Как очистить почву от тяжелых металлов. Какие бывают методы очистки почвы от загрязнения

Как очистить почву от тяжелых металлов. Какие бывают методы очистки почвы от загрязнения

Один из источников загрязнения окружающей среды – это тяжелые металлы (ТМ), более 40 элементов системы Менделеева. Они принимают участие во многих биологических процессах. Среди наиболее распространенных тяжелых металлов, загрязняющих биосферу, являются такие элементы:

  • никель;
  • титан;
  • цинк;
  • свинец;
  • ванадий;
  • ртуть;
  • кадмий;
  • олово;
  • хром;
  • медь;
  • марганец;
  • молибден;
  • кобальт.

Источники загрязнения окружающей среды

В широком смысле источники загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами можно поделить на природные и техногенные. В первом случае химические элементы попадают в биосферу из-за водной и ветровой эрозии, извержения вулканов, выветривания минералов. Во втором случае ТМ попадают в атмосферу, литосферу, гидросферу из-за активной антропогенной деятельности: при сжигании топлива для получения энергии, при работе металлургической и химической индустрии, в агропромышленности, при добыче ископаемых и т. п.

Во время работы промышленных объектов загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами происходит различными путями:

  • в воздух в виде аэрозолей, распространяясь на обширные территории;
  • вместе с промышленными стоками металлы поступают в водоемы, изменяя химический состав рек, морей, океанов, а также попадают в грунтовые воды;
  • оседая в слое почвы, металлы изменяют ее состав, что приводит к ее истощению.

Загрязнение почв

Методы исследований: атомно-эмиссионный спектральный приближенно-количественный анализ (АЭСПКА) на 40 химических элементов (тяжелые металлы, токсичные элементы), атомно-абсорбционный анализ (ААА) определения ртути, потенциометрический для определения кислотно-щелочных свойств почв (pHKcl).

Выявление и оценка территорий, площадей, зон техногенного загрязнения почв осуществлялась на основании выделения моноэлементных и комплексных аномалий химических элементов. Аномалии выделялись со значений содержания элементов, превышающих их фоновое содержание в 2-3 раза. Ниже приводится характеристика выявленных аномалий элементов первой класса опасности.

в почвенном горизонте территории Раменского района имеет фоновое содержание 0,03мг/кг. Аномалии выделены в значениях 0,1мг/кг, превышающих фон в 3 раза. Установлено двенадцать значимых техногенных аномалий различной интенсивности, шесть из которых расположены в пойме Москва-реки. Наиболее крупной (площадью свыше 20кв.км) и интенсивной (от 0,1 до 2,0мг/кг) является аномалия протягивающаяся к северу от д.Кулаково. В эпицентре этой аномалии (Кулаковская излучина поймы Москва-реки) содержание ртути в почвах составляет более 2мг/кг, что превышает ПДК, а фон в 50 раз.

Источниками загрязнения почв ртутью, также как и кадмием, по-видимому, являются осадки сточных вод. Крупной (площадью 16кв.км) и интенсивной (от 0,1 до 2,0мг/кг) является также аномалия ртути в районе населенных пунктов Софьино, Тимонино, Малахово, Рыбаки (устье р. Гжелка). В эпицентре этой аномалии содержание ртути в почвах значительно превышает фон и приближается к ПДК. Источниками загрязнения почв ртутью также являются осадки сточных вод, вносимые в почвы в виде удобрений. Высоко интенсивные ртутные аномалии выявлены в почвах поймы Москва-реки у дер. Шилово, в устье реки Велинка, у г. Бронницы и д. Колупаево, где ртутная аномалия установлена и на правом берегу Фаустовской поймы. Здесь также установлено многократное превышение фонового содержания и приближение к ПДК в почвах.

Для остальной территории Раменского района высоко интенсивные аномалии ртути установлены в районе дер.Какузево, Рогачево, Заболотье, Новохаритоново и Кузяево и связаны с отстойниками, несанкционированными свалками.

Превышение фонового содержания ртути выявлено также на севере Раменского района в районе дд. Зюзино, Строкино, пос. Ильинский, восточной части г. Раменское.

является особо токсичным элементом первого класса опасности. Чувствительность спектрального полуколичественного анализа валового содержания в пробах почв позволяет определять только значения, превышающие ПДК, которое составляет 3 мг/кг. Замечено, что кадмий проявляет себя как элемент-индикатор использования осадков сточных вод в качестве удобрений. На данной территории кадмий был обнаружен на полях в почвах Кулаковской излучины Москва-реки, вблизи пос. РАОС, рядом с отстойником у дер. Жирошкино (Рогачево), его содержание, превышает ПДК в 2-3 раза.

