisi ile ekstrakte edilen hareketli metal formlarının içeriği de öncelikle toprak tipi, bileşimi ve fizikokimyasal özellikleri ile belirlendi.
Bu elementlerin değişebilir (çıkarılabilir 1 N Ca(NO3)2) formlarına gelince, asidik toprakta hareketli Cd, Pb ve Zn bileşiklerinin miktarındaki artışla ifade edilen düzenlilik korunur ve bunların hareketliliği. Cd ve Zn, Pb'den daha yüksektir. Bu ekstrakt tarafından ekstrakte edilen kadmiyum miktarı, zayıf ekilmiş toprak için uygulanan dozun %90-96'sı, sod-podzolik orta kültürlü toprak için %70-76 ve chernozem için %44-48'dir. CH3COONH4 tampon çözeltisine geçen çinko ve kurşun miktarı sırasıyla eşittir: soddy-podzolik zayıf ekilmiş toprak için %57-71 ve %42-67, orta derecede ekilmiş toprak için %49-70 ve %37-48; chernozem için 46-65 ve %20-42. CH3COONH4'ün chernozem üzerindeki kurşun için ekstraksiyon kapasitesindeki azalma, onun daha kararlı komplekslerinin ve kararlı hümik bileşiklerle bileşiklerinin oluşumu ile açıklanabilir.
Model deneyinde kullanılan topraklar, toprak verimliliğinin birçok parametresinde, ancak hepsinden önemlisi asit özelliklerinde ve değişebilir bazların sayısında farklılık gösterdi. Literatürde mevcut olan ve tarafımızdan elde edilen deneysel veriler, ortamın topraktaki reaksiyonunun elementlerin hareketliliğini güçlü bir şekilde etkilediğini göstermektedir.
Toprak çözeltisindeki hidrojen iyonlarının konsantrasyonundaki bir artış, zayıf çözünür kurşun tuzlarının daha çözünür tuzlara geçişine yol açtı (PbCO3'ün Pb (HCO3) 2'ye geçişi özellikle karakteristiktir (B.V. Nekrasov, 1974). kurşun-humus komplekslerinin stabilitesini azaltır.Toprak çözeltisinin pH değeri, ağır metal iyonlarının toprak tarafından emilme miktarını belirleyen en önemli parametrelerden biridir.Ph düştüğünde, çoğu ağır metalin çözünürlüğü artar ve Sonuç olarak, toprak katı faz-çözelti sistemindeki hareketlilikleri. pH 6'dan fazla olan çözeltinin iyonik gücü ile belirlenir lider değer manganez oksitler tarafından absorpsiyon kazanır. Yazarlara göre çözünür organik bileşikler, kadmiyum ile yalnızca zayıf kompleksler oluşturur ve emilimini yalnızca pH 8'de etkiler.
Topraktaki ağır metal bileşiklerinin en hareketli ve bitki tarafından erişilebilen kısmı toprak çözeltisindeki içerikleridir. Toprak çözeltisine giren metal iyonlarının miktarı, topraktaki belirli bir elementin zehirliliğini belirler. Katı faz-çözelti sistemindeki denge durumu, doğası ve yönü toprağın özelliklerine ve bileşimine bağlı olan sorpsiyon proseslerini belirler. Toprak özelliklerinin ağır metallerin hareketliliği ve su ekstraktına geçişi üzerindeki etkisi, topraktan transfer edilen suda çözünür Zn, Pb ve Cd bileşiklerinin farklı miktarlarına ilişkin verilerle doğrulanır. farklı seviyeler eklenen metallerin aynı dozlarında doğurganlık (Tablo 13). Çernozem ile karşılaştırıldığında, soddy-podzolik ortamda ekili toprakta daha fazla suda çözünür metal bileşikleri bulunuyordu. Suda çözünür Zn, Pb ve Cd bileşiklerinin en yüksek içeriği, yetersiz ekilmiş topraktaydı. Toprak işleme ağır metallerin hareketliliğini azalttı. Soddy-podzolik zayıf ekili toprakta, suda çözünür Zn formlarının içeriği. Pb ve Cd, ortalama ekili topraktan %20-35 ve tipik chernozemden 1.5-2.0 kat daha yüksekti. Humus içeriğinde bir artış, fosfatlar, aşırı asitliğin nötralizasyonu ve tampon özelliklerinde bir artış ile birlikte toprak verimliliğinin büyümesi, en agresif suda çözünür ağır metal formunun içeriğinde bir azalmaya yol açar.

Ağır metallerin toprak-çözelti sistemindeki dağılımında belirleyici rol, toprağın özelliklerine göre belirlenen ve toprağın şekline bağlı olmayan, toprağın katı fazı üzerindeki sorpsiyon-desorpsiyon süreçleri tarafından oynanır. tanıtılan bileşik. Toprağın katı fazı ile elde edilen ağır metal bileşikleri, eklenen bileşiklerden termodinamik olarak daha kararlıdır ve toprak çözeltisindeki elementlerin konsantrasyonunu belirler (R.I. Pervunina, 1983).
Toprak, ağır metallerin güçlü ve aktif bir emicisidir, sıkıca bağlayabilir ve böylece zehirli maddelerin bitkilere akışını azaltabilir. Toprağın mineral ve organik bileşenleri, metal bileşiklerini aktif olarak etkisiz hale getirir, ancak eylemlerinin nicel ifadeleri, toprağın türüne bağlıdır (BA. Bolshakov ve diğerleri, 1978, V. B. İlyin, 1987).
Biriken deneysel malzeme bunu gösteriyor. en büyük miktarda ağır metalin topraktan 1 n asit özütü ile çıkarıldığı. Aynı zamanda veriler, topraktaki elementlerin toplam içeriğine yakındır. Bu eleman formu, mobil bir mobil forma taşınabilen toplam yedek miktar olarak düşünülebilir. Asetat-amonyum tamponu ile topraktan ekstrakte edildiğinde ağır metal içeriği, daha hareketli bir parçayı karakterize eder. Ağır metalin değişim biçimi daha da hareketlidir. nötr tuzlu su çözeltisi ile ekstrakte edilebilir. VS. Gorbatov ve N.G. Zyrin (1987), bitkiler için en erişilebilir olanın, anyonunun ağır metallerle kompleksler oluşturmadığı ve katyonun yüksek bir yer değiştirme kuvvetine sahip olduğu, tuz çözeltileriyle seçici olarak ekstrakte edilen ağır metallerin değişim biçimi olduğuna inanmaktadır. Deneyimizde kullanılan Ca(NO3)2 bu özelliklere sahiptir. En agresif çözücüler - en sık kullanılan 1N HCl ve 1N HNO3 olan asitler, yalnızca bitkiler tarafından asimile edilen formları değil, aynı zamanda hareketli bileşiklere geçiş için en yakın rezerv olan brüt elementin bir kısmını topraktan çıkarır.
Su ekstraktı ile ekstrakte edilen ağır metallerin toprak çözeltisindeki konsantrasyonu, bileşiklerinin en aktif kısmını karakterize eder. Bu, topraktaki elementlerin hareketlilik derecesini karakterize eden ağır metallerin en agresif ve dinamik fraksiyonudur. Yüksek oranda suda çözünür TM formları içeriği, yalnızca bitki ürünlerinin kirlenmesine değil, aynı zamanda ölümüne kadar verimde keskin bir düşüşe de yol açabilir. çok yüksek içerik suda çözünür bir ağır metal formunun toprağında, mahsulün boyutunu ve kirlenme derecesini belirleyen bağımsız bir faktör haline gelir.
Ülkemizde, kirlenmemiş topraklarda TM'nin mobil formunun içeriği hakkında, özellikle de eser elementler olarak bilinenler - Mn, Zn, Cu, Mo hakkında bilgi birikmiştir. Co (Tablo 14). Mobil formu belirlemek için en sık olarak bireysel ekstraktanlar kullanıldı (Peive Ya.V. ve Rinkis G.Ya.'ya göre). Tablo 14'ten görülebileceği gibi, tek tek bölgelerin zeminleri, aynı metalin hareketli formunun miktarında önemli ölçüde farklılık göstermiştir.


Nedeni, V.B.'ye göre olabilir. İlyin (1991), genetik özellikler topraklar, her şeyden önce, granülometrik ve mineralojik bileşimlerin özellikleri, humus içeriği seviyesi ve çevrenin reaksiyonu. Bu nedenle aynı topraklar doğal bölge ve dahası, bu bölge içinde tek bir genetik tip bile.
Karşılaşılan hareketli formun minimum ve maksimum miktarı arasındaki fark matematiksel bir düzen içinde olabilir. Topraklardaki Pb, Cd, Cr, Hg ve diğer en toksik elementlerin mobil formunun içeriği hakkında kesinlikle yeterli bilgi yoktur. TM'nin topraklardaki hareketliliğinin doğru bir değerlendirmesi, özütleyici olarak çözme güçleri büyük ölçüde farklılık gösteren kimyasalların kullanılmasını zorlaştırır. Örneğin, 1 N HCl, pulluk ufkundan mg/kg cinsinden hareketli formları çıkardı: Mn - 414, Zn - 7.8 Ni - 8.3, Cu - 3.5, Pb - 6.8, Co - 5.3 (Batı Sibirya toprakları), %2.5 CH3COOH ile ekstrakte edilmiş 76; 0.8; 1.2; 1.3; 0,3; 0.7 (Tomsk Ob bölgesinin toprakları, İlyin, 1991'den alınan veriler). Bu malzemeler, çinko hariç, topraktan çıkarılan 1 N HCl'nin, toplam miktarın metallerinin yaklaşık %30'unun ve %2.5 CH3COOH'nin - %10'dan az olduğunu gösterir. Bu nedenle, zirai kimyasal araştırma ve toprak karakterizasyonunda yaygın olarak kullanılan özütleyici 1N HCl, ağır metal rezervleri için yüksek mobilizasyon kapasitesine sahiptir.
Ağır metallerin hareketli bileşiklerinin ana kısmı, biyokimyasal süreçlerin aktif olarak meydana geldiği ve birçok organik madde içerdiği humus veya kök yerleşimli toprak ufuklarıyla sınırlıdır. Ağır metaller. organik komplekslerin bir parçası olan, yüksek hareketliliğe sahiptir. V.B. İlyin (1991), ağır metallerle doymuş ince parçacıkların üstteki katmandan ve suda çözünür element formlarından göç ettiği ilüvyal ve karbonat ufuklarında ağır metallerin birikme olasılığını belirtir. illuvial ve carbonate horizonlarında metal içeren bileşikler çökelir. Bu, karbonatların mevcudiyeti nedeniyle, bu horizonların toprağındaki ortamın pH'ındaki keskin bir artışla en kolay şekilde sağlanır.
Ağır metallerin alt toprak horizonlarında birikme yeteneği, Sibirya'daki toprak profillerine ilişkin verilerle iyi bir şekilde gösterilmektedir (Tablo 15). Humus ufkunda, oluşumlarından bağımsız olarak birçok elementin (Sr, Mn, Zn, Ni, vb.) Artan içeriği not edilir. Çoğu durumda, karbonat horizonunda mobil Sr içeriğinde bir artış açıkça görülmektedir. Daha küçük bir miktardaki mobil formların toplam içeriği, kumlu topraklar için tipiktir ve çok daha fazlası - tınlı olanlar için. Yani, hareketli element formlarının içeriği ile zeminlerin granülometrik bileşimi arasında yakın bir ilişki vardır. Ağır metallerin hareketli formlarının içeriği ile humus içeriği arasında benzer bir pozitif ilişki izlenebilir.

