Vyanzo vikuu vya metali nzito ni taka za viwandani, aina mbali mbali za mitambo ya umeme, viwanda kutoka kwa tasnia ya madini na usindikaji, na vile vile moshi kutoka kwa magari na vifaa vingine. Mara nyingi, metali nzito huingia kwenye mazingira kwa njia ya erosoli au misombo ya kemikali kama vile sulfates, sulfidi, carbonates, oksidi, nk.

Ni ipi kati ya metali nzito ambayo mara nyingi huchafua udongo? Metali nzito za kawaida katika taka za viwandani ni zebaki, risasi na cadmium. Pia, arseniki, zinki, chuma, shaba na manganese mara nyingi hupatikana kati ya uzalishaji unaodhuru.

Metali nzito zinaweza kuingia katika mazingira katika fomu zisizo na maji na mumunyifu.

Njia za uchafuzi wa udongo na metali nzito

Njia ya kwanza ya uchafuzi wa metali nzito kwenye udongo ni kuingia ndani ya maji na kueneza zaidi maji haya ardhini.

Chaguo jingine ni kutolewa kwa metali nzito kwenye angahewa na mvua kupitia utuaji kavu au uwekaji mvua.

Mwingiliano wa udongo na metali nzito

Udongo ni adsorbent ya aina mbalimbali za vipengele vya kemikali, ikiwa ni pamoja na metali nzito. Kwa muda mrefu, wako ardhini, wakipitia uchafuzi wa taratibu. Kwa metali nzito, vipindi hivi vinaweza kuwa mamia kadhaa au hata maelfu ya miaka.

Ioni nzito na nyingine za chuma zinaweza kuguswa na vipengele vya udongo, vinavyotumiwa na leaching, mmomonyoko wa ardhi, deflation na mimea.

Kuna njia gani za kuamua metali nzito kwenye udongo?

Kwanza kabisa, mtu lazima aelewe kwamba muundo wa udongo ni tofauti, kwa hiyo, hata kwenye shamba moja la ardhi, viashiria vya udongo vinaweza kutofautiana sana katika sehemu tofauti zake. Kwa hivyo, unahitaji kuchukua sampuli kadhaa na uchunguze kila moja kando, au uchanganye kuwa misa moja na uchukue sampuli kwa utafiti kutoka hapo.

Idadi ya njia za kuamua metali kwenye udongo ni kubwa sana, kwa mfano, baadhi yao:

• njia ya kuamua fomu zinazohamishika.
• njia ya kuamua fomu zinazoweza kubadilishwa.
• njia ya kutambua aina za asidi-mumunyifu (technogenic).
• mbinu ya maudhui ya jumla.

Kutumia mbinu hizi, mchakato wa kuchimba metali kutoka kwenye udongo unafanywa. Baadaye, ni muhimu kuamua asilimia ya metali fulani kwenye hood yenyewe, ambayo teknolojia tatu kuu hutumiwa:

2) Vipimo vya plasma vilivyounganishwa kwa inductively.

3) Njia za electrochemical.

Kifaa cha teknolojia inayofaa kinachaguliwa kulingana na kipengele gani kinachunguzwa na nini mkusanyiko wake unatarajiwa katika mtoaji wa udongo.

Mbinu za Spectrometric za kusoma metali nzito kwenye udongo

1) Mtazamo wa kunyonya kwa atomiki.

Sampuli ya udongo hupasuka katika kutengenezea maalum, baada ya hapo reagent imefungwa na chuma fulani, iliyosababishwa, kavu na calcined ili uzito uwe mara kwa mara. Kisha uzani unafanywa kwa kutumia mizani ya uchambuzi.

Ubaya wa njia hii ni pamoja na muda mwingi unaohitajika kwa uchambuzi na kiwango cha juu cha sifa za mtafiti.

2) Mtazamo wa kunyonya atomiki na atomization ya plasma.

Hii ni njia ya kawaida zaidi ya kuamua metali kadhaa tofauti mara moja kwa wakati mmoja. Pia inajulikana kwa usahihi wake. Kiini cha njia ni kama ifuatavyo: sampuli lazima ibadilishwe kuwa hali ya atomiki ya gesi, kisha kiwango cha kunyonya kwa mionzi na atomi za gesi - ultraviolet au inayoonekana - inachambuliwa.

Njia za electrochemical kwa ajili ya utafiti wa metali nzito katika udongo

Hatua ya maandalizi ni kufuta sampuli ya udongo katika suluhisho la maji. Katika siku zijazo, teknolojia zifuatazo hutumiwa kuamua metali nzito ndani yake:

• potentiometri.
• voltammetry.
• conductometry.
• coulometry.

Huduma ya Shirikisho ya Usimamizi wa Ulinzi wa Haki za Mtumiaji na Ustawi wa Kibinadamu

2.1.7. UDONGO, USAFISHAJI WA MAENEO YAKE, TAKA YA UZALISHAJI NA MATUMIZI ULINZI USAFI WA UDONGO.

Kiwango cha juu kinachokubalika (MPC) cha kemikali kwenye udongo

Viwango vya usafi
GN 2.1.7.2041-06

1. Imetayarishwa na timu ya waandishi inayojumuisha: N.V. Rusakov, I.A. Kryatov, N.I. Nakala nyembamba, J.J. Gumarova, N.V. Pirtahia (Taasisi ya Utafiti ya Taasisi ya Jimbo ya Ikolojia ya Binadamu na Usafi wa Mazingira iliyopewa jina la AN Sysin, Chuo cha Sayansi ya Tiba cha Urusi); A.P. Veseloe (Huduma ya Shirikisho ya Usimamizi wa Ulinzi wa Haki za Mtumiaji na Ustawi wa Kibinadamu).

2. Imependekezwa ili kuidhinishwa na Ofisi ya Tume ya Udhibiti wa Hali ya Usafi na Epidemiological chini ya Huduma ya Shirikisho ya Usimamizi wa Ulinzi wa Haki za Mtumiaji na Ustawi wa Kibinadamu (Dakika Na. 2 ya Juni 16, 2005).

3. Imeidhinishwa na Mkuu wa Huduma ya Shirikisho kwa Usimamizi wa Ulinzi wa Haki za Mtumiaji na Ustawi wa Kibinadamu, Daktari Mkuu wa Jimbo la Usafi wa Shirikisho la Urusi G.G. Onishenko Januari 19, 2006

4. Iliingia kwa nguvu kwa amri ya Daktari Mkuu wa Usafi wa Jimbo la Shirikisho la Urusi la Januari 23, 2006 No. 1 kutoka Aprili 1, 2006.

5. Imeanzishwa kuchukua nafasi ya viwango vya usafi "Orodha ya Viwango vya Juu Vinavyokubalika (MPC) na Kiasi Kinachokubalika (APC) cha Dutu za Kemikali kwenye Udongo" Nambari 6229-91 na GN 2.1.7.020-94 (Kiambatisho 1 hadi Na. 6229-91).

6. Imesajiliwa na Wizara ya Sheria ya Shirikisho la Urusi (nambari ya usajili 7470 ya Februari 7, 2006).

Sheria ya Shirikisho la Shirikisho la Urusi
"Juu ya ustawi wa usafi na epidemiological wa idadi ya watu"
Nambari 52-FZla Machi 30, 1999

"Sheria na kanuni za hali ya usafi na epidemiological (hapa - sheria za usafi) - vitendo vya kisheria vya kisheria vinavyoweka mahitaji ya usafi na epidemiological (pamoja na vigezo vya usalama na (au) kutokuwa na madhara kwa mambo ya mazingira kwa wanadamu, usafi na viwango vingine), kushindwa kuzingatia. ambayo husababisha tishio kwa maisha au afya ya binadamu, na vile vile tishio la kuibuka na kuenea kwa magonjwa ”(Kifungu cha 1).

"Kuzingatia sheria za usafi ni lazima kwa wananchi, wafanyabiashara binafsi na vyombo vya kisheria" (Kifungu cha 39, aya ya 3).

DAKTARI MKUU WA USAFI WA JIMBO LA SHIRIKISHO LA URUSI

AZIMIO

01.23.06 Moscow №1

Kuhusu kuweka katika athari
viwango vya usafi
GN 2.1.7.2041-06

Kwa misingi ya Sheria ya Shirikisho ya Machi 30, 1999 No. 52-FZ "Juu ya Ustawi wa Usafi na Epidemiological ya Idadi ya Watu" (Sheria iliyokusanywa ya Shirikisho la Urusi, 1999, No. 14, Art. 1650; 2003, No. 2, Sanaa ya 167, Nambari 27, Kifungu cha 2700, 2004, Nambari 35, Kifungu cha 3607) na Kanuni za Udhibiti wa Usafi wa Nchi na Epidemiological, iliyoidhinishwa na Serikali ya Shirikisho la Urusi la Julai 24, 2000 No. 554 (Sheria iliyokusanywa ya Shirikisho la Urusi, 2000, No. 31, Art. 3295) kama ilivyorekebishwa Amri ya Serikali ya Shirikisho la Urusi la Septemba 15, 2005 No. 569 (Sheria iliyokusanywa ya Shirikisho la Urusi, 2005, No. 39, Kifungu cha 3953)

NAMUA:

1. Kuanza kutumika kuanzia Aprili 1, 2006, viwango vya usafi GN 2.1.7.2041-06 "Upeo wa juu unaoruhusiwa (MPC) wa kemikali katika udongo", iliyoidhinishwa na Daktari Mkuu wa Jimbo la Usafi wa Shirikisho la Urusi mnamo Januari 19, 2006.

G.G. Onishchenko

IMETHIBITISHWA

Mkuu wa Huduma ya Shirikisho
juu ya usimamizi katika uwanja wa ulinzi wa haki
watumiaji na ustawi wa binadamu,
Usafi wa Jimbo kuu
daktari wa Shirikisho la Urusi

G.G. Onishchenko

2.1.7. UDONGO, USAFISHAJI WA MAENEO YAKE, TAKA YA UZALISHAJI NA MATUMIZI, ULINZI WA USAFI WA UDONGO.

Kiwango cha juu kinachokubalika (MPC) cha kemikali kwenye udongo

Viwango vya usafi
GN 2.1.7.2041-06

I. Masharti ya jumla na upeo

1.1. Viwango vya usafi "Kiwango cha juu kinachoruhusiwa (MPC) cha kemikali kwenye udongo" (hapa kinajulikana kama viwango) vimeandaliwa kwa mujibu wa Sheria ya Shirikisho ya Machi 30, 1999 N 52-FZ "Katika Ustawi wa Usafi na Epidemiological wa Idadi ya Watu" (Sheria Zilizokusanywa za Shirikisho la Urusi, 1999, N 14, Art. 1650; 2003, N 2, Art. 167; N 27, Art. 2700; 2004, N 35) na Kanuni ya udhibiti wa hali ya usafi na epidemiological. , iliyoidhinishwa na Serikali ya Shirikisho la Urusi la 24.07.2000 N 554 (Mkusanyiko wa sheria Shirikisho la Urusi, 2000, N 31, Art. 3295) kama ilivyorekebishwa na Amri ya Serikali ya Shirikisho la Urusi la Septemba 15, 2005 N 569 (Sheria iliyokusanywa ya Shirikisho la Urusi, 2005, N 39, Art. 3953)

1.2. Viwango hivi vinatumika katika eneo lote la Shirikisho la Urusi na huanzisha viwango vya juu vinavyoruhusiwa vya kemikali kwenye udongo wa aina mbalimbali za matumizi ya ardhi.

1.3. Viwango vinatumika kwa udongo wa makazi, ardhi ya kilimo, maeneo ya ulinzi wa usafi wa vyanzo vya maji, eneo la maeneo ya mapumziko na taasisi za kibinafsi.

1.4. Viwango hivi vimetengenezwa kwa msingi wa tafiti za kina za majaribio ya hatari ya athari isiyo ya moja kwa moja ya dutu - uchafuzi wa udongo kwa afya ya binadamu, pamoja na kuzingatia sumu yake, masomo ya epidemiological na uzoefu wa viwango vya kimataifa.

1.5. Kuzingatia viwango vya usafi ni lazima kwa raia, wafanyabiashara binafsi na vyombo vya kisheria.

II. Kiwango cha juu kinachokubalika (MPC) cha kemikali kwenye udongo

	Jina la dutu			Thamani ya MPC (mg / kg) kwa kuzingatia usuli (clarke)	Kiashiria cha kikomo cha hatari
Jumla ya maudhui
	Benz / a / pyrene				Usafi wa jumla
					Uhamiaji wa hewa
					Uhamiaji wa hewa
					Usafi wa jumla
	Vanadium + manganese	7440-62-2+7439-96-5			Usafi wa jumla
	Dimethylbenzene (1,2-dimethylbenzene; 1,3-dimethylbenzene; 1,4-dimethylbenzene)				Uhamisho
	Mbolea tata za punjepunje (KGU)				Uhamiaji wa maji
	Mbolea za kioevu changamano (KZhU)				Uhamiaji wa maji
	Manganese				Usafi wa jumla
	Methali				Uhamiaji wa hewa
	Methylbenzene				Uhamiaji wa hewa
	(1-methylethonyl) benzene				Uhamiaji wa hewa
	(1-methylethyl) benzene				Uhamiaji wa hewa
	(1-methylethyl) benzene + (1-methylethyl) benzene	98-82-8 + 25013-15-4	C9H12 + C9H10		Uhamiaji wa hewa
					Uhamisho
	Nitrati (kwa NO3)				Uhamiaji wa maji
					Uhamiaji wa maji
					Usafi wa jumla
					Uhamisho
					Usafi wa jumla
	Lead + zebaki	7439-92-1 + 7439-97-6			Uhamisho
					Usafi wa jumla
	Asidi ya sulfuriki (na S)				Usafi wa jumla
	Sulfidi ya hidrojeni (na S)				Uhamiaji wa hewa
	Superphosphate (na P2O5)				Uhamisho
					Uhamiaji wa maji
	Furan-2-carbaldehyde				Usafi wa jumla
	Kloridi ya potasiamu (kwa K2O)				Uhamiaji wa maji
	Chromium hexavalent				Usafi wa jumla
					Uhamiaji wa hewa
	Etenylbenzene				Uhamiaji wa hewa
Fomu inayohamishika
					Usafi wa jumla
	Manganese inayoweza kurejeshwa na 0.1 n H2SO4:
	Chernozem
	Sod-podzolic:
	Inaweza kutolewa kwa bafa ya acetate ya ammoniamu pH 4.8:				Usafi wa jumla
	Chernozem
	Sod-podzolic:
					Usafi wa jumla
					Usafi wa jumla
					Usafi wa jumla
					Uhamisho
	Chromium ndogo 5				Usafi wa jumla
					Uhamisho
Fomu ya maji mumunyifu
					Uhamisho

Vidokezo.

1. KGU - mbolea tata ya punjepunje ya muundo N: P: K = 64: 0: 15. MPC KSU inadhibitiwa na maudhui ya nitrati kwenye udongo, ambayo haipaswi kuzidi 76.8 mg / kg ya udongo kavu kabisa.

KZhU - mbolea za kioevu tata za muundo N: P: K = 10: 34: 0 TU 6-08-290-74 na nyongeza za manganese si zaidi ya 0.6% ya jumla ya molekuli. Mkusanyiko wa juu unaoruhusiwa wa KZhU unadhibitiwa na maudhui ya phosphates ya simu kwenye udongo, ambayo haipaswi kuzidi 27.2 mg / kg ya udongo kavu kabisa.

2. Viwango vya arseniki na risasi kwa aina tofauti za udongo vinawasilishwa kama viwango vinavyokubalika (TAC) katika hati nyingine.

3. MPC ya OFU inadhibitiwa na maudhui ya benz/a/pyrene kwenye udongo, ambayo hayapaswi kuzidi MPC ya benz/a/pyrene.

4. Aina inayotembea ya kobalti hutolewa kutoka kwa udongo na myeyusho wa bafa ya acetate ya sodiamu yenye pH 3.5 na pH 4.7 kwa udongo wa kijivu na mmumunyo wa bafa ya acetate ya ammoniamu yenye pH 4.8 kwa aina nyingine za udongo.

5. Fomu ya simu ya kipengele hutolewa kwenye udongo na suluhisho la buffer ya acetate ya ammoniamu na pH ya 4.8.

6. Aina inayotembea ya florini hutolewa kutoka kwenye udongo na pH £ 6.5 0.006 n HCl, na pH> 6.5 - 0.03 n K2SO4.

Vidokezo kwa Sehemu ya II

Majina ya dutu maalum hutolewa kwa mpangilio wa alfabeti, inapowezekana, kwa mujibu wa sheria za Umoja wa Kimataifa wa Kemia Safi Inayotumika (IUPAC) (safu wima ya 2) na kutolewa kwa nambari za usajili za Huduma ya Muhtasari wa Kemikali (CAS) (safu wima ya 3). ) kuwezesha utambuzi wa vitu.

Safu ya 4 ina fomula za dutu.

Thamani za Viwango hutolewa kwa miligramu za dutu kwa kila kilo ya udongo (mg / kg) - safu ya 5 - kwa aina za jumla na za simu za maudhui yao kwenye udongo.

Kiashiria cha hatari ya kuzuia (safu ya 6) inaonyeshwa, kulingana na viwango vilivyoanzishwa: uhamiaji wa hewa (uhamiaji wa hewa), uhamiaji wa maji (uhamiaji wa maji), usafi wa jumla au uhamisho.

Kwa urahisi wa kutumia viwango, faharisi ya visawe kuu (Kiambatisho 1), fomula za dutu (Kiambatisho 2) na nambari za CAS (Kiambatisho 3) hutolewa.

1. GOST 26204-84, GOST 28213-84 “Udongo. Njia za uchambuzi ".

2. Dmitriev M.T., Kaznina N.I., Pinigina I.A. Uchambuzi wa usafi-kemikali wa uchafuzi wa mazingira katika mazingira: Kitabu cha mwongozo. Moscow: Kemia, 1989.

3. Njia ya uamuzi wa furfural katika udongo No. 012-17 / 145 / MZ UzSSR tarehe 24.03.87. Tashkent, 1987.

4. Miongozo ya uamuzi wa ubora na kiasi wa hidrokaboni ya polycyclic ya kansa katika bidhaa ngumu No. 1423-76 ya tarehe 12.05.76. M., 1976.

5. Miongozo ya uteuzi wa sampuli kutoka kwa vitu vya mazingira na maandalizi yao kwa uamuzi wa baadaye wa hidrokaboni yenye kunukia ya polycyclic ya kansa: Nambari 1424-76 ya 12.05.76.

6. Upeo unaoruhusiwa wa mkusanyiko wa kemikali katika udongo: No 1968-79 / Wizara ya Afya ya USSR ya tarehe 02.21.79. M., 1979.

7. Upeo unaoruhusiwa wa mkusanyiko wa kemikali katika udongo: No 2264-80 tarehe 30.10.80 / Wizara ya Afya ya USSR. M., 1980.

PAGE_BREAK-- metali nzito, ambayo ni sifa ya kundi kubwa la uchafuzi wa mazingira, imeenea hivi karibuni. Katika kazi mbalimbali za kisayansi na kutumika, waandishi hutafsiri maana ya dhana hii kwa njia tofauti. Katika suala hili, idadi ya vipengele vinavyohusishwa na kundi la metali nzito hutofautiana ndani ya mipaka pana. Sifa nyingi hutumika kama vigezo vya uanachama: wingi wa atomiki, msongamano, sumu, kuenea katika mazingira asilia, kiwango cha kuhusika katika mizunguko ya asili na ya mwanadamu. Katika baadhi ya matukio, ufafanuzi wa metali nzito hujumuisha vipengele vinavyohusiana na tete (kwa mfano, bismuth) au metalloids (kwa mfano, arsenic).

Katika kazi zinazojitolea kwa matatizo ya uchafuzi wa mazingira na ufuatiliaji wa mazingira, leo kwa metali nzito ni pamoja na zaidi ya metali 40 za mfumo wa upimaji wa D.I. Mendeleev na misa ya atomiki ya zaidi ya vitengo 50 vya atomiki: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi Katika kesi hii, hali zifuatazo zina jukumu muhimu katika uainishaji wa metali nzito: sumu yao ya juu kwa viumbe hai katika viwango vya chini, pamoja na uwezo wa kujilimbikiza na kukuza biomagnify. Takriban metali zote zinazoanguka chini ya ufafanuzi huu (isipokuwa risasi, zebaki, cadmium na bismuth, jukumu la kibaiolojia ambalo kwa sasa haijulikani wazi) zinahusika kikamilifu katika michakato ya kibiolojia na ni sehemu ya enzymes nyingi. Kwa mujibu wa uainishaji wa N. Reimers, metali yenye wiani wa zaidi ya 8 g / cm3 inapaswa kuchukuliwa kuwa nzito. Hivyo, metali nzito ni pamoja na Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg.

