З чим пов'язане забруднення ґрунту важкими металами: наслідки та 6 методів боротьби

Тяжкі метали вважаються поширеними забруднюючими елементами, вміст яких у ґрунті обов'язково потрібно тримати під контролем. З чим буває пов'язане забруднення ґрунту важкими металами? До основних причин потрапляння цих речовин у землю зараховується спалювання викопного палива. Також можливі інші шляхи. При цьому найбільшу небезпеку становлять метали з вираженими токсичними властивостями - ртуть, кадмій, свинець.

Які метали забруднюють грунт

Є кілька категорій небезпеки важких металів. На думку Всесвітньої організації охорони здоров'я, до найбільш загрозливих речовин відносять ртуть, кадмій та свинець. Не менш небезпечна і концентрація інших елементів.

Ключова загроза важких металів полягає в тому, що вони важко виводяться з організму і накопичуються в ньому. Це стає причиною формування токсинів. Вони легко переходять з одного середовища до іншого, не розкладаючись. При цьому речовини стають причиною важких патологій і часто викликають незворотні наслідки.

Ртуть

Поразка ґрунту ртуттю може бути пов'язана з проникненням в нього пестицидів та всіляких побутових відходів. Це можуть бути люмінесцентні лампи та деталі зламаних вимірювальних приладів.

Згідно з офіційною інформацією, річний викид ртуті перевищує 5000 тонн. Цей метал здатний потрапляти у людський організм із забрудненого ґрунту. Якщо це спостерігається систематично, існує ризик розвитку складних уражень внутрішніх органів, включаючи нервову систему. При порушенні правил лікування інтоксикації ртуттю є ризик смертельного исхода.

Свинець

Велику небезпеку для людей становить свинець. Він вважається дуже токсичним металом. При видобуванні 1 тонни свинцю 25 кілограмів речовини потрапляє у довкілля. Великий об'єм елемента проникає в ґрунт із вихлопними газами.

Області забруднення ґрунту вздовж трас перевищують 200 метрів. При попаданні в ґрунт свинець поглинається культурними рослинами, плоди яких вживають люди та тварини. Надмірна кількість свинцю в організмі провокує ураження нервової системи, печінки, нирок, головного мозку. Речовина відрізняється мутагенними та канцерогенними властивостями.

Кадмій

Велику небезпеку для людей становить забруднення ґрунту кадмієм. При попаданні у ґрунт він провокує викривлення скелета та припинення зростання у дітей. До того ж цей метал вважається причиною вираженого больового синдрому в спині.

Медь та цинк

Підвищена концентрація цих речовин у ґрунті провокує уповільнення росту та погіршення плодоношення рослин. Це провокує раптове зниження параметрів врожайності. У людей спостерігаються аномальні процеси в печінці, мозку, підшлунковій залозі.

Молібден

Підвищена кількість молібдену у структурі ґрунту провокує у людей небезпечні порушення. Ця речовина може спричинити розвиток подагри. Також воно часто викликає різні захворювання нервової системи.

Сурма

Ця речовина є в окремих видах руд. Воно є у складі сплавів, які застосовують у різних виробничих сферах. Надмірна кількість сурми провокує складні травні порушення.

Миш'як

Головними джерелами забруднення ґрунту миш'яком вважаються речовини, що застосовуються для боротьби зі шкідниками сільськогосподарських рослин.Це можуть бути гербіциди чи інсектицидні речовини. Миш'як має схильність до накопичення та призводить до хронічних отруєнь. Його сполуки викликають ураження шкіри, нервової системи та мозку.

Марганець

Грунт та рослини містять багато цього елемента. У разі проникнення в ґрунт додаткової кількості марганцю створюється його надмірна кількість. Це негативно відбивається на роботі людського організму, викликаючи руйнування нервової системи.

Дуже небезпечний надлишок та інших важких металів. Таким чином, скупчення цих речовин у ґрунті призводить до тяжких наслідків для людей та екології.

Як боротися з проблемою

Перед тим, як намагатися усунути проблему, важливо провести діагностику ступеня забруднення ґрунту важкими металами. Для цього застосовують різні методи. Кожен з них має свою специфіку і відрізняється за ефективністю залежно від регіону.Тому рівень шкідливих речовин оцінюють залежно від потенційних джерел забруднення.

Існують такі види досліджень:

1. Біоіндикація. У цьому випадку проводять визначення стану ґрунту, що відображається біологічними індикаторами. До них відносять стан рослин на території, активність ґрунтових мікроорганізмів, реакції мохів та лишайників на процеси, що протікають у структурі землі.
2. Визначення ступеня забруднення снігового покриву. У промислових областях мікроелементи проникають у ґрунт із техногенним пилом. Вона осідає і згодом потрапляє до ґрунтових шарів. Завдяки оцінці снігового покриву взимку вдається визначити приблизну кількість металів, які потрапляють у ґрунт упродовж певного часового інтервалу.
3. Оцінка магнітної сприйнятливості ґрунту. Це експрес-метод, який дозволяє визначити обсяги оксидів заліза, присутніх у ґрунті. Ці елементи є основними рознощиками забруднень при попаданні викидів в атмосферу.

