Ծանր մետաղներն այժմ շատ առաջ են անցել այնպիսի հայտնի աղտոտիչներից, ինչպիսիք են ածխաթթու գազը և ծծումբը, և կանխատեսմամբ դրանք պետք է դառնան ամենավտանգավորը, ավելի վտանգավորը, քան միջուկային թափոնները և պինդ թափոնները: Ծանր մետաղներով աղտոտվածությունը կապված է դրանց լայն կիրառման հետ արդյունաբերական արտադրությունզուգորդված թույլ մաքրման համակարգերով, ինչի արդյունքում ծանր մետաղները ներթափանցում են շրջակա միջավայր: Հողը հիմնական միջավայրն է, որտեղ մտնում են ծանր մետաղները, այդ թվում՝ մթնոլորտից և ջրային միջավայրից: Այն նաև ծառայում է որպես մակերևութային օդի և ջրերի երկրորդային աղտոտման աղբյուր, որոնք նրանից մտնում են Համաշխարհային օվկիանոս։ Ծանր մետաղները հողից յուրացվում են բույսերի կողմից, որոնք այնուհետև մտնում են ավելի բարձր կազմակերպված կենդանիների սնունդ:
Ծանր մետաղներ տերմինը, որը բնութագրում է աղտոտիչների լայն խումբ, եղել է վերջին ժամանակներումզգալի բաշխում. Տարբեր գիտական և կիրառական աշխատություններում հեղինակները տարբեր կերպ են մեկնաբանում այս հասկացության իմաստը։ Այս առումով ծանր մետաղների խմբին վերագրվող տարրերի քանակը տարբերվում է լայն շրջանակում: Որպես անդամակցության չափանիշներ օգտագործվում են բազմաթիվ բնութագրեր՝ ատոմային զանգված, խտություն, թունավորություն, տարածվածություն բնական միջավայրում, բնական և տեխնածին ցիկլերում ներգրավվածության աստիճանը։
Շրջակա միջավայրի աղտոտվածության հիմնախնդիրներին նվիրված աշխատանքներում բնական միջավայրև շրջակա միջավայրի մոնիտորինգը, այսօր ավելի քան 40 մետաղներ դասակարգվում են որպես ծանր մետաղներ պարբերական համակարգԴ.Ի. Մենդելեևի հետ ատոմային զանգվածավելի քան 50 ատոմային միավորներ՝ V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi և այլն: Միևնույն ժամանակ, հետևյալ պայմանները կարևոր դեր են խաղում դասակարգման մեջ: Ծանր մետաղներ. նրանց բարձր թունավորությունը կենդանի օրգանիզմների համար համեմատաբար ցածր կոնցենտրացիաներում, ինչպես նաև կենսակուտակվելու և բիոմեծացնելու ունակությունը:
Ըստ N. Reimers-ի դասակարգման՝ 8 գ/սմ3-ից ավելի խտությամբ մետաղները պետք է համարվեն ծանր։ Այսպիսով, ծանր մետաղները ներառում են Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg:
Ֆորմալ առումով ծանր մետաղների սահմանումը համապատասխանում է մեծ թվով տարրերի: Սակայն, ըստ հետազոտողների ներգրավված գործնական գործունեության հետ կապված կազմակերպման դիտարկումների պետության եւ աղտոտման միջավայրը, այս տարրերի միացությունները հեռու են աղտոտիչներին համարժեք լինելուց: Ուստի շատ աշխատանքներում առկա է ծանր մետաղների խմբի շրջանակի նեղացում՝ առաջնահերթության չափանիշներին համապատասխան՝ պայմանավորված աշխատանքի ուղղվածությամբ և յուրահատկությամբ։ Այսպիսով, արդեն դասական գործերում Յու.Ա. Իսրայելը ցուցակում քիմիական նյութերԲնական միջավայրերում որոշվելու են կենսոլորտային պաշարների ֆոնային կայաններում, ծանր մետաղների հատվածում կոչվում են Pb, Hg, Cd, As: Մյուս կողմից, ծանր մետաղների արտանետումների աշխատանքային խմբի որոշմամբ, որը գործում է ՄԱԿ-ի Եվրոպայի տնտեսական հանձնաժողովի հովանու ներքո և հավաքում և վերլուծում է տեղեկատվություն աղտոտիչների արտանետումների վերաբերյալ: Եվրոպական երկրներ, միայն Zn-ը, As-ը, Se-ն և Sb-ն են դասակարգվել որպես ծանր մետաղներ։
Հողում և բույսերում ծանր մետաղների պարունակության ռացիոնալացումը չափազանց դժվար է՝ բնապահպանական բոլոր գործոնները լիովին հաշվի առնելու անհնարինության պատճառով: Այսպիսով, փոխելով միայն հողի ագրոքիմիական հատկությունները (միջավայրի արձագանքը, հումուսի պարունակությունը, հիմքերով հագեցվածության աստիճանը, գրանուլոմետրիկ բաղադրությունը) կարող է մի քանի անգամ նվազեցնել կամ մեծացնել ծանր մետաղների պարունակությունը բույսերում: Հակասական տվյալներ կան նույնիսկ որոշ մետաղների ֆոնային պարունակության վերաբերյալ։ Հետազոտողների կողմից հայտնաբերված և մեջբերված արդյունքները երբեմն տարբերվում են 5-10 անգամ:
Տիեզերքում աղտոտող մետաղների բաշխումը շատ բարդ է և կախված է բազմաթիվ գործոններից, բայց ամեն դեպքում հենց հողն է ծանր մետաղների տեխնածին զանգվածների հիմնական ընդունողն ու կուտակիչը։
Ծանր մետաղների մուտքը լիթոսֆերա տեխնածին դիսպերսիայի արդյունքում տեղի է ունենում տարբեր ձևերով։ Դրանցից ամենակարեւորը արտանետումն է բարձր ջերմաստիճանային պրոցեսների ժամանակ (սեւ եւ գունավոր մետալուրգիա, ցեմենտի հումքի թրծում, հանքային վառելիքի այրում)։ Բացի այդ, բիոցենոզների աղտոտման աղբյուրը կարող է լինել ծանր մետաղների բարձր պարունակությամբ ջրերով ոռոգումը, կենցաղային կեղտաջրերի տիղմի ներմուծումը հող որպես պարարտանյութ, երկրորդային աղտոտումը մետալուրգիական ձեռնարկություններից ծանր մետաղների ջրով կամ օդով հեռացման պատճառով: հոսքերը, մեծ քանակությամբ ծանր մետաղների ներհոսքը օրգանական, հանքային պարարտանյութերի և թունաքիմիկատների բարձր չափաբաժինների մշտական ներմուծմամբ։ N 1 հավելվածում արտացոլված է տեխնոգեն աղտոտման աղբյուրների և աղտոտող մետաղների համապատասխանությունը:
Ծանր մետաղներով տեխնածին աղտոտումը բնութագրելու համար օգտագործվում է կոնցենտրացիայի գործակից, որը հավասար է աղտոտված հողում տարրի կոնցենտրացիայի հարաբերակցությանը ֆոնային կոնցենտրացիան: Մի քանի ծանր մետաղներով աղտոտվածության դեպքում աղտոտվածության աստիճանը գնահատվում է ընդհանուր կոնցենտրացիայի ինդեքսի արժեքով (Zc):
Հավելված թիվ 1-ում գունավոր ընդգծված են այն ճյուղերը, որոնք ներկայումս գործում են Ամուրի Կոմսոմոլսկի տարածքում։ Աղյուսակը ցույց է տալիս, որ այնպիսի տարրեր, ինչպիսիք են ցինկը, կապարը, կադմիումը, պահանջում են պարտադիր վերահսկողություն MPC մակարդակի վրա, հատկապես հաշվի առնելով այն փաստը, որ դրանք ներառված են ծանր մետաղներից հիմնական աղտոտիչների ցանկում (Hg, Pb, Cd, As-ըստ Յու. Ա. Իսրայել), հիմնականում շրջակա միջավայրում դրանց տեխնածին կուտակման պատճառով բարձր է գնումտեմպերը.
Այս տվյալների հիման վրա մենք ավելի մանրամասն կծանոթանանք այս տարրերի առանձնահատկություններին։
Ցինկը ակտիվ միկրոէլեմենտներից է, որն ազդում է օրգանիզմների աճի և բնականոն զարգացման վրա։ Միևնույն ժամանակ, ցինկի շատ միացություններ թունավոր են, առաջին հերթին դրա սուլֆատը և քլորիդը:
MPC-ն Zn 2+-ում կազմում է 1 մգ/դմ 3 (վնասակարության սահմանափակող ցուցիչ՝ օրգանոլեպտիկ), MPC vr Zn 2+ - 0,01 մգ/դմ 3 (վնասակարության սահմանափակող նշան՝ թունաբանական) (Կենսաերկրաքիմիական հատկությունները տես Հավելված 2):
Ներկայումս արդյունաբերական թունավորման պատճառների շարքում կապարն առաջին տեղն է զբաղեցնում։ Դա պայմանավորված է տարբեր ոլորտներում դրա լայն կիրառմամբ (Հավելված 1):
Կապարը պարունակում է մետաղագործական ձեռնարկությունների արտանետումները, որոնք այժմ հանդիսանում են աղտոտման, մետաղամշակման, էլեկտրատեխնիկայի և նավթաքիմիայի հիմնական աղբյուրը։ Կապարի զգալի աղբյուրը կապարի բենզին օգտագործող մեքենաների արտանետումն է:
Ներկայումս մեքենաների թիվը և դրանց շարժի ինտենսիվությունը շարունակում է աճել, ինչը նաև մեծացնում է շրջակա միջավայր կապարի արտանետումների քանակը։
Կոմսոմոլսկի վրա Ամուրի մարտկոցների գործարանն իր գործունեության ընթացքում կապարով աղտոտման հզոր աղբյուր էր քաղաքային բնակավայրերում: Տարրը մթնոլորտի միջոցով նստել է հողի մակերեսին, կուտակվել և այժմ գործնականում չի հեռացվել դրանից։ Այսօր աղտոտման աղբյուրներից է նաև մետալուրգիական գործարանը։ Կա կապարի հետագա կուտակում՝ նախկինում չլուծարված «պաշարների» հետ միասին։ 1 կգ հողի վրա 2-3 գ կապարի պարունակությամբ հողը դառնում է մեռած:
Սպիտակ թուղթՌուս մասնագետների կողմից հրապարակված զեկույցում նշվում է, որ կապարով աղտոտվածությունն ընդգրկում է ողջ երկիրը և նախկին Խորհրդային Միության բազմաթիվ բնապահպանական աղետներից մեկն է, որոնք հայտնի են դարձել ս. վերջին տարիները. Ռուսաստանի տարածքի մեծ մասը կրում է կապարի նստվածքից բեռ, որը գերազանցում է էկոհամակարգի բնականոն գործունեության համար կրիտիկական արժեքը: Արդեն 1990-ականներին տասնյակ քաղաքներում օդում և հողում կապարի կոնցենտրացիաների ավելցուկը ավելի բարձր էր, քան MPC-ին համապատասխանող արժեքները: Մինչ օրս, չնայած տեխնիկական սարքավորումների կատարելագործմանը, իրավիճակը առանձնապես չի փոխվել (Հավելված 3):
Կապարի աղտոտումը ազդում է մարդու առողջության վրա։ Քիմիական նյութի ընդունումը օրգանիզմ տեղի է ունենում կապար պարունակող օդի ներշնչմամբ, իսկ կապարի ընդունումը՝ սննդի, ջրի և փոշու մասնիկների հետ: Քիմիական նյութը կուտակվում է մարմնում՝ ոսկորներում և մակերեսային հյուսվածքներում։ Ազդում է երիկամների, լյարդի, նյարդային համակարգի և արյունաստեղծ օրգանների վրա։ Կապարի ազդեցությունը խաթարում է կանանց և տղամարդկանց վերարտադրողական համակարգերը: Հղի և վերարտադրողական տարիքի կանանց համար բարձր մակարդակներԱրյան մեջ կապարը առանձնահատուկ վտանգ է ներկայացնում, քանի որ դրա ազդեցության տակ խախտվում է դաշտանային ֆունկցիան, ավելի հաճախ լինում են վաղաժամ ծնունդներ, վիժումներ և պտղի մահ՝ պլասենցային պատնեշով կապարի ներթափանցման պատճառով։ Նորածիններն ունեն մահացության բարձր ցուցանիշ։ Կապարով թունավորման հետևանք են նաև ծնելիության ցածր քաշը, թերաճությունը և լսողության կորուստը։
Փոքր երեխաների համար կապարի թունավորումը չափազանց վտանգավոր է, քանի որ այն բացասաբար է անդրադառնում ուղեղի զարգացման վրա և նյարդային համակարգ. Նույնիսկ ցածր չափաբաժիններով, կապարի թունավորում երեխաների մոտ նախադպրոցական տարիքնվազում է առաջացնում ինտելեկտուալ զարգացում, ուշադրությունն ու կենտրոնանալու ունակությունը, կարդալուց հետ մնալը հանգեցնում է երեխայի վարքագծի ագրեսիվության, հիպերակտիվության և այլ խնդիրների զարգացմանը։ Զարգացման այս աննորմալությունները կարող են լինել երկարաժամկետ և անդառնալի: Թունավորման բարձր չափաբաժինները հանգեցնում են մտավոր հետամնացության, կոմայի, ցնցումների և մահվան:
Վնասակարության սահմանափակող ցուցանիշը սանիտարատոքսիկոլոգիական է։ Կապարի համար MPC-ն 0,03 մգ/դմ 3 է, ԲՊ-ի համար՝ 0,1 մգ/դմ 3:
Շրջակա միջավայրում կադմիումի մարդածին աղբյուրները կարելի է բաժանել երկու խմբի.
