Smagie metāli tiek uzskatīti par parastajiem piesārņotājiem, kuru saturs augsnē ir jākontrolē. Kas izraisa augsnes piesārņojumu ar smagajiem metāliem? Galvenie šo vielu noplūdes zemē iemesli ir fosilā kurināmā sadedzināšana. Ir iespējami arī citi veidi. Tajā pašā laikā vislielākās briesmas rada metāli ar izteiktām toksiskām īpašībām - dzīvsudrabs, kadmijs, svins.
Kādi metāli piesārņo augsni?
Smagajiem metāliem ir vairākas bīstamības kategorijas. Saskaņā ar Pasaules Veselības organizācijas datiem visbīstamākās vielas ir dzīvsudrabs, kadmijs un svins. Ne mazāk bīstama ir arī citu elementu koncentrācija.
Galvenie smago metālu draudi slēpjas apstāklī, ka tos ir grūti izņemt no organisma un tajā uzkrāties. Tas izraisa toksīnu veidošanos. Tie viegli pārvietojas no vienas vides uz otru, nesadaloties. Šajā gadījumā vielas izraisa smagas patoloģijas un bieži vien rada neatgriezeniskas sekas.
Merkurs
Augsnes piesārņojums ar dzīvsudrabu var būt saistīts ar pesticīdu un visu veidu sadzīves atkritumu iekļūšanu tajā. Tās varētu būt dienasgaismas spuldzes un salūzušo mērinstrumentu daļas.
Saskaņā ar oficiālo informāciju gada dzīvsudraba emisijas pārsniedz 5000 tonnu. Šis metāls var iekļūt cilvēka ķermenī no piesārņotas augsnes. Ja tas tiek novērots sistemātiski, pastāv sarežģītu iekšējo orgānu, tostarp nervu sistēmas, bojājumu attīstības risks. Ja tiek pārkāpti dzīvsudraba intoksikācijas ārstēšanas noteikumi, pastāv nāves risks.
Svins
Svins rada lielas briesmas cilvēkiem. To uzskata par ļoti toksisku metālu. Iegūstot 1 tonnu svina, vidē nonāk 25 kilogrami vielas. Liels daudzums elementa iekļūst augsnē ar izplūdes gāzēm.
Kadmijs
Augsnes piesārņojums ar kadmiju rada lielu apdraudējumu cilvēkiem. Nokļūstot augsnē, tas bērniem izraisa skeleta izliekumu un augšanas apstāšanos. Turklāt šis metāls tiek uzskatīts par smagu muguras sāpju cēloni.
Varš un cinks
Paaugstināta šo vielu koncentrācija augsnē provocē lēnāku augšanu un pasliktina augu augšanu. Tā rezultātā pēkšņi samazinās ražas parametri. Cilvēki piedzīvo patoloģiskus procesus aknās, smadzenēs un aizkuņģa dziedzerī.
Molibdēns
Palielināts molibdēna daudzums augsnes struktūrā izraisa bīstamus traucējumus cilvēkiem. Šī viela var izraisīt podagras attīstību. Tas arī bieži izraisa dažādas nervu sistēmas slimības.
Antimons
Šī viela ir atrodama dažu veidu rūdās. Tas ir atrodams sakausējumos, ko izmanto dažādās rūpniecības jomās. Pārmērīgs antimona daudzums provocē sarežģītus gremošanas traucējumus.
Arsēns
Galvenie augsnes piesārņojuma ar arsēnu avoti ir vielas, ko izmanto lauksaimniecības augu kaitēkļu apkarošanai. Tie var būt herbicīdi vai insekticīdi. Arsēnam ir tendence uzkrāties un izraisīt hronisku saindēšanos. Tās savienojumi izraisa ādas, nervu sistēmas un smadzeņu bojājumus.