Ağır metallerin hareketli formlarının içeriği, toprağın değişen biyolojik aktivitesi ve bitkilerin etkisi ile ilişkili olan güçlü dalgalanmalara tabidir. Yani, V.B. tarafından yapılan araştırmaya göre. İlyin, soddy-podzolik toprakta ve güney chernozemde hareketli molibden içeriği büyüme mevsimi boyunca 5 kez değişti.
Son yıllarda, bazı araştırma kurumları, uzun süreli mineral, organik ve kireçli gübre kullanımının topraktaki hareketli ağır metal formlarının içeriği üzerindeki etkisini araştırmaktadır.
Dolgoprudnaya zirai kimyasal deney istasyonunda (DAOS, Moskova bölgesi), kireçli soddy-podzolik ağır tınlı toprakta uzun süreli fosfatlı gübre kullanımı koşulları altında ağır metallerin, topraktaki toksik elementlerin birikmesi ve bunların hareketliliği hakkında bir çalışma yapıldı. (Yu.A. Potatueva ve diğerleri, 1994.). 60 yıldır sistematik balast ve konsantre gübre kullanımı, farklı şekiller 20 yıl boyunca fosfatlar ve 8 yıl boyunca çeşitli tortulardan gelen fosfat kayası, topraktaki ağır metallerin ve toksik elementlerin (TE) toplam içeriği üzerinde önemli bir etkiye sahip değildi, ancak bazı TM ve TE'lerin hareketliliğinde bir artışa yol açtı. O. Topraktaki hareketli ve suda çözünür formların içeriği, çalışılan tüm fosforlu gübre formlarının sistematik kullanımı ile yaklaşık 2 kat arttı, ancak bu MPC'nin sadece 1/3'ü kadardı. Basit süperfosfat alan toprakta mobil stronsiyum miktarı 4,5 kat artmıştır. Kingisep yatağından ham fosforitlerin girişi, topraktaki hareketli formların içeriğinde bir artışa yol açtı (AAB pH 4.8): 2 kat, nikel %20 ve krom %17, bu da 1/4 ve Sırasıyla MPC'nin 1/10'u. Chilisai yatağından ham fosforit alan toprakta mobil krom içeriğinde %17'lik bir artış kaydedildi (Tablo 16).



Topraktaki ağır metallerin hareketli formlarının içeriği için sıhhi ve hijyenik standartlara sahip DAOS ile uzun süreli saha deneylerinin deneysel verilerinin ve bunların yokluğunda literatürde önerilen önerilerle karşılaştırılması, mobil formların içeriğinin topraktaki bu elementlerin izin verilen seviyelerin altındaydı. Bu deneysel veriler, 60 yıl boyunca fosfatlı gübrelerin çok uzun süreli kullanımının bile, ağır metallerin brüt veya hareketli formları açısından toprakta MPC seviyesinin fazlasına yol açmadığını göstermektedir. Aynı zamanda, bu veriler, topraktaki ağır metallerin yalnızca brüt formlarla tayınlanmasının yeterince kanıtlanmadığını ve hem metallerin kimyasal özelliklerini hem de özelliklerini yansıtan hareketli formun içeriği ile desteklenmesi gerektiğini göstermektedir. Bitkilerin yetiştirildiği topraktan.
Akademisyen N.S.'nin rehberliğinde ortaya konan uzun bir saha deneyimi temelinde. Avdonin, Moskova Devlet Üniversitesi "Chashnikovo" deney üssünde, 41 yıl boyunca topraktaki mobil ağır metal formlarının içeriği üzerindeki mineral, organik, kireç gübrelerinin ve bunların kombinasyonlarının uzun süreli kullanımının etkisi üzerine bir çalışma yapıldı. (V.G. Mineev ve diğerleri, 1994). Tablo 17'deki çalışmaların sonuçları, bitkilerin büyümesi ve gelişmesi için en uygun koşulların yaratılmasının, topraktaki hareketli kurşun ve kadmiyum formlarının içeriğini önemli ölçüde azalttığını göstermiştir. Azot-potasyum gübrelerinin sistematik olarak uygulanması, toprak çözeltisinin asitleştirilmesi ve mobil fosfor içeriğinin azaltılması, hareketli kurşun ve nikel bileşiklerinin konsantrasyonunu iki katına çıkardı ve topraktaki kadmiyum içeriğini 1,5 kat artırdı.


Belarus'un kirli-podzolik hafif tınlı toprağındaki brüt ve mobil TM formlarının içeriği, kentsel kanalizasyon çamurunun uzun süreli kullanımı sırasında incelenmiştir: silt alanlarından termofilik olarak fermente edilmiş (TIP) ve ardından mekanik dehidrasyon (TMD) ile termofilik olarak fermente edilmiştir.
8 yılı aşkın araştırma sonucunda, OCB ile ürün rotasyonunun doygunluğu, önerilen dozlardan yaklaşık 2-3 kat daha yüksek olan 6.25 t/ha (tek doz) ve 12.5 t/ha (çift doz) olmuştur.
Tablo 18'den görülebileceği gibi, üç kez WWS uygulamasının bir sonucu olarak TM'nin brüt ve mobil biçimlerinin içeriğinde açık bir artış modeli vardır. Ayrıca çinko, mobil formdaki miktarı kontrol toprağına kıyasla 3-4 kat artan en yüksek hareketlilik ile karakterize edilir (N.P. Reshetsky, 1994). Aynı zamanda, kadmiyum, bakır, kurşun ve kromun hareketli bileşiklerinin içeriği önemli ölçüde değişmedi.


Belarus sayfasının bilim adamlarının araştırmaları - x. Akademiler, kanalizasyon çamuru tanıtıldığında (silt alanlarından gelen ıslak çamur, SIP, TMF), topraktaki hareketli element formlarının içeriğinde gözle görülür bir artış olduğunu, ancak en güçlü olarak kadmiyum, çinko ve bakırın olduğunu gösterdi (Tablo 19). . Kireçlemenin metallerin hareketliliği üzerinde neredeyse hiçbir etkisi yoktu. Yazarlara göre. metallerin hareketlilik derecesini karakterize etmek için 1 N HNO3'te bir ekstraktın kullanılması, elementin toplam içeriğinin% 80'inden fazlası ona geçtiğinden başarılı değildir (A.I. Gorbyleva ve diğerleri, 1994).


TM'nin topraktaki hareketliliğindeki değişikliklerin asitlik seviyesine belirli bağımlılıklarının belirlenmesi, Rusya Federasyonu Merkez Chernozem'inin süzülmüş chernozemleri üzerinde mikro alan deneylerinde gerçekleştirildi. Aynı zamanda, aşağıdaki ekstraktlarda kadmiyum, çinko ve kurşun belirlendi: hidroklorik, nitrik, sülfürik asitler, pH 4.8 ve pH 3.5'te amonyum asetat tamponu, amonyum nitrat, damıtılmış su. Toplam çinko içeriği ile R=0.924-0.948 asitleri ile ekstrakte edilen hareketli formları arasında yakın bir ilişki kurulmuştur. AAB pH 4,8 R=0,784, AAB pH 3,5=0,721 kullanılırken. Ekstrakte edilebilir kurşun hidroklorik ve Nitrik asit brüt içerikle daha az yakından ilişkilidir: R=0.64-0.66. Diğer özler, çok daha düşük korelasyon katsayı değerlerine sahipti. Asitle ekstrakte edilen kadmiyum bileşikleri ile brüt rezervler arasındaki korelasyon çok yüksekti (R=0.98-0.99). AAB pH 4.8-R=0.92 ayıklanırken. Diğer ekstraktların kullanımı, topraktaki ağır metallerin brüt ve hareketli formları arasında zayıf bir ilişki olduğunu gösteren sonuçlar verdi (N.P. Bogomazov, P.G. Akulov, 1994).
Uzun süreli bir saha deneyinde (Tüm Rusya Keten Araştırma Enstitüsü, Tver Bölgesi), soddy-podzolik toprakta uzun süreli gübre kullanımı ile, mobil metal bileşiklerinin potansiyel olarak mevcut formlarının içeriğinden oranı özellikle belirgin şekilde azaldı. 2 g q dozunda kirecin sonraki etkisi 3. yıl (Tablo . 20). Etkisinin 13. yılında, aynı dozdaki kireç, topraktaki sadece hareketli demir ve alüminyum içeriğini azaltmıştır. 15. yılda - demir, alüminyum ve manganez (L.I. Petrova. 1994).


Bu nedenle, topraktaki hareketli kurşun ve bakır formlarının içeriğini azaltmak için, toprakların tekrar tekrar kireçlenmesi gerekir.
Rostov bölgesindeki chernozemlerdeki ağır metallerin hareketliliği üzerine yapılan çalışma, sıradan chernozemlerin metre katmanında, pH 4.8'e sahip amonyum asetat tampon ekstraktıyla ekstrakte edilen çinko miktarının 0.26-0.54 mg/kg arasında değiştiğini göstermiştir. manganez 23.1-35.7 mg/kg, bakır 0.24-0.42 (G.V. Agafonov, 1994) Bu rakamların aynı parsellerin toprağındaki brüt mikro element rezervleri ile karşılaştırılması, çeşitli elementlerin hareketliliğinin önemli ölçüde farklılık gösterdiğini göstermiştir. Karbonat chernozem üzerindeki çinko, bitkiler için bakırdan 2,5-4,0 kat daha az ve manganezden 5-8 kat daha az bulunur (Tablo 21).


Böylece, yürütülen araştırmaların sonuçları göstermektedir. ağır metallerin topraktaki hareketliliği sorununun karmaşık ve çok faktörlü olduğunu. Ağır metallerin hareketli formlarının topraktaki içeriği birçok koşula bağlıdır. Bu ağır metal formunun içeriğinde bir azalmaya yol açan ana teknik, toprak verimliliğinde bir artıştır (kireçleme, humus ve fosfor içeriğinde bir artış vb.). Aynı zamanda, mobil metaller için genel kabul görmüş bir formülasyon yoktur. Bu bölümde, topraktaki hareketli metallerin çeşitli fraksiyonlarını anlamamızı önerdik:
1) toplam mobil form stoğu (asitlerle ekstrakte edilir);
2) mobil mobil form (tampon çözümleriyle kurtarılabilir):
3) değiştirilebilir (nötr tuzlarla ekstrakte edilir);
4) suda çözünür.

SAYFA SONU-- ağır metaller geniş bir kirletici grubunu karakterize eden, son zamanlarda yaygınlaşmıştır. Çeşitli bilimsel ve uygulamalı eserlerde yazarlar bu kavramın anlamını farklı şekillerde yorumlarlar. Bu bağlamda, ağır metaller grubuna atanan elementlerin sayısı geniş bir aralıkta değişmektedir. Üyelik kriteri olarak çok sayıda özellik kullanılır: atomik kütle, yoğunluk, toksisite, doğal çevredeki yaygınlık, doğal ve teknolojik döngülere katılım derecesi. Bazı durumlarda, ağır metallerin tanımı, kırılgan (örneğin, bizmut) veya metaloid (örneğin, arsenik) olan elementleri içerir.