- § տեղական արտանետումներ՝ կապված արդյունաբերական համալիրների հետ, որոնք արտադրում են (դրանք ներառում են մի շարք քիմիական ձեռնարկություններ, հատկապես ծծմբաթթվի արտադրության համար) կամ օգտագործում են կադմիում։
- § Տարբեր էներգիայի աղբյուրները ցրված են Երկրի վրա՝ սկսած ջերմային էլեկտրակայաններից և շարժիչներից մինչև հանքային պարարտանյութեր և ծխախոտի ծուխ:
Կադմիումի երկու հատկությունները որոշում են դրա նշանակությունը շրջակա միջավայրի համար.
- 1. Համեմատաբար բարձր գոլորշիների ճնշում, որը հեշտացնում է գոլորշիացումը, օրինակ՝ ածուխների հալման կամ այրման ժամանակ;
- 2. Բարձր լուծելիություն ջրի մեջ, հատկապես ցածր թթվային pH արժեքների դեպքում (հատկապես pH5-ում):
Հող մտնող կադմիումը նրանում հիմնականում առկա է շարժական տեսքով, որն ունի բացասական բնապահպանական նշանակությունը. Շարժական ձևն առաջացնում է տարրի համեմատաբար բարձր միգրացիոն ունակություն լանդշաֆտում և հանգեցնում է հողից դեպի բույսեր նյութերի հոսքի ավելացմանը:
Cd-ով հողի աղտոտումը երկար ժամանակ պահպանվում է նույնիսկ այն բանից հետո, երբ այս մետաղը նորից դադարում է մատակարարվել: Հող մտնող կադմիումի մինչև 70%-ը կապվում է հողի քիմիական համալիրների հետ, որոնք հասանելի են բույսերի կողմից կլանման համար: Հողի միկրոֆլորան նույնպես մասնակցում է կադմիում-օրգանական միացությունների առաջացման գործընթացներին։ Կախված նրանից քիմիական բաղադրությունը, ֆիզիկական հատկություններհողը և մուտքային կադմիումի ձևերը, դրա վերափոխումը հողում ավարտվում է մի քանի օրվա ընթացքում: Արդյունքում կադմիումը իոնային ձևով կուտակվում է թթվային ջրերում կամ որպես չլուծվող հիդրօքսիդ և կարբոնատ։ Այն կարող է լինել հողի մեջ և բարդ միացությունների տեսքով։ Հողում կադմիումի բարձր պարունակությամբ տարածքներում բույսերի գրունտային մասերում նրա կոնցենտրացիայի 20-30 անգամ աճ է հաստատվում չաղտոտված տարածքների բույսերի համեմատությամբ։ Բույսերի մեջ կադմիումի ավելացված պարունակության հետևանքով առաջացած տեսանելի ախտանիշներն են տերևների քլորոզը, դրանց եզրերի և երակների կարմիր-շագանակագույն գունավորումը, ինչպես նաև թերաճը և արմատային համակարգի վնասումը:
Կադմիումը շատ թունավոր է։ Կադմիումի բարձր ֆիտոտոքսիկությունը բացատրվում է նրա մոտիկությամբ քիմիական հատկություններդեպի ցինկի. Հետեւաբար, կադմիումը կարող է փոխարինել ցինկին շատերի մոտ կենսաքիմիական գործընթացներ, խաթարելով մեծ թվով ֆերմենտների աշխատանքը։ Կադմիումի ֆիտոտոքսիկությունը դրսևորվում է ֆոտոսինթեզի վրա արգելակող ազդեցությամբ, տրանսսպիրացիայի և ֆիքսացիայի խանգարմամբ։ ածխաթթու գազ, ինչպես նաև բջջային թաղանթների թափանցելիության փոփոխություններում։
կոնկրետ կենսաբանական նշանակությունկադմիումը որպես հետքի տարր չի հաստատվել: Կադմիումը մարդու օրգանիզմ է ներթափանցում երկու ճանապարհով՝ աշխատանքի ժամանակ և սննդի հետ: Կադմիումի ընդունման սննդային շղթաները ձևավորվում են կադմիումով հողի և ջրի աղտոտվածության ավելացման վայրերում: Կադմիումը նվազեցնում է մարսողական ֆերմենտների ակտիվությունը (տրիպսին և ավելի քիչ՝ պեպսին), փոխում է դրանց ակտիվությունը և ակտիվացնում է ֆերմենտները։ Կադմիումը ազդում է ածխաջրերի նյութափոխանակության վրա՝ առաջացնելով հիպերգլիկեմիա՝ արգելակելով գլիկոգենի սինթեզը լյարդում։
MPC-ն 0,001 մգ/դմ 3 է, MPC-ն vr-ում՝ 0,0005 մգ/դմ 3 (վնասակարության սահմանափակող նշանը թունաբանական է):
Հողի աղտոտումը ըստ գոտիների մեծության բաժանվում է ֆոնային, տեղական, տարածաշրջանային և գլոբալ ֆոնային աղտոտվածության՝ իր բնական բաղադրությանը մոտ: Տեղական աղտոտումը հողի աղտոտումն է աղտոտման մեկ կամ մի քանի աղբյուրների մոտ: Տարածաշրջանային աղտոտվածությունը համարվում է, երբ աղտոտիչները տեղափոխվում են աղտոտման աղբյուրից մինչև 40 կմ հեռավորության վրա, իսկ գլոբալ աղտոտվածությունը համարվում է, երբ մի քանի շրջանների հողերը աղտոտված են:
Ըստ աղտոտվածության աստիճանի՝ հողերը բաժանվում են խիստ աղտոտված, միջին աղտոտված, թեթևակի աղտոտված։
Խիստ աղտոտված հողերում աղտոտող նյութերի քանակը մի քանի անգամ գերազանցում է MPC-ին: Նրանք ունեն մի շարք կենսաբանական արտադրողականություն և ֆիզիկաքիմիական, քիմիական և կենսաբանական բնութագրերի զգալի փոփոխություններ, որոնց արդյունքում աճեցված մշակաբույսերում քիմիական նյութերի պարունակությունը գերազանցում է նորման։ Չափավոր աղտոտված հողերում MPC-ի ավելցուկը աննշան է, ինչը չի հանգեցնում նրա հատկությունների նկատելի փոփոխությունների:
Թեթև աղտոտված հողերում քիմիական նյութերի պարունակությունը չի գերազանցում MPC-ն, այլ գերազանցում է ֆոնին:
Հողի աղտոտումը հիմնականում կախված է հողի մեջ մտնող վտանգավոր նյութերի դասից.
Դաս 1 - խիստ վտանգավոր նյութեր;
Դաս 2 - չափավոր վտանգավոր նյութեր;
Դաս 3 - ցածր վտանգավոր նյութեր.
Նյութերի վտանգավոր դասը սահմանվում է ցուցիչներով:
Աղյուսակ 1 - Վտանգավոր նյութերի ցուցիչներ և դասեր
|
Ցուցանիշ |
Համակենտրոնացման նորմեր |
||
|
Թունավորություն, LD 50 |
ավելի քան 1000 |
||
|
Հողի մեջ կայունություն, ամիսներ |
|||
|
MAC հողում, մգ/կգ |
ավելի քան 0,5 |
||
|
Համառություն բույսերում, ամիսներ |
|||
|
Ազդեցությունը գյուղատնտեսական մթերքների սննդային արժեքի վրա |
Չափավոր |
Ռադիոակտիվ նյութերով հողի աղտոտումը հիմնականում պայմանավորված է մթնոլորտում ատոմային և միջուկային զենքեր, որը նույնիսկ այսօր չի դադարեցվել առանձին պետությունների կողմից։ Ռադիոակտիվ արտանետումների, 90 Sr, 137 Cs և այլ նուկլիդների հետ ընկնելը, բույսերի մեջ մտնելը, այնուհետև սնունդը և մարդու մարմինը, ներքին ազդեցության պատճառով առաջացնում են ռադիոակտիվ աղտոտում:
Ռադիոնուկլիդներ - քիմիական տարրեր, ունակ է ինքնաբուխ քայքայվել նոր տարրերի, ինչպես նաև ցանկացած քիմիական տարրի ձևավորված իզոտոպների ձևավորմամբ։ Քիմիական տարրերը, որոնք կարող են ինքնաբուխ քայքայվել, կոչվում են ռադիոակտիվ: Իոնացնող ճառագայթման առավել հաճախ օգտագործվող հոմանիշը ռադիոակտիվ ճառագայթումն է:
Ճառագայթում - բնական գործոնկենսոլորտում բոլոր կենդանի օրգանիզմների համար, և կենդանի օրգանիզմներն իրենք ունեն որոշակի ռադիոակտիվություն: Հողերը կենսոլորտային օբյեկտների մեջ ունեն ռադիոակտիվության ամենաբարձր բնական աստիճանը:
Այնուամենայնիվ, 20-րդ դարում մարդկությունը բախվեց ռադիոակտիվության հետ, որը գերազանցում էր բնական և, հետևաբար, կենսաբանորեն աննորմալը: Ճառագայթման չափազանց մեծ չափաբաժինների առաջին զոհերը եղել են մեծ գիտնականները, ովքեր հայտնաբերել են ռադիոակտիվ տարրեր (ռադիում, պոլոնիում) ամուսիններ Մարիա Սկլոդովսկա-Կյուրին և Պիեռ Կյուրին: Եվ հետո՝ Հիրոսիմա և Նագասակի, ատոմային և միջուկային զենքի փորձարկում, բազմաթիվ աղետներ, այդ թվում՝ Չեռնոբիլ և այլն։ Հսկայական տարածքներ աղտոտված էին երկարակյաց ռադիոնուկլիդներով՝ 137 Cs և 90 Sr: Գործող օրենսդրության համաձայն, տարածքները ռադիոակտիվ աղտոտվածության գոտի դասակարգելու չափանիշներից է 37 կԲք/մ 2 137 C-ով աղտոտման ավելցուկային խտությունը: Նման գերազանցում Բելառուսի բոլոր շրջաններում սահմանվել է 46,5 հազար կմ 2։
5,5 կԲք/մ 2-ից բարձր 90 Սր աղտոտման մակարդակները (օրենսդրական չափանիշ) հայտնաբերվել են Գոմելի և Մոգիլևի շրջանների 21,1 հազար կմ 2 տարածքում, որը կազմում էր երկրի տարածքի 10%-ը։ 238,239+240 Pu իզոտոպներով 0,37 կԲք/մ 2-ից ավելի խտությամբ (օրենքով սահմանված չափանիշ) աղտոտվածությունը ծածկել է մոտ 4,0 հազար կմ 2 կամ տարածքի մոտ 2%-ը, հիմնականում Գոմելի մարզում (Բրագինսկի, Նարովլյանսկի, Խոյինկի): , Ռեչիցա, Դոբրուշ և Լոևսկի շրջաններ) և Մոգիլևի շրջանի Չերիկովսկի շրջան։
Չեռնոբիլի աղետից հետո անցած 25 տարիների ընթացքում ռադիոնուկլիդների բնական քայքայման գործընթացները ճշգրտումներ են կատարել Բելառուսի շրջաններում դրանց բաշխման կառուցվածքում: Այս ընթացքում նվազել են աղտոտվածության մակարդակներն ու տարածքները։ 1986 թվականից մինչև 2010 թվականը 137 Cs-ով աղտոտված տարածքի մակերեսը 37 կԲք/մ2-ից բարձր խտությամբ (1 Ց/կմ2-ից բարձր) նվազել է 46,5-ից մինչև 30,1 հազար կմ2 (23%-ից մինչև 14,5%): 90 Sr աղտոտվածության համար 5,5 կԲք / մ 2 (0,15 Ci / կմ 2) խտությամբ այս ցուցանիշը նվազել է ՝ 21,1-ից մինչև 11,8 հազար կմ 2 (10% -ից մինչև 5,6%) (Աղյուսակ 2):