Mangāns
Augsne un augi satur daudz šī elementa. Ja augsnē iekļūst papildu mangāns, rodas pārmērīgs mangāna daudzums. Tas negatīvi ietekmē cilvēka ķermeņa darbību, izraisot nervu sistēmas iznīcināšanu.
Arī citu smago metālu pārpalikums ir ļoti bīstams.Tādējādi šo vielu uzkrāšanās augsnē rada nopietnas sekas cilvēkiem un videi.
Kā tikt galā ar problēmu
Pirms mēģināt novērst problēmu, ir svarīgi diagnosticēt augsnes piesārņojuma pakāpi ar smagajiem metāliem. Šim nolūkam tiek izmantotas dažādas metodes. Katram no tiem ir sava specifika un atšķiras efektivitāte atkarībā no reģiona. Tāpēc kaitīgo vielu līmenis tiek novērtēts atkarībā no iespējamiem piesārņojuma avotiem.
Pastāv šādi pētījumu veidi:
- Bioindikācija. Šajā gadījumā tiek noteikts augsnes stāvoklis, ko atspoguļo bioloģiskie rādītāji. Tie ietver augu stāvokli teritorijā, augsnes mikroorganismu aktivitāti, sūnu un ķērpju reakcijas uz procesiem, kas notiek zemes struktūrā.
- Sniega segas piesārņojuma pakāpes noteikšana. Rūpnieciskajās zonās mikroelementi iekļūst augsnē ar tehnogēniem putekļiem. Tas nosēžas un pēc tam nokļūst zemes slāņos. Novērtējot sniega segu ziemā, var noteikt aptuveno metālu daudzumu, kas noteiktā laika intervālā nonāk augsnē.
- Augsnes magnētiskās jutības novērtējums. Šī ir ekspresmetode, kas ļauj noteikt augsnē esošo dzelzs oksīdu daudzumu. Šie elementi ir galvenie piesārņotāju nesēji, kad emisijas nonāk atmosfērā.
Vietās, kur augsne ir visvairāk piesārņota ar smagajiem metāliem, ir nepieciešams saskaitīt mikroorganismu skaitu. Šis parametrs parāda augsnes aktivitātes parametrus un elementu sadalīšanās un absorbcijas procesu kvalitāti.
Otrs veids, kā novērst problēmas, ir atjaunot augsni, kas jau ir negatīvi ietekmēta. Lai to izdarītu, tiek izmantotas metodes, kas palīdz samazināt metālu daudzumu un neitralizēt tos.
Lai novērstu augsnes piesārņojumu, ir pieļaujams izmantot fizikālās, bioloģiskās un ķīmiskās metodes. Visefektīvākās jomas ir šādas:
- Augsnes skābuma palielināšanās palielina piesārņojuma risku ar smagajiem metāliem. Tāpēc organisko vielu, kaļķu un mālu izmantošana zināmā mērā palīdz atrisināt problēmu.
- Atsevišķu augu sēšana, pļaušana un noņemšana no augsnes virsmas palīdz būtiski samazināt kaitīgo metālu koncentrāciju augsnes struktūrā. Turklāt šī metode ir videi draudzīga.
- Labus rezultātus dod arī gruntsūdeņu detoksikācija. Lai to izdarītu, tie tiek izsūknēti un iztīrīti.
- Ir svarīgi paredzēt un novērst smago metālu šķīstošās formas migrāciju.
- Sarežģītos gadījumos jums pilnībā jānoņem augsnes slānis un jāaizstāj ar jaunu.
Kaļķošana
Kaļķu pievienošana augsnei tiek uzskatīta par efektīvu metodi. Tas ietekmē augsnes ķīmiskās, bioloģiskās un fizikālās īpašības. Kombinācijā ar kaļķi mikroelementi veido slikti šķīstošos elementus. Tie pakāpeniski izšķīst ķīmiskās absorbcijas dēļ.