Çevre kirliliği ve çevre izleme sorunlarına yönelik çalışmalarda bugüne kadar, ağır metaller periyodik sistem D.I.'nin 40'tan fazla metalini içerir. Atom kütlesi 50'den fazla atomik birimden oluşan Mendeleev: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi vb. Aynı zamanda, aşağıdaki koşullar ağır metallerin sınıflandırılmasında önemli bir rol oynar: nispeten düşük konsantrasyonlarda canlı organizmalar için yüksek toksisitelerinin yanı sıra biyolojik olarak birikme ve biyolojik olarak büyütme yetenekleri. Bu tanıma giren hemen hemen tüm metaller (biyolojik rolü şu anda net olmayan kurşun, cıva, kadmiyum ve bizmut hariç), biyolojik süreçlerde aktif olarak yer alır ve birçok enzimin bir parçasıdır. N. Reimers'ın sınıflandırmasına göre, yoğunluğu 8 g/cm3'ten fazla olan metaller ağır kabul edilmelidir. Böylece ağır metaller Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg.

Resmi olarak tanımlanmış ağır metaller karşılık gelir çok sayıda elementler. Bununla birlikte, durum gözlemlerinin organizasyonu ve çevre kirliliği ile ilgili pratik faaliyetlerde bulunan araştırmacılara göre, bu elementlerin bileşikleri kirletici olarak eşdeğer olmaktan uzaktır. Bu nedenle birçok işte, işin yönü ve özelliğinden dolayı, öncelikli kriterlere göre ağır metaller grubunun kapsamı daraltılmaktadır. Yani, Yu.A.'nın zaten klasik eserlerinde. İsrail'de belirlenecek kimyasallar listesinde doğal ortamlar arka plan istasyonlarında biyosfer rezervleri, Bölümde ağır metaller adlandırılmış Pb, Hg, Cd, As.Öte yandan, Birleşmiş Milletler Avrupa Ekonomik Komisyonu himayesinde faaliyet gösteren ve Avrupa ülkelerindeki kirletici emisyonları hakkında bilgi toplayan ve analiz eden Ağır Metal Emisyonları Görev Gücü'nün kararına göre, sadece Zn, As, Se ve Sb atandı ağır metaller. N. Reimers'in tanımına göre, sırasıyla ağır metallerden farklı olarak asil ve nadir metaller kalır. sadece Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg. Uygulamalı çalışmalarda en çok ağır metaller eklenir. Pt, Ag, W, Fe, Au, Mn.

Metal iyonları, doğal su kütlelerinin vazgeçilmez bileşenleridir. Çevresel koşullara (pH, redoks potansiyeli, ligandların varlığı) bağlı olarak, farklı oksidasyon derecelerinde bulunurlar ve gerçekten çözülebilen, kolloidal olarak dağılabilen veya bir parçası olabilen çeşitli inorganik ve organometalik bileşiklerin bir parçasıdırlar. mineral ve organik süspansiyonlar.

Gerçekten çözünmüş metal formları, hidroliz, hidrolitik polimerizasyon (polinükleer hidrokso komplekslerinin oluşumu) ve çeşitli ligandlarla kompleksleşme süreçleri ile ilişkili olan çok çeşitlidir. Buna göre, metallerin hem katalitik özellikleri hem de suda yaşayan mikroorganizmaların mevcudiyeti, su ekosistemindeki varlık biçimlerine bağlıdır.

Birçok metal, organik madde ile oldukça güçlü kompleksler oluşturur; bu kompleksler, doğal sularda element göçünün en önemli biçimlerinden biridir. Çoğu organik kompleks, şelat döngüsü tarafından oluşturulur ve stabildir. Demir, alüminyum, titanyum, uranyum, vanadyum, bakır, molibden ve diğer ağır metallerin tuzları ile toprak asitlerinin oluşturduğu kompleksler, nötr, hafif asidik ve hafif alkali ortamlarda nispeten iyi çözünür. Bu nedenle, organometalik kompleksler, doğal sularda çok önemli mesafelerde göç etme yeteneğine sahiptir. Bu, özellikle diğer komplekslerin oluşumunun imkansız olduğu düşük mineralli ve her şeyden önce yüzey suları için önemlidir.

Doğal sulardaki metal konsantrasyonunu, bunların kimyasal reaktivitesini, biyoyararlanımını ve toksisitesini düzenleyen faktörleri anlamak için sadece toplam içeriği değil, aynı zamanda serbest ve bağlı metal formlarının oranını da bilmek gerekir.

Metallerin sulu bir ortamda metal kompleks formuna geçişinin üç sonucu vardır:

1. Dip çökeltilerinden çözeltiye geçişi nedeniyle metal iyonlarının toplam konsantrasyonunda bir artış olabilir;

2. Kompleks iyonların membran geçirgenliği, hidratlı iyonların geçirgenliğinden önemli ölçüde farklı olabilir;

3. Kompleksleşmenin bir sonucu olarak metalin toksisitesi büyük ölçüde değişebilir.

Böylece şelatlı formlar Cu, Cd, Hg serbest iyonlardan daha az toksiktir. Doğal sulardaki metal konsantrasyonunu, bunların kimyasal reaktivitesini, biyoyararlanımını ve toksisitesini düzenleyen faktörleri anlamak için sadece toplam içeriği değil, aynı zamanda bağlı ve serbest formların oranını da bilmek gerekir.

Ağır metallerle su kirliliğinin kaynakları, galvanizleme atölyelerinden, madencilikten, demirli ve demirsiz metalurjiden ve makine yapım tesislerinden gelen atık sulardır. Ağır metaller gübrelerde ve pestisitlerde bulunur ve tarım arazilerinin akışıyla birlikte su kütlelerine girebilir.

Doğal sulardaki ağır metal konsantrasyonundaki bir artış, genellikle asitlenme gibi diğer kirlilik türleri ile ilişkilidir. Asit çökeltisinin çökelmesi, pH değerinde bir azalmaya ve metallerin mineral ve organik maddeler üzerinde adsorbe edilen bir durumdan serbest bir duruma geçişine katkıda bulunur.

Öncelikle üretim faaliyetlerinde önemli hacimlerde kullanılmaları nedeniyle atmosferi en çok kirleten ve dış ortamda birikimleri sonucunda biyolojik aktiviteleri ve toksik özellikleri açısından ciddi tehlike oluşturan metaller ilgi çekicidir. . Bunlara kurşun, cıva, kadmiyum, çinko, bizmut, kobalt, nikel, bakır, kalay, antimon, vanadyum, manganez, krom, molibden ve arsenik dahildir.
Ağır metallerin biyojeokimyasal özellikleri

H - yüksek, Y - orta, H - düşük

Vanadyum.

Vanadyum ağırlıklı olarak dağınık haldedir ve demir cevherlerinde, petrolde, asfaltta, bitümde, petrol şistinde, kömürde vb. bulunur. Doğal sulardaki vanadyum kirliliğinin ana kaynaklarından biri petrol ve ürünleridir.

Doğal sularda çok düşük konsantrasyonlarda oluşur: nehir suyunda 0,2 - 4,5 µg/dm3, deniz suyunda - ortalama 2 µg/dm3

Suda kararlı anyonik kompleksler (V4O12)4- ve (V10O26)6- oluşturur. Vanadyumun göçünde, organik maddelerle, özellikle hümik asitlerle olan çözünmüş kompleks bileşiklerinin rolü esastır.

Yüksek konsantrasyonlarda vanadyum insan sağlığına zararlıdır. Vanadyumun MPCv değeri 0.1 mg/dm3'tür (zararlılığın sınırlayıcı göstergesi sıhhi-toksikolojiktir), MPCvr 0.001 mg/dm3'tür.

Doğal sulara giren bizmutun doğal kaynakları, bizmut içeren minerallerin süzülme süreçleridir. Doğal sulara giriş kaynağı ayrıca ilaç ve parfüm endüstrilerinden, bazı cam endüstrisi işletmelerinden gelen atık sular olabilir.

Kirlenmemiş yüzey sularında mikrogram altı konsantrasyonlarda bulunur. En yüksek konsantrasyon yeraltı suyunda bulunmuştur ve 20 µg/dm3'tür. deniz suları- 0,02 µg/dm3 MPCv, 0,1 mg/dm3'tür

Yüzey sularındaki demir bileşiklerinin ana kaynakları, mekanik yıkım ve çözünmelerinin eşlik ettiği kayaların kimyasal ayrışma süreçleridir. Doğal sularda bulunan mineral ve organik maddelerle etkileşim sürecinde, suda çözünmüş, kolloidal ve askıya alınmış halde bulunan karmaşık bir demir bileşikleri kompleksi oluşur. Önemli miktarlarda demir, yeraltı akışı ve metalurji, metal işleme, tekstil, boya ve vernik endüstrilerindeki işletmelerden ve tarımsal atıklardan kaynaklanan atık sularla birlikte gelir.

Faz dengesi şunlara bağlıdır: kimyasal bileşim su, pH, Eh ve bir dereceye kadar sıcaklık. Rutin analizde ağırlıklı form 0,45 mikrondan büyük partiküller yayar. Ağırlıklı olarak demir içeren mineraller, demir oksit hidrat ve süspansiyonlara adsorbe edilen demir bileşikleridir. Gerçekten çözünmüş ve kolloidal form genellikle birlikte düşünülür. çözünmüş demir doğal suların çözünmüş inorganik ve organik maddeleri ile bir hidroksokompleks ve kompleksler şeklinde iyonik formdaki bileşiklerle temsil edilir. İyonik formda, esas olarak Fe(II) göç eder ve Fe(III) kompleksleştirici maddelerin yokluğunda çözünmüş halde önemli miktarda olamaz.

Demir esas olarak düşük Eh değerlerine sahip sularda bulunur.

Kimyasal ve biyokimyasal (demir bakterilerinin katılımıyla) oksidasyonun bir sonucu olarak, Fe(II), hidroliz üzerine Fe(OH)3 şeklinde çökelen Fe(III)'e geçer. Hem Fe(II) hem de Fe(III), aşağıdaki tipte hidrokso kompleksleri oluşturma eğilimindedir. +, 4+, +, 3+, - ve pH'a bağlı olarak farklı konsantrasyonlarda çözelti içinde bir arada bulunan ve genellikle demir-hidroksil sisteminin durumunu belirleyen diğerleri. Fe(III)'ün yüzey sularında ana oluşum şekli, başta hümik maddeler olmak üzere çözünmüş inorganik ve organik bileşiklerle kompleks bileşikleridir. pH = 8.0'da ana form Fe(OH)3'tür.Demirin kolloidal formu en az çalışılandır, demir oksit hidrat Fe(OH)3 ve organik maddelerle komplekslerdir.