Фоновое валовое значение свинца для почв Московской области составляет 25мг/кг [4]. Техногенные аномалии свинца оконтуривались со значений более 40мг/кг. Ориентировочно-допустимая концентрация (ОДК) для суглинков составляет 130мг/кг. Среди наиболее значимых установлены аномалии, которые приурочены к местам внесения осадков сточных вод, интенсивного автомобильного движения, несанкционированным свалкам. Особенно там, где эти три источника совмещены. Наиболее крупные аномалии установлены в районе пос. Нижнее Мячково, севернее дер. Кулаково, у дер. Малахово, в южной части г. Раменское, дер. Кузяево с интенсивностью проявления свыше 80-150мг/кг, что приближается к предельно-допустимому значению (ПДК). Низкой интенсивностью отличаются аномалии в районе г. Бронницы, дер. Верхнее Велино, восточнее д. Колупаево, других нас. пунктов и мест автомобильных транспортных развязок.

является не только элементом питания растений, но и при высоком его содержании интенсивным загрязнителем почв. Оптимальное валовое содержание цинка в почвах колеблется в пределах от 30 до 70 мг/кг. Фоновое содержание цинка в дерново-подзолистых почвах Московской области 50мг/кг. Техногенные аномалии цинка оконтуривались со значений более 80мг/кг. Ориентировочно-допустимая концентрация (ОДК) для суглинков составляет 220мг/кг.

На территории Раменского района установлено большее по сравнению со свинцом и ртутью количество техногенных аномалий цинка. Аномалии приурочены к местам внесения осадков сточных вод, интенсивного автомобильного движения, несанкционированным свалкам. Наиболее обширные и интенсивные среди них установлены в районе Кулаковской излучины на пойме Москва-реки, у дд. Какузево и Малахово, севернее дер. Михеево. Интенсивные аномалии цинка характерны почвам (урбаноземам) отдельных мест г. Раменское, пос. Ильинский. Низкой интенсивностью отличаются аномалии цинка в других нас. пунктах и в местах автомобильных транспортных развязок.

Химических элементов второго и третьего классов опасности, значительно превышающих предельно-допустимые концентрации на территории восточной части Раменского района, не обнаружено.

Общая оценка современного загрязнения почв проведена по выделенным аномалиям суммарного показателя загрязнения (Zс), по составу эколого-геохимических рядов устанавливались основные источники загрязнения. На обследованной территории выделено десять комплексных техногенных аномалий с различными уровнями загрязнения от умеренно-опасного до опасного (Табл.1).

занимает площадь в 16кв.км в пределах Кулаковских излучин правобережья Москва-реки и имеет высоко опасный уровень загрязнения (Zс=62,1). Экологическая обстановка характеризуется как чрезвычайная. Согласно эколого-геохимическому ряду химических элементов основными элементами загрязнения почв являются ртуть, кадмий, олово, цинк, медь, молибден, хром, вольфрам, свинец, никель, бериллий. Вероятными источниками загрязнения почв являются, прежде всего, осадки сточных вод, затем — автотранспорт и несанкционированные свалки бытовых отходов.

Аномалия II

расположена в районе поселков Дурниха, Еганово, РАОС на площади 14кв.км. Загрязнение почв здесь близкое по составу аномалии I (ртуть, кадмий, цинк, олово, медь, молибден, вольфрам, хром, свинец), но несколько более интенсивное, особенно к западу пос. РАОС (Zc=102,3). В целом, уровень загрязнения данной аномалии оценивается как высоко опасный с чрезвычайной экологической обстановкой, что требует разработки природоохранных мер. Основной источник загрязнения — осадки сточных вод.

Аномалия III

выявлена в почвах поймы Шиловской излучины правого берега Москва-реки, занимает площадь 8кв.км. Отличается высоким содержанием ртути. Имеет опасный уровень загрязнения и характеризуется критической экологической обстановкой.

Аномалией подобного типа с аналогичным уровнем загрязнения, что и аномалия III в устье реки Велинки, впадающей в Москва-реку, является аномалия IV

с занимаемой площадью 4кв.км установлена вблизи отстойника к северу от д. Жирошкино. Характеризуется превышением предельно-допустимого содержания для ртути, кадмия, меди и наличием других тяжелых металлов: олова, хрома, вольфрама, молибдена, свинца, бериллия, стронция, кобальта. Имеет высоко опасный уровень загрязнения и оценивается как чрезвычайная экологическая обстановка. Источник загрязнения — осадки сточных вод.