աղտոտման տեխնածին երկրագնդի ռադիոնուկլիդ
Աղյուսակ 2. Չեռնոբիլի ատոմակայանում տեղի ունեցած աղետի հետևանքով Բելառուսի Հանրապետության տարածքի աղտոտումը 137C-ով (2012թ. հունվարի 1-ի դրությամբ)
|
Գյուղատնտեսական նշանակության հողերի մակերեսը, հազ |
||||||
|
Աղտոտված է 137 Cs-ով |
ներառյալ աղտոտվածության խտությունը, kBq/m2 (Ci/km2) |
|||||
|
37+185 (1.0+4.9) |
185+370 (5.0+9.9) |
370+555 (10.0+14.9) |
555+1110 (15.0+29.9) |
1110+1480 (30.0+39.9) |
||
|
Բրեստ |
||||||
|
Վիտեբսկ |
||||||
|
Գոմել |
||||||
|
Գրոդնո |
||||||
|
Մոգիլևսկայա |
||||||
|
Բելառուսի Հանրապետություն |
Կենսոլորտի ամենանշանակալի օբյեկտները, որոնք որոշում են կենսաբանական գործառույթներբոլոր կենդանի արարածները հող են:
Հողերի ռադիոակտիվությունը պայմանավորված է դրանցում ռադիոնուկլիդների պարունակությամբ։ Տարբերում են բնական և արհեստական ռադիոակտիվություն։
Հողերի բնական ռադիոակտիվությունը պայմանավորված է բնական ռադիոակտիվ իզոտոպներով, որոնք միշտ առկա են տարբեր քանակությամբ հողերում և հող առաջացնող ապարներում:
Բնական ռադիոնուկլիդները բաժանվում են 3 խմբի. Առաջին խումբը ներառում է ռադիոակտիվ տարրեր՝ տարրեր, որոնց բոլոր իզոտոպները ռադիոակտիվ են՝ ուրան (238 U, 235 U), թորիում (232 Th), ռադիում (226 Ra) և ռադոն (222 Rn, 220 Rn): Երկրորդ խումբը ներառում է ռադիոակտիվ հատկություններով «սովորական» տարրերի իզոտոպներ՝ կալիում (40 K), ռուբիդիում (87 Rb), կալցիում (48 Ca), ցիրկոնիում (96 Zr) և այլն: Երրորդ խումբը բաղկացած է ռադիոակտիվ իզոտոպներից, որոնք ձևավորվել են մթնոլորտ տիեզերական ճառագայթների ազդեցության տակ՝ տրիտում (3 H), բերիլիում (7 Be, 10 Be) և ածխածին (14 C):
Ըստ ձևավորման եղանակի և ժամանակի՝ ռադիոնուկլիդները բաժանվում են՝ առաջնային - ձևավորվել են մոլորակի ձևավորման հետ միաժամանակ (40 K, 48 Ca, 238 U); առաջնային ռադիոնուկլիդների երկրորդային քայքայման արտադրանք (ընդհանուր 45 - 232 Th, 235 U, 220 Rn, 222 Rn, 226 Ra և այլն); առաջացած - ձևավորվել է տիեզերական ճառագայթների և երկրորդական նեյտրոնների ազդեցության ներքո (14 C, 3 H, 24 Na): Ընդհանուր առմամբ կան ավելի քան 300 բնական ռադիոնուկլիդներ։ Բնական ռադիոակտիվ իզոտոպների համախառն պարունակությունը հիմնականում կախված է մայր ապարներից։ Թթվային ապարների եղանակային արտադրանքների վրա առաջացած հողերը պարունակում են ավելի շատ ռադիոակտիվ իզոտոպներ 24, քան հիմնային և ուլտրահիմնային ապարների վրա գոյացած հողերը. ծանր հողերը դրանցից ավելի շատ են պարունակում, քան թեթևները:
Բնական ռադիոակտիվ տարրերը սովորաբար համեմատաբար հավասար են բաշխվում հողի պրոֆիլի վրա, սակայն որոշ դեպքերում դրանք կուտակվում են իլյուվիալ և ցայտուն հորիզոններում: Հողերում և ապարներում դրանք հիմնականում առկա են խիստ կապված ձևով։
Հողերի արհեստական ռադիոակտիվությունը պայմանավորված է ատոմային և ջերմամիջուկային պայթյունների հետևանքով առաջացած ռադիոակտիվ իզոտոպների հող մտնելով, միջուկային արդյունաբերության թափոնների տեսքով կամ միջուկային ձեռնարկություններում վթարների հետևանքով: Հողերում իզոտոպների առաջացումը կարող է առաջանալ առաջացած ճառագայթման պատճառով: Ամենից հաճախ հողերի արհեստական ռադիոակտիվ աղտոտումը պայմանավորված է 235 U, 238 U, 239 Pu, 129 I, 131 I, 144 Ce, 140 Ba, 106 Ru, 90 Sr, 137 Cs և այլն իզոտոպներով։
Հողերի ռադիոակտիվ աղտոտման բնապահպանական հետեւանքները հետեւյալն են. Ռադիոնուկլիդները, ընդգրկվելով կենսաբանական ցիկլի մեջ, բուսական և կենդանական սննդի միջոցով ներթափանցում են մարդու օրգանիզմ և, կուտակվելով դրանում, առաջացնում ռադիոակտիվ ազդեցություն։ Ռադիոնուկլիդները, ինչպես շատ այլ աղտոտիչներ, աստիճանաբար կենտրոնանում են սննդային շղթաներում:
Բնապահպանական տեսակետից ամենամեծ վտանգը ներկայացնում են 90 Սր և 137 Ս. Դա պայմանավորված է երկար կիսամյակի (28 տարի 90 Sr-ի համար և 33 տարի 137 Cs-ի համար), բարձր ճառագայթման էներգիայով և կենսաբանական ցիկլի մեջ սննդի շղթայում հեշտությամբ ընդգրկվելու ունակությամբ: Ստրոնցիումը քիմիական հատկություններով նման է կալցիումին և ոսկրային հյուսվածքի մի մասն է, մինչդեռ ցեզիումը մոտ է կալիումին և ներառված է կենդանի օրգանիզմների բազմաթիվ ռեակցիաներում։
Արհեստական ռադիոնուկլիդները ֆիքսված են հիմնականում (մինչև 80-90%) հողի վերին շերտում՝ կույս հողի վրա՝ 0-10 սմ շերտ, վարելահողերի վրա՝ վարելահորիզոնում։ Ամենաբարձր կլանում ունեցող հողերը բարձր պարունակությունհումուս, ծանր գրանուլոմետրիկ բաղադրությամբ, հարուստ է մոնտմորիլլոնիտով և հիդրոմիկաներով, ջրային ռեժիմի չտրվացող տեսակով։ Նման հողերում ռադիոնուկլիդները միայն մի փոքր ունակ են գաղթելու: Ըստ հողերի շարժունակության աստիճանի՝ ռադիոնուկլիդները կազմում են 90 Sr > 106 Ru > 137 Ce > 129 J > 239 Pu շարքը։ Ռադիոիզոտոպներից հողերի բնական ինքնամաքրման արագությունը կախված է դրանց արագությունից ռադիոակտիվ քայքայումը, ուղղահայաց և հորիզոնական միգրացիա: Ռադիոակտիվ իզոտոպի կիսամյակը այն ժամանակն է, որն անհրաժեշտ է նրա ատոմների թվի կեսի քայքայման համար:
Աղյուսակ 3 - Ռադիոակտիվ նյութերի բնութագրերը
|
Կերմայի հաստատուն |
Գամմա հաստատուն |
Դոզայի ազդեցության գործոն |
Կես կյանք |
|||
|
1,28-10 6 տ |
||||||
|
Մանգան |
||||||
|
Ստրոնցիում |
||||||
|
Պրոմեթիում |
||||||
|
138,4 օր |
||||||
|
Պլուտոնիում |
2.44 -104 տ |
Կենդանի օրգանիզմների ռադիոակտիվությունն ունի կուտակային ազդեցություն։ Մարդկանց համար LD 50-ի արժեքը (մահացու դոզան, որի ազդեցությունը առաջացնում է կենսաբանական օբյեկտների 50% մահ) կազմում է 2,5-3,5 Gy:
Արտաքին ազդեցության համար պայմանականորեն նորմալ է համարվում 0,25 Gy դոզան: 0.75 Gy ամբողջ մարմնի ազդեցությունը կամ 2.5 Gy վահանաձև գեղձի ազդեցությունը ռադիոակտիվ յոդից 131 Ես պահանջում եմ միջոցներ բնակչության ճառագայթային պաշտպանության համար:
Հողի ծածկույթի ռադիոակտիվ աղտոտման առանձնահատկությունն այն է, որ ռադիոակտիվ կեղտերի քանակը չափազանց փոքր է, և դրանք չեն առաջացնում հողի հիմնական հատկությունների փոփոխություններ՝ pH, հանքային սնուցման տարրերի հարաբերակցությունը և պտղաբերության մակարդակը:
Ուստի առաջին հերթին անհրաժեշտ է սահմանափակել (նորմալացնել) հողից բուսաբուծության մեջ ներթափանցող ռադիոակտիվ նյութերի կոնցենտրացիաները։ Քանի որ ռադիոնուկլիդները հիմնականում ծանր մետաղներ են, ռացիոնալացման, սանիտարական և ռադիոնուկլիդներով և ծանր մետաղներով հողերի աղտոտումից պաշտպանելու հիմնական խնդիրներն ու եղանակները ավելի նման են և հաճախ կարելի է միասին դիտարկել:
Այսպիսով, հողերի ռադիոակտիվությունը պայմանավորված է դրանցում ռադիոնուկլիդների պարունակությամբ։ Հողերի բնական ռադիոակտիվությունը պայմանավորված է բնական ռադիոակտիվ իզոտոպներով, որոնք միշտ առկա են տարբեր քանակությամբ հողերում և հող առաջացնող ապարներում: Հողերի արհեստական ռադիոակտիվությունը պայմանավորված է ատոմային և ջերմամիջուկային պայթյունների հետևանքով առաջացած ռադիոակտիվ իզոտոպների հող մտնելով, միջուկային արդյունաբերության թափոնների տեսքով կամ միջուկային ձեռնարկություններում վթարների հետևանքով:
Ամենից հաճախ հողերի արհեստական ռադիոակտիվ աղտոտումը պայմանավորված է 235 U, 238 U, 239 Pu, 129 I, 131 I, 144 Ce, 140 Ba, 106 Ru, 90 Sr, 137 Cs և այլն իզոտոպներով: Ռադիոակտիվ աղտոտվածության ինտենսիվությունը: որոշակի տարածքը որոշվում է երկու գործոնով.
ա) համակենտրոնացում ռադիոակտիվ տարրերև իզոտոպները հողերում;
բ) տարրերի և իզոտոպների բնույթը, որն առաջին հերթին որոշվում է կիսաքայքայման ժամանակով:
Բնապահպանական տեսակետից ամենամեծ վտանգը ներկայացնում են 90 Սր և 137 Ս. Նրանք ամուր ամրագրված են հողերում, բնութագրվում են երկար կիսամյակով (90 Sr - 28 տարի և 137 Cs - 33 տարի) և հեշտությամբ ընդգրկվում են կենսաբանական ցիկլի մեջ որպես Ca և K-ին մոտ տարրեր: Կուտակվելով մարմնում՝ դրանք ներքին ճառագայթման մշտական աղբյուրներ են։
ԳՕՍՏ-ի համաձայն, թունավոր քիմիական տարրերը բաժանվում են հիգիենիկ վտանգի դասերի: Հողերն են.
