YALIYOMO
Utangulizi
1. Kifuniko cha udongo na matumizi yake
2. Mmomonyoko wa udongo (maji na upepo) na mbinu za kukabiliana nayo
3. Uchafuzi wa udongo wa viwanda
3.1 Mvua ya asidi
3.2 Metali nzito
3.3 Sumu ya risasi
4. Usafi wa udongo. Utupaji taka
4.1 Jukumu la udongo katika kimetaboliki
4.2 Uhusiano wa kiikolojia kati ya udongo na maji na taka za kioevu (maji machafu)
4.3 Vikomo vya mzigo wa udongo na taka ngumu (takataka za nyumbani na mitaani, taka za viwandani, tope kavu baada ya mchanga wa maji taka, vitu vyenye mionzi)
4.4 Nafasi ya udongo katika kuenea kwa magonjwa mbalimbali
4.5 Madhara ya aina kuu za uchafuzi wa mazingira (taka ngumu na kioevu) na kusababisha uharibifu wa udongo.
4.5.1 Uwekaji wa taka za kioevu kwenye udongo
4.5.2.1 Uwekaji wa taka ngumu kwenye udongo
4.5.2.2 Ukusanyaji na uondoaji wa takataka
4.5.3 Kuondolewa kwa mwisho na kufanya kutokuwa na madhara
4.6 Utupaji wa taka zenye mionzi
Hitimisho
Orodha ya vyanzo vilivyotumika
Utangulizi.
Sehemu fulani ya udongo, nchini Urusi na duniani kote, huacha matumizi ya kilimo kila mwaka kwa sababu mbalimbali, zilizojadiliwa kwa undani katika UIR. Maelfu au zaidi hekta za ardhi zinakabiliwa na mmomonyoko wa udongo, mvua ya asidi, kilimo kisichofaa na taka zenye sumu. Ili kuepusha hili, unahitaji kufahamiana na hatua zinazozalisha zaidi na za gharama nafuu za kurejesha upya (Kwa ufafanuzi wa kurejesha, angalia sehemu kuu ya kazi) ambayo huongeza rutuba ya kifuniko cha udongo, na juu ya yote na athari mbaya kwenye udongo yenyewe, na jinsi ya kuepuka.
Tafiti hizi hutoa ufahamu juu ya madhara kwenye udongo na zimefanywa kupitia idadi ya vitabu, makala na majarida ya kisayansi yanayohusu masuala ya udongo na ulinzi wa mazingira.
Tatizo la uchafuzi wa udongo na uharibifu daima imekuwa muhimu. Sasa tunaweza kuongeza kwa kile kilichosemwa kwamba katika wakati wetu ushawishi wa anthropogenic una athari kubwa kwa asili na inakua tu, na udongo ni moja ya vyanzo kuu vya chakula na nguo kwa ajili yetu, bila kutaja ukweli kwamba sisi. tembea juu yake na utawasiliana naye kwa karibu kila wakati.
1. Kifuniko cha udongo na matumizi yake.
Kifuniko cha udongo ni malezi muhimu zaidi ya asili. Umuhimu wake kwa maisha ya jamii imedhamiriwa na ukweli kwamba udongo ndio chanzo kikuu cha chakula, kutoa 97-98% ya rasilimali za chakula za idadi ya watu wa sayari. Wakati huo huo, kifuniko cha udongo ni mahali pa shughuli za binadamu ambayo uzalishaji wa viwanda na kilimo iko.
Akikazia daraka la pekee la chakula katika maisha ya jamii, V.I. Lenin alisema hivi: “Misingi halisi ya uchumi ni hazina ya chakula.”
Sifa muhimu zaidi ya kifuniko cha udongo ni rutuba yake, ambayo inaeleweka kama jumla ya mali ya udongo ambayo inahakikisha mavuno ya mazao ya kilimo. Rutuba ya asili ya udongo inadhibitiwa na hifadhi virutubisho katika udongo na utawala wake wa maji, hewa na joto. Jukumu la kifuniko cha udongo katika uzalishaji wa mifumo ya kiikolojia ya dunia ni kubwa, kwani udongo unalisha mimea ya ardhi kwa maji na misombo mingi na ni sehemu muhimu ya shughuli za photosynthetic ya mimea. Rutuba ya udongo pia inategemea kiasi cha nishati ya jua iliyokusanywa ndani yake. Viumbe hai, mimea na wanyama wanaoishi Duniani hurekodi nishati ya jua kwa njia ya phyto- au zoomass. Uzalishaji wa mifumo ya ikolojia ya dunia inategemea usawa wa joto na maji wa uso wa dunia, ambayo huamua aina mbalimbali za kubadilishana jambo na suala ndani ya bahasha ya kijiografia ya sayari.
Kuchambua umuhimu wa ardhi kwa uzalishaji wa kijamii, K. Marx alibainisha dhana mbili: dunia-matter na dunia-mji mkuu. Ya kwanza ya haya inapaswa kueleweka ardhi ambayo iliibuka katika mchakato wa maendeleo yake ya mageuzi bila utashi na ufahamu wa watu na ni mahali pa makazi ya mwanadamu na chanzo cha chakula chake.. Kuanzia wakati ardhi, katika mchakato wa maendeleo ya jamii ya wanadamu, inakuwa njia ya uzalishaji, inaonekana katika ubora mpya - mtaji, bila ambayo mchakato wa kazi haufikiriwi, "... kwa sababu humpa mfanyakazi ... mahali anaposimama... , na mchakato wake - upeo wa hatua...”. Ni kwa sababu hii kwamba dunia ni kipengele cha ulimwengu wote katika shughuli yoyote ya binadamu.
Jukumu na mahali pa ardhi ni tofauti katika nyanja mbali mbali za uzalishaji wa nyenzo, haswa katika tasnia na kilimo. Katika tasnia ya utengenezaji, ujenzi, na usafirishaji, ardhi ni mahali ambapo michakato ya wafanyikazi hufanyika bila kujali rutuba ya asili ya mchanga. Ardhi ina jukumu tofauti katika kilimo. Chini ya ushawishi wa kazi ya binadamu, uzazi wa asili hugeuka kutoka kwa uwezo na kuwa wa kiuchumi. Umuhimu wa matumizi ya rasilimali za ardhi katika kilimo husababisha ukweli kwamba wanatenda katika sifa mbili tofauti, kama kitu cha kazi na kama njia ya uzalishaji. K. Marx alitaarifu hivi: “Kwa uwekezaji mpya tu wa mtaji katika viwanja vya ardhi... watu waliongeza mtaji wa ardhi bila ongezeko lolote katika suala la dunia, yaani, nafasi ya dunia.”
Ardhi katika kilimo hufanya kama nguvu ya uzalishaji kutokana na rutuba yake ya asili, ambayo haibaki mara kwa mara. Kwa matumizi ya busara ya ardhi, rutuba hiyo inaweza kuongezeka kwa kuboresha hali yake ya maji, hewa na joto kupitia hatua za kurejesha na kuongeza maudhui ya virutubisho kwenye udongo. Kinyume chake, kwa matumizi yasiyo ya busara ya rasilimali za ardhi, uzazi wao hupungua, na kusababisha kupungua kwa mazao ya kilimo. Katika baadhi ya maeneo, kilimo cha mazao huwa hakiwezekani kabisa, hasa kwenye udongo wa chumvi na mmomonyoko.
Katika kiwango cha chini cha maendeleo ya nguvu za uzalishaji wa jamii, upanuzi wa uzalishaji wa chakula hutokea kutokana na ushiriki wa ardhi mpya katika kilimo, ambayo inafanana na maendeleo makubwa ya kilimo. Hii inawezeshwa na hali mbili: upatikanaji wa ardhi ya bure na uwezekano wa kilimo kwa kiwango cha wastani cha gharama za mtaji kwa kila eneo la kitengo. Matumizi haya ya rasilimali ardhi na kilimo ni mfano wa nchi nyingi zinazoendelea katika ulimwengu wa kisasa.
Wakati wa mapinduzi ya kisayansi na kiteknolojia, kulikuwa na tofauti kubwa kati ya mfumo wa kilimo katika nchi zilizoendelea na zinazoendelea. Wa kwanza wana sifa ya kuongezeka kwa kilimo kwa kutumia mafanikio ya mapinduzi ya kisayansi na kiteknolojia, ambayo kilimo hukua sio kwa sababu ya kuongezeka kwa eneo la ardhi inayolimwa, lakini kwa sababu ya kuongezeka kwa kiasi cha mtaji uliowekezwa katika ardhi. . Kizuizi kinachojulikana cha rasilimali za ardhi kwa nchi nyingi za kibepari zilizoendelea kiviwanda, kuongezeka kwa mahitaji ya bidhaa za kilimo ulimwenguni kote kutokana na viwango vya juu vya ongezeko la watu, na utamaduni wa juu wa kilimo ulichangia kuhamisha kilimo katika nchi hizi hadi miaka ya 50. kwenye njia ya maendeleo makubwa. Kuharakisha mchakato wa uimarishaji wa kilimo katika nchi za kibepari zilizoendelea hauhusiani tu na mafanikio ya mapinduzi ya kisayansi na kiteknolojia, lakini haswa na faida ya kuwekeza mtaji katika kilimo, ambayo ilijilimbikizia uzalishaji wa kilimo mikononi mwa wamiliki wa ardhi wakubwa na kuharibu ndogo. wakulima.
Kilimo kiliendelezwa kwa njia nyinginezo katika nchi zinazoendelea. Miongoni mwa matatizo makubwa ya maliasili ya nchi hizi, yafuatayo yanaweza kutambuliwa: viwango vya chini vya kilimo, ambavyo vilisababisha uharibifu wa udongo (kuongezeka kwa mmomonyoko wa udongo, chumvi, kupungua kwa rutuba) na uoto wa asili (kwa mfano, misitu ya kitropiki), kupungua kwa rasilimali za maji; hali ya jangwa la ardhi, haswa inayodhihirika wazi katika nchi za Afrika. Mambo haya yote yanayohusiana na matatizo ya kijamii na kiuchumi ya nchi zinazoendelea yamesababisha uhaba wa chakula katika nchi hizi. Kwa hiyo, mwanzoni mwa miaka ya 80, kwa suala la utoaji kwa kila mtu na nafaka (kilo 222) na nyama (kilo 14), nchi zinazoendelea zilikuwa duni kwa nchi za kibepari zilizoendelea, kwa mtiririko huo, mara kadhaa. Kutatua tatizo la chakula katika nchi zinazoendelea ni jambo lisilofikirika bila mabadiliko makubwa ya kijamii na kiuchumi.
Katika nchi yetu, msingi wa mahusiano ya ardhi ni umiliki wa kitaifa (kitaifa) wa ardhi, ambao uliibuka kama matokeo ya kutaifishwa kwa ardhi yote. Mahusiano ya kilimo yanajengwa kwa msingi wa mipango kulingana na ambayo kilimo kinapaswa kukuza katika siku zijazo, kwa msaada wa kifedha na mkopo kutoka kwa serikali na usambazaji wa idadi inayohitajika ya mashine na mbolea. Kulipa wafanyakazi wa kilimo kulingana na wingi na ubora wa kazi huchochea ongezeko la mara kwa mara katika viwango vyao vya maisha.
Matumizi ya mfuko wa ardhi kwa ujumla hufanyika kwa misingi ya mipango ya muda mrefu ya serikali. Mfano wa mipango kama hii ilikuwa ukuzaji wa ardhi bikira na konde mashariki mwa nchi (katikati ya miaka ya 50), shukrani ambayo iliwezekana kuanzisha zaidi ya hekta milioni 41 za maeneo mapya katika ardhi inayofaa kwa kilimo kwa muda mfupi. . Mfano mwingine ni seti ya hatua zinazohusiana na utekelezaji wa Mpango wa Chakula, ambao hutoa kuongeza kasi ya maendeleo ya uzalishaji wa kilimo kwa kuzingatia kuboresha viwango vya kilimo, shughuli kubwa za uboreshaji wa ardhi, pamoja na utekelezaji wa mpango mpana wa ujenzi wa kijamii na kiuchumi. wa maeneo ya kilimo.
Rasilimali za ardhi za ulimwengu kwa ujumla hufanya iwezekane kutoa chakula kwa watu wengi zaidi kuliko ilivyo sasa na itakuwa hivyo katika siku za usoni. Wakati huo huo, kutokana na ukuaji wa idadi ya watu, hasa katika nchi zinazoendelea, kiasi cha ardhi ya kilimo kwa kila mtu kinapungua.
udongo wa metali nzito
Yaliyomo kwenye HM kwenye mchanga inategemea, kama inavyothibitishwa na watafiti wengi, juu ya muundo wa miamba ya asili, utofauti mkubwa ambao unahusishwa na historia ngumu ya kijiolojia ya maendeleo ya wilaya (Kovda, 1973). Kemikali ya miamba inayotengeneza udongo, inayowakilishwa na bidhaa za hali ya hewa ya miamba, imedhamiriwa na muundo wa kemikali wa miamba ya asili na inategemea hali ya mabadiliko ya supergene.
Katika miongo ya hivi karibuni, shughuli za anthropogenic za wanadamu zimehusika sana katika michakato ya uhamiaji wa metali nzito katika mazingira asilia. Kiasi cha vipengele vya kemikali vinavyoingia kwenye mazingira kama matokeo ya technogenesis, katika hali nyingine, huzidi kwa kiasi kikubwa kiwango cha ulaji wao wa asili. Kwa mfano, utoaji wa kimataifa wa Pb kutoka kwa vyanzo vya asili kwa mwaka ni tani elfu 12. na uzalishaji wa anthropogenic tani 332,000. (Nriagu, 1989). Kwa kujumuishwa katika mizunguko ya uhamiaji wa asili, mtiririko wa anthropogenic husababisha kuenea kwa haraka kwa uchafuzi wa mazingira katika sehemu za asili za mazingira ya mijini, ambapo mwingiliano wao na wanadamu hauepukiki. Kiasi cha uchafuzi wa mazingira kilicho na metali nzito huongezeka kila mwaka na kuharibu mazingira ya asili, hudhoofisha usawa uliopo wa kiikolojia na huathiri vibaya afya ya binadamu.
Vyanzo vikuu vya uingiaji wa anthropogenic wa metali nzito katika mazingira ni mimea ya nguvu ya mafuta, biashara za metallurgiska, machimbo na migodi kwa uchimbaji wa madini ya polymetallic, usafirishaji, kemikali ulinzi wa mazao ya kilimo kutokana na magonjwa na wadudu, mwako wa mafuta na taka mbalimbali, uzalishaji wa kioo, mbolea, saruji, nk. Halos yenye nguvu zaidi ya HMs hutokea karibu na makampuni ya madini ya feri na hasa yasiyo ya feri kama matokeo ya uzalishaji wa anga (Kovalsky). , 1974; Dobrovolsky, 1983; Israel, 1984; Geochemistry..., 1986; Sayet, 1987; Panin, 2000; Kabala, Singh, 2001). Athari za uchafuzi huenea zaidi ya makumi ya kilomita kutoka kwa chanzo cha vitu vinavyoingia kwenye angahewa. Kwa hivyo, metali kwa kiasi kutoka 10 hadi 30% ya jumla ya uzalishaji katika anga husambazwa kwa umbali wa kilomita 10 au zaidi kutoka kwa biashara ya viwanda. Katika kesi hii, uchafuzi wa pamoja wa mimea huzingatiwa, unaojumuisha uwekaji wa moja kwa moja wa erosoli na vumbi kwenye uso wa majani na kunyonya kwa mizizi ya metali nzito iliyokusanywa kwenye udongo kwa muda mrefu wa kupokea uchafuzi wa mazingira kutoka kwa anga. Ilyin, Syso, 2001).
Kulingana na data iliyo hapa chini, mtu anaweza kuhukumu ukubwa wa shughuli za wanadamu za anthropogenic: mchango wa risasi ya teknolojia ni 94-97% (iliyobaki ni chemchemi za asili), cadmium - 84-89%, shaba - 56-87%, nickel - 66-75%, zebaki - 58%, nk. Wakati huo huo, 26-44% ya mtiririko wa anthropogenic wa ulimwengu wa vitu hivi huanguka Uropa, na sehemu ya eneo la Uropa. USSR ya zamani- 28-42% ya uzalishaji wote katika Ulaya (Vronsky, 1996). Kiwango cha kuanguka kwa teknolojia ya metali nzito kutoka anga katika mikoa tofauti ya dunia si sawa na inategemea uwepo wa amana zilizoendelea, kiwango cha maendeleo ya madini na usindikaji na viwanda vya viwanda, usafiri, ukuaji wa miji ya wilaya, nk. .
Utafiti wa sehemu ya tasnia mbalimbali katika mtiririko wa kimataifa wa uzalishaji wa HM unaonyesha: 73% ya shaba na 55% ya cadmium huhusishwa na uzalishaji kutoka kwa makampuni ya biashara ya shaba na nikeli; 54% ya uzalishaji wa zebaki hutoka kwa mwako wa makaa ya mawe; 46% ya nickel - kwa mwako wa bidhaa za petroli; 86% ya risasi huingia kwenye anga kutoka kwa magari (Vronsky, 1996). Kiasi fulani cha metali nzito pia hutolewa kwa mazingira na kilimo, ambapo dawa za wadudu na mbolea za madini hutumiwa; haswa, superphosphates zina kiasi kikubwa cha chromium, cadmium, cobalt, shaba, nickel, vanadium, zinki, nk.
Vipengele vinavyotolewa angani kupitia mabomba ya viwanda vya kemikali, nzito na vya nyuklia vina athari inayoonekana kwa mazingira. Sehemu ya mitambo ya mafuta na nguvu nyingine katika uchafuzi wa anga ni 27%, makampuni ya biashara ya madini ya feri - 24.3%, makampuni ya biashara ya uchimbaji na uzalishaji wa vifaa vya ujenzi - 8.1% (Alekseev, 1987; Ilyin, 1991). HM (isipokuwa zebaki) huletwa katika angahewa kama sehemu ya erosoli. Seti ya metali na yaliyomo katika erosoli imedhamiriwa na utaalam wa shughuli za viwandani na nishati. Wakati makaa ya mawe, mafuta, na shale huchomwa, vipengele vilivyomo katika aina hizi za mafuta huingia kwenye anga pamoja na moshi. Kwa hiyo, makaa ya mawe ina cerium, chromium, risasi, zebaki, fedha, bati, titanium, pamoja na uranium, radiamu na metali nyingine.