Вам будет интересно  Глутатион – что это?

Аномалия VI

выявлена в почвах поймы Фаустовской излучины правого берега Москва-реки к северу от дер. Михеево. Имеет умеренно-опасный уровень загрязнения (Zc=28,8) и характеризуется напряженной экологической обстановкой. Основной и опасный элемент загрязнения — ртуть. Источник загрязнения — МТФ, осадки сточных вод. В почвах левого берега Москва-реки восточнее д.Колупаева, продолжение комплексной аномалии занимает площадь 4 км2. Отличается высоким содержанием ртути.Имеет умеренно-опасный уровень загрязнения. По химическому составу загрязнения отвечает несанкционированным свалкам бытовых отходов.

Аномалия VII

занимает площадь в 16кв.км в пределах левобережья Москва-реки в устье впадения р. Гжелка у д. Малахово и имеет опасный уровень загрязнения (Zс=56,3). Основными элементами загрязнения почв являются ртуть, цинк, барий, свинец, вольфрам, олово, хром, медь, бериллий. Вероятными источниками загрязнения почв являются, прежде всего, осадки сточных вод, затем — автотранспорт и несанкционированные свалки бытовых отходов.

Аномалия VIII

выявлена еще в 1998 году в районе деревни Кузяево. Уровень загрязнения был умеренно-опасный с напряженной экологической обстановкой. Состав аномалии (кобальт, никель, цинк, свинец) свидетельствовал, что источником загрязнения являлся Кузяевский фарфоровый завод. В 2001году площадь аномалии значительно увеличилась, соединившись с территорией поселка Новохаритоново. Интенсивность аномалии возрасла, значение суммарного показателя характеризовало уже опасный уровень загрязнения, приближаясь за счет ртути к высоко-опасному уровню.

В дальнейшем, 2002году, были проведены более детальные работы. В результате, по-прежнему, устанавлено сильное загрязнение почв тяжелыми металлами, особенно первой группы опасности: ртутью (более ПДК), свинцом (4 -10 и более ПДК), цинком (2 ПДК). Уровень загрязнения в эпицентре высоко опасный, экологическая обстановка оценивается как чрезвычайная. В целом загрязнение почв здесь охватывает территорию населенных пунктов общей площадью 3,8кв.км, где проживает свыше 2 тыс. жителей. Источником загрязнения является предприятие (предприятия), поставляющее в окружающую природную среду (в том числе в почвы) ртуть и свинец.

Аномалия IX

расположена на правом берегу Москва-реки у г. Бронницы на площади 8кв.км. Загрязнение почв здесь имеет следующий состав: ртуть, барий, кобальт, бериллий, олово, ванадий, свинец, вольфрам, цинк. В целом, уровень загрязнения данной аномалии оценивается как умеренно-опасный с напряженной экологической обстановкой. Основной источник загрязнения — несанкционированные свалки бытовых отходов.

Таким образом, из десяти выявленных техногенных аномалий, шесть находятся в пойме Москва-реки и имеют высокий уровень загрязнения. Полностью подтвердились прогнозы второго и третьего циклов мониторинга по выявлению участков загрязнения почв пойменной правобережной части Москва-реки. Основными источниками загрязнения являются осадки сточных вод, вносимые ранее либо в виде удобрений, либо попадающие в почвы после весенних паводков, а также несанкционированные свалки бытовых отходов. Уровень загрязнения данной территории от автотранспорта — слабый и соответствует допустимому.

Установление значительного загрязнения плодородных земель поймы левого и правого берега Москва — реки на территории Раменского района требует разработки природоохранных мероприятий и проведение последующих циклов мониторинга.

Таблица 1. Эколого-геохимическая оценка техногенных аномалий в почвах Раменского района

* — превышение предельно-допустимого (ПДК) уровня загрязнения.

<�Назад
| Содержание |Далее>

Опасность загрязнения тяжелыми металлами

Основная опасность ТМ заключается в том, что они загрязняют все слои биосферы. В результате в атмосферу попадают выбросы дыма и пыли, затем выпадают в виде кислотных дождей. Потом люди и животные дышат грязным воздухом, в организм живых существ попадают эти элементы, вызывая всевозможные патологии и недуги.