ա) I դաս՝ մկնդեղ (As), բերիլիում (Be), սնդիկ (Hg), սելեն (Sn), կադմիում (Cd), կապար (Pb), ցինկ (Zn), ֆտոր (F);
բ) II դաս՝ քրոմ (Cr), կոբալտ (Co), բոր (B), մոլիբդեն (Mn), նիկել (Ni), պղինձ (Cu), անտիմոն (Sb);
գ) III դաս՝ բարիում (Ba), վանադիում (V), վոլֆրամ (W), մանգան (Mn), ստրոնցիում (Sr):
Ծանր մետաղներարդեն այժմ զբաղեցնում է երկրորդ տեղը վտանգավորության առումով՝ զիջելով թունաքիմիկատներին և զգալիորեն առաջ անցնելով այնպիսի հայտնի աղտոտիչներից, ինչպիսիք են ածխաթթու գազը և ծծումբը։ Ապագայում դրանք կարող են դառնալ ավելի վտանգավոր, քան ատոմակայանի թափոններն ու կոշտ թափոնները։ Ծանր մետաղներով աղտոտումը կապված է արդյունաբերական արտադրության մեջ դրանց լայն կիրառման հետ։ Մաքրման անկատար համակարգերի պատճառով ծանր մետաղները ներթափանցում են շրջակա միջավայր, այդ թվում՝ հողը՝ աղտոտելով և թունավորելով այն։ Ծանր մետաղները հատուկ աղտոտիչներ են, որոնց մոնիտորինգը պարտադիր է բոլոր միջավայրերում։
Հողը հիմնական միջավայրն է, որտեղ մտնում են ծանր մետաղները, այդ թվում՝ մթնոլորտից և ջրային միջավայրից: Այն նաև ծառայում է որպես մակերևութային օդի և ջրերի երկրորդային աղտոտման աղբյուր, որոնք նրանից մտնում են Համաշխարհային օվկիանոս։ Հողից ծանր մետաղները կլանում են բույսերը, որոնք հետո ընկնում են սննդի մեջ։
«Ծանր մետաղներ» տերմինը, որը բնութագրում է աղտոտիչների լայն խումբ, վերջերս լայն տարածում գտավ։ Տարբեր գիտական և կիրառական աշխատություններում հեղինակները տարբեր կերպ են մեկնաբանում այս հասկացության իմաստը։ Այս առումով ծանր մետաղների խմբին վերագրվող տարրերի քանակը տարբերվում է լայն շրջանակում: Որպես անդամակցության չափանիշներ օգտագործվում են բազմաթիվ բնութագրեր՝ ատոմային զանգված, խտություն, թունավորություն, տարածվածություն բնական միջավայրում, բնական և տեխնածին ցիկլերում ներգրավվածության աստիճանը։
Հողի աղտոտվածության և շրջակա միջավայրի մոնիտորինգի խնդիրներին նվիրված աշխատանքներում այսօր ավելի քան 40 տարրեր Դ.Ի. Մենդելեևը 40-ից ավելի ատոմային միավոր ունեցող ատոմային զանգվածով՝ V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi և այլն: Ըստ N. Reimers-ի դասակարգման. , ծանր մետաղները պետք է դիտարկել 8 գ/սմ3-ից ավելի խտությամբ: Միևնույն ժամանակ, ծանր մետաղների դասակարգման գործում կարևոր դեր են խաղում հետևյալ պայմանները՝ համեմատաբար ցածր կոնցենտրացիաներում կենդանի օրգանիզմների համար նրանց բարձր թունավորությունը, ինչպես նաև կենսակուտակվելու և բիոմեծացնելու ունակությունը: Այս սահմանման տակ գտնվող գրեթե բոլոր մետաղները (բացառությամբ կապարի, սնդիկի, կադմիումի և բիսմուտի, կենսաբանական դերորը ներկայումս պարզ չէ), ակտիվորեն ներգրավված են կենսաբանական գործընթացներում, շատ ֆերմենտների մի մասն են:
Հողի մակերեսի վրա ծանր մետաղները մտնում են տարբեր ձևեր. Սրանք օքսիդներ և տարբեր մետաղների աղեր են՝ և՛ լուծելի, և՛ ջրում գործնականում չլուծվող (սուլֆիդներ, սուլֆատներ, արսենիտներ և այլն)։ Հանքանյութ վերամշակող ձեռնարկություններից և գունավոր մետալուրգիայի ձեռնարկություններից արտանետումների կազմում՝ շրջակա միջավայրի աղտոտման հիմնական աղբյուրը՝ ծանր մետաղները, մետաղների հիմնական մասը (70-90%) օքսիդների տեսքով է։ Հողի մակերեսին հայտնվելով՝ դրանք կարող են կամ կուտակվել կամ ցրվել՝ կախված տվյալ տարածքին բնորոշ երկրաքիմիական արգելքների բնույթից: Ծանր մետաղների բաշխումը կենսոլորտի տարբեր օբյեկտներում և շրջակա միջավայր մուտք գործելու աղբյուրները (Աղյուսակ 4):
Աղյուսակ 4 - Ծանր մետաղների աղբյուրները շրջակա միջավայրում
|
բնական աղտոտում |
Տեխնածին աղտոտում |
|
|
Հրաբխային ժայթքում, քամու էրոզիա: |
Արսեն պարունակող հանքաքարերի և օգտակար հանածոների արդյունահանում և վերամշակում, պիրոմետալուրգիա և ծծմբաթթվի, սուպերֆոսֆատի արտադրություն; այրում, նավթ, տորֆ, թերթաքար: |
|
|
Անկում՝ տեղումներով. Հրաբխային ակտիվություն. |
Հանքաքարի հարստացում, ծծմբաթթվի արտադրություն, ածուխի այրում։ |
|
|
Արդյունաբերության թափոններ՝ մետալուրգիական, մեքենաշինական, տեքստիլ, ապակի, կերամիկա և կաշվե: Բոր պարունակող հանքաքարերի մշակում. |
||
|
Այն լայնորեն տարածված է բնության մեջ՝ կազմելով երկրակեղևի մոտավորապես 0,08%-ը։ |
Ածխով աշխատող էլեկտրակայաններ, ալյումինե և սուպերֆոսֆատ պարարտանյութերի արտադրություն. |
|
|
Այն բնության մեջ չի լինում իր տարերային վիճակում։ Քրոմի տեսքով այն երկրակեղեւի մի մասն է։ |
Արտանետումներ ձեռնարկություններից, որտեղ քրոմը արդյունահանվում, ստացվում և վերամշակվում է: |
|
|
Հայտնի են կոբալտ պարունակող ավելի քան 100 միներալներ։ |
Այրումը բնական և վառելիքային նյութերի արդյունաբերական արտադրության գործընթացում: |
|
|
Ներառված է բազմաթիվ օգտակար հանածոների մեջ: |
Հանքաքարերի, ֆոսֆորական պարարտանյութերի, ցեմենտի արտադրության, ջերմաէլեկտրակայաններից արտանետումների վերամշակման և հարստացման մետալուրգիական գործընթաց. |
|
|
Մտնում է 53 միներալների մեջ։ |
Արտանետումներ հանքարդյունաբերության, գունավոր մետալուրգիայի, մեքենաշինության, մետաղամշակման, քիմիական ձեռնարկությունների, տրանսպորտի, ջերմաէլեկտրակայանների ձեռնարկություններից։ |
|
|
Հանքաքարերում պղնձի համաշխարհային պաշարները գնահատվում են 465 մլն տոննա, այն ներառված է օգտակար հանածոների բաղադրության մեջ։ Հրաբխային և նստվածքային ապարներ: |
Գունավոր մետալուրգիայի ձեռնարկություններ, տրանսպորտ, պարարտանյութեր և թունաքիմիկատներ, եռակցման գործընթացներ, ցինկապատում, ածխաջրածնային վառելիքի այրում։ |
|
|
Պատկանում են ցրված տարրերի խմբին։ Տարածված է բոլոր գեոսֆերներում։ Մտնում է 64 միներալների մեջ։ |
Բարձր ջերմաստիճանի տեխնոլոգիական գործընթացներ. Կորուստներ փոխադրման ժամանակ, ածուխի այրում. Տարեկան մթնոլորտային տեղումների հետ Երկրի մակերևույթի 1կմ2-ի վրա ընկնում է 72 կգ ցինկ, ինչը 3 անգամ ավելի է կապարից և 12 անգամ ավելի, քան պղնձից։ |
|
|
Պատկանում է հազվագյուտ միկրոէլեմենտների. որպես իզոմորֆ կեղտ հայտնաբերված է բազմաթիվ միներալներում: |
Տեղական աղտոտում - արտանետումներ արդյունաբերական համալիրներ, հզորության տարբեր աստիճանի աղտոտումը ջերմային է էլեկտրակայաններ, շարժիչներ. |
|
|
Ցրված տարր՝ խտացված սուլֆիդային հանքաքարերում։ Փոքր քանակությունը տեղի է ունենում բնիկ: |
մետաղի պիրոմետալուրգիական արտադրության գործընթացը, ինչպես նաև բոլոր գործընթացները, որոնցում օգտագործվում է սնդիկ: Ցանկացած օրգանական վառելիքի (նավթ, ածուխ, տորֆ, գազ, փայտ) մետալուրգիական արտադրություն, ջերմային պրոցեսների այրում ոչ մետաղական նյութերով. |
|
|
Պարունակվում է երկրի ընդերքը, հանդիպում է օգտակար հանածոների մեջ։ Շրջակա միջավայր է մտնում սիլիկատային հողի փոշու, հրաբխային ծխի, անտառային գոլորշիների, ծովային աղի աերոզոլների և երկնաքարի փոշու տեսքով։ |
Արտանետումներ արտադրանքներից բարձր ջերմաստիճանի գործընթացներից, արտանետվող գազերից, կեղտաջրերից, մետաղների արդյունահանման և վերամշակման, փոխադրման, քայքայման և ցրման արդյունքում: |
Մետաղով հարստացված թափոնների ամենահզոր մատակարարներն են գունավոր մետաղների ձուլման ձեռնարկությունները (ալյումին, կավահող, պղինձ-ցինկ, կապարի ձուլող, նիկել, տիտան-մագնեզիում, սնդիկ), ինչպես նաև գունավոր մետաղների մշակումը (ռադիոտեխնիկա, էլեկտրատեխնիկա, գործիքաշինություն, էլեկտրաշինություն և այլն): Մետաղագործական արդյունաբերության, լեռնահարստացուցիչ ֆաբրիկայի փոշու մեջ Pb, Zn, Bi, Sn-ի կոնցենտրացիան լիտոսֆերայի համեմատ կարող է մեծանալ մի քանի կարգով (մինչև 10-12), Cd, V, Sb-ի կոնցենտրացիան. տասնյակ հազարավոր անգամներ, Cd, Mo, Pb, Sn, Zn, Bi, Ag - հարյուրավոր անգամներ: Գունավոր մետալուրգիայի ձեռնարկությունների, ներկերի և լաքի գործարանների և երկաթբետոնե կոնստրուկցիաների թափոնները հարստացված են սնդիկով։ Մեքենաշինական գործարանների փոշու մեջ ավելացել է W, Cd, Pb կոնցենտրացիան (Աղյուսակ 5):
Աղյուսակ 5. Ծանր մետաղների հիմնական տեխնածին աղբյուրները
Մետաղով հարստացված արտանետումների ազդեցության տակ լանդշաֆտի աղտոտվածության տարածքներ են ձևավորվում հիմնականում տարածաշրջանային և տեղական մակարդակներում։ Ավտոմեքենաներից արտանետվող գազերը շրջակա միջավայր են արտանետում Pb-ի զգալի քանակություն, որը գերազանցում է դրա ընդունումը մետաղագործական ձեռնարկությունների թափոններով:
Աշխարհի հողերը հաճախ հարստանում են ոչ միայն ծանր, այլ նաև բնական և մարդածին ծագման այլ նյութերով։ Մետաղներով և տարրերով հողերի «հագեցվածության» նույնականացում E.A. Նովիկովը դա բացատրեց որպես մարդու և բնության փոխազդեցության հետևանք (Աղյուսակ 6):
Կապարը Բելառուսի ծայրամասային հողերի հիմնական աղտոտող տարրն է: Դրա ավելացված պարունակությունը դիտվում է Մինսկի, Գոմելի, Մոգիլևի արվարձաններում։ Հողի աղտոտվածություն կապարով MPC (32 մգ/կգ) և ավելի բարձր մակարդակում նշվել է տեղում, փոքր տարածքներում, գերակշռող քամիների ուղղությամբ:
