RSS подписка
--- » Загрязнение тяжелыми металлами почв Республики Беларусь

Загрязнение окружающей среды в республике вызывает особое беспокойство ее жителей, усилившееся после сообщений из Японии о заболеваниях минамата и итай-итай. Первое из них было вызвано употреблением в пищу отравленной ртутью рыбы. Наиболее тяжелые случаи заболевания заканчивались параличом, слепотой, расстройством психики и речи. Не менее опасна и вторая болезнь, вызываемая отравлением кадмием и проявляющаяся страшной болью в суставах, что и определило ее название.
В связи с увеличивающимся загрязнением биосферы особый интерес и важное практическое значение имеет, с одной стороны, познание механизмов и закономерностей поведения и распределения ТМ в окружающей среде, с другой – тот факт, что свыше 90% всех болезней человека прямо или косвенно связаны с состоянием окружающей среды, которая является либо причиной возникновения заболеваний, либо способствует их развитию. ТМ вызывают сердечно-сосудистые расстройства, тяжелые формы аллергии, обладают эмбриотропным и канцерогенными свойствами. Они являются генетическими ядами, поскольку аккумулируются в организме с отдаленным эффектом действия, проявляющимся в наследственных заболеваниях, умственных расстройствах и т.д.
Несбалансированность микроэлементного состава кормов и пищевых продуктов приводит к нарушению минерального обмена, что является причиной и механизмом возникновения многих заболеваний, в том числе сердечно-сосудистых, онкологических и других. Например, первичный дефицит меди, а также неблагоприятное соотношение этого элемента с цинком приводит к биохимическим сдвигам, которые можно рассматривать в качестве факторов риска ишемической болезни сердца. Имеющиеся данные указывают на то, что необходимо обратить внимание на нормирование питания человека в отношении цинка, меди и селена. Систематическое потребление этих микроэлементов с пищей и лекарственными препаратами в будущем станет одним из путей профилактики ишемической болезни сердца и атеросклероза.
Интересен опыт Финляндии по улучшению качества продуктов питания. Анализ сельскохозяйственной продукции в масштабах этой страны показал, что содержание в ней селена в несколько раз меньше, чем в аналогичной продукции, производимой в других странах. Следствием этого стало широкое распространение среди населения некоторых заболеваний кровеносной системы, сердца и др. В Финляндии с 1984 г. стали добавлять по 6–16 мг селена на 1 кг минеральных удобрений, что позволило увеличить его содержание в продуктах питания до расчетного уровня и снизить заболеваемость населения.
Основными источниками загрязнения почв ТМ являются выбросы в атмосферу загрязняющих веществ автотранспортом, объектами энергетики и промышленными предприятиями. В 1997 г. в Беларуси было выброшено в атмосферу 2078,3 тыс. т загрязняющих веществ, из которых 1654,8 тыс. т, или 79,6%, – автотранспортом (В.Ф. Логинов и др., 1997). Ежегодно в городах Беларуси на очистных сооружениях образуется более 5 млн. м3 осадка, и его количество с каждым годом возрастает.
Мощный источник атмосферного загрязнения – тепловые электростанции (27% всех выбросов в атмосферу) и предприятия по добыче и изготовлению строительных материалов (8,1%). От 10 до 30% поступивших в атмосферу тяжелых металлов оседает в радиусе 10 км от промышленного предприятия. В Беларуси в атмосферу ежегодно выбрасывается 400 т никеля, 290 – мышьяка, 230 – урана, 174 – кобальта, 58 т свинца.
На концентрацию загрязняющих веществ в экосистеме республики определенное влияние оказывают периодические их переносы воздушными массами с запада.
Крупномасштабного картирования с учетом содержания кадмия, свинца, хрома, никеля и других токсичных элементов в почвах сельскохозяйственных угодий не проводилось. Однако выборочные исследования вблизи крупных городов показали появление очагов загрязнения почв тяжелыми металлами.