Uchafuzi mkubwa wa mazingira unasababishwa na mitambo yenye nguvu ya joto (Maistrenko et al., 1996). Kila mwaka, tu wakati wa kuchoma makaa ya mawe, zebaki hutolewa angani mara 8700 zaidi ya inaweza kujumuishwa katika mzunguko wa asili wa biogeochemical, uranium - mara 60, cadmium - mara 40, yttrium na zirconium - mara 10, bati - mara 3-4. . Asilimia 90 ya cadmium, zebaki, bati, titanium na zinki zinazochafua anga huingia humo wakati wa kuchoma makaa ya mawe. Hii inaathiri sana Jamhuri ya Buryatia, ambapo makampuni ya nishati kwa kutumia makaa ya mawe ni wachafuzi wakubwa zaidi wa anga. Miongoni mwao (katika suala la mchango kwa uzalishaji wa jumla) Kituo cha Nguvu cha Wilaya ya Gusinoozerskaya (30%) na Kituo cha Nguvu cha Thermal-1 huko Ulan-Ude (10%) kinasimama.
Uchafu unaoonekana hewa ya anga na udongo hutokea kutokana na usafiri. Metali nyingi nzito zilizomo kwenye vumbi na uzalishaji wa gesi makampuni ya viwanda, kama sheria, ni mumunyifu zaidi kuliko misombo ya asili (Bolshakov et al., 1993). Miji mikubwa iliyoendelea kiviwanda inasimama kati ya vyanzo vya kazi zaidi vya metali nzito. Metali hujilimbikiza haraka katika mchanga wa mijini na huondolewa polepole sana kutoka kwao: nusu ya maisha ya zinki ni hadi miaka 500, cadmium - hadi miaka 1100, shaba - hadi miaka 1500, risasi - hadi miaka elfu kadhaa (Maistrenko). na wengine, 1996). Katika miji mingi ulimwenguni, viwango vya juu vya uchafuzi wa HM vimesababisha usumbufu wa kazi za kimsingi za kilimo cha udongo (Orlov et al., 1991; Kasimov et al., 1995). Kukua mimea ya kilimo inayotumika kwa chakula karibu na maeneo haya kunaweza kuwa hatari, kwani mazao hukusanya viwango vya ziada vya HM, ambayo inaweza kusababisha magonjwa anuwai kwa wanadamu na wanyama.
Kulingana na idadi ya waandishi (Ilyin, Stepanova, 1979; Zyrin, 1985; Gorbatov, Zyrin, 1987, nk), kiwango cha uchafuzi wa udongo na HMs kinatathminiwa kwa usahihi zaidi na yaliyomo katika fomu zao za rununu zinazopatikana zaidi. Hata hivyo, viwango vya juu vinavyoruhusiwa (MPC) vya aina zinazohamishika za metali nzito nzito hazijatengenezwa kwa sasa. Kwa hivyo, data ya fasihi juu ya kiwango cha yaliyomo inayoongoza kwa athari mbaya za mazingira inaweza kutumika kama kigezo cha kulinganisha.
Chini ni maelezo mafupi mali ya metali zinazohusiana na sifa za tabia zao katika udongo.
Kuongoza (Pb). Uzito wa atomiki 207.2. Kipengele cha kipaumbele ni sumu. Misombo yote ya risasi inayoyeyuka ni sumu. Chini ya hali ya asili, ipo hasa katika mfumo wa PbS. Clark Pb katika ukoko wa dunia ni 16.0 mg/kg (Vinogradov, 1957). Ikilinganishwa na HM nyingine, ni simu ya chini zaidi, na kiwango cha uhamaji wa kipengele hupunguzwa sana wakati udongo unawekwa chokaa. Mobile Pb ipo katika mfumo wa changamano na viumbe hai (60 - 80% mobile Pb). Katika maadili ya juu pH ya risasi huwekwa kwenye udongo kwa njia ya kemikali katika mfumo wa hidroksidi, fosfeti, carbonate na Pb-organic complexes (Zinki na cadmium..., 1992; Heavy..., 1997).
Kiwango cha asili cha madini ya risasi katika udongo hurithiwa kutoka kwa miamba wazazi na inahusiana kwa karibu na muundo wao wa madini na kemikali (Beus et al., 1976; Kabata-Pendias na Pendias, 1989). Mkusanyiko wa wastani wa kipengele hiki katika udongo wa dunia hufikia, kulingana na makadirio mbalimbali, kutoka 10 (Saet et al., 1990) hadi 35 mg/kg (Bowen, 1979). Mkusanyiko wa juu unaoruhusiwa wa risasi kwa udongo nchini Urusi unafanana na 30 mg / kg (Instructive..., 1990), nchini Ujerumani - 100 mg / kg (Kloke, 1980).
Viwango vya juu vya risasi kwenye udongo vinaweza kuhusishwa na hitilafu asilia za kijiokemia na athari ya kianthropogenic. Katika kesi ya uchafuzi wa teknolojia, mkusanyiko wa juu wa kipengele kawaida hupatikana kwenye safu ya juu ya udongo. Katika baadhi ya maeneo ya viwanda hufikia 1000 mg/kg (Dobrovolsky, 1983), na katika safu ya uso ya udongo karibu na makampuni ya biashara ya metallurgy zisizo na feri katika Ulaya Magharibi - 545 mg/kg (Reutse, Kirstea, 1986).
Maudhui ya risasi katika udongo nchini Urusi hutofautiana kwa kiasi kikubwa kulingana na aina ya udongo, ukaribu wa makampuni ya viwanda na matatizo ya asili ya kijiografia. Katika udongo wa maeneo ya makazi, hasa yale yanayohusiana na matumizi na uzalishaji wa bidhaa zenye risasi, maudhui ya kipengele hiki mara nyingi ni mara kumi au zaidi ya kiwango cha juu kinachoruhusiwa (Jedwali 1.4). Kulingana na makadirio ya awali, hadi 28% ya eneo la nchi ina maudhui ya Pb kwenye udongo, kwa wastani, chini ya kiwango cha usuli, na 11% inaweza kuainishwa kama eneo la hatari. Wakati huo huo, katika Shirikisho la Urusi tatizo la uchafuzi wa udongo na risasi ni tatizo hasa katika maeneo ya makazi (Snakin et al., 1998).
Cadmium (Cd). Uzito wa atomiki 112.4. Cadmium iko karibu na sifa za kemikali kwa zinki, lakini inatofautiana nayo kwa uhamaji mkubwa katika mazingira ya tindikali na upatikanaji bora wa mimea. Katika suluhisho la udongo, chuma iko katika mfumo wa Cd2 + na hufanya ions tata na chelates kikaboni. Sababu kuu inayoamua maudhui ya kipengele katika udongo kwa kukosekana kwa ushawishi wa anthropogenic ni miamba ya wazazi (Vinogradov, 1962; Mineev et al., 1981; Dobrovolsky, 1983; Ilyin, 1991; Zinki na cadmium ..., 1992; Cadmium: kiikolojia..., 1994). Clarke ya cadmium katika lithosphere 0.13 mg/kg (Kabata-Pendias, Pendias, 1989). Katika miamba inayotengeneza udongo, kiwango cha wastani cha chuma ni: katika udongo na shales - 0.15 mg/kg, loess na loess-kama loams - 0.08, mchanga na mchanga loams - 0.03 mg/kg (Zinki na cadmium..., 1992) . Katika sediments za Quaternary za Siberia ya Magharibi, mkusanyiko wa cadmium hutofautiana ndani ya aina mbalimbali za 0.01-0.08 mg / kg.
Uhamaji wa kadiamu katika udongo unategemea mazingira na uwezo wa redox (Nzito..., 1997).
Kiwango cha wastani cha cadmium katika udongo kote ulimwenguni ni 0.5 mg/kg (Sayet et al., 1990). Mkusanyiko wake katika kifuniko cha udongo wa sehemu ya Ulaya ya Urusi ni 0.14 mg / kg - katika udongo wa sod-podzolic, 0.24 mg / kg - katika chernozem (Zinki na cadmium ..., 1992), 0.07 mg / kg - katika kuu. aina za udongo wa Siberia ya Magharibi (Ilyin, 1991). Takriban maudhui yanayokubalika (ATC) ya cadmium kwa udongo wa kichanga na tifutifu nchini Urusi ni 0.5 mg/kg, nchini Ujerumani MPC ya cadmium ni 3 mg/kg (Kloke, 1980).
Uchafuzi wa udongo na cadmium unachukuliwa kuwa mojawapo ya matukio ya hatari zaidi ya mazingira, kwani hujilimbikiza kwenye mimea juu ya kawaida hata kwa uchafuzi dhaifu wa udongo (Cadmium ..., 1994; Ovcharenko, 1998). Viwango vya juu vya cadmium kwenye safu ya juu ya udongo huzingatiwa katika maeneo ya madini - hadi 469 mg / kg (Kabata-Pendias, Pendias, 1989), karibu na smelters ya zinki hufikia 1700 mg / kg (Reutse, Cirstea, 1986).
Zinki (Zn). Uzito wa atomiki 65.4. Clarke yake katika ukoko wa dunia ni 83 mg/kg. Zinki imejilimbikizia kwenye mchanga wa mfinyanzi na shales kwa idadi kutoka 80 hadi 120 mg/kg (Kabata-Pendias, Pendias, 1989), katika amana za colluvial, loess-like na carbonate loamy ya Urals, katika loams ya Siberia ya Magharibi - kutoka 60 hadi 80 mg / kg.
Mambo muhimu yanayoathiri uhamaji wa Zn kwenye udongo ni maudhui ya madini ya udongo na pH. Wakati pH inapoongezeka, kipengele hupita kwenye complexes za kikaboni na kumfunga kwenye udongo. Ioni za zinki pia hupoteza uhamaji, kuingia kwenye nafasi za vifungashio vya kimiani ya fuwele ya montmorillonite. Zn huunda fomu thabiti na vitu vya kikaboni, kwa hivyo katika hali nyingi hujilimbikiza kwenye upeo wa udongo na maudhui ya juu ya humus na kwenye peat.
Sababu za kuongezeka kwa zinki kwenye udongo zinaweza kuwa tofauti za asili za kijiografia na uchafuzi wa teknolojia. Vyanzo vikuu vya anthropogenic vya risiti yake kimsingi ni biashara zisizo na feri za madini. Uchafuzi wa udongo na chuma hiki umesababisha katika baadhi ya maeneo mrundikano wake wa juu sana kwenye safu ya juu ya udongo - hadi 66,400 mg/kg. Katika udongo wa bustani, hadi 250 au zaidi mg/kg ya zinki hujilimbikiza (Kabata-Pendias na Pendias, 1989). MPC ya zinki kwa udongo wa kichanga na tifutifu wa kichanga ni 55 mg/kg; wanasayansi wa Ujerumani wanapendekeza MPC ya 100 mg/kg (Kloke, 1980).
Shaba (Cu). Uzito wa atomiki 63.5. Clark katika ukoko wa dunia ni 47 mg/kg (Vinogradov, 1962). Kemikali, shaba ni chuma cha chini cha kazi. Jambo la msingi linaloathiri thamani ya maudhui ya Cu ni ukolezi wake katika miamba inayotengeneza udongo (Goryunova et al., 2001). Ya miamba ya moto, kiasi kikubwa zaidi cha kipengele hujilimbikiza katika miamba ya msingi - basalts (100-140 mg / kg) na andesites (20-30 mg / kg). Tifutifu zinazofunika na zenye majani (20-40 mg/kg) hazina madini mengi ya shaba. Maudhui yake ya chini yanazingatiwa katika mawe ya mchanga, chokaa na granite (5-15 mg / kg) (Kovalsky, Andriyanova, 1970; Kabata-Pendias, Pendias, 1989). Mkusanyiko wa chuma katika udongo wa sehemu ya Ulaya ya eneo la USSR ya zamani hufikia 25 mg / kg (Malgin, 1978; Kovda, 1989), katika loams-kama loams - 18 mg / kg (Kovda, 1989). Miamba yenye udongo wa kichanga na mchanga wa Milima ya Altai hujilimbikiza wastani wa 31 mg/kg ya shaba (Malgin, 1978), kusini mwa Siberia ya Magharibi - 19 mg/kg (Ilyin, 1973).
Katika udongo, shaba ni kipengele dhaifu cha kuhama, ingawa maudhui ya fomu ya simu inaweza kuwa ya juu kabisa. Kiasi cha shaba ya simu inategemea mambo mengi: muundo wa kemikali na mineralogical wa mwamba wa mzazi, pH ya ufumbuzi wa udongo, maudhui ya viumbe hai, nk (Vinogradov, 1957; Peive, 1961; Kovalsky, Andriyanova, 1970; Alekseev, 1987, nk). Kiasi kikubwa cha shaba kwenye udongo kinahusishwa na oksidi za chuma, manganese, hidroksidi za chuma na alumini, na, hasa, na montmorillonite na vermiculite. Asidi za humic na fulvic zina uwezo wa kutengeneza complexes imara na shaba. Katika pH 7-8, umumunyifu wa shaba ni wa chini kabisa.
Kiwango cha wastani cha shaba katika udongo wa dunia ni 30 mg/kg (Bowen, 1979). Karibu na vyanzo vya uchafuzi wa mazingira viwandani, katika baadhi ya matukio, uchafuzi wa udongo na shaba hadi 3500 mg/kg unaweza kuzingatiwa (Kabata-Pendias na Pendias, 1989). Kiwango cha wastani cha chuma kwenye mchanga wa mikoa ya kati na kusini ya USSR ya zamani ni 4.5-10.0 mg/kg, kusini mwa Siberia ya Magharibi - 30.6 mg/kg (Ilyin, 1973), Siberia na Mashariki ya Mbali - 27.8 mg/ kilo (Makeev, 1973). Mkusanyiko wa juu unaoruhusiwa wa shaba nchini Urusi ni 55 mg / kg (Kufundisha ..., 1990), mkusanyiko wa juu unaoruhusiwa kwa udongo wa mchanga na mchanga ni 33 mg / kg (Udhibiti ..., 1998), nchini Ujerumani - 100. mg/kg (Kloke, 1980).
Nickel (Ni). Uzito wa atomiki 58.7. Katika sediments ya bara iko hasa kwa namna ya sulfidi na arsenites, na pia inahusishwa na carbonates, phosphates na silicates. Clarke ya kipengele katika ukoko wa dunia ni 58 mg/kg (Vinogradov, 1957). Miamba ya Ultrabasic (1400-2000 mg/kg) na ya msingi (200-1000 mg/kg) hukusanya kiasi kikubwa cha chuma, wakati miamba ya sedimentary na tindikali huwa nayo katika viwango vya chini sana - 5-90 na 5-15 mg/kg, kwa mtiririko huo (Reutse , Cîrstea, 1986; Kabata-Pendias, Pendias, 1989). Umuhimu mkubwa Utungaji wa granulometric wa miamba ya kutengeneza udongo una jukumu la mkusanyiko wa nickel. Kwa kutumia mfano wa miamba ya kutengeneza udongo ya Siberia ya Magharibi, ni wazi kwamba katika miamba nyepesi maudhui yake ni ya chini kabisa, katika miamba nzito ni ya juu zaidi: katika mchanga - 17, mchanga wa mchanga na loams mwanga - 22, loams kati - 36; loams nzito na udongo - 46 (Ilyin, 2002) .
Kiwango cha nikeli katika udongo hutegemea kwa kiasi kikubwa ugavi wa kipengele hiki kwenye miamba inayotengeneza udongo (Kabata-Pendias na Pendias, 1989). Viwango vya juu zaidi vya nikeli kwa kawaida huzingatiwa katika udongo wa mfinyanzi na tifutifu, katika udongo ulioundwa kwenye miamba ya msingi na ya volkeno na matajiri katika viumbe hai. Usambazaji wa Ni katika wasifu wa udongo unatambuliwa na maudhui ya vitu vya kikaboni, oksidi za amofasi na kiasi cha sehemu ya udongo.
Kiwango cha mkusanyiko wa nikeli katika safu ya juu ya udongo pia inategemea kiwango cha uchafuzi wa teknolojia. Katika maeneo yenye sekta ya ufundi wa chuma iliyoendelea, mkusanyiko wa juu sana wa nickel hupatikana katika udongo: nchini Kanada maudhui yake ya jumla yanafikia 206-26000 mg / kg, na nchini Uingereza maudhui ya fomu za simu hufikia 506-600 mg / kg. Katika udongo wa Uingereza, Uholanzi, Ujerumani, kutibiwa na sludge ya maji taka, nickel hukusanya hadi 84-101 mg / kg (Kabata-Pendias, Pendias, 1989). Katika Urusi (kulingana na uchunguzi wa 40-60% ya udongo kwenye ardhi ya kilimo), 2.8% ya kifuniko cha udongo huchafuliwa na kipengele hiki. Sehemu ya udongo iliyochafuliwa na Ni kati ya HM zingine (Pb, Cd, Zn, Cr, Co, As, nk.) kwa kweli ni muhimu zaidi na ni ya pili baada ya ardhi iliyochafuliwa na shaba (3.8%) (Aristarkhov, Kharitonova, 2002 ) Kulingana na data ya ufuatiliaji wa ardhi kutoka Kituo cha Jimbo cha Huduma ya Agrochemical "Buryatskaya" ya 1993-1997. kwenye eneo la Jamhuri ya Buryatia, ziada ya kiwango cha juu kinachoruhusiwa cha nickel kilisajiliwa kwenye 1.4% ya ardhi kutoka eneo la kilimo lililopimwa, kati ya ambayo mchanga wa Zakamensky (20% ya ardhi - hekta elfu 46 ni. zilizochafuliwa) na wilaya za Khorinsky (11% ya ardhi - hekta elfu 8 zimechafuliwa).
Chromium (Cr). Uzito wa atomiki 52. Katika misombo ya asili, chromium ina valence ya +3 na +6. Nyingi za Cr3+ ziko kwenye chromite FeCr2O4 au madini mengine ya spinel, ambapo inachukua nafasi ya Fe na Al, ambayo iko karibu sana katika sifa zake za kijiografia na radius ya ioni.