Металлы загрязняют все акватории и источники воды. Это порождает проблему дефицита питьевой воды на планете. В некоторых регионах земли люди умирают не только от того, что пьют грязную воду, в последствие чего болеют, но и от обезвоживания.

Накапливаясь в земле, ТМ отравляют растения, произрастающие в ней. Попадая в почву, металлы всасываются в корневую систему, затем поступают в стебли и листья, корнеплоды и семена. Их избыток приводит к ухудшению роста флоры, токсикации, пожелтению, увяданию и гибели растений.

Таким образом, тяжелые металлы негативно влияют на экологию. Они попадают в биосферу различными путями, и, конечно же, в большей мере благодаря деятельности людей. Чтобы замедлить процесс загрязнения ТМ, необходимо контролировать все сферы промышленности, использовать очистительные фильтры и уменьшить количество отходов, в которых могут содержаться металлы.

Тяжелые металлы — наиболее опасные элементы, способные загрязнять почву

Почва – это поверхность земли, имеющая свойства, которые характеризуют как живую, так и неживую природу.

Почва является индикатором общей техногенной обстановки. Загрязнения поступают в почву с атмосферными осадками, поверхностными отходами. Также они вносятся в почвенный слой почвенными породами и подземными водами.

К группе тяжелых металлов относятся все цветные металлы с плотностью, превышающей плотность железа. Парадокс этих элементов состоит в том, что в определенных количествах они необходимы для обеспечения нормальной жизнедеятельности растений и организмов.

  • Тяжелые металлы, загрязняющие почву Ртуть
  • Свинец
  • Кадмий
  • Медь и цинк
  • Молибден
    Мышьяк

Но их избыток может привести к тяжелым заболеваниям и даже гибели. Пищевой круговорот становится причиной того, что вредные соединения попадают в организм человека и часто наносят огромный вред здоровью.
Источники загрязнения тяжелыми металлами — это промышленные предприятия. Существует методика, по которой рассчитывается допустимая норма содержания металлов. При этом учитывается суммарная величина нескольких металлов Zc.

Выделяют 4 категории загрязнения земель металлами, которые учитываются в сельском хозяйстве:

  • допустимая;
  • умеренно опасная;
  • высоко-опасная;
  • чрезвычайно опасная.

Очень важна охрана почв. Постоянный контроль и мониторинг не позволяет выращивать сельскохозяйственную продукцию и вести выпас скота на загрязненных землях.

Тяжелые металлы, загрязняющие почву

Существует три класса опасности тяжелых металлов. Всемирная организация здравоохранения самыми опасными считает заражение свинцом, ртутью и кадмием. Но не менее вредна и высокая концентрация остальных элементов.

Ртуть

Загрязнение почвы ртутью происходит с попаданием в нее пестицидов, различных бытовых отходов, например люминесцентных ламп, элементов испорченных измерительных приборов.

Ртуть в почве

По официальным данным годовой выброс ртути составляет более пяти тысяч тонн. Ртуть может поступать в организм человека из загрязненной почвы.

Если это происходит регулярно, могут возникнуть тяжелые расстройства работы многих органов, в том числе страдает и нервная система.

При ненадлежащем лечении отравления ртутью возможен летальный исход.

Свинец

Очень опасным для человека и всех живых организмов является свинец.

Он чрезвычайно токсичен. При добыче одной тонны свинца двадцать пять килограммов попадает в окружающую среду. Большое количество свинца поступает в почву с выделением выхлопных газов.

Свинец в почве

Зона загрязнения почвы вдоль трасс составляет свыше двухсот метров вокруг. Попадая в почву, свинец поглощается растениями, которые употребляют в пищу человек и животные, в том числе и скот, мясо которого также присутствует в нашем меню. От избытка свинца поражается центральная нервная система, головной мозг, печень и почки. Он опасен своим канцерогенным и мутагенным действием.

Кадмий

Огромной опасностью для организма человека является загрязнение почвы кадмием. Попадая в пищу, он вызывает деформацию скелета, остановку роста у детей и сильные боли в спине.

Медь и цинк

Высокая концентрация в почве этих элементов становится причиной того, что замедляется рост и ухудшается плодоношение растений, что приводит в конечном итоге к резкому уменьшению урожайности. У человека происходят изменения в мозге, печени и поджелудочной железе.

Молибден

Избыток молибдена вызывает подагру и поражения нервной системы.

Опасность тяжелых металлов заключается в том, что они плохо выводятся из организма, накапливаются в нем. Они могут образовывать очень токсичные соединения, легко переходят из одной среды в другую, не разлагаются. При этом они вызывают тяжелейшие заболевания, приводящие часто к необратимым последствиям.

