CC BY
75
УДК 631.4
Горшкова П.П.
Студент 3 курса агрономического факультета Научный руководитель: Лавренникова О.А.
канд. биол. наук, доцент, ФГБОУ ВО Самарский ГАУ,
Г. Самара, РФ
ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ Аннотация
Загрязнение тяжелыми металлами является одной из причин деградации почв. Ежегодные обследования служат основным источником информации о загрязнении.
Ключевые слова ПДК, тяжелые металлы, экология
Признаки определения тяжелых металлов условны. К ним относят 40 металлов, атомная масса которых выше 50 и плотность более 5 г/см3. Все тяжелые металлы ядовиты, но в разной степени. Наиболее токсичные из них: мышьяк, кадмий, свинец, ртуть. Некоторые входят в состав витаминов - железо, медь, цинк, марганец. Опасность заключается в том, что тяжелые металлы имеют свойство накапливаться в почве в твердой или жидкой фазе, отравляя сельскохозяйственную продукцию. Вещества снижают плодородие почв. Снижение их концентраций занимает большое количество времени и требует проведения особых мероприятий.
Мышьяк. Полуметалл. Попадает в почву вблизи автомагистралей, металлургических заводов и химических заводов, производящих пестициды, мест добычи полезных ископаемых и очистки сточных вод. Аккумулируется в пахотном слое почвы. Поглощается всеми видами растений. Вызывает повышенную кислотность почвы, при низкой кислотности значительно увеличивается его концентрация [2, с. 93]. Влияет на ЦНС человека, вызывает угнетение сердечно-сосудистой системы и летальный исход, в некоторых случаях.
Кадмий. Заносится в почву с фосфорсодержащими удобрениями или вблизи предприятий, перерабатывающих кадмий. Также есть опасность заражения при внесении ила в почву в качестве удобрения, в который кадмий приносится из сточных вод. Может удерживаться в почве до 200 лет. В кислых почвах накопления не наблюдается. Снижает численность полезных бактерий в почве. Поглощается растениями и грибами, а также дождевыми червями - последних используют в качестве индикаторов концентрации. Для человека опасен тем, что накапливается в организме в течение всей жизни и вызывает хроническую интоксикацию. Воздействие выражается в сильных болях костей и суставов, формировании раковых опухолей и фиброз тканей.
Свинец. Обладает малоподвижными ионами и может переходит в труднорастворимые фосфаты, из-за чего накапливается в почве [1, с. 141]. Скорость вымывания свинца значительно меньше количества вносимого вещества в год. Растения сильнее накапливают свинец, чем человек и животные. Наибольшее содержание свинца обнаруживается возле крупных промышленных предприятий и автомобильных дорог. В России с 2000 года запрещено использование свинца, как присадку к топливу для автомобилей. Попадая в организм, свинец вызывает нарушения со стороны ЖКТ, поражения центральной нервной системы, разрушение эритроцитов и формирование анемии, ухудшение состояния костной системы, у детей -умственные дефекты, имеет канцерогенное воздействие.
Ртуть. Легко изменяет свое агрегатное состояние и переходит из жидкого в газообразное. Загрязнение ртутью происходит из-за сточных вод, применения фунгицидов против грибковых заболеваний растений, а также вблизи предприятий цветной металлургии. Определение концентрации в почве значительно затрудняется неравномерным распределением, следовательно, экспертизу нужно
проводить в нескольких местах одного и того же участка. Отравление ртутью чаще имеет хроническую форму, сопровождается снижением чувствительности зрения, слуха и тактильных ощущений и развитием пневмонии.
Для контроля за экологической ситуацией проводят ежегодные наблюдения. Специалисты экспедиционной группы проводят отбор почвы в нескольких точках, составляют план территориального размещения, намечают последовательность обработки, далее производят изучение состава выбранных образцов почвы. При оценке загрязнения показатели сравниваются с ориентировочно допустимой концентрацией (ОДК) или предельно допустимой концентрацией (ПДК).
Результаты ежегодных обследований приведены в таблице 1.
Таблица 1
Динамика обследованных площадей
Показатель 2018 2019 2020 2021
Свинец
ПДК (мг/кг) 32,0 32,0 32,0 32,0
Результат (мг/кг) 13,3 19,2 34,2 26,7
Мышьяк
ПДК (мг/кг) 2,0 2,0 2,0 2,0
Результат (мг/кг) - - 4,8 4,6
Кадмий
ПДК (мг/кг) 2,0 2,0 2,0 2,0
Результат (мг/кг) 0,2 0,2 0,6 1,0
Ртуть
ПДК (мг/кг) 2,1 2,1 2,1 2,1
Результат (мг/кг) - - 0,005 0,026
Все показатели, кроме мышьяка, меньше значений ПДК, что является положительным показателем почв. Количество мышьяка в 2021 году превысило ПДК на 2,6 мг/кг. С 2018 по 2020 год показатели свинца сильно росли и в 2020 превышение составило 2,2 мг/кг, после чего снизилось и в 2021 году составило 26,7 мг/кг, что меньше ПДК на 5,3 мг/кг.
В борьбе с превышением допустимой концентрации тяжелых металлов применяют следующие методы:
1) захоронение - снимается верхний слой почвы и отвозится на свалки;
2) засыпка - сверху насыпается слой «чистой» почвы;
3) посев, скашивание и последующее удаление растений, поглощающих металл, например, клевер;
4) фиторемедиация - применяют бактерии, питающиеся свинцом и его производными, способ неэффективен при значительном загрязнении и малораспространен;
5) применение сорбентов - опилки, бумажная пыль, хвоя, солома задерживают вещество и не дают ему распространяться со сточными водами, малоэффективен вблизи промышленных комплексов. Аналог способа - использование гуминовых кислот, связывающих ионы металла, недостатком является то, что необходимо использовать производные полезных ископаемых.
Контроль за содержанием тяжелых металлов в почве позволяет уменьшить их негативное воздействие на окружающую среду.
В результате исследований было установлено, что в Самаре наибольший уровень загрязнения был установлен в 2020 году (свинец - 34,2 мг/кг, мышьяк - 4,8 мг/кг). В 2021 году превышения установленных норм не наблюдалось.
Список использованной литературы:
1. Набивач В.М., Сухой М.П Основы экологического нормирования и промышленной токсикологии: Учебное пособие.-2-е изд., переработ. и доп. - Днепропетровск: УГХТУ, 2010.- 235 с.
2. Самофалова, И.А. Химический состав почв и почвообразующих пород: учебное пособие. М-во с.-х. РФ, ФГОУ ВПО «Пермская ГСХА». - Пермь: Изд-во ФГОУ ВПО «Пермская ГСХА», 2009. - 132 с.
© Горшкова П.П., 2023