Rasmi, ufafanuzi metali nzito inalingana na idadi kubwa ya vitu. Walakini, kulingana na watafiti wanaohusika katika shughuli za vitendo zinazohusiana na shirika la uchunguzi wa hali na uchafuzi wa mazingira, misombo ya vitu hivi ni mbali na kuwa sawa na uchafuzi wa mazingira. Kwa hiyo, katika kazi nyingi kuna upungufu wa upeo wa kundi la metali nzito, kwa mujibu wa vigezo vya kipaumbele vinavyowekwa na mwelekeo na maalum ya kazi. Kwa hivyo, katika kazi za classical za Yu.A. Israeli katika orodha ya kemikali zitakazoamuliwa katika mazingira asilia kwenye vituo vya nyuma katika hifadhi za biosphere, katika sehemu hiyo. metali nzito jina Pb, Hg, Cd, Kama. Kwa upande mwingine, kulingana na uamuzi wa Kikosi Kazi cha Uzalishaji wa Metali Nzito, kinachofanya kazi chini ya mwamvuli wa Tume ya Uchumi ya Umoja wa Mataifa ya Ulaya na kukusanya na kuchambua habari juu ya uzalishaji wa uchafuzi wa mazingira katika nchi za Ulaya, tu. Zn, As, Se na Sb walipewa metali nzito... Kulingana na ufafanuzi wa N. Reimers, metali nzuri na adimu hutofautiana na metali nzito, mtawaliwa, hubakia. pekee Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg... Katika kazi zilizotumika, idadi ya metali nzito huongezwa mara nyingi Pt, Ag, W, Fe, Au, Mn.

Ioni za chuma ni sehemu za lazima za hifadhi za asili. Kulingana na hali ya mazingira (pH, uwezo wa redox, uwepo wa ligand), zipo katika hali tofauti za oxidation na ni sehemu ya misombo ya isokaboni na organometallic, ambayo inaweza kufutwa kweli, kutawanywa kwa colloidal, au kuwa sehemu ya madini. na kusimamishwa kwa kikaboni.

Aina za metali zilizoyeyushwa kweli, kwa upande wake, ni tofauti sana, ambazo zinahusishwa na michakato ya hidrolisisi, upolimishaji wa hidrolitiki (malezi ya muundo wa hydroxo ya polynuclear) na ugumu na ligand anuwai. Ipasavyo, sifa za kichocheo za metali na upatikanaji wao kwa vijidudu vya majini hutegemea aina za uwepo wao katika mfumo wa ikolojia wa majini.

Metali nyingi huunda tata zenye nguvu na kikaboni; complexes hizi ni mojawapo ya aina muhimu zaidi za uhamiaji wa vipengele katika maji ya asili. Complexes nyingi za kikaboni huundwa katika mzunguko wa chelating na ni imara. Mchanganyiko unaoundwa na asidi ya udongo na chumvi ya chuma, alumini, titani, urani, vanadium, shaba, molybdenum na metali nyingine nzito ni mumunyifu wa kutosha katika vyombo vya habari vya neutral, dhaifu na vya alkali. Kwa hiyo, complexes organometallic ni uwezo wa kuhamia katika maji ya asili kwa umbali mrefu sana. Hii ni muhimu hasa kwa madini ya chini na, kwanza kabisa, maji ya uso, ambayo uundaji wa complexes nyingine hauwezekani.

Ili kuelewa mambo ambayo hudhibiti mkusanyiko wa chuma katika maji ya asili, reactivity yao ya kemikali, bioavailability na sumu, ni muhimu kujua si tu maudhui ya jumla, lakini pia sehemu ya fomu za bure na zilizofungwa za chuma.

Mpito wa metali katika hali ya maji ndani ya fomu tata ya chuma ina matokeo matatu:

1. Kunaweza kuwa na ongezeko la mkusanyiko wa jumla wa ions za chuma kutokana na mpito wake katika suluhisho kutoka kwa sediments chini;

2. Upenyezaji wa membrane ya ions ngumu inaweza kutofautiana kwa kiasi kikubwa kutokana na upenyezaji wa ioni za hidrati;

3. Sumu ya chuma kutokana na ugumu inaweza kutofautiana sana.

Kwa hivyo, fomu za chelated Cu, Cd, Hg sumu kidogo kuliko ioni za bure. Ili kuelewa mambo ambayo hudhibiti mkusanyiko wa chuma katika maji ya asili, reactivity yao ya kemikali, bioavailability na sumu, ni muhimu kujua si tu maudhui ya jumla, lakini pia uwiano wa fomu zilizofungwa na za bure.

Vyanzo vya uchafuzi wa maji na metali nzito ni maji machafu kutoka kwa warsha za mabati, madini, madini ya feri na yasiyo ya feri, mitambo ya kujenga mashine. Metali nzito hupatikana katika mbolea na dawa za kuulia wadudu na zinaweza kuingia kwenye vyanzo vya maji pamoja na mtiririko wa maji kutoka kwa ardhi ya kilimo.

Kuongezeka kwa mkusanyiko wa metali nzito katika maji ya asili mara nyingi huhusishwa na aina nyingine za uchafuzi wa mazingira, kama vile asidi. Kuanguka kwa mvua ya tindikali huchangia kupungua kwa thamani ya pH na mpito wa metali kutoka hali iliyochujwa kwenye madini na vitu vya kikaboni hadi hali ya bure.

Kwanza kabisa, ya kupendeza ni metali zile ambazo huchafua anga kwa kiwango kikubwa kwa sababu ya matumizi yao kwa idadi kubwa katika shughuli za uzalishaji na kama matokeo ya mkusanyiko wao katika mazingira ya nje husababisha hatari kubwa kutoka kwa mtazamo wa kibaolojia. shughuli na mali ya sumu. Hizi ni pamoja na risasi, zebaki, cadmium, zinki, bismuth, cobalt, nikeli, shaba, bati, antimoni, vanadium, manganese, chromium, molybdenum na arseniki.
Mali ya biogeochemical ya metali nzito

B - juu, Y - wastani, H - chini

Vanadium.

Vanadium hupatikana hasa katika hali ya kutawanywa na hupatikana katika madini ya chuma, mafuta, lami, lami, shale ya mafuta, makaa ya mawe, nk. Moja ya vyanzo vikuu vya uchafuzi wa asili wa maji na vanadium ni mafuta na bidhaa zake.

Katika maji ya asili, hutokea katika viwango vya chini sana: katika maji ya mto 0.2 - 4.5 μg / dm3, katika maji ya bahari - kwa wastani 2 μg / dm3.

Katika maji hutengeneza complexes ya anionic imara (V4O12) 4- na (V10O26) 6-. Katika uhamiaji wa vanadium, jukumu la misombo yake ngumu iliyoyeyushwa na vitu vya kikaboni, haswa na asidi ya humic, ni muhimu.

Viwango vya juu vya vanadium ni hatari kwa afya ya binadamu. MPCv ya vanadium ni 0.1 mg / dm3 (kiashiria cha kupunguza hatari ni usafi-kitoksini), MPCvr ni 0.001 mg / dm3.

Vyanzo vya asili vya bismuth kuingia kwenye maji asilia ni michakato ya uchujaji wa madini yenye bismuth. Maji taka kutoka kwa tasnia ya dawa na manukato, na biashara zingine za tasnia ya glasi zinaweza pia kuwa chanzo cha kuingia ndani ya maji asilia.

Katika maji ya uso usio na uchafu, hupatikana katika viwango vya submicrogram. Mkusanyiko wa juu zaidi hupatikana katika maji ya chini ya ardhi na ni 20 μg / dm3, katika maji ya bahari - 0.02 μg / dm3. Kikomo cha juu cha mkusanyiko ni 0.1 mg / dm3.

Vyanzo vikuu vya misombo ya chuma katika maji ya uso ni michakato ya hali ya hewa ya kemikali ya miamba, ikifuatana na uharibifu wao wa mitambo na kufutwa. Katika mchakato wa kuingiliana na vitu vya madini na kikaboni vilivyomo katika maji ya asili, tata ya misombo ya chuma huundwa, ambayo ni katika maji katika hali ya kufutwa, colloidal na kusimamishwa. Kiasi kikubwa cha chuma hutoka kwa maji yanayotiririka chini ya ardhi na maji machafu kutoka kwa metallurgiska, ufundi chuma, viwanda vya nguo, rangi na varnish na maji machafu ya kilimo.

Msawazo wa awamu hutegemea muundo wa kemikali wa maji, pH, Eh na, kwa kiasi fulani, juu ya joto. Katika uchambuzi wa kawaida wakati fomu yenye uzito hutoa chembe kubwa kuliko mikroni 0.45. Inajumuisha hasa madini yenye chuma, hidrati ya oksidi ya chuma na misombo ya chuma iliyoingizwa kwenye kusimamishwa. Fomu za kweli zilizoyeyushwa na colloidal kawaida huzingatiwa pamoja. Iron iliyoyeyushwa kuwakilishwa na misombo katika fomu ionic, katika mfumo wa hydroxo tata na complexes na kufutwa vitu isokaboni na kikaboni ya maji ya asili. Ni hasa Fe (II) ambayo huhamia kwa fomu ya ionic, na Fe (III), bila kukosekana kwa vitu vyenye ngumu, haiwezi kuwa katika hali ya kufutwa kwa kiasi kikubwa.

Chuma hupatikana hasa katika maji yenye viwango vya chini vya Eh.

Kama matokeo ya oxidation ya kemikali na biochemical (pamoja na ushiriki wa bakteria ya chuma), Fe (II) hupita kwenye Fe (III), ambayo, kwa hidrolisisi, hutiririka kwa njia ya Fe (OH) 3. Wote Fe (II) na Fe (III) huwa na kuunda tata za hydroxo za aina hiyo +, 4+, +, 3+, - na zingine ambazo huishi pamoja katika mmumunyo katika viwango tofauti kulingana na pH na kwa ujumla huamua hali ya mfumo wa hidroksili ya chuma. Njia kuu ya kupata Fe (III) katika maji ya uso ni misombo yake ngumu na misombo ya isokaboni na ya kikaboni iliyoyeyushwa, hasa vitu vya humic. Katika pH = 8.0, fomu kuu ni Fe (OH) 3; aina ya chuma ya colloidal ndiyo iliyosomwa zaidi; ni hidrati ya oksidi ya chuma Fe (OH) 3 na mchanganyiko na vitu vya kikaboni.

Maudhui ya chuma katika maji ya uso wa ardhi ni sehemu ya kumi ya milligram, karibu na mabwawa - miligramu chache. Maudhui yaliyoongezeka ya chuma huzingatiwa katika maji ya bogi, ambayo ni katika mfumo wa complexes na chumvi za asidi humic - humates. Viwango vya juu vya chuma (hadi makumi kadhaa na mamia ya milligrams kwa 1 dm3) huzingatiwa katika maji ya chini ya ardhi na maadili ya chini ya pH.

Kuwa kipengele kinachofanya kazi kwa biolojia, chuma kwa kiasi fulani huathiri ukubwa wa maendeleo ya phytoplankton na muundo wa ubora wa microflora katika hifadhi.

Mkusanyiko wa chuma huathiriwa na mabadiliko makubwa ya msimu. Kawaida, katika hifadhi zilizo na tija kubwa ya kibaolojia wakati wa vilio vya msimu wa joto na msimu wa baridi, ongezeko la mkusanyiko wa chuma kwenye tabaka za chini za maji huonekana. Mchanganyiko wa vuli-spring ya wingi wa maji (homothermy) huambatana na oxidation ya Fe (II) katika Fe (III) na mvua ya mwisho katika mfumo wa Fe (OH) 3.

Inaingia ndani ya maji ya asili wakati wa leaching ya udongo, ores polymetallic na shaba, kama matokeo ya mtengano wa viumbe wa majini uwezo wa kukusanya yake. Misombo ya Cadmium hufanyika ndani ya maji ya uso na maji machafu kutoka kwa mimea ya risasi-zinki, mimea ya usindikaji wa ore, idadi ya mimea ya kemikali (uzalishaji wa asidi ya sulfuriki), uzalishaji wa galvanic, na pia na maji ya mgodi. Kupungua kwa mkusanyiko wa misombo ya cadmium iliyoyeyushwa hutokea kwa sababu ya michakato ya sorption, mvua ya hidroksidi ya cadmium na carbonate na matumizi yao na viumbe vya majini.

Aina zilizoyeyushwa za cadmium katika maji asilia ni tata za madini na organo-madini. Aina kuu ya kusimamishwa ya kadiamu ni misombo yake ya sorbed. Sehemu kubwa ya cadmium inaweza kuhamia ndani ya seli za viumbe vya majini.

Katika maji ya mto yasiyo na uchafu na kidogo, cadmium iko katika viwango vya submicrogram, katika maji machafu na taka, mkusanyiko wa cadmium unaweza kufikia makumi ya micrograms kwa 1 dm3.

Misombo ya Cadmium ina jukumu muhimu katika maisha ya wanyama na wanadamu. Katika viwango vya juu ni sumu, hasa kwa kuchanganya na vitu vingine vya sumu.

MPCv ni 0.001 mg / dm3, MPCvr - 0.0005 mg / dm3 (ishara ya kuzuia madhara ni ya kitoksini).

Misombo ya cobalt huingia ndani ya maji ya asili kama matokeo ya leaching yao kutoka kwa pyrite ya shaba na ores nyingine, kutoka kwa udongo wakati wa kuharibika kwa viumbe na mimea, pamoja na maji machafu kutoka kwa metallurgiska, chuma-kazi na mimea ya kemikali. Kiasi fulani cha cobalti hutoka kwenye udongo kama matokeo ya kuoza kwa viumbe vya mimea na wanyama.

Misombo ya cobalt katika maji ya asili iko katika hali ya kufutwa na kusimamishwa, uwiano wa kiasi kati ya ambayo imedhamiriwa na muundo wa kemikali wa maji, joto na maadili ya pH. Fomu za kufutwa zinawakilishwa hasa na misombo tata, incl. na vitu vya kikaboni vya maji asilia. Misombo ya cobalt ya divalent ni ya kawaida zaidi kwa maji ya uso. Katika uwepo wa vioksidishaji, cobalt trivalent inaweza kuwepo katika viwango vinavyoonekana.

Cobalt ni moja wapo ya vitu vyenye biolojia na hupatikana kila wakati kwenye mwili wa wanyama na mimea. Maudhui yake ya kutosha katika udongo yanahusishwa na maudhui ya kutosha ya cobalt katika mimea, ambayo inachangia maendeleo ya upungufu wa damu katika wanyama (ukanda wa taiga-msitu usio wa chernozem). Kuwa sehemu ya vitamini B12, cobalt huathiri kikamilifu ulaji wa vitu vya nitrojeni, ongezeko la maudhui ya klorofili na asidi ascorbic, huamsha biosynthesis na huongeza maudhui ya nitrojeni ya protini katika mimea. Walakini, viwango vya juu vya misombo ya cobalt ni sumu.

Katika maji ya mto yasiyo na uchafu na yenye uchafu kidogo, maudhui yake yanatoka kwa kumi hadi elfu ya milligram kwa 1 dm3, maudhui ya wastani katika maji ya bahari ni 0.5 μg / dm3. MPCv ni 0.1 mg / dm3, MPCvr 0.01 mg / dm3.

Manganese

Manganese huingia kwenye maji ya uso kama matokeo ya uvujaji wa madini ya ferromanganese na madini mengine yaliyo na manganese (pyrolusite, psilomelan, brownite, manganite, ocher nyeusi). Kiasi kikubwa cha manganese kinatokana na kuoza kwa wanyama wa majini na viumbe vya mimea, hasa mwani wa bluu-kijani, diatomu na mimea ya juu ya maji. Misombo ya manganese hufanywa ndani ya hifadhi na maji taka kutoka kwa viwanda vya kuzingatia manganese, mimea ya metallurgiska, mimea ya kemikali na maji ya migodi.

Kupungua kwa mkusanyiko wa ioni za manganese katika maji asilia hutokea kama matokeo ya oxidation ya Mn (II) hadi MnO2 na oksidi zingine za valence ya juu. Vigezo kuu vinavyoamua mmenyuko wa oxidation ni mkusanyiko wa oksijeni iliyoharibika, pH na joto. Mkusanyiko wa misombo ya manganese iliyoyeyushwa hupungua kwa sababu ya matumizi yake na mwani.

Njia kuu ya uhamiaji wa misombo ya manganese katika maji ya uso ni jambo lililosimamishwa, muundo wake ambao umedhamiriwa, kwa upande wake, na muundo wa miamba iliyomwagika na maji, pamoja na hidroksidi za colloidal za metali nzito na misombo ya manganese ya sorbed. Dutu za kikaboni na michakato ya uchanganyaji wa manganese na ligandi za isokaboni na za kikaboni ni muhimu sana katika uhamishaji wa manganese katika fomu zilizoyeyushwa na colloidal. Mn (II) huunda complexes mumunyifu na bicarbonates na sulfates. Mchanganyiko wa manganese na ioni za klorini ni nadra. Michanganyiko changamano ya Mn (II) yenye viambatanisho hai kwa kawaida haina nguvu kuliko metali nyingine za mpito. Hizi ni pamoja na misombo na amini, asidi za kikaboni, amino asidi na vitu vya humic. Mn (III) katika viwango vya juu inaweza kuwa katika hali ya kufutwa tu mbele ya mawakala wenye nguvu ya kuchanganya; Mn (YII) haitokei katika maji ya asili.

Katika maji ya mto, maudhui ya manganese kawaida huanzia 1 hadi 160 μg / dm3, maudhui ya wastani katika maji ya bahari ni 2 μg / dm3, katika maji ya chini ya ardhi - n.102 - n.103 μg / dm3.

Mkusanyiko wa manganese katika maji ya uso inategemea mabadiliko ya msimu.

Sababu zinazoamua mabadiliko katika viwango vya manganese ni uwiano kati ya maji ya uso na chini ya ardhi, ukubwa wa matumizi yake wakati wa photosynthesis, mtengano wa phytoplankton, microorganisms na mimea ya juu ya maji, pamoja na taratibu za utuaji wake chini ya miili ya maji.

Jukumu la manganese katika maisha ya mimea ya juu na mwani katika miili ya maji ni kubwa sana. Manganese inakuza matumizi ya CO2 na mimea, na hivyo kuongeza kasi ya usanisinuru, inashiriki katika michakato ya kurejesha nitrati na unyambulishaji wa nitrojeni na mimea. Manganese inakuza mpito wa Fe (II) hadi Fe (III), ambayo inalinda seli kutokana na sumu, huharakisha ukuaji wa viumbe, nk. Jukumu muhimu la kiikolojia na kisaikolojia la manganese hufanya iwe muhimu kusoma na kusambaza manganese katika maji asilia.

Kwa hifadhi za matumizi ya usafi na matumizi ya nyumbani, MPCv (kwa ioni ya manganese) imewekwa sawa na 0.1 mg / dm3.

Chini ni ramani za usambazaji wa viwango vya wastani vya metali: manganese, shaba, nikeli na risasi, iliyojengwa kwa msingi wa data ya uchunguzi wa 1989 - 1993. katika miji 123. Matumizi ya data ya baadaye inadhaniwa kuwa haifai, kwani kuhusiana na kupunguzwa kwa uzalishaji, viwango vya vitu vikali vilivyosimamishwa na, ipasavyo, metali zimepungua sana.

Athari kwa afya. Metali nyingi ni sehemu ya vumbi na zina athari kubwa kiafya.

Manganese huingia angani kutokana na uzalishaji kutoka kwa makampuni ya biashara ya madini ya feri (60% ya uzalishaji wote wa manganese), uhandisi wa mitambo na ufundi wa chuma (23%), madini yasiyo ya feri (9%), vyanzo vidogo vingi, kwa mfano, kutoka kwa kulehemu.

Mkusanyiko mkubwa wa manganese husababisha kuonekana kwa athari za neurotoxic, uharibifu unaoendelea wa mfumo mkuu wa neva, nyumonia.
Viwango vya juu zaidi vya manganese (0.57 - 0.66 μg / m3) huzingatiwa katika vituo vikubwa vya madini: huko Lipetsk na Cherepovets, na vile vile Magadan. Miji mingi yenye viwango vya juu vya Mn (0.23 - 0.69 μg / m3) imejilimbikizia kwenye Peninsula ya Kola: Zapolyarny, Kandalaksha, Monchegorsk, Olenegorsk (angalia ramani).

1991-1994 uzalishaji wa manganese kutoka kwa vyanzo vya viwandani ulipungua kwa 62%, viwango vya wastani kwa 48%.

Copper ni moja ya vipengele muhimu zaidi vya kufuatilia. Shughuli ya kisaikolojia ya shaba inahusishwa hasa na kuingizwa kwake katika vituo vya kazi vya enzymes za redox. Maudhui ya shaba ya kutosha katika udongo huathiri vibaya awali ya protini, mafuta na vitamini na huchangia kutokuwepo kwa viumbe vya mimea. Copper inahusika katika mchakato wa photosynthesis na huathiri ngozi ya nitrojeni na mimea. Wakati huo huo, viwango vya ziada vya shaba vina athari mbaya kwa viumbe vya mimea na wanyama.

Katika maji ya asili, misombo ya kawaida ni Cu (II). Kati ya misombo ya Cu (I), Cu2O, Cu2S, CuCl, ambayo ni vigumu mumunyifu katika maji, ndiyo iliyoenea zaidi. Katika uwepo wa ligands katika kati ya maji, pamoja na usawa wa kutengana kwa hidroksidi, ni muhimu kuzingatia uundaji wa aina mbalimbali ngumu ambazo ziko katika usawa na ioni za aqua za chuma.

Chanzo kikuu cha shaba inayoingia katika maji ya asili ni maji machafu kutoka kwa viwanda vya kemikali na metallurgiska, maji ya migodi, vitendanishi vya aldehyde vinavyotumiwa kuharibu mwani. Shaba inaweza kuonekana kama matokeo ya kutu ya mabomba ya shaba na miundo mingine inayotumiwa katika mifumo ya usambazaji wa maji. Katika maji ya chini ya ardhi, maudhui ya shaba ni kutokana na mwingiliano wa maji na miamba iliyo nayo (chalcopyrite, chalcocite, covellite, bornite, malachite, azurite, chrysacolla, brotantine).

Mkusanyiko wa juu unaoruhusiwa wa shaba katika maji ya miili ya maji ya usafi ni 0.1 mg / dm3 (ishara ya kuzuia madhara ni usafi wa jumla), katika maji ya miili ya maji ya uvuvi - 0.001 mg / dm3.

Mji

Norilsk

Monchegorsk

Krasnouralsk

Kolchugino

Zapolyarny

Uzalishaji wa М (tani elfu / mwaka) wa oksidi ya shaba na viwango vya wastani vya kila mwaka q (μg / m3) vya shaba.

Shaba huingia angani na uzalishaji kutoka kwa tasnia ya metallurgiska. Katika uzalishaji wa yabisi, ni zilizomo hasa katika mfumo wa misombo, hasa oksidi shaba.

Biashara zisizo na feri za madini zinachangia 98.7% ya uzalishaji wote wa anthropogenic wa chuma hiki, ambayo 71% inafanywa na biashara ya wasiwasi wa Norilsk Nickel iliyoko Zapolyarny na Nikel, Monchegorsk na Norilsk, na karibu 25% ya uzalishaji wa shaba hutolewa. uliofanywa katika Revda, Krasnouralsk , Kolchugino na wengine.

Mkusanyiko mkubwa wa shaba husababisha sumu, anemia na hepatitis.

Kama inavyoonekana kwenye ramani, viwango vya juu zaidi vya shaba vilirekodiwa katika miji ya Lipetsk na Rudnaya Pristan. Mkusanyiko wa shaba pia umeongezeka katika miji ya Peninsula ya Kola, huko Zapolyarny, Monchegorsk, Nikel, Olenegorsk, pamoja na Norilsk.

Uzalishaji wa madini ya shaba kutoka vyanzo vya viwandani ulipungua kwa 34%, viwango vya wastani kwa 42%.

Molybdenum

Misombo ya molybdenum huingia kwenye maji ya uso kama matokeo ya kuvuja kutoka kwa madini ya nje yenye molybdenum. Molybdenum pia huingia kwenye miili ya maji na maji machafu kutoka kwa viwanda vya kuzingatia na makampuni ya metallurgy yasiyo ya feri. Kupungua kwa mkusanyiko wa misombo ya molybdenum hutokea kama matokeo ya mvua ya misombo ya mumunyifu kidogo, michakato ya adsorption na kusimamishwa kwa madini na matumizi ya viumbe vya maji vya mimea.

Molybdenum katika maji ya uso ni hasa katika fomu MoO42-... Kuna uwezekano mkubwa wa kuwepo kwa namna ya complexes ya organomineral. Uwezekano wa mkusanyiko fulani katika hali ya colloidal hufuata kutokana na ukweli kwamba bidhaa za oxidation za molybdenite ni vitu vilivyotawanywa vyema.

Katika maji ya mto, molybdenum hupatikana katika viwango kutoka 2.1 hadi 10.6 μg / dm3. Maji ya bahari yana wastani wa 10 μg / dm3 ya molybdenum.

Kwa kiasi kidogo, molybdenum ni muhimu kwa maendeleo ya kawaida ya viumbe vya mimea na wanyama. Molybdenum ni sehemu ya kimeng'enya cha xanthine oxidase. Kwa upungufu wa molybdenum, enzyme huzalishwa kwa kiasi cha kutosha, ambayo husababisha athari mbaya katika mwili. Katika viwango vya juu, molybdenum inadhuru. Kwa ziada ya molybdenum, kimetaboliki inasumbuliwa.

Mkusanyiko wa juu unaoruhusiwa wa molybdenum katika miili ya maji kwa matumizi ya usafi na ya nyumbani ni 0.25 mg / dm3.

Arseniki huja kwenye maji asilia kutoka kwa chemchemi za madini, maeneo ya madini ya arseniki (arsenic pyrite, realgar, orpiment), na pia kutoka kwa maeneo ya oxidation ya polymetallic, cobalt ya shaba na miamba ya tungsten. Kiasi fulani cha arseniki hutoka kwenye udongo, na pia kutokana na kuharibika kwa viumbe vya mimea na wanyama. Matumizi ya arseniki na viumbe vya majini ni mojawapo ya sababu za kupungua kwa mkusanyiko wake katika maji, ambayo inaonyeshwa wazi zaidi wakati wa maendeleo makubwa ya plankton.

Kiasi kikubwa cha arseniki huingia kwenye miili ya maji na maji machafu kutoka kwa viwanda vya usindikaji, taka kutoka kwa uzalishaji wa rangi, tanneries na viwanda vya dawa, pamoja na ardhi ya kilimo ambapo dawa za wadudu hutumiwa.

Katika maji ya asili, misombo ya arseniki iko katika hali ya kufutwa na kusimamishwa, uwiano kati ya ambayo imedhamiriwa na muundo wa kemikali wa maji na maadili ya pH. Katika fomu iliyoyeyushwa, arseniki hupatikana katika fomu za tris na pentavalent, haswa katika mfumo wa anions.

Katika maji ya mto ambayo hayajachafuliwa, arseniki kawaida hupatikana katika viwango vya microgram. Katika maji ya madini, mkusanyiko wake unaweza kufikia milligrams kadhaa kwa 1 dm3, katika maji ya bahari ina wastani wa 3 μg / dm3, katika maji ya chini ya ardhi hupatikana katika viwango vya n.105 μg / dm3. Misombo ya Arsenic katika viwango vya juu ni sumu kwa mwili wa wanyama na wanadamu: huzuia michakato ya oksidi, huzuia utoaji wa oksijeni kwa viungo na tishu.

Mkusanyiko wa juu unaoruhusiwa wa arseniki ni 0.05 mg / dm3 (kiashiria cha hatari ya kuzuia ni ya usafi na ya kitoksini) na mkusanyiko wa juu unaoruhusiwa wa arseniki ni 0.05 mg / dm3.

Uwepo wa nickel katika maji ya asili ni kutokana na muundo wa miamba ambayo maji hupita: hupatikana katika maeneo ya amana ya ores ya sulfidi ya shaba-nickel na ores ya chuma-nickel. Inaingia ndani ya maji kutoka kwenye udongo na kutoka kwa viumbe vya mimea na wanyama wakati wa kuoza kwao. Kiasi cha nikeli kilichoongezeka kwa kulinganisha na aina zingine za mwani kilipatikana katika mwani wa bluu-kijani. Michanganyiko ya nikeli pia hutolewa kwa vyanzo vya maji na maji machafu kutoka kwa maduka ya kutengeneza nikeli, viwanda vya kutengeneza mpira wa sintetiki, na viwanda vya kutengeneza nikeli. Uzalishaji mkubwa wa nikeli huambatana na uchomaji wa nishati ya kisukuku.

Mkusanyiko wake unaweza kupungua kwa sababu ya kunyesha kwa misombo kama vile sianidi, sulfidi, kabonati au hidroksidi (pamoja na kuongezeka kwa maadili ya pH), kwa sababu ya matumizi yake na viumbe vya majini na michakato ya utangazaji.

Katika maji ya uso, misombo ya nickel iko katika hali ya kufutwa, kusimamishwa na colloidal, uwiano wa kiasi kati ya ambayo inategemea muundo wa maji, joto na maadili ya pH. Sorbents ya misombo ya nikeli inaweza kuwa hidroksidi ya chuma, vitu vya kikaboni, carbonate ya kalsiamu iliyotawanywa sana, na udongo. Fomu zilizoyeyushwa ni ioni ngumu, mara nyingi na asidi ya amino, asidi ya humic na fulvic, na pia katika mfumo wa tata ya sianidi kali. Misombo ya nickel imeenea zaidi katika maji ya asili, ambayo iko katika hali ya oxidation ya +2. Mchanganyiko wa Ni3 + kawaida huundwa katika mazingira ya alkali.

Misombo ya nickel ina jukumu muhimu katika michakato ya hematopoietic, kuwa vichocheo. Maudhui yake yaliyoongezeka yana athari maalum kwenye mfumo wa moyo. Nickel ni moja ya vipengele vya kansa. Ina uwezo wa kusababisha ugonjwa wa kupumua. Inaaminika kuwa ioni za nikeli za bure (Ni2 +) ni karibu mara 2 zaidi ya sumu kuliko misombo yake tata.

Katika maji ya mto ambayo hayajachafuliwa na kuchafuliwa kidogo, mkusanyiko wa nikeli kawaida huanzia 0.8 hadi 10 µg / dm3; katika zilizochafuliwa, ni makumi kadhaa ya micrograms kwa 1 dm3. Kiwango cha wastani cha nikeli katika maji ya bahari ni 2 μg / dm3, katika maji ya chini - n.103 μg / dm3. Katika miamba iliyo na nickel ya maji ya chini ya ardhi, mkusanyiko wa nikeli wakati mwingine huongezeka hadi 20 mg / dm3.

Nickel huingia kwenye anga kutoka kwa makampuni ya biashara ya madini yasiyo ya feri, ambayo yanachukua 97% ya uzalishaji wote wa nikeli, ambayo 89% huenda kwa makampuni ya biashara ya wasiwasi wa Norilsk Nickel iliyoko Zapolyarny na Nikel, Monchegorsk na Norilsk.

Kuongezeka kwa maudhui ya nickel katika mazingira husababisha kuonekana kwa magonjwa ya kawaida, saratani ya bronchi. Michanganyiko ya nikeli imeainishwa kama kundi la 1 la kusababisha saratani.
Ramani inaonyesha pointi kadhaa zilizo na viwango vya juu vya wastani vya nikeli katika maeneo ya wasiwasi wa Nikeli ya Norilsk: Apatity, Kandalaksha, Monchegorsk, Olenegorsk.

Uzalishaji wa nickel kutoka kwa mimea ya viwandani ulipungua kwa 28%, viwango vya wastani - kwa 35%.

Uzalishaji wa М (tani elfu / mwaka) na viwango vya wastani vya kila mwaka q (μg / m3) vya nikeli.

Inaingia ndani ya maji asilia kama matokeo ya michakato ya uvujaji wa madini yaliyo na bati (cassiterite, stannine), na pia maji machafu kutoka kwa tasnia anuwai (vitambaa vya kupaka rangi, muundo wa rangi za kikaboni, utengenezaji wa aloi na viungio vya bati, n.k.) .

Athari ya sumu ya bati ni ndogo.

Katika maji ya uso ambayo hayajachafuliwa, bati hupatikana katika viwango vya submicrogram. Katika maji ya chini ya ardhi, mkusanyiko wake hufikia micrograms chache kwa 1 dm3. MPCv ni 2 mg / dm3.

Misombo ya zebaki inaweza kuingia kwenye maji ya uso kama matokeo ya leaching ya miamba katika eneo la amana za zebaki (cinnabar, metacinnabar, livingstonite), katika mchakato wa kuoza kwa viumbe vya majini ambavyo hujilimbikiza zebaki. Kiasi kikubwa huingia kwenye vyanzo vya maji na maji machafu kutoka kwa biashara zinazozalisha rangi, dawa za kuulia wadudu, dawa na baadhi ya vilipuzi. Mitambo ya nishati ya makaa ya mawe hutoa kiasi kikubwa cha misombo ya zebaki kwenye angahewa, ambayo, kama matokeo ya utuaji wa mvua na kavu, huingia kwenye miili ya maji.

Kupungua kwa mkusanyiko wa misombo ya zebaki iliyoyeyushwa hutokea kama matokeo ya uchimbaji wao na viumbe vingi vya baharini na vya maji safi, ambavyo vina uwezo wa kuikusanya katika viwango vya juu mara nyingi kuliko maudhui yake katika maji, pamoja na michakato ya adsorption na solidi zilizosimamishwa na. mchanga wa chini.

Katika maji ya uso, misombo ya zebaki iko katika hali ya kufutwa na kusimamishwa. Uwiano kati yao inategemea muundo wa kemikali wa maji na maadili ya pH. Kusimamishwa zebaki ni sorbed misombo ya zebaki. Fomu za kufutwa ni molekuli zisizounganishwa, misombo tata ya kikaboni na madini. Katika maji ya miili ya maji, zebaki inaweza kupatikana kwa namna ya misombo ya methylmercury.

Misombo ya zebaki ni sumu kali, huathiri mfumo wa neva wa binadamu, husababisha mabadiliko katika membrane ya mucous, kazi ya motor iliyoharibika na usiri wa njia ya utumbo, mabadiliko katika damu, nk Michakato ya methylation ya bakteria inalenga kuundwa kwa misombo ya methylmercury, ambayo ni sumu mara nyingi zaidi kuliko chumvi ya madini ya zebaki. Misombo ya zebaki ya Methyl hujilimbikiza katika samaki na inaweza kuingia kwenye mwili wa binadamu.

Mkusanyiko wa juu unaoruhusiwa wa zebaki ni 0.0005 mg / dm3 (ishara ya kizuizi cha madhara ni ya usafi na ya kitoksini), mkusanyiko wa juu unaoruhusiwa wa zebaki ni 0.0001 mg / dm3.

Vyanzo vya asili vya risasi vinavyoingia kwenye maji ya uso ni michakato ya kufutwa kwa madini ya asili (galena) na exogenous (anglesite, cerussite, nk). Ongezeko kubwa la maudhui ya risasi katika mazingira (pamoja na maji ya uso) linahusishwa na mwako wa makaa ya mawe, utumiaji wa risasi ya tetraethyl kama wakala wa kuzuia kugonga katika mafuta ya gari, na kuondolewa kwake ndani ya miili ya maji na maji machafu kutoka kwa mitambo ya kusindika ore. , baadhi ya mitambo ya metallurgiska, viwanda vya kemikali, migodi, nk. Sababu muhimu katika kupunguza msongamano wa risasi katika maji ni uingizwaji wake na vitu vikali vilivyosimamishwa na kuwekwa navyo kwenye mchanga wa chini. Miongoni mwa metali nyingine, risasi hutolewa na kusanyiko na viumbe vya majini.

Risasi hupatikana katika maji ya asili katika hali ya kufutwa na kusimamishwa (sorbed). Katika fomu ya kufutwa, hutokea kwa namna ya complexes ya madini na organomineral, pamoja na ions rahisi, katika fomu isiyoweza kuingizwa, hasa kwa namna ya sulfidi, sulfates na carbonates.

Katika maji ya mto, mkusanyiko wa risasi huanzia sehemu ya kumi hadi micrograms chache kwa 1 dm3. Hata katika maji ya miili ya maji karibu na maeneo ya ores polymetallic, mkusanyiko wake mara chache hufikia makumi ya milligrams kwa 1 dm3. Tu katika maji ya joto ya kloridi, mkusanyiko wa risasi wakati mwingine hufikia miligramu kadhaa kwa 1 dm3.

Kiashiria kinachozuia madhara ya risasi ni usafi na kitoksini. MPCv ya risasi ni 0.03 mg / dm3, MPCvr - 0.1 mg / dm3.

Risasi hupatikana katika uzalishaji wa madini, ufundi chuma, uhandisi wa umeme, tasnia ya petrokemikali na magari.

Madhara ya kiafya ya risasi hutokea kwa kuvuta hewa yenye risasi na kumeza madini ya risasi kutoka kwenye chakula, maji, na chembe za vumbi. Risasi hujilimbikiza katika mwili, mifupa na tishu za uso. Risasi huathiri figo, ini, mfumo wa neva na viungo vya kutengeneza damu. Wazee na watoto ni nyeti haswa kwa viwango vya chini vya risasi.

Uzalishaji М (tani elfu / mwaka) na viwango vya wastani vya kila mwaka q (μg / m3) vya risasi.

Katika miaka saba, uzalishaji wa risasi kutoka kwa vyanzo vya viwanda umepungua kwa 60% kutokana na kupunguzwa kwa uzalishaji na kufungwa kwa viwanda vingi. Kupungua kwa kasi kwa uzalishaji wa viwandani hakuambatana na kupungua kwa uzalishaji wa magari. Viwango vya wastani vya risasi vilipungua kwa 41% tu. Tofauti za upunguzaji wa hewa chafu na viwango vya risasi zinaweza kuhusishwa na uhasibu usio kamili wa uzalishaji kutoka kwa magari katika miaka iliyopita; sasa idadi ya magari na ukubwa wa mwendo wao umeongezeka.

Tetraethyl risasi

Inaingia kwenye maji asilia kwa sababu ya matumizi ya magari ya maji kama wakala wa kuzuia kugonga katika mafuta ya gari, na pia kutoka kwa uso wa uso kutoka maeneo ya mijini.

Dutu hii ni sumu kali na ina sifa limbikizo.

Vyanzo vya fedha vinavyoingia kwenye maji ya uso ni maji ya chini ya ardhi na maji taka ya migodi, mimea ya usindikaji, makampuni ya picha. Kuongezeka kwa maudhui ya fedha kunahusishwa na matumizi ya maandalizi ya baktericidal na algicidal.

Katika maji machafu, fedha inaweza kuwepo katika fomu ya kufutwa na kusimamishwa, hasa kwa namna ya chumvi za halide.

Katika maji ya uso yasiyochafuliwa, fedha hupatikana katika viwango vya submicrogram. Katika maji ya chini ya ardhi, mkusanyiko wa fedha huanzia vitengo hadi makumi ya micrograms kwa 1 dm3, katika maji ya bahari - kwa wastani 0.3 μg / dm3.

Ions za fedha zina uwezo wa kuharibu bakteria na sterilize maji hata katika mkusanyiko usio na maana (kikomo cha chini cha hatua ya baktericidal ya ioni za fedha ni 2.10-11 mol / dm3). Jukumu la fedha katika mwili wa wanyama na wanadamu halieleweki vizuri.

Kiwango cha juu cha mkusanyiko wa fedha ni 0.05 mg / dm3.

Antimoni huingia kwenye maji ya uso kutokana na kuvuja kwa madini ya antimoni (stibnite, senarmontite, valentine, cervantite, stibiocanite) na maji machafu kutoka kwa viwanda vya mpira, kioo, dyeing na mechi.

Katika maji ya asili, misombo ya antimoni iko katika hali ya kufutwa na kusimamishwa. Chini ya hali ya redox ya kawaida ya maji ya uso, antimoni ya trivalent na pentavalent inaweza kuwepo.

Katika maji ya uso usio na uchafu, antimoni hupatikana katika viwango vya submicrogram, katika maji ya bahari mkusanyiko wake hufikia 0.5 μg / dm3, katika maji ya chini - 10 μg / dm3. Mkusanyiko wa juu unaoruhusiwa wa antimoni ni 0.05 mg / dm3 (kiashiria cha hatari ya kuzuia ni ya usafi na ya kitoksini), mkusanyiko wa juu unaoruhusiwa wa antimoni ni 0.01 mg / dm3.

Misombo ya chromium ya tri- na hexavalent huingia kwenye maji ya uso kama matokeo ya kuvuja kutoka kwa miamba (chromite, crocoite, uvarovite, nk). Kiasi fulani hutoka kwenye udongo wakati wa kuoza kwa viumbe na mimea. Kiasi kikubwa kinaweza kuingia kwenye hifadhi na maji machafu kutoka kwa warsha za galvanic, warsha za nguo za makampuni ya nguo, tanneries na makampuni ya biashara ya sekta ya kemikali. Kupungua kwa mkusanyiko wa ioni za chromium kunaweza kuzingatiwa kama matokeo ya matumizi yao na viumbe vya majini na michakato ya adsorption.

Katika maji ya uso, misombo ya chromium iko katika majimbo ya kufutwa na kusimamishwa, uwiano kati ya ambayo inategemea utungaji wa maji, joto, na pH ya suluhisho. Michanganyiko ya chromium iliyosimamishwa ni misombo ya chromiamu iliyochujwa. Sorbents inaweza kuwa udongo, hidroksidi chuma, laini kutawanywa kutulia kalsiamu carbonate, mabaki ya mimea na wanyama viumbe. Katika fomu iliyoyeyushwa, chromium inaweza kuwa katika mfumo wa chromates na dichromates. Chini ya hali ya aerobic, Cr (VI) hubadilika kuwa Cr (III), chumvi ambazo hutiwa hidrolisisi katika vyombo vya habari vya neutral na alkali na kutolewa kwa hidroksidi.

Katika maji ya mto yasiyo na uchafu na yenye uchafu kidogo, maudhui ya chromium huanzia sehemu ya kumi ya microgram kwa lita hadi micrograms kadhaa kwa lita, katika miili ya maji iliyochafuliwa hufikia makumi kadhaa na mamia ya micrograms kwa lita. Mkusanyiko wa wastani katika maji ya bahari ni 0.05 μg / dm3, katika maji ya chini - kwa kawaida ndani ya safu n.10 - n.102 μg / dm3.

Viwango Cr (VI) na Cr (III) kwa viwango vilivyoongezeka vina sifa za kusababisha kansa. Misombo ya Cr (VI) ni hatari zaidi.

Inaingia ndani ya maji ya asili kama matokeo ya michakato ya asili ya uharibifu na kufutwa kwa miamba na madini (sphalerite, zincite, goslarite, smithsonite, calamine), na pia maji machafu kutoka kwa viwanda vya usindikaji wa ore na warsha za galvanic, utengenezaji wa karatasi ya ngozi, rangi za madini. , nyuzinyuzi za viscose na dr.

Katika maji, iko hasa katika fomu ya ionic au kwa namna ya complexes yake ya madini na kikaboni. Wakati mwingine hutokea kwa fomu zisizo na maji: kwa namna ya hidroksidi, carbonate, sulfidi, nk.

Katika maji ya mto, mkusanyiko wa zinki kawaida huanzia 3 hadi 120 μg / dm3, katika maji ya bahari - kutoka 1.5 hadi 10 μg / dm3. Yaliyomo kwenye ore na haswa katika maji ya mgodi yenye viwango vya chini vya pH yanaweza kuwa muhimu.

Zinki ni mojawapo ya vipengele vya kufuatilia vinavyoathiri ukuaji na maendeleo ya kawaida ya viumbe. Wakati huo huo, misombo ya zinki nyingi ni sumu, hasa sulfate yake na kloridi.

Mkusanyiko wa juu unaoruhusiwa wa Zn2 + ni 1 mg / dm3 (kiashiria cha hatari ya kizuizi ni organoleptic), mkusanyiko wa juu unaoruhusiwa wa Zn2 + ni 0.01 mg / dm3 (hatari ya kuzuia ni ya kitoksini).

Metali nzito tayari zimeshika nafasi ya pili kwa suala la hatari, zikikubali dawa za kuulia wadudu na kwa kiasi kikubwa mbele ya uchafuzi unaojulikana kama kaboni dioksidi na sulfuri, katika utabiri zinapaswa kuwa hatari zaidi, hatari zaidi kuliko taka za nyuklia na taka ngumu. Uchafuzi wa metali nzito unahusishwa na matumizi yao makubwa katika uzalishaji wa viwandani, pamoja na mifumo dhaifu ya kusafisha, kama matokeo ambayo metali nzito huingia kwenye mazingira, ikiwa ni pamoja na udongo, kuichafua na kuitia sumu.

Metali nzito ni kati ya vichafuzi vya kipaumbele ambavyo lazima vifuatiliwe katika mazingira yote. Katika kazi mbalimbali za kisayansi na kutumika, waandishi hutafsiri maana ya dhana ya "metali nzito" kwa njia tofauti. Katika baadhi ya matukio, ufafanuzi wa metali nzito hujumuisha vipengele vinavyohusiana na tete (kwa mfano, bismuth) au metalloids (kwa mfano, arsenic).

Udongo ndio njia kuu ambayo metali nzito huingia, ikijumuisha kutoka angahewa na mazingira ya majini. Pia hutumika kama chanzo cha uchafuzi wa pili wa hewa ya uso na maji ambayo huingia kwenye Bahari ya Dunia kutoka kwayo. Kutoka kwenye udongo, metali nzito huingizwa na mimea, ambayo huingia kwenye chakula cha wanyama waliopangwa zaidi.
muendelezo
--PAGE_BREAK-- 3.3. Kuongoza ulevi
Kwa sasa risasi inashika nafasi ya kwanza kati ya sababu za sumu ya viwandani. Hii ni kutokana na matumizi yake makubwa katika tasnia mbalimbali. Wafanyikazi wanaochimba madini ya risasi katika kuyeyusha madini ya risasi, katika utengenezaji wa betri, katika kutengenezea chuma, katika nyumba za uchapishaji, katika utengenezaji wa glasi ya kioo au bidhaa za kauri, petroli yenye risasi, rangi za risasi, n.k. wanawekwa wazi na risasi. Uchafuzi wa risasi katika hewa ya angahewa. , udongo na maji katika maeneo ya jirani ya viwanda vile, pamoja na karibu na barabara kuu, husababisha tishio la uharibifu wa risasi kwa wakazi wanaoishi katika maeneo haya, na, juu ya yote, watoto, ambao ni nyeti zaidi kwa madhara ya metali nzito.
Ikumbukwe kwa masikitiko kwamba nchini Urusi hakuna sera ya serikali juu ya udhibiti wa kisheria, udhibiti na kiuchumi wa athari za risasi kwenye mazingira na afya ya umma, kwa kupunguza uzalishaji (utoaji, taka) wa risasi na misombo yake katika mazingira. , na kusimamisha kabisa uzalishaji wa petroli zenye risasi.

Kwa sababu ya kazi ya kielimu isiyoridhisha sana ya kuelezea idadi ya watu kiwango cha hatari ya kufichuliwa na metali nzito kwenye mwili wa binadamu, nchini Urusi idadi ya washiriki ambao wana mawasiliano ya kitaalam na risasi haipunguki, lakini inaongezeka polepole. Kesi za ulevi sugu wa risasi zilirekodiwa katika tasnia 14 nchini Urusi. Zinazoongoza ni tasnia ya umeme (uzalishaji wa betri), utengenezaji wa vyombo, uchapishaji na madini yasiyo na feri, ambayo ulevi husababishwa na kuzidisha mara 20 au zaidi ya kiwango cha juu kinachokubalika (MPC) cha risasi kwenye anga ya hewa. eneo la kazi.

Moshi wa moshi wa magari ni chanzo kikubwa cha risasi, kwani nusu ya Urusi bado inatumia petroli yenye risasi. Hata hivyo, mimea ya metallurgiska, hasa miyeyusho ya shaba, inabakia kuwa chanzo kikuu cha uchafuzi wa mazingira. Na hapa kuna viongozi. Mkoa wa Sverdlovsk una vyanzo 3 vikubwa vya uzalishaji wa risasi nchini: katika miji ya Krasnouralsk, Kirovograd na Revda.

Mabomba ya moshi ya mmea wa kuyeyusha shaba wa Krasnouralsk, uliojengwa wakati wa miaka ya ukuaji wa viwanda wa Stalin na kutumia vifaa vya 1932, kila mwaka hutapika tani 150-170 za risasi kwenye jiji la elfu 34, na kufunika kila kitu kwa vumbi la risasi.

Mkusanyiko wa risasi katika udongo wa Krasnouralsk hutofautiana kutoka 42.9 hadi 790.8 mg / kg na mkusanyiko wa juu unaoruhusiwa wa MPC = 130 μ / kg. Sampuli za maji katika mfumo wa usambazaji maji wa kijiji jirani. Oktyabrsky, kulishwa na chanzo cha maji chini ya ardhi, alirekodi ziada ya MPC hadi mara mbili.

Uchafuzi wa mazingira na risasi huathiri afya ya binadamu. Mfiduo wa risasi huathiri mfumo wa uzazi wa mwanamke na mwanaume. Kwa wanawake wajawazito na walio katika umri wa kuzaa, viwango vya juu vya risasi katika damu husababisha hatari fulani, kwani chini ya ushawishi wa kazi ya hedhi ya risasi inasumbuliwa, kuzaliwa mapema, kuharibika kwa mimba na kifo cha fetasi ni kawaida zaidi kwa sababu ya kupenya kwa risasi kupitia. kizuizi cha placenta. Watoto wachanga wana kiwango cha juu cha vifo.

Sumu ya risasi ni hatari sana kwa watoto wadogo - inathiri ukuaji wa ubongo na mfumo wa neva. Uchunguzi wa watoto 165 wa Krasouralsk zaidi ya umri wa miaka 4 ulifunua ucheleweshaji mkubwa wa maendeleo ya akili katika 75.7%, na katika 6.8% ya watoto waliochunguzwa, upungufu wa akili, ikiwa ni pamoja na oligophrenia, ulipatikana.

Watoto wa shule ya mapema huathirika zaidi na madhara ya risasi kwa sababu mifumo yao ya neva iko katika mchakato wa malezi. Hata kwa kipimo cha chini, sumu ya risasi husababisha kupungua kwa ukuaji wa kiakili, umakini na umakini, kuchelewesha kusoma, na kusababisha ukuaji wa uchokozi, uhasama na shida zingine katika tabia ya mtoto. Mikengeuko hii ya ukuaji inaweza kuwa ya muda mrefu na isiyoweza kutenduliwa. Uzito mdogo wa kuzaliwa, kudumaa na kupoteza kusikia pia ni matokeo ya sumu ya risasi. Kiwango kikubwa cha ulevi husababisha udumavu wa kiakili, kukosa fahamu, degedege na kifo.

Karatasi hiyo nyeupe, iliyochapishwa na wataalamu wa Urusi, inaripoti kwamba uchafuzi wa risasi unafunika nchi nzima na ni mojawapo ya misiba mingi ya kimazingira katika uliokuwa Muungano wa Sovieti ambayo imejulikana katika miaka ya hivi karibuni. Sehemu kubwa ya eneo la Urusi inakabiliwa na mzigo kutoka kwa kuanguka kwa risasi, kuzidi thamani muhimu kwa utendaji wa kawaida wa mfumo wa ikolojia. Katika miji mingi, kuna ziada ya viwango vya risasi katika hewa na udongo juu ya maadili yanayolingana na MPC.

Kiwango cha juu cha uchafuzi wa hewa na risasi, kinachozidi MPC, kilibainika katika miji ya Komsomolsk-on-Amur, Tobolsk, Tyumen, Karabash, Vladimir, Vladivostok.

Mizigo ya juu ya uwekaji wa risasi, na kusababisha uharibifu wa mazingira ya dunia, huzingatiwa katika mikoa ya Moscow, Vladimir, Nizhny Novgorod, Ryazan, Tula, Rostov na Leningrad.

Vyanzo vya stationary vinawajibika kwa kutokwa kwa zaidi ya tani 50 za risasi katika mfumo wa misombo anuwai kwenye miili ya maji. Wakati huo huo, viwanda 7 vya betri humwaga tani 35 za risasi kila mwaka kupitia mfumo wa maji taka. Uchambuzi wa usambazaji wa maji ya risasi kwenye miili ya maji kwenye eneo la Urusi unaonyesha kuwa mikoa ya Leningrad, Yaroslavl, Perm, Samara, Penza na Orel inaongoza katika aina hii ya mzigo.

Nchi hiyo inahitaji hatua za haraka ili kupunguza uchafuzi wa madini ya risasi, lakini hadi sasa mzozo wa kiuchumi nchini Urusi unafunika matatizo ya mazingira. Katika unyogovu wa muda mrefu wa viwanda, Urusi inakosa pesa za kusafisha uchafuzi wa zamani, lakini ikiwa uchumi utaanza kuimarika na viwanda kurudi kazini, uchafuzi wa mazingira unaweza tu kuongezeka.
Miji 10 iliyochafuliwa zaidi ya USSR ya zamani

(Vyuma vimeorodheshwa kwa mpangilio wa kushuka wa kiwango cha kipaumbele kwa jiji fulani)

4. Usafi wa udongo. Utupaji taka.
Udongo katika miji na makazi mengine na mazingira yao kwa muda mrefu imekuwa tofauti na udongo wa asili, wa thamani ya biolojia, ambayo ina jukumu muhimu katika kudumisha usawa wa kiikolojia. Udongo katika miji unakabiliwa na madhara sawa na hewa ya mijini na hydrosphere, kwa hiyo uharibifu mkubwa hutokea kila mahali. Uangalifu wa kutosha hulipwa kwa usafi wa udongo, ingawa umuhimu wake kama moja ya sehemu kuu za biosphere (hewa, maji, udongo) na sababu ya kibaolojia ya mazingira ni muhimu zaidi kuliko maji, kwani kiasi cha mwisho (kimsingi). ubora wa maji ya chini ya ardhi) imedhamiriwa na hali ya udongo, na haiwezekani kutenganisha mambo haya kutoka kwa kila mmoja. Udongo una uwezo wa utakaso wa kibiolojia: katika udongo kuna mgawanyiko wa taka ambayo imeingia ndani yake na madini yao; mwisho, udongo hulipa fidia kwa vitu vya madini vilivyopotea kwa gharama zao.

Ikiwa, kutokana na kuongezeka kwa udongo, sehemu yoyote ya uwezo wake wa madini hupotea, hii itasababisha usumbufu wa utaratibu wa kusafisha binafsi na kukamilisha uharibifu wa udongo. Na, kinyume chake, kuundwa kwa hali bora kwa ajili ya kusafisha binafsi ya udongo huchangia uhifadhi wa usawa wa kiikolojia na hali ya kuwepo kwa viumbe vyote vilivyo hai, ikiwa ni pamoja na wanadamu.

Kwa hiyo, tatizo la kugeuza taka ambazo zina athari mbaya ya kibiolojia sio tu kwa suala la kuondolewa kwao; ni tatizo ngumu zaidi la usafi, kwani udongo ni kiungo kati ya maji, hewa na binadamu.
4.1.
Jukumu la udongo katika kimetaboliki

Uhusiano wa kibayolojia kati ya udongo na wanadamu unafanywa hasa kwa njia ya kimetaboliki. Udongo ni kama muuzaji wa madini muhimu kwa mzunguko wa kimetaboliki, kwa ukuaji wa mimea, inayotumiwa na wanadamu na wanyama wa mimea, huliwa na wanadamu na wanyama wanaokula nyama. Hivyo, udongo hutoa chakula kwa wawakilishi wengi wa mimea na wanyama.

Kwa hivyo, kuzorota kwa ubora wa udongo, kupungua kwa thamani yake ya kibaolojia, uwezo wa kujitakasa, husababisha mmenyuko wa mnyororo wa kibaiolojia, ambayo, katika kesi ya madhara ya muda mrefu, inaweza kusababisha matatizo mbalimbali ya afya. idadi ya watu. Zaidi ya hayo, ikiwa michakato ya madini itapungua, nitrati, nitrojeni, fosforasi, potasiamu, nk. inayoundwa wakati wa mtengano wa dutu inaweza kuingia kwenye maji ya chini ya ardhi kutumika kwa mahitaji ya kunywa na kusababisha magonjwa makubwa (kwa mfano, nitrati inaweza kusababisha methemoglobinemia, hasa kwa watoto wachanga). utotoni).

Matumizi ya maji kutoka kwa udongo usio na iodini yanaweza kusababisha ugonjwa wa goiter, nk.
4.2.
Uhusiano wa kiikolojia kati ya udongo na maji na taka za kioevu (maji taka)

Mtu huchota maji kutoka kwa mchanga, ambayo ni muhimu kudumisha michakato ya metabolic na maisha yenyewe. Ubora wa maji hutegemea hali ya udongo; daima huonyesha hali ya kibiolojia ya udongo fulani.

Hii ni kweli hasa kwa maji ya chini ya ardhi, thamani ya kibaolojia ambayo imedhamiriwa kwa kiasi kikubwa na mali ya udongo na udongo, uwezo wa kujitakasa mwisho, uwezo wake wa kuchuja, muundo wa macroflora yake, microfauna, nk.

Athari ya moja kwa moja ya udongo kwenye maji ya uso tayari haina maana, inahusishwa hasa na mvua. Kwa mfano, baada ya mvua kubwa, uchafuzi wa mazingira mbalimbali huoshwa nje ya udongo ndani ya maji ya wazi (mito, maziwa), ikiwa ni pamoja na mbolea za bandia (nitrojeni, phosphate), dawa za kuua wadudu, dawa za kuua magugu; katika maeneo ya karst, mchanga uliovunjika, uchafuzi unaweza kupenya kupitia. nyufa ndani ya kina Maji ya chini ya ardhi.

Utunzaji duni wa maji machafu pia unaweza kusababisha athari mbaya za kibaolojia kwenye udongo na hatimaye kusababisha uharibifu wake. Kwa hiyo, ulinzi wa udongo katika makazi ni moja ya mahitaji kuu ya ulinzi wa mazingira kwa ujumla.
4.3.
Vikomo vya mzigo wa udongo kwa taka ngumu (taka za nyumbani na mitaani, taka za viwandani, takataka kavu iliyobaki baada ya mchanga wa maji taka, vitu vyenye mionzi, n.k.)

Tatizo linajumuishwa na ukweli kwamba, kama matokeo ya uundaji wa taka ngumu zaidi na zaidi katika miji, udongo katika eneo lao unakabiliwa na matatizo makubwa zaidi. Tabia na muundo wa udongo unazidi kuzorota kwa kasi zaidi.

Kati ya tani milioni 64.3 za karatasi zinazozalishwa nchini Marekani, tani milioni 49.1 zinapotea (ya kiasi hiki, tani milioni 26 "hutolewa" na kaya, na tani milioni 23.1 - na mtandao wa biashara).

Kuhusiana na hapo juu, utupaji na utupaji wa mwisho wa taka ngumu ni muhimu sana, ngumu zaidi kutekeleza shida ya usafi katika muktadha wa kuongezeka kwa ukuaji wa miji.

Utupaji wa mwisho wa taka ngumu katika udongo uliochafuliwa inawezekana. Walakini, kwa sababu ya kuzorota kwa uwezo wa kujisafisha wa udongo wa mijini, utupaji wa mwisho wa taka uliozikwa ardhini hauwezekani.

Mtu angeweza kutumia kwa mafanikio michakato ya biochemical inayofanyika kwenye udongo kwa ajili ya kutoweka kwa taka ngumu, uwezo wake wa kutokeza na kuua vijidudu, lakini udongo wa mijini, kwa sababu ya karne nyingi za kuishi kwa binadamu katika miji na shughuli zake, kwa muda mrefu imekuwa haifai kwa kusudi hili.

Njia za utakaso wa kibinafsi, madini, yanayotokea kwenye udongo, jukumu la bakteria na enzymes zinazohusika ndani yao, pamoja na bidhaa za kati na za mwisho za mtengano wa vitu zinajulikana. Hivi sasa, utafiti unalenga kutambua mambo ambayo yanahakikisha uwiano wa kibiolojia wa udongo wa asili, na pia kufafanua swali la kiasi gani cha taka ngumu (na nini muundo wao) unaweza kusababisha ukiukwaji wa usawa wa kibiolojia wa udongo.
Kiasi cha taka za nyumbani (takataka) kwa kila mkazi mmoja wa miji mikubwa ulimwenguni

Ikumbukwe kwamba hali ya usafi wa udongo katika miji kutokana na upakiaji wake inazidi kuzorota kwa kasi, ingawa uwezo wa udongo wa kujitakasa ni hitaji kuu la usafi kwa kudumisha usawa wa kibaolojia. Udongo katika miji hauwezi tena kukabiliana na kazi yake bila msaada wa kibinadamu. Njia pekee ya nje ya hali hii ni neutralization kamili na uharibifu wa taka kwa mujibu wa mahitaji ya usafi.

Kwa hiyo, ujenzi wa vituo vya jumuiya unapaswa kuwa na lengo la kuhifadhi uwezo wa asili wa udongo kujitakasa, na ikiwa uwezo huu tayari umekuwa usiofaa, basi lazima urejeshwe kwa bandia.

Mbaya zaidi ni athari ya sumu ya taka ya viwandani, kioevu na ngumu. Kiasi kinachoongezeka cha taka kama hiyo huingia kwenye udongo, ambayo haiwezi kukabiliana nayo. Kwa mfano, uchafuzi wa udongo na arseniki katika maeneo ya jirani ya viwanda vya superphosphate (ndani ya eneo la kilomita 3) ilianzishwa. Kama unavyojua, baadhi ya dawa za wadudu, kama vile misombo ya organochlorine, ambayo huingia kwenye udongo, haiozi kwa muda mrefu.

Vile vile ni kesi ya vifaa vya ufungaji vya synthetic (PVC, polyethilini, nk).

Misombo ya sumu mapema au baadaye huingia ndani ya maji ya chini ya ardhi, kwa sababu ambayo sio tu usawa wa kibaolojia wa udongo unasumbuliwa, lakini pia ubora wa maji ya chini ya ardhi huharibika kwa kiasi kwamba hawawezi tena kutumika kama maji ya kunywa.
Asilimia ya kiasi cha vifaa vya synthetic vya msingi vilivyomo kwenye taka ya kaya (takataka)

*
Pamoja na plastiki nyingine za kuimarisha joto.
Tatizo la taka limeongezeka leo pia kwa sababu sehemu ya taka, hasa kinyesi cha binadamu na wanyama, hutumiwa kurutubisha ardhi ya kilimo [kinyesi kina kiasi kikubwa cha nitrojeni-0.4-0.5%, fosforasi (P20z) -0.2-0 , 6%, potasiamu (K? 0) -0.5-1.5%, kaboni-5-15%]. Tatizo hili la jiji lilienea hadi maeneo ya mijini.
4.4.
Jukumu la udongo katika kuenea kwa magonjwa mbalimbali

Udongo una jukumu katika kuenea kwa magonjwa ya kuambukiza. Hii iliripotiwa nyuma katika karne iliyopita na Petterkoffer (1882) na Fodor (1875), ambao walifafanua hasa jukumu la udongo katika kuenea kwa magonjwa ya matumbo: kipindupindu, homa ya matumbo, kuhara damu, nk. Pia walielezea ukweli kwamba baadhi ya bakteria na virusi huhifadhi uwezo na virusi kwenye udongo kwa miezi kadhaa. Baadaye, idadi ya waandishi walithibitisha uchunguzi wao, hasa kuhusiana na udongo wa mijini. Kwa hiyo, kwa mfano, wakala wa causative wa kipindupindu hubakia kuwa hai na pathogenic katika maji ya chini ya ardhi kutoka siku 20 hadi 200, wakala wa causative wa typhoid katika kinyesi - kutoka siku 30 hadi 100, wakala wa causative wa kinyesi cha paratyphoid - kutoka siku 30 hadi 60. (Kwa mtazamo wa kuenea kwa magonjwa ya kuambukiza, udongo wa mijini unaleta hatari kubwa zaidi kuliko udongo kwenye mashamba yaliyorutubishwa na samadi.)

Kuamua kiwango cha uchafuzi wa udongo, idadi ya waandishi hutumia ufafanuzi wa idadi ya bakteria (E. coli), pamoja na wakati wa kuamua ubora wa maji. Waandishi wengine wanaona kuwa inafaa kuamua, kwa kuongeza, idadi ya bakteria ya thermophilic inayoshiriki katika mchakato wa madini.

Kuenea kwa magonjwa ya kuambukiza kwa njia ya udongo kunawezeshwa kwa kiasi kikubwa na umwagiliaji wa ardhi na maji taka. Wakati huo huo, mali ya madini ya udongo pia huharibika. Kwa hiyo, umwagiliaji wa maji taka unapaswa kufanyika chini ya usimamizi mkali wa mara kwa mara wa usafi na tu nje ya eneo la miji.

4.5.
Madhara ya aina kuu za uchafuzi wa mazingira (taka ngumu na kioevu) na kusababisha uharibifu wa udongo.

4.5.1.
Neutralization ya taka kioevu katika udongo

Katika idadi ya makazi ambayo hayana mfumo wa maji taka, taka zingine, pamoja na samadi, hazijaingizwa kwenye udongo.

Kama unavyojua, hii ndiyo njia rahisi zaidi ya kugeuza. Hata hivyo, inaruhusiwa tu ikiwa tunashughulika na udongo kamili wa kibayolojia ambao huhifadhi uwezo wa kujitakasa, ambayo si ya kawaida kwa udongo wa mijini. Ikiwa udongo hauna tena sifa hizi, basi ili kuilinda kutokana na uharibifu zaidi, kuna haja ya miundo tata ya kiufundi kwa neutralization ya taka ya kioevu.

Katika maeneo kadhaa, taka hupunguzwa kwenye mashimo ya mbolea. Suluhisho hili lina changamoto kitaalam. Kwa kuongezea, maji yanaweza kupenya kwenye udongo kwa umbali mrefu. Kazi hiyo inatatizwa zaidi na ukweli kwamba maji machafu ya mijini yana kiasi kinachoongezeka cha taka za viwandani zenye sumu, ambayo inazidisha tabia ya madini ya udongo kwa kiwango kikubwa zaidi kuliko kinyesi cha binadamu na wanyama. Kwa hiyo, inaruhusiwa kumwaga ndani ya mashimo ya mbolea tu maji machafu ambayo yamepigwa hapo awali. Vinginevyo, uwezo wa filtration wa udongo unafadhaika, basi udongo hupoteza mali zake nyingine za kinga, hatua kwa hatua kuziba kwa pores hutokea, nk.

Matumizi ya kinyesi cha binadamu kwa umwagiliaji wa mashamba ya kilimo inawakilisha njia ya pili ya kuondoa taka za kioevu. Njia hii inaleta hatari ya mara mbili ya usafi: kwanza, inaweza kuzidisha udongo; pili, taka hii inaweza kuwa chanzo kikubwa cha maambukizi. Kwa hivyo, kinyesi lazima kwanza kisafishwe na kutibiwa ipasavyo, na kisha tu kutumika kama mbolea. Maoni mawili yanayopingana yanagongana hapa. Kwa mujibu wa mahitaji ya usafi, kinyesi kinakabiliwa na uharibifu karibu kabisa, na kutoka kwa mtazamo wa uchumi wa kitaifa, huwakilisha mbolea yenye thamani. Kinyesi mbichi hakiwezi kutumika kumwagilia bustani za mboga mboga na mashamba bila kwanza kuyachafua. Ikiwa, hata hivyo, itabidi utumie kinyesi kipya, basi zinahitaji kiwango kama hicho cha kutokujali kwamba kama mbolea haziwakilishi karibu thamani yoyote.

Kinyesi kinaweza kutumika kama mbolea tu katika maeneo maalum yaliyowekwa, na udhibiti wa mara kwa mara wa usafi na usafi, haswa juu ya hali ya maji ya chini ya ardhi, idadi ya nzi, nk.

Mahitaji ya utupaji na kutoweka kwa udongo wa kinyesi cha wanyama, kimsingi, hayatofautiani na mahitaji ya kutoweka kwa kinyesi cha binadamu.

Hadi hivi majuzi, samadi iliwakilishwa katika kilimo chanzo muhimu cha virutubisho muhimu vinavyohitajika kuboresha rutuba ya udongo. Hata hivyo, katika miaka ya hivi karibuni, mbolea imepoteza umuhimu wake, kwa sehemu kutokana na mechanization ya kilimo, na kwa sehemu kutokana na kuongezeka kwa matumizi ya mbolea ya bandia.

Kwa kutokuwepo kwa matibabu sahihi na neutralization, mbolea pia ni hatari, pamoja na kinyesi kisicho na neutralized cha binadamu. Kwa hiyo, kabla ya kusafirishwa kwenye mashamba, mbolea inaruhusiwa kukomaa ili wakati huu (kwa joto la 60-70 ° C) michakato muhimu ya biothermal inaweza kutokea. Baada ya hayo, mbolea inachukuliwa kuwa "kukomaa" na huru kutoka kwa vimelea vingi vilivyomo ndani yake (bakteria, mayai ya minyoo, nk).

Ikumbukwe kwamba hifadhi za samadi zinaweza kuwa maeneo bora ya kuzaliana kwa nzi ambao wanaweza kueneza maambukizo anuwai ya matumbo. Ikumbukwe kwamba nzi kwa ajili ya uzazi wengi huchagua kwa hiari mbolea ya nguruwe, basi farasi, kondoo, na ng'ombe wa mwisho lakini sio mdogo. Kabla ya kuondoa samadi shambani, ni lazima itibiwe na dawa za kuua wadudu.
muendelezo
--PAGE_BREAK--

Sura ya 1. METALI NZITO: NAFASI YA KIBIOLOJIA,

Metali nzito Ni kundi la vipengele vya kemikali na molekuli ya atomiki ya jamaa ya zaidi ya 40. Kuonekana katika maandiko ya neno "metali nzito" kulihusishwa na udhihirisho wa sumu ya metali fulani na hatari yao kwa viumbe hai. Walakini, kikundi cha "nzito" ni pamoja na vitu vingine vya kuwafuata, hitaji muhimu na anuwai ya hatua za kibaolojia ambazo zimethibitishwa bila shaka (Alekseev, 1987; Mineev, 1988; Krasnokutskaya et al., 1990; Saet et al., 1990; Ilyin, 1991; Cadmium: kiikolojia ..., 1994; Nzito ..., 1997; Pronina, 2000).

Tofauti za istilahi zinahusiana zaidi na mkusanyiko wa metali katika mazingira asilia. Kwa upande mmoja, mkusanyiko wa chuma unaweza kuwa mwingi na hata sumu, basi chuma hiki kinaitwa "nzito", kwa upande mwingine, kwa mkusanyiko wa kawaida au upungufu, inajulikana kwa vipengele vya kufuatilia. Kwa hivyo, maneno ya kufuatilia vipengele na metali nzito yana uwezekano mkubwa wa ubora badala ya kategoria za kiasi, na yanahusishwa na lahaja kali za hali ya ikolojia (Alekseev, 1987; Ilyin, 1991; Maistrenko et al., 1996; Ilyin, Syso, 2001) .

Kazi za kiumbe hai zinahusiana bila kutenganishwa na kemia ya ukoko wa dunia na inapaswa kuchunguzwa kwa uhusiano wa karibu na mwisho (Vinogradov, 1957; Vernadsky, 1960; Avtsyn et al., 1991; Dobrovolsky, 1997). Kulingana na A.P. Vinogradov (1957), maudhui ya kiasi cha kipengele katika mwili imedhamiriwa na maudhui yake katika mazingira ya nje, pamoja na mali ya kipengele yenyewe, kwa kuzingatia umumunyifu wa misombo yake. Kwa mara ya kwanza, misingi ya kisayansi ya nadharia ya mambo ya kufuatilia katika nchi yetu ilithibitishwa na V.I.Vernadsky (1960). Utafiti wa kimsingi ulifanywa na A.P. Vinogradov (1957) - mwanzilishi wa fundisho la majimbo ya biogeochemical na jukumu lao katika kuibuka kwa magonjwa endemic ya wanadamu na wanyama na V.V. Kovalsky (1974) - mwanzilishi wa ikolojia ya kijiografia na biogeografia ya vitu vya kemikali, ambaye alikuwa wa kwanza kutekeleza ujanibishaji wa biogeochemical wa USSR.

Hivi sasa, kati ya vitu 92 vya asili, 81 hupatikana katika mwili wa mwanadamu. Zaidi ya hayo, 15 kati yao (Fe, I, Cu, Zn, Co, Cr, Mo, Ni, V, Se, Mn, As, F, Si, Li) wanatambuliwa kuwa muhimu. Hata hivyo, wanaweza kuwa na athari mbaya kwa mimea, wanyama na wanadamu ikiwa mkusanyiko wa fomu zao zilizopo huzidi mipaka fulani. Cd, Pb, Sn na Rb huchukuliwa kuwa muhimu kwa sababu wao, inaonekana, sio muhimu sana kwa mimea na wanyama na ni hatari kwa afya ya binadamu hata katika viwango vya chini (Dobrovolsky, 1980; Reutse, Kyrstya, 1986; Yagodin et al., 1989; Avtsyn et al., 1991; Davydova, 1991; Vronsky, 1996; Panin, 2000; Pronina, 2000).

Kwa muda mrefu, riba katika upungufu wa kijiografia na matokeo ya asili ya asili yalitawala katika masomo ya biogeochemical ya vipengele vya kufuatilia. Walakini, katika miaka iliyofuata, kwa sababu ya maendeleo ya haraka ya tasnia na uchafuzi wa mazingira wa kiteknolojia wa kimataifa, hitilafu za vipengele, hasa HM, za asili ya viwanda, zilianza kuvutia zaidi. Tayari, katika mikoa mingi ya dunia, mazingira yanazidi kuwa "fujo" ya kemikali. Katika miongo kadhaa iliyopita, vitu kuu vya utafiti wa biogeochemical vimekuwa maeneo ya miji ya viwandani na ardhi ya karibu (Geokhimiya ..., 1986; Lepneva, 1987; Ilyin et al., 1988, 1997; Kabala, Singh, 2001; Kathryn na nk, 2002), haswa ikiwa mimea ya kilimo hupandwa juu yake na kisha kutumika kwa chakula (Reutse na Kyrstya, 1986; Ilyin, 1985, 1987; Kabata-Pendias, Pendias, 1989; Chernykh, 1996, nk).

Ushawishi wa mambo ya kufuatilia kwenye shughuli muhimu ya wanyama na wanadamu inasomwa kikamilifu kwa madhumuni ya matibabu. Sasa imefunuliwa kuwa magonjwa mengi, syndromes na hali ya patholojia husababishwa na upungufu, ziada au usawa wa vipengele vya kufuatilia katika kiumbe hai na kuwa na jina la jumla "microelementosis" (Avtsyn et al., 1991).

Katika masomo yetu, metali zilisomwa kutoka kwa mtazamo wa athari zao za sumu kwa viumbe hai vinavyosababishwa na uchafuzi wa mazingira wa anthropogenic, kwa hiyo, kwa vipengele vilivyojifunza, tulitumia neno "metali nzito".

1.1. Jukumu la kibaolojia na athari za kitoksini za metali nzito

Katika miaka ya hivi karibuni, jukumu muhimu la kibaolojia la metali nyingi limethibitishwa zaidi. Tafiti nyingi zimegundua kuwa ushawishi wa metali ni tofauti sana na inategemea yaliyomo katika mazingira na kiwango cha hitaji lao la vijidudu, mimea, wanyama na wanadamu.

Athari ya phytotoxic ya HMs inajidhihirisha, kama sheria, kwa kiwango cha juu cha uchafuzi wa teknolojia ya udongo na kwa kiasi kikubwa inategemea mali na tabia ya chuma fulani. Hata hivyo, kwa asili, ions za chuma hazipatikani kwa kutengwa kutoka kwa kila mmoja. Kwa hiyo, mchanganyiko mbalimbali wa mchanganyiko na viwango vya metali tofauti katika mazingira husababisha mabadiliko katika mali ya vipengele vya mtu binafsi kama matokeo ya athari zao za synergistic au za kupinga kwa viumbe hai. Kwa mfano, mchanganyiko wa zinki na shaba ni sumu mara tano zaidi kuliko jumla ya hesabu iliyopatikana ya sumu yao, ambayo ni kutokana na ushirikiano katika athari ya pamoja ya vipengele hivi. Mchanganyiko wa zinki na nikeli hufanya kazi kwa njia sawa. Walakini, kuna seti za metali, hatua ya pamoja ambayo inajidhihirisha kwa kuongeza. Mfano wa kushangaza wa hii ni zinki na kadimiamu, zinazoonyesha upinzani wa kisaikolojia wa pande zote (Khimiya ..., 1985). Maonyesho ya ushirikiano na upinzani wa metali pia yanaonekana katika mchanganyiko wao wa multicomponent. Kwa hiyo, athari ya jumla ya toxicological ya uchafuzi wa mazingira na HM inategemea si tu juu ya kuweka na kiwango cha maudhui ya vipengele maalum, lakini pia juu ya sifa za ushawishi wao wa pande zote kwenye biota.

Kwa hivyo, ushawishi wa HM juu ya viumbe hai ni tofauti sana.Hii ni kutokana, kwanza, kwa sifa za kemikali za metali, na pili, kwa mtazamo wa viumbe kwao, na, tatu, kwa hali ya mazingira. Chini, kulingana na data inayopatikana katika maandiko (Kemia ..., 1985; Kenneth, Falchuk, 1993; Cadmium: kiikolojia ..., 1994; Strawn, Sparks, 2000 na wengine), tunatoa maelezo mafupi ya ushawishi wa HM juu ya viumbe hai.

Kuongoza... Jukumu la kibayolojia la risasi limesomwa vibaya sana, lakini kuna data katika fasihi (Avtsyn et al., 1991) inayothibitisha kwamba chuma ni muhimu kwa viumbe vya wanyama, kama inavyoonyeshwa na panya. Wanyama hupata ukosefu wa kipengele hiki wakati mkusanyiko wake katika malisho ni chini ya 0.05-0.5 mg / kg (Ilyin, 1985; Kalnitsky, 1985). Mimea pia inahitaji kwa kiasi kidogo. Upungufu wa risasi katika mimea unawezekana wakati maudhui yake katika sehemu ya juu ya ardhi ni kutoka 2 hadi 6 μg / kg ya dutu kavu (Kalnitsky, 1985; Kabata-Pendias, Pendias, 1989).

Kuongezeka kwa riba katika risasi kunasababishwa na nafasi yake ya kipaumbele kati ya vichafuzi vikuu vya mazingira (Kovalsky, 1974; Saet, 1987; Ripoti ..., 1997; Snakin, 1998; Makarov, 2002). Ya chuma ni sumu kwa microorganisms, mimea, wanyama na wanadamu.

Kuzidi kwa risasi katika mimea, inayohusishwa na mkusanyiko wake mkubwa kwenye udongo, huzuia kupumua na kukandamiza mchakato wa photosynthesis, wakati mwingine husababisha kuongezeka kwa maudhui ya cadmium na kupungua kwa ulaji wa zinki, kalsiamu, fosforasi na sulfuri. . Matokeo yake, uzalishaji wa mimea hupungua na ubora wa bidhaa hupungua kwa kasi. Dalili za nje za athari mbaya ya risasi ni kuonekana kwa majani ya kijani kibichi, kupotosha kwa majani ya zamani, majani yaliyodumaa. Upinzani wa mimea kwa ziada yake sio sawa: nafaka ni sugu kidogo, kunde ni sugu zaidi. Kwa hivyo, dalili za sumu katika mazao tofauti zinaweza kutokea kwa kiwango tofauti cha risasi kwenye udongo - kutoka 100 hadi 500 mg / kg (Kabata-Pendias na Pendias, 1989; Ilyin na Syso, 2001). Mkusanyiko wa chuma ni zaidi ya 10 mg / kg kavu. kisiwa ni sumu kwa mimea inayolimwa zaidi (Răutse, Kyrstya, 1986).

Risasi huingia ndani ya mwili wa binadamu hasa kupitia njia ya usagaji chakula. Katika dozi za sumu, kipengele hujilimbikiza kwenye figo, ini, wengu na tishu za mfupa Katika toxicosis ya risasi, viungo vya hematopoietic (anemia), mfumo wa neva (encephalopathy na neuropathy) na figo (nephropathy) huathiriwa hasa. Mfumo wa hematopoietic huathirika zaidi na risasi, hasa kwa watoto.

Cadmiuminajulikana kama kipengele cha sumu, lakini pia ni ya kundi la "mpya" microelements (cadmium, vanadium, silicon, bati, florini) na katika viwango vya chini ni uwezo wa kuchochea ukuaji wao katika baadhi ya wanyama (Avtsyn et al., 1991). Kwa mimea ya juu, thamani ya cadmium haijaanzishwa kwa uhakika.

Shida kuu za wanadamu na kipengele hiki husababishwa na uchafuzi wa mazingira wa kiteknolojia na sumu yake kwa viumbe hai hata katika viwango vya chini (Ilyin, Syso, 2001).

Sumu ya cadmium kwa mimea inaonyeshwa katika usumbufu wa shughuli za enzyme, kizuizi cha photosynthesis, usumbufu wa mzunguko wa damu, na pia kuzuia kupunguzwa kwa NO 2 hadi NO. Kwa kuongeza, katika kimetaboliki ya mimea, ni mpinzani wa idadi fulani. ya virutubisho (Zn, Cu, Mn, Ni, Se, Ca, Mg, P). Chini ya athari ya sumu ya chuma kwenye mimea, ucheleweshaji wa ukuaji, uharibifu wa mfumo wa mizizi na chlorosis ya majani huzingatiwa. Cadmium huingia kwa urahisi kwenye mimea kutoka kwa udongo na anga. Kwa upande wa phytotoxicity na uwezo wa kujilimbikiza katika mimea, ni safu ya kwanza kati ya HMs (Cd> Cu> Zn> Pb) (Ovcharenko et al., 1998).

Cadmium ina uwezo wa kujilimbikiza katika viumbe vya binadamu na wanyama, kwa sababu kufyonzwa kwa urahisi kutoka kwa chakula na maji na kupenya ndani ya viungo na tishu mbalimbali. Athari ya sumu ya chuma tayari inaonekana katika viwango vya chini sana. Ziada yake inhibits awali ya DNA, protini na asidi nucleic, huathiri shughuli ya Enzymes, kuvuruga assimilation na kubadilishana microelements nyingine (Zn, Cu, Se, Fe), ambayo inaweza kusababisha upungufu wao.

Kubadilishana kwa cadmium katika mwili kuna sifa ya sifa kuu zifuatazo (Avtsyn et al., 1991): ukosefu wa utaratibu mzuri wa udhibiti wa homeostatic; uhifadhi wa muda mrefu (mkusanyiko) katika mwili na nusu ya maisha ya muda mrefu (kwa wastani wa miaka 25); Mkusanyiko mkubwa katika ini na figo; mwingiliano mkubwa na metali zingine zenye bivalent wakati wa kunyonya na katika kiwango cha tishu.

