Sumber pencemaran tanah. Kerja Kursus: Bahan keutamaan - pencemar tanah

Lapisan tanah permukaan mudah tercemar. Kepekatan besar pelbagai sebatian kimia - toksik - dalam tanah mempunyai kesan buruk terhadap aktiviti penting organisma tanah. Dalam kes ini, keupayaan tanah untuk membersihkan diri daripada patogen dan mikroorganisma lain yang tidak diingini hilang, yang penuh dengan akibat yang serius bagi manusia, flora dan fauna. Sebagai contoh, dalam tanah yang sangat tercemar, patogen tipus dan paratifoid boleh bertahan sehingga satu setengah tahun, manakala dalam tanah yang tidak tercemar - hanya selama dua hingga tiga hari.

Bahan pencemar tanah utama: 1) racun perosak (bahan kimia toksik); 2) baja mineral; 3) sisa dan sisa industri; 4) pelepasan gas dan asap bahan pencemar ke atmosfera; 5) minyak dan produk petroleum.

Racun perosak sebagai bahan pencemar tanah

Lebih daripada sejuta tan dihasilkan setiap tahun di seluruh dunia racun perosak. Di Rusia sahaja, lebih daripada 100 racun perosak individu digunakan dengan jumlah pengeluaran tahunan sebanyak 100 ribu tan.Kawasan yang paling tercemar dengan racun perosak ialah Wilayah Krasnodar dan Wilayah Rostov (secara purata kira-kira 20 kg setiap 1 hektar). Di Rusia, terdapat kira-kira 1 kg racun perosak bagi setiap penduduk setahun; di banyak negara perindustrian maju lain di dunia nilai ini jauh lebih tinggi (Losev et al., 1993). Pengeluaran racun perosak dunia sentiasa berkembang.

Pada masa ini, ramai saintis menyamakan kesan racun perosak terhadap kesihatan awam dengan kesan bahan radioaktif terhadap manusia. Telah dipastikan dengan pasti bahawa apabila menggunakan racun perosak, bersama-sama dengan beberapa peningkatan dalam hasil, terdapat peningkatan dalam komposisi spesies perosak, kemerosotan. kualiti pemakanan dan keselamatan produk, kesuburan semula jadi hilang, dsb.

Menurut saintis, sebahagian besar racun perosak yang digunakan berakhir di alam sekitar (air, udara), memintas spesies sasaran. Racun perosak menyebabkan perubahan mendalam dalam keseluruhan ekosistem, menjejaskan semua organisma hidup, manakala manusia menggunakannya untuk memusnahkan bilangan spesies organisma yang sangat terhad. Akibatnya, sebilangan besar spesies biologi lain (serangga berfaedah, burung) mabuk sehingga kepupusannya. Di samping itu, orang ramai cuba menggunakan lebih banyak racun perosak daripada yang diperlukan, dan memburukkan lagi masalah.

Antara racun perosak, bahaya terbesar ialah sebatian organoklorin yang berterusan(DDT, HCB, HCH), yang boleh bertahan di dalam tanah selama bertahun-tahun dan walaupun kepekatan kecil akibat pengumpulan biologi boleh menjadi berbahaya kepada kehidupan organisma. Tetapi walaupun dalam kepekatan minit racun perosak menindas sistem imun organisma, dan dalam kepekatan yang lebih tinggi mereka telah menyatakan sifat mutagenik dan karsinogenik. Sekali dalam tubuh manusia, racun perosak boleh menyebabkan bukan sahaja pertumbuhan pesat tumor malignan, tetapi juga menjejaskan badan secara genetik, yang boleh menimbulkan bahaya serius kepada kesihatan generasi akan datang. Itulah sebabnya penggunaan yang paling berbahaya daripada mereka, DDT, dilarang di negara kita dan di beberapa negara lain.

Oleh itu, kita dengan yakin boleh menyatakan bahawa umum kemusnahan alam sekitar daripada penggunaan racun perosak yang mencemarkan tanah berkali-kali melebihi faedah daripada penggunaannya. Kesan racun perosak sangat negatif bukan sahaja kepada manusia, tetapi juga untuk semua fauna dan flora. Tumbuhan telah terbukti sangat sensitif terhadap kesan racun perosak, bukan sahaja dalam penggunaannya, tetapi juga di tempat yang agak jauh daripadanya, disebabkan oleh pemindahan bahan pencemar oleh angin atau larian air permukaan.

Racun perosak boleh menembusi tumbuhan daripada tanah yang tercemar melalui sistem akar, terkumpul dalam biojisim dan seterusnya mencemari rantai makanan. Apabila menyembur racun perosak, keracunan ketara burung (avifauna) diperhatikan. Populasi lagu dan sariawan yang berhijrah, lark dan passerines lain amat terjejas. Kerja penyelidik dalam dan luar negara telah membuktikan secara tidak dapat dinafikan bahawa pencemaran tanah dengan racun perosak bukan sahaja menyebabkan mabuk manusia dan sebilangan besar spesies haiwan, tetapi juga membawa kepada gangguan yang ketara terhadap fungsi pembiakan dan, sebagai akibatnya, kepada demo-ekologi yang teruk. akibat. DENGAN penggunaan jangka panjang racun perosak juga dikaitkan dengan pembangunan kaum perosak yang tahan (tahan) dan kemunculan organisma berbahaya yang baru, musuh semulajadinya telah dimusnahkan.

ciri umum. Adalah menjadi kebiasaan untuk membezakan antara pencemaran tanah semula jadi dan antropogenik. Pencemaran tanah semulajadi berlaku akibat proses semula jadi dalam biosfera yang berlaku tanpa campur tangan manusia dan membawa kepada kemasukan bahan kimia ke dalam tanah dari atmosfera, litosfera atau hidrosfera, contohnya, akibat daripada luluhawa batu atau kerpasan di dalam tanah. bentuk hujan atau salji, membersihkan bahan pencemar dari atmosfera.

Yang paling berbahaya bagi ekosistem semula jadi dan manusia ialah pencemaran tanah antropogenik, terutamanya yang berasal dari teknogenik. Bahan pencemar yang paling biasa ialah racun perosak, baja, logam berat dan bahan lain yang berasal dari industri.