Clarke ya chromium katika ukoko wa dunia - 83 mg / kg. Viwango vyake vya juu zaidi kati ya miamba igneous ni kawaida kwa miamba ya ultramafic na ya msingi (1600-3400 na 170-200 mg/kg, mtawaliwa), ya chini kabisa kwa miamba ya wastani (15-50 mg/kg) na ya chini kabisa kwa miamba yenye asidi (4- 25 mg/kg). Miongoni mwa miamba ya sedimentary, maudhui ya juu ya kipengele yalipatikana katika udongo wa udongo na shales (60-120 mg / kg), kiwango cha chini katika mawe ya mchanga na chokaa (5-40 mg / kg) (Kabata-Pendias, Pendias, 1989). Maudhui ya chuma katika miamba ya kutengeneza udongo ya mikoa tofauti ni tofauti sana. Katika sehemu ya Ulaya ya USSR ya zamani, maudhui yake katika miamba ya kawaida ya kutengeneza udongo kama vile loess, loess-kama carbonate na cover loams wastani wa 75-95 mg/kg (Yakushevskaya, 1973). Miamba ya kutengeneza udongo ya Siberia ya Magharibi ina wastani wa 58 mg/kg Cr, na kiasi chake kinahusiana kwa karibu na muundo wa granulometric wa miamba: miamba ya mchanga na mchanga wa udongo - 16 mg / kg, na miamba ya kati ya loamy na clayey - karibu 60. mg/kg (Ilyin, Syso, 2001) .
Katika udongo, chromium nyingi ziko katika mfumo wa Cr3+. Katika mazingira yenye tindikali, ayoni ya Cr3+ haifanyi kazi; kwa pH 5.5, inanyesha karibu kabisa. Ioni ya Cr6+ si dhabiti sana na inakusanywa kwa urahisi katika udongo wenye asidi na alkali. Utangazaji wa chromium na udongo hutegemea pH ya kati: kwa kuongezeka kwa pH, adsorption ya Cr6+ hupungua, na Cr3+ huongezeka. Udongo wa viumbe hai huchochea kupunguzwa kwa Cr6+ hadi Cr3+.
Maudhui ya asili ya chromium katika udongo inategemea hasa ukolezi wake katika miamba inayotengeneza udongo (Kabata-Pendias na Pendias, 1989; Krasnokutskaya et al., 1990), na usambazaji pamoja na wasifu wa udongo hutegemea sifa za uundaji wa udongo, katika hasa juu ya muundo wa granulometriki wa upeo wa maumbile. Kiwango cha wastani cha kromiamu kwenye udongo ni 70 mg/kg (Bowen, 1979). Maudhui ya juu zaidi ya kipengele huzingatiwa katika udongo unaoundwa kwenye miamba ya msingi na ya volkeno yenye utajiri wa chuma hiki. Maudhui ya wastani ya Cr katika udongo wa Marekani ni 54 mg/kg, Uchina - 150 mg/kg (Kabata-Pendias, Pendias, 1989), Ukraine - 400 mg/kg (Bespamyatnov, Krotov, 1985). Katika Urusi, viwango vyake vya juu katika udongo chini ya hali ya asili ni kutokana na uboreshaji wa miamba ya kutengeneza udongo. Kursk chernozems ina 83 mg / kg ya chromium, udongo wa soddy-podzolic wa mkoa wa Moscow - 100 mg / kg. Katika udongo wa Urals, ulioundwa kwenye serpentinites, chuma kina hadi 10,000 mg / kg, katika Siberia ya Magharibi - 86 - 115 mg / kg (Yakushevskaya, 1973; Krasnokutskaya et al., 1990; Ilyin, Syso, 2001).
Mchango wa vyanzo vya anthropogenic kwa usambazaji wa chromium ni muhimu sana. Chuma cha chromium hutumiwa kimsingi kwa uwekaji wa chrome kama sehemu ya vyuma vya aloi. Uchafuzi wa udongo na Cr unabainika kutokana na uzalishaji wa gesi chafu kutoka kwa viwanda vya saruji, dampo za slag za chuma-chromium, viwanda vya kusafisha mafuta, makampuni ya biashara ya madini ya feri na zisizo na feri, matumizi ya uchafu wa maji taka ya viwanda katika kilimo, hasa viwanda vya ngozi, na mbolea za madini. Viwango vya juu zaidi vya chromium katika udongo uliochafuliwa na teknolojia hufikia 400 au zaidi mg/kg (Kabata-Pendias, Pendias, 1989), ambayo ni tabia hasa. miji mikubwa(Jedwali 1.4). Huko Buryatia, kulingana na data ya ufuatiliaji wa ardhi iliyofanywa na Kituo cha Jimbo la Huduma ya Agrochemical "Buryatskaya" mnamo 1993-1997, hekta elfu 22 zimechafuliwa na chromium. Ziada za MPC kwa mara 1.6-1.8 zilibainika katika mikoa ya Dzhidinsky (hekta 6.2 elfu), Zakamensky (hekta elfu 17.0) na Tunkinsky (hekta elfu 14.0).
Usanifu wa maudhui ya metali nzito
katika udongo na mimea ni ngumu sana kutokana na kutowezekana kwa kuzingatia kikamilifu mambo yote ya mazingira. Kwa hivyo, kubadilisha tu mali ya agrochemical ya udongo (mmenyuko wa kati, maudhui ya humus, kiwango cha kueneza kwa besi, usambazaji wa ukubwa wa chembe) inaweza kupunguza au kuongeza maudhui ya metali nzito katika mimea mara kadhaa. Kuna data inayokinzana hata kuhusu maudhui ya usuli wa baadhi ya metali. Matokeo yaliyotolewa na watafiti wakati mwingine hutofautiana kwa mara 5-10.
Mizani mingi imependekezwa
udhibiti wa mazingira wa metali nzito. Katika baadhi ya matukio, maudhui ya juu zaidi ya metali zinazozingatiwa katika udongo wa kawaida wa anthropogenic huchukuliwa kama mkusanyiko wa juu unaoruhusiwa; kwa wengine, maudhui ambayo ni kikomo cha phytotoxicity huchukuliwa. Mara nyingi, MPC zimependekezwa kwa metali nzito ambazo ni mara kadhaa zaidi ya kikomo cha juu.
Kuashiria uchafuzi wa kiteknolojia
kwa metali nzito, mgawo wa mkusanyiko hutumiwa sawa na uwiano wa mkusanyiko wa kipengele katika udongo uliochafuliwa na mkusanyiko wake wa nyuma. Inapochafuliwa na metali nzito kadhaa, kiwango cha uchafuzi wa mazingira hupimwa na thamani ya fahirisi ya mkusanyiko wa jumla (Zc). Kiwango cha uchafuzi wa udongo na metali nzito kilichopendekezwa na IMGRE kimewasilishwa katika Jedwali 1.
Jedwali 1. Mpango wa kutathmini udongo kwa matumizi ya kilimo kulingana na kiwango cha uchafuzi wa kemikali (Goskomhydromet ya USSR, No. 02-10 51-233 tarehe 12/10/90)
| Jamii ya udongo kwa kiwango cha uchafuzi | Zc | Uchafuzi unaohusiana na MPC | Matumizi yanayowezekana ya udongo | Shughuli za lazima |
| Inakubalika | <16,0 | Inazidi usuli, lakini sio juu kuliko MPC | Tumia kwa mazao yoyote | Kupunguza athari za vyanzo vya uchafuzi wa udongo. Kupungua kwa upatikanaji wa sumu kwa mimea. |
| Hatari kiasi | 16,1- 32,0 | Inazidi MPC kwa kuzuia viashirio vya jumla vya uhamaji wa usafi na maji ya madhara, lakini ni ya chini kuliko MPC kwa kiashirio cha uhamishaji. | Tumia kwa mazao yoyote chini ya udhibiti wa ubora wa mazao | Shughuli zinazofanana na kitengo cha 1. Ikiwa kuna vitu vilivyo na kiashiria cha kuzuia maji ya uhamiaji, maudhui ya vitu hivi katika maji ya juu na chini yanafuatiliwa. |
| Hatari sana | 32,1- 128 | Huzidi MPC kwa kiashiria cha hatari ya uhamishaji kikwazo | Tumia kwa mazao ya viwandani bila kupata chakula na malisho kutoka kwao. Epuka mimea inayozingatia kemikali | Shughuli zinazofanana na kategoria 1. Udhibiti wa lazima juu ya maudhui ya sumu katika mimea inayotumiwa kama chakula na malisho. Kupunguza matumizi ya wingi wa kijani kwa ajili ya malisho ya mifugo, hasa mimea ya concentrator. |
| Hatari sana | > 128 | Inamzidi MPC kwa njia zote | Ondoa kutoka kwa matumizi ya kilimo | Kupunguza viwango vya uchafuzi wa mazingira na kuchukua sumu katika angahewa, udongo na maji. |
Wabunge walioidhinishwa rasmi
Jedwali la 2 linaonyesha viwango vya juu vya mkusanyiko vilivyoidhinishwa rasmi na viwango vinavyoruhusiwa vya yaliyomo kulingana na viashiria vya hatari. Kwa mujibu wa mpango uliopitishwa na wasafi wa matibabu, udhibiti wa metali nzito katika udongo umegawanywa katika uhamisho (mpito wa kipengele ndani ya mimea), maji ya kuhama (mpito ndani ya maji), na usafi wa jumla (athari juu ya uwezo wa kujitakasa wa udongo na microbiocenosis ya udongo).
Jedwali 2. Viwango vya juu vinavyoruhusiwa (MAC) vya kemikali katika udongo na viwango vinavyoruhusiwa vya maudhui yao kwa suala la madhara (tangu 01/01/1991. Kamati ya Jimbo la Ulinzi wa Asili ya USSR, No. 02-2333 tarehe 12/10/90) .
| Jina la dutu | MPC, udongo wa mg/kg, kwa kuzingatia usuli | Viashiria vya madhara | ||
| Uhamisho | Maji | Usafi wa jumla | ||
| Fomu za mumunyifu wa maji | ||||
| Fluorini | 10,0 | 10,0 | 10,0 | 10,0 |
| Fomu zinazohamishika | ||||
| Shaba | 3,0 | 3,5 | 72,0 | 3,0 |
| Nickel | 4,0 | 6,7 | 14,0 | 4,0 |
| Zinki | 23,0 | 23,0 | 200,0 | 37,0 |
| Kobalti | 5,0 | 25,0 | >1000 | 5,0 |
| Fluorini | 2,8 | 2,8 | - | - |
| Chromium | 6,0 | - | - | 6,0 |
| Jumla ya maudhui | ||||
| Antimoni | 4,5 | 4,5 | 4,5 | 50,0 |
| Manganese | 1500,0 | 3500,0 | 1500,0 | 1500,0 |
| Vanadium | 150,0 | 170,0 | 350,0 | 150,0 |
| Kuongoza ** | 30,0 | 35,0 | 260,0 | 30,0 |
| Arseniki** | 2,0 | 2,0 | 15,0 | 10,0 |
| Zebaki | 2,1 | 2,1 | 33,3 | 5,0 |
| Lead+mercury | 20+1 | 20+1 | 30+2 | 30+2 |
| Shaba* | 55 | - | - | - |
| Nickel* | 85 | - | - | - |
| Zinki* | 100 | - | - | - |
* - maudhui ya jumla - takriban.
** - utata; kwa arseniki, wastani wa maudhui ya usuli ni 6 mg/kg, maudhui ya usuli ya risasi kwa kawaida pia huzidi viwango vya MPC.
Imeidhinishwa rasmi na UEC
ADCs zilizotengenezwa mwaka wa 1995 kwa maudhui ya jumla ya metali 6 nzito na arseniki hufanya iwezekanavyo kupata maelezo kamili zaidi ya uchafuzi wa udongo na metali nzito, kwa vile wanazingatia kiwango cha mmenyuko wa mazingira na muundo wa granulometric wa udongo. .
Jedwali 3. Takriban viwango vinavyokubalika (ATC) vya metali nzito na arseniki kwenye udongo wenye sifa tofauti za kifizikia (maudhui ya jumla, mg/kg) (nyongeza Na. 1 kwenye orodha ya MPC na APC No. 6229-91).
| Kipengele | Kikundi cha udongo | UDC kwa kuzingatia historia | Jumla hali ya mahali katika udongo | Madarasa ya hatari | Upekee Vitendo kwenye mwili |
| Nickel | Mchanga na mchanga mwepesi | 20 | Imara: kwa namna ya chumvi, katika fomu ya sorbed, kama sehemu ya madini | 2 | Sumu ya chini kwa wanyama wenye damu ya joto na wanadamu. Ina athari ya mutagenic |
| <5,5 | 40 | ||||
| Karibu na neutral (loamy na clayey), рНKCl>5.5 | 80 | ||||
| Shaba | Mchanga na mchanga mwepesi | 33 | 2 | Huongeza upenyezaji wa seli, huzuia upunguzaji wa glutathione, huvuruga kimetaboliki kwa kuingiliana na -SH, -NH2 na COOH- vikundi. | |
| Tindikali (tifutifu na mfinyanzi), pH KCl<5,5 | 66 | ||||
| Karibu na upande wowote (tifutifu na mfinyanzi), pH KCl>5.5 | 132 | ||||
| Zinki | Mchanga na mchanga mwepesi | 55 | Imara: kwa namna ya chumvi, misombo ya madini ya organo, katika fomu ya sorbed, kama sehemu ya madini. | 1 | Upungufu au ziada husababisha kupotoka kwa maendeleo. Sumu kutokana na ukiukaji wa teknolojia ya kutumia dawa zenye zinki |
| Tindikali (tifutifu na mfinyanzi), pH KCl<5,5 | 110 | ||||
| Karibu na upande wowote (tifutifu na mfinyanzi), pH KCl>5.5 | 220 | ||||
| Arseniki | Mchanga na mchanga mwepesi | 2 | Imara: kwa namna ya chumvi, misombo ya madini ya organo, katika fomu ya sorbed, kama sehemu ya madini. | 1 | Sumu, kuzuia enzymes mbalimbali, athari mbaya juu ya kimetaboliki. Inawezekana kusababisha kansa |
| Tindikali (tifutifu na mfinyanzi), pH KCl<5,5 | 5 | ||||
| Karibu na upande wowote (tifutifu na mfinyanzi), pH KCl>5.5 | 10 | ||||
| Cadmium | Mchanga na mchanga mwepesi | 0,5 | Imara: kwa namna ya chumvi, misombo ya madini ya organo, katika fomu ya sorbed, kama sehemu ya madini. | 1 | Ni sumu kali, huzuia vikundi vya sulfhydryl vya enzymes, huharibu kimetaboliki ya chuma na kalsiamu, na huharibu awali ya DNA. |
| Tindikali (tifutifu na mfinyanzi), pH KCl<5,5 | 1,0 | ||||
| Karibu na upande wowote (tifutifu na mfinyanzi), pH KCl>5.5 | 2,0 | ||||
| Kuongoza | Mchanga na mchanga mwepesi | 32 | Imara: kwa namna ya chumvi, misombo ya madini ya organo, katika fomu ya sorbed, kama sehemu ya madini. | 1 | Athari hasi mbalimbali. Vitalu -SH vikundi vya protini, huzuia enzymes, husababisha sumu na uharibifu wa mfumo wa neva. |
| Tindikali (tifutifu na mfinyanzi), pH KCl<5,5 | 65 | ||||
| Karibu na upande wowote (tifutifu na mfinyanzi), pH KCl>5.5 | 130 |
Inafuata kutoka kwa nyenzo ambazo mahitaji ni hasa kwa aina nyingi za metali nzito. Miongoni mwa zile za simu ni shaba tu, nickel, zinki, chromium na cobalt. Kwa hivyo, viwango vilivyotengenezwa kwa sasa havikidhi mahitaji yote.
ni kipengele cha uwezo, kinachoakisi hasa hatari inayoweza kutokea ya uchafuzi wa mazao ya mimea, upenyezaji na maji ya juu ya ardhi. Inabainisha uchafuzi wa jumla wa udongo, lakini hauonyeshi kiwango cha upatikanaji wa vipengele vya mmea. Ili kuashiria hali ya lishe ya udongo wa mimea, fomu zao za rununu tu hutumiwa.
Ufafanuzi wa fomu zinazohamishika
Wao ni kuamua kutumia extractants mbalimbali. Kiasi cha jumla cha fomu ya rununu ya chuma hutumia dondoo la asidi (kwa mfano, 1N HCL). Sehemu inayotembea zaidi ya akiba inayohamishika ya metali nzito kwenye udongo huenda kwenye bafa ya acetate ya ammoniamu. Mkusanyiko wa metali katika dondoo la maji huonyesha kiwango cha uhamaji wa vipengele kwenye udongo, kuwa sehemu ya hatari zaidi na "ya fujo".
Viwango vya fomu zinazohamishika
Viwango kadhaa elekezi vya ukadiriaji vimependekezwa. Chini ni mfano wa moja ya mizani ya aina ya juu inayoruhusiwa ya simu ya metali nzito.
Jedwali 4. Kiwango cha juu kinachoruhusiwa cha maudhui ya metali nzito kwenye udongo, mg/kg dondoo 1N. HCl (H. Chuljian et al., 1988).
| Kipengele | Maudhui | Kipengele | Maudhui | Kipengele | Maudhui |
| Hg | 0,1 | Sb | 15 | Pb | 60 |
| Cd | 1,0 | Kama | 15 | Zn | 60 |
| Co | 12 | Ni | 36 | V | 80 |
| Cr | 15 | Cu | 50 | Mhe | 600 |
| USAFIRISHAJI WA TOVUTI: | |||||||
| Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara? | ndani ya udongo | kwenye gel | matokeo | data ya kiufundi | bei | ||
PAGE_BREAK-- metali nzito, ambayo ni sifa ya kundi kubwa la uchafuzi wa mazingira, imeenea hivi karibuni. Katika kazi mbalimbali za kisayansi na kutumika, waandishi hufasiri maana ya dhana hii kwa njia tofauti. Katika suala hili, kiasi cha vipengele vilivyoainishwa kama metali nzito hutofautiana sana. Sifa nyingi hutumika kama vigezo vya uanachama: wingi wa atomiki, msongamano, sumu, kuenea katika mazingira asilia, kiwango cha kuhusika katika mizunguko ya asili na ya mwanadamu. Katika baadhi ya matukio, ufafanuzi wa metali nzito hujumuisha vipengele vilivyoainishwa kama brittle (kwa mfano, bismuth) au metalloids (kwa mfano, arseniki).