Augi, kas tiek stādīti ar kaļķi apstrādātā augsnē, satur minimālu metālu daudzumu. Šī viela samazina smago metālu daļiņu mobilitāti. Tajā pašā laikā palielinās to šķīdība.
Māla klāšana
Šī procedūra labvēlīgi ietekmē augsnes struktūru, ietekmējot smago metālu kustīgumu.Lietojot mālu, kas ietver minerālu piedevas, palielinās augsnes katjonu apmaiņas spēja. Māls absorbē metālus spēcīgāk nekā organiskās sastāvdaļas. Ietekmes pakāpi nosaka piesārņojošo elementu īpašības.
Augsnes mazgāšana
Ja toksisko vielu saturs ir augsts, ir vērts izmantot augsnes mazgāšanas metodi. Šim nolūkam tiek izmantoti reaģenti. Šai metodei ir vairāki trūkumi. Tie ietver smago metālu iekļūšanas risku gruntsūdeņos un vērtīgo vielu izvadīšanu no augsnes struktūras.
Izmantotais reaģents ir šķīstošie dzelzs sāļi, kam raksturīga zema toksicitātes pakāpe kultūraugiem. Pēc mazgāšanas substrāts ir jākaļķo un jāpievieno minerālvielas un organiskās vielas.
Dabiskie un mākslīgie sorbenti
Šī metode ietver ceolītu pievienošanu. Tie ir dabiski sorbenti elementi, kas palielina absorbēto mikroelementu daudzumu. Bioremediācijai izmanto vielmaiņas sēnītes. Ir arī pieņemami izmantot tārpus un kukaiņus. Šīs procedūras efektivitāti nosaka augsnes vispārējais stāvoklis, tās piesārņojuma pakāpe un sastāvs.
Kā sintētiskie sorbenti tiek izmantoti bioloģiski aktīvie atkritumi un aktīvā ogle. Jonu apmaiņas sveķi ir arī ļoti efektīvi.
Minerālmēsli
Minerālu preparātu sastāvdaļas ietekmē metālu kustīgumu. Bet šī metode ne vienmēr ir izdevīga, un, ja to izmanto nepareizi, tā var radīt lielu kaitējumu. Mēslošanas blakusparādība tiek uzskatīta par skābuma parametru palielināšanos, kas negatīvi ietekmē toksisko vielu mobilitāti.
Detoksikācijai tiek izmantotas fluoru saturošas zāles.Šo metodi var izmantot smaga piesārņojuma gadījumā. Ar zemu kaitīgo elementu saturu šādu kompozīciju izmantošana tikai pasliktinās augsnes vispārējo stāvokli.
Organiskie mēslošanas līdzekļi
Ar organiskām vielām piesātināta augsne ir mazāk jutīga pret negatīvo faktoru ietekmi. Organiskās vielas izraisa auglības pieaugumu un labvēlīgo elementu daudzuma palielināšanos, kas kultūraugiem nepieciešami normālai attīstībai.
Smago metālu uzkrāšanās sekas
Pārmērīgs kaitīgo metālu daudzums augsnē rada negatīvas sekas. Īpaši bīstamas ir patoloģijas, kas parādās, vielām nonākot organismā. Lielam daudzumam daudzu elementu ir neirotoksiska iedarbība. Intoksikācija var izraisīt akūtas un hroniskas patoloģijas un izraisīt dzīvībai bīstamas komplikācijas.
Augsnes piesārņojuma negatīvās sekas ir šādas:
- kultūras attīstības traucējumi;
- kopējās augsnes auglības samazināšanās;
- derīgo augu nāve;
- ūdens kvalitātes samazināšanās;
- barības vielu apjoma samazināšanās augsnes struktūrā;
- negatīva ietekme uz faunu;
- ietekme uz mikrobioloģiskajām īpašībām.
Augsnes piesārņojums ar metāliem provocē vielu cikla traucējumus dabā. Tas negatīvi ietekmē visas biosfēras sastāvdaļas.