Sumber bahan pencemar yang memasuki tanah. Jenis utama sumber pencemaran tanah berikut boleh dibezakan:

1) pemendakan dalam bentuk hujan, salji, dll.;

2) pembuangan sisa pepejal dan cecair asal industri dan domestik;

3) penggunaan racun perosak dan baja dalam pengeluaran pertanian.

Mari kita pertimbangkan dengan lebih terperinci jenis sumber pencemaran tanah yang disenaraikan. Kerpasan atmosfera, membasuh bahan pencemar gas dari atmosfera, membawa kepada peningkatan kepekatan sulfurik, nitrik dan asid lain dalam tanah, yang disertai dengan pengasidan dan penurunan hasil. Aerosol atmosfera dalam fasa cecair dan pepejal memasuki tanah dengan pemendakan, yang, sebagai peraturan, mempunyai komposisi kimia yang kompleks, menyumbang kepada pengumpulan logam berat dan pelbagai bahan organik, termasuk hidrokarbon berbahaya, di dalam tanah. Sisa industri dan isi rumah, yang jumlahnya besar dan berkembang pesat, menyumbang kepada pengumpulan logam berat dan hidrokarbon di dalam tanah, termasuk sebatian toksik berbahaya yang mengandungi klorin, fluorin dan fosforus yang mempunyai kesan karsinogenik. Bahaya terbesar kepada manusia dan ekosistem semula jadi adalah jenis pencemaran tanah ketiga, yang dikaitkan dengan penggunaan racun perosak dan baja yang menyebabkan pencemaran kimia makanan, yang mana, seperti yang dinyatakan di atas, badan kita menerima sehingga 70% bahan pencemar.

Pencemaran tanah dengan racun perosak dan baja. Keperluan untuk menyediakan penduduk dengan makanan dan industri dengan bahan mentah memerlukan peningkatan kesuburan tanah dan memerangi perosak tanaman. Oleh itu, pengeluaran pertanian moden menggunakan baja dan racun perosak, yang, walaupun digunakan secara agronomik dengan betul, boleh mewujudkan tahap pencemaran tanah yang berbahaya.

Baja ialah bahan atau agen yang, apabila ditambah ke dalam tanah atau badan air, mewujudkan keadaan untuk mempercepatkan pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan dan mikroorganisma, menyumbang kepada peningkatan hasil. Terdapat jenis baja organik, mineral, kimia dan lain-lain (contohnya, bakteria). Baja organik termasuk humus, gambut, baja, najis burung dan sisa organik lain yang digunakan untuk meningkatkan kesuburan tanah. Baja kimia atau mineral ialah sebatian kimia yang diekstrak daripada tanah bawah atau dihasilkan secara industri yang mengandungi kuantiti yang besar satu atau lebih nutrien asas tumbuhan (nitrogen, fosforus, kalium, dsb.), unsur mikro penting (tembaga, mangan, dsb.) atau produk semula jadi seperti kapur, gipsum, abu, dsb., yang boleh meningkatkan ciri kimia dan struktur tanah itu. Baja jenis ini membawa kepada kepekatan tinggi bahan kimia dalam tanah, termasuk nitrit dan nitrat yang berbahaya kepada kesihatan manusia.

Racun perosak– bahan kimia berbahaya kepada kesihatan manusia digunakan untuk memusnahkan serangga berbahaya (racun serangga), rumpai (racun herba), tanaman kulat (racun kulat), dll. Dalam pengeluaran racun perosak global, racun serangga menyumbang 45%, racun herba – 40%, racun kulat – 15 % dan lain-lain – 10%. Kadar purata penggunaan racun perosak dalam pertanian di negara kita pada akhir tahun 80-an ialah 2 kg setiap 1 hektar tanah pertanian, i.e. kira-kira 1.4 kg/orang. Banyak racun perosak kekal di dalam tanah untuk masa yang lama dan terkumpul melalui rantaian trofik, yang dari masa ke masa membawa kepada melebihi tahap selamat untuk kesihatan manusia.

Tanah adalah sumber makanan utama, menyediakan 95-97% sumber makanan untuk penduduk dunia. Keluasan tanah dunia ialah 129 juta kilometer persegi, atau 86.5% daripada keluasan tanah. Tanah ladang dan tanaman saka sebagai sebahagian daripada tanah pertanian menduduki kira-kira 10% daripada tanah, padang rumput dan padang rumput - 25% daripada tanah. Kesuburan tanah dan keadaan iklim menentukan kemungkinan kewujudan dan perkembangan sistem ekologi di Bumi. Malangnya, akibat eksploitasi yang tidak betul, beberapa tanah subur hilang setiap tahun. Oleh itu, sepanjang abad yang lalu, akibat hakisan yang dipercepatkan, 2 bilion hektar tanah subur telah hilang, iaitu 27% daripada jumlah keluasan tanah yang digunakan untuk pertanian.

Sumber pencemaran tanah.

Sumber pencemaran tanah boleh dikelaskan seperti berikut:

• perusahaan perindustrian.
• Pengangkutan.
• pertanian.
• Bangunan kediaman dan kemudahan awam.

Bahan pencemar dalam kategori sumber ini didominasi oleh sisa isi rumah, sisa makanan, sisa pembinaan, sisa daripada sistem pemanasan, barangan rumah yang usang, dsb. Semua ini dikumpul dan dibawa ke tapak pelupusan sampah. Bagi bandar-bandar besar, pengumpulan dan pemusnahan sisa isi rumah di tapak pelupusan telah menjadi masalah yang sukar diatasi. Pembakaran sampah secara mudah di tapak pelupusan bandar disertai dengan pembebasan bahan toksik. Apabila barang tersebut, sebagai contoh, polimer yang mengandungi klorin, dibakar, bahan yang sangat toksik terbentuk - dioksida. Walaupun begitu, dalam beberapa tahun kebelakangan ini, kaedah telah dibangunkan untuk pemusnahan sisa isi rumah melalui pembakaran. Kaedah yang menjanjikan dianggap membakar sisa tersebut di atas logam cair panas.

perusahaan perindustrian.

