Влияние почв на загрязнение токсическими веществами
ремещении пестицидов и
служит для временного поддержания в парообразном или растворенном состоянии
или в виде суспензии на поверхности почвенных частиц. Особо важную роль в
адсорбции пестицидов играют ил и органическое вещество почвы, составляющие
«коллоидальный комплекс» почвы. Адсорбция сводится к ионно-катионному
обмену отрицательно заряженных илистых частиц и кислотных групп гумусовых
веществ, либо анионному, благодаря присутствию гидроксидов металлов
(Al(OH)3 и Fe(OH)3) или происходит в форме молекулярного обмена. Если
адсорбированные молекулы нейтральны, то они удерживаются на поверхности
илистых частиц и гумусовых коллоидов двухполюсными силами, водородными
связями и дисперсными силами. Адсорбция играет первостепенную роль в
накоплении пестицидов в почве, которые адсорбируются ионным обменом или в
форме нейтральных молекул в зависимости от их природы.
Передвижение пестицидов в почве происходит с почвенным раствором или
одновременно с перемещением коллоидных частиц, на которых они
адсорбированы. Это зависит как от процессов диффузии так и массового тока
(разжижение), которые представляют собой обычный способ вымывания.
При поверхностном стоке, вызываемом осадками или орошением, пестициды
передвигаются в растворе или суспензии, скапливаясь в углублениях почвы.
Данная форма передвижения пестицидов зависит от рельефа местности,
эродированности почв, интенсивности осадков, степени покрытия почв
растительностью, периода времени, прошедшего с момента внесения пестицида.
Количество пестицидов, передвигающихся с поверхностным стоком, составляет
более 5% от внесенного в почву. По данным румынского НИИ почвоведения и
агрохимии на стоковых площадках в экспериментальном центре Алдены в
результате промывных дождей одновременно с почвой происходит и потеря
триазина. На стоковых площадках с уклоном 2,5% в Билчешть-Арджече в
поверхностных водах были обнаружены остаточные количества ГХЦГ от 1,7 до
3,9 мг/кг, а в суспензии – от 0,041 до 0,085 мг/кг ГХЦГ и от 0,009 до 0,026
мг/кг ДДТ.
Вымывание пестицидов по профилю почв заключается их передвижении
вместе с циркулирующей в почве водой, что обусловлено в основном физико-
химическими свойствами почв, направлением движения воды, а также процессами
адсорбции и десорбции пестицидов коллоидными частицами почвы. Так, в почве,
ежегодно в течение длительного времени обрабатываемой ДДТ в дозе 189 мг/га,
через 20 лет обнаружено 80% этого пестицида, проникшего на глубину 76 см.
По данным исследований, проведенных в Румынии, не трех различных
почвах (аллювиальной очищенной, типичной солончаковой, мощном черноземе),
где проводились обработки хлорорганическими инсектицидами (ГЦХГ и ДДТ) в
течение 25 лет (при орошении в течение последнего десятилетия), остаточные
количества пестицидов достигли глубины 85 см в типичном солончаке, 200 см в
аллювиальной очищенной почве и 275 см в перерытом черноземе при
концентрации 0,067 мг/кг ГЦХГ и соответственно 0,035 мг/кг ДДТ на глубине
220 см.
На пестициды, попавшие в почву, оказывают влияние различные факторы
как в период их эффективности, так и в дальнейшем, когда препарат уже
становится остаточным. Пестициды в почве подвержены разложению,
обусловленному небиотическими и биотическими факторами и процессами.
Физические и химические свойства почв влияют на преобразования,
находящихся в ней пестицидов. Так глины, окислы, гидроокислы и ионы
металлов, а также органическое вещество почвы выполняют роль катализаторов
во многих реакциях разложения пестицидов. Гидролиз пестицидов идет при
участии грунтовой воды. В результате реакции со свободными радикалами
гумусовых веществ происходит изменение составных частиц почвы и
молекулярного строения пестицидов.
Во многих работах подчеркивается большое значение почвенных
микроорганизмов в разложении пестицидов. Существует очень мало действующих
веществ, не разлагающихся биологическим путем. Продолжительность разложения
пестицидов микроорганизмами может колебаться от нескольких дней до
нескольких месяцев, а иногда и десятков лет, в зависимости от специфики
действующего вещества, видов микроорганизмов, свойств почв. Разложение
действующих веществ пестицидов осуществляется бактериями, грибами и высшими
растениями.
Обычно разложение пестицидов, особенно растворимых, реже
адсорбированных почвенными коллоидами, происходит при участии
микроорганизмов.
Грибы участвуют главным образом в разложении слаборастворимых и
слабоадсорбируемых почвенными коллоидами гербицидов.