Toprağın yüzey sularındaki demir içeriği, bataklıkların yakınında bir miligramın onda biri kadardır - birkaç miligram. Bataklık sularında, hümik asit tuzları - humatlar ile kompleksler şeklinde bulunduğu artan bir demir içeriği gözlenir. En yüksek demir konsantrasyonları (1 dm3 başına birkaç on ve yüzlerce miligrama kadar) düşük pH değerlerine sahip yeraltı sularında gözlenir.

Biyolojik olarak aktif bir element olan demir, fitoplankton gelişiminin yoğunluğunu ve rezervuardaki mikrofloranın kalitatif bileşimini bir dereceye kadar etkiler.

Demir konsantrasyonları belirgin mevsimsel dalgalanmalara tabidir. Genellikle, biyolojik üretkenliği yüksek olan rezervuarlarda, yaz ve kış durgunluğu döneminde, suyun alt katmanlarındaki demir konsantrasyonunda bir artış fark edilir. Su kütlelerinin (homotermi) sonbahar-ilkbahar karışımına Fe(II)'nin Fe(III)'e oksidasyonu ve ikincisinin Fe(OH)3 formunda çökelmesi eşlik eder.

Toprağın, polimetalik ve bakır cevherlerinin liçi sırasında, onu biriktirebilen suda yaşayan organizmaların ayrışmasının bir sonucu olarak doğal sulara girer. Kadmiyum bileşikleri, kurşun-çinko fabrikalarından, cevher işleme tesislerinden, bir dizi kimya işletmesinden (sülfürik asit üretimi), galvanik üretimden ve ayrıca maden sularından gelen atık sularla yüzey sularına taşınır. Çözünmüş kadmiyum bileşiklerinin konsantrasyonundaki azalma, sorpsiyon süreçleri, kadmiyum hidroksit ve karbonatın çökeltilmesi ve suda yaşayan organizmalar tarafından tüketilmesi nedeniyle meydana gelir.

Doğal sularda çözünmüş kadmiyum formları esas olarak mineral ve organo-mineral kompleksleridir. Kadmiyumun ana askıya alınmış formu, adsorbe edilmiş bileşikleridir. Kadmiyumun önemli bir kısmı suda yaşayan organizmaların hücreleri içinde göç edebilir.

Nehir kirlenmemiş ve hafif kirli sularda, kadmiyum mikrogram altı konsantrasyonlarda bulunur; kirli ve atık sularda kadmiyum konsantrasyonu 1 dm3'te onlarca mikrograma ulaşabilir.

Kadmiyum bileşikleri, hayvanların ve insanların yaşamında önemli bir rol oynamaktadır. Özellikle diğer toksik maddelerle birlikte yüksek konsantrasyonlarda toksiktir.

MPCv 0,001 mg/dm3'tür, MPCvr 0,0005 mg/dm3'tür (zararlılığın sınırlayıcı işareti toksikolojiktir).

Kobalt bileşikleri, doğal sulara, bakır pirit ve diğer cevherlerden, organizmaların ve bitkilerin ayrışması sırasında topraktan ve ayrıca metalurji, metal işleme ve kimya tesislerinden gelen atık sulardan sızmalarının bir sonucu olarak girer. Bitki ve hayvan organizmalarının ayrışmasının bir sonucu olarak topraktan bir miktar kobalt gelir.

Doğal sulardaki kobalt bileşikleri, suyun kimyasal bileşimi, sıcaklık ve pH değerleri ile belirlenen nicel oran arasında çözünmüş ve askıda haldedir. Çözünmüş formlar, esas olarak, dahil olmak üzere karmaşık bileşiklerle temsil edilir. doğal sularda organik madde ile İki değerli kobalt bileşikleri, yüzey sularının en karakteristik özelliğidir. Oksitleyici ajanların varlığında, üç değerlikli kobalt kayda değer konsantrasyonlarda bulunabilir.

Kobalt biyolojik olarak aktif elementlerden biridir ve her zaman hayvanların ve bitkilerin vücudunda bulunur. Bitkilerde yetersiz kobalt içeriği, topraktaki yetersiz içeriği ile ilişkilidir, bu da hayvanlarda anemi gelişimine katkıda bulunur (tayga-ormanı chernozem olmayan bölge). B12 vitamininin bir parçası olarak kobalt, azotlu maddelerin alımında, klorofil ve askorbik asit içeriğinde bir artış üzerinde çok aktif bir etkiye sahiptir, biyosentezi aktive eder ve bitkilerde protein azot içeriğini arttırır. Bununla birlikte, yüksek konsantrasyonlarda kobalt bileşikleri toksiktir.

Kirlenmemiş ve hafif kirli nehir sularında içeriği 1 dm3'te miligramın onda biri ile binde biri arasında değişir, deniz suyundaki ortalama içerik 0,5 µg/dm3'tür. MPCv 0,1 mg/dm3, MPCv 0,01 mg/dm3'tür.

Manganez

Manganez, ferromangan cevherlerinin ve manganez içeren diğer minerallerin (piroluzit, psilomelan, brownit, manganit, siyah aşı boyası) sızması sonucu yüzey sularına girer. Önemli miktarlarda manganez, suda yaşayan hayvanların ve bitki organizmalarının, özellikle mavi-yeşil, diatomlar ve daha yüksek elementlerin ayrışmasından gelir. su bitkileri. Manganez bileşikleri, manganez zenginleştirme tesislerinden, metalurji tesislerinden, kimya sanayi işletmelerinden ve maden sularından gelen atık su ile birlikte rezervuarlara deşarj edilmektedir.

Mn(II)'nin MnO2'ye oksidasyonu ve çöken diğer yüksek değerlikli oksitlerin bir sonucu olarak, doğal sulardaki manganez iyonlarının konsantrasyonunda bir azalma meydana gelir. Oksidasyon reaksiyonunu belirleyen ana parametreler çözünmüş oksijen konsantrasyonu, pH değeri ve sıcaklıktır. Çözünmüş manganez bileşiklerinin konsantrasyonu, algler tarafından kullanılmalarından dolayı azalır.

Yüzey sularında manganez bileşiklerinin ana göç şekli, bileşimi sular tarafından boşaltılan kayaların bileşimi ve ayrıca ağır metallerin kolloidal hidroksitleri ve emilmiş manganez bileşikleriyle belirlenen süspansiyonlardır. Manganezin çözünmüş ve koloidal formlarda göçünde temel öneme sahip olan organik maddeler ve inorganik ve organik ligandlarla manganezin kompleks oluşum süreçleridir. Mn(II) bikarbonatlar ve sülfatlar ile çözünür kompleksler oluşturur. Klorür iyonu ile manganez kompleksleri nadirdir. Mn(II)'nin organik maddelerle kompleks bileşikleri genellikle diğer geçiş metallerine göre daha az kararlıdır. Bunlara aminler, organik asitler, amino asitler ve hümik maddeler içeren bileşikler dahildir. Yüksek konsantrasyonlarda Mn(III) sadece güçlü kompleks yapıcı maddelerin varlığında çözünmüş halde olabilir; Mn(YII) doğal sularda oluşmaz.

Nehir sularında, manganez içeriği genellikle 1 ila 160 µg/dm3 arasında değişir, deniz sularında ortalama içerik 2 µg/dm3, yeraltı sularında - n.102 - n.103 µg/dm3'tür.

Yüzey sularındaki manganez konsantrasyonu mevsimsel dalgalanmalara tabidir.

Manganez konsantrasyonlarındaki değişiklikleri belirleyen faktörler, yüzey ve yeraltı akışı arasındaki oran, fotosentez sırasında tüketiminin yoğunluğu, fitoplanktonun ayrışması, mikroorganizmalar ve daha yüksek su bitki örtüsü ve ayrıca dibe çökelme süreçleridir. su kütleleri.

Manganezin yüksek bitkilerin ve su kütlelerindeki alglerin yaşamındaki rolü çok büyüktür. Manganez, bitkiler tarafından CO2 kullanımına katkıda bulunur, fotosentez yoğunluğunu arttırır, bitkiler tarafından nitrat indirgeme ve azot asimilasyonu süreçlerine katılır. Manganez, hücreyi zehirlenmeden koruyan, organizmaların büyümesini hızlandıran, vb. aktif Fe(II)'nin Fe(III)'e geçişini destekler. Manganezin önemli ekolojik ve fizyolojik rolü, manganezin doğal sularda araştırılmasını ve dağılımını zorunlu kılmaktadır.

Sıhhi kullanım amaçlı su kütleleri için MPCv (manganez iyonu için) 0,1 mg/dm3'e eşit olarak ayarlanır.

Aşağıda, 1989 - 1993 yılları için gözlemsel verilere göre oluşturulmuş, ortalama metal konsantrasyonlarının dağılımına ilişkin haritalar bulunmaktadır: manganez, bakır, nikel ve kurşun. 123 şehirde. Üretimdeki azalma nedeniyle askıda katı madde ve buna bağlı olarak metallerin konsantrasyonları önemli ölçüde azaldığından, daha yeni verilerin kullanılmasının uygun olmadığı varsayılmaktadır.

Sağlık üzerindeki etkisi. Birçok metal tozun bir bileşenidir ve sağlık üzerinde önemli bir etkiye sahiptir.

Mangan, demirli metalurji işletmelerinden (tüm manganez emisyonlarının %60'ı), makine mühendisliği ve metal işlemeden (%23), demir dışı metalurjiden (%9), çok sayıda küçük kaynaktan, örneğin kaynaktan kaynaklanan emisyonlardan atmosfere girer.

Yüksek manganez konsantrasyonları, nörotoksik etkilerin ortaya çıkmasına, merkezi sinir sistemine ilerleyici hasara, pnömoniye yol açar.
En yüksek manganez konsantrasyonları (0,57 - 0,66 µg/m3) büyük metalurji merkezlerinde gözlenir: Lipetsk ve Cherepovets'te ve Magadan'da. Yüksek Mn (0.23 - 0.69 µg/m3) konsantrasyonuna sahip şehirlerin çoğu Kola Yarımadası'nda yoğunlaşmıştır: Zapolyarny, Kandalaksha, Monchegorsk, Olenegorsk (haritaya bakın).

1991 - 1994 için endüstriyel kaynaklardan manganez emisyonları %62, ortalama konsantrasyonlar - %48 azaldı.

Bakır en önemli eser elementlerden biridir. Bakırın fizyolojik aktivitesi, esas olarak, redoks enzimlerinin aktif merkezlerinin bileşimine dahil edilmesiyle ilişkilidir. Topraklarda yetersiz bakır içeriği protein, yağ ve vitaminlerin sentezini olumsuz etkiler ve bitki organizmalarının kısırlığına katkıda bulunur. Bakır, fotosentez sürecinde yer alır ve bitkiler tarafından azotun emilimini etkiler. Aynı zamanda, aşırı bakır konsantrasyonları bitki ve hayvan organizmaları üzerinde olumsuz bir etkiye sahiptir.

Cu(II) bileşikleri doğal sularda en yaygın olanlarıdır. Cu(I) bileşikleri arasında suda az çözünür olan Cu2O, Cu2S ve CuCl en yaygın olanlarıdır. Sulu bir ortamda ligandların varlığında, hidroksit ayrışmasının dengesi ile birlikte, metal su iyonları ile dengede olan çeşitli kompleks formların oluşumunu hesaba katmak gerekir.