Industri kejuruteraan mekanikal memancarkan ke alam sekitar persekitaran semula jadi sianida, sebatian arsenik, berilium; pengeluaran plastik dan gentian tiruan menjana sisa yang mengandungi fenol, benzena, dan stirena; semasa pengeluaran getah sintetik, pemangkin sisa dan bekuan polimer substandard memasuki tanah; Semasa pengeluaran produk getah, bahan-bahan seperti habuk, jelaga, yang mengendap di tanah dan tumbuhan, sisa getah-tekstil dan bahagian getah dilepaskan ke alam sekitar, dan apabila tayar digunakan, tayar yang haus dan rosak, tiub dalam. dan pita rim dilepaskan ke persekitaran. Penyimpanan dan pelupusan tayar terpakai pada masa ini masih belum dapat diselesaikan, kerana ini sering menyebabkan kebakaran teruk yang sangat sukar untuk dipadamkan. Kadar kitar semula tayar terpakai tidak melebihi 30% daripada jumlah keseluruhannya.

Pengangkutan.

Semasa operasi enjin pembakaran dalaman, nitrogen oksida, plumbum, hidrokarbon, karbon monoksida, jelaga dan bahan-bahan lain dibebaskan secara intensif, dimendapkan di permukaan bumi atau diserap oleh tumbuhan. Dalam kes kedua, bahan ini juga memasuki tanah dan terlibat dalam kitaran yang berkaitan dengan rantai makanan.

pertanian.

Pencemaran tanah dalam pertanian berlaku disebabkan oleh pengenalan kuantiti yang besar baja mineral dan racun perosak. Adalah diketahui bahawa beberapa racun perosak mengandungi merkuri.
Mari kita lihat lebih dekat pencemaran tanah dengan logam berat dan racun perosak.

Pencemaran tanah dengan logam berat.

Logam berat ialah logam bukan ferus yang ketumpatannya lebih besar daripada besi. Ini termasuk plumbum, kuprum, zink, nikel, kadmium, kobalt, kromium dan merkuri.
Logam berat terkumpul di dalam tanah dan menyumbang kepada perubahan beransur-ansur dalam komposisi kimianya, mengganggu kehidupan tumbuhan dan organisma hidup
Telah ditetapkan bahawa merkuri memasuki tanah dengan beberapa racun perosak, sisa isi rumah dan alat pengukur yang rosak. Jumlah pelepasan merkuri yang tidak terkawal berjumlah 4-5000 tan setahun. Kepekatan maksimum merkuri yang dibenarkan dalam tanah ialah 2.1 mg/kg.
Pencemaran plumbum tanah dan tumbuhan di sepanjang lebuh raya memanjang sehingga 200 meter. Kepekatan maksimum plumbum yang dibenarkan dalam tanah = 32 mg/kg Di kawasan perindustrian, kandungan plumbum dalam tanah adalah 25-27 kali lebih tinggi daripada di kawasan pertanian.
Pencemaran tanah dengan kuprum dan zink setiap tahun masing-masing berjumlah 35 dan 27 kg/km. Peningkatan kepekatan logam ini di dalam tanah membawa kepada pertumbuhan tumbuhan yang lebih perlahan dan mengurangkan hasil tanaman.
Pengumpulan kadmium dalam tanah menimbulkan bahaya besar kepada manusia. Secara semula jadi, kadmium terdapat dalam tanah dan air, serta dalam tisu tumbuhan.

Pencemaran tanah semasa pembuangan sisa radioaktif.

Sedang berlangsung tindak balas nuklear di loji tenaga nuklear, hanya 0.5-1.5% bahan api nuklear ditukar kepada tenaga haba, dan selebihnya (98.5-99.5%) dilepaskan daripada reaktor nuklear dalam bentuk sisa. Sisa ini adalah hasil pembelahan radioaktif uranium - plutonium, cesium, strontium dan lain-lain. Memandangkan beban bahan api nuklear di dalam reaktor adalah 180 tan, maka pelupusan dan pelupusan bahan api nuklear terpakai merupakan masalah yang sukar untuk diselesaikan.
Setiap tahun di dunia, kira-kira 200,000 meter padu dijana semasa pengeluaran elektrik di loji kuasa nuklear. sisa radioaktif dengan aktiviti rendah dan sederhana serta 10,000 meter padu. sisa tahap tinggi dan bahan api nuklear terpakai. Masalah mengangkut sisa radioaktif amat relevan untuk Rusia.

Pembangunan racun perosak selamat untuk rantai makanan.

Bahaya utama racun perosak sebagai pencemar tanah adalah disebabkan oleh kestabilan yang tinggi dalam alam sekitar, yang menyumbang kepada pengumpulannya dalam rantai makanan.
Untuk menghapuskan kelemahan ini, racun perosak baharu yang mesra alam telah dibangunkan dalam beberapa tahun kebelakangan ini.
Sebagai contoh, glifosat herbisida terurai sepenuhnya di dalam tanah untuk membentuk asid fosforik, karbon dioksida dan air. Sesetengah racun perosak boleh didapati dalam bentuk isomer optik individu, yang menggandakan keberkesanannya.
Pembangunan satu racun perosak yang sangat berkesan dan mesra alam menelan kos $150 juta. Oleh kerana untuk tujuan ini ratusan ribu ubat disintesis, dan di antara mereka hanya yang paling boleh diterima dipilih. Pada masa yang sama, kos tersebut untuk pembangunan racun perosak baharu dibayar oleh hasil tanaman pertanian yang tinggi, pengurangan pencemaran tanah, pemeliharaan kesihatan penduduk negara dan peningkatan tempoh purata nyawa rakyat. Berbeza dengan negara maju dunia. Di Persekutuan Rusia, penggunaan racun perosak menyumbang kira-kira 4% daripada penggunaan global.

Kaedah peneutralan, kitar semula dan pelupusan sisa pepejal isi rumah.

Komposisi anggaran sisa pepejal di bandar-bandar Persekutuan Rusia termasuk komponen berikut (berat%): sisa makanan – 33-43; kertas dan kadbod - 20-30; kaca -5-7; tekstil 3-5; plastik - 2-5; kulit dan getah - 2-4; logam ferus - 2-3.5; kayu - 1.5-3; batu - 1-3; tulang - 0.5-2; logam bukan ferus - 0.5-0.8; yang lain – 1-2.

Pada masa ini, kaedah peneutralan, kitar semula dan pelupusan sisa pepejal berikut diketahui:

• penyimpanan di tapak pelupusan sampah;
• pengkomposan bioterma aerobik;
• pembakaran di loji pembakaran sisa khas.