Katika kazi zinazojitolea kwa shida za uchafuzi wa mazingira na ufuatiliaji wa mazingira, leo metali nzito ni pamoja na zaidi ya metali 40 za jedwali la upimaji la D.I. Mendeleev na misa ya atomiki ya zaidi ya vitengo 50 vya atomiki: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi nk Wakati huo huo, kuna mengi jukumu muhimu Masharti yafuatayo yana jukumu katika uainishaji wa metali nzito: sumu yao ya juu kwa viumbe hai katika viwango vya chini, pamoja na uwezo wa kujilimbikiza na kukuza biomagnify. Takriban metali zote ambazo ziko chini ya ufafanuzi huu (isipokuwa risasi, zebaki, cadmium na bismuth, jukumu la kibaolojia ambalo haijulikani wazi) zinahusika kikamilifu katika michakato ya kibiolojia, ni sehemu ya vimeng'enya vingi. Kwa mujibu wa uainishaji wa N. Reimers, metali yenye wiani wa zaidi ya 8 g / cm3 inapaswa kuchukuliwa kuwa nzito. Hivyo, metali nzito ni pamoja na Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg.
Imefafanuliwa rasmi metali nzito inalingana na idadi kubwa ya vipengele. Walakini, kulingana na watafiti wanaojishughulisha na shughuli za vitendo zinazohusiana na kuandaa uchunguzi wa hali na uchafuzi wa mazingira, misombo ya vitu hivi ni mbali na kuwa sawa na uchafuzi wa mazingira. Kwa hiyo, katika kazi nyingi, upeo wa kundi la metali nzito hupunguzwa, kwa mujibu wa vigezo vya kipaumbele vinavyowekwa na mwelekeo na maalum ya kazi. Kwa hivyo, katika kazi za kisasa za Yu.A. Israeli katika orodha ya dutu za kemikali zitakazoamuliwa ndani mazingira ya asili kwenye vituo vya mandharinyuma katika hifadhi za biosphere, katika sehemu metali nzito jina Pb, Hg, Cd, Kama. Kwa upande mwingine, kwa mujibu wa uamuzi wa Kikosi Kazi cha Uzalishaji wa Uzalishaji wa Metali Nzito, kinachofanya kazi chini ya mwamvuli wa Tume ya Uchumi ya Umoja wa Mataifa ya Ulaya na kukusanya na kuchambua taarifa juu ya uzalishaji wa uchafuzi wa mazingira nchini. nchi za Ulaya, pekee Zn, As, Se na Sb yalihusishwa na metali nzito. Kulingana na ufafanuzi wa N. Reimers, metali nzuri na adimu hutofautiana na metali nzito, mtawaliwa, hubakia. pekee Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg. Katika kazi iliyotumiwa, metali nzito huongezwa mara nyingi Pt, Ag, W, Fe, Au, Mn.
Ions za chuma ni sehemu muhimu ya miili ya asili ya maji. Kulingana na hali ya mazingira (pH, uwezo wa redox, uwepo wa ligand), zipo katika hali tofauti za oxidation na ni sehemu ya aina mbalimbali za misombo ya isokaboni na organometallic, ambayo inaweza kufutwa kweli, kutawanywa kwa colloidal, au sehemu ya kusimamishwa kwa madini na kikaboni.
Aina za metali zilizoyeyushwa kweli, kwa upande wake, ni tofauti sana, ambazo zinahusishwa na michakato ya hidrolisisi, upolimishaji wa hidrolitiki (malezi ya tata za hydroxo ya polynuclear) na ugumu na ligands anuwai. Ipasavyo, sifa za kichocheo za metali na upatikanaji wao kwa vijidudu vya majini hutegemea aina za uwepo wao katika mfumo wa ikolojia wa majini.
Metali nyingi huunda tata zenye nguvu na vitu vya kikaboni; Complexes hizi ni mojawapo ya aina muhimu zaidi za uhamiaji wa vipengele katika maji ya asili. Complexes nyingi za kikaboni huundwa kupitia mzunguko wa chelate na ni imara. Changamano zinazoundwa na asidi ya udongo na chumvi ya chuma, alumini, titani, urani, vanadium, shaba, molybdenum na metali nyingine nzito ni mumunyifu wa kutosha katika mazingira ya neutral, asidi kidogo na alkali kidogo. Kwa hiyo, complexes organometallic ni uwezo wa kuhamia katika maji ya asili kwa umbali mrefu sana. Hii ni muhimu sana kwa maji ya chini ya madini na kimsingi ya uso, ambayo uundaji wa tata zingine hauwezekani.
Ili kuelewa mambo ambayo hudhibiti mkusanyiko wa chuma katika maji asilia, reactivity yao ya kemikali, bioavailability na sumu, ni muhimu kujua sio tu maudhui ya jumla, lakini pia uwiano wa bure na. fomu zinazohusiana chuma
Mpito wa metali katika mazingira yenye maji kuwa fomu tata ya chuma ina matokeo matatu:
1. Kuongezeka kwa mkusanyiko wa jumla wa ions za chuma kunaweza kutokea kutokana na mpito wake katika suluhisho kutoka kwa sediments chini;
2. Upenyezaji wa membrane ya ions ngumu inaweza kutofautiana kwa kiasi kikubwa kutokana na upenyezaji wa ioni za hidrati;
3. Sumu ya chuma inaweza kubadilika sana kutokana na utata.
Kwa hivyo, fomu za chelate Cu, Cd, Hg sumu kidogo kuliko ioni za bure. Ili kuelewa mambo ambayo hudhibiti mkusanyiko wa chuma katika maji ya asili, reactivity yao ya kemikali, bioavailability na sumu, ni muhimu kujua si tu maudhui ya jumla, lakini pia uwiano wa fomu zilizofungwa na za bure.
Vyanzo vya uchafuzi wa maji kwa metali nzito ni maji machafu kutoka kwa maduka ya kuwekewa umeme, biashara za uchimbaji madini, madini ya feri na zisizo na feri, na mitambo ya kutengeneza mashine. Metali nzito hupatikana katika mbolea na dawa za kuulia wadudu na zinaweza kuingia kwenye vyanzo vya maji kupitia mkondo wa kilimo.
Kuongezeka kwa viwango vya metali nzito katika maji asilia mara nyingi huhusishwa na aina zingine za uchafuzi wa mazingira, kama vile asidi. Kunyesha kwa asidi huchangia kupungua kwa pH na mpito wa metali kutoka hali iliyochujwa kwenye madini na vitu vya kikaboni hadi hali ya bure.
Kwanza kabisa, metali hizo za kupendeza ni zile zinazochafua anga zaidi kwa sababu ya matumizi yao kwa idadi kubwa katika shughuli za viwandani na, kama matokeo ya mkusanyiko katika mazingira ya nje, husababisha hatari kubwa kwa suala la shughuli zao za kibaolojia na mali ya sumu. . Hizi ni pamoja na risasi, zebaki, cadmium, zinki, bismuth, cobalt, nikeli, shaba, bati, antimoni, vanadium, manganese, chromium, molybdenum na arseniki.
Tabia za biogeochemical ya metali nzito
V - juu, U - wastani, N - chini
Vanadium.
Vanadium kwa kiasi kikubwa iko katika hali ya kutawanywa na hupatikana ndani madini ya chuma, mafuta, lami, lami, shale ya mafuta, makaa ya mawe, nk Moja ya vyanzo vikuu vya uchafuzi wa maji ya asili na vanadium ni mafuta na bidhaa zake zilizosafishwa.
Katika maji ya asili hutokea katika viwango vya chini sana: katika maji ya mto 0.2 - 4.5 μg/dm3, katika maji ya bahari - kwa wastani 2 μg/dm3.
Katika maji huunda complexes ya anionic imara (V4O12)4- na (V10O26)6-. Katika uhamiaji wa vanadium, jukumu la misombo tata iliyoyeyushwa na vitu vya kikaboni, haswa na asidi ya humic, ni muhimu.
Viwango vya juu vya vanadium ni hatari kwa afya ya binadamu. MPC ya vanadium ni 0.1 mg/dm3 (kiashiria cha kupunguza hatari ni usafi-kitoksini), MPCv ni 0.001 mg/dm3.
Vyanzo vya asili vya bismuth kuingia kwenye maji asilia ni michakato ya uchujaji wa madini yenye bismuth. Chanzo cha kuingia ndani ya maji asilia pia kinaweza kuwa maji machafu kutoka kwa utengenezaji wa dawa na manukato, na biashara zingine za tasnia ya glasi.
Inapatikana katika viwango vya submicrogram katika maji ya uso yasiyochafuliwa. Mkusanyiko wa juu zaidi ulipatikana katika maji ya chini ya ardhi na ni 20 μg/dm3, katika maji ya bahari - 0.02 μg/dm3. MAC ni 0.1 mg/dm3
Vyanzo vikuu vya misombo ya chuma katika maji ya uso ni michakato ya hali ya hewa ya kemikali ya miamba, ikifuatana na uharibifu wao wa mitambo na kufutwa. Katika mchakato wa kuingiliana na vitu vya madini na kikaboni vilivyomo katika maji ya asili, tata tata ya misombo ya chuma huundwa, ambayo ni ndani ya maji katika hali ya kufutwa, colloidal na kusimamishwa. Kiasi kikubwa cha chuma hutoka kwa maji yanayotiririka chini ya ardhi na maji machafu kutoka kwa metallurgiska, ufundi wa chuma, viwanda vya nguo, rangi na varnish na mtiririko wa kilimo.
Awamu ya usawa inategemea muundo wa kemikali maji, pH, Eh na kwa kiasi fulani joto. Katika uchambuzi wa kawaida fomu yenye uzito hutoa chembe kubwa kuliko mikroni 0.45. Inajumuisha madini yenye chuma, hidrati ya oksidi ya chuma na misombo ya chuma iliyoingizwa katika kusimamishwa. Fomu za kweli zilizoyeyushwa na colloidal kawaida huzingatiwa pamoja. Iron iliyoyeyushwa inawakilishwa na misombo katika fomu ya ionic, kwa namna ya tata ya hydroxo na complexes na vitu vilivyoyeyushwa vya isokaboni na kikaboni vya maji ya asili. Ni hasa Fe(II) ambayo huhama kwa fomu ya ionic, na Fe(III) bila kukosekana kwa dutu changamano haiwezi kuwa katika hali iliyoyeyushwa kwa kiasi kikubwa.
Chuma hupatikana hasa katika maji yenye viwango vya chini vya Eh.
Kama matokeo ya uoksidishaji wa kemikali na biokemikali (pamoja na ushiriki wa bakteria ya chuma), Fe (II) hubadilika kuwa Fe (III), ambayo, wakati wa hidrolisisi, hupita kwa njia ya Fe(OH)3. Fe (II) na Fe(III) zote mbili zina sifa ya tabia ya kuunda aina za hydroxo za aina. +, 4+, +, 3+, - na wengine, wakiwa katika suluhisho katika viwango tofauti kulingana na pH na kwa ujumla kuamua hali ya mfumo wa hidroksili ya chuma. Aina kuu ya Fe(III) katika maji ya uso ni misombo yake ngumu na misombo ya isokaboni na ya kikaboni iliyoyeyushwa, hasa vitu vya humic. Katika pH = 8.0, fomu kuu ni Fe(OH) 3. Aina ya chuma ya colloidal ndiyo iliyosomwa kidogo zaidi, ina hidrati ya oksidi ya chuma Fe(OH)3 na mchanganyiko na vitu vya kikaboni.
Maudhui ya chuma katika maji ya juu ya ardhi ni sehemu ya kumi ya milligram; karibu na madimbwi ni miligramu chache. Yaliyomo ya chuma iliyoongezeka huzingatiwa katika maji ya kinamasi, ambayo hupatikana katika mfumo wa tata na chumvi za asidi ya humic - humates. Viwango vya juu zaidi vya chuma (hadi makumi kadhaa na mamia ya milligrams kwa 1 dm3) huzingatiwa katika maji ya chini ya ardhi na maadili ya chini ya pH.
Kwa kuwa ni kipengele kinachofanya kazi kwa biolojia, chuma kwa kiasi fulani huathiri ukubwa wa ukuaji wa phytoplankton na utungaji wa ubora wa juu microflora katika hifadhi.
Viwango vya chuma huathiriwa na mabadiliko makubwa ya msimu. Kawaida, katika hifadhi zilizo na tija kubwa ya kibaolojia wakati wa vilio vya msimu wa joto na msimu wa baridi, kuna ongezeko kubwa la mkusanyiko wa chuma kwenye tabaka za chini za maji. Mchanganyiko wa vuli-spring ya wingi wa maji (homothermy) hufuatana na oxidation ya Fe (II) hadi Fe (III) na mvua ya mwisho kwa namna ya Fe (OH)3.
Inaingia ndani ya maji ya asili kwa njia ya leaching ya udongo, polymetallic na ores ya shaba, kama matokeo ya mtengano wa viumbe vya majini vinavyoweza kuikusanya. Misombo ya Cadmium huchukuliwa ndani ya maji ya uso na maji machafu kutoka kwa mimea ya risasi-zinki, mimea ya usindikaji wa ore, idadi ya makampuni ya kemikali (uzalishaji wa asidi ya sulfuriki), uzalishaji wa galvanic, na pia na maji ya mgodi. Kupungua kwa mkusanyiko wa misombo ya cadmium iliyoyeyushwa hutokea kwa sababu ya michakato ya unyonyaji, unyesha wa hidroksidi ya cadmium na kaboni na matumizi yao na viumbe vya majini.
Aina zilizoyeyushwa za cadmium katika maji ya asili ni madini na organomineral complexes. Aina kuu ya kusimamishwa ya cadmium ni misombo yake ya sorbed. Sehemu kubwa ya cadmium inaweza kuhamia ndani ya seli za viumbe vya majini.
Katika maji ya mto ambayo hayajachafuliwa na kuchafuliwa kidogo, cadmium iko katika viwango vya submicrogram; katika maji machafu na taka, mkusanyiko wa cadmium unaweza kufikia makumi ya mikrogram kwa 1 dm3.
Misombo ya Cadmium ina jukumu muhimu katika michakato ya maisha ya wanyama na wanadamu. Katika viwango vya juu ni sumu, hasa pamoja na vitu vingine vya sumu.
Mkusanyiko wa juu unaoruhusiwa ni 0.001 mg/dm3, ukolezi wa juu unaoruhusiwa ni 0.0005 mg/dm3 (ishara ya kuzuia madhara ni ya kitoksini).
Misombo ya cobalt huingia ndani ya maji asilia kama matokeo ya michakato ya leaching kutoka kwa pyrite ya shaba na ores zingine, kutoka kwa mchanga wakati wa mtengano wa viumbe na mimea, na vile vile na maji machafu kutoka kwa mitambo ya metallurgiska, chuma na kemikali. Kiasi fulani cha kobalti hutoka kwenye udongo kama matokeo ya kuoza kwa viumbe vya mimea na wanyama.
Misombo ya cobalt katika maji ya asili iko katika hali ya kufutwa na kusimamishwa, uhusiano wa kiasi kati ya ambayo imedhamiriwa na muundo wa kemikali wa maji, joto na maadili ya pH. Fomu za kufutwa zinawakilishwa hasa na misombo tata, incl. na vitu vya kikaboni vya maji asilia. Michanganyiko ya cobalt divalent ni kawaida zaidi kwa maji ya uso. Katika uwepo wa mawakala wa vioksidishaji, cobalt trivalent inaweza kuwepo katika viwango vinavyoonekana.
Cobalt ni moja wapo ya vitu vyenye biolojia na hupatikana kila wakati kwenye mwili wa wanyama na mimea. Maudhui ya cobalt ya kutosha katika udongo yanahusishwa na maudhui ya kutosha ya cobalt katika mimea, ambayo inachangia maendeleo ya upungufu wa damu katika wanyama (eneo la taiga-msitu usio wa chernozem). Kama sehemu ya vitamini B12, cobalt huathiri kikamilifu usambazaji wa vitu vya nitrojeni, huongeza maudhui ya klorofili na asidi ascorbic, huamsha biosynthesis na huongeza maudhui ya nitrojeni ya protini katika mimea. Walakini, viwango vya kuongezeka kwa misombo ya cobalt ni sumu.
Katika maji ya mto yasiyo na uchafu na yenye uchafu kidogo, maudhui yake yanaanzia sehemu ya kumi hadi elfu ya milligram kwa 1 dm3, maudhui ya wastani katika maji ya bahari ni 0.5 μg/dm3. Mkusanyiko wa juu unaoruhusiwa ni 0.1 mg/dm3, kiwango cha juu kinachokubalika ni 0.01 mg/dm3.
Manganese
Manganese huingia kwenye maji ya uso kama matokeo ya uvujaji wa madini ya ferromanganese na madini mengine yaliyo na manganese (pyrolusite, psilomelane, braunite, manganite, ocher nyeusi). Kiasi kikubwa cha manganese hutokana na kuoza kwa wanyama wa majini na viumbe vya mimea, hasa bluu-kijani, diatomu na juu zaidi. mimea ya majini. Misombo ya manganese hubebwa ndani ya hifadhi na maji machafu kutoka kwa viwanda vya urutubishaji manganese, mimea ya metallurgiska, makampuni ya biashara ya sekta ya kemikali na maji ya migodi.
Kupungua kwa mkusanyiko wa ioni za manganese katika maji asilia hutokea kama matokeo ya uoksidishaji wa Mn(II) hadi MnO2 na oksidi zingine zenye valent nyingi ambazo hupita. Vigezo kuu vinavyoamua mmenyuko wa oxidation ni mkusanyiko wa oksijeni iliyofutwa, thamani ya pH na joto. Mkusanyiko wa misombo ya manganese iliyoyeyushwa hupungua kwa sababu ya matumizi yake na mwani.