Doğal sulara giren bakırın ana kaynağı, kimya ve metalurji endüstrilerinden gelen atık sular, maden suları ve yosunları öldürmek için kullanılan aldehit reaktifleridir. Bakır boruların ve su sistemlerinde kullanılan diğer yapıların korozyonu sonucu bakır oluşabilir. Yeraltı suyunda bakır içeriği, suyun onu içeren kayaçlarla (kalkopirit, kalkozit, kovellit, bornit, malakit, azurit, krizakol, brotantin) etkileşiminden kaynaklanmaktadır.

Sıhhi su kullanımı için rezervuarların suyunda izin verilen maksimum bakır konsantrasyonu 0.1 mg/dm3'tür (zararlılığın sınırlayıcı işareti genel sıhhidir), balıkçılık rezervuarlarının suyunda 0.001 mg/dm3'tür.

Şehir

Norilsk

Mönçegorsk

Krasnouralsk

Kolçugino

Zapolyarny

Bakır oksit emisyonları М (bin ton/yıl) ve bakırın yıllık ortalama konsantrasyonları q (µg/m3).

Bakır, metalurji endüstrilerinden kaynaklanan emisyonlarla havaya girer. Partikül madde emisyonlarında, esas olarak bakır oksit olmak üzere bileşikler şeklinde bulunur.

Demir dışı metalurji işletmeleri, bu metalin tüm antropojenik emisyonlarının% 98,7'sini oluşturuyor, bunun% 71'i Zapolyarny ve Nikel, Monchegorsk ve Norilsk'te bulunan Norilsk Nikel endişesinin işletmeleri tarafından gerçekleştiriliyor ve bakır emisyonlarının yaklaşık% 25'i taşınıyor. Revda, Krasnouralsk, Kolchugino ve diğerlerinde.


Yüksek konsantrasyonlarda bakır zehirlenmeye, anemiye ve hepatite yol açar.

Haritadan da görülebileceği gibi, en yüksek bakır konsantrasyonları Lipetsk ve Rudnaya Pristan şehirlerinde görülmektedir. Kola Yarımadası'ndaki şehirlerde, Zapolyarny, Monchegorsk, Nikel, Olenegorsk ve ayrıca Norilsk'te bakır konsantrasyonları da arttı.

Endüstriyel kaynaklardan gelen bakır emisyonları %34, ortalama konsantrasyonlar - %42 azaldı.

Molibden

Molibden bileşikleri, molibden içeren eksojen minerallerden sızmalarının bir sonucu olarak yüzey sularına girer. Molibden ayrıca işleme tesislerinden ve demir dışı metalurji işletmelerinden gelen atık sularla birlikte su kütlelerine girer. Molibden bileşiklerinin konsantrasyonlarındaki azalma, az çözünür bileşiklerin çökeltilmesi, mineral süspansiyonları tarafından adsorpsiyon süreçleri ve bitki su organizmaları tarafından tüketilmesi sonucu meydana gelir.

Yüzey sularında molibden esas olarak formdadır. MoO42-. Organomineral kompleksler şeklinde var olması kuvvetle muhtemeldir. Kolloidal durumda bir miktar birikim olasılığı, molibdenit oksidasyon ürünlerinin gevşek, ince dağılmış maddeler olması gerçeğinden kaynaklanmaktadır.

Nehir sularında molibden 2,1 ila 10.6 µg/dm3 arasındaki konsantrasyonlarda bulunur. Deniz suyu ortalama 10 µg/dm3 molibden içerir.

Küçük miktarlarda molibden, bitki ve hayvan organizmalarının normal gelişimi için gereklidir. Molibden, ksantin oksidaz enziminin bir parçasıdır. Molibden eksikliği ile enzim yetersiz miktarlarda oluşur ve bu da vücutta olumsuz reaksiyonlara neden olur. Yüksek konsantrasyonlarda molibden zararlıdır. Fazla molibden ile metabolizma bozulur.

Sıhhi kullanım için su kütlelerinde izin verilen maksimum molibden konsantrasyonu 0,25 mg/dm3'tür.

Arsenik, doğal sulara mineral kaynaklarından, arsenik mineralizasyon alanlarından (arsenik pirit, realgar, orpiment) ve ayrıca polimetalik, bakır-kobalt ve tungsten tipi kayaların oksidasyon bölgelerinden girer. Belli bir miktar arsenik, bitki ve hayvan organizmalarının ayrışmasının yanı sıra topraklardan gelir. Sudaki organizmalar tarafından arsenik tüketimi, planktonun yoğun gelişimi döneminde en belirgin şekilde ortaya çıkan sudaki konsantrasyonundaki azalmanın nedenlerinden biridir.

Önemli miktarlarda arsenik, işleme tesislerinden gelen atık sular, boya üretimi, tabakhaneler ve pestisit fabrikalarının yanı sıra pestisitlerin kullanıldığı tarım alanlarından gelen atıklarla su kütlelerine girer.

Doğal sularda, arsenik bileşikleri, suyun kimyasal bileşimi ve pH değerleri ile belirlenen oranlar arasında çözünmüş ve askıda haldedir. Çözünmüş halde, arsenik, esas olarak anyonlar olarak, üç ve beş değerlikli formlarda meydana gelir.

Kirlenmemiş nehir sularında arsenik genellikle mikrogram konsantrasyonlarında bulunur. AT maden suları konsantrasyonu 1 dm3'te birkaç miligrama ulaşabilir, ortalama 3 µg/dm3 içerdiği deniz sularında, yeraltı sularında n.105 µg/dm3 konsantrasyonlarda bulunur. Yüksek konsantrasyonlardaki arsenik bileşikleri, hayvanların ve insanların vücudu için toksiktir: oksidatif süreçleri engeller, organlara ve dokulara oksijen verilmesini engeller.

Arsenik için MPCv 0,05 mg/dm3'tür (zararlılığın sınırlayıcı göstergesi sıhhi-toksikolojiktir) ve MPCv 0,05 mg/dm3'tür.

Doğal sularda nikelin varlığı, suyun içinden geçtiği kayaların bileşiminden kaynaklanmaktadır: sülfit bakır-nikel cevherleri ve demir-nikel cevherleri yataklarının olduğu yerlerde bulunur. Suya topraktan, bitki ve hayvan organizmalarından çürümeleri sırasında girer. Mavi-yeşil alglerde diğer alg türlerine kıyasla artan bir nikel içeriği bulundu. Nikel bileşikleri ayrıca nikel kaplama atölyelerinden, sentetik kauçuk fabrikalarından ve nikel zenginleştirme tesislerinden gelen atık sularla birlikte su kütlelerine girer. Fosil yakıtların yanmasına büyük nikel emisyonları eşlik ediyor.

Sudaki organizmalar tarafından tüketilmesi ve adsorpsiyon süreçleri nedeniyle siyanürler, sülfürler, karbonatlar veya hidroksitler (artan pH değerleri ile) gibi bileşiklerin çökeltilmesi sonucu konsantrasyonu düşebilir.

Yüzey sularında, nikel bileşikleri çözünmüş, askıda ve kolloidal hallerdedir ve bunlar arasındaki niceliksel oran su bileşimine, sıcaklığa ve pH değerlerine bağlıdır. Nikel bileşiklerinin sorbentleri demir hidroksit, organik maddeler, yüksek oranda dağılmış kalsiyum karbonat, killer olabilir. Çözünmüş formlar, çoğunlukla amino asitler, hümik ve fulvik asitlerle ve ayrıca güçlü bir siyanür kompleksi biçiminde olan kompleks iyonlardır. Nikel bileşikleri, +2 oksidasyon durumunda olduğu doğal sularda en yaygın olanlarıdır. Ni3+ bileşikleri genellikle alkali bir ortamda oluşturulur.

Nikel bileşikleri, katalizör olarak hematopoietik süreçlerde önemli bir rol oynar. Artan içeriği kardiyovasküler sistem üzerinde spesifik bir etkiye sahiptir. Nikel kanserojen elementlerden biridir. Solunum yolu hastalıklarına neden olabilir. Serbest nikel iyonlarının (Ni2+), kompleks bileşiklerinden yaklaşık 2 kat daha toksik olduğuna inanılmaktadır.


Kirlenmemiş ve hafif kirli nehir sularında nikel konsantrasyonu genellikle 0,8 ila 10 µg/dm3 arasında değişir; kirli olarak 1 dm3 başına birkaç on mikrogramdır. Deniz suyundaki ortalama nikel konsantrasyonu 2 µg/dm3, yeraltı suyunda - n.103 µg/dm3'tür. Nikel içeren kayaları yıkayan yeraltı sularında nikel konsantrasyonu bazen 20 mg/dm3'e kadar çıkmaktadır.

Nikel, tüm nikel emisyonlarının %97'sini oluşturan ve %89'u Zapolyarny ve Nikel, Monchegorsk ve Norilsk'te bulunan Norilsk Nikel endişesinin işletmelerinden gelen demir dışı metalurji işletmelerinden atmosfere girer.

Ortamdaki artan nikel içeriği, endemik hastalıkların, bronş kanserinin ortaya çıkmasına neden olur. Nikel bileşikleri kanserojenlerin 1. grubuna aittir.
Harita, Norilsk Nikel endişesinin bulunduğu yerlerde yüksek ortalama nikel konsantrasyonlarına sahip birkaç nokta gösterir: Apatity, Kandalaksha, Monchegorsk, Olenegorsk.

Sanayi işletmelerinden kaynaklanan nikel emisyonları %28, ortalama konsantrasyonlar - %35 azaldı.

Emisyonlar М (bin ton/yıl) ve nikelin ortalama yıllık konsantrasyonları q (µg/m3).

Kalay içeren minerallerin (kasiterit, stannin) yanı sıra çeşitli endüstrilerden (kumaş boyama, organik boyaların sentezi, kalay ilaveli alaşım üretimi vb.) atık suların sızması sonucu doğal sulara girer.

Kalayın toksik etkisi azdır.

Kalay, kirlenmemiş yüzey sularında mikrogram altı konsantrasyonlarda bulunur. Yeraltı suyunda konsantrasyonu 1 dm3 başına birkaç mikrograma ulaşır. MPCv 2 mg/dm3'tür.

Cıva bileşikleri, cıva biriken su organizmalarının ayrışma sürecinde cıva birikintileri (zinober, metasinnabarit, canlıtaş) alanındaki kayaların sızması sonucu yüzey sularına girebilir. Boyalar, pestisitler, ilaçlar ve bazı patlayıcılar üreten işletmelerin atık suları ile birlikte önemli miktarlarda su kütlelerine girer. Kömürle çalışan termik santraller, ıslak ve kuru serpinti sonucunda su kütlelerine giren atmosfere önemli miktarlarda cıva bileşikleri yayar.

Çözünmüş cıva bileşiklerinin konsantrasyonundaki azalma, sudaki içeriğinden çok daha yüksek konsantrasyonlarda biriktirme kabiliyetine sahip birçok deniz ve tatlı su organizması tarafından ekstraksiyonunun yanı sıra askıda katı maddeler tarafından adsorpsiyon işlemlerinin bir sonucu olarak ortaya çıkar. alt çökeltiler.