Рекультивация и контроль за загрязнением почв тяжелыми металлами и
пестицидами
Выявление загрязнения почв тяжелыми металлами производят прямыми
методами отбора почвенных проб на изучаемых территориях и их химического
анализа на содержание тяжелых металлов. Эффективно также использовать для
этих целей ряд косвенных методов: визуальная оценка состояния фитогенезов,
анализ распространения и поведения видов – индикаторов среди растений,
беспозвоночных и микроорганизмов.
Для выявления пространственных закономерностей проявления загрязнения
почв используют сравнительно-географический метод, методы картирования
структурных компонентов биогеоценозов, в том числе и почв. Такие карты не
только регистрируют уровень загрязнения почв тяжелыми металлами и
соответствующие изменения в напочвенном покрове, но позволяют
прогнозировать изменение состояния природной среды.
Рекомендовано отбирать образцы почв и растительности по радиусу от
источника загрязнения с учетом господствующих ветров по маршруту
протяженностью 25-30 км.
Расстояние от источника загрязнения для выявления ореола загрязнения
может колебаться в значительных пределах и в зависимости от интенсивности
загрязнения и силы господствующих ветров может изменяться от сотен метров
до десятков километров.
В США на борту ресурсного спутника ЭРТС-1 были установлены датчики для
выяснения степени повреждения веймутовой сосны сернистым газом и почвы
цинком. Источником загрязнения был цинкоплавильный завод, действующий с
дневным выбросом цинка в атмосферу 6,3-9 тонн. Зарегистрирована
концентрация цинка, равная 80 тыс. мкг/г в поверхностном слое почвы в
радиусе 800 м от завода. Растительность вокруг завода погибла в радиусе 468
гектаров. Сложность использования дистанционного метода заключается в
интеграции материалов, в необходимости при расшифровке полученных сведений
серии контрольных тестов в районах конкретного загрязнения.
Выявление уровня токсичности тяжелых металлов непросто. Для почв с
разными механическими составами и содержанием органического вещества этот
уровень будет неодинаков. В настоящее время сотрудниками институтов гигиены
предприняты попытки определить ПДК металлов в почве. В качестве тест-
растений рекомендованы ячмень, овес и картофель. Токсичным уровень считался
тогда, когда происходит снижение урожайности на 5-10%. Предложены ПДК для
ртути – 25 мг/кг, мышьяка – 12-15, кадмия – 20 мг/кг. Установлены некоторые
губительные концентрации ряда тяжелых металлов в растениях (г/млн.): свинец
– 10, ртуть – 0,04, хром – 2, кадмий – 3, цинк и марганец – 300, медь –
150, кобальт – 5, молибден и никель – 3, ванадий – 2.
Защита почв от загрязнения тяжелыми металлами базируется на
совершенствовании производства. Например, на производство 1 т хлора при
одной технологии расходуют 45 кг ртути, а при другой – 14-18 кг. В
перспективе считают возможным снизить эту величину до 0,1 кг.
Новая стратегия охраны почв от загрязнения тяжелыми металлами
заключена также в создании замкнутых технологических систем, в организации
безотходных производств.
Отходы химической и машиностроительной промышленности также
представляют собой ценное вторичное сырье. Так отходы машиностроительных
предприятий являются ценным сырьем для сельского хозяйства из-за фосфора.
В настоящее время поставлена задача обязательной проверки всех
возможностей утилизации каждого вида отходов, прежде их захоронения или
уничтожения.
При атмосферном загрязнении почв тяжелыми металлами, когда они
концентрируются в больших количествах, но в самых верхних сантиметрах
почвы, возможно удаление этого слоя почвы и его захоронение.
В последнее время рекомендован ряд химических веществ, которые
способны инактивировать тяжелые металлы в почве или понизить их
токсичность. В ФРГ предложено применение ионообменных смол, образующих
хелатные соединения с тяжелыми металлами. Их применяют в кислотной и
солевой формах или в смеси той и другой форм.
В Японии, Франции, ФРГ и Великобритании одна из японских фирм
запатентовала способ фиксирования тяжелых металлов меркапто-8-триазином.
При использовании этого препарата кадмий, свинец, медь, ртуть и никель
прочно фиксируются в почве в виде нерастворимой и недоступной для растений
форм.
Известкование почв уменьшает кислотность удобрений и растворимость
свинца, кадмия, мышьяка и цинка. Поглощение их растениями резко
уменьшается. Кобальт, никель, медь и марганец в нейтральной или
слабощелочной среде также не оказывают токсического действия на растения.
Органические удобрения, подобно органическому
| |  скачать работу |
Влияние почв на загрязнение токсическими веществами |