загрязненная почва загрязнение почвы последствия

Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами

Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь, мышьяк) относятся к числу распространенных и весьма токсичных загрязняющих веществ. Они широко применяются в различных промышленных производствах, поэтому, не смотря на очистные мероприятия содержание соединения тяжелых металлов в промышленных сточных водах довольно высокое. Большие массы этих соединений поступают в океан через атмосферу. Для морских биоценозов наиболее опасны ртуть, свинец и кадмий. Ртуть переносится в океан с материковым стоком и через атмосферу. В составе атмосферной пыли содержится около 12 тыс. т ртути, причем значительная часть – антропогенного происхождения. Около половины годового промышленного производства этого металла (910 тыс. т/год) различными путями попадает в океан. В районах, загрязняемых промышленными водами, концентрация ртути в растворе и взвесях сильно повышается. При этом некоторые бактерии переводят хлориды в высокотоксичную метилртуть. Заражение морепродуктов неоднократно приводило к ртутному отравлению прибрежного населения. Свинец – типичный рассеянный элемент, содержащийся во всех компонентах окружающей среды: в горных породах, почвах, природных водах, атмосфере, живых организмах.

Вам будет интересно  Интоксикация солями тяжелых металлов: признаки, антидоты и особенности лечения

Загрязнение окружающей среды свинцом и его соединениями предприятиями металлургической промышленности определяется спецификой их производственной деятельности: непосредственное производство свинца и его соединений; попутное извлечение свинца из других видов сырья, содержащих свинец в виде примеси; очистка получаемой продукции от примеси свинца и т.д.

В 1995 г. из общего выброса свинца металлургической промышленностью в атмосферу (671 т) около 98,4% приходилось на предприятия цветной металлургии. Из 640 кг в год свинца, сбрасываемого в водные объекты со сточными водами, 570 кг (89%) принадлежало предприятиям, производящим цветные металлы. Сравнительно небольшие выбросы свинца предприятиями черной металлургии Российской Федерации определяются отсутствием в сырье сколько-либо значительного содержания свинца, хотя в ряде развитых стран мира наличие в рудном сырье и скрапе свинца создает серьезные экологические проблемы в доменном, мартеновском и электроплавильном пределах.

99,86% выбрасываемого в атмосферу свинца приходится на долю 11 из 30 предприятий цветной металлургии, в том числе около 94% этого металла выбрасывают 5 предприятий: Среднеуральский медеплавильный завод (291 т/год); АО «Святогор» — Красноуральский медеплавильный комбинат (170 т/год); Кировградский медеплавильный комбинат (114 т/год); АО «Дальполиметалл» (28 т/год); (16 т/год).

Анализ источников выброса свинца показал:

· 57% свинца выбрасывается в атмосферу с большими объемами запыленных газов отражательной плавки медного (содержащего свинец) сырья, которые на всех заводах, использующих эту технологию, направляют в дымовые трубы без пылеочистки;

· 37% свинца выбрасывается с конвертными газами из-за отсутствия или недостаточности степени очистки их от богатой по содержанию свинца возгонной пыли;

· существенным фактором является недостаточная эффективность существующих на предприятиях цветной металлургии средств пылеулавливания.

Загрязняя почву, цинк и фтор вызывает снижение урожая не только благодаря прямому токсическому действию, но и изменяя соотношение питательных веществ в почве. Растворимые соединения перемещаются по почвенному профилю с нисходящим током почвенных растворов и могут попадать в грунтовые воды. Загрязнение почвы разрушает почвенную структуру, снижает водопроницаемость почв и угнетающе действует на рост микроорганизмов, понижает ферментативную активность почв, снижает урожай растений.

Следует отметить усиление токсичности тяжелых металлов при их совместном воздействии на живые организмы в почве. Совместное воздействие цинка и кадмия оказывает в несколько раз более сильное ингибирующее действие на микроорганизмы, чем при такой же концентрации каждого элемента в отдельности. Поскольку тяжелые металлы и в продуктах сгорания топлива, и в выбросах металлургической промышленности встречаются обычно в различных сочетаниях, то действие их на природу, окружающую источники загрязнения, бывает более сильным, чем предполагаемое на основании концентрации отдельных элементов.