В областях, у яких ґрунт найбільше забруднюється важкими металами, потрібно проводити облік чисельності мікроорганізмів. Цей параметр відображає параметри активності ґрунту та якість процесів розкладання та абсорбції елементів.

Щоб запобігти негативним наслідкам забруднення ґрунту токсичними речовинами, проводять різні заходи. Перший напрямок полягає у зменшенні концентрації металів, які потрапляють у ґрунт під час виробництва разом із покидьками.

Другий шлях усунення проблем полягає у відновленні ґрунту, який вже зазнав негативного впливу. Для цього застосовують методи, які допомагають зменшити об'єм металів та нейтралізувати їх.

Для усунення забруднення ґрунту допустимо застосовувати фізичні, біологічні та хімічні методи. До найдієвіших напрямків відносять наступне:

1. Підвищення кислотності ґрунту збільшує ризик його забруднення важкими металами. Тому використання органіки, вапна та глини допомагає певною мірою вирішити проблему.
2. Посів, скошування та видалення деяких рослин з поверхні ґрунту допомагає значно зменшити концентрацію шкідливих металів у структурі ґрунту. Крім цього, даний метод відрізняється екологічністю.
3. Детоксикація підземних вод теж дає добрі результати. Для цього їх відкачують і очищають.
4. Важливо будувати прогнози та усувати міграцію розчинної форми важких металів.
5. У складних випадках потрібно повністю видалити ґрунтовий шар і замінити його на новий.

Вапнування

Внесення в ґрунт вапна вважається ефективним методом. Він впливає на хімічні, біологічні та фізичні характеристики ґрунту. У комбінації з вапном мікроелементи формують складні елементи. Вони потроху розсмоктуються завдяки хімічному поглинанню.

Рослини, які посаджені в ґрунт, оброблений вапном, включають мінімум металів. Ця речовина призводить до зниження рухливості частинок важких металів. При цьому їх розчинність збільшується.

Глинування

Ця процедура сприятливо впливає на структуру ґрунту, впливаючи на рухливість важких металів. При використанні глини, що включає мінеральні добавки, підвищується катіонообмінна ємність ґрунту. Глина поглинає метали сильніше, ніж органічні компоненти. Ступінь впливу визначається характеристиками забруднюючих елементів.

Промивання ґрунтів

При високому вмісті токсичних речовин варто застосовувати спосіб промивання ґрунту. Для цього використовують реагенти. Цей метод має ряд мінусів. До них відносять ризик потрапляння важких металів у ґрунтові води та виведення цінних речовин із структури ґрунту.

В якості реагенту використовують розчинні солі заліза, які відрізняються невисоким ступенем токсичності для культур. Після промивання потрібно виконати вапнування субстрату та внести мінеральні засоби та органіку.

Природні та штучні сорбенти

Цей спосіб полягає у внесенні цеолітів. Вони являють собою натуральні сорбуючі елементи, які збільшують кількість мікроелементів, що вбираються. Для біоремедіації використовуються метаболічні гриби. Також допустимо використовувати хробаків та комах. Ефективність цієї процедури визначається загальним станом ґрунту, ступенем його забруднення та складом.

В якості синтетичних сорбентів використовують біологічно активні відходи та активоване вугілля. Також високою ефективністю відрізняються іонообмінні смоли.

Мінеральні добрива

Інгредієнти мінеральних препаратів відбиваються на рухливості металів. Але цей метод не завжди приносить користь, а при неправильному використанні може завдати великої шкоди. Побічним ефектом внесення підживлення вважається збільшення параметрів кислотності, що негативно відбивається на рухливості токсичних речовин.

Для детоксикації застосовують фторовмісні препарати. Цей спосіб можна використовувати при виражених забрудненнях. При невеликому вмісті шкідливих елементів використання таких складів лише посилить загальний стан ґрунту.

Органічні добрива

Насичений органікою ґрунт менш чутливий до впливу негативних факторів. Органічні речовини провокують підвищення родючості та збільшення кількості корисних елементів, які потрібні культурам для нормального розвитку.

Наслідки накопичення важких металів

Надмірна кількість шкідливих металів у землі призводить до негативних ефектів. Особливу небезпеку становлять патології, що виникають у разі проникнення речовин у організм. Велика кількість багатьох елементів відрізняється нейротоксичним ефектом. Інтоксикація може призводити до гострих та хронічних патологій та викликати небезпечні для життя ускладнення.

До негативних наслідків забруднення ґрунту відносять наступне:

• порушення розвитку культур;
• зменшення загальної родючості ґрунту;
• загибель корисних рослин;
• зниження якості води;
• зменшення обсягу поживних елементів у структурі ґрунту;
• негативний вплив на фауну;
• вплив на мікробіологічні властивості.

Забруднення ґрунту металами провокує порушення круговороту речовин у природі. Це негативно позначається на всіх складових біосфери.

Проникнення важких металів у ґрунт вважається побічним техногенним ефектом діяльності людини. Щоб мінімізувати негативний вплив цих речовин, потрібно точно визначити склад ґрунту та, за необхідності, провести його очищення.

Рекомендуємо