Աղյուսակ 6 - Մարդու և բնության փոխազդեցության համադրություն
Ինչպես երևում է աղյուսակից, մետաղների մեծ մասը, այդ թվում՝ ծանրը, ցրվում է մարդու կողմից։ Մարդու կողմից ցրված տարրերի պեդոսֆերայում բաշխման օրինաչափությունները կարևոր են և անկախ ուղղությունհողի հետազոտության մեջ։ Ա.Պ.Վինոգրադով, Ռ.Միտչել, Դ.Սուեյն, Հ.Բոուեն, Ռ.Բրուքս, Վ.Վ.Դոբրովոլսկի: Նրանց հետազոտության արդյունքը եղել է երկրների, տարածաշրջանների և ամբողջ աշխարհի առանձին մայրցամաքների հողերում տարրերի կոնցենտրացիաների միջին արժեքների նույնականացումը (Աղյուսակ 7):
Մինսկի Բանջարեղենի գործարանի որոշ դաշտերում, որտեղ մի քանի տարի շարունակ քաղաքային կոշտ թափոնները որպես պարարտանյութ օգտագործվում են, կապարի պարունակությունը հասնում է 40-57 մգ/կգ հողի։ Նույն դաշտերում ցինկի և պղնձի շարժական ձևերի պարունակությունը հողում համապատասխանաբար կազմում է 65 և 15 մգ/կգ, մինչդեռ ցինկի սահմանային մակարդակը 23 մգ/կգ է, իսկ պղնձինը՝ 5 մգ/կգ։
Մայրուղիների երկայնքով հողը խիստ աղտոտված է կապարով և ավելի քիչ՝ կադմիումով։ Ճամփեզրի հողի աղտոտում մայրուղիներմիջպետական (Բրեստ - Մոսկվա, Սանկտ Պետերբուրգ - Օդեսա), հանրապետական (Մինսկ - Սլուցկ, Մինսկ - Լոգոյսկ) և տեղական (Զասլավլ - Ձերժինսկ, Ժաբինկա - Բ. Մոտիկալի) արժեքները դիտվում են մինչև 25-50 հեռավորության վրա: մ ճանապարհի հունից՝ կախված տեղանքից և անտառապաշտպան գոտիների առկայությունից։ Հողի մեջ կապարի առավելագույն պարունակությունը նշվել է մայրուղուց 5-10 մ հեռավորության վրա։ Այն բարձր է ֆոնային արժեքից միջինը 2-2,3 անգամ, բայց որոշ չափով ցածր կամ մոտ է MPC-ին: Բելառուսի հողերում կադմիումի պարունակությունը ֆոնային մակարդակում է (մինչև 0,5 մգ/կգ)։ Մինչև 2,5 անգամ ֆոնի գերազանցումը տեղի է ունեցել խոշոր քաղաքներից մինչև 3-5 կմ հեռավորության վրա և հասնում է 1,0-1,2 մգ հողի՝ 3 մգ/կգ MPC-ի դեպքում երկրների համար: Արեւմտյան Եվրոպա(Բելառուսի հողերի համար կադմիումի ՍԹԿ չի մշակվել): Բելառուսում տարբեր աղբյուրներից կապարով աղտոտված հողերի տարածքը ներկայումս կազմում է մոտավորապես 100 հազար հեկտար, կադմիումը՝ 45 հազար հեկտար:
Աղյուսակ 7 - Մարդու և բնության փոխազդեցության համադրություն
|
Տարրեր |
Միջին արժեքներ (ԱՄՆ հողեր, X. Shacklett, J. Borngsn, 1984) |
Միջին արժեքներ (Աշխարհի հողերը, Ա.Պ. Վինոգրադով, 1957) |
Տարրեր |
Միջին արժեքներ (ԱՄՆ հողեր, J. Borngen, 1984) |
Միջին արժեքներ (Աշխարհի հողերը, Ա.Պ. Վինոգրադով, 1957) |
Ներկայումս Բելառուսի հողերում պղնձի պարունակության ագրոքիմիական քարտեզագրում է իրականացվում, և արդեն հաստատվել է, որ հանրապետությունում պղնձով աղտոտված է 260,3 հազար հա գյուղատնտեսական նշանակության հողեր (Աղյուսակ 8):
Աղյուսակ 8. Բելառուսում պղնձով աղտոտված գյուղատնտեսական հողեր (հազար հա)
Վարելահողերի հողերում շարժական պղնձի միջին պարունակությունը ցածր է և կազմում է 2,1 մգ/կգ, բարեկարգված խոտի և արոտավայրերում՝ 2,4 մգ/կգ։ Ընդհանուր առմամբ, հանրապետության վարելահողերի 34%-ը և խոտի ու արոտավայրերի 36%-ն ունեն պղնձի շատ ցածր պաշար (1,5 մգ/կգ-ից պակաս) և պղնձ պարունակող պարարտանյութերի խիստ կարիք ունեն։ Պղնձի ավելցուկ պարունակությամբ հողերի վրա (գյուղատնտեսական նշանակության հողերի 3.3%) պետք է բացառվի պղինձ պարունակող ցանկացած տեսակի պարարտանյութի օգտագործումը:
Հողը երկրի մակերեսն է, որն ունի հատկություններ, որոնք բնութագրում են ինչպես կենդանի, այնպես էլ անշունչ բնությունը։
Հողը ընդհանուրի ցուցանիշն է։Աղտոտումը հող է մտնում մթնոլորտային տեղումներով, մակերեսային թափոններով։ Դրանք հողաշերտ են ներմուծվում նաև հողի ապարներով և ստորերկրյա ջրերով։
Ծանր մետաղների խումբը ներառում է բոլորը, որոնց խտությունը գերազանցում է երկաթի խտությունը։ Այս տարրերի պարադոքսն այն է, որ դրանք անհրաժեշտ են որոշակի քանակությամբ բույսերի և օրգանիզմների բնականոն գործունեությունը ապահովելու համար:
Բայց դրանց ավելցուկը կարող է հանգեցնել լուրջ հիվանդության և նույնիսկ մահվան: Սննդի ցիկլը վնասակար միացությունների ներթափանցում է մարդու օրգանիզմ և հաճախ մեծ վնաս է հասցնում առողջությանը։
Ծանր մետաղներով աղտոտման աղբյուրներն են. Կա մեթոդ, որով հաշվարկվում է մետաղի թույլատրելի պարունակությունը։ Սա հաշվի է առնում մի քանի մետաղների ընդհանուր արժեքը Zc.
- թույլատրելի;
- չափավոր վտանգավոր;
- բարձր վտանգավոր;
- չափազանց վտանգավոր.
Հողի պաշտպանությունը շատ կարևոր է. Մշտական վերահսկողությունն ու մոնիտորինգը թույլ չի տալիս աղտոտված հողերում գյուղատնտեսական մթերքներ աճեցնել և անասուններ արածեցնել։
Հողը աղտոտող ծանր մետաղներ
Ծանր մետաղների վտանգի երեք դաս կա. Առողջապահության համաշխարհային կազմակերպությունը ամենավտանգավորն է համարում կապարը, սնդիկը և կադմիումը։Բայց ոչ պակաս վնասակար է այլ տարրերի բարձր կոնցենտրացիան։
Մերկուրի
Հողի աղտոտումը սնդիկով տեղի է ունենում, երբ վնասվում են թունաքիմիկատները, կենցաղային տարբեր թափոնները, ինչպիսիք են լյումինեսցենտային լամպերը, վնասված տարրերը. չափիչ գործիքներ.
Պաշտոնական տվյալներով՝ սնդիկի տարեկան արտանետումը կազմում է ավելի քան հինգ հազար տոննա։ Սնդիկը կարող է ներթափանցել մարդու օրգանիզմ աղտոտված հողից:
Եթե դա տեղի է ունենում կանոնավոր կերպով, կարող են առաջանալ բազմաթիվ օրգանների, այդ թվում՝ նյարդային համակարգի աշխատանքի ծանր խանգարումներ։
Անպատշաճ բուժման դեպքում հնարավոր է մահացու ելք։
Առաջնորդել
Կապարը շատ վտանգավոր է մարդու և բոլոր կենդանի օրգանիզմների համար։
Այն չափազանց թունավոր է։ Երբ արդյունահանվում է մեկ տոննա կապար, քսանհինգ կիլոգրամ արտանետվում է շրջակա միջավայր: Արտանետվող գազերի արտանետմամբ հող է մտնում մեծ քանակությամբ կապար։ 
Երթուղիների երկայնքով հողի աղտոտվածության գոտին շուրջ երկու հարյուր մետր է: Հողի մեջ կապարը կլանվում է մարդկանց և կենդանիների կողմից ուտվող բույսերի կողմից, ներառյալ անասունները, որոնց միսը նույնպես մեր ճաշացանկում է: Կապարի ավելցուկը ազդում է կենտրոնական նյարդային համակարգի, ուղեղի, լյարդի և երիկամների վրա:Այն վտանգավոր է իր քաղցկեղածին և մուտագեն ազդեցությամբ։
Կադմիում
Հողի աղտոտումը կադմիումով հսկայական վտանգ է մարդու օրգանիզմի համար։ Երբ այն ընդունվում է, այն առաջացնում է կմախքի դեֆորմացիաներ, երեխաների մոտ աճի դանդաղում և մեջքի ուժեղ ցավ:
Պղինձ և ցինկ
Այս տարրերի բարձր կոնցենտրացիան հողում առաջացնում է աճի դանդաղում և բույսերի պտղաբերության վատթարացում, ինչը, ի վերջո, հանգեցնում է բերքատվության կտրուկ նվազմանը: Մարդկանց մոտ փոփոխություններ են տեղի ունենում ուղեղում, լյարդում և ենթաստամոքսային գեղձում:
Մոլիբդեն
Մոլիբդենի ավելցուկը հանգեցնում է հոդատապի և նյարդային համակարգի վնասմանը:
Ծանր մետաղների վտանգը կայանում է նրանում, որ դրանք վատ են արտազատվում օրգանիզմից, կուտակվում դրա մեջ։ Նրանք կարող են շատ թունավոր միացություններ առաջացնել, հեշտությամբ անցնել մի միջավայրից մյուսը, չեն քայքայվել։ Միաժամանակ դրանք առաջացնում են ծանր հիվանդություններ՝ հաճախ հանգեցնելով անդառնալի հետեւանքների։Անտիմոնիա
Առկա է որոշ հանքաքարերում։
Այն արդյունաբերական տարբեր ոլորտներում օգտագործվող համաձուլվածքների մի մասն է։
Դրա ավելցուկը հանգեցնում է ուտելու ծանր խանգարումների։
Արսեն
Հողի աղտոտման հիմնական աղբյուրը մկնդեղով այն նյութերն են, որոնք օգտագործվում են գյուղատնտեսական բույսերի վնասատուների դեմ պայքարելու համար, ինչպիսիք են թունաքիմիկատները, միջատասպանները: Մկնդեղը կուտակային թույն է, որը քրոնիկ է առաջացնում: Դրա միացությունները հրահրում են նյարդային համակարգի, ուղեղի և մաշկի հիվանդություններ։
Մանգան
Հողի և բույսերի մեջ այս տարրի բարձր պարունակություն է նկատվում։ 
Եթե հավելյալ քանակությամբ մանգան մտնում է հող, ապա դրա վտանգավոր ավելցուկը արագ է ստեղծվում։ Սա ազդում է մարդու մարմնի վրա նյարդային համակարգի քայքայման տեսքով:
Ոչ պակաս վտանգավոր է այլ ծանր տարրերի ավելցուկը։
Վերոհիշյալից կարելի է եզրակացնել, որ ծանր մետաղների կուտակումը հողում ծանր հետևանքներ է ունենում մարդու առողջության և ընդհանուր առմամբ շրջակա միջավայրի համար:
Ծանր մետաղներով հողի աղտոտման դեմ պայքարի հիմնական մեթոդները
Ծանր մետաղներով հողի աղտոտման դեմ պայքարի մեթոդները կարող են լինել ֆիզիկական, քիմիական և կենսաբանական: Դրանց թվում են հետևյալ մեթոդները.
- Հողի թթվայնության բարձրացումը մեծացնում է հավանականությունը, հետևաբար օրգանական նյութերի և կավի, կրաքարի ներմուծումը որոշ չափով օգնում է աղտոտման դեմ պայքարին:
- Որոշ բույսերի, օրինակ՝ երեքնուկի, ցանելը, հնձելը և հողի մակերեսից հեռացնելը զգալիորեն նվազեցնում է ծանր մետաղների կոնցենտրացիան հողում։ Բացի այդ այս կերպլիովին էկոլոգիապես մաքուր է:
- Ստորգետնյա ջրերի դետոքսիկացիա, դրա մղում և մաքրում.