Основным элементом-загрязнителем пригородных почв является свинец. Повышенное его содержание наблюдается в пригородных зонах Минска, Гомеля, Могилева. Загрязнение почв свинцом на уровне ПДК (32 мг/кг) и выше отмечено локально, небольшими участками, по направлению господствующих ветров. На отдельных полях Минской овощной фабрики, где на протяжении ряда лет применялись в качестве удобрений твердые бытовые отходы, содержание свинца достигает 40-57 мг/кг почвы. На этих же полях содержание подвижных форм цинка и меди в почве составляет соответственно 65 и 15 мг/кг при предельном уровне для цинка 23 мг/кг и меди 5 мг/кг [20].
Вдоль автомагистралей почва сильно загрязнена свинцом и в меньшей степени кадмием. Загрязнение почв придорожных полос автомобильных дорог межгосударственного (Брест - Москва, Санкт-Петербург - Одесса), республиканского (Минск - Слуцк, Минск - Логойск) и местного (Заславль - Дзержинск, Жабинка - Б. Мотыкалы) значения наблюдается на расстоянии до 25-50 м от полотна дороги в зависимости от рельефа местности и наличия лесозащитных полос. Максимальное содержание свинца в почве отмечено на расстоянии 5-10 м от автотрассы. Оно выше фонового значения в среднем в 2-2,3 раза, но несколько ниже или близко к ПДК [230].
Содержание кадмия в почвах Беларуси находится на уровне фона (до 0,5 мг/кг). Превышение фона до 2,5 раза отмечено локально на расстоянии до 3-5 км от крупных городов и достигает 1,0-1,2 мг почвы при ПДК 3 мг/кг для стран Западной Европы (ПДК кадмия для почв Беларуси не разработана). Площадь почв в Беларуси, загрязненных от различных источников свинцом в настоящее время ориентировочно составляет 100 тыс. га, кадмием – 45 тыс. га [20].
В настоящее время производится агрохимическое картирование на содержание меди и цинка в почвах Беларуси, и уже установлено, что в республике 260,3 тыс. га сельскохозяйственных земель загрязнены медью и 179,3 тыс. га – цинком.
Среднее содержание подвижной меди в почвах пашни невелико и составляет 2,1 мг/кг, улучшенных сенокосных и пастбищных земель – 2,4 мг/кг. В целом по республике 34% пахотных и 36% сенокосных и пастбищных земель имеют очень низкую обеспеченность медью (менее 1,5 мг/кг) и остро нуждаются в применении медьсодержащих удобрений. На почвах с избыточным содержанием меди (3,3% сельскохозяйственных земель) использование любых форм удобрений, содержащих медь, должно быть исключено.
В Беларуси выявлено 179 тыс. га сельскохозяйственных земель с избыточным содержанием цинка, в том числе в опасной степени загрязнено этим элементом (более 16 мг/кг почвы) 39 тыс. га, или 0,5%, главным образом в Гомельской, Минской и Могилевской областях (табл.17). Тем не менее большая часть сельскохозяйственных земель (55% пахотных и 52% улучшенных сенокосов и пастбищ) слабо обеспечены цинком (менее 3,0 мг/кг почвы).
Тяжелые металлы в минеральных удобрениях являются естественными примесями, содержащимися в агрорудах, поэтому их количество в минеральных удобрениях зависит от исходного сырья и технологии переработки. Из химических элементов, содержащихся в фосфорных удобрениях, наиболее опасен кадмий, который является составной частью фосфатной руды. В зависимости от геологического происхождения и географического распространения фосфатные руды содержат разное количество кадмия, который переходит в удобрения, изготавливаемые из концентратов этих руд. В фосфатном сырье из России, которое используется в Беларуси, содержание кадмия минимально, оно значительно ниже, чем в фосфоритах Марокко, США и тем более в фосфатном сырье из Сенегала.
Минимальное содержание кадмия отмечено в аммофосе, произведенном Воскресенским заводом, а максимальное – Череповецким. Однако оно во всех удобрениях незначительно и не представляет опасности с точки зрения загрязнения окружающей среды.
Исследования А.А. Поповой по определению валового содержания тяжелых металлов в минеральных, органических и известковых удобрениях показали, что в аммиачной селитре в незначительных количествах содержится кадмий, медь, в несколько больших – цинк и свинец.
