Тяжелые металлы считаются распространенными загрязняющими элементами, содержание которых в грунте обязательно требуется держать под контролем. С чем же бывает связано загрязнение почвы тяжелыми металлами? К основным причинам попадания этих веществ в землю причисляется сжигание ископаемого топлива. Также возможны и другие пути. При этом наибольшую опасность представляют металлы с выраженными токсическими свойствами – ртуть, кадмий, свинец.
Какие металлы загрязняют почву
Есть несколько категорий опасности тяжелых металлов. По мнению Всемирной организации здравоохранения, к наиболее угрожающим веществам относят ртуть, кадмий и свинец. Не менее опасна и концентрация остальных элементов.
Ключевая угроза тяжелых металлов кроется в том, что они с трудом выводятся из организма и скапливаются в нем. Это становится причиной формирования токсинов. Они легко переходят из одной среды в другую, не разлагаясь. При этом вещества становятся причиной тяжелых патологий и часто вызывают необратимые последствия.
Ртуть
Поражение грунта ртутью может быть связано с проникновением в него пестицидов и всевозможных бытовых отходов. Это могут быть люминесцентные лампы и детали сломанных измерительных приборов.
Согласно официальной информации, годовой выброс ртути превышает 5000 тонн. Этот металл способен попадать в человеческий организм из загрязненного грунта. Если это наблюдается систематически, есть риск развития сложных поражений внутренних органов, включая нервную систему. При нарушении правил лечения интоксикации ртутью есть риск смертельного исхода.
Свинец
Большую опасность для людей представляет свинец. Он считается очень токсичным металлом. При добыче 1 тонны свинца 25 килограммов вещества попадает в окружающую среду. Большой объем элемента проникает в грунт с выхлопными газами.
Кадмий
Большую опасность для людей представляет загрязнение грунта кадмием. При попадании в почву он провоцирует искривление скелета и прекращение роста у детей. К тому же этот металл считается причиной выраженного болевого синдрома в спине.
Медь и цинк
Повышенная концентрация этих веществ в грунте провоцирует замедление роста и ухудшение плодоношения растений. Это в результате провоцирует внезапное снижение параметров урожайности. У людей наблюдаются аномальные процессы в печени, мозге, поджелудочной железе.
Молибден
Повышенное количество молибдена в структуре почвы провоцирует у людей опасные нарушения. Это вещество может стать причиной развития подагры. Также оно часто вызывает различные заболевания нервной системы.
Сурьма
Это вещество есть в отдельных видах руд. Оно присутствует в составе сплавов, которые применяются в разных производственных сферах. Избыточное количество сурьмы провоцирует сложные пищеварительные нарушения.
Мышьяк
Главными источниками загрязнения грунта мышьяком считаются вещества, которые применяются для борьбы с вредителями сельскохозяйственных растений. Это могут быть гербициды или инсектицидные вещества. Мышьяк имеет склонность к накоплению и приводит к хроническим отравлениям. Его соединения вызывают поражения кожи, нервной системы и мозга.
Марганец
Почва и растения содержат много этого элемента. В случае проникновения в грунт дополнительного количества марганца создается его избыточное количество. Это негативно отражается на работе человеческого организма, вызывая разрушение нервной системы.
Весьма опасен избыток и других тяжелых металлов. Таким образом, скопление этих веществ в грунте приводит к тяжелым последствиям для людей и экологии.
Как бороться с проблемой
Перед тем, как пытаться устранить проблему, важно провести диагностику степени загрязнения грунта тяжелыми металлами. Для этого применяют разные способы. Каждый из них обладает своей спецификой и отличается по эффективности в зависимости от региона. Потому уровень вредных веществ оценивают в зависимости от потенциальных источников загрязнения.
Существуют следующие виды исследований:
- Биоиндикация. В этом случае проводят определение состояния почвы, которое отражается биологическими индикаторами. К ним относят состояние растений на территории, активность почвенных микроорганизмов, реакции мхов и лишайников на процессы, протекающие в структуре земли.
- Определение степени загрязнения снежного покрова. В промышленных областях микроэлементы проникают в почву с техногенной пылью. Она оседает и впоследствии попадает в грунтовые слои. Благодаря оценке снежного покрова зимой удается определить приблизительное количество металлов, которые попадают в почву на протяжении определенного временного интервала.
- Оценка магнитной восприимчивости грунта. Это экспресс-метод, который позволяет определить объемов оксидов железа, присутствующих в грунте. Эти элементы представляют собой основных разносчиков загрязнений при попадании выбросов в атмосферу.