- Ծանր մետաղների լուծվող ձևերի միգրացիայի կանխատեսում և վերացում.
- Որոշ առանձնապես ծանր դեպքերում պահանջվում է հողաշերտի ամբողջական հեռացում և փոխարինում նորով։
Ծանր մետաղները (ՀՄ) ներառում են մոտ 40 մետաղներ՝ 50-ից ավելի ատոմային զանգվածով և 5 գ/սմ3-ից ավելի խտությամբ, թեև ՀՄ-ների թվում է նաև թեթև բերիլիումը։ Երկու հատկանիշներն էլ բավականին պայմանական են, և ՀՄ-ների ցուցակները նրանց համար չեն համընկնում:
Ըստ թունավորության և շրջակա միջավայրում տարածվածության՝ կարելի է առանձնացնել ՀՄ-ների առաջնահերթ խումբ՝ Pb, Hg, Cd, As, Bi, Sn, V, Sb։ Որոշ չափով պակաս կարևոր են՝ Cr, Cu, Zn, Mn, Ni, Co, Mo:
Բոլոր ՀՄ-ները որոշ չափով թունավոր են, թեև դրանցից մի քանիսը (Fe, Cu, Co, Zn, Mn) կենսամոլեկուլների և վիտամինների մաս են կազմում։
Մարդածին ծագման ծանր մետաղները հող են մտնում օդից՝ պինդ կամ հեղուկ տեղումների տեսքով։ Անտառային ուղիներն իրենց զարգացած շփման մակերեսով հատկապես ինտենսիվորեն պահպանում են ծանր մետաղները:
Ընդհանուր առմամբ, օդից ծանր մետաղներով աղտոտվածության վտանգը հավասարապես առկա է բոլոր հողերի համար։ Ծանր մետաղները բացասաբար են ազդում հողի գործընթացների, հողի բերրիության և գյուղատնտեսական արտադրանքի որակի վրա: Ծանր մետաղներով աղտոտված հողերի կենսագործունեության վերականգնումը կենսացենոզների պաշտպանության ամենադժվար խնդիրներից է։
Կարևոր հատկանիշմետաղները աղտոտվածության դիմացկուն են. Տարրն ինքնին չի կարող փլուզվել՝ անցնելով մի միացությունից մյուսը կամ շարժվելով հեղուկ և պինդ փուլերի միջև։ Հնարավոր են փոփոխական վալենտով մետաղների ռեդոքսային անցումներ։
Բույսերի համար վտանգավոր ՀՄ կոնցենտրացիաները կախված են հողի գենետիկ տեսակից: Հողերում ՀՄ-ների կուտակման վրա ազդող հիմնական ցուցանիշներն են թթու-բազային հատկություններև հումուսի պարունակությունը.
Ծանր մետաղների ՍԹԿ սահմանելիս գրեթե անհնար է հաշվի առնել հողաերկրաքիմիական պայմանների ողջ բազմազանությունը։ Ներկայումս մի շարք ծանր մետաղների համար հողերում դրանց պարունակության համար ստեղծվել են AEC-ներ, որոնք օգտագործվում են որպես MPC (Հավելված 3):
Երբ հողերում ՀՄ պարունակության թույլատրելի արժեքները գերազանցվում են, այդ տարրերը բույսերում կուտակվում են անասնակերի և սննդամթերքի իրենց MPC-ն գերազանցող քանակությամբ:
Աղտոտված հողերում ՀՄ-ների ներթափանցման խորությունը սովորաբար չի գերազանցում 20 սմ-ը, սակայն խիստ աղտոտվածության դեպքում ՀՄ-երը կարող են թափանցել մինչև 1,5 մ խորություն։ Բոլոր ծանր մետաղներից ցինկը և սնդիկը ունեն ամենաբարձր միգրացիոն ունակությունը և հավասարաչափ բաշխված են հողի շերտում 0...20 սմ խորության վրա, իսկ կապարը կուտակվում է միայն մակերեսային շերտում (0...2,5 սմ): Այս մետաղների միջև միջանկյալ դիրք է զբաղեցնում կադմիումը։
ժամը առաջնորդել հստակ արտահայտված է հողում կուտակման միտումը. նրա իոնները ոչ ակտիվ են նույնիսկ ցածր pH արժեքների դեպքում: Տարբեր տեսակի հողերի համար կապարի տարրալվացման արագությունը տատանվում է տարեկան 4 գ-ից մինչև 30 գ/հա: Ընդ որում, տարբեր տարածքներում ներմուծվող կապարի քանակը կարող է կազմել տարեկան 40...530 գ/հա։ Քիմիական աղտոտման ժամանակ հող մտնող կապարը համեմատաբար հեշտությամբ հիդրօքսիդ է ձևավորում չեզոք կամ ալկալային միջավայրում: Եթե հողը պարունակում է լուծվող ֆոսֆատներ, ապա կապարի հիդրօքսիդը վերածվում է քիչ լուծվող ֆոսֆատների։
Հողի զգալի աղտոտվածություն կապարով կարող է հայտնաբերվել հիմնական մայրուղիների երկայնքով, գունավոր մետալուրգիայի մոտ, թափոնների այրման կայանների մոտ, որտեղ չկա ծխատար գազերի մաքրում: Տետրաէթիլ կապար պարունակող շարժիչային վառելանյութերի շարունակական աստիճանական փոխարինումը առանց կապարի վառելիքով ցույց է տվել դրական արդյունքներ. կտրուկ նվազել է կապարի ներհոսքը հող, և ապագայում այդ աղտոտման աղբյուրը մեծապես կվերացվի։
Երեխայի օրգանիզմ ներթափանցող հողի մասնիկներով կապարի ռիսկը հողի աղտոտման ռիսկի գնահատման որոշիչ գործոններից մեկն է: բնակավայրեր. Կապարի ֆոնային կոնցենտրացիաները հողերում տարբեր տեսակիտատանվում է 10…70 մգ/կգ սահմաններում: Ամերիկացի հետազոտողների կարծիքով՝ քաղաքային հողերում կապարի պարունակությունը չպետք է գերազանցի 100 մգ/կգ-ը, սա ապահովում է երեխայի օրգանիզմի պաշտպանությունը ձեռքերի և աղտոտված խաղալիքների միջոցով կապարի չափից ավելի ընդունումից: Իրական պայմաններում կապարի պարունակությունը հողում զգալիորեն գերազանցում է այս մակարդակը։ Քաղաքների մեծ մասում կապարի պարունակությունը հողում տատանվում է 30...150 մգ/կգ-ի սահմաններում՝ մոտ 100 մգ/կգ միջին արժեքով։ Կապարի ամենաբարձր պարունակությունը՝ 100-ից 1000 մգ/կգ, հանդիպում է այն քաղաքների հողում, որտեղ տեղակայված են մետալուրգիական և մարտկոցների ձեռնարկությունները (Ալչևսկ, Զապորոժիե, Դնեպրոձերժինսկ, Դնեպրոպետրովսկ, Դոնեցկ, Մարիուպոլ, Կրիվոյ Ռոգ):
Բույսերն ավելի հանդուրժող են կապարի նկատմամբ, քան մարդիկ և կենդանիները, ուստի անհրաժեշտ է մանրակրկիտ վերահսկել կապարի մակարդակը բուսական մթերքներում և անասնակերում:
Արոտավայրերում գտնվող կենդանիների մոտ կապարով թունավորման առաջին նշանները նկատվում են մոտ 50 մգ/կգ չոր խոտի օրական չափաբաժնի դեպքում (խիստ կապարով աղտոտված հողերի վրա ստացված խոտը կարող է պարունակել 6,5 գ/կգ չոր խոտ): Մարդկանց համար գազար ուտելիս MPC-ն կազմում է 7,5 մգ կապար 1 կգ տերևի համար։
Ի տարբերություն կապարի կադմիում հողը մտնում է շատ ավելի փոքր քանակությամբ՝ տարեկան մոտ 3…35 գ/հա: Կադմիումը հող է ներմուծվում օդից (տարեկան մոտ 3 գ/հա) կամ ֆոսֆոր պարունակող պարարտանյութերով (35...260 գ/տ)։ Որոշ դեպքերում աղտոտման աղբյուր կարող են լինել կադմիումի վերամշակման գործարանները: pH արժեք ունեցող թթվային հողերում<6 ионы кадмия весьма подвижны и накопления металла не наблюдается. При значениях рН>6 կադմիումը նստում է երկաթի, մանգանի և ալյումինի հիդրօքսիդների հետ միասին, մինչդեռ պրոտոնների կորուստը տեղի է ունենում OH խմբերի կողմից։ Նման գործընթացը շրջելի է դառնում pH-ի նվազմամբ, և կադմիումը, ինչպես նաև այլ ՀՄ-ներ, կարող են անդառնալիորեն դանդաղորեն ցրվել: բյուրեղյա վանդակօքսիդներ և կավեր.
Կադմիումի միացությունները հումինաթթուներով շատ ավելի քիչ կայուն են, քան կապարի նմանատիպ միացությունները: Համապատասխանաբար, հումուսում կադմիումի կուտակումն ընթանում է շատ ավելի քիչ չափով, քան կապարի կուտակումը։
Որպես հողում կադմիումի հատուկ միացություն կարելի է նշել կադմիումի սուլֆիդը, որը ձևավորվում է սուլֆատներից՝ բարենպաստ վերականգնողական պայմաններում։ Կադմիումի կարբոնատը ձևավորվում է միայն pH>8 արժեքներով, հետևաբար դրա իրականացման նախադրյալները չափազանց ցածր են:
Վերջերս մեծ ուշադրություն է դարձվել այն փաստին, որ կադմիումի ավելացված կոնցենտրացիան հայտնաբերվում է կենսաբանական տիղմում, որը ներմուծվում է հող՝ այն բարելավելու համար: Կադմիումի մոտ 90%-ը առկա է կոյուղաջրեր, անցնում է կենսաբանական նստվածքի մեջ՝ 30% նախնական նստվածքի ժամանակ և 60 ... 70%՝ դրա հետագա մշակման ժամանակ։
Կադմիումը տիղմից հեռացնելը գրեթե անհնար է։ Այնուամենայնիվ, կեղտաջրերում կադմիումի պարունակության ավելի զգույշ հսկողությունը կարող է նվազեցնել դրա պարունակությունը տիղմում մինչև 10 մգ/կգ չոր նյութից ցածր արժեքներ: Հետևաբար, կեղտաջրերի տիղմը որպես պարարտանյութ օգտագործելու պրակտիկան մեծապես տարբերվում է երկրից երկիր:
Հիմնական պարամետրերը, որոնք որոշում են հողի լուծույթներում կադմիումի պարունակությունը կամ դրա կլանումը հողի հանքանյութերի և օրգանական բաղադրիչների կողմից, pH-ն ու հողի տեսակն են, ինչպես նաև այլ տարրերի առկայությունը, օրինակ՝ կալցիումը:
Հողի լուծույթներում կադմիումի կոնցենտրացիան կարող է լինել 0,1 ... 1 մկգ / լ: Հողի վերին շերտերում՝ մինչև 25 սմ խորության վրա, կախված կոնցենտրացիայից և հողի տեսակից, տարրը կարող է պահպանվել 25...50 տարի, իսկ որոշ դեպքերում՝ նույնիսկ 200...800 տարի։
Բույսերը հողի հանքային նյութերից յուրացնում են ոչ միայն իրենց համար կենսական տարրերը, այլև նրանք, որոնց ֆիզիոլոգիական ազդեցությունը կամ անհայտ է կամ անտարբեր է բույսի նկատմամբ։ Բույսի մեջ կադմիումի պարունակությունը լիովին որոշվում է նրա ֆիզիկական և մորֆոլոգիական հատկություններ- նրա գենոտիպը.
Ծանր մետաղների հողից բույսեր փոխանցման գործակիցը տրված է ստորև.