Yüzey sularında cıva bileşikleri çözünmüş ve askıda haldedir. Aralarındaki oran, suyun kimyasal bileşimine ve pH değerlerine bağlıdır. Askıya alınmış cıva, emilmiş cıva bileşikleridir. Çözünmüş formlar, ayrışmamış moleküller, karmaşık organik ve mineral bileşiklerdir. Su kütlelerinin suyunda cıva, metilcıva bileşikleri şeklinde olabilir.

Cıva bileşikleri oldukça zehirlidir, insan sinir sistemini etkiler, mukoza zarında değişikliklere, bozulmuş motor fonksiyon ve sekresyona neden olur. gastrointestinal sistem, kandaki değişiklikler vb. Bakteriyel metilasyon süreçleri, cıvanın mineral tuzlarından birçok kez daha toksik olan metilcıva bileşiklerinin oluşumunu amaçlar. Metilciva bileşikleri balıklarda birikir ve insan vücuduna girebilir.

Cıvanın MPCv'si 0,0005 mg/dm3'tür (zararlılığın sınırlayıcı işareti sıhhi-toksikolojiktir), MPCv 0,0001 mg/dm3'tür.

Yüzey sularındaki doğal kurşun kaynakları, endojen (galen) ve eksojen (angosit, serussit vb.) minerallerin çözünme süreçleridir. Çevredeki (yüzey suları dahil) kurşun içeriğindeki önemli bir artış, kömürün yanması, tetraetil kurşunun motor yakıtında bir vuruntu maddesi olarak kullanılması, cevher işleme tesislerinden atık su ile su kütlelerine çıkarılması ile ilişkilidir. , bazı metalurji tesisleri, kimya endüstrileri, madenler vb. Sudaki kurşun konsantrasyonunu düşürmedeki önemli faktörler, askıda katı maddeler tarafından adsorpsiyonu ve onlarla birlikte dip çökeltilerine çökeltilmesidir. Diğer metallerin yanı sıra kurşun hidrobiyontlar tarafından çıkarılır ve biriktirilir.

Kurşun, doğal sularda çözünmüş ve askıda (emilmiş) halde bulunur. Çözünmüş formda, mineral ve organomineral komplekslerin yanı sıra basit iyonlar şeklinde, çözünmeyen formda - esas olarak sülfitler, sülfatlar ve karbonatlar şeklinde oluşur.

Nehir sularında kurşun konsantrasyonu, 1 dm3 başına onda bir ile mikrogram birimi arasında değişir. Polimetalik cevher bölgelerine bitişik su kütlelerinin sularında bile, konsantrasyonu nadiren 1 dm3 başına onlarca miligrama ulaşır. Sadece klorürlü termal sularda kurşun konsantrasyonu bazen 1 dm3'te birkaç miligrama ulaşır.

Kurşunun zararlılığının sınırlayıcı göstergesi sıhhi-toksikolojiktir. Kurşunun MPCv değeri 0,03 mg/dm3, MPCv 0,1 mg/dm3'tür.

Kurşun metalurji, metal işleme, elektrik mühendisliği, petrokimya ve motorlu taşıt işletmelerinden kaynaklanan emisyonlarda bulunur.

Kurşunun sağlık üzerindeki etkisi, kurşun içeren havanın solunması ve kurşunun yiyecek, su ve toz parçacıkları ile alınması yoluyla ortaya çıkar. Kurşun vücutta, kemiklerde ve yüzey dokularında birikir. Kurşun böbrekleri, karaciğeri, sinir sistemini ve kan oluşturan organları etkiler. Yaşlılar ve çocuklar özellikle düşük dozda kurşuna karşı hassastır.

Emisyonlar M (bin ton/yıl) ve ortalama yıllık kurşun konsantrasyonları q (µg/m3).


Yedi yılda, endüstriyel kaynaklardan kaynaklanan kurşun emisyonları, üretim kesintileri ve birçok işletmenin kapanması nedeniyle %60 oranında azaldı. Endüstriyel emisyonlardaki keskin düşüşe, araç emisyonlarındaki düşüş eşlik etmiyor. Ortalama kurşun konsantrasyonları sadece %41 azaldı. Azaltma oranları ve kurşun konsantrasyonlarındaki fark, önceki yıllarda araç emisyonlarının olduğundan az tahmin edilmesiyle açıklanabilir; Şu anda, araba sayısı ve hareketlerinin yoğunluğu arttı.

tetraetil kurşun

Su taşıtlarının motor yakıtında bir çarpma önleyici madde olarak kullanılmasının yanı sıra kentsel alanlardan yüzey akışı ile doğal sulara girer.

Bu madde yüksek toksisite ile karakterizedir, kümülatif özelliklere sahiptir.

Yüzey sularına giren gümüşün kaynakları yeraltı suları ve madenlerden, işleme tesislerinden ve fotoğraf işletmelerinden gelen atık sulardır. Artan gümüş içeriği, bakterisit ve algisidal müstahzarların kullanımı ile ilişkilidir.

Atık suda gümüş, çoğunlukla halojenür tuzları şeklinde, çözünmüş ve askıda halde bulunabilir.

Kirlenmemiş yüzey sularında gümüş, mikrogram altı konsantrasyonlarda bulunur. Yeraltı suyunda gümüş konsantrasyonu, deniz suyunda 1 dm3 başına birkaç ila onlarca mikrogram arasında değişir - ortalama 0,3 µg/dm3.

Gümüş iyonları, küçük konsantrasyonlarda bile bakterileri yok edebilir ve suyu sterilize edebilir (gümüş iyonlarının bakterisit etkisinin alt sınırı 2.10-11 mol/dm3'tür). Gümüşün hayvan ve insan vücudundaki rolü yeterince araştırılmamıştır.

Gümüşün MPCv değeri 0,05 mg/dm3'tür.

Antimon yüzey sularına, antimon minerallerinin (stibnite, senarmontit, valentinit, servenit, stibiokanit) liçi ve kauçuk, cam, boyama ve kibrit işletmelerinden gelen atık sularla girer.

Doğal sularda antimon bileşikleri çözünmüş ve askıda halde bulunur. Yüzey sularının karakteristik redoks koşulları altında, hem üç değerlikli hem de beş değerlikli antimon bulunabilir.

Kirlenmemiş yüzey sularında antimon mikrogram altı konsantrasyonlarda bulunur, deniz suyunda konsantrasyonu 0,5 µg/dm3'e ulaşır, yeraltı suyunda - 10 µg/dm3. Antimonun MPCv değeri 0,05 mg/dm3'tür (zararlılığın sınırlayıcı göstergesi sıhhi-toksikolojiktir), MPCv 0,01 mg/dm3'tür.

Üç ve altı değerlikli krom bileşikleri, kayalardan (kromit, krokoit, uvarovit vb.) sızma sonucu yüzey sularına girer. Bazı miktarlar, organizmaların ve bitkilerin topraktan ayrışmasından gelir. Elektrokaplama atölyelerinden, tekstil işletmelerinin boyama atölyelerinden, tabakhanelerden ve kimya endüstrilerinden gelen atık sularla birlikte önemli miktarlarda su kütlelerine girebilir. Sudaki organizmalar ve adsorpsiyon süreçleri tarafından tüketilmelerinin bir sonucu olarak krom iyonlarının konsantrasyonunda bir azalma gözlemlenebilir.

Yüzey sularında, krom bileşikleri çözünmüş ve askıda haldedir ve bunların oranı suyun bileşimine, sıcaklığa ve çözeltinin pH'ına bağlıdır. Askıda krom bileşikleri esas olarak sorbe krom bileşikleridir. Sorbentler killer, demir hidroksit, yüksek oranda dağılmış çökelme kalsiyum karbonat, bitki ve hayvan artıkları olabilir. Çözünmüş halde krom, kromatlar ve dikromatlar şeklinde olabilir. Aerobik koşullar altında, Cr(VI), nötr ve alkali ortamlardaki tuzları hidroksit salınımı ile hidrolize edilen Cr(III)'e dönüşür.

Kirlenmemiş ve hafif kirli nehir sularında, krom içeriği litre başına bir mikrogramın onda birkaçından litre başına birkaç mikrograma kadar değişir, kirli su kütlelerinde litre başına birkaç on ve yüzlerce mikrograma ulaşır. Deniz sularındaki ortalama konsantrasyon 0.05 µg/dm3, yeraltı sularında - genellikle n.10 - n.102 µg/dm3 arasındadır.

Artan miktarlarda Cr(VI) ve Cr(III) bileşikleri kanserojen özelliklere sahiptir. Cr(VI) bileşikleri daha tehlikelidir.

Kayaların ve minerallerin (sfalerit, zinnit, goslarit, smithsonit, kalamin) doğal yıkım ve çözünme süreçlerinin yanı sıra cevher işleme tesislerinden ve elektrokaplama atölyelerinden gelen atık sular, parşömen kağıdı üretimi, mineral boyalar ile doğal sulara girer. , viskon elyaf ve diğerleri

Suda esas olarak iyonik formda veya mineral ve organik kompleksleri şeklinde bulunur. Bazen çözünmeyen formlarda ortaya çıkar: hidroksit, karbonat, sülfür vb.

Nehir sularında çinko konsantrasyonu genellikle 3 ila 120 µg/dm3 arasında, deniz sularında ise 1,5 ila 10 µg/dm3 arasındadır. Cevherdeki ve özellikle düşük pH değerlerine sahip maden sularındaki içerik önemli olabilir.

Çinko, organizmaların büyümesini ve normal gelişimini etkileyen aktif eser elementlerden biridir. Aynı zamanda, başta sülfat ve klorür olmak üzere birçok çinko bileşiği zehirlidir.

MPCv Zn2+ 1 mg/dm3 (zararlılığın sınırlayıcı göstergesi - organoleptik), MPCvr Zn2+ - 0,01 mg/dm3 (zararlılığın sınırlayıcı işareti - toksikolojik).

Ağır metaller zaten tehlike açısından ikinci sırada, zirai ilaçlara yol açıyor ve karbondioksit ve kükürt gibi iyi bilinen kirleticilerin çok önünde, ancak tahminde en tehlikeli, nükleer santral atıklarından ve katı maddeden daha tehlikeli olmalılar. boşa harcamak. Ağır metallerle kirlilik, bunların yaygın kullanımları ile ilişkilidir. endüstriyel üretim zayıf arıtma sistemleri ile birleştiğinde, bunun sonucunda ağır metaller toprak dahil çevreye girer, onu kirletir ve zehirler.

Ağır metaller, tüm ortamlarda izlenmesi zorunlu olan öncelikli kirleticiler arasındadır. Çeşitli bilimsel ve uygulamalı eserlerde yazarlar, "ağır metaller" kavramının anlamını farklı şekillerde yorumlamaktadır. Bazı durumlarda, ağır metallerin tanımı, kırılgan (örneğin, bizmut) veya metaloid (örneğin, arsenik) olan elementleri içerir.