В областях, в которых грунт больше всего загрязняется тяжелыми металлами, нужно проводить учет численности микроорганизмов. Этот параметр отображает параметры активности грунта и качество процессов разложения и абсорбции элементов.
Второй путь устранения проблем заключается в восстановлении грунта, который уже подвергался негативному влиянию. Для этого применяют методы, которые помогают уменьшить объем металлов и нейтрализовать их.
Для устранения загрязнения грунта допустимо применять физические, биологические и химические методы. К наиболее действенным направлениям относят следующее:
- Повышение кислотности грунта увеличивает риск его загрязнения тяжелыми металлами. Потому использование органики, извести и глины помогает в определенной мере решить проблему.
- Посев, скашивание и удаление некоторых растений с поверхности грунта помогает значительно уменьшить концентрацию вредных металлов в структуре почвы. Помимо этого, данный метод отличается экологичностью.
- Детоксикация подземных вод тоже дает хорошие результаты. Для этого их откачивают и очищают.
- Важно строить прогнозы и устранять миграцию растворимой формы тяжелых металлов.
- В сложных случаях нужно полностью удалить почвенный слой и заменить его на новый.
Известкование
Внесение в грунт извести считается эффективным методом. Он влияет на химические, биологические и физические характеристики почвы. В комбинации с известью микроэлементы формируют труднорастворимые элементы. Они понемногу рассасываются благодаря химическому поглощению.
Растения, которые посажены в грунт, обработанный известью, включают минимум металлов. Это вещество приводит к снижению подвижности частиц тяжелых металлов. При этом их растворимость увеличивается.
Глинование
Эта процедура благоприятно влияет на структуру грунта, сказываясь на подвижности тяжелых металлов. При использовании глины, которая включает минеральные добавки, повышается катионообменная емкость почвы. Глина поглощает металлы сильнее, чем органические компоненты. Степень воздействия определяется характеристиками загрязняющих элементов.
Промывка почв
При высоком содержании токсических веществ стоит применять способ промывки грунта. Для этого используют реагенты. Данный метод имеет ряд минусов. К ним относят риск попадания тяжелых металлов в грунтовые воды и выведение ценных веществ из структуры почвы.
В качестве реагента используют растворимые соли железа, которые отличаются невысокой степенью токсичности для культур. После промывки требуется выполнить известкование субстрата и внести минеральные средства и органику.
Природные и искусственные сорбенты
Этот способ заключается во внесении цеолитов. Они представляют собой натуральные сорбирующие элементы, которые увеличивают количество впитываемых микроэлементов. Для биоремедиации применяются метаболические грибы. Также допустимо использовать червей и насекомых. Эффективность этой процедуры определяется общим состоянием грунта, степенью его загрязнения и составом.
В качестве синтетических сорбентов используют биологически активные отходы и активированный уголь. Также высокой эффективностью отличаются ионообменные смолы.
Минеральные удобрения
Ингредиенты минеральных препаратов отражаются на подвижности металлов. Но этот метод не всегда приносит пользу, а при неправильном использовании может причинить большой вред. Побочным эффектом внесения подкормок считается увеличение параметров кислотности, что отрицательно отражается на подвижности токсических веществ.
Для детоксикации применяют фторсодержащие препараты. Этот способ допустимо использовать при выраженных загрязнениях. При небольшом содержании вредных элементов использование таких составов лишь усугубит общее состояние грунта.
Органические удобрения
Насыщенный органикой грунт менее чувствителен к влиянию отрицательных факторов. Органические вещества провоцируют повышение плодородности и увеличение количества полезных элементов, которые нужны культурам для нормального развития.
Последствия накопления тяжелых металлов
Избыточное количество вредных металлов в земле приводит к отрицательным эффектам. Особенную опасность представляют патологии, которые появляются в случае проникновения веществ в организм. Большое количество многих элементов отличается нейротоксическим эффектом. Интоксикация может приводить к острым и хроническим патологиям и вызывать опасные для жизни осложнения.
К негативным последствиям загрязнения грунта относят следующее:
- нарушение развития культур;
- уменьшение общей плодородности почвы;
- гибель полезных растений;
- снижение качества воды;
- уменьшение объема питательных элементов в структуре грунта;
- отрицательное воздействие на фауну;
- влияние на микробиологические свойства.
Загрязнение грунта металлами провоцирует нарушение круговорота веществ в природе. Это негативно сказывается на всех составляющих биосферы.