Pb 0,01…0,1 Ni 0,1…1,0 Zn 1…10
Cr 0,01…0,1 Cu 0,1…1,0 Cd 1…10
Կադմիումը հակված է ակտիվ կենսակենտրոնացման, ինչը բավականին կարճ ժամանակում հանգեցնում է նրա կուտակմանը ավելցուկային կենսամատչելի կոնցենտրացիաներում: Հետևաբար, կադմիումը, համեմատած մյուս ՀՄ-ների հետ, հողի ամենահզոր թունավոր նյութն է (Cd > Ni > Cu > Zn):
միջեւ որոշակի տեսակներբույսերը ցույց են տալիս զգալի տարբերություններ. Եթե սպանախը (300 ppb), գազարը (42 ppb), մաղադանոսը (31 ppb), ինչպես նաև նեխուրը, ջրհեղեղը, ճակնդեղը և սոխը կարելի է վերագրել կադմիումով «հարստացված» բույսերին, ապա հատիկաընդեղենը, լոլիկը, կորիզավոր մրգերը և մրգերը։ մրգերը համեմատաբար քիչ կադմիում են պարունակում (10...20 ppb): Բոլոր կոնցենտրացիաները հարաբերական են թարմ բույսի (կամ պտղի) քաշին: Հացահատիկային մշակաբույսերից ցորենի հատիկն ավելի շատ կադմիումով է աղտոտված, քան տարեկանի հատիկը (50 և 25 ppb), սակայն արմատներից ստացված կադմիումի 80...90%-ը մնում է արմատներում և ծղոտում:
Բույսերի կողմից հողից կադմիումի ընդունումը (հող/բույսերի տեղափոխում) կախված է ոչ միայն բույսի տեսակից, այլև հողում կադմիումի պարունակությունից։ Հողի մեջ կադմիումի բարձր կոնցենտրացիայի դեպքում (ավելի քան 40 մգ/կգ), դրա կլանումը արմատներով զբաղեցնում է առաջին տեղը. ավելի ցածր պարունակության դեպքում ամենամեծ կլանումը տեղի է ունենում օդից երիտասարդ ընձյուղների միջոցով: Աճի տևողությունը նույնպես ազդում է կադմիումի հարստացման վրա. որքան կարճ է աճի սեզոնը, այնքան ցածր է հողից բույս տեղափոխումը: Սա է պատճառը, որ բույսերի մեջ պարարտանյութերից կադմիումի կուտակումն ավելի քիչ է, քան դրա նոսրացումը՝ նույն պարարտանյութերի գործողության հետևանքով առաջացած բույսերի աճի արագացման պատճառով։
Եթե բույսերում հասնում է կադմիումի բարձր կոնցենտրացիան, դա կարող է հանգեցնել բույսերի բնականոն աճի խանգարումների: Լոբի և գազարի բերքատվությունը, օրինակ, կրճատվում է 50%-ով, եթե սուբստրատի մեջ կադմիումի պարունակությունը 250 ppm է: Գազարի մեջ տերևները թառամում են 50 մգ/կգ սուբստրատի կադմիումի կոնցենտրացիայի դեպքում: Լոբի մեջ, այս կոնցենտրացիայի դեպքում, տերեւների վրա հայտնվում են ժանգոտ (սուր արտահայտված) բծեր։ Վարսակի մեջ քլորոզը (քլորոֆիլի պարունակության նվազում) կարող է դիտվել տերևների ծայրերում։
Բույսերի համեմատ, սնկերի շատ տեսակներ կուտակում են մեծ քանակությամբ կադմիում։ Կադմիումի բարձր պարունակությամբ սնկերը ներառում են շամպինիոնի որոշ տեսակներ, մասնավորապես ոչխարի շամպինիոն, մինչդեռ մարգագետնային և մշակովի շամպինիոնները համեմատաբար քիչ կադմիում են պարունակում: Սնկերի տարբեր մասերն ուսումնասիրելիս պարզվել է, որ դրանց մեջ պարունակվող թիթեղները պարունակում են ավելի շատ կադմիում, քան բուն գլխարկը, իսկ ամենաքիչ կադմիումը՝ սնկի ցողունում։ Ինչպես ցույց են տալիս շամպինիոնների աճեցման փորձերը, սնկի մեջ կադմիումի պարունակության կրկնակի աճ է նկատվում, եթե դրա կոնցենտրացիան սուբստրատում ավելանում է 10 անգամ:
Հողային որդերն ունեն հողից կադմիում արագ կուտակելու հատկություն, ինչի արդյունքում հարմար են հողում կադմիումի մնացորդների կենսացուցանիշի համար։
Իոնների շարժունակություն պղինձ նույնիսկ ավելի բարձր, քան կադմիումի իոնների շարժունակությունը։ Սա ավելի բարենպաստ պայմաններ է ստեղծում բույսերի կողմից պղնձի կլանման համար։ Բարձր շարժունակության շնորհիվ պղինձն ավելի հեշտ է լվանում հողից, քան կապարը։ Պղնձի միացությունների լուծելիությունը հողում զգալիորեն մեծանում է pH արժեքների դեպքում< 5. Хотя медь в следовых концентрациях считается необходимой для жизнедеятельности, у растений токсические эффекты проявляются при содержании 20 мг на кг сухого вещества.
Հայտնի է պղնձի ջրիմուռային ազդեցությունը։ Պղինձը թունավոր ազդեցություն ունի միկրոօրգանիզմների վրա, մինչդեռ բավարար է մոտ 0,1 մգ/լ կոնցենտրացիան: Պղնձի իոնների շարժունակությունը հումուսային շերտում ավելի ցածր է, քան հիմքում ընկած հանքային շերտում։
Հողի համեմատաբար շարժական տարրերը ներառում են ցինկ. Ցինկը տեխնիկայի և առօրյա կյանքում ամենատարածված մետաղներից մեկն է, ուստի դրա տարեկան կիրառումը հողի վրա բավականին մեծ է. այն կազմում է 100 ... 2700 գ մեկ հեկտարի համար: Հատկապես աղտոտված է ցինկ պարունակող հանքաքար վերամշակող ձեռնարկությունների մոտ գտնվող հողը։
Ցինկի լուծելիությունը հողում սկսում է աճել pH արժեքներով<6. При более высоких значениях рН и в присутствии фосфатов усвояемость цинка растениями значительно понижается. Для сохранения цинка в почве важнейшую роль играют процессы адсорбции и десорбции, определяемые значением рН, в глинах и различных оксидах. В лесных гумусовых почвах цинк не накапливается; например, он быстро вымывается благодаря постоянному естественному поддержанию кислой среды.
Բույսերի համար թունավոր ազդեցություն է ստեղծվում մոտ 200 մգ ցինկի մեկ կգ չոր նյութի վրա: Մարդու օրգանիզմը բավականաչափ դիմացկուն է ցինկի նկատմամբ, և ցինկ պարունակող գյուղատնտեսական մթերքներից օգտվելիս թունավորման ռիսկը ցածր է։ Այնուամենայնիվ, հողի աղտոտումը ցինկով լուրջ բնապահպանական խնդիր է, քանի որ այն ազդում է բազմաթիվ բույսերի տեսակների վրա: 6> pH արժեքների դեպքում ցինկը հողում մեծ քանակությամբ կուտակվում է կավերի հետ փոխազդեցության պատճառով։
Տարբեր կապեր գեղձ զգալի դեր են խաղում հողային գործընթացներում՝ կապված միացությունների առաջացման հետ օքսիդացման աստիճանը փոխելու տարրի ունակության հետ։ տարբեր լուծելիություն, օքսիդացում, շարժունակություն։ Երկաթ շատ բարձր աստիճաններգրավված մարդածին գործունեության մեջ, այն բնութագրվում է այնպիսի բարձր տեխնոֆիլությամբ, որ հաճախ խոսում են կենսոլորտի ժամանակակից «ֆերուգինացման» մասին։ Ներկայումս տեխնոսֆերայում ներգրավված է ավելի քան 10 միլիարդ տոննա երկաթ, որի 60%-ը ցրված է տիեզերքում։
Վերականգնված հողային հորիզոնների օդափոխումը, տարբեր աղբավայրերը, թափոնների կույտերը հանգեցնում են օքսիդացման ռեակցիաների. մինչդեռ նման նյութերում առկա երկաթի սուլֆիդները վերածվում են երկաթի սուլֆատների՝ միաժամանակ ծծմբաթթվի ձևավորմամբ.
4FeS 2 + 6H 2 O + 15O 2 \u003d 4FeSO 4 (OH) + 4H 2 SO 4
Նման լրատվամիջոցներում pH-ի արժեքները կարող են նվազել մինչև 2,5...3,0: Ծծմբական թթուոչնչացնում է կարբոնատները գիպսի, մագնեզիումի և նատրիումի սուլֆատների ձևավորմամբ: Շրջակա միջավայրի ռեդոքսային պայմանների պարբերական փոփոխությունը հանգեցնում է հողի ածխաթթվացման, հետագա զարգացումկայուն թթվային միջավայր՝ pH 4 ... 2,5, և երկաթի միացություններ և մանգան կուտակվում են մակերեսային հորիզոններում.
Երկաթի և մանգանի հիդրօքսիդները և օքսիդները նստվածքների առաջացման ժամանակ հեշտությամբ գրավում և կապում են նիկելը, կոբալտը, պղինձը, քրոմը, վանադիումը, մկնդեղը:
Հողի աղտոտման հիմնական աղբյուրները նիկել - մետալուրգիայի, մեքենաշինության, քիմիական արդյունաբերության, ածուխի և մազութի այրման ձեռնարկություններ ջերմաէլեկտրակայաններում և կաթսայատներում. Նիկելից մարդածին աղտոտվածություն դիտվում է արտանետման աղբյուրից մինչև 80...100 կմ և ավելի հեռավորության վրա։
Նիկելի շարժունակությունը հողում կախված է օրգանական նյութերի կոնցենտրացիայից (հումինաթթուներ), pH-ից և միջավայրի ներուժից: Նիկելի միգրացիան բարդ է: Մի կողմից նիկելը հողից գալիս է հողային լուծույթի տեսքով բույսերին և մակերեսային ջուրՄյուս կողմից, հողում դրա քանակությունը համալրվում է հողի օգտակար հանածոների քայքայման, բույսերի և միկրոօրգանիզմների մահվան, ինչպես նաև տեղումների և փոշու մեջ հողի մեջ մտնելու, հանքային պարարտանյութերի պատճառով։
Հողի աղտոտման հիմնական աղբյուրը քրոմ - գալվանական արտադրության վառելիքի և թափոնների, ինչպես նաև խարամի թափոնների այրում ֆերոքրոմի, քրոմի պողպատների արտադրության մեջ. որոշ ֆոսֆատ պարարտանյութեր պարունակում են քրոմ մինչև 10 2 ... 10 4 մգ/կգ:
Քանի որ Cr +3 դյույմ թթվային միջավայրիներտ (գրեթե ամբողջությամբ նստում է pH 5,5-ում), նրա միացությունները հողում շատ կայուն են։ Ընդհակառակը, Cr +6-ը խիստ անկայուն է և հեշտությամբ մոբիլիզացվում է թթվային և ալկալային հողերում: Հողի մեջ քրոմի շարժունակության նվազումը կարող է հանգեցնել բույսերի դեֆիցիտի: Քրոումը քլորոֆիլի մի մասն է, որը տալիս է բույսերի տերևներ կանաչ գույն, և ապահովում է բույսերի կողմից օդից ածխաթթու գազի յուրացումը։
Հաստատվել է, որ կրաքարը, ինչպես նաև օրգանական նյութերի և ֆոսֆորի միացությունների օգտագործումը զգալիորեն նվազեցնում է աղտոտված հողերում քրոմատների թունավորությունը: Երբ հողերը աղտոտվում են վեցավալենտ քրոմով, թթվայնացումը և այնուհետև օգտագործում են վերականգնող նյութեր (օրինակ՝ ծծումբ)՝ այն հասցնելով Cr +3-ի, որից հետո իրականացվում է կրաքարացում՝ Cr +3 միացությունները նստեցնելու համար:
Քաղաքների հողում քրոմի բարձր կոնցենտրացիան (9...85 մգ/կգ) կապված է անձրևների և մակերևութային ջրերում դրա բարձր պարունակության հետ։
Հող ներթափանցած թունավոր տարրերի կուտակումը կամ տարրալվացումը մեծապես կախված է հումուսի պարունակությունից, որը կապում և պահպանում է մի շարք թունավոր մետաղներ, բայց հիմնականում՝ պղինձ, ցինկ, մանգան, ստրոնցիում, սելեն, կոբալտ, նիկել (հումուսում՝ այդ տարրերի քանակը հարյուրից հազարավոր անգամ ավելի շատ է, քան հողի հանքային բաղադրիչում):