Toprak, atmosferden ve su ortamından gelenler de dahil olmak üzere ağır metallerin girdiği ana ortamdır. Aynı zamanda, Dünya Okyanusuna ondan giren yüzey havasının ve suların ikincil kirliliğinin kaynağı olarak da hizmet eder. Ağır metaller, bitkiler tarafından topraktan özümlenir ve daha sonra daha organize hayvanların yiyeceklerine girer.
devam
--SAYFA SONU-- 3.3. kurşun zehirlenmesi
Şu anda kurşun, endüstriyel zehirlenme nedenleri arasında ilk sırada yer almaktadır. Bunun nedeni, çeşitli endüstrilerdeki geniş uygulamasıdır. Kurşun cevheri işçileri, kurşun izabe tesislerinde, pil üretiminde, lehimlemede, matbaalarda, kristal cam veya seramik ürünler, kurşunlu benzin, kurşun boyalar vb. imalatlarında kurşuna maruz kalırlar. Atmosferik hava, toprak ve kurşun kirliliği bu tür endüstrilerin yakınında ve aynı zamanda büyüklerin yakınında su karayolları bu bölgelerde yaşayan nüfus ve özellikle ağır metallerin etkilerine karşı daha hassas olan çocuklar için kurşun maruziyeti tehdidi oluşturmaktadır.
Rusya'da, kurşunun çevre ve halk sağlığı üzerindeki etkisinin yasal, düzenleyici ve ekonomik düzenlenmesi, kurşun ve bileşiklerinin çevreye emisyonlarının (boşaltılması, atıkların) azaltılmasına ilişkin herhangi bir devlet politikasının bulunmadığını üzülerek belirtmek gerekir. ve kurşun içeren benzin üretiminin tamamen durdurulması üzerine.

Nüfusa ağır metallerin insan vücuduna maruz kalma tehlikesinin derecesini açıklamak için son derece yetersiz eğitim çalışmaları nedeniyle, Rusya'da kurşunla mesleki teması olan birliklerin sayısı azalmamakta, ancak giderek artmaktadır. Rusya'da 14 endüstride kronik kurşun zehirlenmesi vakaları kaydedildi. Önde gelen endüstriler, elektrik endüstrisi (pil üretimi), enstrümantasyon, baskı ve demir dışı metalurjidir; burada zehirlenme, çalışma alanının havasındaki izin verilen maksimum kurşun konsantrasyonunun (MAC) 20 veya daha fazla zaman.

Rusya'nın yarısı hala kurşunlu benzin kullandığından, önemli bir kurşun kaynağı otomotiv egzozudur. Bununla birlikte, metalurji tesisleri, özellikle bakır izabe tesisleri, çevre kirliliğinin ana kaynağı olmaya devam etmektedir. Ve burada liderler var. Sverdlovsk bölgesinin topraklarında, ülkedeki en büyük 3 kurşun emisyon kaynağı var: Krasnouralsk, Kirovograd ve Revda şehirlerinde.

Stalinist sanayileşme yıllarında inşa edilen ve 1932'den kalma ekipman kullanan Krasnouralsk bakır izabe tesisinin bacaları, her şeyi kurşun tozuyla kaplayan 34.000'lik şehre yılda 150-170 ton kurşun yayar.

Krasnouralsk toprağındaki kurşun konsantrasyonu, izin verilen maksimum konsantrasyon MPC = 130 mikron/kg ile 42.9 ila 790.8 mg/kg arasında değişmektedir. Komşu köyün su kaynağındaki su örnekleri. Bir yeraltı su kaynağından beslenen Oktyabrsky, iki kata kadar fazla MPC kaydetti.

Kurşun kirliliği insan sağlığını etkiler. Kurşun maruziyeti dişi ve erkek üreme sistemlerini bozar. Hamile ve çocuk doğurma yaşındaki kadınlar için, kandaki yüksek kurşun seviyeleri özel bir tehlike oluşturur, çünkü kurşun menstrüel işlevi bozduğundan, kurşunun plasenta bariyerinden nüfuz etmesi nedeniyle daha sık erken doğumlar, düşükler ve fetal ölüm meydana gelir. Yenidoğanlarda ölüm oranı yüksektir.

Kurşun zehirlenmesi küçük çocuklar için son derece tehlikelidir - beyin ve sinir sisteminin gelişimini etkiler. 4 yaşındaki 165 Krasnouralsk çocuğunun testi, %75.7'sinde önemli bir zeka geriliği ortaya çıkardı ve incelenen çocukların% 6.8'inin zeka geriliği dahil olmak üzere zeka geriliği olduğu bulundu.

Çocuklar okul öncesi yaş Sinir sistemi oluşum sürecinde olduğu için kurşunun zararlı etkilerine en duyarlıdır. Düşük dozlarda bile kurşun zehirlenmesi azalmaya neden olur. entelektüel gelişim, dikkat ve konsantre olma yeteneği, okumada geride kalmak, çocuğun davranışında saldırganlık, hiperaktivite ve diğer sorunların gelişmesine yol açar. Bu gelişimsel anormallikler uzun vadeli ve geri döndürülemez olabilir. Düşük doğum ağırlığı, bodurluk ve işitme kaybı da kurşun zehirlenmesinin sonucudur. Yüksek dozda zehirlenme zeka geriliğine, komaya, kasılmalara ve ölüme yol açar.

Rus uzmanlar tarafından yayınlanan bir rapor, kirliliğin tüm ülkeyi kapsadığını ve eski Sovyetler Birliği'nde son yıllarda ortaya çıkan birçok çevre felaketinden biri olduğunu bildiriyor. Rusya topraklarının çoğu, ekosistemin normal işleyişi için kritik değeri aşan kurşun serpintisinden bir yük yaşıyor. Onlarca şehirde hava ve toprakta MPC'ye tekabül eden değerlerin üzerinde fazla miktarda kurşun konsantrasyonu bulunmaktadır.

MPC'yi aşan kurşunlu en yüksek hava kirliliği seviyesi Komsomolsk-on-Amur, Tobolsk, Tyumen, Karabash, Vladimir, Vladivostok şehirlerinde gözlendi.

Karasal ekosistemlerin bozulmasına yol açan maksimum kurşun birikimi yükleri Moskova, Vladimir, Nizhny Novgorod, Ryazan, Tula, Rostov ve Leningrad bölgelerinde görülmektedir.

Sabit kaynaklar, çeşitli bileşikler şeklinde 50 tondan fazla kurşunun su kütlelerine boşaltılmasından sorumludur. Aynı zamanda, 7 akü fabrikası kanalizasyon sistemine yılda 35 ton kurşun döküyor. Rusya topraklarındaki su kütlelerine kurşun deşarjlarının dağılımının bir analizi, bu tür yüklerde Leningrad, Yaroslavl, Perm, Samara, Penza ve Oryol bölgelerinin lider olduğunu göstermektedir.

Ülkenin kurşun kirliliğini azaltmak için acil önlemlere ihtiyacı var, ancak şimdiye kadar Rusya'daki ekonomik kriz gölgede kaldı ekolojik sorunlar. Uzun bir endüstriyel depresyonda, Rusya geçmişteki kirliliği temizleme araçlarından yoksun, ancak ekonomi düzelmeye başlarsa ve fabrikalar çalışmaya başlarsa, kirlilik daha da kötüleşebilir.
Eski SSCB'nin en kirli 10 şehri

(Metaller, belirli bir şehir için azalan öncelik sırasına göre listelenmiştir)

4. Toprak hijyeni. Atık bertarafı.
Kentlerde ve diğer yerleşim yerlerinde ve çevrelerinde bulunan toprak, ekolojik dengenin korunmasında önemli bir rol oynayan doğal, biyolojik olarak değerli topraklardan uzun zamandır farklıdır. Şehirlerdeki toprak, şehir havası ve hidrosfer ile aynı zararlı etkilere maruz kalır, bu nedenle önemli ölçüde bozulması her yerde meydana gelir. Biyosferin (hava, su, toprak) ana bileşenlerinden biri olarak önemi ve biyolojik bir çevresel faktör olarak önemi sudan bile daha önemli olmasına rağmen, toprak hijyenine yeterince dikkat edilmiyor, çünkü ikincisinin miktarı (öncelikle kalitesi) yeraltı suyu) toprağın durumu tarafından belirlenir ve bu faktörleri birbirinden ayırmak imkansızdır. Toprak biyolojik olarak kendi kendini temizleme yeteneğine sahiptir: toprakta, içine düşen atıkların ayrılması ve mineralizasyonu vardır; sonunda, toprak kayıp mineralleri pahasına telafi eder.

Toprağın aşırı yüklenmesinin bir sonucu olarak, mineralizasyon kapasitesinin bileşenlerinden herhangi biri kaybolursa, bu kaçınılmaz olarak kendi kendini temizleme mekanizmasının ihlaline ve toprağın tamamen bozulmasına yol açacaktır. Ve tam tersine, toprağın kendi kendini temizlemesi için en uygun koşulların yaratılması, ekolojik dengenin korunmasına ve insanlar da dahil olmak üzere tüm canlı organizmaların varlığı için koşullara katkıda bulunur.

Bu nedenle, zararlı biyolojik etkiye sahip atıkların nötralize edilmesi sorunu, bunların ihracatı konusuyla sınırlı değildir; toprak su, hava ve insan arasındaki bağlantı olduğu için daha karmaşık bir hijyen sorunudur.
4.1.
Toprağın metabolizmadaki rolü

Toprak ve insan arasındaki biyolojik ilişki esas olarak metabolizma yoluyla gerçekleştirilir. Toprak, bir bakıma, insanlar ve otçullar tarafından tüketilen, sırayla insanlar ve etoburlar tarafından yenen bitkilerin büyümesi için metabolik döngü için gerekli minerallerin tedarikçisidir. Böylece toprak, bitki ve hayvan dünyasının birçok temsilcisine besin sağlar.

Sonuç olarak, toprak kalitesinin bozulması, biyolojik değerindeki azalma, kendi kendini temizleme yeteneği biyolojik bir zincirleme reaksiyona neden olur ve bu da uzun süreli zararlı etkiler durumunda popülasyonda çeşitli sağlık bozukluklarına yol açabilir. Ayrıca, mineralizasyon süreçleri yavaşlarsa, maddelerin çürümesi sırasında oluşan nitratlar, azot, fosfor, potasyum vb. içme amaçlı kullanılan yeraltı sularına girerek ciddi hastalıklara neden olabilir (örneğin nitratlar başta bebeklerde methemoglobinemiye neden olabilir) .

İyot bakımından fakir topraktan su tüketimi endemik guatr vb. neden olabilir.
4.2.
Toprak, su ve sıvı atık (atık su) arasındaki ekolojik ilişki

Bir kişi, metabolik süreçleri ve yaşamın kendisini sürdürmek için gerekli suyu topraktan çıkarır. Suyun kalitesi toprağın durumuna bağlıdır; her zaman belirli bir toprağın biyolojik durumunu yansıtır.

Bu özellikle, biyolojik değeri esas olarak toprak ve toprağın özellikleri, ikincisinin kendi kendini temizleme kabiliyeti, filtrasyon kapasitesi, makroflorasının, mikrofaunasının bileşimi vb. ile belirlenen yeraltı suyu için geçerlidir.

Toprağın yüzey suyu üzerindeki doğrudan etkisi zaten daha az önemlidir, esas olarak yağışla ilişkilidir. Örneğin, şiddetli yağmurlardan sonra, çeşitli kirleticiler, suni gübreler (azot, fosfat), böcek ilaçları, herbisitler dahil olmak üzere açık su kütlelerine (nehirler, göller) topraktan yıkanır; karstik alanlarda, kırık tortular, kirleticiler nüfuz edebilir derinlere çatlaklar yeraltı suyu.