Pemilihan kaedah ditentukan dengan mengambil kira faktor persekitaran, ekonomi, landskap, tanah dan lain-lain.

Pembersihan diri tanah.

Tanah ialah sistem tiga fasa, walau bagaimanapun, proses fizikal dan kimia yang berlaku di dalam tanah adalah sangat perlahan, dan udara dan air yang terlarut dalam tanah tidak mempunyai kesan pecutan yang ketara ke atas perjalanan proses ini. Oleh itu, pembersihan diri tanah, berbanding dengan pembersihan diri atmosfera dan hidrosfera, berlaku dengan sangat perlahan. Mengikut keamatan penyucian diri, komponen biosfera ini disusun dalam urutan berikut:
Atmosfera – hidrosfera – litosfera.
Akibatnya, bahan berbahaya secara beransur-ansur terkumpul di dalam tanah dan akhirnya menjadi ancaman kepada manusia.
Pembersihan diri tanah secara amnya hanya boleh berlaku apabila ia tercemar dengan sisa organik, yang tertakluk kepada pengoksidaan biokimia oleh mikroorganisma. Pada masa yang sama, logam berat dan garamnya secara beransur-ansur terkumpul di dalam tanah dan hanya boleh tenggelam ke dalam lapisan yang lebih dalam. Walau bagaimanapun, dengan membajak tanah yang mendalam, mereka boleh muncul semula di permukaan dan memasuki rantai trofik.
Oleh itu, pembangunan intensif pengeluaran perindustrian membawa kepada peningkatan sisa industri, yang, bersama-sama dengan sisa isi rumah, dengan ketara menjejaskan komposisi kimia tanah, menyebabkan kemerosotan kualitinya.

Kesimpulan.

tanah- kekayaan semula jadi yang sangat besar yang menyediakan manusia dengan makanan, haiwan dengan makanan, dan industri dengan bahan mentah. Ia dicipta selama berabad-abad dan beribu tahun. Untuk menggunakan tanah dengan betul, anda perlu tahu bagaimana ia terbentuk, struktur, komposisi dan sifatnya. Tanah mempunyai harta istimewa - kesuburan; ia berfungsi sebagai asas untuk pertanian di semua negara. Apabila dieksploitasi dengan betul, tanah bukan sahaja tidak kehilangan sifatnya, tetapi juga memperbaikinya dan menjadi lebih subur. Walau bagaimanapun, nilai tanah ditentukan bukan sahaja oleh kepentingan ekonominya untuk pertanian, perhutanan dan lain-lain sektor ekonomi negara; ia juga ditentukan oleh peranan ekologi tanah yang tidak boleh ditukar ganti sebagai komponen terpenting dari semua biocenosis daratan dan biosfera bumi secara keseluruhannya. Melalui penutup tanah Bumi mempunyai banyak hubungan ekologi antara semua organisma yang hidup di bumi (termasuk manusia) dengan litosfera, hidrosfera dan atmosfera. Daripada semua perkara di atas, jelas betapa besar dan pelbagai peranan dan kepentingan tanah ekonomi negara dan dalam kehidupan masyarakat manusia amnya. Oleh itu, perlindungan tanah dan penggunaan rasionalnya adalah salah satu tugas yang paling penting bagi semua manusia!

Ekosistem tanah

Peringkat penting dalam pembangunan biosfera ialah kemunculan bahagian seperti penutup tanah. Dengan pembentukan penutup tanah yang cukup maju, biosfera menjadi satu sistem yang penting dan lengkap, semua bahagiannya saling berkait rapat dan bergantung antara satu sama lain.

Kepentingan tanah

Penutup tanah adalah pembentukan semula jadi yang paling penting. Peranannya dalam kehidupan masyarakat ditentukan oleh fakta bahawa tanah adalah sumber makanan utama, menyediakan 95-97% sumber makanan untuk penduduk planet ini. Keluasan tanah dunia ialah 129 juta km2 atau 86.5% daripada keluasan daratan. Tanah ladang dan tanaman saka sebagai sebahagian daripada tanah pertanian menduduki kira-kira 15 juta km2 (10% daripada tanah), padang rumput kering dan padang rumput - 37.4 juta km2 (25% daripada tanah). Jumlah kesesuaian tanah pertanian dianggarkan secara berbeza oleh penyelidik yang berbeza: dari 25 hingga 32 juta km2.

Idea tentang tanah sebagai badan semula jadi yang bebas dengan ciri khas hanya muncul di lewat XIX abad, terima kasih kepada V.V. Dokuchaev, pengasas sains tanah moden. Dia mencipta doktrin zon semula jadi, zon tanah, dan faktor pembentukan tanah.

Bangunan kediaman dan kemudahan awam

Ini adalah pelbagai sisa makanan; serpihan bahan binaan; sisa sisa selepas kerja pembaikan, dsb. Semua ini dibawa ke tapak pelupusan sampah, yang telah menjadi momok zaman kita. Hanya membakar sisa ini di tapak pelupusan sampah membawa kepada masalah berganda: pertama, kawasan besar bersepah, dan kedua, tanah tepu bahan toksik, terbentuk hasil daripada pembakaran.

Pencemaran tanah bahan kimia dan akibatnya

Pengukuhan pengeluaran teknologi menyumbang kepada pencemaran dan dehumifikasi, salinisasi sekunder, dan hakisan tanah.

Bahan yang sentiasa ada di dalam tanah, tetapi kepekatannya boleh meningkat akibat aktiviti manusia, termasuk logam dan racun perosak. Daripada logam dalam tanah, lebihan kepekatan plumbum, merkuri, kadmium, kuprum, dan lain-lain sering dijumpai. Kandungan bertambah plumbum boleh disebabkan oleh pelepasan atmosfera (penyerapan dari atmosfera) akibat gas ekzos kereta, akibat penggunaan baja kompos dan tanah menjadi mati apabila ia mengandungi 2-3 g plumbum setiap 1 kg tanah (sekitar beberapa perusahaan kandungan plumbum dalam tanah mencapai 10- 15 g/kg). Arsenik ditemui dalam banyak tanah semula jadi pada kepekatan 10 ppm, tetapi kepekatan boleh ditingkatkan 50 kali ganda dengan menggunakan arsenat plumbum sebagai pembalut benih. Merkuri dalam tanah biasa berkisar antara 90 hingga 250 g/ha; kerana pembalut ia boleh ditambah setiap tahun dalam jumlah kira-kira 5 g/ha; kira-kira jumlah yang sama memasuki tanah dengan hujan. Pencemaran tambahan mungkin berlaku apabila baja, kompos dan air hujan ditambah ke dalam tanah.