Mfiduo wa kudumu wa cadmium kwa binadamu husababisha kuharibika kwa figo, kushindwa kwa mapafu, osteomalacia, anemia, na kupoteza harufu. Kuna ushahidi wa athari inayowezekana ya kansa ya cadmium na uwezekano wa ushiriki wake katika maendeleo ya magonjwa ya moyo na mishipa. Aina kali zaidi ya sumu ya muda mrefu ya cadmium ni ugonjwa wa itai-itai, unaojulikana na deformation ya mifupa na kupungua kwa kuonekana kwa urefu, maumivu ya lumbar, dalili za uchungu katika misuli ya miguu, na kutembea kwa bata. Aidha, kuna fractures mara kwa mara ya mifupa laini hata wakati kukohoa, pamoja na dysfunction ya kongosho, mabadiliko katika njia ya utumbo, hypochromic anemia, figo dysfunction, nk (Avtsyn et al., 1991).

Zinki. Maslahi ya pekee katika zinki yanahusishwa na ugunduzi wa jukumu lake katika kimetaboliki ya nucleic, michakato ya unukuzi, uimarishaji wa asidi ya nucleic, protini, na hasa vipengele vya membrane ya kibiolojia (Peive, 1961), na pia katika kimetaboliki ya vitamini A. Inacheza. jukumu muhimu katika awali ya asidi nucleic na protini. Zinki iko katika nucleotidyltransferases zote 20, na ugunduzi wake katika nakala za nyuma ulifanya iwezekane kuanzisha uhusiano wa karibu na michakato ya saratani. Kipengele hiki ni muhimu kwa kuleta utulivu wa muundo wa DNA, RNA, ribosomes, ina jukumu muhimu katika mchakato wa kutafsiri na ni muhimu sana katika hatua nyingi muhimu za kujieleza kwa jeni. Zinki hupatikana katika vimeng'enya zaidi ya 200 vya madarasa yote sita, ikijumuisha haidrolases, uhamishaji, oxidoreductases, lyases, ligases, na isomerasi (Avtsyn et al., 1991). Upekee wa zinki upo katika ukweli kwamba hakuna kipengele kinachojumuishwa katika utungaji wa idadi kubwa ya enzymes na haifanyi kazi mbalimbali za kisaikolojia (Kashin, 1999).

Mkusanyiko wa zinki ulioinuliwa una athari ya sumu kwa viumbe hai. Kwa wanadamu, husababisha kichefuchefu, kutapika, kushindwa kupumua, fibrosis ya pulmona, na ni kusababisha kansa (Kenneth, Falchuk, 1993). Zinki ya ziada katika mimea hutokea katika maeneo ya uchafuzi wa udongo wa viwanda, pamoja na matumizi yasiyofaa ya mbolea zilizo na zinki. Aina nyingi za mmea zina uvumilivu mkubwa kwa ziada yake kwenye udongo. Hata hivyo, kwa maudhui ya juu sana ya chuma hiki kwenye udongo, chlorosis ya majani ya vijana ni dalili ya kawaida ya toxicosis ya zinki. Kwa ulaji wake mwingi wa mimea na uadui unaosababishwa na vitu vingine, ngozi ya shaba na chuma hupungua na dalili za upungufu wao zinaonekana.

Katika wanyama na wanadamu, zinki huathiri mgawanyiko wa seli na kupumua, maendeleo ya mifupa, uundaji wa ubongo na reflexes ya tabia, uponyaji wa jeraha, kazi ya uzazi, majibu ya kinga, huingiliana na insulini. Kwa upungufu wa kipengele, idadi ya magonjwa ya ngozi hutokea. Sumu ya zinki kwa wanyama na wanadamu ni ya chini, kwa sababu katika kesi ya ulaji wa ziada, sio kusanyiko, lakini hutolewa. Hata hivyo, kuna ripoti tofauti katika maandiko juu ya athari ya sumu ya chuma hiki: kwa wanyama, ongezeko la uzito wa kuishi hupungua, huzuni huonekana katika tabia, na utoaji mimba unawezekana (Kalnitsky, 1985). Kwa ujumla, tatizo kubwa kwa mimea, wanyama na binadamu katika hali nyingi ni upungufu wa zinki badala ya kiasi cha sumu.

Shaba- ni moja wapo ya vitu muhimu visivyoweza kutengezwa upya vinavyohitajika kwa viumbe hai. Katika mimea, inashiriki kikamilifu katika mchakato wa photosynthesis, kupumua, kurejesha na kurekebisha nitrojeni. Copper ni sehemu ya idadi ya vimeng'enya oxidase - cytochrome oxidase, ceruloplasmin, superoxide dismutase, urate oxidase, na wengine (Shkolnik, 1974; Avtsyn et al., 1991) na inashiriki katika michakato ya biochemical kama sehemu muhimu ya enzymes zinazofanya. athari za oxidation ya substrates na oksijeni ya molekuli. Kuna data chache juu ya sumu ya kipengele kwa mimea. Hivi sasa, tatizo kuu linachukuliwa kuwa ukosefu wa shaba katika udongo au usawa wake na cobalt. Ishara kuu za upungufu wa shaba kwa mimea ni kupungua kwa kasi na kisha kukomesha uundaji wa viungo vya uzazi, kuonekana kwa nafaka iliyopungua, masikio tupu, na kupungua kwa upinzani kwa mambo yasiyofaa ya mazingira. Ngano, shayiri, shayiri, alfalfa, beetroot, vitunguu na alizeti ni nyeti zaidi kwa upungufu wake (Ilyin na Syso 2001; Adriano, 1986).

Katika mwili wa mtu mzima, nusu ya jumla ya shaba hupatikana katika misuli na mifupa, na 10% katika ini. Michakato kuu ya kunyonya kwa kipengele hiki hutokea kwenye tumbo na tumbo mdogo. Uigaji wake na ubadilishanaji unahusishwa na yaliyomo katika macro- na microelements na misombo ya kikaboni katika chakula. Kuna upinzani wa kisaikolojia wa shaba na molybdenum na salfa salfa, pamoja na manganese, zinki, risasi, strontium, cadmium, kalsiamu na fedha. Ziada ya vipengele hivi, pamoja na maudhui ya chini ya shaba katika malisho na chakula, inaweza kusababisha upungufu mkubwa wa mwisho katika viumbe vya binadamu na wanyama, ambayo kwa upande husababisha upungufu wa damu, kupungua kwa kasi ya ukuaji, kupoteza uzito wa kuishi. , na kwa uhaba mkubwa wa chuma (chini ya 2 -3 mg kwa siku), tukio la arthritis ya rheumatoid na goiter endemic inawezekana. Kupindukia ngozi ya shaba na mtu husababisha ugonjwa wa Wilson, ambapo ziada ya kipengele huwekwa kwenye tishu za ubongo, ngozi, ini, kongosho na myocardiamu.

Nickel.Jukumu la kibiolojia la nikeli ni ushiriki katika shirika la kimuundo na utendaji wa sehemu kuu za seli - DNA, RNA na protini. Pamoja na hili, pia iko katika udhibiti wa homoni wa mwili. Nickel ni sawa katika mali ya biochemical kwa chuma na cobalt. Ukosefu wa chuma katika wanyama wa ruminant huonyeshwa kwa kupungua kwa shughuli za enzymes na uwezekano wa kifo.

Hadi sasa, hakuna data katika maandiko juu ya upungufu wa nickel kwa mimea, hata hivyo, majaribio kadhaa yameanzisha athari nzuri ya kuanzishwa kwa nickel kwenye udongo juu ya uzalishaji wa mazao ya kilimo, ambayo, labda, ni kutokana na ukweli kwamba huchochea michakato ya kibayolojia ya urutubishaji na uwekaji madini wa misombo ya nitrojeni kwenye udongo (Kashin, 1998; Ilyin na Syso, 2001; Brown na Wilch, 1987) Sumu ya nikeli kwa mimea inadhihirishwa katika kukandamiza michakato ya photosynthesis na transpiration, na kuonekana kwa ishara za chlorosis ya majani. Kwa viumbe vya wanyama, athari ya sumu ya kipengele inaambatana na kupungua kwa shughuli za idadi ya metalloenzymes, ukiukwaji wa awali ya protini, RNA na DNA, maendeleo ya uharibifu wa kutamka katika viungo na tishu nyingi. Embryotoxicity ya nikeli ilianzishwa kwa majaribio (Strochkova et al., 1987; Yagodin et al., 1991). Ulaji mwingi wa chuma katika mwili wa wanyama na wanadamu unaweza kuhusishwa na uchafuzi mkubwa wa anthropogenic wa udongo na mimea na kipengele hiki.

Chromium... Chromium ni mojawapo ya vipengele muhimu kwa viumbe vya wanyama. Kazi zake kuu ni mwingiliano na insulini katika michakato ya kimetaboliki ya kabohydrate, ushiriki katika muundo na kazi ya asidi ya nucleic na, pengine, tezi ya tezi (Avtsyn et al., 1991). Viumbe vya mimea hujibu vyema kwa kuanzishwa kwa chromium kwa maudhui ya chini ya fomu iliyopo kwenye udongo, hata hivyo, swali la kutoweza kubadilishwa kwa kipengele kwa viumbe vya mimea linaendelea kujifunza.

Athari ya sumu ya chuma inategemea valence yake: cation hexavalent ni sumu zaidi kuliko trivalent. Dalili za sumu ya chromium huonyeshwa nje kwa kupungua kwa ukuaji na ukuaji wa mimea, kunyauka kwa sehemu ya angani, uharibifu wa mfumo wa mizizi na chlorosis ya majani machanga. Kuzidi kwa chuma katika mimea husababisha kupungua kwa kasi kwa mkusanyiko wa vipengele vingi muhimu vya kisaikolojia, hasa K, P, Fe, Mn, Cu, B. Kwa wanadamu na wanyama, Cr 6+ ina athari ya jumla ya sumu, nephrotoxic na hepatotoxic. . Sumu ya chromium inaonyeshwa katika mabadiliko katika majibu ya kinga ya mwili, kupungua kwa michakato ya urekebishaji katika seli, kizuizi cha enzymes, uharibifu wa ini, ukiukaji wa michakato ya oksidi ya kibaolojia, haswa mzunguko wa asidi ya tricarboxylic. Aidha, ziada ya chuma husababisha vidonda maalum vya ngozi (ugonjwa wa ngozi, vidonda), udhihirisho wa mucosa ya pua, pneumosclerosis, gastritis, tumbo na vidonda vya duodenal, hepatosis ya chromic, dysregulation ya tone ya mishipa na shughuli za moyo. Michanganyiko Cr 6+, pamoja na hatua ya jumla ya kitoksini, inaweza kusababisha athari za mutagenic na kansa. Chromium, pamoja na tishu za mapafu, hujilimbikiza kwenye ini, figo, wengu, mifupa na uboho (Krasnokutskaya et al., 1990).

Athari za viwango vya sumu vya HM kwenye mimea huonyeshwa katika Jedwali 1.1, na kwa afya ya binadamu na wanyama - katika Jedwali 1.2.

Jedwali 1.1

Athari za viwango vya sumu vya metali nzito fulani kwenye mimea

Kipengele	Mkusanyiko katika udongo, mg / kg	Mwitikio wa mmea kwa viwango vya kuongezeka kwa HM
	100-500	Uzuiaji wa kupumua na ukandamizaji wa mchakato wa photosynthesis, wakati mwingine ongezeko la maudhui ya cadmium na kupungua kwa ulaji wa zinki, kalsiamu, fosforasi, sulfuri, kupungua kwa tija, kuzorota kwa ubora wa mazao ya mazao. Dalili za nje - kuonekana kwa majani ya kijani kibichi, kupotosha kwa majani ya zamani, majani yaliyodumaa
	1-13	Ukiukaji wa shughuli za enzyme, kupumua kwa CO 2 na michakato ya kurekebisha, kizuizi cha photosynthesis, kizuizi cha kupona kibaolojia. N O 2 hadi N Oh, ugumu katika ulaji na kimetaboliki ya idadi ya virutubisho katika mimea. Dalili za nje - ucheleweshaji wa ukuaji, uharibifu wa mfumo wa mizizi, chlorosis ya majani.
	140-250	Chlorosis ya majani madogo
	200-500	Kuzorota kwa ukuaji na ukuaji wa mmea, kunyauka kwa sehemu ya angani, uharibifu wa mfumo wa mizizi, chlorosis ya majani machanga, kupungua kwa kasi kwa yaliyomo katika macro- na microelements muhimu kwenye mimea (K, P, Fe, Mn, Cu, B, nk).
	30-100*	Ukandamizaji wa michakato ya photosynthesis na kupumua, kuonekana kwa ishara za chlorosis

Kumbuka: * - fomu ya simu, kulingana na: Răutse, Kyrstia, 1986; Kabata-Pendias, Pendias, 1989; Yagodin et al., 1989;. Ilyin, Syso, 2002

Jedwali 1.2

Athari za uchafuzi wa mazingira na metali nzito

juu ya afya ya binadamu na wanyama

Kipengele	Magonjwa ya kawaida katika viwango vya juu vya HM katika mwili
	Kuongezeka kwa vifo kutokana na magonjwa ya moyo na mishipa, kuongezeka kwa ugonjwa wa jumla, mabadiliko katika mapafu ya watoto, uharibifu wa viungo vya hematopoietic, mifumo ya neva na moyo na mishipa, ini, figo, matatizo katika kipindi cha ujauzito, kujifungua, mzunguko wa hedhi, uzazi; ulemavu wa kuzaliwa. Uzuiaji wa shughuli za enzymes nyingi, ukiukaji wa michakato ya kimetaboliki.
	Dysfunctions ya figo, kizuizi cha usanisi wa DNA, protini na asidi ya nucleic, kupungua kwa shughuli ya enzymes, kupungua kwa ulaji na kubadilishana vitu vingine vidogo. Zn, Cu, Se, Fe ), ambayo inaweza kusababisha upungufu wao katika mwili.
	Mabadiliko katika muundo wa morphological wa damu, malezi mabaya, ugonjwa wa mionzi; katika wanyama - kupungua kwa uzito wa kuishi, unyogovu katika tabia, uwezekano wa utoaji mimba.
	Kuongezeka kwa vifo kutokana na saratani ya upumuaji.
	Mabadiliko katika majibu ya kinga ya mwili, kupungua kwa michakato ya kurejesha katika seli, kizuizi cha enzymes, uharibifu wa ini.
	Ukiukaji wa awali ya protini, RNA na DNA, maendeleo ya uharibifu wa kutamka katika viungo vingi na tishu.

Kulingana na: Methodical ..., 1982; Kalnitsky, 1985; Avtsyn et al., 1991; Pokatilov, 1993; Makarov, 2002

1.2. Metali nzito kwenye udongo

Maudhui ya HM katika udongo, kama ilivyoanzishwa na watafiti wengi, inategemea muundo wa miamba ya awali, tofauti kubwa ambayo inahusishwa na historia ya kijiolojia ya maendeleo ya maeneo (Kovda, 1973). miamba, inayowakilishwa na bidhaa za hali ya hewa ya miamba, imedhamiriwa na muundo wa kemikali inategemea hali ya mabadiliko ya hypergene.

Katika miongo ya hivi karibuni, shughuli za anthropogenic za wanadamu zimehusika sana katika michakato ya uhamiaji wa HM katika mazingira asilia. Kiasi cha vipengele vya kemikali vinavyoingia kwenye mazingira kama matokeo ya technogenesis, katika hali nyingine, huzidi kwa kiasi kikubwa kiwango cha ulaji wao wa asili. Kwa mfano, uteuzi wa kimataifa Pb kutoka kwa vyanzo vya asili kwa mwaka ni tani elfu 12. na uzalishaji wa anthropogenic tani 332,000. ( Nriagu , 1989). Kwa kuhusika katika mizunguko ya asili ya uhamiaji, mtiririko wa anthropogenic husababisha kuenea kwa haraka kwa uchafuzi wa mazingira katika vipengele vya asili vya mazingira ya mijini, ambapo mwingiliano wao na wanadamu hauepukiki. Kiasi cha uchafuzi wa mazingira kilicho na HM huongezeka kila mwaka na kuharibu mazingira ya asili, hudhoofisha usawa uliopo wa ikolojia na kuathiri vibaya afya ya binadamu.

Chanzo kikuu cha pembejeo ya anthropogenic ya HM katika mazingira ni mimea ya nguvu ya mafuta, biashara ya metallurgiska, machimbo na migodi kwa uchimbaji wa madini ya polymetallic, usafirishaji, njia za kemikali za kulinda mazao kutokana na magonjwa na wadudu, kuchoma mafuta na taka kadhaa, utengenezaji wa glasi; mbolea, saruji, n.k. Halo za HM zenye nguvu zaidi huonekana karibu na biashara za madini ya feri na haswa zisizo na feri kama matokeo ya uzalishaji wa angahewa (Kovalsky, 1974; Dobrovolsky, 1983; Izrael, 1984; Geokhimiya ..., 1986; Sayet;, 19; Panin, 2000; Kabala, Singh, 2001). Athari za uchafuzi huenea zaidi ya makumi ya kilomita kutoka kwa chanzo cha kuingia kwa vipengele kwenye anga. Kwa hivyo, metali kwa kiasi cha 10 hadi 30% ya jumla ya uzalishaji katika anga huenea kwa umbali wa kilomita 10 au zaidi kutoka kwa biashara ya viwanda. Wakati huo huo, uchafuzi wa pamoja wa mimea huzingatiwa, ambayo ni pamoja na uwekaji wa moja kwa moja wa erosoli na vumbi kwenye uso wa majani na unyambulishaji wa mizizi ya HMs ambayo imejilimbikiza kwenye mchanga kwa muda mrefu wakati wa kufurika kwa uchafuzi wa mazingira. anga (Ilyin na Syso, 2001).

Kwa mujibu wa data hapa chini, mtu anaweza kuhukumu ukubwa wa shughuli za anthropogenic za wanadamu: mchango wa risasi ya technogenic ni 94-97% (iliyobaki ni vyanzo vya asili), cadmium - 84-89%, shaba - 56-87%, nickel - 66-75%, zebaki - 58%, nk. Wakati huo huo, 26-44% ya mtiririko wa anthropogenic wa ulimwengu wa vitu hivi huanguka Ulaya, na sehemu ya eneo la Uropa la USSR ya zamani - 28-42% ya uzalishaji wote huko Uropa (Vronsky, 1996). Kiwango cha uwekaji wa kiteknolojia wa HM kutoka anga katika maeneo tofauti ya ulimwengu sio sawa (Jedwali 1.3) na inategemea upatikanaji wa amana zilizoendelea, kiwango cha maendeleo ya madini na usindikaji na tasnia ya viwanda, usafirishaji, ukuaji wa miji. maeneo, nk.

Jedwali 1.3

Kuanguka kwa metali nzito kutoka angahewa hadi kwenye uso wa chini

mikoa ya ulimwengu, tani elfu / mwaka (Izrael et al., 1989, iliyotajwa kutoka Vronsky, 1996)

Mkoa	Kuongoza	Cadmium	Zebaki
Ulaya		1,59
		1,78	10,6
Asia		2,58
Sehemu ya Asia b. USSR	21,4	0,88	20,9
Marekani Kaskazini		7,36	17,8
Amerika ya Kati na Kusini			24,9
Afrika			28,4
Australia		0,22
Arctic		0,87	19,4
Antaktika	0,38	0,016

Utafiti wa ushiriki wa hisa wa tasnia mbalimbali katika mkondo wa uzalishaji wa kimataifa wa HM unaonyesha: 73% ya shaba na 55% ya cadmium huhusishwa na uzalishaji kutoka kwa makampuni ya biashara ya shaba na nikeli; 54% ya uzalishaji wa zebaki hutoka kwa mwako wa makaa ya mawe; 46% ya nickel - kwa mwako wa bidhaa za petroli; 86% ya risasi hutolewa angani kutoka kwa magari (Vronsky, 1996). Kiasi fulani cha HM pia hutolewa kwa mazingira na kilimo, ambapo dawa za wadudu na mbolea za madini hutumiwa, hasa, superphosphates zina kiasi kikubwa cha chromium, cadmium, cobalt, shaba, nickel, vanadium, zinki, nk.

Vipengele vinavyotolewa kwenye anga kupitia mabomba ya makampuni ya biashara ya viwanda vya kemikali, nzito na nyuklia vina athari inayoonekana kwa mazingira. Sehemu katika uchafuzi wa anga wa mitambo ya mafuta na nguvu nyingine ni 27%, makampuni ya biashara ya madini ya feri - 24.3%, makampuni ya biashara ya uchimbaji na utengenezaji wa vifaa vya ujenzi - 8.1% (Alekseev, 1987; Ilyin, 1991). HM (isipokuwa zebaki) huletwa katika angahewa kama erosoli. Seti ya metali na yaliyomo katika erosoli imedhamiriwa na utaalam wa shughuli za viwandani na nishati. Wakati makaa ya mawe, mafuta, shale huchomwa, vipengele vilivyomo katika mafuta haya hutolewa kwenye anga pamoja na moshi. Kwa hiyo, makaa ya mawe yana cerium, chromium, risasi, zebaki, fedha, bati, titani, pamoja na uranium, radiamu na metali nyingine.