Yetersiz atık su arıtımı da toprak üzerinde zararlı biyolojik etkilere neden olabilir ve sonunda toprak bozulmasına neden olabilir. Bu nedenle, yerleşim yerlerinde toprak koruması, genel olarak çevre korumanın temel gereksinimlerinden biridir.
4.3.
Katı atık için toprak yükü limitleri (evsel ve sokak atıkları, endüstriyel atıklar, kanalizasyon çökeltmesinden kaynaklanan kuru çamur, Radyoaktif maddeler vb.)

Şehirlerde giderek daha fazla katı atık üretilmesinin bir sonucu olarak, çevrelerindeki toprağın artan baskıya maruz kalması sorunu daha da kötüleştiriyor. Toprak özellikleri ve bileşimi her zamankinden daha hızlı bozuluyor.

Amerika Birleşik Devletleri'nde üretilen 64,3 milyon ton kağıdın 49,1 milyon tonu atıkla sonuçlanıyor (bu miktarın 26 milyon tonu hane halkı tarafından ve 23,1 milyon tonu ticaret ağı tarafından sağlanıyor).

Yukarıdakilerle bağlantılı olarak, katı atıkların uzaklaştırılması ve nihai bertarafı, artan şehirleşme bağlamında çok önemli, uygulanması daha zor bir hijyen sorunudur.

Katı atıkların kirlenmiş toprakta nihai bertarafı mümkündür. Bununla birlikte, kentsel toprağın sürekli olarak bozulan kendi kendini temizleme kapasitesi nedeniyle, toprağa gömülü atıkların nihai olarak bertarafı mümkün değildir.

Bir kişi katı atıkların bertarafı için başarıyla kullanabilir biyokimyasal süreçler toprakta meydana gelen, nötralize ve dezenfekte edici özelliği, ancak kent toprağının yüzyıllardır kentlerde insan yerleşimi ve faaliyetleri sonucunda bu amaç için elverişsiz hale gelmesine neden olmuştur.

Kendi kendini temizleme mekanizmaları, toprakta meydana gelen mineralizasyon, bunlara dahil olan bakteri ve enzimlerin rolü ve ayrıca maddelerin ayrışmasının ara ve nihai ürünleri iyi bilinmektedir. Şu anda araştırmalar, doğal toprağın biyolojik dengesini sağlayan faktörlerin belirlenmesinin yanı sıra, ne kadar katı atık (ve hangi bileşimin) toprağın biyolojik dengesinin ihlaline yol açabileceği sorusunu netleştirmeyi amaçlamaktadır.
Dünyanın bazı büyük şehirlerinde kişi başına düşen evsel atık (çöp) miktarı

Toprağın kendini arındırma yeteneği biyolojik dengenin korunması için temel hijyenik gereklilik olmasına rağmen, aşırı yüklenmesi sonucunda şehirlerdeki toprağın hijyenik durumunun hızla bozulduğuna dikkat edilmelidir. Şehirlerdeki toprak, artık insanın yardımı olmadan görevini yerine getiremez. Bu durumdan çıkmanın tek yolu, atıkların hijyenik gerekliliklere uygun olarak tamamen nötralize edilmesi ve imha edilmesidir.

Bu nedenle, ortak tesislerin inşası, toprağın doğal kendi kendini temizleme yeteneğini korumaya yönelik olmalı ve bu yetenek zaten yetersiz hale geldiyse, yapay olarak restore edilmelidir.

En olumsuz olanı, endüstriyel atıkların hem sıvı hem de katı toksik etkisidir. Artan miktarda bu tür atıklar, başa çıkamadığı toprağa giriyor. Bu nedenle, örneğin, süperfosfat üretim tesislerinin yakınında (3 km'lik bir yarıçap içinde) arsenik ile toprak kirliliği bulundu. Bilindiği gibi toprağa giren organoklor bileşikleri gibi bazı pestisitler uzun süre bozunmazlar.

Bazı sentetik ambalaj malzemelerinde (polivinil klorür, polietilen vb.) durum benzerdir.

Bazı toksik bileşikler er ya da geç yeraltı suyuna girer, bunun sonucunda sadece toprağın biyolojik dengesi bozulmaz, aynı zamanda yeraltı suyunun kalitesi de artık içme suyu olarak kullanılamayacak kadar bozulur.
Evsel atıklarda (çöp) bulunan temel sentetik malzeme miktarının yüzdesi

*
Isı etkisi altında sertleşen diğer plastiklerin atıklarıyla birlikte.

Günümüzde atık sorunu, başta insan ve hayvan dışkısı olmak üzere, atıkların bir kısmının tarım arazilerini gübrelemek için kullanılması nedeniyle de artmıştır [dışkı önemli miktarda azot-0.4-0.5, fosfor (P203)-0.2-0.6 içerir. %, potasyum (K? 0) -0.5-1.5%, karbon-5-15%]. Şehrin bu sorunu şehrin mahallelerine de sıçradı.
4.4.
Çeşitli hastalıkların yayılmasında toprağın rolü

Toprak dağılımında rol oynar bulaşıcı hastalıklar. Bu, geçen yüzyılda, kolera, tifo, dizanteri vb. gibi bağırsak hastalıklarının yayılmasında toprağın rolünü vurgulayan Petterkoffer (1882) ve Fodor (1875) tarafından rapor edilmiştir. bakteri ve virüsler toprakta aylarca canlı ve öldürücü kalır. Daha sonra, bazı yazarlar, özellikle kentsel toprakla ilgili gözlemlerini doğruladı. Örneğin, kolera etken maddesi yeraltı sularında 20 ila 200 gün arasında canlı ve patojenik kalır, dışkıda tifo ateşinin etken maddesi - 30 ila 100 gün arasında, paratifoidin etken maddesi - 30 ila 60 gün arasında. (Bulaşıcı hastalıkların yayılması açısından kent toprağı önemli bir büyük tehlike gübre ile gübrelenmiş tarlalardaki topraktan daha.)

Bazı yazarlar, toprağın kirlenme derecesini belirlemek için, suyun kalitesini belirlerken olduğu gibi bakteri sayısının (E. coli) belirlenmesini kullanır. Diğer yazarlar, mineralizasyon sürecinde yer alan termofilik bakteri sayısını da belirlemenin uygun olduğunu düşünmektedir.

Toprağı kanalizasyonla sulayarak bulaşıcı hastalıkların topraktan yayılması büyük ölçüde kolaylaştırılır. Aynı zamanda toprağın mineralizasyon özellikleri de bozulur. Bu nedenle, atık su ile sulama, sürekli sıkı sıhhi gözetim altında ve sadece kentsel alanın dışında yapılmalıdır.

4.5.
Toprak bozulmasına yol açan ana kirletici türlerinin (katı ve sıvı atık) zararlı etkisi

4.5.1.
Topraktaki sıvı atıkların nötralizasyonu

Kanalizasyon sistemi olmayan bazı yerleşim yerlerinde gübre de dahil olmak üzere bazı atıklar toprakta nötralize edilmektedir.

Bildiğiniz gibi, nötralize etmenin en kolay yolu bu. Bununla birlikte, yalnızca kentsel topraklar için tipik olmayan, kendi kendini temizleme yeteneğini koruyan biyolojik olarak değerli bir toprakla uğraşıyorsak kabul edilebilir. Toprak artık bu niteliklere sahip değilse, onu daha fazla bozulmadan korumak için sıvı atıkların nötralizasyonu için karmaşık teknik tesislere ihtiyaç vardır.

Bazı yerlerde atıklar kompost çukurlarında nötralize edilir. Teknik olarak, bu çözüm zor bir iştir. Ek olarak, sıvılar oldukça uzun mesafelerde toprağa nüfuz edebilir. Görev, kentsel atık suyun, toprağın mineralizasyon özelliklerini insan ve hayvan dışkısından daha fazla kötüleştiren artan miktarda toksik endüstriyel atık içermesi gerçeğiyle daha da karmaşıklaşıyor. Bu nedenle, yalnızca daha önce çökelme geçirmiş atık suların kompost çukurlarına boşaltılmasına izin verilir. Aksi takdirde toprağın filtrasyon kapasitesi bozulur, daha sonra toprak diğer koruyucu özelliklerini kaybeder, gözenekler yavaş yavaş tıkanır vb.

Tarım alanlarını sulamak için insan dışkısının kullanılması, sıvı atıkları nötralize etmenin ikinci yoludur. Bu yöntem çifte hijyenik tehlike arz eder: birincisi, toprağın aşırı yüklenmesine neden olabilir; ikincisi, bu atık ciddi bir enfeksiyon kaynağı haline gelebilir. Bu nedenle dışkı önce dezenfekte edilmeli ve uygun işleme tabi tutulmalı ve ancak bundan sonra gübre olarak kullanılmalıdır. Burada iki karşıt görüş var. Hijyenik gereksinimlere göre dışkılar neredeyse tamamen tahribata tabidir ve ulusal ekonomi açısından değerli bir gübreyi temsil ederler. Taze dışkı, önce dezenfekte edilmeden bahçeleri ve tarlaları sulamak için kullanılamaz. Yine de taze dışkı kullanmanız gerekiyorsa, o zaman gübre olarak neredeyse hiçbir değeri olmayacak derecede nötralizasyon gerektirirler.

Dışkı, yalnızca özel olarak belirlenmiş alanlarda gübre olarak kullanılabilir - özellikle yeraltı suyunun durumu, sinek sayısı vb. için sürekli sıhhi ve hijyenik kontrol ile.

Hayvan dışkısının toprağa atılması ve atılmasına ilişkin gereksinimler, ilke olarak insan dışkısının yok edilmesinden farklı değildir.

Yakın zamana kadar gübre, toprak verimliliğini artırmak için tarım için önemli bir değerli besin kaynağı olmuştur. Ancak son yıllarda gübre kısmen mekanizasyon nedeniyle önemini yitirmiştir. Tarım kısmen suni gübre kullanımının artmasından kaynaklanmaktadır.

Uygun arıtma ve bertarafın yokluğunda, gübrenin yanı sıra işlenmemiş insan dışkısı da tehlikelidir. Bu nedenle, tarlalara alınmadan önce gübrenin olgunlaşmasına izin verilir, böylece bu süre zarfında (60-70 ° C sıcaklıkta) içinde gerekli biyotermal işlemler meydana gelebilir. Bundan sonra, gübre "olgun" olarak kabul edilir ve içerdiği patojenlerin çoğundan (bakteri, solucan yumurtası vb.)

Gübre depolarının çeşitli hastalıkların yayılmasını teşvik eden sinekler için ideal üreme alanları sağlayabileceği unutulmamalıdır. bağırsak enfeksiyonları. Unutulmamalıdır ki, üremek için sinekler en çok domuz gübresini, ardından atı, koyunu ve son olarak da inek gübresini seçerler. Tarlalara gübre ihraç edilmeden önce insektisit ajanlarla muamele edilmelidir.
devam
--SAYFA SONU--

Sorularım var?

Yazım hatası bildir

Editörlerimize gönderilecek metin: