С чем связано загрязнение почв разными тяжелыми металлами и 6 методов борьбы

Тяжелые металлы считаются распространенными загрязняющими элементами, содержание которых в грунте обязательно требуется держать под контролем. С чем же бывает связано загрязнение почвы тяжелыми металлами? К основным причинам попадания этих веществ в землю причисляется сжигание ископаемого топлива. Также возможны и другие пути. При этом наибольшую опасность представляют металлы с выраженными токсическими свойствами – ртуть, кадмий, свинец.

Какие металлы загрязняют почву

Есть несколько категорий опасности тяжелых металлов. По мнению Всемирной организации здравоохранения, к наиболее угрожающим веществам относят ртуть, кадмий и свинец. Не менее опасна и концентрация остальных элементов.

Ключевая угроза тяжелых металлов кроется в том, что они с трудом выводятся из организма и скапливаются в нем. Это становится причиной формирования токсинов. Они легко переходят из одной среды в другую, не разлагаясь. При этом вещества становятся причиной тяжелых патологий и часто вызывают необратимые последствия.

Ртуть

Поражение грунта ртутью может быть связано с проникновением в него пестицидов и всевозможных бытовых отходов. Это могут быть люминесцентные лампы и детали сломанных измерительных приборов.

Согласно официальной информации, годовой выброс ртути превышает 5000 тонн. Этот металл способен попадать в человеческий организм из загрязненного грунта. Если это наблюдается систематически, есть риск развития сложных поражений внутренних органов, включая нервную систему. При нарушении правил лечения интоксикации ртутью есть риск смертельного исхода.

Свинец

Большую опасность для людей представляет свинец. Он считается очень токсичным металлом. При добыче 1 тонны свинца 25 килограммов вещества попадает в окружающую среду. Большой объем элемента проникает в грунт с выхлопными газами.

Кадмий

Большую опасность для людей представляет загрязнение грунта кадмием. При попадании в почву он провоцирует искривление скелета и прекращение роста у детей. К тому же этот металл считается причиной выраженного болевого синдрома в спине.

Медь и цинк

Повышенная концентрация этих веществ в грунте провоцирует замедление роста и ухудшение плодоношения растений. Это в результате провоцирует внезапное снижение параметров урожайности. У людей наблюдаются аномальные процессы в печени, мозге, поджелудочной железе.

Молибден

Повышенное количество молибдена в структуре почвы провоцирует у людей опасные нарушения. Это вещество может стать причиной развития подагры. Также оно часто вызывает различные заболевания нервной системы.

Сурьма

Это вещество есть в отдельных видах руд. Оно присутствует в составе сплавов, которые применяются в разных производственных сферах. Избыточное количество сурьмы провоцирует сложные пищеварительные нарушения.

Мышьяк

Главными источниками загрязнения грунта мышьяком считаются вещества, которые применяются для борьбы с вредителями сельскохозяйственных растений. Это могут быть гербициды или инсектицидные вещества. Мышьяк имеет склонность к накоплению и приводит к хроническим отравлениям. Его соединения вызывают поражения кожи, нервной системы и мозга.

Марганец

Почва и растения содержат много этого элемента. В случае проникновения в грунт дополнительного количества марганца создается его избыточное количество. Это негативно отражается на работе человеческого организма, вызывая разрушение нервной системы.

Весьма опасен избыток и других тяжелых металлов. Таким образом, скопление этих веществ в грунте приводит к тяжелым последствиям для людей и экологии.

Как бороться с проблемой

Перед тем, как пытаться устранить проблему, важно провести диагностику степени загрязнения грунта тяжелыми металлами. Для этого применяют разные способы. Каждый из них обладает своей спецификой и отличается по эффективности в зависимости от региона. Потому уровень вредных веществ оценивают в зависимости от потенциальных источников загрязнения.

Существуют следующие виды исследований:

1. Биоиндикация. В этом случае проводят определение состояния почвы, которое отражается биологическими индикаторами. К ним относят состояние растений на территории, активность почвенных микроорганизмов, реакции мхов и лишайников на процессы, протекающие в структуре земли.
2. Определение степени загрязнения снежного покрова. В промышленных областях микроэлементы проникают в почву с техногенной пылью. Она оседает и впоследствии попадает в грунтовые слои. Благодаря оценке снежного покрова зимой удается определить приблизительное количество металлов, которые попадают в почву на протяжении определенного временного интервала.
3. Оценка магнитной восприимчивости грунта. Это экспресс-метод, который позволяет определить объемов оксидов железа, присутствующих в грунте. Эти элементы представляют собой основных разносчиков загрязнений при попадании выбросов в атмосферу.

В областях, в которых грунт больше всего загрязняется тяжелыми металлами, нужно проводить учет численности микроорганизмов. Этот параметр отображает параметры активности грунта и качество процессов разложения и абсорбции элементов.

Второй путь устранения проблем заключается в восстановлении грунта, который уже подвергался негативному влиянию. Для этого применяют методы, которые помогают уменьшить объем металлов и нейтрализовать их.

Для устранения загрязнения грунта допустимо применять физические, биологические и химические методы. К наиболее действенным направлениям относят следующее:

1. Повышение кислотности грунта увеличивает риск его загрязнения тяжелыми металлами. Потому использование органики, извести и глины помогает в определенной мере решить проблему.
2. Посев, скашивание и удаление некоторых растений с поверхности грунта помогает значительно уменьшить концентрацию вредных металлов в структуре почвы. Помимо этого, данный метод отличается экологичностью.
3. Детоксикация подземных вод тоже дает хорошие результаты. Для этого их откачивают и очищают.
4. Важно строить прогнозы и устранять миграцию растворимой формы тяжелых металлов.
5. В сложных случаях нужно полностью удалить почвенный слой и заменить его на новый.

Известкование

Внесение в грунт извести считается эффективным методом. Он влияет на химические, биологические и физические характеристики почвы. В комбинации с известью микроэлементы формируют труднорастворимые элементы. Они понемногу рассасываются благодаря химическому поглощению.

Растения, которые посажены в грунт, обработанный известью, включают минимум металлов. Это вещество приводит к снижению подвижности частиц тяжелых металлов. При этом их растворимость увеличивается.

Глинование

Эта процедура благоприятно влияет на структуру грунта, сказываясь на подвижности тяжелых металлов. При использовании глины, которая включает минеральные добавки, повышается катионообменная емкость почвы. Глина поглощает металлы сильнее, чем органические компоненты. Степень воздействия определяется характеристиками загрязняющих элементов.

Промывка почв

При высоком содержании токсических веществ стоит применять способ промывки грунта. Для этого используют реагенты. Данный метод имеет ряд минусов. К ним относят риск попадания тяжелых металлов в грунтовые воды и выведение ценных веществ из структуры почвы.

В качестве реагента используют растворимые соли железа, которые отличаются невысокой степенью токсичности для культур. После промывки требуется выполнить известкование субстрата и внести минеральные средства и органику.

Природные и искусственные сорбенты

Этот способ заключается во внесении цеолитов. Они представляют собой натуральные сорбирующие элементы, которые увеличивают количество впитываемых микроэлементов. Для биоремедиации применяются метаболические грибы. Также допустимо использовать червей и насекомых. Эффективность этой процедуры определяется общим состоянием грунта, степенью его загрязнения и составом.

В качестве синтетических сорбентов используют биологически активные отходы и активированный уголь. Также высокой эффективностью отличаются ионообменные смолы.

Минеральные удобрения

Ингредиенты минеральных препаратов отражаются на подвижности металлов. Но этот метод не всегда приносит пользу, а при неправильном использовании может причинить большой вред. Побочным эффектом внесения подкормок считается увеличение параметров кислотности, что отрицательно отражается на подвижности токсических веществ.

Для детоксикации применяют фторсодержащие препараты. Этот способ допустимо использовать при выраженных загрязнениях. При небольшом содержании вредных элементов использование таких составов лишь усугубит общее состояние грунта.

Органические удобрения

Насыщенный органикой грунт менее чувствителен к влиянию отрицательных факторов. Органические вещества провоцируют повышение плодородности и увеличение количества полезных элементов, которые нужны культурам для нормального развития.

Последствия накопления тяжелых металлов

Избыточное количество вредных металлов в земле приводит к отрицательным эффектам. Особенную опасность представляют патологии, которые появляются в случае проникновения веществ в организм. Большое количество многих элементов отличается нейротоксическим эффектом. Интоксикация может приводить к острым и хроническим патологиям и вызывать опасные для жизни осложнения.

К негативным последствиям загрязнения грунта относят следующее:

• нарушение развития культур;
• уменьшение общей плодородности почвы;
• гибель полезных растений;
• снижение качества воды;
• уменьшение объема питательных элементов в структуре грунта;
• отрицательное воздействие на фауну;
• влияние на микробиологические свойства.

Загрязнение грунта металлами провоцирует нарушение круговорота веществ в природе. Это негативно сказывается на всех составляющих биосферы.

Источники и возможные последствия для здоровья человека загрязнения почвы пестицидами, нитратами и тяжелыми металлами

Пестициды — химические вещества, используемые для борьбы с органическими, растительными или живыми вредителями. Термин включает определенные соединения, применяемые в качестве регулятора роста растений, дефолианта, осушителя или агента для прореживания плодов. Помимо этого, они используются до или после сбора урожая, для защиты готового товара от порчи при хранении и транспортировке.

Соединения пестицидов различаются исходя из характера использования и главного раздражителя. Некоторые группы:

• гербициды — для борьбы и профилактики сорняков;
• инсектициды — против мелких вредителей, включая насекомых;
• нематоциды — при значительном вреде круглыми червями;
• бактерициды — против бактериальных заболеваний;
• зооциды — для устранения грызунов;
• арборициды — с целью уничтожения органической растительности древесного и кустарного типа.

К самым распространенным относятся гербициды, на долю которых приходится 80% от всего использования.

Использование пестицидов способно снизить потерю урожайности сельскохозяйственных культур. Это позволяет сократить расходы в несколько раз. Экономически обусловленная эффективность способствует их широкому распространению. Так, ежегодная выработка химической продукции в среднем составляет 2 млн. т, включая более 100000 различных коммерческих наименований.

Источники загрязнения почвы тяжелыми металлами

Загрязнение почв тяжелыми металлами имеет разные источники:

1. отходы металлообрабатывающей промышленности;

2. промышленные выбросы;

3. продукты сгорания топлива;

4. автомобильные выхлопы отработанных газов;

5. средства химизации сельского хозяйства.

Металлургические предприятия ежегодно выбрасывают на поверхность земли более 150 тыс. тонн меди, 120 тыс. тонн цинка, около 90 тыс. тонн свинца, 12 тыс. тонн никеля, 1,5 тыс. тонн молибдена, около 800 тонн кобальта и около 30 тонн ртути. На 1 грамм черновой меди отходы медеплавильной промышленности содержат 2,09 тонн пыли, в составе которой содержится до 15% меди, 60% окиси железа и по 4% мышьяка, ртути, цинка и свинца. Отходы машиностроительных и химических производств содержат до 1 г/кг свинца, до 3 г/кг меди, до 10 г/кг хрома и железа, до 100 г/кг фосфора и до 10 г/кг марганца и никеля. В Силезии вокруг цинковых заводов громоздятся отвалы с содержанием цинка от 2 до 12% и свинца от 0,5 до 3%, а в США эксплуатируют руды с содержанием цинка 1,8%.

С выхлопными газами на поверхность почв попадает более 250 тыс. тонн свинца в год; это главный загрязнитель почв свинцом. Тяжелые металлы попадают в почву вместе с удобрениями, в состав которых они входят как примесь.

Хотя тяжелые металлы иногда обнаруживаются в почвах в низких концентрациях, они формируют устойчивые комплексы с органическими соединениями и вступают в специфические реакции адсорбции легче, чем щелочные и щелочноземельные металлы.Вблизи предприятий естественные фитоценозы предприятий становятся более однообразными 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.Восстановление нарушенного почвенного покрова требует длительного времени и больших капиталовложений.

Особенно трудной задачей является восста­новление растительного покрова на отвалах вскрышных пород и хвостохранилищах (хвостах) выработок, где добывались руды металлов: такие хвосты обычно бедны элементами питания, бога­ты токсичными металлами и слабо удерживают воду. Серьезной проблемой для окружающей сре­ды является ветровая эрозия рудниковых отва­лов.
Нормирование содержания тяжелых металлов в почве
Нормирование содержания тяжелых металлов в почве и растениях является чрезвычайно сложным из-за невозможности полного учета всех факторов природной среды. Так, изменение только агрохимических свойств почвы (реакции среды, содержания гумуса, степени насыщенности основаниями, гранулометрического состава) может в несколько раз уменьшить или увеличить содержание тяжелых металлов в растениях. Имеются противоречивые данные даже о фоновом содержании некоторых металлов. Приводимые исследователями результаты различаются иногда в 5-10 раз.

Предложено множество шкал экологического нормирования тяжелых металлов. В некоторых случаях за предельно допустимую концентрацию принято самое высокое содержание металлов, наблюдаемое в обычных антропогенных почвах, в других — содержание, являющееся предельным по фитотоксичности. В большинстве случаев для тяжелых металлов предложены ПДК, которые превосходят реально допустимые значения концентраций металлов в несколько раз.

Для характеристики техногенного загрязнения тяжелыми металлами используется коэффициент концентрации, равный отношению концентрации элемента в загрязненной почве к его фоновой концентрации.

В таблице 1 приведены официально утвержденные ПДК и допустимые уровни их содержания по показателям вредности. В соответствие с принятой медиками-гигиенистами схеме нормирование тяжелых металлов в почвах подразделяется на транслокационное (переход элемента в растения), миграционное водное (переход в воду), и общесанитарное (влияние на самоочищающую способность почв и почвенный микробиоценоз).

Таблица 1. Предельно-допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почвах (по состоянию на 01.01.1991. Госкомприрода СССР, № 02-2333 от 10.12.90).

Предельно допустимые количества (ПДК) тяжелых металлов в почве
Элемент	ПДК, мг/кг почвы с учетом фона
Валовое содержание
Марганец	1500
Ванадий	150
Свинец	30
Мышьяк	2,0
Ртуть	2,1
Свинец и ртуть	2+1
Медь	55
Никель	85
Цинк	100
Подвижные формы
Медь	3,0
Никель	2,0
Цинк	23,0
Кобальт	5,0
Хром	6,0

Из материалов следует, что в основном предъявлены требования к валовым формам тяжелых металлов. Среди подвижных только медь, никель, цинк, хром и кобальт. Поэтому в настоящее время разработанные нормативы уже не удовлетворяют всем требованиям.

Валовое содержание является фактором емкости, отражающим в первую очередь потенциальную опасность загрязнения растительной продукции, инфильтрационных и поверхностных вод. Характеризует общую загрязненность почвы, но не отражает степени доступности элементов для растения. Для характеристики состояния почвенного питания растений используются только их подвижные формы.

Нормативы для подвижных форм: предложено несколько ориентировочных нормативных шкал. Ниже находится пример одной из шкал предельно допустимых подвижных форм тяжелых металлов.

Таблица 2. Предельно допустимое содержание подвижной формы тяжелых металлов в почве, мг/кг экстрагент 1н. HCl (Х. Чулджиян и др., 1988).

Элемент	Содержание	Элемент	Содержание	Элемент	Содержание
Hg	0,1	Sb	Pb
Cd	1,0	As	Zn
Co	Ni	V
Cr	Cu	Mn

Экологическое воздействие

Использование пестицидов вызывает ряд экологических проблем. Более 98% распыляемых инсектицидов и 95% гербицидов достигают места назначения, что приводит к тяжелым последствиям для окружающей среды и для почвы.

Проблема загрязнения почв пестицидами — важнейшая экологическая опасность для современного общества.

Широкое применение в сельскохозяйственном производстве приводит к деградации естественной микрофлоры почвы. Это особо выражено при чрезмерной или неправильной эксплуатации. При повышенных дозах возможно загрязнение воды, что объясняется испарением из почвенного покрова.

Наиболее стойким видом считаются хлорорганические пестициды. Их пагубное воздействие на почву продолжается десятилетиями, что отрицательно влияет на сохранение почвенного покрова. Повышенное накопление данного вещества оказывает сокрушительный вред на экологию, вплоть до развития заболеваний у людей и животных.

Главные источники загрязнения — вещества для выращивания сельскохозяйственных культур. Также они применяются для уничтожения нежелательных растений в аквариумах, при чистке механического оборудования или в качестве агротехнического метода. В этом случае влияние пестицидов на почву незначительное.

Контроль за загрязнением почв.

Почвенный покров — важнейшее природное образование. Его роль в жизни общества определяется тем, что почва представляет собой источник продовольствия, обеспечивающий 95-97 % продовольственных ресурсов для населения планеты.
В настоящее время возросшее воздействие человека на почву вследствие все большего использования земель, их ресурсов для индустриального и жилищного строительства, роста потребностей в продуктах питания, приводит к изменению характера почвы, меняются факторы почвообразования — рельеф, микроклимат. Под влиянием промышленных и сельскохозяйственных загрязнений изменяются свойства почвы и почвообразовательные процессы, потенциальное плодородие, снижается технологическая и питательная ценность сельскохозяйственной продукции.

Загрязнителем почв может быть любой физический агент, химическое вещество и биологический вид, попадающие в окружающую среду или возникающие в ней в количествах, выходящих в рамки своей обычной концентрации, Основным показателем, характеризующим воздействие загрязняющих веществ на окружающую природную среду, являются предельно допустимая концентрация (ПДК). С позиции экологии предельно допустимые концентрации конкретного вещества представляют собой верхние пределы лимитирующих факторов среды (в частности, химических соединений), при которых их содержание не выходит за допустимые границы.

Принято различать естественное и антропогенное загрязнение почвы. Естественное загрязнение почв возникает в результате природных процессов в биосфере, происходящих без участия человека и приводящих к поступлению в почву химических веществ из атмосферы, литосферы или гидросферы, например, в результате выветривания горных пород или выпадения осадков в виде дождя или снега, вымывающих загрязняющие ингредиенты из атмосферы.

Наиболее опасно для природных экосистем и человека антропогенное загрязнение почвы, особенно техногенного происхождения. Наиболее характерными загрязнителями являются пестициды, удобрения, тяжелые металлы и другие вещества промышленного происхождения.

Контроль радиоактивного загрязнения почвы.

Радиоактивность почв обусловлена содержанием в них радионуклидов. Различают естественную и искусственную радиоактивность.

Естественная радиоактивность почв вызывается естественными радиоактивными изотопами, которые всегда в тех или иных количествах присутствуют в почвах и почвообразующих породах.

Естественные радиоактивные элементы распределяются по профилю почв обычно относительно равномерно, но в некоторых случаях они аккумулируются в иллювиальных и глеевых горизонтах. В почвах и породах присутствуют преимущественно в прочносвязанной форме.

Искусственная радиоактивность почв обусловлена поступлением в почву радиоактивных изотопов, образующихся в результате атомных и термоядерных взрывов, в виде отходов атомной промышленности или в результате аварий на атомных предприятиях. Образование изотопов в почвах может происходить вследствие наведенной радиации. Наиболее часто искусственное радиоактивное загрязнение почв вызывают изотопы 235U, 238U, 239Pu, 129I, 131I, 144Се, 140Ba, 106Ru, 90Sr, 137Cs и т. д.

Экологические последствия радиоактивного загрязнения почв заключаются в следующем. Включаясь в биологический круговорот, радионуклиды через растительную и животную пищу попадают в организм человека и, накапливаясь в нем, вызывают радиоактивное облучение. Радионуклиды, подобно многим другим загрязняющим веществам, постепенно концентрируются в пищевых цепях.

В экологическом отношении наибольшую опасность представляют 90Sr и 137Cs. Это обусловлено длительным периодом полураспада (28 лет 90Sr и 33 года 137Cs), высокой энергией излучения и способностью легко включаться в биологический круговорот, в цепи питания. Стронций по химическим свойствам близок к кальцию и входит в состав костных тканей, а цезий близок калию и включается во многие реакции живых организмов.

Искусственные радионуклиды закрепляются в основном (до 80 — 90 %) в верхнем слое почвы. Наибольшей сорбцией обладают почвы с высоким содержанием гумуса, тяжелым гранулометрическим составом, богатые монтмориллонитом и гидрослюдами, с непромывным типом водного режима. В таких почвах радионуклиды способны к миграции в незначительной степени.

Скорость самоочищения почв от радиоизотопов зависит от скоростей их радиоактивного распада, вертикальной и горизонтальной миграции. Период полураспада радиоактивного изотопа — время, необходимое для распада половины количества его атомов.

Особенность радиоактивного загрязнения почвенного покрова заключается в том, что количество радиоактивных примесей чрезвычайно мало и они не вызывают изменений основных свойств почвы — рН, соотношения элементов минерального питания, уровня плодородия. Поэтому, в первую очередь, следует лимитировать (нормировать) концентрации радиоактивных веществ, поступающих из почвы в продукцию растениеводства.

Поскольку в основном радионуклиды являются тяжелыми металлами, то основные проблемы и пути нормирования, санации и охраны почв от загрязнения радионуклидами и тяжелыми металлами в большой степени сходны и зачастую могут рассматриваться вместе.

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.

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.

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.

Основные источники загрязнения

Выделяют антропогенные факторы и естественные источники. Первые возникают в результате хозяйственной деятельности людей, вторые – следствие естественных природных явлений.

Промышленные отходы и выбросы

Металлургия, машиностроение, целлюлозно-бумажная промышленность производят вредные выбросы: мышьяк, цианистый калий, тяжелые металлы, катализаторы в огромном количестве вместе со стоками попадают в почву.

Предприятие теплоэнергетики

Для выработки тепла и энергии ТЭС используют уголь, газ, нефть – это не самые экологически чистые источники. При сжигании этих продуктов образуется шлак, оксид серы, сажа, летучая зола, газообразные продукты неполного сгорания. Все это загрязняет атмосферу. При сжигании каменного угля образуется зола, в которой содержатся тяжелые металлы. Золошлаковые отвалы отравляют почву, насыщая почву вредными составляющими.

Выхлопные газы транспортных средств

Двигатель внутреннего сгорания, применяемый в автомобилях, выделяет углеводороды и оксид азота. С выхлопными газами в атмосферу также попадают тяжелые металлы, например, свинец, один автомобиль за год вырабатывает около килограмма свинца. Все эти опасные соединения оседает вдоль дорог, накапливаясь в почве. Это не позволяет использовать эти земли для выращивание сельскохозяйственных культур.

Бытовые отходы

Ежедневно на городские свалки вывозятся тонны мусора и бытовых отходов. Неправильная утилизация батареек, ртутьсодержащих ламп, старых градусников ведет к тому, что в почву попадают тяжелые металлы. Они не разлагаются, а накапливаются в земле, создавая повышенный радиационный фон.

Удобрения и пестициды, используемые в сельском хозяйстве

Для получения высокого урожая фермеры применяют прикормки и удобрения. Они ускоряют рост плодов, но истощают почвенный слой, так как все эти прикормки и удобрения по природе – искусственные и содержат концентраты стимуляторов роста. Повышение их концентрации в почве ведет к образованию нитратов, нитритов и других вредных веществ.

Сточные воды, используемые для полива полей

Все сточные и канализационные воды проходят очистку, но это не гарантирует получения чистой воды, безвредной для окружающей среды. Уровень содержания отходов промышленного производства в ней по-прежнему высокий. Нередко воду из водоемов, в которые попадают канализационные сточные воды используют для полива полей. Это ведет к повышению содержания вредных химических соединений в почвенном слое.

Утечки нефти

Добыча и перевозка нефти сопряжена с большим риском. Ежегодно миллионы тонн этого природного ресурса попадает в воду и почву. Нефть токсична, испаряясь с поверхности почвы она попадает в атмосферу.

Захоронение радиоактивных отходов

В процессе ядерной реакции часть топлива превращается в энергию. Оставшиеся радиоактивные отходы (плутоний, цезий, стронций) необходимо утилизировать. Захоронение таких отходов происходит в гидросферу и литосферу планеты.

Кислотные дожди

Токсичные соединения, сажа, оксиды серы, опасные летучие соединения от производственных объектов попадают в атмосферные слои. Здесь они вступают в химическую реакцию с углекислотой, водой и солнечной радиацией образуя молекулы кислоты. В верхних слоях атмосферы из мельчайших капель воды и кислоты образуются облака, в виде осадков они выпадают на землю.

Естественные источники

Выветривание гор, извержение вулканов, выходящие из берегов реки – все это естественные процессы, в результате которых также происходит загрязнение почвенного слоя земли. Но природа самостоятельно способна исправлять негативные последствия, которые были получены экосистемой от извержений и ветра.

Прочие причины

Военные действия и испытания оружия – тоже источник загрязнения почвы. Современные боевые снаряды отличает повышенное содержание отравляющих веществ. Главная задача такого снаряда – массовое уничтожение врага на больших территориях. От применения такого снаряда гибнет все живое в радиусе действия, начинается деградация почвенного слоя.

Сурьма

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.

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.

Из чего состоит грунт?

Структура любой почвы представлена четырьмя следующими компонентами:

• вода;
• воздушные массы;
• горная порода;
• шар гумуса (перегноя).

Основной частью грунта является горная порода, в процентном соотношении она составляет до 50% всей массы той или иной почвы.

По особенностям внутренней структуры почвоведы выделяют несколько основных видов грунтов: песчаные, каменистые, глинистые, солончаковые и другие. В зависимости от географического (широтного) расположения они бывают: черноземные (самые плодородные), дерново-подзолистые, лучные, серые лесные, красноземы и прочие.

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.

Какие причины загрязнения грунта?

На насущный вопрос, с чем связано загрязнение почвы тяжелыми металлами, экологи отвечают: существует несколько основных причин. Наиболее сильно на загрязнение и деградацию почвы, ухудшение ее качества влияет:
1. Развитие промышленной деятельности человечества. Несмотря на то, что прогрессирование промышленной сферы позволило сделать человечеству большой прорыв в развитии, это сфера была и остается опасной для экологии и здоровья планеты. Связано это с тем, что массовая добыча полезных ископаемых, горных пород, создание шахт и рудников способствуют тому, что на поверхности почвы остается большое количество промышленных отходов, которые не распадаются и не перерабатываются на протяжении многих лет. Происходит загрязнение почвы нефтью и нефтепродуктами. Грунт становится непригодным для дальнейшего использования. 2. Развитие сельскохозяйственной сферы. В процессе развития сферы сельского хозяйства все большее количество удобрений и способов обработки взращиваемых культур перестали иметь натуральную основу и стали химическими. Использование химически активных веществ упрощает и улучшает процесс производства продуктов сельского хозяйства, увеличивает урожай. Однако, эти же химикаты становятся опасными и вредоносными для грунта и человечества. Как влияет загрязнение почвы на здоровье человека? Чужеродные вещества не разлагаются и не расщепляются в грунте, просачиваются в воду, отравляя и постепенно снижая плодородность и здоровье почвы. Химические вещества в сельском хозяйстве также отравляют растения, вызывают загрязнение и истощение почвы, становятся серьезной угрозой для атмосферы планеты. 3. Отходы и их утилизация. Несмотря на то, что промышленная сфера деятельности человека наносит ежегодно огромный удар по экологии и чистоте грунта своими отходами, сам человек загрязняет планету не меньше. В настоящее время главными показателями загрязнения почв химическими веществами являются естественные человеческие отходы жизнедеятельности, которые скапливаются в виде огромных куч биологического мусора. В отходах человека содержится большое количество токсичных веществ, которые негативным образом влияют на здоровье и функционирование грунта. 4. Нефтяные аварии. В процессе производства и транспортировки нефтяных продуктов немалое их количество может быть пролито или рассыпано на почву. Примеров этого явления за время производства нефти более чем достаточно. Нефть просачивается в грунт и попадает в грунтовые воды, которые пропитывают почву и провоцируют загрязнение почвы нефтепродуктами, делают ее непригодной для использования в дальнейшем, а воду — опасной для здоровья человека. 5. Кислотные дожди и их последствия. Кислотные дожди являются результатом промышленной деятельности человека. Испарение большого количества химических веществ в атмосферу приводит к их скапливанию и проникновению обратно в грунт в качестве дождя. Химические дожди могут значительным образом нанести урон растениям и грунту, поменять их биологическую структуру и сделать непригодными для дальнейшего использования или употребления в пищу.

Источник https://dachamechty.ru/pochva/s-chem-svyazano-zagryaznenie-tyazhelymi-metallami.html

Источник https://natural-world.ru/problemy/tyazhelye-metally-v-pochve.html

Источник https://biosfera-vet.ru/resursy/zagryaznenie-pochvy-tyazhelymi-metallami.html