Beribu-ribu bahan kimia telah dicipta untuk membunuh perosak. Ia dipanggil racun perosak, dan bergantung kepada kumpulan organisma di mana ia bertindak, ia dibahagikan kepada racun serangga (membunuh serangga), rodenticide (membunuh tikus), racun kulat (membunuh kulat). Walau bagaimanapun, tiada satu pun daripada bahan kimia ini selektif sepenuhnya untuk organisma yang direka bentuk terhadapnya dan menimbulkan ancaman kepada organisma lain, termasuk manusia.

Penggunaan tahunan racun perosak dalam pertanian di Persekutuan Rusia dalam tempoh dari 1980 hingga 1991. berada pada tahap yang sama dan berjumlah kira-kira 150 ribu tan, dan pada tahun 1992 ia menurun kepada 100 ribu tan. Dari segi alam sekitar, adalah lebih sesuai untuk menggunakan kaedah semula jadi atau biologi untuk mengawal perosak pertanian.

Terdapat empat kategori utama kaedah kawalan perosak biologi:

a) dengan bantuan musuh semula jadi;

b) kaedah genetik;

c) penggunaan lelaki steril;

d) menggunakan sebatian kimia semula jadi

Dalam tanah podzolik dengan kandungan yang tinggi Apabila besi bertindak balas dengan sulfur, besi sulfida terbentuk, yang merupakan racun yang kuat. Akibatnya, mikroflora (alga, bakteria) dimusnahkan di dalam tanah, yang membawa kepada kehilangan kesuburan.

Kawasan yang mempunyai pencemaran tanah yang ketara termasuk wilayah Moscow dan Kurgan, kawasan dengan pencemaran sederhana termasuk Wilayah Chernozem Tengah, Wilayah Primorsky, dan Caucasus Utara.

Tanah di sekitar bandar besar dan perusahaan besar metalurgi bukan ferus dan ferus, industri kimia dan petrokimia, kejuruteraan mekanikal, loji kuasa haba pada jarak beberapa puluh kilometer tercemar dengan logam berat, produk petroleum, sebatian plumbum, sulfur dan lain-lain. bahan toksik. Kandungan plumbum purata dalam tanah zon lima kilometer di sekitar beberapa bandar yang ditinjau di Persekutuan Rusia adalah dalam julat 0.4-80 MPC. Purata kandungan mangan di sekitar perusahaan metalurgi ferus berkisar antara 0.05-6 MPC.

Untuk 1983-1991 Ketumpatan kejatuhan fluorida atmosfera di sekitar peleburan aluminium Bratsk meningkat 1.5 kali ganda, dan di sekitar loji Irkutsk - 4 kali. Berhampiran Monchegorsk, tanah tercemar dengan nikel dan kobalt lebih daripada 10 kali lebih tinggi daripada biasa.

Pencemaran tanah dengan minyak di tempat pengeluaran, pemprosesan, pengangkutan dan pengedarannya melebihi tahap latar belakang berpuluh kali ganda. Dalam radius 10 km dari Vladimir di arah barat dan timur, kandungan minyak dalam tanah melebihi nilai latar belakang sebanyak 33 kali.

Tanah di sekitar Bratsk, Novokuznetsk, Krasnoyarsk tercemar dengan fluorin, di mana kandungan maksimumnya melebihi paras purata serantau sebanyak 4-10 kali.

Oleh itu, pembangunan intensif pengeluaran perindustrian membawa kepada peningkatan sisa industri, yang, bersama-sama dengan sisa isi rumah, dengan ketara menjejaskan komposisi kimia tanah, menyebabkan kemerosotan kualitinya. Pencemaran tanah yang teruk dengan logam berat, bersama-sama dengan zon pencemaran sulfur yang terbentuk semasa pembakaran arang batu, membawa kepada perubahan dalam komposisi unsur mikro dan kemunculan padang pasir berteknologi.

Sebagai contoh, kekurangan iodin dalam tanah membawa kepada penyakit tiroid, kekurangan kalsium dalam air minuman dan produk makanan - kepada kerosakan sendi, ubah bentuk, dan terencat pertumbuhan.

Pencemaran tanah dengan racun perosak dan ion logam berat membawa kepada pencemaran tanaman pertanian dan, dengan itu, produk makanan berasaskannya.

Oleh itu, jika tanaman bijirin ditanam dengan kandungan selenium semula jadi yang tinggi, maka sulfur dalam asid amino (cysteine, methionine) digantikan oleh selenium. Asid amino "selenium" yang terhasil boleh menyebabkan keracunan haiwan dan manusia.

Kekurangan molibdenum dalam tanah membawa kepada pengumpulan nitrat dalam tumbuhan; dengan kehadiran amina sekunder semulajadi, urutan tindak balas bermula yang boleh memulakan perkembangan kanser pada haiwan berdarah panas.

Tanah sentiasa mengandungi bahan karsinogenik (kimia, fizikal, biologi) yang menyebabkan penyakit tumor dalam organisma hidup, termasuk kanser. Sumber utama pencemaran tanah serantau dengan bahan karsinogenik ialah ekzos kenderaan, pelepasan daripada perusahaan perindustrian, dan produk penapisan minyak.

Intervensi antropogenik boleh menjejaskan peningkatan kepekatan bahan semula jadi atau memperkenalkan bahan baru yang luar. persekitaran bahan seperti racun perosak, ion logam berat. Oleh itu, kepekatan bahan-bahan ini (xenobiotik) mesti ditentukan dalam objek persekitaran (tanah, air, udara) dan dalam produk makanan. Piawaian maksimum yang dibenarkan untuk kehadiran sisa racun perosak dalam produk makanan berbeza-beza di negara yang berbeza dan bergantung pada sifat ekonomi (import-eksport makanan), serta pada struktur pemakanan kebiasaan penduduk.

Sumber tanah Moscow tertakluk kepada pencemaran dan sampah sarap. Untuk mencirikan pencemaran tanah, penunjuk jumlah pencemaran tanah (SPI) telah diperkenalkan: dengan SPI< 15 у.е. почва не опасна для здоровья населения; при СПЗ 16-32 у.е. - приводит к некоторому заболеванию детей. На 25% площади Москвы СПЗ >32 USD (32-128 USD). Dengan SDR > 128 USD orang dewasa dan kanak-kanak kerap jatuh sakit, dan tahap SDR terutamanya memberi kesan fungsi pembiakan perempuan.

pengenalan

1. Ciri umum konsep dan struktur tanah

1.1 Konsep dan struktur tanah

1.2 Jenis pencemaran tanah

2. Bahan keutamaan - bahan pencemar tanah dan kaedah kawalan pencemaran tanah

2.1 Konsep dan jenis bahan keutamaan - pencemar tanah

2.2 Ciri-ciri bahan keutamaan - pencemar tanah

2.3 Kaedah untuk mengawal pencemaran tanah

Kesimpulan

Senarai sumber yang digunakan

pengenalan

Perkaitan penyelidikan bahan keutamaan - pencemar tanah dan kaedah untuk mengawal pencemaran tanah adalah disebabkan oleh fakta bahawa penutup tanah Bumi adalah komponen biosfera yang paling penting. Ia adalah kulit tanah yang menentukan banyak proses yang berlaku dalam biosfera. Kepentingan tanah yang paling penting ialah pengumpulan bahan organik, pelbagai unsur kimia, dan tenaga. Penutup tanah melaksanakan fungsi penyerap biologi, pemusnah dan peneutral pelbagai bahan cemar, dan tanah juga memainkan peranan penting dalam kehidupan masyarakat, kerana ia merupakan sumber makanan, menyediakan 95-97% sumber makanan untuk planet ini. penduduk. Jika pautan biosfera ini dimusnahkan, maka fungsi biosfera yang sedia ada akan terganggu secara tidak dapat dipulihkan. Adalah amat penting untuk mengkaji kepentingan biokimia global bagi penutup tanah, keadaan semasa dan perubahan di bawah pengaruh aktiviti antropogenik, sejak perlindungan yang berkesan perlindungan alam sekitar daripada bahan kimia berbahaya adalah mustahil tanpa maklumat yang boleh dipercayai tentang tahap pencemaran tanah.

Matlamat kerja– penyelidikan bahan keutamaan – pencemar tanah dan kaedah untuk mengawal pencemaran tanah.

Untuk mencapai matlamat ini, adalah perlu untuk menyelesaikan beberapa tugasan:

Mentakrifkan konsep dan struktur tanah;

Mencirikan jenis pencemaran tanah;

Mengkaji konsep dan jenis bahan keutamaan - pencemar tanah;

Mencirikan bahan keutamaan - pencemar tanah;

Mengenal pasti kaedah untuk mengawal pencemaran tanah.

Struktur kerja: pengenalan, dua bab dibahagikan kepada subperenggan, kesimpulan, senarai sumber yang digunakan.

1. Ciri umum konsep dan struktur tanah

1.1 Konsep dan struktur tanah

Penutup tanah adalah pembentukan semula jadi yang paling penting. Peranannya dalam kehidupan masyarakat ditentukan oleh fakta bahawa tanah adalah sumber makanan utama, menyediakan 95-97% sumber makanan untuk penduduk planet ini. Keluasan tanah dunia ialah 129 juta km 2 atau 86.5% daripada keluasan daratan. Tanah ladang dan penanaman saka sebagai sebahagian daripada tanah pertanian menduduki kira-kira 15 juta km 2 (10% daripada tanah), padang rumput kering dan padang rumput - 37.4 juta km 2 (25% daripada tanah). Jumlah kesesuaian tanah pertanian dianggarkan secara berbeza oleh penyelidik yang berbeza: dari 25 hingga 32 juta km.

Konsep tanah sebagai badan semula jadi yang bebas dengan ciri khas muncul hanya pada akhir abad ke-19, terima kasih kepada V.V. Dokuchaev, pengasas sains tanah moden. Dia mencipta doktrin zon semula jadi, zon tanah, dan faktor pembentukan tanah.

Tanah adalah pembentukan semula jadi istimewa yang mempunyai beberapa sifat yang wujud dalam alam hidup dan tidak bernyawa. Tanah ialah persekitaran di mana kebanyakan unsur biosfera berinteraksi: air, udara, organisma hidup. Tanah boleh ditakrifkan sebagai hasil luluhawa, penyusunan semula dan pembentukan lapisan atas kerak bumi di bawah pengaruh organisma hidup, atmosfera dan proses metabolik.

Tanah terdiri daripada beberapa ufuk (lapisan dengan ciri yang sama), terhasil daripada interaksi kompleks batuan induk, iklim, organisma tumbuhan dan haiwan (terutama bakteria), dan rupa bumi. Semua tanah dicirikan oleh penurunan kandungan bahan organik dan organisma hidup dari ufuk tanah atas ke bawah.

Horizon Al berwarna gelap, mengandungi humus, diperkaya dengan mineral dan sangat penting untuk proses biogenik.

Horizon A 2 ialah lapisan eluvial, biasanya berwarna abu, kelabu muda atau kelabu kekuningan.

Horizon B ialah lapisan eluvial, biasanya padat, berwarna coklat atau coklat, diperkaya dengan mineral terdispersi koloid.

Horizon C ialah batuan induk yang diubah suai oleh proses pembentukan tanah.

Horizon B ialah batuan asal.

Horizon permukaan terdiri daripada sisa-sisa tumbuh-tumbuhan yang membentuk asas humus, lebihan atau kekurangannya menentukan kesuburan tanah.

humus - bahan organik yang paling tahan terhadap penguraian dan oleh itu berterusan selepas proses utama penguraian selesai. Secara beransur-ansur, humus juga bermineral kepada bahan bukan organik. Mencampur humus dengan tanah memberikan struktur. Lapisan yang diperkaya dengan humus dipanggil boleh tanam, dan lapisan di bawahnya ialah subabel. Fungsi utama humus turun kepada satu siri proses metabolik kompleks yang melibatkan bukan sahaja nitrogen, oksigen, karbon dan air, tetapi juga pelbagai garam mineral yang terdapat di dalam tanah. Di bawah ufuk humus terdapat lapisan bawah tanah yang sepadan dengan bahagian tanah yang terlarut lesap dan ufuk yang sepadan dengan batu induk.

Tanah terdiri daripada tiga fasa: pepejal, cecair dan gas. DALAM fasa pepejal pembentukan mineral dan pelbagai bahan organik mendominasi, termasuk humus atau humus, serta koloid tanah asal organik, mineral atau organomineral. Fasa cecair tanah, atau larutan tanah, terdiri daripada air dengan sebatian organik dan mineral yang terlarut di dalamnya, serta gas. Gaso fasa kedua tanah terdiri daripada "udara tanah," yang termasuk gas yang mengisi liang bebas air.

Komponen penting tanah yang menyumbang kepada perubahan dalam sifat fizikokimianya ialah biojisimnya, yang termasuk, sebagai tambahan kepada mikroorganisma (bakteria, alga, kulat, organisma unisel), juga cacing dan arthropoda.

Pembentukan tanah telah berlaku di Bumi sejak kemunculan kehidupan dan bergantung kepada banyak faktor:

Substrat di mana tanah terbentuk. Bergantung kepada sifat batu induk ciri-ciri fizikal tanah (keliangan, kapasiti menahan air, kelonggaran, dll.). Mereka menentukan rejim air dan haba, keamatan pencampuran bahan, mineralogi dan komposisi kimia, kandungan awal nutrien, jenis tanah.

Tumbuhan - tumbuhan hijau (pencipta utama bahan organik utama). Dengan menyerap karbon dioksida dari atmosfera, air dan mineral dari tanah, dan menggunakan tenaga cahaya, mereka mencipta sebatian organik yang sesuai untuk pemakanan haiwan.

Dengan bantuan haiwan, bakteria, pengaruh fizikal dan kimia, bahan organik terurai, bertukar menjadi humus tanah. Bahan abu mengisi bahagian mineral tanah. Bahan tumbuhan yang tidak terurai mewujudkan keadaan yang menggalakkan untuk tindakan fauna tanah dan mikroorganisma (pertukaran gas yang stabil, keadaan terma, kelembapan).

Organisma haiwan yang melakukan fungsi menukar bahan organik kepada tanah. Saprophages (cacing tanah, dll.), memakan bahan organik mati, menjejaskan kandungan humus, ketebalan ufuk ini dan struktur tanah. Di antara fauna darat, pembentukan tanah paling intensif dipengaruhi oleh semua jenis tikus dan herbivor.

Mikroorganisma (bakteria, alga uniselular, virus) menguraikan bahan organik dan mineral yang kompleks kepada yang lebih mudah, yang kemudiannya boleh digunakan oleh mikroorganisma itu sendiri dan tumbuhan yang lebih tinggi.

Sesetengah kumpulan mikroorganisma terlibat dalam transformasi karbohidrat dan lemak, yang lain - sebatian nitrogen. Bakteria yang menyerap nitrogen molekul dari udara dipanggil bakteria pengikat nitrogen. Terima kasih kepada aktiviti mereka, nitrogen atmosfera boleh digunakan (dalam bentuk nitrat) oleh organisma hidup lain. Mikroorganisma tanah mengambil bahagian dalam pemusnahan produk metabolik toksik tumbuhan, haiwan, dan mikroorganisma itu sendiri dalam sintesis vitamin yang diperlukan untuk tumbuhan dan haiwan tanah.

Aktiviti ekonomi manusia kini menjadi faktor dominan dalam pemusnahan tanah, mengurangkan dan meningkatkan kesuburannya. Di bawah pengaruh manusia, parameter dan faktor pembentukan tanah berubah - pelepasan, iklim mikro, takungan dicipta, dan penambakan tanah dijalankan.

Sifat utama tanah ialah kesuburan. Ia berkaitan dengan kualiti tanah. Proses berikut dibezakan dalam pemusnahan tanah dan pengurangan kesuburannya:

Pengeringan tanah adalah kompleks proses mengurangkan kelembapan wilayah yang luas dan pengurangan yang terhasil dalam produktiviti biologi sistem ekologi. Di bawah pengaruh pertanian primitif, penggunaan padang rumput yang tidak rasional, dan penggunaan teknologi secara sembarangan di darat, tanah bertukar menjadi padang pasir.

Hakisan tanah, pemusnahan tanah di bawah pengaruh angin, air, teknologi dan pengairan. Yang paling berbahaya ialah hakisan air - pembersihan tanah oleh air cair, hujan dan ribut. Hakisan air diperhatikan pada kecuraman yang sudah 1-2°. Hakisan air digalakkan oleh pemusnahan hutan dan pembajakan di cerun.

Hakisan angin dicirikan oleh penyingkiran angin bahagian terkecil. Hakisan angin difasilitasi oleh pemusnahan tumbuh-tumbuhan di kawasan yang mempunyai kelembapan yang tidak mencukupi, angin kencang, dan ragut berterusan.

Hakisan teknikal dikaitkan dengan pemusnahan tanah di bawah pengaruh pengangkutan, mesin pengalih tanah dan peralatan.

Hakisan pengairan berkembang akibat pelanggaran peraturan penyiraman dalam pertanian pengairan. Pemasinan tanah terutamanya dikaitkan dengan gangguan ini. Pada masa ini, sekurang-kurangnya 50% daripada keluasan tanah pengairan adalah salin, dan berjuta-juta tanah yang sebelum ini subur telah hilang. Tempat yang istimewa di antara tanah diduduki oleh tanah yang boleh diusahakan, iaitu tanah yang membekalkan pemakanan manusia. Menurut saintis dan pakar, sekurang-kurangnya 0.1 hektar tanah perlu ditanam untuk memberi makan kepada seorang. Pertumbuhan bilangan orang di Bumi secara langsung berkaitan dengan kawasan tanah pertanian, yang semakin berkurangan. Oleh itu, di Persekutuan Rusia dalam tempoh 27 tahun yang lalu, kawasan tanah pertanian telah berkurangan sebanyak 12.9 juta hektar, di mana tanah pertanian - sebanyak 2.3 juta hektar, padang rumput kering - sebanyak 10.6 juta hektar. Sebabnya ialah gangguan dan kemerosotan litupan tanah, peruntukan tanah untuk pembangunan bandar, bandar dan perusahaan perindustrian.