Njia kuu ya uhamiaji wa misombo ya manganese katika maji ya uso ni kusimamishwa, muundo ambao umedhamiriwa kwa upande wake na muundo wa miamba iliyotolewa na maji, pamoja na hidroksidi za colloidal za metali nzito na misombo ya sorbed ya manganese. Dutu za kikaboni na michakato ya malezi changamano ya manganese na ligand isokaboni na kikaboni ni muhimu sana katika uhamiaji wa manganese katika fomu zilizoyeyushwa na colloidal. Mn(II) huunda complexes mumunyifu na bicarbonates na sulfates. Complexes ya manganese na ioni klorini ni nadra. Michanganyiko changamano ya Mn(II) yenye viambato vya kikaboni kwa kawaida huwa si thabiti kuliko metali nyingine za mpito. Hizi ni pamoja na misombo na amini, asidi za kikaboni, amino asidi na vitu vya humic. Mn(III) katika viwango vya juu inaweza kuwa katika hali ya kuyeyushwa tu ikiwa kuna mawakala wa kuchanganya nguvu; Mn(YII) haipatikani katika maji asilia.
Katika maji ya mto, maudhui ya manganese kawaida huanzia 1 hadi 160 μg/dm3, maudhui ya wastani katika maji ya bahari ni 2 μg/dm3, katika maji ya chini ya ardhi - n.102 - n.103 μg/dm3.
Mkusanyiko wa manganese katika maji ya uso hutegemea mabadiliko ya msimu.
Sababu zinazoamua mabadiliko katika viwango vya manganese ni uwiano kati ya maji ya uso na chini ya ardhi, ukubwa wa matumizi yake wakati wa photosynthesis, mtengano wa phytoplankton, microorganisms na mimea ya juu ya maji, pamoja na michakato ya utuaji wake chini ya miili ya maji. .
Jukumu la manganese katika maisha ya mimea ya juu na mwani katika miili ya maji ni kubwa sana. Manganese inakuza matumizi ya CO2 na mimea, ambayo huongeza nguvu ya usanisinuru na kushiriki katika michakato ya kupunguza nitrati na unyambulishaji wa nitrojeni na mimea. Manganese inakuza mpito wa Fe (II) hadi Fe (III), ambayo inalinda seli kutokana na sumu, huharakisha ukuaji wa viumbe, nk. Jukumu muhimu la kiikolojia na kifiziolojia la manganese linahitaji uchunguzi na usambazaji wa manganese katika maji asilia.
Kwa hifadhi za matumizi ya usafi, ukolezi wa juu unaoruhusiwa (MPC) (kwa ioni ya manganese) umewekwa kuwa 0.1 mg/dm3.
Chini ni ramani za usambazaji wa viwango vya wastani vya metali: manganese, shaba, nikeli na risasi, iliyoundwa kulingana na data ya uchunguzi ya 1989 - 1993. katika miji 123. Matumizi ya data ya hivi karibuni inadhaniwa kuwa haifai, kwani kutokana na kupunguzwa kwa uzalishaji, viwango vya vitu vilivyosimamishwa na, ipasavyo, metali zimepungua kwa kiasi kikubwa.
Athari kwa afya. Metali nyingi ni sehemu ya vumbi na zina athari kubwa kwa afya.
Manganese huingia kwenye angahewa kutokana na uzalishaji kutoka kwa madini ya feri (60% ya uzalishaji wote wa manganese), uhandisi wa mitambo na ufundi chuma (23%), madini yasiyo ya feri (9%), na vyanzo vingi vidogo, kwa mfano, kutoka kwa uchomaji.
Mkusanyiko mkubwa wa manganese husababisha athari za neurotoxic, uharibifu unaoendelea wa mfumo mkuu wa neva, na nimonia.
Viwango vya juu vya manganese (0.57 - 0.66 μg/m3) huzingatiwa katika vituo vikubwa vya madini: Lipetsk na Cherepovets, na Magadan. Miji mingi yenye viwango vya juu vya Mn (0.23 - 0.69 μg/m3) imejikita kwenye Peninsula ya Kola: Zapolyarny, Kandalaksha, Monchegorsk, Olenegorsk (angalia ramani).
Mnamo 1991-1994 uzalishaji wa manganese kutoka vyanzo vya viwandani ulipungua kwa 62%, viwango vya wastani kwa 48%.
Copper ni moja ya vipengele muhimu zaidi vya kufuatilia. Shughuli ya kisaikolojia ya shaba inahusishwa hasa na kuingizwa kwake katika vituo vya kazi vya enzymes ya redox. Maudhui ya shaba ya kutosha katika udongo huathiri vibaya awali ya protini, mafuta na vitamini na huchangia katika utasa wa viumbe vya mimea. Copper inahusika katika mchakato wa photosynthesis na huathiri ngozi ya nitrojeni na mimea. Wakati huo huo, mkusanyiko mkubwa wa shaba una athari mbaya kwa viumbe vya mimea na wanyama.
Michanganyiko ya Cu(II) ni ya kawaida sana katika maji asilia. Kati ya misombo ya Cu(I), inayojulikana zaidi ni Cu2O, Cu2S, na CuCl, ambayo huyeyuka kwa kiasi katika maji. Katika uwepo wa ligands katika kati ya maji, pamoja na usawa wa kutengana kwa hidroksidi, ni muhimu kuzingatia uundaji wa aina mbalimbali ngumu ambazo ziko katika usawa na ioni za aqua za chuma.
Chanzo kikuu cha shaba inayoingia kwenye maji asilia ni maji machafu kutoka kwa viwanda vya kemikali na metallurgiska, maji ya migodini, na vitendanishi vya aldehyde vinavyotumika kuharibu mwani. Shaba inaweza kutokana na kutu ya mabomba ya shaba na miundo mingine inayotumiwa katika mifumo ya usambazaji wa maji. Katika maji ya chini ya ardhi, maudhui ya shaba yanatambuliwa na mwingiliano wa maji na miamba iliyo nayo (chalcopyrite, chalcocite, covellite, bornite, malachite, azurite, chrysacolla, brotantine).
Mkusanyiko wa juu unaoruhusiwa wa shaba katika maji ya hifadhi kwa matumizi ya maji ya usafi ni 0.1 mg/dm3 (ishara ya kuzuia hatari ni usafi wa jumla), katika maji ya hifadhi za uvuvi - 0.001 mg/dm3.
Jiji
Norilsk
Monchegorsk
Krasnouralsk
Kolchugino
Zapolyarny
Uzalishaji wa M (tani elfu kwa mwaka) za oksidi ya shaba na viwango vya wastani vya kila mwaka q (μg/m3) vya shaba.
Copper huingia hewani na uzalishaji wa metallurgiska. Katika uzalishaji wa imara ni zilizomo hasa katika mfumo wa misombo, hasa oksidi ya shaba.
Biashara zisizo na feri za madini huchangia 98.7% ya uzalishaji wote wa anthropogenic wa chuma hiki, ambayo 71% hufanywa na biashara ya wasiwasi wa Norilsk Nickel iliyoko Zapolyarny na Nikel, Monchegorsk na Norilsk, na takriban 25% ya uzalishaji wa shaba hufanywa. nje katika Revda na Krasnouralsk , Kolchugino na wengine.
Mkusanyiko mkubwa wa shaba husababisha ulevi, anemia na hepatitis.
Kama inavyoonekana kwenye ramani, viwango vya juu zaidi vya shaba vilibainishwa katika miji ya Lipetsk na Rudnaya Pristan. Viwango vya shaba pia vimeongezeka katika miji ya Peninsula ya Kola, huko Zapolyarny, Monchegorsk, Nikel, Olenegorsk, pamoja na Norilsk.
Uzalishaji wa shaba kutoka kwa vyanzo vya viwandani ulipungua kwa 34%, viwango vya wastani kwa 42%.
Molybdenum
Michanganyiko ya molybdenum huingia kwenye maji ya uso kama matokeo ya kuvuja kutoka kwa madini ya nje ya molybdenum. Molybdenum pia huingia kwenye miili ya maji na maji machafu kutoka kwa viwanda vya usindikaji na makampuni ya metallurgy yasiyo ya feri. Kupungua kwa viwango vya misombo ya molybdenum hutokea kama matokeo ya mvua ya misombo ya mumunyifu kidogo, michakato ya adsorption na kusimamishwa kwa madini na matumizi ya viumbe vya maji vya mimea.
Molybdenum katika maji ya uso ni hasa katika fomu MoO42-. Kuna uwezekano mkubwa kwamba ipo katika mfumo wa complexes organomineral. Uwezekano wa mkusanyiko fulani katika hali ya colloidal hufuata kutokana na ukweli kwamba bidhaa za oxidation za molybdenite ni huru, vitu vilivyotawanywa vyema.
Katika maji ya mto, molybdenum ilipatikana katika viwango kutoka 2.1 hadi 10.6 μg/dm3. Maji ya bahari yana wastani wa 10 µg/dm3 ya molybdenum.
Kwa kiasi kidogo, molybdenum ni muhimu kwa maendeleo ya kawaida ya viumbe vya mimea na wanyama. Molybdenum ni sehemu ya kimeng'enya cha xanthine oxidase. Kwa upungufu wa molybdenum, enzyme huundwa kwa kiasi cha kutosha, ambayo husababisha athari mbaya katika mwili. Katika viwango vya juu, molybdenum inadhuru. Kwa ziada ya molybdenum, kimetaboliki inasumbuliwa.
Mkusanyiko wa juu unaoruhusiwa wa molybdenum katika miili ya maji kwa matumizi ya usafi ni 0.25 mg/dm3.
Arseniki huingia kwenye maji ya asili kutoka kwa chemchemi za madini, maeneo ya madini ya arseniki (arsenic pyrite, realgar, orpiment), na pia kutoka kwa maeneo ya oxidation ya miamba ya polymetallic, shaba-cobalt na tungsten. Baadhi ya arseniki hutoka kwenye udongo na pia kutokana na kuoza kwa viumbe vya mimea na wanyama. Matumizi ya arseniki na viumbe vya majini ni moja ya sababu za kupungua kwa mkusanyiko wake katika maji, ambayo inaonyeshwa wazi zaidi wakati wa maendeleo makubwa ya plankton.
Kiasi kikubwa cha arseniki huingia kwenye miili ya maji kutoka kwa maji machafu kutoka kwa viwanda vya usindikaji, taka za uzalishaji wa rangi, tanneries na mimea ya dawa, na pia kutoka kwa ardhi ya kilimo ambapo dawa za wadudu hutumiwa.
Katika maji ya asili, misombo ya arseniki iko katika hali ya kufutwa na kusimamishwa, uhusiano kati ya ambayo imedhamiriwa na muundo wa kemikali wa maji na maadili ya pH. Katika fomu iliyoyeyushwa, arseniki hutokea katika aina tatu na pentavalent, hasa kama anions.
Katika maji ya mto ambayo hayajachafuliwa, arseniki kawaida hupatikana katika viwango vya microgram. Katika maji ya madini ukolezi wake unaweza kufikia miligramu kadhaa kwa 1 dm3, katika maji ya bahari ina wastani wa 3 µg/dm3, katika maji ya chini ya ardhi hupatikana katika viwango vya n.105 µg/dm3. Misombo ya arseniki katika viwango vya juu ni sumu kwa mwili wa wanyama na wanadamu: huzuia michakato ya oxidative na kuzuia ugavi wa oksijeni kwa viungo na tishu.
Mkusanyiko wa juu unaoruhusiwa wa arseniki ni 0.05 mg/dm3 (kiashiria cha hatari ya kizuizi ni usafi-kitoksini) na ukolezi wa juu unaoruhusiwa kwa arseniki ni 0.05 mg/dm3.
Uwepo wa nickel katika maji ya asili ni kutokana na utungaji wa miamba ambayo maji hupita: hupatikana katika maeneo ambapo ores ya sulfidi ya shaba-nickel na ores ya chuma-nickel huwekwa. Inaingia kwenye maji kutoka kwenye udongo na kutoka kwa viumbe vya mimea na wanyama wakati wa kuoza kwao. Ongezeko la maudhui ya nikeli ikilinganishwa na aina nyingine za mwani lilipatikana katika mwani wa bluu-kijani. Michanganyiko ya nikeli pia huingia kwenye vyanzo vya maji na maji machafu kutoka kwa maduka ya kuweka nikeli, mitambo ya kutengeneza mpira ya sintetiki, na viwanda vya ukolezi vya nikeli. Uzalishaji mkubwa wa nikeli huambatana na uchomaji wa nishati ya kisukuku.
Mkusanyiko wake unaweza kupungua kwa sababu ya kunyesha kwa misombo kama vile sianidi, sulfidi, kaboni au hidroksidi (pamoja na kuongezeka kwa maadili ya pH), kwa sababu ya matumizi yake na viumbe vya majini na michakato ya utangazaji.
Katika maji ya uso, misombo ya nickel iko katika hali ya kufutwa, kusimamishwa na colloidal, uwiano wa kiasi kati ya ambayo inategemea muundo wa maji, joto na maadili ya pH. Sorbents kwa misombo ya nikeli inaweza kuwa hidroksidi ya chuma, vitu vya kikaboni, carbonate ya kalsiamu iliyotawanywa sana, na udongo. Miundo iliyoyeyushwa kimsingi ni ayoni changamano, mara nyingi huwa na asidi ya amino, asidi humic na fulvic, na pia kama sianidi changamano kali. Misombo ya nikeli ya kawaida katika maji ya asili ni yale ambayo hupatikana katika hali ya oxidation +2. Mchanganyiko wa Ni3+ kawaida huundwa katika mazingira ya alkali.
Misombo ya nickel ina jukumu muhimu katika michakato ya hematopoietic, kuwa vichocheo. Maudhui yake yaliyoongezeka yana athari maalum kwenye mfumo wa moyo. Nickel ni moja ya vipengele vya kansa. Inaweza kusababisha magonjwa ya kupumua. Inaaminika kuwa ioni za nickel za bure (Ni2+) ni takriban mara 2 zaidi ya sumu kuliko misombo yake tata.
Katika maji ya mto yasiyo na uchafu na kidogo, mkusanyiko wa nikeli kawaida huanzia 0.8 hadi 10 μg/dm3; katika zilizochafuliwa ni sawa na makumi kadhaa ya micrograms kwa 1 dm3. Mkusanyiko wa wastani wa nikeli katika maji ya bahari ni 2 μg/dm3, katika maji ya chini ya ardhi - n.103 μg/dm3. Katika maji ya chini ya ardhi ya kuosha miamba yenye nikeli, mkusanyiko wa nikeli wakati mwingine huongezeka hadi 20 mg/dm3.
Nickel huingia kwenye angahewa kutoka kwa makampuni ya biashara ya madini yasiyo na feri, ambayo yanachukua 97% ya uzalishaji wote wa nikeli, ambayo 89% hutoka kwa makampuni ya wasiwasi ya Norilsk Nickel iliyoko Zapolyarny na Nikel, Monchegorsk na Norilsk.
Kuongezeka kwa maudhui ya nickel katika mazingira husababisha kuibuka kwa magonjwa ya kawaida, saratani ya bronchi. Misombo ya nickel ni ya kundi la 1 la kusababisha kansa.
Ramani inaonyesha pointi kadhaa zilizo na viwango vya juu vya wastani vya nikeli katika maeneo ya wasiwasi wa Nikeli ya Norilsk: Apatity, Kandalaksha, Monchegorsk, Olenegorsk.
Uzalishaji wa nikeli kutoka kwa makampuni ya viwanda ulipungua kwa 28%, viwango vya wastani kwa 35%.
Uzalishaji wa M (tani elfu kwa mwaka) na viwango vya wastani vya kila mwaka q (µg/m3) vya nikeli.
Inaingia ndani ya maji asilia kama matokeo ya michakato ya leaching ya madini yaliyo na bati (cassiterite, stannin), na vile vile maji machafu kutoka kwa tasnia anuwai (kufa kwa vitambaa, muundo wa rangi za kikaboni, utengenezaji wa aloi na kuongeza ya bati, nk. )
Athari ya sumu ya bati ni ndogo.
Katika maji ya uso ambayo hayajachafuliwa, bati hupatikana katika viwango vya submicrogram. Katika maji ya chini ya ardhi ukolezi wake hufikia micrograms chache kwa 1 dm3. Mkusanyiko wa juu unaoruhusiwa ni 2 mg/dm3.
Misombo ya zebaki inaweza kuingia kwenye maji ya uso kama matokeo ya leaching ya miamba katika eneo la amana za zebaki (cinnabar, metacinnabarite, livingstonite), wakati wa mtengano wa viumbe vya majini ambavyo hujilimbikiza zebaki. Kiasi kikubwa huingia kwenye vyanzo vya maji na maji machafu kutoka kwa biashara zinazozalisha rangi, dawa za kuulia wadudu, dawa na baadhi ya vilipuzi. Mitambo ya kuzalisha umeme kwa kutumia makaa ya mawe hutoa kiasi kikubwa cha misombo ya zebaki kwenye angahewa, ambayo huishia kwenye miili ya maji kutokana na utuaji mvua na ukame.
Kupungua kwa mkusanyiko wa misombo ya zebaki iliyoyeyushwa hutokea kama matokeo ya uchimbaji wao na viumbe vingi vya baharini na vya maji safi, ambavyo vina uwezo wa kuikusanya katika viwango mara nyingi zaidi kuliko yaliyomo ndani ya maji, pamoja na michakato ya adsorption na vitu vilivyosimamishwa na. mchanga wa chini.
Katika maji ya uso, misombo ya zebaki iko katika hali ya kufutwa na kusimamishwa. Uwiano kati yao inategemea muundo wa kemikali wa maji na maadili ya pH. Kusimamishwa zebaki ni sorbed misombo ya zebaki. Fomu za kufutwa ni molekuli zisizounganishwa, misombo tata ya kikaboni na madini. Mercury inaweza kuwepo katika maji ya miili ya maji kwa namna ya misombo ya methylmercury.