բնական պրոցեսներ ( արեւային ճառագայթում, կլիման, եղանակային պայմանները, միգրացիան, քայքայումը, տարրալվացումը) նպաստում են հողերի ինքնամաքրմանը, որի հիմնական բնութագիրը տևողությունն է։ Ինքնամաքրման տեւողությունը- սա այն ժամանակն է, որի ընթացքում տեղի է ունենում աղտոտիչի զանգվածային բաժնի 96%-ով նվազում սկզբնական արժեքից կամ նրա ֆոնային արժեքից: Հողերի ինքնամաքրման, ինչպես նաև դրանց վերականգնման համար շատ ժամանակ է պահանջվում, որը կախված է աղտոտման բնույթից և բնական պայմանները. Հողերի ինքնամաքրման գործընթացը տևում է մի քանի օրից մինչև մի քանի տարի, իսկ խախտված հողերի վերականգնման գործընթացը հարյուրավոր տարիներ է տևում։
Հողերի ծանր մետաղներից ինքնամաքրվելու ունակությունը ցածր է։ Գեղեցիկ հարուստներից օրգանական նյութերԲարեխառն գոտու անտառային հողերը մակերևութային արտահոսքով հեռացնում են մթնոլորտից կապարի միայն մոտ 5%-ը և ցինկը և պղինձը մոտ 30%-ը: Մնացած նստվածքային ՀՄ-ները գրեթե ամբողջությամբ պահպանվում են հողի մակերևութային շերտում, քանի որ հողի պրոֆիլով միգրացիան չափազանց դանդաղ է՝ 0,1–0,4 սմ/տարի արագությամբ: Ուստի կապարի կիսամյակը, կախված հողի տեսակից, կարող է լինել 150-ից 400 տարի, իսկ ցինկի ու կադմիումի համար՝ 100-200 տարի։
Գյուղատնտեսական հողերը որոշ չափով ավելի արագ են մաքրվում որոշ ՀՄ-ների ավելցուկային քանակից՝ մակերևութային և ընդերքի արտահոսքի պատճառով ավելի ինտենսիվ միգրացիայի պատճառով, ինչպես նաև այն պատճառով, որ միկրոտարրերի զգալի մասը արմատային համակարգվերածվում է կանաչ կենսազանգվածի և տարվում բերքի հետ:
Հարկ է նշել, որ հողի աղտոտումը որոշ թունավոր նյութերով զգալիորեն արգելակում է հողերի ինքնամաքրման գործընթացը Escherichia coli խմբի բակտերիայից։ Այսպիսով, 3,4-բենզպիրենի 100 մկգ/կգ հողի պարունակության դեպքում այդ բակտերիաների թիվը հողում 2,5 անգամ ավելի է, քան հսկիչում, իսկ 100 մկգ/կգ-ից ավելի կոնցենտրացիաներում և մինչև 100: մգ/կգ, դրանք շատ ավելի շատ են։
Հողագիտության և ագրոքիմիայի ինստիտուտի կողմից իրականացված մետաղագործական կենտրոնների տարածքում հողի ուսումնասիրությունները ցույց են տալիս, որ 10 կմ շառավղով կապարի պարունակությունը 10 անգամ գերազանցում է ֆոնային արժեքը: Ամենամեծ ավելցուկը գրանցվել է Դնեպրոպետրովսկ, Զապորոժիե և Մարիուպոլ քաղաքներում։ Կադմիումի պարունակությունը 10…100 անգամ գերազանցում է ֆոնային մակարդակը Դոնեցկում, Զապորոժիեում, Խարկովում, Լիսիչանսկում; քրոմ - Դոնեցկի, Զապորոժիեի, Կրիվոյ Ռոգի, Նիկոպոլի շրջակայքում; երկաթ, նիկել - Կրիվոյ Ռոգի շրջակայքում; մանգան - Նիկոպոլի շրջանում: Ընդհանուր առմամբ, ըստ նույն ինստիտուտի, Ուկրաինայի տարածքի մոտ 20%-ը աղտոտված է ծանր մետաղներով։
Ծանր մետաղներով աղտոտվածության աստիճանը գնահատելիս օգտագործվում են տվյալներ MPC-ի և դրանց ֆոնային պարունակության վերաբերյալ Ուկրաինայի հիմնական բնական և կլիմայական գոտիների հողերում: Եթե հողում հաստատվում է մի քանի մետաղների բարձր պարունակություն, ապա աղտոտվածությունը գնահատվում է մետաղով, որի պարունակությունն առավելագույն չափով գերազանցում է ստանդարտը:
Ծանր մետաղները (ՀՄ) արդեն երկրորդ տեղն են զբաղեցնում վտանգի առումով՝ թունաքիմիկատներից հետո և շատ առաջ են այնպիսի հայտնի աղտոտիչներից, ինչպիսիք են ածխաթթու գազը և ծծումբը: Ապագայում դրանք կարող են դառնալ ավելի վտանգավոր, քան ատոմակայանի թափոններն ու կոշտ թափոնները։ HM-ով վարակվածությունը կապված է արդյունաբերական արտադրության մեջ դրանց լայն կիրառման հետ: Թերի մաքրման համակարգերի պատճառով ՀՄ-ները մտնում են շրջակա միջավայր, այդ թվում՝ հողը, աղտոտելով և թունավորելով այն։ ՀՄ-ները հատուկ աղտոտիչներ են, որոնց մոնիտորինգը պարտադիր է բոլոր միջավայրերում։
Հողը հիմնական միջավայրն է, որտեղ մտնում են ՀՄ-ները, այդ թվում՝ մթնոլորտից և ջրային միջավայրից: Այն նաև ծառայում է որպես մակերևութային օդի և ջրերի երկրորդային աղտոտման աղբյուր, որոնք նրանից մտնում են Համաշխարհային օվկիանոս։
ՀՄ-ները հողից ներծծվում են բույսերի կողմից, որոնք այնուհետև մտնում են սնունդ:
«Ծանր մետաղներ» տերմինը, որը բնութագրում է աղտոտիչների լայն խումբ, վերջերս լայն տարածում գտավ։ Տարբեր գիտական և կիրառական աշխատություններում հեղինակները տարբեր կերպ են մեկնաբանում այս հասկացության իմաստը։ Այս առումով ծանր մետաղների խմբին վերագրվող տարրերի քանակը տարբերվում է լայն շրջանակում: Որպես անդամակցության չափանիշներ օգտագործվում են բազմաթիվ բնութագրեր՝ ատոմային զանգված, խտություն, թունավորություն, տարածվածություն բնական միջավայրում, բնական և տեխնածին ցիկլերում ներգրավվածության աստիճանը։
Շրջակա միջավայրի աղտոտվածության և շրջակա միջավայրի մոնիտորինգի խնդիրներին նվիրված աշխատանքներում այսօր D.I.-ի ավելի քան 40 տարրեր. Մենդելեևը 40-ից ավելի ատոմային միավոր ունեցող ատոմային զանգվածով՝ V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi և այլն: Ըստ N. Reimers-ի դասակարգման. , ծանր մետաղները պետք է դիտարկել 8 գ/սմ3-ից ավելի խտությամբ: Միևնույն ժամանակ, ծանր մետաղների դասակարգման գործում կարևոր դեր են խաղում հետևյալ պայմանները՝ համեմատաբար ցածր կոնցենտրացիաներում կենդանի օրգանիզմների համար նրանց բարձր թունավորությունը, ինչպես նաև կենսակուտակվելու և բիոմեծացնելու ունակությունը: Գրեթե բոլոր մետաղները, որոնք պատկանում են այս սահմանմանը (բացառությամբ կապարի, սնդիկի, կադմիումի և բիսմութի, որոնց կենսաբանական դերն այս պահին պարզ չէ), ակտիվորեն ներգրավված են կենսաբանական գործընթացներում, շատ ֆերմենտների մաս են կազմում:
Մետաղով հարստացված թափոնների ամենահզոր մատակարարներն են գունավոր մետաղների ձուլման ձեռնարկությունները (ալյումին, կավահող, պղինձ-ցինկ, կապարի ձուլող, նիկել, տիտան-մագնեզիում, սնդիկ և այլն), ինչպես նաև գունավոր մետաղների մշակումը ( ռադիոտեխնիկա, էլեկտրատեխնիկա, գործիքաշինություն, գալվանական և այլն):
Մետաղագործական արդյունաբերության, լեռնահարստացուցիչ ֆաբրիկայի փոշու մեջ Pb, Zn, Bi, Sn-ի կոնցենտրացիան լիտոսֆերայի համեմատ կարող է մեծանալ մի քանի կարգով (մինչև 10-12), Cd, V, Sb-ի կոնցենտրացիան. տասնյակ հազարավոր անգամներ, Cd, Mo, Pb, Sn, Zn, Bi, Ag - հարյուրավոր անգամներ: Գունավոր մետալուրգիայի ձեռնարկությունների, ներկերի և լաքի գործարանների և երկաթբետոնե կոնստրուկցիաների թափոնները հարստացված են սնդիկով։ W, Cd և Pb-ի կոնցենտրացիաները ավելացել են մեքենաշինական կայանների փոշու մեջ (Աղյուսակ 1):
Աղյուսակ 1. Ծանր մետաղների հիմնական տեխնածին աղբյուրները
Մետաղով հարստացված արտանետումների ազդեցության տակ լանդշաֆտի աղտոտվածության տարածքներ են ձևավորվում հիմնականում տարածաշրջանային և տեղական մակարդակներում։ Էներգետիկ ձեռնարկությունների ազդեցությունը շրջակա միջավայրի աղտոտման վրա պայմանավորված է ոչ թե թափոնների մեջ մետաղների խտությամբ, այլ դրանց հսկայական քանակով։ Թափոնների զանգվածը, օրինակ, արդյունաբերական կենտրոններում, գերազանցում է դրանց ընդհանուր քանակությունը, որը բխում է աղտոտման մյուս բոլոր աղբյուրներից։ Ավտոմեքենաներից արտանետվող գազերը շրջակա միջավայր են արտանետում Pb-ի զգալի քանակություն, որը գերազանցում է դրա ընդունումը մետաղագործական ձեռնարկությունների թափոններով:
Վարելահողերը աղտոտված են այնպիսի տարրերով, ինչպիսիք են Hg, As, Pb, Cu, Sn, Bi, որոնք մտնում են հող՝ որպես թունաքիմիկատների, բիոիդների, բույսերի աճի խթանիչների, կառուցվածքը ձևավորողների մաս: Տարբեր թափոններից պատրաստված ոչ ավանդական պարարտանյութերը հաճախ պարունակում են աղտոտիչների լայն տեսականի բարձր կոնցենտրացիաներում: Ավանդական հանքային պարարտանյութերից ֆոսֆատային պարարտանյութերը պարունակում են Mn, Zn, Ni, Cr, Pb, Cu, Cd կեղտեր:
Տեխնածին աղբյուրներից մթնոլորտ արտանետվող մետաղների լանդշաֆտում բաշխվածությունը որոշվում է աղտոտման աղբյուրից հեռավորությունից, կլիմայական պայմաններից (քամիների ուժգնությունը և ուղղությունը), տեղանքը և տեխնոլոգիական գործոնները (թափոնների վիճակը, թափոնների ներթափանցման ձևը): միջավայրը, ձեռնարկությունների խողովակների բարձրությունը):
HM-ի ցրումը կախված է մթնոլորտ արտանետումների աղբյուրի բարձրությունից: Ըստ իս. Բերլանդը, բարձր ծխնելույզներով, մթնոլորտի մակերևութային շերտում 10-40 ծխնելույզ բարձրության վրա առաջանում է արտանետումների զգալի կենտրոնացում։ Նման աղտոտման աղբյուրների շուրջ առանձնացված են վեց գոտիներ (Աղյուսակ 2): Առանձին արդյունաբերական ձեռնարկությունների ազդեցության տարածքը հարակից տարածքում կարող է հասնել 1000 կմ2:
Աղյուսակ 2. Հողի աղտոտվածության գոտիները աղտոտման կետային աղբյուրների շուրջ
|
Հեռավորությունը աղտոտման աղբյուրից կմ-ով |
HM բովանդակության ավելցուկը ֆոնի հետ կապված |
||
|
Ձեռնարկության անվտանգության գոտի |
|||
Հողի աղտոտվածության գոտիները և դրանց չափերը սերտորեն կապված են գերակշռող քամիների վեկտորների հետ: Ռելիեֆը, բուսականությունը, քաղաքային շենքերը կարող են փոխել օդի մակերեսային շերտի շարժման ուղղությունն ու արագությունը։ Հողի աղտոտվածության գոտիների նման կարելի է առանձնացնել նաև բուսածածկույթի աղտոտվածության գոտիները։
