Экология на рубеже веков
Шрифт:
3.2. Источники загрязнения почв химическими веществами и тяжёлыми металлами
Почвы являются одним из важнейших объектов окружающей среды, на которых производится более 90 % продуктов питания и сырья для многих отраслей народного хозяйства.
По своему химическому составу и механическим свойствам они являются весьма своеобразным природным образованием. В них содержатся минералы, органические вещества, образующиеся в результате разложения растительной биомассы (около 5 %), вода, воздух, различные микроорганизмы, грибки, бактерии, а также различные металлы. Вследствие богатого и разнообразного состава в почвах происходят
В отличие от воздуха и воды в почве происходят также процессы самоочищения. Более того, для некоторых веществ, в частности, для тяжелых металлов, почвы являются хорошей депонирующей средой. Тяжелые металлы прочно сорбируются и взаимодействуют с почвенным гумусом, образуя труднорастворимые соединения, за счет чего идет их накопление в почве. Кроме того, под воздействием различных факторов в почве происходит постоянная миграция попадающих в неё веществ и перенос их на большие расстояния.
Загрязняющие почву вредные вещества могут переходить в воду, растения и, следовательно, в организм человека и животных.
Накопление химических веществ в почвах характеризуется своими закономерностями. Так, многочисленные исследования показали, что в большинстве случаев тяжелые металлы, радионуклиды и другие химические вещества, загрязняющие почвы, накапливаются в самом верхнем горизонте почв, глубина их распространения не превышает 10–20 см. В ряде случаев в особых ландшафтных условиях и на определенных типах почв они могут достигать 100–160 см. Проведённые исследования по особенностям геохимического состава почв в пахотном и подпахотном горизонтах почв Томской области (Рихванов Л. П. и др., 1993) подтверждают данные закономерности. В тех случаях, когда элементы накапливаются наиболее интенсивно в подпахотном горизонте, можно предполагать, что они характеризуют первичную геохимическую обстановку для данного типа почв.
Эти вещества могут подвергаться перемешиванию с грунтовыми и дождевыми водами, а также при таянии снега. Более того, с пылью полей загрязняющие вещества могут переноситься на большие расстояния. Степень вреда, наносимого людям, загрязнением почвы зависит от способности растений их поглощать. Воистину фантастическая природная предусмотрительность и благотворительность. И в это же время широкая доступность для загрязнения.
Вредные вещества в почву легко могут попасть из атмосферы в виде грубодисперсных фракций аэрозолей, с дождем и снегом. Почти безграничными путями загрязнения почв является человеческая деятельность – пути антропогенного, техногенного и сельскохозяйственного загрязнения.
С атмосферными осадками на почву могут выпадать азотная и серная кислоты, сульфаты, нитраты и многие другие вещества, в результате чего происходит подкисление почвы. Может также наблюдаться подщелачивание почв вокруг металлургических предприятий, особенно алюминиевых заводов и ТЭЦ на расстоянии 10–12 км от источников выбросов [57].
Степень загрязнения почвы вредными веществами, распределениеи перенос их на малые ибольшие расстояния зависят, прежде всего, от мощности и продолжительности работы предприятий, интенсивности движения транспорта, а такжеЛАНДШАФТНО-ГЕЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИХ условий (сорбционной способности почвы, движения воды в горизонте, значения pH и других факторов).
Почвымогут
Исследованию загрязнения почв должно предшествовать детальное изучение технологического процесса производства, состава используемого сырья, топлива, а также характеристики пыле– и газоочистных сооружений. Такое предварительное ознакомление позволяет определить группу веществ, поступающих в окружающую среду, т. е. приоритетных.
Потенциальными и фактическими источниками загрязнения почвы Cd, Pb, Nj, Zn, Hg, Cu, Fe, Mo, Sn, бенз(а)пиреном могут быть предприятия цветной металлургии, а Nj, Mn, Cr, Cd, Cu, Mo, Sn, Pb, Zn – черной металлургии.
Аналогичная зависимость содержания некоторых тяжелых металлов в почвах (ТМ) была установлена по многим промышленным предприятиям г. Томска и Томска-7 (Рихванов Л. П. и др., 1993; Рихванов Л. П., Нарзулаев С. Б. и др.,1993; Рихванов Л. П. и др., 1994).
Высокие концентрации бенз(а)пирена и других полициклических ароматических углеводородов могут давать выбросы ТЭЦ.
Максимальное содержание ТМ в почвах может наблюдаться на расстоянии 1–5 км от источников загрязнения (ближняя зона). По мере удаления от источника загрязнения ТМ уменьшается и на расстоянии 15–20 км приближается к фоновому их содержанию по многим типам почв.
Глубина проникновения ТМ в загрязнённых почвах обычно не превышает 20 см (пахотный слой почвы), при сильном – до 160 см.
Опасность такого загрязнения (проникновения) состоит в том, что при кислой реакции среды имеется угроза поступления токсичных металлов в виде растворимых форм в грунтовые воды (Орлов Д. С. и др., 1991).
Для почв, расположенных вне зоны влияния источника загрязнения, ТМ распределяются в почвах равномерно.
Тяжелые металлы обладают различноймиграционной способностью. Наибольшей миграционной способностью обладают Hg и Zn (ртуть и цинк). Они равномерно распределяются в слое почвы на глубине до 20 см. Однако свинец чаще всегораспределён в слое не глубже 2,5 см, т. е. занимает между ними промежуточное положение. Бывают случаи, когда свинец, кадмий и ртуть накапливаются в гумусовом слое почвы. Имеются указания на то, что гумусовый горизонт почв загрязнённых территорий значительно обогащен ТМ, так как органические вещества и соединения обладают хорошимиабсорбционными свойствами (гуминовые кислоты, торфа).(Орлов Д. С. и др., 1991).
Почвы, в зависимости от их типов, являются эффективным поглотителем многих химическихвеществ, в том числе и токсичных. Они обычно накапливаются в ихплодородном и пахотном слое. Среди веществ, удерживающихся в поверхностном слое почвы, занимают особое место пестициды.
Их можно обнаружить практически повсюду в окружающейприродной среде, в том числе и в районах, где их никогда не применяли. Такому распространению способствует ветер; они переносятся и с водными потоками. Устойчивость пестицидов в значительной степени зависит от типапочв. Тяжёлые глинистые почвы удерживают их дольше, чем легкие песчаные. Пестициды, все без исключения, обладают токсичными свойствами (сильно, слабо), а поэтому контроль их содержания в почве имеет большое значение для охраны здоровья населения, особенно детей.