Вблизи предприятий естественные фитоценозы предприятий становятся более разнообразными по видовому составу, так как многие виды не выдерживают повышения концентрации тяжелых металлов в почве. Количество видов может сокращаться до 2-3, а иногда до образования моноценозов. В лесных фитоценозах первыми реагируют на загрязнения лишайники и мхи. Наиболее устойчив древесный ярус. Однако длительное или высокоинтенсивное воздействие вызывает в нем сухостойкие явления.

Выявление загрязнения почв тяжелыми металлами производят прямыми методами отбора почвенных проб на изучаемых территориях и их химического анализа на содержание тяжелых металлов. Эффективно также использование для этих целей ряд косвенных методов: визуальная оценка состояния фитогенезов, анализ распространения и поведения видов – индикаторов среди растений, беспозвоночных и микроорганизмов.

Для выявления пространственных закономерностей проявления загрязнения почв используют сравнительно-географический метод, методы картирования структурных компонентов биогеоценозов, в том числе и почв. Такие карты не только регистрируют уровень загрязнения почв тяжелыми металлами и соответствующие изменения в напочвенном покрове, но позволяют прогнозировать изменение состояния природной среды.

Выявление уровня токсичности тяжелых металлов непросто. Для почв с разными механическими составами и содержанием органического вещества этот уровень будет неодинаков. В настоящее время сотрудниками институтов гигиены предприняты попытки определить ПДК металлов в почве. В качестве тест-растений рекомендованы ячмень, овес и картофель. Токсичным уровень считался тогда, когда происходит снижение урожайности на 5-10%. Предложены ПДК для ртути – 25 мг/кг, мышьяка – 12-15, кадмия – 20 мг/кг. Установлены некоторые губительные концентрации ряда тяжелых металлов в растениях (г/млн.).: свинец – 10, ртуть – 0,04, хром – 2, кадмий – 3, цинк и марганец – 300, медь – 150, кобальт – 5, молибден и никель – 3, ванадий – 2.

Защита почв от загрязнений тяжелыми металлами базируется на совершенствовании производства. Например, на производство 1 т хлора при одной технологии расходуют 45 кг ртути, а при другой – 14-18 кг. В перспективе считают возможным снизить эту величину до 0,1 кг. Новая стратегия охраны почв от загрязнения тяжелыми металлами заключена также в создании замкнутых технологических систем, в организации безотходных производств.

Сурьма

Сурьма в почве

Присутствует в некоторых рудах.
Входит в состав сплавов, используемых в различных производственных сферах.

Ее избыток вызывает тяжелые пищевые расстройства.

Мышьяк

Основным источником загрязнения почвы мышьяком являются вещества, с помощью которых борются с вредителями сельскохозяйственных растений, например гербициды, инсектициды. Мышьяк – это накапливающийся яд, вызывающий хронические отравления. Его соединения провоцируют заболевания нервной системы, мозга, кожных покровов.

Марганец

В почве и растениях наблюдается высокое содержание этого элемента.

Анализ на тяжелые металлы

При попадании в почву дополнительного количества марганца быстро создается его опасный избыток. На организме человека это сказывается в виде разрушения нервной системы.

Не менее опасен переизбыток и остальных тяжелых элементов.

Из вышесказанного можно сделать вывод, что накопление тяжелых металлов в почве влечет за собой тяжелые последствия для состояния здоровья человека и окружающей среды в целом.

Основные методы борьбы с загрязнением почв тяжелыми металлами

Методы борьбы с загрязнением почвы тяжелыми металлами могут быть физическими, химическими и биологическими. Среди них можно выделить следующие способы:

  • Увеличение кислотности почвы повышает возможность загрязнения ее тяжелыми металлами. Поэтому внесение органических веществ и глины, известкование помогают в какой-то мере в борьбе с загрязнением.
  • Посев, скашивание и удаление с поверхности почвы некоторых растений, например клевера, существенно снижает концентрацию тяжелых металлов в почве. К тому же данный способ является совершенно экологичным.
  • Проведение детоксикации подземных вод, ее откачивание и очистка.
  • Прогнозирование и устранение миграции растворимой формы тяжелых металлов.
  • В некоторых особо тяжелых случаях требуется полное снятие почвенного слоя и замена его новым.