Более высокое содержание кадмия в фосфорных удобрениях и хлористом калии, цинка – в навозе. Потенциальными загрязнителями окружающей среды считаются удобрения, содержащие более 8 мг/кг кадмия. Кадмий в фосфорных удобрениях, которые производятся в странах СНГ, содержится в незначительных количествах и не представляет опасности для окружающей среды. Высокая концентрация кадмия отмечена в суперфосфате, произведенном в США (50-100 мг/кг) [62].
Как показали исследования ВИУА, кафедры агрохимии БГСХА, НИГПИПА, других научно-исследовательских учреждений, количество ТМ, поступающих в почву с минеральными и органическими удобрениями, заметно не меняет природных уровней содержания тяжелых металлов в почвах и не представляет опасности с точки зрения загрязнения. Экологически опасными могут быть фосфорные удобрения, полученные из сырья африканских стран (Марокко, Сенегала и др.), а также из фосфоритов США. Серьезного внимания заслуживают сточные воды, компосты из твердых бытовых отходов, отличающиеся повышенным содержанием ТМ. Так, в осадках сточных вод Могилева содержалось (в мг/кг сухого вещества): цинка – 300-1400, меди – 89-309, хрома – 142-264. никеля – 89-100, марганца – 640-961, свинца – 14-71, кобальта – 80-114, кадмия – 5-9. Присутствие ТМ в осадках сточных вод является главным препятствием их широкого использования в качестве удобрений.
Вокруг промышленных предприятий накапливается большое количество отходов различного происхождения, которые занимают не только значительные площади, выводя их из хозяйственного использования, но и загрязняют окружающую среду вредными веществами. Одно из направлений утилизации отходов – использование их в качестве нетрадиционных органических удобрений (НОУ), к которым относят твердые бытовые отходы (ТБО), осадок сточных вод (ОСВ), активный ил, кору и опилки, лигнин, сапропель, вермикомпост, гуматы. Наличие тяжелых металлов в составе НОУ при отсутствии контроля за их содержанием и при избыточном внесении в почву может привести к ее загрязнению. Основное достоинство нетрадиционных органических удобрений – наличие в их составе органического вещества, которое, в свою очередь, является активным сорбентом ТМ. Связывая их, органическое вещество препятствует миграции тяжелых металлов с почвенно-грунтовыми водами, снижает уровень их биологического поглощения и тем самым способствует получено продукции высокого качества. Это необходимо учитывать при разработке экологических нормативов на производство и применение нетрадиционных органических удобрений. При использовании отходов в качестве удобрений, кроме прочих ограничений, они регламентируются по содержанию ТМ. Содержание кадмия в них не должно превышать 20 мг/кг, хрома и свинца – 750, ртути – 16, никеля – 300, цинка – 2500, меди –1000 мг/кг [224].
Предельно допустимые уровни содержания тяжелых металлов в сточных водах и предельно допустимые уровни внесения ТМ в почву с осадками сточных вод приведены в таблицах 22, 23.
Поступление большого количества ТМ в почву с осадками сточных вод (ОСВ) имеет свои специфические особенности. Высокое содержание органического вещества способствует образованию металлорганических соединений различной природы, что изменяет растворимость тяжелых металлов в почве и их доступность растениям. Кроме того, металлорганические соединения тяжелых металлов легче включаются в пищевые цепи, чем их неорганические соединения, и поэтому являются наиболее опасными формами ТМ. Образование растворимых органических комплексов соединений тяжелых металлов ведет к снижению их адсорбции в почве. В связи с этим, регламентируются уровни внесения ТМ в почву с осадками сточных вод (табл. 23).
Установить пределы безопасного содержания того или иного элемента в почве сложно. Уровень токсичности элементов зависит от гранулометрического состава почвы, ее кислотности, содержания гумуса, вида растений и т.д. Если культура снижает урожайность из-за присутствия в почве того или иного металла на 5-10%, то уровень его содержания в почве считается токсичным.
В ряде случаев на почвах, загрязненных ТМ, урожайность зерновых снижалась на 20-30%, сахарной свеклы – на 35, бобовых – 40, картофеля – на 47%. По данным Н.А. Черных, В.Ф. Ладонина (1995), гибель зерновых культур наблюдается при содержании кадмия 20 мг/кг, цинка – 500, свинца – 500, меди – 350 мг/кг почвы.