Misombo ya zebaki ni sumu kali, huathiri mfumo wa neva wa binadamu, husababisha mabadiliko katika membrane ya mucous, kazi ya motor iliyoharibika na usiri wa njia ya utumbo, mabadiliko katika damu, nk Michakato ya methylation ya bakteria inalenga kuundwa kwa misombo ya methylmercury, ambayo ni sumu mara nyingi zaidi kuliko chumvi ya madini ya zebaki Misombo ya Methylmercury hujilimbikiza katika samaki na inaweza kuingia kwenye mwili wa binadamu.
Mkusanyiko wa juu unaoruhusiwa wa zebaki ni 0.0005 mg/dm3 (ishara ya kizuizi cha hatari ni ya kitoksini ya usafi), kiwango cha juu kinachokubalika ni 0.0001 mg/dm3.
Vyanzo vya asili vya risasi vinavyoingia kwenye maji ya uso ni michakato ya kufutwa kwa madini ya asili (galena) na ya nje (anglesite, cerussite, nk). Ongezeko kubwa la kiwango cha madini ya risasi katika mazingira (pamoja na maji ya uso) huhusishwa na mwako wa makaa ya mawe, matumizi ya risasi ya tetraethyl kama wakala wa kuzuia kugonga katika mafuta ya gari, na uondoaji ndani ya maji na maji machafu kutoka kwa madini. viwanda vya usindikaji, baadhi ya mitambo ya metallurgiska, mitambo ya kemikali, migodi, nk. Sababu muhimu katika kupunguza msongamano wa risasi katika maji ni adsorption yake na dutu kusimamishwa na mvua pamoja nao katika sediments chini. Risasi, kati ya metali nyingine, hutolewa na kukusanywa na viumbe vya majini.
Risasi hupatikana katika maji ya asili katika hali ya kufutwa na kusimamishwa (sorbed). Katika fomu ya kufutwa hupatikana kwa namna ya complexes ya madini na organomineral, pamoja na ions rahisi, katika fomu isiyoweza kuingizwa - hasa kwa namna ya sulfidi, sulfates na carbonates.
Katika maji ya mto, mkusanyiko wa risasi huanzia sehemu ya kumi hadi vitengo vya microgram kwa 1 dm3. Hata katika maji ya miili ya maji karibu na maeneo ya ores polymetallic, mkusanyiko wake mara chache hufikia makumi ya milligrams kwa 1 dm3. Ni katika maji ya joto ya kloridi pekee ambapo mkusanyiko wa risasi wakati mwingine hufikia miligramu kadhaa kwa 1 dm3.
Kiashiria kikwazo cha udhuru wa risasi ni usafi-tokolojia. Kiwango cha juu kinachokubalika cha risasi ni 0.03 mg/dm3, kiwango cha juu kinachoruhusiwa cha risasi ni 0.1 mg/dm3.
Risasi hupatikana katika uzalishaji wa madini, ufundi vyuma, uhandisi wa umeme, petrokemikali na biashara za usafiri wa magari.
Madhara ya risasi kwa afya hutokea kwa kuvuta hewa iliyo na risasi na kumeza madini hayo kupitia chakula, maji na chembe za vumbi. Risasi hujilimbikiza katika mwili, katika mifupa na tishu za uso. Risasi huathiri figo, ini, mfumo wa neva na viungo vya kutengeneza damu. Wazee na watoto ni nyeti haswa kwa dozi ndogo za risasi.
Uzalishaji wa M (tani elfu kwa mwaka) na viwango vya wastani vya kila mwaka q (µg/m3) vya risasi.
Zaidi ya miaka saba, uzalishaji wa gesi chafu kutoka kwa vyanzo vya viwanda ulipungua kwa 60% kutokana na kupunguzwa kwa uzalishaji na kufungwa kwa mitambo mingi. Kupungua kwa kasi kwa uzalishaji wa viwandani hauambatani na kupungua kwa uzalishaji wa magari. Viwango vya wastani vya risasi vilipungua kwa 41% tu. Tofauti za upunguzaji na viwango vya uzalishaji wa risasi zinaweza kuelezewa kwa kuripoti chini ya utoaji wa gari katika miaka iliyopita; Hivi sasa, idadi ya magari na ukubwa wa trafiki yao imeongezeka.
Tetraethyl risasi
Inaingia kwenye maji asilia kwa sababu ya matumizi yake kama wakala wa kuzuia kugonga katika mafuta ya magari ya maji, na vile vile na mtiririko wa uso kutoka maeneo ya mijini.
Dutu hii ina sifa ya sumu ya juu na ina mali ya mkusanyiko.
Vyanzo vya fedha vinavyoingia kwenye maji ya uso ni maji ya chini ya ardhi na maji machafu kutoka kwa migodi, viwanda vya usindikaji, na biashara za picha. Kuongezeka kwa maudhui ya fedha kunahusishwa na matumizi ya maandalizi ya baktericidal na algicidal.
Katika maji machafu, fedha inaweza kuwepo katika fomu ya kufutwa na kusimamishwa, hasa katika mfumo wa chumvi za halide.
Katika maji ya uso usio na uchafu, fedha hupatikana katika viwango vya submicrogram. Katika maji ya chini ya ardhi, mkusanyiko wa fedha huanzia chache hadi makumi ya micrograms kwa 1 dm3, katika maji ya bahari - kwa wastani 0.3 μg/dm3.
Ioni za fedha zina uwezo wa kuharibu bakteria na hata katika viwango vidogo husafisha maji (kikomo cha chini cha athari ya baktericidal ya ioni za fedha ni 2.10-11 mol/dm3). Jukumu la fedha katika mwili wa wanyama na wanadamu halijasomwa vya kutosha.
MPC ya fedha ni 0.05 mg/dm3.
Antimoni huingia kwenye maji ya uso kwa sababu ya uvujaji wa madini ya antimoni (stibnite, senarmontite, valentinite, mtumishiite, stibiocanite) na maji machafu kutoka kwa viwanda vya mpira, glasi, dyeing na mechi.
Katika maji ya asili, misombo ya antimoni iko katika hali ya kufutwa na kusimamishwa. Chini ya hali ya redox tabia ya maji ya uso, kuwepo kwa antimoni ya trivalent na pentavalent inawezekana.
Katika maji ya uso usio na uchafu, antimoni hupatikana katika viwango vya submicrogram, katika maji ya bahari mkusanyiko wake hufikia 0.5 μg / dm3, katika maji ya chini - 10 μg / dm3. MPC ya antimoni ni 0.05 mg/dm3 (kiashiria cha kupunguza hatari ni usafi-kitoksini), MPCv ni 0.01 mg/dm3.
Misombo ya chromium tatu na hexavalent huingia kwenye maji ya uso kama matokeo ya leaching kutoka kwa miamba (chromite, crocoite, uvarovite, nk). Kiasi fulani hutokana na kuoza kwa viumbe na mimea kutoka kwenye udongo. Kiasi kikubwa kinaweza kuingia kwenye vyanzo vya maji na maji machafu kutoka kwa maduka ya kuwekea umeme, maduka ya kupaka rangi ya viwanda vya nguo, viwanda vya kutengeneza ngozi na makampuni ya biashara ya tasnia ya kemikali. Kupungua kwa mkusanyiko wa ioni za chromium kunaweza kuzingatiwa kama matokeo ya matumizi yao na viumbe vya majini na michakato ya adsorption.
Katika maji ya uso, misombo ya chromium iko katika majimbo ya kufutwa na kusimamishwa, uwiano kati ya ambayo inategemea muundo wa maji, joto, na pH ya suluhisho. Misombo ya chromiamu iliyosimamishwa ni misombo ya chromiamu iliyochujwa. Sorbents inaweza kuwa udongo, hidroksidi chuma, sana kutawanywa kutulia kalsiamu carbonate, mabaki ya mimea na wanyama viumbe. Katika fomu iliyoyeyushwa, chromium inaweza kupatikana kwa namna ya chromates na dichromates. Chini ya hali ya aerobiki, Cr(VI) hubadilika na kuwa Cr(III), chumvi ambayo hutiwa hidrolisisi katika midia ya neutral na ya alkali ili kutoa hidroksidi.
Katika maji ya mto ambayo hayajachafuliwa na kuchafuliwa kidogo, maudhui ya chromium huanzia sehemu ya kumi chache za mikrogramu kwa lita hadi mikrogramu kadhaa kwa lita; katika miili ya maji iliyochafuliwa hufikia makumi kadhaa na mamia ya mikrogramu kwa lita. Mkusanyiko wa wastani katika maji ya bahari ni 0.05 µg/dm3, katika maji ya chini ya ardhi - kwa kawaida ndani ya safu ya n.10 - n.102 µg/dm3.
Viwango vya Cr(VI) na Cr(III) kwa wingi vina sifa ya kusababisha kansa. Misombo ya Cr(VI) ni hatari zaidi.
Inaingia ndani ya maji ya asili kama matokeo ya uharibifu na uharibifu wa miamba na madini yanayotokea kwa asili (sphalerite, zincite, goslarite, smithsonite, calamine), pamoja na maji machafu kutoka kwa viwanda vya usindikaji wa ore na maduka ya electroplating, uzalishaji wa karatasi ya ngozi. , rangi za madini, nyuzi za viscose na nk.
Katika maji iko hasa katika fomu ya ionic au kwa namna ya complexes yake ya madini na kikaboni. Wakati mwingine hupatikana katika fomu zisizo na maji: kama hidroksidi, carbonate, sulfidi, nk.
Katika maji ya mto, mkusanyiko wa zinki kawaida huanzia 3 hadi 120 μg/dm3, katika maji ya bahari - kutoka 1.5 hadi 10 μg/dm3. Yaliyomo katika maji ya madini na haswa katika maji ya mgodi yenye viwango vya chini vya pH yanaweza kuwa muhimu.
Zinki ni mojawapo ya vipengele vidogo vinavyofanya kazi vinavyoathiri ukuaji na maendeleo ya kawaida ya viumbe. Wakati huo huo, misombo mingi ya zinki ni sumu, hasa sulfate yake na kloridi.
MPC ya Zn2+ ni 1 mg/dm3 (kiashirio cha kuzuia madhara ni organoleptic), MPC ya Zn2+ ni 0.01 mg/dm3 (kiashirio cha kuzuia madhara ni sumu).
Metali nzito tayari zinachukua nafasi ya pili kwa suala la hatari, duni kwa dawa na mbele ya uchafuzi unaojulikana kama kaboni dioksidi na sulfuri, na katika utabiri zinapaswa kuwa hatari zaidi, hatari zaidi kuliko taka za mitambo ya nyuklia na ngumu. upotevu. Uchafuzi wa metali nzito unahusishwa na matumizi yao makubwa katika uzalishaji wa viwandani, pamoja na mifumo dhaifu ya utakaso, kama matokeo ya ambayo metali nzito huingia kwenye mazingira, ikiwa ni pamoja na udongo, kuichafua na kuitia sumu.
Metali nzito ni uchafuzi wa kipaumbele, ufuatiliaji ambao ni wa lazima katika mazingira yote. Katika kazi mbalimbali za kisayansi na kutumika, waandishi hutafsiri maana ya dhana ya "metali nzito" tofauti. Katika baadhi ya matukio, ufafanuzi wa metali nzito hujumuisha vipengele vilivyoainishwa kama brittle (kwa mfano, bismuth) au metalloids (kwa mfano, arseniki).
Udongo ni kati kuu ambayo metali nzito huingia, ikiwa ni pamoja na kutoka anga na mazingira ya majini. Pia hutumika kama chanzo cha uchafuzi wa pili wa hewa ya uso na maji ambayo hutiririka kutoka kwake hadi Bahari ya Dunia. Kutoka kwenye udongo, metali nzito huingizwa na mimea, ambayo huwa chakula cha wanyama waliopangwa zaidi.
muendelezo
--PAGE_BREAK-- 3.3. Sumu ya risasi
Hivi sasa, risasi inashika nafasi ya kwanza kati ya sababu za sumu ya viwandani. Hii ni kutokana na matumizi yake makubwa katika tasnia mbalimbali. Wafanyikazi wanaochimba madini ya risasi, katika kuyeyusha madini ya risasi, katika utengenezaji wa betri, wakati wa kutengenezea, katika nyumba za uchapishaji, katika utengenezaji wa glasi ya kioo au bidhaa za kauri, petroli yenye risasi, rangi za risasi, n.k. wanakabiliwa na risasi. , udongo na maji katika maeneo ya jirani ya viwanda hivyo, pamoja na karibu na barabara kuu, husababisha tishio la kufichua risasi kwa wakazi wanaoishi katika maeneo haya, na, juu ya yote, watoto, ambao ni nyeti zaidi kwa madhara ya metali nzito.
Ikumbukwe kwa majuto kwamba nchini Urusi hakuna Sera za umma juu ya udhibiti wa kisheria, udhibiti na kiuchumi wa athari za risasi kwenye mazingira na afya ya umma, juu ya kupunguza uzalishaji (utoaji, taka) wa risasi na misombo yake kwenye mazingira, na kusimamisha kabisa uzalishaji wa petroli iliyo na risasi.
Kwa sababu ya kazi ya kielimu isiyoridhisha sana ya kuelezea idadi ya watu kiwango cha hatari ya athari za metali nzito kwenye mwili wa binadamu, nchini Urusi idadi ya safu zilizo na mawasiliano ya kitaalam na risasi haipunguki, lakini inaongezeka polepole. Kesi za ulevi sugu wa risasi zimerekodiwa katika tasnia 14 nchini Urusi. Sekta zinazoongoza ni tasnia ya umeme (uzalishaji wa betri), utengenezaji wa zana, uchapishaji na madini yasiyo na feri, ndani yao, ulevi husababishwa na kuzidi kiwango cha juu kinachoruhusiwa (MPC) cha risasi katika hewa ya eneo la kazi kwa mara 20 au zaidi.
Chanzo kikubwa cha risasi ni moshi wa moshi wa magari, kwani nusu ya Urusi bado inatumia petroli yenye risasi. Hata hivyo, mimea ya metallurgiska, hasa miyeyusho ya shaba, inabakia kuwa chanzo kikuu cha uchafuzi wa mazingira. Na hapa kuna viongozi. Katika eneo la mkoa wa Sverdlovsk kuna 3 ya vyanzo vikubwa vya uzalishaji wa risasi nchini: katika miji ya Krasnouralsk, Kirovograd na Revda.
Mashimo ya moshi ya kuyeyusha shaba ya Krasnouralsk, iliyojengwa wakati wa miaka ya maendeleo ya viwanda ya Stalinist na kutumia vifaa kutoka 1932, kila mwaka hutapika tani 150-170 za risasi ndani ya jiji la 34,000, kufunika kila kitu na vumbi la risasi.
Mkusanyiko wa risasi katika udongo wa Krasnouralsk hutofautiana kutoka 42.9 hadi 790.8 mg / kg na mkusanyiko wa juu unaoruhusiwa wa MPC = 130 μ/kg. Sampuli za maji katika usambazaji wa maji wa kijiji jirani. Oktyabrsky, kulishwa na chanzo cha maji chini ya ardhi, ilizidi kiwango cha juu kinachoruhusiwa kwa hadi mara mbili.
Uchafuzi wa risasi wa mazingira huathiri afya ya binadamu. Mfiduo wa risasi huvuruga mfumo wa uzazi wa mwanamke na mwanaume. Kwa wanawake wa umri wa ujauzito na kuzaa, viwango vya juu vya risasi katika damu husababisha hatari fulani, kwa kuwa chini ya ushawishi wa kazi ya hedhi ya risasi huvurugika, kuzaliwa mapema, kuharibika kwa mimba na kifo cha fetasi ni kawaida zaidi kwa sababu ya kupenya kwa risasi kupitia placenta. kizuizi. Watoto wachanga wana kiwango cha juu cha vifo.
Sumu ya risasi ni hatari sana kwa watoto wadogo - inathiri ukuaji wa ubongo na mfumo wa neva. Uchunguzi wa watoto 165 wa Krasnouralsk wenye umri wa miaka 4 na zaidi ulifunua ucheleweshaji mkubwa wa ukuaji wa akili katika 75.7%, na ulemavu wa akili, ikiwa ni pamoja na ulemavu wa akili, ulipatikana katika 6.8% ya watoto waliochunguzwa.
Watoto wa umri wa shule ya mapema huathirika zaidi na madhara ya risasi kwa sababu mifumo yao ya neva iko katika hatua za kukua. Hata kwa kipimo cha chini, sumu ya risasi husababisha kupungua kwa ukuaji wa kiakili, umakini na uwezo wa kuzingatia, kuchelewesha kusoma, na kusababisha ukuaji wa uchokozi, shughuli nyingi na shida zingine katika tabia ya mtoto. Ukiukaji huu wa maendeleo unaweza kudumu kwa muda mrefu na usioweza kutenduliwa. Uzito mdogo wa kuzaliwa, kudumaa na kupoteza kusikia pia hutokana na sumu ya risasi. Kiwango kikubwa cha ulevi husababisha udumavu wa kiakili, kukosa fahamu, degedege na kifo.
Karatasi nyeupe iliyochapishwa na wataalamu wa Urusi inaripoti kwamba uchafuzi wa madini ya risasi unafunika nchi nzima na ni moja ya majanga mengi ya mazingira katika uliokuwa Muungano wa Sovieti ambayo yamefichuliwa. miaka iliyopita. Sehemu nyingi za Urusi hupata mzigo kutoka kwa uwekaji wa risasi ambao unazidi mzigo muhimu kwa utendaji wa kawaida wa mfumo ikolojia. Katika miji mingi, viwango vya risasi katika hewa na udongo huzidi maadili yanayolingana na viwango vya juu vinavyoruhusiwa.
Kiwango cha juu cha uchafuzi wa hewa na risasi, kinachozidi kiwango cha juu kinachoruhusiwa, kilizingatiwa katika miji ya Komsomolsk-on-Amur, Tobolsk, Tyumen, Karabash, Vladimir, Vladivostok.
Mizigo ya juu ya uwekaji wa risasi, na kusababisha uharibifu wa mazingira ya dunia, huzingatiwa katika mikoa ya Moscow, Vladimir, Nizhny Novgorod, Ryazan, Tula, Rostov na Leningrad.