Uchafuzi mkubwa wa mazingira unasababishwa na mitambo yenye nguvu ya joto (Maistrenko et al., 1996). Kila mwaka, tu wakati makaa ya mawe yanachomwa, zebaki hutolewa angani mara 8700 zaidi ya inaweza kujumuishwa katika mzunguko wa asili wa biogeochemical, uranium - 60, cadmium - 40, yttrium na zirconium - 10, bati - mara 3-4. 90% ya cadmium, zebaki, bati, titani na zinki, kuchafua anga, huingia ndani yake wakati wa kuchoma makaa ya mawe. Hii inaathiri kwa kiasi kikubwa Jamhuri ya Buryatia, ambapo makampuni ya nishati kwa kutumia makaa ya mawe ni uchafuzi mkubwa wa hewa. Miongoni mwao (kwa suala la mchango wao kwa uzalishaji wa jumla), kuna Gusinoozerskaya GRES (30%) na TPP-1 huko Ulan-Ude (10%).

Uchafuzi mkubwa wa hewa na udongo wa anga hutokea kutokana na usafiri. HM nyingi zilizomo katika vumbi na uzalishaji wa gesi wa biashara za viwandani, kama sheria, huyeyuka zaidi kuliko misombo ya asili (Bol'shakov et al., 1993) Miji mikubwa iliyoendelea kiviwanda inasimama nje kati ya vyanzo amilifu vya HMs. Metali hujilimbikiza haraka kwenye mchanga wa miji na huondolewa polepole sana kutoka kwao: kipindi cha kuondolewa kwa nusu ya zinki - hadi miaka 500, cadmium - hadi miaka 1100, shaba - hadi miaka 1500, kusababisha - hadi elfu kadhaa. miaka (Maistrenko et al., 1996). Katika miji mingi ya dunia, viwango vya juu vya uchafuzi wa HM vimesababisha usumbufu wa kazi kuu za kilimo cha udongo (Orlov et al., 1991; Kasimov et al., 1995). Ukuaji wa mimea ya kilimo inayotumika kwa chakula karibu na maeneo haya ni hatari, kwani mazao hujilimbikiza idadi kubwa ya HMs ambayo inaweza kusababisha magonjwa anuwai ya wanadamu na wanyama.

Kulingana na idadi ya waandishi (Ilyin, Stepanova, 1979; Zyrin, 1985; Gorbatov, Zyrin, 1987, nk), ni sahihi zaidi kutathmini kiwango cha uchafuzi wa udongo na HMs na yaliyomo katika fomu zao za rununu zinazopatikana zaidi. Hata hivyo, kiwango cha juu kinachoruhusiwa cha ukolezi (MPC) cha fomu za rununu za HM nyingi hazijatengenezwa kwa sasa. Kwa hivyo, data ya fasihi juu ya kiwango cha yaliyomo, na kusababisha athari mbaya za mazingira, inaweza kutumika kama kigezo cha kulinganisha.

Chini ni maelezo mafupi ya mali ya metali kuhusiana na sifa za tabia zao katika udongo.

Kuongoza (Pb). Uzito wa atomiki 207.2. Kipengele cha kipaumbele cha sumu. Misombo yote ya risasi inayoyeyuka ni sumu. Chini ya hali ya asili, ipo hasa katika mfumo wa PbS. Clarke wa Pb katika ukoko wa dunia ni 16.0 mg / kg (Vinogradov, 1957). Ikilinganishwa na HMs nyingine, ni simu ya chini zaidi, na kiwango cha uhamaji wa kipengele hupunguzwa sana wakati wa kuweka chokaa kwenye udongo. Mobile Pb iko katika mfumo wa complexes na viumbe hai (60 - 80% ya Pb ya simu). Katika viwango vya juu vya pH, risasi huwekwa kwenye udongo kwa njia ya kemikali katika mfumo wa hidroksidi, fosfeti, carbonate, na Pb -organic complexes (Zinki na cadmium ..., 1992; Nzito ..., 1997).

Maudhui ya risasi asilia katika udongo hurithiwa kutoka kwa miamba wazazi na inahusiana kwa karibu na muundo wao wa madini na kemikali (Beus et al., 1976; Kabata-Pendias na Pendias, 1989). Mkusanyiko wa wastani wa kipengele hiki kwenye udongo wa dunia hufikia makadirio mbalimbali kutoka 10 (Sayet et al., 1990) hadi 35 mg / kg (Bowen, 1979). Mkusanyiko wa juu unaoruhusiwa wa risasi kwa mchanga nchini Urusi unalingana na 30 mg / kg (Kufundisha…, 1990), huko Ujerumani - 100 mg / kg (Kloke, 1980).

Mkusanyiko mkubwa wa risasi kwenye udongo unaweza kuhusishwa na hitilafu asilia za kijiokemia na athari ya anthropogenic. Katika kesi ya uchafuzi wa teknolojia, mkusanyiko wa juu wa kipengele kawaida hupatikana kwenye safu ya juu ya udongo. Katika baadhi ya maeneo ya viwanda, hufikia 1000 mg / kg (Dobrovolsky, 1983), na katika safu ya uso ya udongo karibu na makampuni ya biashara ya metallurgy zisizo na feri katika Ulaya Magharibi - 545 mg / kg (Răutse na Kyrstia, 1986).

Maudhui ya risasi katika udongo kwenye eneo la Urusi inatofautiana kwa kiasi kikubwa kulingana na aina ya udongo, ukaribu wa makampuni ya viwanda na matatizo ya asili ya geochemical. Katika udongo wa maeneo ya makazi, hasa yale yanayohusiana na matumizi na uzalishaji wa bidhaa zenye risasi, maudhui ya kipengele hiki mara nyingi ni mara kumi au zaidi kuliko MPC (Jedwali 1.4). Kulingana na makadirio ya awali, hadi 28% ya eneo la nchi ina maudhui ya Pb kwenye udongo, kwa wastani, chini ya usuli, na 11% inaweza kuhusishwa na eneo la hatari. Wakati huo huo, katika Shirikisho la Urusi, tatizo la uchafuzi wa udongo kwa risasi ni hasa tatizo la maeneo ya makazi (Snakin et al., 1998).

Cadmium (Cd). Uzito wa atomiki 112.4. Cadmium katika mali ya kemikali iko karibu na zinki, lakini inatofautiana nayo katika uhamaji mkubwa katika mazingira ya tindikali na upatikanaji bora wa mimea. Katika ufumbuzi wa udongo, chuma iko katika mfumo wa Cd 2+ na hufanya ions tata na chelates kikaboni. Sababu kuu inayoamua maudhui ya kipengele katika udongo kwa kukosekana kwa ushawishi wa anthropogenic ni miamba ya wazazi (Vinogradov, 1962; Mineev et al., 1981; Dobrovolsky, 1983; Ilyin, 1991; Zinki na cadmium ..., 1992; Cadmium: kiikolojia ..., 1994) ... Clarke ya cadmium katika lithosphere 0.13 mg / kg (Kabata-Pendias, Pendias, 1989). Katika miamba ya wazazi, maudhui ya chuma ni wastani: katika udongo na shales - 0.15 mg / kg, loess na loess-kama loams - 0.08, mchanga na loams mchanga - 0.03 mg / kg (Zinki na cadmium ..., 1992) . Katika amana za Quaternary za Siberia ya Magharibi, mkusanyiko wa cadmium hutofautiana katika aina mbalimbali za 0.01-0.08 mg / kg.

Uhamaji wa kadiamu kwenye udongo unategemea mazingira na uwezo wa redox (Nzito ..., 1997).

Kiwango cha wastani cha cadmium katika udongo wa dunia ni 0.5 mg / kg (Sayet et al., 1990). Mkusanyiko wake katika kifuniko cha udongo wa sehemu ya Ulaya ya Urusi ni 0.14 mg / kg - katika udongo wa soddy-podzolic, 0.24 mg / kg - katika chernozem (Zinki na cadmium ..., 1992), 0.07 mg / kg - katika kuu. aina ya udongo wa Siberia ya Magharibi (Ilyin, 1991). Takriban maudhui yanayoruhusiwa (APC) ya cadmium kwa udongo wa mchanga na mchanga nchini Urusi ni 0.5 mg / kg, nchini Ujerumani MPC ya cadmium ni 3 mg / kg (Kloke, 1980).

Uchafuzi wa kifuniko cha udongo na cadmium inachukuliwa kuwa mojawapo ya matukio hatari zaidi ya kiikolojia, kwani hujilimbikiza kwenye mimea juu ya kawaida hata kwa uchafuzi dhaifu wa udongo (Cadmium ..., 1994; Ovcharenko, 1998). Viwango vya juu zaidi vya cadmium kwenye safu ya juu ya mchanga huzingatiwa katika maeneo ya madini - hadi 469 mg / kg (Kabata-Pendias na Pendias, 1989), karibu na mimea inayoyeyuka zinki, hufikia 1700 mg / kg (Reutse na Kyrstia, 1986). )

Zinki (Zn). Uzito wa atomiki 65.4. Clarke yake katika ukoko wa dunia ni 83 mg / kg. Zinki imejilimbikizia kwenye mchanga wa udongo na shales kwa kiasi kutoka 80 hadi 120 mg / kg (Kabata-Pendias, Pendias, 1989), katika amana za deluvial, loess-kama na carbonate loamy ya Urals, katika loams ya Siberia ya Magharibi - kutoka 60 hadi 80 mg / kg.

Mambo muhimu yanayoathiri uhamaji wa Zn kwenye udongo ni maudhui ya madini ya udongo na thamani ya pH. Kwa ongezeko la pH, kipengele hupita kwenye magumu ya kikaboni na imefungwa na udongo. Ioni za zinki pia hupoteza uhamaji wao, zikianguka kwenye nafasi za miingiliano ya kimiani ya fuwele ya montmorillonite. Kwa suala la kikaboni, Zn huunda fomu za kudumu, kwa hiyo, mara nyingi, hujilimbikiza katika upeo wa udongo na maudhui ya juu ya humus na katika peat.

Sababu za kuongezeka kwa maudhui ya zinki kwenye udongo zinaweza kuwa tofauti za asili za kijiografia na uchafuzi wa teknolojia. Chanzo kikuu cha anthropogenic cha usambazaji wake kimsingi ni biashara zisizo na feri za madini. Uchafuzi wa udongo na chuma hiki umesababisha katika baadhi ya maeneo kwa mkusanyiko wake wa juu sana kwenye safu ya juu ya udongo - hadi 66400 mg / kg. Udongo wa bustani hujilimbikiza hadi 250 na zaidi mg / kg ya zinki (Kabata-Pendias, Pendias, 1989). APC ya zinki kwa udongo wa mchanga na wa mchanga ni 55 mg / kg, wanasayansi wa Ujerumani wanapendekeza MPC sawa na 100 mg / kg (Kloke, 1980).

Shaba (Cu). Uzito wa atomiki 63.5. Clarke kwenye ukoko wa dunia ni 47 mg / kg (Vinogradov, 1962). Kemikali, shaba ni chuma kisichofanya kazi. Sababu kuu inayoathiri thamani ya maudhui ya Cu ni mkusanyiko wake katika miamba ya wazazi (Goryunova et al., 2001). Ya miamba ya moto, kiasi kikubwa zaidi cha kipengele kinakusanywa na miamba ya msingi - basalts (100-140 mg / kg) na andesites (20-30 mg / kg). Vifuniko na loess-kama loams (20-40 mg / kg) ni chini ya matajiri katika shaba. Maudhui yake ya chini kabisa yanajulikana katika mawe ya mchanga, chokaa, na granite (5-15 mg / kg) (Kovalsky na Andriyanova, 1970; Kabata-Pendias, Pendias, 1989). Mkusanyiko wa chuma katika udongo wa sehemu ya Uropa ya eneo la USSR ya zamani hufikia 25 mg / kg (Malgin, 1978; Kovda, 1989), katika loams-kama loams - 18 mg / kg (Kovda, 1989). Mchanga wa mchanga na miamba ya kutengeneza udongo wa Gorny Altai hujilimbikiza kwa wastani 31 mg / kg ya shaba (Malgin, 1978), kusini mwa Siberia ya Magharibi - 19 mg / kg (Ilyin, 1973).

Katika udongo, shaba ni kipengele dhaifu cha kuhama, ingawa maudhui ya fomu ya simu ni ya juu sana. Kiasi cha shaba ya simu inategemea mambo mengi: muundo wa kemikali na mineralogical wa mwamba wa mzazi, pH ya ufumbuzi wa udongo, maudhui ya viumbe hai, nk (Vinogradov, 1957; Peive, 1961; Kovalsky, Andriyanova, 1970; Alekseev, 1987; nk). Kiasi kikubwa cha shaba kwenye udongo kinahusishwa na oksidi za chuma, manganese, chuma na hidroksidi za alumini na, hasa, na montmorillonite-vermiculite. Asidi za humic na fulvic zina uwezo wa kuunda tata thabiti na shaba. Katika pH 7-8, umumunyifu wa shaba ni mdogo zaidi.

Kiwango cha wastani cha shaba katika udongo wa dunia ni 30 mg / kg ( Bowen , 1979). Katika baadhi ya matukio, karibu na vyanzo vya viwanda vya uchafuzi wa mazingira, uchafuzi wa udongo na shaba hadi 3500 mg / kg unaweza kuzingatiwa (Kabata-Pendias, Pendias, 1989). Kiwango cha wastani cha chuma kwenye mchanga wa mikoa ya kati na kusini ya USSR ya zamani ni 4.5-10.0 mg / kg, kusini mwa Siberia ya Magharibi - 30.6 mg / kg (Ilyin, 1973), Siberia na Mashariki ya Mbali - 27.8 mg. / kg (Makeev, 1973). MPC kwa shaba nchini Urusi - 55 mg / kg (Kufundisha ..., 1990), APC kwa udongo wa mchanga na mchanga - 33 mg / kg (Udhibiti ..., 1998), nchini Ujerumani - 100 mg / kg ( Kloke, 1980).

Nickel (Ni)... Uzito wa atomiki 58.7. Katika amana za bara, iko hasa kwa namna ya sulfidi na arsenites, na pia inahusishwa na carbonates, phosphates na silicates. Clarke ya kitu kwenye ukoko wa dunia ni 58 mg / kg (Vinogradov, 1957). Kiasi kikubwa cha chuma hukusanywa na miamba ya ultrabasic (1400-2000 mg / kg) na ya msingi (200-1000 mg / kg), wakati miamba ya sedimentary na asidi inayo katika viwango vya chini sana - 5-90 na 5-15 mg / kg, kwa mtiririko huo (Reutse , Kyrstya, 1986; Kabata-Pendias, Pendias, 1989). Ya umuhimu mkubwa katika mkusanyiko wa nikeli na miamba ya wazazi ni usambazaji wa ukubwa wa chembe. Kwa mfano wa miamba ya wazazi wa Siberia ya Magharibi, inaweza kuonekana kuwa maudhui yake ni ya chini kabisa katika miamba nyepesi, na ya juu zaidi katika miamba nzito: katika mchanga - 17, mchanga wa mchanga na loams mwanga - 22, loams kati - 36, nzito. loams na udongo - 46 (Ilyin, 2002) ...

Maudhui ya nikeli katika udongo kwa kiasi kikubwa inategemea ugavi wa kipengele hiki kwa miamba ya wazazi (Kabata-Pendias na Pendias, 1989). Viwango vya juu zaidi vya nikeli, kama sheria, huzingatiwa katika udongo wa udongo na udongo, katika udongo unaoundwa kwenye miamba ya msingi na ya volkeno na matajiri katika viumbe hai. Usambazaji wa Ni katika wasifu wa udongo unatambuliwa na maudhui ya vitu vya kikaboni, oksidi za amofasi, na kiasi cha sehemu ya udongo.

Kiwango cha mkusanyiko wa nikeli katika safu ya juu ya udongo pia inategemea kiwango cha uchafuzi wao wa teknolojia. Katika maeneo yenye tasnia ya ufundi chuma iliyoendelea, mkusanyiko wa juu sana wa nickel hupatikana kwenye mchanga: huko Kanada, yaliyomo jumla hufikia 206-26000 mg / kg, na huko Uingereza, yaliyomo kwenye fomu za rununu hufikia 506-600 mg / kg. . Nickel hujilimbikiza hadi 84-101 mg / kg katika udongo wa Uingereza, Uholanzi, Ujerumani, kutibiwa na sludge ya maji taka (Kabata-Pendias, Pendias, 1989). Katika Urusi (kulingana na data ya uchunguzi, 40-60% ya udongo wa kilimo), 2.8% ya kifuniko cha udongo huchafuliwa na kipengele hiki. Sehemu ya udongo iliyochafuliwa na Ni kati ya HM zingine (Pb, Cd, Zn, Cr, Co, As, nk.) kwa kweli ni muhimu zaidi na ni ya pili baada ya udongo uliochafuliwa na shaba (3.8%) (Aristarkhov na Kharitonova, 2002) ) Kulingana na ufuatiliaji wa ardhi ya kituo cha Jimbo la huduma ya kilimo "Buryatskaya" ya 1993-1997. Katika eneo la Jamhuri ya Buryatia, ziada ya MPC ya nickel ilisajiliwa na 1.4% ya ardhi kutoka kwa eneo lililopimwa la shamba, kati ya ambayo mchanga wa Zakamenskiy (20% ya ardhi imechafuliwa - hekta elfu 46). ) na wilaya za Khorinsky (11% ya ardhi ni unajisi - hekta 8,000).

Chrome (Cr). Uzito wa atomiki 52. Katika misombo ya asili, chromium ina valensi za +3 ​​na +6. Zaidi ya Cr 3+ iko katika chromite FeCr 2 O 4 au madini mengine ya mfululizo wa spinel, ambapo inachukua nafasi ya Fe na Al, ambayo iko karibu sana katika sifa zake za kijiografia na radius ya ionic.

Clarke ya chromium katika ukoko wa dunia - 83 mg / kg. Viwango vyake vya juu kati ya miamba ya moto ni ya kawaida kwa ultrabasic na msingi (1600-3400 na 170-200 mg / kg, kwa mtiririko huo), chini - kwa miamba ya kati (15-50 mg / kg) na ya chini - kwa tindikali (4-25). mg / kg). Miongoni mwa miamba ya sedimentary, maudhui ya juu ya kipengele hicho yalipatikana katika mchanga wa udongo na shales (60-120 mg / kg), kiwango cha chini - katika mawe ya mchanga na chokaa (5-40 mg / kg) (Kabata-Pendias, Pendias, 1989) . Maudhui ya chuma katika miamba ya wazazi wa mikoa tofauti ni tofauti sana. Katika sehemu ya Uropa ya USSR ya zamani, yaliyomo katika miamba ya kawaida ya wazazi kama vile loess, loess-kama carbonate na loams ya vazi, wastani wa 75-95 mg / kg (Yakushevskaya, 1973). Miamba ya wazazi wa Siberia ya Magharibi ina wastani wa 58 mg / kg Cr, na kiasi chake kinahusiana kwa karibu na muundo wa granulometric wa miamba: miamba ya mchanga na ya mchanga - 16 mg / kg, na loamy ya kati na udongo - kuhusu 60 mg / kilo (Ilyin, Syso, 2001) ...

Katika udongo, zaidi ya chromium iko kama Cr 3+. Katika mazingira yenye tindikali, ioni ya Cr 3+ haifanyi kazi; kwa pH 5.5, inanyesha karibu kabisa. Ioni ya Cr 6+ haina uthabiti sana na hukusanyika kwa urahisi katika udongo wenye asidi na alkali. Adsorption ya chromium na udongo inategemea pH ya kati: kwa ongezeko la pH, adsorption ya Cr 6+ inapungua, wakati ile ya Cr 3+ huongezeka. Udongo wa viumbe hai huchochea kupunguzwa kwa Cr 6+ hadi Cr 3+.

Maudhui ya asili ya chromium katika udongo inategemea hasa mkusanyiko wake katika miamba ya wazazi (Kabata-Pendias na Pendias, 1989; Krasnokutskaya et al., 1990), na usambazaji kwenye wasifu wa udongo hutegemea vipengele vya malezi ya udongo, hasa. , juu ya utungaji wa granulometri ya upeo wa maumbile. Kiwango cha wastani cha chromium kwenye udongo ni 70 mg / kg (Bowen, 1979). Maudhui ya juu zaidi ya kipengele hiki yanajulikana katika udongo unaoundwa kwenye miamba ya msingi na ya volkeno yenye utajiri wa chuma hiki. Wastani wa maudhui ya Cr katika udongo nchini Marekani ni 54 mg / kg, nchini China - 150 mg / kg (Kabata-Pendias, Pendias, 1989), nchini Ukraine - 400 mg / kg (Bespamyatnov na Krotov, 1985). Katika Urusi, viwango vyake vya juu katika udongo chini ya hali ya asili ni kutokana na uboreshaji wa miamba ya wazazi. Kursk chernozems ina 83 mg / kg ya chromium, udongo wa sod-podzolic wa mkoa wa Moscow - 100 mg / kg. Udongo wa Urals ulioundwa kwenye serpentinites una hadi 10,000 mg / kg ya chuma, na 86 - 115 mg / kg katika Siberia ya Magharibi (Yakushevskaya, 1973; Krasnokutskaya et al., 1990; Ilyin na Syso, 2001).