На кафедре агрохимии Белорусской государственной сельскохозяйственной академии для изучения влияния различных уровней загрязнения дерново-подзолистых легкосуглинистых почв свинцом, медью, цинком, кадмием на урожайность яровой пшеницы, яровой тритикале, картофеля, горохо-овсяной смеси, их накопление в зерне, соломе, клубнях, ботве, зеленой массе, а также для разработки мероприятий по снижению поступления тяжелых металлов в растения был заложен опыт с искусственно смоделированными уровнями загрязнения почвы ТМ.
При сильном загрязнении почвы медью урожайность однолетних трав снижалась на 20%, яровой пшеницы на 26%, яровой тритикале на 18% и картофеля на 69%. Таким образом, при сильном загрязнении почвы медью наиболее сильно снижалась урожайность картофеля (табл. 25, 26).
Цинк был менее токсичным для изучаемых сельскохозяйственных культур, чем медь. При сильном загрязнении почвы цинком урожайность однолетних трав снижалась на 24%, яровой пшеницы на 17%, яровой тритикале на 16% и картофеля на 15%. В то же время цинк более активно поступал в растения. Установлены следующие ряды по накоплению меди и цинка изучаемыми культурами с учетом МДУ:
для меди: горохо-овсяная смесь < яровая пшеница < картофель < яровая тритикале;
для цинка: картофель< яровая пшеница < яровая тритикале < горохо-овсяная смесь.
Известкование в двойной дозе на гидролитической кислотности снижало токсическое действие на растения однолетних трав и яровой тритикале сильного загрязнения почвы медью, и их урожайность в этом варианте не отличалась от фоновой. Наиболее эффективным приемом, устранявшим отрицательное действие на урожайность клубней картофеля сильного загрязнения почвы медью, было сочетание известкования с внесением 50 т/га навоза.
С увеличением уровня загрязнения почвы медью накопление ее в зеленой массе горохо-овсяной смеси, зерне яровой пшеницы и яровой тритикале, клубнях картофеля возрастало, но его содержание не выходило за пределы допустимого (ОДК и МДУ).
Следовательно, горохо-овсяная смесь, яровая пшеница, яровая тритикале и картофель являются культурами, которые накапливают мало меди в товарной части урожая и их можно возделывать даже на сильно загрязненных этим металлом почвах.
Цинк хотя и был менее токсичным для изучаемых культур, но на сильно загрязненных почвах его накопление в продукции значительно превышало ОДК и МДУ. На загрязненных цинком дерново-подзолистых легкосуглинистых почвах получение зеленой массы горохо-овсяной смеси и зерна яровой пшеницы с допустимым содержанием этого тяжелого металла было возможным при сочетании известкования с внесением 50 т/га навоза. Для картофеля эффективными приемами, позволяющими получить клубни с допустимым уровнем содержания цинка, было внесение 50 т/га навоза, известкование по гидролитической кислотности в одинарной или двойной дозе, а также применение 5 т/га биогумуса. Ни один из названных приемов не позволил получить зерно яровой тритикале с допустимым уровнем содержания в зерне цинка, поэтому такую культуру не следует выращивать на сильно загрязненных цинком почвах
Главным направлением защиты земель от загрязнения тяжелыми металлами остается выявление и устранение источников их поступления в почву. В этом плане первостепенное значение приобретает организация мониторинга загрязнения почв ТМ и другими токсикантами и разработка комплексных общегосударственных мероприятий по охране земель. Уменьшить поступление тяжелых металлов в растения можно с помощью разнообразных агротехнических приемов.




Внимание! Копирование материалов допускается только с указанием ссылки на сайт Neznaniya.Net
Другие новости по теме:
Автор: Admin | Добавлено: 25-03-2012, 15:42 | Комментариев (0)
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Разделы
Друзья
Платная металлочерепица и кровельная вентиляция.
велосипед stels cross 150 lady, фотографии и.


Календарь
«    Август 2014    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31