Vyanzo vya stationary vinawajibika kwa kutokwa kwa zaidi ya tani 50 za risasi katika mfumo wa misombo anuwai kwenye miili ya maji. Wakati huo huo, viwanda 7 vya betri hutoa tani 35 za risasi kila mwaka kupitia mfumo wa maji taka. Mchanganuo wa usambazaji wa kutokwa kwa risasi kwenye miili ya maji nchini Urusi unaonyesha kuwa mikoa ya Leningrad, Yaroslavl, Perm, Samara, Penza na Orel ni viongozi katika aina hii ya mzigo.
Nchi hiyo inahitaji hatua za haraka ili kupunguza uchafuzi wa madini ya risasi, lakini kwa sasa mzozo wa kiuchumi wa Urusi unafunika matatizo ya mazingira. Katika unyogovu wa muda mrefu wa viwanda, Urusi inakosa njia za kusafisha uchafuzi wa zamani, lakini ikiwa uchumi utaanza kuimarika na viwanda kurudi kazini, uchafuzi wa mazingira unaweza kuwa mbaya zaidi.
Miji 10 iliyochafuliwa zaidi ya USSR ya zamani
(Vyuma vimeorodheshwa kwa mpangilio wa kushuka wa kiwango cha kipaumbele kwa jiji fulani)
4. Usafi wa udongo. Utupaji taka.
Udongo katika miji na maeneo mengine yenye wakazi na mazingira yao kwa muda mrefu umekuwa tofauti na udongo wa asili, wa thamani ya kibiolojia, ambayo ina jukumu muhimu katika kudumisha usawa wa kiikolojia. Udongo katika miji unakabiliwa na madhara sawa na hewa ya mijini na hydrosphere, hivyo uharibifu mkubwa hutokea kila mahali. Usafi wa udongo haupewi umakini wa kutosha, ingawa umuhimu wake kama moja ya sehemu kuu za biosphere (hewa, maji, udongo) na sababu ya mazingira ya kibaolojia ni muhimu zaidi kuliko maji, kwa kuwa wingi wa mwisho (hasa ubora wa chini ya ardhi) imedhamiriwa na hali ya udongo, na haiwezekani kutenganisha mambo haya kutoka kwa kila mmoja. Udongo una uwezo wa utakaso wa kibiolojia: katika udongo, uharibifu wa taka unaoingia ndani yake na madini yake hutokea; Hatimaye, udongo hulipa fidia kwa madini yaliyopotea kwa gharama zao.
Ikiwa, kama matokeo ya kuzidisha udongo, sehemu yoyote ya uwezo wake wa madini hupotea, hii itasababisha usumbufu wa utaratibu wa utakaso wa kibinafsi na uharibifu kamili wa udongo. Na, kinyume chake, kuunda hali bora za utakaso wa udongo husaidia kudumisha usawa wa kiikolojia na hali ya kuwepo kwa viumbe vyote vilivyo hai, ikiwa ni pamoja na wanadamu.
Kwa hiyo, tatizo la kugeuza taka ambazo zina madhara ya kibiolojia sio tu katika suala la kuondolewa kwao; ni tatizo ngumu zaidi la usafi, kwani udongo ni kiungo kati ya maji, hewa na binadamu.
4.1.
Jukumu la udongo katika kimetaboliki
Uhusiano wa kibayolojia kati ya udongo na binadamu unafanywa hasa kwa njia ya kimetaboliki. Udongo ni kama muuzaji madini, muhimu kwa mzunguko wa kimetaboliki, kwa ukuaji wa mimea inayotumiwa na wanadamu na wanyama wa mimea, ambayo kwa upande wake huliwa na wanadamu na wanyama wanaokula nyama. Hivyo, udongo hutoa chakula kwa wawakilishi wengi wa ulimwengu wa mimea na wanyama.
Kwa hiyo, kuzorota kwa ubora wa udongo, kupungua kwa thamani yake ya kibiolojia, na uwezo wake wa kujitakasa husababisha mmenyuko wa mnyororo wa kibaolojia, ambayo, katika kesi ya madhara ya muda mrefu, inaweza kusababisha matatizo mbalimbali ya afya kati ya idadi ya watu. Zaidi ya hayo, ikiwa michakato ya madini imepungua, nitrati, nitrojeni, fosforasi, potasiamu, nk. inayoundwa wakati wa kuvunjika kwa vitu inaweza kuingia kwenye maji ya chini ya ardhi kutumika kwa madhumuni ya kunywa na kusababisha magonjwa makubwa (kwa mfano, nitrati inaweza kusababisha methemoglobinemia, hasa kwa watoto wachanga).
Unywaji wa maji kutoka kwa udongo usio na iodini unaweza kusababisha ugonjwa wa goiter, nk.
4.2.
Uhusiano wa kiikolojia kati ya udongo na maji na taka za kioevu (maji taka)
Mwanadamu huchota kutoka kwa udongo maji muhimu ili kudumisha michakato ya kimetaboliki na maisha yenyewe. Ubora wa maji hutegemea hali ya udongo; daima huonyesha hali ya kibiolojia ya udongo fulani.
Hii inatumika hasa kwa maji ya chini ya ardhi, thamani ya kibaolojia ambayo imedhamiriwa kwa kiasi kikubwa na mali ya udongo na udongo, uwezo wa mwisho wa kujitakasa, uwezo wake wa kuchuja, muundo wa macroflora yake, microfauna, nk.
Ushawishi wa moja kwa moja wa udongo kwenye maji ya uso sio muhimu sana; unahusishwa haswa na mvua. Kwa mfano, baada ya mvua kubwa, uchafuzi wa mazingira mbalimbali huoshwa kutoka kwenye udongo ndani ya maji ya wazi (mito, maziwa), ikiwa ni pamoja na mbolea za bandia (nitrogen, phosphate), dawa za kuua wadudu, dawa za kuua magugu; katika maeneo ya karst na amana zilizovunjika, uchafuzi unaweza kupenya kupitia. nyufa ndani ya kina-uongo Maji ya chini ya ardhi.
Utunzaji duni wa maji machafu pia unaweza kusababisha athari mbaya za kibaolojia kwenye udongo na hatimaye kusababisha uharibifu wa udongo. Kwa hiyo, ulinzi wa udongo katika maeneo yenye wakazi ni mojawapo ya mahitaji makuu ya kulinda mazingira kwa ujumla.
4.3.
Vikomo vya mzigo wa udongo na taka ngumu (takataka za kaya na mitaani, taka za viwandani, tope kavu iliyobaki baada ya mchanga wa maji machafu, vitu vyenye mionzi, n.k.)
Tatizo linachangiwa na ukweli kwamba, kama matokeo ya kuongezeka kwa kiasi cha taka ngumu katika miji, udongo katika mazingira yao unakabiliwa na matatizo makubwa zaidi. Mali na muundo wa udongo huharibika kwa kasi inayoongezeka.
Kati ya tani milioni 64.3 za karatasi zinazozalishwa nchini Marekani, tani milioni 49.1 zinaishia kwenye upotevu (kati ya kiasi hiki, tani milioni 26 "hutolewa" kaya, na tani milioni 23.1 - mtandao wa usambazaji).
Kuhusiana na hapo juu, uondoaji na uboreshaji wa mwisho wa taka ngumu inawakilisha shida kubwa sana, ngumu zaidi kutekeleza shida ya usafi katika hali ya kuongezeka kwa ukuaji wa miji.
Ubadilishaji wa mwisho wa taka ngumu katika udongo uliochafuliwa inaonekana iwezekanavyo. Hata hivyo, kutokana na uwezo unaozidi kuzorota wa udongo wa mijini wa kujisafisha, kutoweka kabisa kwa taka iliyozikwa ardhini haiwezekani.
Mtu anaweza kutumia kwa mafanikio michakato ya kibayolojia inayotokea kwenye udongo, uwezo wake wa kutokeza na kuua vijidudu vya kutengenezea taka ngumu, lakini udongo wa mijini, kama matokeo ya karne nyingi za makazi ya wanadamu na shughuli katika miji, kwa muda mrefu imekuwa haifai kwa kusudi hili.
Njia za utakaso wa kibinafsi na madini yanayotokea kwenye udongo, jukumu la bakteria na enzymes zinazohusika ndani yao, pamoja na bidhaa za kati na za mwisho za mtengano wa vitu zinajulikana. Hivi sasa, utafiti unalenga kutambua mambo ambayo yanahakikisha uwiano wa kibiolojia wa udongo wa asili, na pia kufafanua swali la kiasi gani cha taka ngumu (na nini muundo wake) inaweza kusababisha usumbufu wa usawa wa kibiolojia wa udongo.
Kiasi cha taka za nyumbani (takataka) kwa kila mkaaji wa baadhi ya miji mikuu ya dunia
Ikumbukwe kwamba hali ya usafi wa udongo katika miji huharibika haraka kutokana na kuzidiwa kwake, ingawa uwezo wa udongo wa kujitakasa ni hitaji kuu la usafi kwa kudumisha usawa wa kibaolojia. Udongo katika miji hauwezi tena kukabiliana na kazi yake bila msaada wa kibinadamu. Njia pekee ya kutoka kwa hali hii nafasi - kamili neutralization na uharibifu wa taka kwa mujibu wa mahitaji ya usafi.
Kwa hiyo, ujenzi wa huduma za umma unapaswa kuwa na lengo la kuhifadhi uwezo wa asili wa udongo kujitakasa, na ikiwa uwezo huu tayari umekuwa usiofaa, basi lazima urejeshwe kwa bandia.
Mbaya zaidi ni athari ya sumu ya taka ya viwandani, kioevu na ngumu. Kiasi kinachoongezeka cha taka kama hiyo huingia kwenye udongo, ambayo haiwezi kukabiliana nayo. Kwa mfano, uchafuzi wa udongo na arseniki umeanzishwa karibu na mimea ya uzalishaji wa superphosphate (ndani ya eneo la kilomita 3). Kama inavyojulikana, baadhi ya dawa za wadudu, kama vile misombo ya organochlorine inayoingia kwenye udongo, haiozi kwa muda mrefu.
Hali ni sawa na vifaa vya ufungaji vya syntetisk (kloridi ya polyvinyl, polyethilini, nk).
Baadhi ya misombo ya sumu huingia kwenye maji ya chini ya ardhi mapema au baadaye, kwa sababu ambayo sio tu usawa wa kibaolojia wa udongo huvurugika, lakini ubora wa maji ya chini ya ardhi pia huharibika kwa kiasi kwamba haiwezi kutumika tena kama maji ya kunywa.
Asilimia ya kiasi cha vifaa vya synthetic vya msingi vilivyomo kwenye taka ya kaya (takataka)
*
Pamoja na upotezaji wa plastiki zingine za ugumu wa joto.
Tatizo la taka limeongezeka siku hizi pia kwa sababu sehemu ya taka, hasa kinyesi cha binadamu na wanyama, hutumiwa kurutubisha ardhi ya kilimo [kinyesi kina kiasi kikubwa cha nitrojeni - 0.4-0.5%, fosforasi (P203) - 0.2-0 . 6%, potasiamu (K?0) -0.5-1.5%, kaboni -5-15%]. Tatizo hili la jiji limeenea katika maeneo jirani ya jiji.
4.4.
Jukumu la udongo katika kuenea kwa magonjwa mbalimbali
Udongo una jukumu fulani katika kuenea kwa magonjwa ya kuambukiza. Hii iliripotiwa nyuma katika karne iliyopita na Petterkoffer (1882) na Fodor (1875), ambao hasa yalionyesha jukumu la udongo katika kuenea kwa magonjwa ya matumbo: kipindupindu, typhoid, kuhara damu, na kadhalika. Pia alielezea ukweli kwamba baadhi ya watu bakteria na virusi kubaki hai na virusi katika udongo kwa miezi. Baadaye, idadi ya waandishi walithibitisha uchunguzi wao, hasa kuhusiana na udongo wa mijini. Kwa mfano, wakala wa causative wa kipindupindu hubakia kuwa hai na pathogenic katika maji ya chini ya ardhi kutoka siku 20 hadi 200, wakala wa causative wa homa ya matumbo katika kinyesi - kutoka siku 30 hadi 100, na wakala wa causative wa paratyphoid - kutoka siku 30 hadi 60. (Kwa mtazamo wa kuenea kwa magonjwa ya kuambukiza, udongo wa mijini unaleta hatari kubwa zaidi kuliko udongo wa shamba uliorutubishwa na samadi.)
Kuamua kiwango cha uchafuzi wa udongo, waandishi kadhaa hutumia uamuzi wa hesabu ya bakteria (Escherichia coli), kama katika kuamua ubora wa maji. Waandishi wengine wanaona kuwa ni vyema kuamua, kwa kuongeza, idadi ya bakteria ya thermophilic inayoshiriki katika mchakato wa madini.
Kuenea kwa magonjwa ya kuambukiza kupitia udongo kunawezeshwa sana na umwagiliaji wa ardhi na maji machafu. Wakati huo huo, mali ya madini ya udongo huharibika. Kwa hiyo, umwagiliaji na maji machafu unapaswa kufanyika chini ya usimamizi mkali wa mara kwa mara wa usafi na tu nje ya eneo la miji.
4.5.
Madhara ya aina kuu za uchafuzi wa mazingira (taka ngumu na kioevu) na kusababisha uharibifu wa udongo.
4.5.1.
Neutralization ya taka kioevu katika udongo
Katika nambari makazi ambapo hakuna mfumo wa maji taka, baadhi ya taka, ikiwa ni pamoja na mbolea, ni neutralized katika udongo.
Kama unavyojua, hii ndio njia rahisi zaidi ya kutokujali. Hata hivyo, inaruhusiwa tu ikiwa tunashughulika na udongo kamili wa kibayolojia ambao umehifadhi uwezo wa kujisafisha, ambayo si ya kawaida kwa udongo wa mijini. Ikiwa udongo hauna sifa hizi tena, basi ili kuilinda kutokana na uharibifu zaidi, kuna haja ya miundo tata ya kiufundi kwa neutralization ya taka ya kioevu.
Katika baadhi ya maeneo, taka ni neutralized katika mashimo ya mbolea. Kwa mtazamo wa kiufundi, suluhisho hili ni changamoto. Kwa kuongezea, vinywaji vinaweza kupenya udongo kwa umbali mrefu. Kazi hiyo inatatizwa zaidi na ukweli kwamba maji machafu ya mijini yana ongezeko la taka za viwandani zenye sumu, ambayo inazidisha sifa za madini ya udongo kwa kiwango kikubwa zaidi kuliko kinyesi cha binadamu na wanyama. Kwa hivyo katika mashimo ya mbolea Inaruhusiwa kumwaga maji machafu tu ambayo yametiwa mchanga. Vinginevyo, uwezo wa filtration wa udongo huvunjika, basi udongo hupoteza iliyobaki mali ya kinga, pores hatua kwa hatua kuwa clogged, nk.
Matumizi ya kinyesi cha binadamu kumwagilia mashamba ya kilimo inawakilisha njia ya pili ya neutralize taka kioevu. Njia hii inaleta hatari mbili za usafi: kwanza, inaweza kusababisha upakiaji wa udongo; pili, taka hii inaweza kuwa chanzo kikubwa cha maambukizi. Kwa hivyo, kinyesi lazima kwanza kisafishwe na kutibiwa vizuri na kisha tu kutumika kama mbolea. Hapa maoni mawili yanayopingana yanagongana. Kwa mujibu wa mahitaji ya usafi, kinyesi kinakabiliwa na uharibifu karibu kabisa, na kutoka kwa mtazamo wa uchumi wa kitaifa wanawakilisha mbolea yenye thamani. Kinyesi kibichi hakiwezi kutumika kumwagilia bustani na mashamba bila kwanza kuyaua. Ikiwa bado itabidi utumie kinyesi kipya, basi zinahitaji kiwango kama hicho cha kutokujali kwamba haziwakilishi tena thamani yoyote kama mbolea.
Kinyesi kinaweza kutumika kama mbolea tu katika maeneo maalum - na udhibiti wa mara kwa mara wa usafi na usafi, haswa juu ya hali ya maji ya chini ya ardhi, idadi, nzi, nk.
Mahitaji ya kuondolewa na kutoweka kwa udongo wa kinyesi cha wanyama, kimsingi, sio tofauti na mahitaji ya kutoweka kwa kinyesi cha binadamu.
Hadi hivi majuzi, mbolea iliwakilishwa katika kilimo chanzo kikubwa cha virutubisho muhimu ili kuongeza rutuba ya udongo. Walakini, katika miaka ya hivi karibuni, samadi imepoteza umuhimu wake, kwa sehemu kutokana na utumiaji wa mashine za kilimo, kwa sehemu kutokana na kuongezeka kwa matumizi ya mbolea bandia.
Kwa kukosekana kwa matibabu yanayofaa na kutoweka, samadi pia ni hatari, kama vile kinyesi kisicho na usawa cha binadamu. Kwa hiyo, kabla ya kuchukuliwa kwenye mashamba, mbolea inaruhusiwa kuiva ili wakati huu michakato muhimu ya biothermal inaweza kutokea ndani yake (kwa joto la 60-70 ° C). Baada ya hayo, mbolea inachukuliwa kuwa "kukomaa" na huru kutoka kwa vimelea vingi vilivyomo (bakteria, mayai ya minyoo, nk).
Ni lazima ikumbukwe kwamba vituo vya kuhifadhi mbolea vinaweza kutoa misingi bora ya kuzaliana kwa nzizi zinazochangia kuenea kwa maambukizi mbalimbali ya matumbo. Ikumbukwe kwamba nzi huchagua kwa urahisi mbolea ya nguruwe kwa uzazi, kisha samadi ya farasi, samadi ya kondoo, na kisha. mapumziko ya mwisho ng'ombe Kabla ya kusafirisha samadi kwenda shambani, ni lazima itibiwe kwa dawa za kuua wadudu.
muendelezo
--PAGE_BREAK--
Muundo wa kemikali wa udongo katika maeneo tofauti ni tofauti na usambazaji wa vipengele vya kemikali vilivyomo kwenye udongo katika eneo lote haufanani. Kwa mfano, kwa kiasi kikubwa katika hali iliyotawanywa, metali nzito zinaweza kuunda vifungo vya ndani, ambapo viwango vyake ni mamia na maelfu ya mara zaidi ya viwango vya clarke.