Mchango wa vyanzo vya anthropogenic kwa usambazaji wa chromium ni muhimu sana. Chuma cha Chromium hutumiwa zaidi kwa uwekaji wa chrome kama sehemu ya vyuma vya aloi. Uchafuzi wa udongo na Cr ulibainika kutokana na uzalishaji kutoka kwa mimea ya saruji, utupaji wa slag ya chuma-chromium, mitambo ya kusafisha mafuta, makampuni ya biashara ya madini ya feri na yasiyo ya feri, matumizi ya sludge ya maji machafu ya viwanda katika kilimo, hasa tanneries, na mbolea za madini. Viwango vya juu vya chromium katika udongo uliochafuliwa na teknolojia hufikia 400 na zaidi mg / kg (Kabata-Pendias, Pendias, 1989), ambayo ni ya kawaida kwa miji mikubwa (Jedwali 1.4). Huko Buryatia, kulingana na data ya ufuatiliaji wa ardhi uliofanywa na kituo cha Jimbo la huduma ya kilimo cha "Buryatskaya" mnamo 1993-1997, hekta elfu 22 zimechafuliwa na chromium. Kuzidi kiwango cha juu kinachoruhusiwa kwa mara 1.6-1.8 kilibainishwa katika wilaya za Dzhidinsky (ha 6.2 elfu), Zakamensky (hekta elfu 17.0) na Tunkinsky (hekta elfu 14.0). Mkusanyiko wa juu unaoruhusiwa wa chromium katika udongo nchini Urusi bado haujatengenezwa, wakati nchini Ujerumani ni 200-500 kwa udongo wa kilimo, na 100 mg / kg kwa viwanja vya kaya (Ilyin na Syso, 2001; Eikmann, Kloke, 1991).

1.3. Ushawishi wa metali nzito kwenye cenosis ya microbial ya udongo

Mojawapo ya viashiria vya utambuzi wa uchafuzi wa udongo ni hali yake ya kibaolojia, ambayo inaweza kutathminiwa na uwezekano wa vijidudu vya udongo wanaoishi ndani yake (Babieva et al., 1980; Levin et al., 1989; Guzev na Levin, 1991; Kolesnikov, 1995; Zvyagintsev et al. ., 1997; Saeki nk al., 2002).

Inapaswa pia kuzingatiwa kuwa microorganisms zina jukumu muhimu katika uhamiaji wa HM kwenye udongo. Katika mchakato wa shughuli zao muhimu, hufanya kama wazalishaji, watumiaji na mawakala wa kusafirisha katika mfumo wa ikolojia wa udongo. Fungi nyingi za udongo zinaonyesha uwezo wa kuzuia HMs, kuzirekebisha kwenye mycelium na kuziondoa kwa muda kutoka kwa mzunguko. Kwa kuongeza, fungi, ikitoa asidi za kikaboni, hupunguza hatua ya vipengele hivi, na kutengeneza pamoja nao vipengele ambavyo havina sumu na hupatikana kwa mimea kuliko ioni za bure (Pronina, 2000; Zeolity, 2000).

Chini ya ushawishi wa viwango vya kuongezeka kwa HM, kupungua kwa kasi kwa shughuli za enzymes huzingatiwa: amylase, dehydrogenase, urease, invertase, catalase (Grigoryan, 1980; Panikova na Pertsovskaya, 1982), pamoja na idadi ya baadhi ya thamani ya kilimo. makundi ya microorganisms (Bulavko, 1982; Babich, Stotzky, 1985). HMs huzuia michakato ya madini na usanisi wa vitu mbalimbali kwenye udongo (Naplekova, 1982; Evdokimova et al., 1984), kukandamiza kupumua kwa vijidudu vya udongo, kusababisha athari ya microbostatic (Skvortsova et al., 1980), na inaweza kutenda kama sababu ya mutagenic (Kabata-Pendias, Pendias, 1989) Kwa maudhui ya ziada ya HM kwenye udongo, shughuli za michakato ya kimetaboliki hupungua, mabadiliko ya morphological katika muundo wa viungo vya uzazi na mabadiliko mengine katika biota ya udongo hutokea. HMs kwa kiasi kikubwa zinaweza kukandamiza shughuli za biokemikali na kusababisha mabadiliko katika jumla ya idadi ya vijidudu vya udongo (Brookes na Mcgrant, 1984).

Uchafuzi wa udongo na HM husababisha mabadiliko fulani katika muundo wa aina ya tata ya microorganisms udongo. Kama muundo wa jumla, kupungua kwa kiasi kikubwa kwa utajiri wa spishi na utofauti wa mchanga wa micromycetes ya udongo chini ya uchafuzi wa mazingira hubainishwa. Katika jamii ya vijidudu vya udongo uliochafuliwa, spishi za vijidudu ambavyo sio vya kawaida kwa hali ya kawaida na sugu kwa HM huonekana (Kobzev, 1980; Lagauskas et al., 1981; Evdokimova et al., 1984). Uvumilivu wa microorganisms kwa uchafuzi wa udongo inategemea mali yao ya makundi tofauti ya utaratibu. Aina za jenasi Bacillus, vijiumbe vya nitrifying, ni nyeti sana kwa viwango vya juu vya HMs; ni sugu zaidi - pseudomonads, streptomycetes, na aina nyingi za vijidudu vinavyoharibu selulosi; sugu zaidi ni fangasi na actinomycetes (Naplekova, Zeolites 1982; ..., 2000).

Katika viwango vya chini vya HM, uhamasishaji fulani wa maendeleo ya jumuiya ya microbial huzingatiwa, basi, wakati viwango vinavyoongezeka, kizuizi cha sehemu hutokea na, hatimaye, ukandamizaji wake kamili. Mabadiliko makubwa katika muundo wa spishi hurekodiwa katika viwango vya HM mara 50-300 zaidi kuliko yale ya nyuma.

Kiwango cha kuzuia shughuli muhimu ya microbocenosis pia inategemea mali ya kisaikolojia na biochemical ya metali maalum ambayo huchafua udongo. Risasi ina athari mbaya kwa shughuli za kibaiolojia kwenye udongo, inazuia shughuli ya vimeng'enya kwa kupunguza kiwango cha utoaji wa dioksidi kaboni na idadi ya vijidudu, na husababisha usumbufu katika kimetaboliki ya vijidudu, haswa michakato ya kupumua na mgawanyiko wa seli. Ioni za Cadmium katika mkusanyiko wa 12 mg / kg huvuruga uwekaji wa nitrojeni ya anga, pamoja na michakato ya ammonification, nitrification, na denitrification (Reutse na Kyrstia, 1986). Kuvu huathirika zaidi na athari za cadmium, na spishi zingine hupotea kabisa baada ya kuingizwa kwa chuma kwenye mchanga (Cadmium: kiikolojia ..., 1994). Kuzidi kwa zinki kwenye mchanga huchanganya Fermentation ya mtengano wa selulosi, kupumua kwa vijidudu, hatua ya urease, nk, kama matokeo ambayo michakato ya mabadiliko ya vitu vya kikaboni kwenye mchanga huvurugika. Kwa kuongeza, athari ya sumu ya HM inategemea seti ya metali na athari zao za pamoja (kinzani, synergistic, au jumla) kwenye microbiota.

Kwa hiyo, chini ya ushawishi wa uchafuzi wa udongo na HM, mabadiliko hutokea katika tata ya microorganisms ya udongo. Hii inaonekana katika kupungua kwa utajiri wa spishi na utofauti na kuongezeka kwa idadi ya vijidudu vinavyostahimili uchafuzi. Nguvu ya kujisafisha kwa udongo kutoka kwa uchafuzi wa mazingira inategemea shughuli za michakato ya udongo na shughuli muhimu ya microorganisms wanaoishi ndani yake.

Kiwango cha uchafuzi wa udongo na HM huathiri viashiria vya shughuli za biochemical ya udongo, muundo wa aina na jumla ya idadi ya jumuiya za microbial (Microorganisms ..., 1989). Katika udongo, ambapo maudhui ya metali nzito huzidi asili kwa mara 2-5 au zaidi, viashiria vya mtu binafsi vya shughuli za enzymatic hubadilika sana, jumla ya biomass ya jumuiya ya microbial ya amylolytic huongezeka kidogo, na viashiria vingine vya microbiological pia hubadilika. Kwa ongezeko zaidi la maudhui ya HM kwa utaratibu mmoja wa ukubwa, kupungua kwa kiasi kikubwa kwa viashiria vya mtu binafsi vya shughuli za biochemical ya microorganisms za udongo hupatikana (Grigoryan, 1980; Panikova na Pertsovskaya, 1982). Kuna ugawaji upya wa utawala wa jumuiya ya microbial amylolytic katika udongo. Katika udongo ulio na HM katika viwango vya amri moja au mbili za ukubwa wa juu kuliko mandharinyuma, mabadiliko ni muhimu kwa kundi zima la viashiria vya microbiological. Idadi ya aina ya micromycetes ya udongo inapungua, na aina sugu zaidi huanza kutawala kabisa. Wakati maudhui ya HM kwenye udongo yanazidi historia kwa amri tatu za ukubwa, mabadiliko makali yanazingatiwa karibu na viashiria vyote vya microbiological. Katika viwango vilivyoonyeshwa vya HM kwenye udongo, kizuizi na kifo cha microbiota kawaida kwa udongo usio na uchafu hutokea. Wakati huo huo, idadi ndogo sana ya microorganisms zinazopinga HM, hasa micromycetes, zinaendelea kikamilifu na hata kutawala kabisa. Hatimaye, katika viwango vya HM katika udongo unaozidi wale wa nyuma kwa amri nne au zaidi za ukubwa, kupungua kwa janga katika shughuli za microbiological ya udongo huzingatiwa, inayopakana na kifo kamili cha microorganisms.

1.4. Metali nzito katika mimea

Chakula cha mmea ndicho chanzo kikuu cha HM kuingia kwenye mwili wa binadamu na wanyama. Kulingana na vyanzo anuwai (Panin, 2000; Ilyin, Syso, 2001), kutoka 40 hadi 80% ya HM inakuja nayo, na 20-40% tu - na hewa na maji. Kwa hiyo, afya ya idadi ya watu kwa kiasi kikubwa inategemea kiwango cha mkusanyiko wa metali katika mimea inayotumiwa kwa chakula.

Muundo wa kemikali wa mimea unajulikana kuonyesha muundo wa msingi wa mchanga. Kwa hiyo, mkusanyiko mkubwa wa HM na mimea ni hasa kutokana na viwango vyao vya juu katika udongo. Katika maisha yao, mimea huwasiliana tu na aina zilizopo za HM, kiasi ambacho, kwa upande wake, kinahusiana kwa karibu na uwezo wa udongo wa buffering. Hata hivyo, uwezo wa udongo kumfunga na kuzima HMs ina mipaka yake, na wakati hawawezi tena kukabiliana na mtiririko unaoingia wa metali, kuwepo kwa taratibu za kisaikolojia na biochemical katika mimea wenyewe, kuzuia kuingia kwao, inakuwa muhimu.

Taratibu za upinzani wa mmea kwa ziada ya HM zinaweza kujidhihirisha kwa mwelekeo tofauti: spishi zingine zinaweza kukusanya viwango vya juu vya HM, lakini zinaonyesha uvumilivu kwao; wengine hutafuta kupunguza ulaji wao kwa kuongeza kazi yao ya kizuizi. Kwa mimea mingi, kiwango cha kizuizi cha kwanza ni mizizi, ambapo kiasi kikubwa cha HM huhifadhiwa, kinachofuata ni shina na majani, na, hatimaye, mwisho ni viungo na sehemu za mimea zinazohusika na kazi za uzazi (mara nyingi mbegu). na matunda, pamoja na mizizi na mizizi na nk). (Garmash G.A. 1982; Ilyin, Stepanova, 1982; Garmash N.Yu., 1986; Alekseev, 1987; Nzito ..., 1987; Goryunova, 1995; Orlov et al, 1991 na wengine; Ilyin, Syso, 2). Kiwango cha mkusanyiko wa HM na mimea tofauti kulingana na sifa za kijeni na spishi katika maudhui sawa ya HM kwenye udongo inaonyeshwa kwa uwazi na data iliyotolewa katika Jedwali 1.5.

Jedwali 1.5

udongo uliochafuliwa kiteknolojia, uzito wa mg/kg wa unyevu (kiwanja cha kaya,

Belovo, mkoa wa Kemerovo) (Ilyin, Syso, 2001)

Utamaduni (chombo cha mmea)
Nyanya (matunda)
Kabichi nyeupe (kichwa cha kabichi)
Viazi (mbaazi)
Karoti (mboga ya mizizi)
Beetroot (mboga ya mizizi)
DOK (Naishtein et al., 1987)

Kumbuka: maudhui ya jumla katika udongo Zn ni sawa na 7130, Р b - 434 mg / kg

Walakini, mifumo hii hairudiwi kila wakati, ambayo labda ni kwa sababu ya hali ya ukuaji wa mimea na sifa zao za maumbile. Kuna matukio wakati aina tofauti za zao moja zinazokua kwenye udongo uliochafuliwa kwa usawa zilikuwa na viwango tofauti vya HM. Ukweli huu, inaonekana, ni kutokana na polymorphism intraspecific asili katika viumbe vyote vilivyo hai, ambayo ina uwezo wa kujidhihirisha katika kesi ya uchafuzi wa teknolojia ya mazingira ya asili. Sifa hii katika mimea inaweza kuwa msingi wa tafiti za uteuzi wa jeni kwa lengo la kuunda aina zilizo na uwezo wa kinga ulioongezeka kuhusiana na viwango vya juu vya HM (Ilyin na Syso, 2001).

Licha ya kutofautiana kwa kiasi kikubwa cha mimea mbalimbali kwa mkusanyiko wa HMs, bioaccumulation ya vipengele ina tabia ya uhakika, kuruhusu kuamuru katika makundi kadhaa: 1) Cd, Cs, Rb - vipengele vya kunyonya kwa nguvu; 2) Zn, Mo, Cu, Pb, As, Co - ngozi ya kati; 3) Mn, Ni, Cr - kunyonya dhaifu; na 4) Se, Fe, Ba, Te - vipengele ambavyo ni vigumu kwa mimea kufikia (Tyazhelye ..., 1987; Cadmium ..., 1994; Pronina, 2000).

Njia nyingine ya HM kuingia kwenye mimea ni kunyonya kwa majani kutoka kwa mikondo ya hewa. Inatokea wakati kuna mporomoko mkubwa wa metali kutoka angahewa hadi kwenye vifaa vya karatasi, mara nyingi karibu na biashara kubwa za viwandani. Kuingia kwa vipengele ndani ya mimea kwa njia ya majani (au ngozi ya majani) hutokea hasa kwa njia ya kupenya isiyo ya kimetaboliki kupitia cuticle. HM kufyonzwa na majani inaweza kuhamishiwa kwa viungo vingine na tishu na kuingizwa katika kimetaboliki. Vyuma ambavyo vimewekwa na uchafuzi wa vumbi kwenye majani na shina haitoi hatari kwa wanadamu ikiwa mimea imeosha kabisa kabla ya kula. Hata hivyo, wanyama wanaokula mimea hiyo wanaweza kupokea kiasi kikubwa cha HM.

Mimea inapokua, vipengele vinasambazwa tena katika viungo vyao. Wakati huo huo, utaratibu wafuatayo katika maudhui yao umeanzishwa kwa shaba na zinki: mizizi> nafaka> majani. Kwa risasi, cadmium, na strontium, ina umbo tofauti: mizizi> majani> nafaka (Nzito ..., 1997). Inajulikana kuwa pamoja na maalum ya spishi za mimea kwa heshima na mkusanyiko wa HMs, pia kuna kanuni fulani za jumla. Kwa mfano, maudhui ya juu zaidi ya HM yalipatikana katika mboga za majani na mazao ya silaji, na ya chini kabisa katika kunde, nafaka, na mazao ya viwandani.

Kwa hivyo, nyenzo zinazozingatiwa zinaonyesha mchango mkubwa kwa uchafuzi wa udongo na mimea na HM kutoka miji mikubwa. Kwa hiyo, tatizo la TM limekuwa mojawapo ya matatizo "ya papo hapo" ya sayansi ya kisasa ya asili. Uchunguzi wa awali wa kijiografia wa udongo huko Ulan-Ude (Belogolovov, 1989) hufanya iwezekanavyo kukadiria kiwango cha jumla cha uchafuzi wa safu ya 0-5 cm ya kifuniko cha udongo na aina mbalimbali za vipengele vya kemikali. Hata hivyo, udongo wa vyama vya ushirika vya bustani na dacha, viwanja vya kaya na ardhi nyingine ambapo mimea ya chakula hupandwa na idadi ya watu, i.e. maeneo hayo, uchafuzi wa mazingira ambao unaweza kuathiri moja kwa moja afya ya wakazi wa Ulan-Ude. Hakuna data kabisa juu ya maudhui ya fomu za simu za HM. Kwa hiyo, katika masomo yetu, tulijaribu kukaa kwa undani zaidi juu ya utafiti wa hali ya sasa ya uchafuzi wa udongo wa bustani huko Ulan-Ude TM, aina zao za hatari zaidi za simu kwa biota, na upekee wa usambazaji na tabia ya metali. kwenye kifuniko cha udongo na wasifu wa aina kuu za udongo huko Ulan-Ude ...

Metali nzito ni, labda, moja ya uchafuzi mbaya zaidi wa udongo, ambayo inatishia na wingi wa madhara yasiyofaa na, zaidi ya hayo, madhara.

Kwa asili yake, udongo ni mchanganyiko wa madini mbalimbali ya udongo ya asili ya kikaboni na isokaboni. Kulingana na muundo wa udongo, data ya kijiografia, na umbali kutoka kwa maeneo ya viwanda, udongo unaweza kuwa na aina mbalimbali za metali nzito, ambayo kila moja inaleta kiwango tofauti cha hatari kwa mazingira. Kutokana na ukweli kwamba katika maeneo tofauti muundo wa udongo pia unaweza kuwa tofauti, hali ya kupunguza oxidation, reactivity, pamoja na taratibu za kumfunga metali nzito katika udongo pia ni tofauti.

Hatari kubwa zaidi kwa udongo inafanywa na mambo ya teknolojia. Kwa bahati mbaya, tasnia mbali mbali, taka ambazo ni chembe za metali nzito, zina vifaa kwa njia ambayo hata vichungi bora hupitia vitu vya metali nzito, ambavyo huishia angani, na kisha, pamoja na taka za viwandani, hupenya. kwenye udongo. Aina hii ya uchafuzi wa mazingira inaitwa technogenic. Katika kesi hiyo, utungaji wa mitambo ya udongo, maudhui ya carbonates na uwezo wa kunyonya ni muhimu sana. Metali nzito hutofautiana tu kwa kiwango cha athari kwenye udongo, lakini pia katika hali ambayo wao ni ndani yake.

Kwa sasa inajulikana kuwa karibu chembe zote za metali nzito zinaweza kuwa kwenye udongo katika hali zifuatazo: kwa namna ya mchanganyiko wa chembe za isomorphic, iliyooksidishwa, kwa namna ya uwekaji wa chumvi, kwenye kioo cha kioo, katika fomu ya mumunyifu, moja kwa moja kwenye suluhisho la mchanga, na hata kama sehemu ya vitu vya kikaboni. Inapaswa kukumbushwa katika akili kwamba, kulingana na hali ya redox, utungaji wa udongo na kiwango cha maudhui ya dioksidi kaboni, tabia ya chembe za chuma zinaweza kubadilika.

Metali nzito ni ya kutisha sio tu kwa sababu ya uwepo wao katika muundo wa mchanga, lakini kwa sababu wana uwezo wa kusonga, kubadilisha na kupenya ndani ya mimea, ambayo inaweza kusababisha madhara makubwa kwa mazingira. Uhamaji wa chembe za metali nzito unaweza kutofautiana kulingana na ikiwa kuna tofauti kati ya vipengele katika awamu imara na kioevu. Vichafuzi, katika kesi hii, vipengele vya metali nzito vinaweza kuchukua fomu imara wakati wa kupenya kwenye tabaka za udongo. Katika fomu hii, metali haipatikani kwa mimea. Katika hali nyingine zote, metali huingia kwa urahisi ndani ya mimea.

Vipengele vya chuma vilivyo na maji hupenya haraka sana kwenye udongo. Zaidi ya hayo, hawaingii tu kwenye safu ya udongo, wana uwezo wa kuhamia kwa njia hiyo. Kutoka shuleni, kila mtu anajua kwamba baada ya muda, misombo ya madini ya chini ya Masi ya mumunyifu ya maji huundwa kwenye udongo, ambayo huhamia sehemu ya chini ya hifadhi. Na pamoja nao, misombo ya metali nzito huhamia, na kutengeneza complexes ya chini ya Masi, yaani, kubadilisha katika hali nyingine.