По степени опасности ТМ подразделяют на три группы:

1) высоко опасные: Hg, As, Se, Сd, РЬ, Zn; 2) умеренно опасные: Сг, Со, Мо, Ni, Си, Sb и 3) малоопасные: V, W, Мп, Sr. По свойствам ионов ТМ в воде данные элементы подразделяются на металлы, изменяющие органолептические свойства воды, такие как цвет, запах, вкус (Те, Мп, Zn) и токсикологические (Al, Cd, Си, Мо, Сг). Также существует классификация ТМ по степени подвижности в почвенных экосистемах: первый класс включают Hg, As, Se, Сd, Pb, Zn и второй класс Cr, Со, Мо, Ni, Cu, Sb. Оба класса относятся к металлам первичного рассеивания (такого, как вулканическая деятельность). К третьему классу относятся металлы вторичного рассеивания: V, W, Мп, Sr [2].

Вам будет интересно  Десять продуктов питания для долголетия

Методы борьбы с загрязнением почвы тяжелыми металлами могут быть физическими, химическими и биологическими.

Природные и антропогенные источники тяжелых металлов

Понятие «тяжёлых металлов» применяется к тем химическим элементам, у которых либо плотность превышает 5 граммов на квадратный сантиметр либо атомный номер больше 20. Среди тяжёлых металлов, попадающих в экосистемы, есть микроэлементы, биологически важные для растений и живых организмов, так как они входят в состав ферментов. Однако существенные превышения допустимых концентраций тяжёлых металлов оказывают токсическое и угнетающее действие на биоценозы экосистем.

  • Тяжелые металлы-загрязнители окружающей среды Ртуть
  • Кадмий
  • Свинец
  • Медь
  • Цинк
  • Молибден
    Промышленные сточные воды
    Воздействие на гидросферу

Тяжелые металлы — загрязнители природной среды

Главный источник тяжелых металлов – промышленность. Выбросы проникают в водоемы, атмосферу, почву, а из нее – в сельхозкультуры. Самые токсичные – свинец, ртуть, мышьяк, кадмий и хром.

Ртуть

Ртути присвоен I класс опасности. Ее естественное состояние в земной коре – безвредные сульфидные остатки, но вследствие атмосферных процессов возникло загрязнение мирового океана. В нем было обнаружено 50 млн. т ртути. Если 5 000 т/год – естественный вынос, то еще столько же – результат деятельности человека.

В мире создается свыше 10 000 т ртути в год. В океане ртуть под воздействием анаэробов превращается в метилртуть и диметилртуть, опасные для всего живого. Метилртуть с кровью поступает в мозг, разрушая его, проникает в плаценту. При проглатывании и вдыхании паров металлической ртути чернеют и крошатся зубы. Ртутные соли просачиваются сквозь кожу, разъедая ее и слизистые.

Свинец

Свинцу присвоен I классу опасности. Он выделяется при выплавке из руды. Каждый год в мире используется до 180 000 т свинца, а наибольшее загрязнение наблюдается на автомобильных выхлопных газах. При движении машины в атмосферу выбрасывается свинец содержащийся в бензине. Основная масса оседает на землю, но часть остается в воздухе.

Еще свинцовая пыль покрывает почву в промышленных зонах. Другие источники загрязнения – угольные электростанции и бытовые печи, глиняная посуда с глазурью, красящие пигменты.

Неорганические соединения свинца расстраивают метаболизм, металл может замещать кальций в костях. Органические еще более токсичны.

Кадмий и цинк

1 млн. кг кадмия ежегодно выбрасывается в атмосферу вследствие его выплавки. Это 45% общего загрязнения. Другие 55% – следствие сжигания или переработки кадмийсодержащих изделий. Заводы по выплавке цинка – крупнейшие источники загрязнения данным металлом. Оба элемента проникают в водоемы, попадают в рыбу, скапливаются в печени и почках.

Значительные загрязнения цинком обнаруживаются вблизи автомагистралей. Источником загрязнения кадмием также являются удобрения. Элемент внедряется в растения, используемые в пищу, и отравляет организм. При этом кадмий намного токсичнее цинка, ему присвоен I класс опасности. Вдыхание воздуха, в котором его больше 5 мг/м3, в течение 8 ч. чревато смертью.

Сурьма, мышьяк, кобальт

Каждый год в мире производится около 70 т сурьмы. Она входит в состав сплавов, применяется для изготовления спичек, а в чистом виде идет на полупроводники. Хроническое отравление нарушает функции ЖКТ.

У мышьяка II класс опасности, он летучий и легко попадает в воздух. Сильнейшие источники загрязнения – гербициды, фунгициды и инсектициды. Элементарный мышьяк – слабый яд, но нарушает развитие плода. Отравление вызывает болезни ЦНС, изменения печени, атрофию костного мозга.

Кобальт задействуют в сталелитейном деле, изготовлении полимеров. Это элемент I класса опасности.

Медь и марганец

Медь относится ко II классу опасности. По воде и воздуху металл переносится на огромные расстояния. Аномальным содержание меди в почвах и растениях остается на расстоянии больше 8 км от плавильного завода. Ее излишки откладываются в тканях мозга, коже, печени, поджелудочной. Она провоцирует болезнь Вильсона.

У марганца тоже II класс опасности. Источники загрязнения – производства легированной стали, сплавов, электробатарей. Превышение нормы марганца в воздухе разрушает ЦНС.

Источники тяжелых металлов

Интересные факты

Самый длинный в Санкт-Петербурге подземный пешеходный переход начинается из наземного вестибюлястанции метро «Выборгская».

Влияние тяжёлых металлов на грибы и бактерии

Тяжёлые металлы — это элементы периодической системы химических элементов, Д.И. Менделеева, их более 40. Тяжелые металлы являются сильнейшими по отрицательному действию на живые организмы и наиболее распространенными химическими загрязнителями. Пищевые продукты и питьевая вода способствуют поступлению в организм почти всех химических элементов, в том числе и тех, что в определенных концентрациях, являются токсичными. В настоящее время под токсикантами окружающей среды понимают такие вредные вещества, которые распространяются в окружающей нас среде далеко за пределы своего первоначального местонахождения и в связи с этим оказывают скрытое вредное воздействие на животных или растения, а в конечном итоге, на человека. Это могут быть природные ядовитые вещества, например те, что рассеиваются при извержении вулканов, однако, подлинные токсиканты – это, как правило, те ядовитые вещества, которые сам человек неосмотрительно включает в круговорот веществ природы. К ним относятся пестициды и тяжелые металлы. Группа «тяжелых металлов» во многом совпадает с понятием «микроэлементы». Отсюда свинец, цинк, кадмий, ртуть, молибден, хром, марганец, никель, олово, кобальт, титан, медь, ванадий являются тяжелыми металлами.

В связи с развитием промышленности, транспорта, использования минеральных удобрений, количество тяжелых металлов в окружающей среде становится опасным для человека. Молодое поколение более подвержено токсическому воздействию тяжёлых металлов – ослабляется рост и развитие, нарушается деятельность нервной системы, возможно развитие аутоиммунитета, при котором иммунная система разрушает свои собственные клетки. В настоящее время все острее стоит проблема, связанная с отравлением людей тяжёлыми металлами. Меня заинтересовали вопросы, связанные с влияние тяжёлых металлов на живые организмы, которым я не придавал большого значения, но теперь эта тема для меня является очень интересной и познавательной, так как, изучая другие науки , я узнал, что происходит рост населения, развитии науки и техники, которые приводят к тому, что деятельность человека становится фактором разрушения окружающей среды, вмешательство человека в природные процессы обостряет проблемы, связанные со здоровьем человека.

Источники тяжелых металлов

Для понимания процессов миграции и аккумуляции тяжелых металлов важно учитывать и разграничивать источник их поступления в окружающую среду. В самом общем плане выделяют естественные (природные) и техногенные источники тяжелых металлов.

Первичное вместилище тяжелых металлов на планете — верхняя мантия, базальты и граниты, поэтому естественным источником тяжелых металлов для почв являются горные породы (осадочные, магматические, метаморфические), на продуктах выветривания которых сформировался почвенный покров. Осадочные породы, воды океана, живое вещество — уже вторичные резервуары, содержащие тяжелые металлы. Насыщенность разных горных пород тяжелыми металлами существенно различается, хотя в сравнении с другими химическими элементами их содержание в горных породах невелико.

Кроме горных пород, естественными источниками тяжелым металлов для основных компонентов биосферы являются термальные воды и рассолы (Br, Sr, As, Pb,V, Se, Cu и др.), космическая и метеоритная пыль, вулканические газы, вулканические извержения: например кадмий обнаружили сравнительно недавно в продуктах извержения вулкана Этна на острове Сицилия в Средиземном море.

Техногенное поступление тяжелых металлов в биосферу связано с разнообразными источниками. К важнейшим из них относятся:

Источник https://halal-eko.ru/voprosy/metally-zagryazniteli.html

Источник https://greenparkomsk.ru/ostrye-voprosy/vliyanie-tyazhelyh-metallov-na-okruzhayushchuyu-sredu.html

Источник https://bioso.ru/eko-problemy/tyazhelye-metally-v-okruzhayushchej-srede.html