Idadi ya vipengele vya kemikali ni muhimu kwa utendaji wa kawaida wa mwili. Upungufu wao, ziada au usawa unaweza kusababisha magonjwa yanayoitwa microelementoses 1, au biogeochemical endemics, ambayo inaweza kuwa ya asili na ya mwanadamu. Katika usambazaji wao, jukumu muhimu linachezwa na maji, pamoja na bidhaa za chakula, ambazo vipengele vya kemikali huingia kutoka kwenye udongo kupitia minyororo ya chakula.
Imethibitishwa kimajaribio kuwa asilimia ya HM kwenye mimea huathiriwa na asilimia ya HM kwenye udongo, angahewa, na maji (katika kesi ya mwani). Pia iligundulika kuwa kwenye udongo wenye maudhui sawa ya metali nzito, zao moja hutoa mazao tofauti, ingawa hali ya hewa pia iliendana. Kisha utegemezi wa mavuno kwenye asidi ya udongo uligunduliwa.
Uchafuzi wa udongo uliochunguzwa zaidi ni cadmium, zebaki, risasi, arseniki, shaba, zinki na manganese. Hebu tuzingatie uchafuzi wa udongo na metali hizi tofauti kwa kila mmoja. 2
Cadmium (Cd)
Maudhui ya cadmium katika ukoko wa dunia ni takriban 0.15 mg/kg. Cadmium imejilimbikizia katika volkeno (kwa wingi kutoka 0.001 hadi 1.8 mg/kg), metamorphic (kwa wingi kutoka 0.04 hadi 1.0 mg/kg) na miamba ya sedimentary (kwa wingi kutoka 0.1 hadi 11.0 mg/kg). Udongo unaoundwa kwa misingi ya nyenzo hizo za awali zina vyenye 0.1-0.3; 0.1 - 1.0 na 3.0 - 11.0 mg / kg cadmium, kwa mtiririko huo.
Katika udongo wa tindikali, cadmium iko katika mfumo wa Cd 2+, CdCl +, CdSO 4, na katika udongo wa calcareous - kwa namna ya Cd 2+, CdCl +, CdSO 4, CdHCO 3 +.
Uvutaji wa cadmium na mimea hupungua kwa kiasi kikubwa wakati udongo wa tindikali unapotiwa chokaa. Katika kesi hiyo, ongezeko la pH hupunguza umumunyifu wa cadmium katika unyevu wa udongo, pamoja na bioavailability ya cadmium ya udongo. Kwa hivyo, maudhui ya cadmium katika majani ya beet kwenye udongo wa calcareous yalikuwa ya chini kuliko maudhui ya cadmium katika mimea sawa kwenye udongo usio na udongo. Athari sawa imeonyeshwa kwa mchele na ngano -->.
Athari mbaya ya kuongeza pH juu ya upatikanaji wa kadiamu inahusishwa na kupungua sio tu katika umumunyifu wa cadmium katika awamu ya ufumbuzi wa udongo, lakini pia katika shughuli za mizizi, ambayo huathiri kunyonya.
Cadmium inasonga kidogo kwenye udongo, na ikiwa nyenzo zenye cadmium zinaongezwa kwenye uso wake, sehemu kubwa yake bado haijaguswa.
Mbinu za kuondoa uchafu kutoka kwa udongo ni pamoja na ama kuondoa safu iliyochafuliwa yenyewe, kuondoa cadmium kutoka kwenye safu, au kufunika safu iliyochafuliwa. Cadmium inaweza kubadilishwa kuwa misombo changamano isiyoyeyuka kwa kutumia mawakala wa chelating (kwa mfano asidi ya ethylenediaminetetraacetic). .
Kwa sababu ya uchukuaji wa haraka wa kadimiamu kutoka kwa udongo na mimea na sumu ya chini ya viwango vinavyotokea kwa kawaida, cadmium inaweza kujilimbikiza kwenye mimea na kuingia kwenye msururu wa chakula haraka kuliko risasi na zinki. Kwa hiyo, cadmium inaleta hatari kubwa zaidi kwa afya ya binadamu wakati wa kuingiza taka kwenye udongo.
Utaratibu wa kupunguza kiasi cha cadmium kinachoweza kuingia kwenye msururu wa chakula cha binadamu kutoka kwenye udongo uliochafuliwa ni kupanda mazao yasiyo ya chakula au mazao ambayo hufyonza kiasi kidogo cha cadmium kwenye udongo.
Kwa ujumla, mazao yaliyopandwa kwenye udongo wenye asidi hunyonya zaidi cadmium kuliko yale yaliyopandwa kwenye udongo usio na upande au alkali. Kwa hiyo, kuweka chokaa ya udongo tindikali ni njia bora ya kupunguza kiasi cha cadmium kufyonzwa.
Zebaki (Hg)
Zebaki hupatikana katika maumbile katika mfumo wa mvuke wa chuma Hg 0 iliyoundwa wakati wa uvukizi wake kutoka kwa ukoko wa dunia; kwa namna ya chumvi za isokaboni Hg (I) na Hg (II), na kwa namna ya kiwanja cha kikaboni cha methylmercury CH 3 Hg +, derivatives ya monomethyl na dimethyl CH 3 Hg + na (CH 3) 2 Hg.
Zebaki hujilimbikiza kwenye upeo wa juu (cm 0-40) ya udongo na kuhamia kwa unyonge kwenye tabaka zake za kina. Misombo ya zebaki ni vitu vya udongo vilivyo imara sana. Mimea inayokua kwenye udongo uliochafuliwa na zebaki inachukua kiasi kikubwa cha kipengele na kujilimbikiza katika viwango vya hatari, au haikua.
Kuongoza (Pb)
Kulingana na majaribio yaliyofanywa katika hali ya mchanga wa utamaduni kwa kuanzishwa kwa viwango vya udongo wa kizingiti wa Hg (25 mg/kg) na Pb (25 mg/kg) na kuzidi viwango vya kizingiti kwa mara 2-20, mimea ya oat hukua na kukua kawaida hadi kiwango fulani cha uchafuzi. Kadiri mkusanyiko wa metali unavyoongezeka (kwa Pb kuanzia kipimo cha 100 mg/kg), ndivyo mwonekano mimea. Katika viwango vya juu vya metali, mimea hufa ndani ya wiki tatu tangu kuanza kwa majaribio. Yaliyomo ya chuma katika vipengele vya majani husambazwa kwa utaratibu wa kushuka kama ifuatavyo: mizizi - sehemu ya juu ya ardhi - nafaka.
Jumla ya pembejeo ya risasi kwenye anga (na kwa hivyo kwa sehemu ndani ya mchanga) kutoka kwa usafirishaji wa gari nchini Urusi mnamo 1996 ilikadiriwa kuwa takriban tani elfu 4.0, pamoja na tani 2.16,000 zilizochangiwa na usafirishaji wa mizigo. Mzigo wa juu wa risasi ulitokea katika mikoa ya Moscow na Samara, ikifuatiwa na mikoa ya Kaluga, Nizhny Novgorod, Vladimir na vyombo vingine vya Shirikisho la Urusi lililoko katikati mwa eneo la Uropa la Urusi na Caucasus ya Kaskazini. Uzalishaji wa juu kabisa wa risasi ulizingatiwa katika mikoa ya Ural (685 t), Volga (651 t) na Siberian Magharibi (568 t). Na athari mbaya zaidi ya uzalishaji wa risasi ilibainika katika maeneo ya Tatarstan, Krasnodar na Stavropol, Rostov, Moscow, Leningrad, Nizhny Novgorod, Volgograd, Voronezh, Saratov na Samara mikoa (gazeti " Dunia ya Kijani”, toleo maalum No. 28, 1997).
Arseniki (Kama)
Arsenic hupatikana katika mazingira katika aina mbalimbali za kemikali imara. Majimbo yake kuu mawili ya oksidi ni As(III), na As(V). Pentavalent arseniki ni ya kawaida katika asili katika mfumo wa aina mbalimbali za misombo isokaboni, ingawa arseniki trivalent hugunduliwa kwa urahisi katika maji, hasa chini ya hali ya anaerobic.
Shaba(Cu)
Madini ya asili ya shaba katika udongo ni pamoja na salfati, phosphates, oksidi na hidroksidi. Sulfidi za shaba zinaweza kuunda katika udongo usio na maji au mafuriko ambapo hali ya kupunguza hutokea. Madini ya shaba kwa kawaida huwa mumunyifu kiasi cha kubaki kwenye udongo wa kilimo usiotoa maji bure. Katika udongo uliochafuliwa na metali, hata hivyo, mazingira ya kemikali yanaweza kudhibitiwa na michakato isiyo ya usawa inayoongoza kwa mkusanyiko wa awamu ngumu za metastable. Inachukuliwa kuwa covellite (CuS) au chalcopyrite (CuFeS 2) pia inaweza kuwepo katika udongo uliorejeshwa uliochafuliwa na shaba.
Kufuatilia kiasi cha shaba kunaweza kutokea kama mjumuisho wa sulfidi pekee katika silikati na inaweza kuchukua nafasi ya cations katika phyllosilicates. Madini ya udongo ambayo hayana usawa katika malipo hufyonza shaba bila mahususi, lakini oksidi na hidroksidi za chuma na manganese huonyesha mshikamano wa juu sana wa shaba. Misombo ya kikaboni yenye uzito wa juu wa Masi inaweza kuwa vifyonzi vikali vya shaba, wakati vitu vya kikaboni vyenye uzito wa chini wa Masi huwa na kuunda chale mumunyifu.
Ugumu wa utungaji wa udongo hupunguza uwezo wa kutenganisha misombo ya shaba kwa kiasi kikubwa katika fomu maalum za kemikali. inaonyesha --> Upatikanaji wingi mkubwa konglometi za shaba hupatikana katika vitu vya kikaboni na katika oksidi za Fe na Mn. Uingizaji wa taka zenye shaba au chumvi za shaba zisizo za kikaboni huongeza mkusanyiko wa misombo ya shaba kwenye udongo ambayo inaweza kutolewa kwa vitendanishi kidogo; Hivyo, shaba inaweza kuwepo kwenye udongo kwa namna ya fomu za kemikali za labile. Lakini kipengele kinachoweza kufyonzwa kwa urahisi na kinachoweza kubadilishwa - shaba - huunda kiasi kidogo cha fomu zinazoweza kunyonya na mimea, kwa kawaida chini ya 5% ya jumla ya maudhui ya shaba kwenye udongo.
Sumu ya shaba huongezeka kwa kuongezeka kwa pH ya udongo na wakati uwezo wa kubadilishana udongo ni mdogo. Uboreshaji wa shaba kwa njia ya uchimbaji hutokea tu kwenye tabaka za uso wa udongo, na mazao ya nafaka yenye mifumo ya mizizi ya kina haipatikani na hili.
Mazingira na lishe ya mimea inaweza kuathiri phytotoxicity ya shaba. Kwa mfano, sumu ya shaba kwa mchele wa nyanda za chini ilionekana wazi wakati mimea ilimwagilia kwa baridi badala ya maji ya joto. Ukweli ni kwamba shughuli za kibayolojia hukandamizwa kwenye udongo baridi na huunda hali hizo za kupunguza kwenye udongo ambazo zingewezesha kunyesha kwa shaba kutoka kwa suluhisho.
Phytotoxicity ya shaba hutokea awali kutokana na ziada ya shaba inayopatikana kwenye udongo na inaimarishwa na asidi ya udongo. Kwa kuwa shaba haifanyi kazi kwenye udongo, karibu shaba yote inayoingia kwenye udongo hubaki ndani tabaka za juu. Kuongezewa kwa vitu vya kikaboni kwenye udongo uliochafuliwa na shaba kunaweza kupunguza sumu kwa sababu ya kufyonzwa kwa chuma mumunyifu na substrate ya kikaboni (katika kesi hii, ioni za Cu 2+ hubadilishwa kuwa misombo ngumu isiyoweza kufikiwa na mmea) au kwa kuongeza uhamaji. ya Cu 2+ ioni na kuzichuja kutoka kwa udongo kwa njia ya complexes ya organocopper mumunyifu.
Zinki (Zn)
Zinki inaweza kuwepo kwenye udongo kwa namna ya oxosulfates, carbonates, phosphates, silicates, oksidi na hidroksidi. Michanganyiko hii ya isokaboni inaweza kubadilika katika ardhi ya kilimo isiyo na maji. Sphalerite ZnS inaonekana kuwa aina kuu ya thermodynamically katika udongo uliopunguzwa na ulioksidishwa. Uhusiano fulani wa zinki na fosforasi na klorini huonekana katika mashapo yaliyopunguzwa yaliyochafuliwa na metali nzito. Kwa hiyo, chumvi za zinki zenye mumunyifu zinapaswa kupatikana katika udongo wenye utajiri wa chuma.
Zinki hubadilishwa kwa njia ya isomorphous na kasheni zingine katika madini ya silicate na inaweza kuzuiwa au kuunganishwa na manganese na hidroksidi za chuma. Phyllosilicates, carbonates, oksidi za chuma zilizotiwa maji, na misombo ya kikaboni hunyonya zinki vizuri, kwa kutumia tovuti maalum na zisizo maalum.
Umumunyifu wa zinki huongezeka katika udongo wa tindikali, na pia wakati wa malezi magumu na ligands ya kikaboni yenye uzito wa chini wa Masi. Kupunguza hali inaweza kupunguza umumunyifu wa zinki kutokana na kuundwa kwa ZnS isiyoyeyuka.
Zinki phytotoxicity kawaida hutokea wakati mizizi ya mimea inapogusana na suluhisho kwenye udongo ambayo ina zinki nyingi. Usafirishaji wa zinki kupitia udongo hutokea kwa kubadilishana na kueneza, huku mchakato wa mwisho ukitawala katika udongo wenye zinki kidogo. Usafirishaji wa kimetaboliki ni muhimu zaidi katika mchanga wenye zinki nyingi, ambapo viwango vya zinki mumunyifu ni thabiti.
Uhamaji wa zinki katika udongo huongezeka mbele ya mawakala wa chelating (asili au synthetic). Kuongezeka kwa mkusanyiko wa zinki mumunyifu unaosababishwa na malezi ya chelates mumunyifu hulipa fidia kwa kupungua kwa uhamaji unaosababishwa na ongezeko la ukubwa wa Masi. Viwango vya zinki za tishu za mmea, uchukuaji wa jumla, na dalili za sumu zinahusiana vyema na mkusanyiko wa zinki katika suluhisho la kuoga mizizi ya mmea.
Ioni ya bure ya Zn 2+ inafyonzwa zaidi na mfumo wa mizizi ya mimea, kwa hivyo uundaji wa chelates mumunyifu hukuza umumunyifu wa chuma hiki kwenye mchanga, na mmenyuko huu hulipa fidia kwa upungufu wa upatikanaji wa zinki katika fomu ya chelated.
Aina ya awali ya uchafuzi wa metali huathiri uwezekano wa sumu ya zinki: upatikanaji wa zinki kwa mimea kwenye udongo uliorutubishwa na maudhui sawa ya jumla ya chuma hiki hupungua kwa utaratibu ZnSO 4 > sludge > mboji ya takataka.
Majaribio mengi juu ya uchafuzi wa udongo na sludge yenye Zn haikuonyesha kupungua kwa mavuno au phytotoxicity yao ya wazi; Hata hivyo, maombi yao ya muda mrefu kwa kasi ya juu yanaweza kuharibu mimea. Uwekaji rahisi wa zinki katika mfumo wa ZnSO 4 husababisha kupungua kwa ukuaji wa mazao katika udongo wa tindikali, wakati utumizi wake wa muda mrefu katika udongo usio na neutral hauonekani.
Zinki hufikia viwango vya sumu katika udongo wa kilimo kwa kawaida kutoka kwa zinki ya uso; kwa kawaida haipenye ndani zaidi ya cm 15-30. Mizizi ya kina ya mazao fulani inaweza kuepuka kuwasiliana na zinki nyingi kutokana na eneo lao katika udongo usio na uchafu.
Kuweka chokaa kwa udongo uliochafuliwa na zinki hupunguza mkusanyiko wa udongo katika mazao ya shambani. Nyongeza ya NaOH au Ca(OH) 2 hupunguza sumu ya zinki katika mazao ya mboga yaliyopandwa kwenye udongo wa peat ya zinki, ingawa katika udongo huu uchukuaji wa zinki na mimea ni mdogo sana. Upungufu wa chuma unaosababishwa na zinki unaweza kuondolewa kwa kuongeza chelates ya chuma au FeSO 4 kwenye udongo au moja kwa moja kwenye majani. Kuondoa au kuzika kwa mwili safu ya juu iliyochafuliwa na zinki kunaweza kuzuia athari za sumu za chuma kwenye mimea kabisa.
Manganese
Katika udongo, manganese hupatikana katika hali tatu za oxidation: +2, +3, +4. Kwa sehemu kubwa, chuma hiki kinahusishwa na madini ya msingi au kwa oksidi za chuma za sekondari. Katika udongo, jumla ya kiasi cha manganese ni kati ya 500 hadi 900 mg / kg.
Umumunyifu wa Mn 4+ uko chini sana; trivalent manganese ni imara sana katika udongo. Manganese nyingi katika udongo ziko katika mfumo wa Mn 2+, wakati katika udongo wenye hewa nzuri zaidi katika awamu imara iko katika mfumo wa oksidi, ambayo chuma iko katika hali ya oxidation IV; katika udongo usio na hewa ya kutosha, manganese hurejeshwa polepole na mazingira ya microbial na hupita kwenye suluhisho la udongo, hivyo kuwa na kusonga sana.
Umumunyifu wa Mn 2+ huongezeka sana katika viwango vya chini vya pH, lakini unywaji wa manganese na mimea hupungua.
Sumu ya manganese mara nyingi hutokea ambapo viwango vya jumla vya manganese ni vya wastani hadi juu, pH ya udongo ni ya chini kabisa, na upatikanaji wa oksijeni kwenye udongo ni mdogo (yaani, hali za kupunguza zipo). Ili kuondoa madhara ya hali hizi, pH ya udongo inapaswa kuongezeka kwa kuweka chokaa, jitihada zinapaswa kufanywa ili kuboresha mifereji ya maji ya udongo, na mtiririko wa maji unapaswa kupunguzwa, i.e. kwa ujumla kuboresha muundo wa udongo fulani.