Di kawasan yang luas, produktiviti tanah merosot disebabkan oleh penurunan kandungan humus, rizabnya telah menurun sebanyak 25-30% di Persekutuan Rusia sejak 20 tahun yang lalu, dan kerugian tahunan berjumlah 81.4 juta tan.Tanah itu hari ini boleh memberi makan kepada 15 bilion orang. Pengendalian tanah yang teliti dan cekap telah menjadi masalah yang paling mendesak hari ini.

Daripada perkara di atas, ia menunjukkan bahawa tanah termasuk zarah mineral, detritus, dan banyak organisma hidup, iaitu, tanah adalah ekosistem kompleks yang memastikan pertumbuhan tumbuhan. Tanah adalah sumber yang boleh diperbaharui secara perlahan. Proses pembentukan tanah berlaku sangat perlahan, pada kadar 0.5 hingga 2 cm setiap 100 tahun. Ketebalan tanah adalah kecil: dari 30 cm di tundra hingga 160 cm di chernozems barat. Salah satu ciri tanah - kesuburan semulajadi - terbentuk dalam masa yang sangat lama, dan kemusnahan kesuburan berlaku hanya dalam 5-10 tahun. Daripada perkara di atas, ia menunjukkan bahawa tanah kurang mudah alih berbanding dengan komponen abiotik biosfera lain.

Aktiviti ekonomi manusia kini menjadi faktor dominan dalam pemusnahan tanah, mengurangkan dan meningkatkan kesuburannya.

1.2 Jenis-jenis pencemaran tanah

Pencemaran tanah difahamkan sebagai peningkatan dalam kepekatan bahan yang terkandung dalam tanah melebihi paras maksimum yang dibenarkan, serta penampilan dalam tanah apa-apa kuantiti bahan yang luar biasa bagi mereka yang diiktiraf sebagai berbahaya. Terdapat enam darjah pencemaran tanah (0-5) berdasarkan penurunan produktivitinya, jumlah biojisim yang dihasilkan, dan mengikut jenis pencemaran terdapat empat kelas pencemar: fizikal, kimia, biologi dan radioaktif.

Bahan cemar tanah sukar dikelaskan; sumber yang berbeza membahagikannya secara berbeza. Jika kita meringkaskan dan menyerlahkan perkara utama, kita melihat gambar pencemaran tanah berikut:

1) Sampah, pelepasan, pembuangan, enap cemar. Kumpulan ini termasuk pencemaran campuran pelbagai jenis, termasuk kedua-dua pepejal dan bahan cecair, tidak terlalu berbahaya kepada tubuh manusia, tetapi ia menyumbat permukaan tanah, menyukarkan tumbuh-tumbuhan di kawasan ini.

2) Logam berat. Pencemaran jenis ini telah menimbulkan bahaya yang ketara kepada manusia dan organisma hidup yang lain, kerana logam berat selalunya mempunyai ketoksikan yang tinggi dan keupayaan untuk terkumpul di dalam badan. Bahan api kereta yang paling biasa - petrol - mengandungi sebatian yang sangat toksik - plumbum tetraetil, yang mengandungi plumbum logam berat, yang berakhir di dalam tanah. Logam berat lain yang sebatiannya mencemarkan tanah termasuk Cd (kadmium), Cu (kuprum), Cr (kromium), Ni (nikel), Co (kobalt), Hg (merkuri), As (arsenik), Mn (mangan) ).

3) Racun perosak. Bahan kimia ini kini digunakan secara meluas sebagai agen kawalan perosak untuk tanaman dan oleh itu boleh terdapat di dalam tanah dalam kuantiti yang banyak. Dari segi bahayanya kepada haiwan dan manusia, mereka hampir dengan kumpulan sebelumnya. Atas sebab inilah ubat DDT (dichloro-diphenyl-trichloromethylmethane) diharamkan untuk digunakan, yang bukan sahaja merupakan sebatian yang sangat toksik, tetapi juga mempunyai rintangan kimia yang ketara, tidak terurai selama berpuluh-puluh (!) tahun. Jejak DDT telah ditemui oleh penyelidik walaupun di Antartika! Racun perosak mempunyai kesan buruk pada mikroflora tanah: bakteria, actinomycetes, kulat, alga.

4) Mikotoksin. Bahan pencemar ini bukan antropogenik, kerana ia dikeluarkan oleh sesetengah kulat, namun, dari segi kemudaratannya kepada badan, ia adalah setanding dengan bahan pencemar tanah yang disenaraikan.

5) Bahan radioaktif. Sebatian radioaktif berdiri agak berbeza dalam bahayanya, terutamanya kerana dalam sifat kimianya, ia boleh dikatakan tidak berbeza daripada unsur bukan radioaktif yang serupa dan mudah menembusi semua organisma hidup, berintegrasi ke dalam rantai makanan. Daripada isotop radioaktif, kita boleh menyebut sebagai contoh salah satu yang paling berbahaya - 90Sr (strontium-90). Isotop radioaktif ini mempunyai hasil yang tinggi semasa pembelahan nuklear (2 - 8%), separuh hayat yang panjang (28.4 tahun), pertalian kimia untuk kalsium, dan, oleh itu, keupayaan untuk disimpan dalam tisu tulang haiwan dan manusia, mobiliti yang agak tinggi di dalam tanah. Gabungan kualiti di atas menjadikannya radionuklid yang sangat berbahaya. 137Cs (cesium-137), 144Ce (cerium-144) dan 36Cl (klorin-36) juga merupakan isotop radioaktif yang berbahaya.

Walaupun ada mata air semula jadi pencemaran oleh sebatian radioaktif, tetapi sebahagian besar isotop paling aktif dengan separuh hayat pendek memasuki alam sekitar melalui cara antropogenik: semasa pengeluaran dan ujian senjata nuklear, dari loji tenaga nuklear, terutamanya dalam bentuk sisa dan dalam kemalangan, semasa pengeluaran dan penggunaan peranti yang mengandungi isotop radioaktif, dsb. dan lain-lain.

2. Bahan Keutamaan – Pencemar Tanah dan Kaedah Kawalan Pencemaran Tanah

2.1 Konsep dan jenis bahan keutamaan - pencemar tanah

Komponen keutamaan pencemaran tanah ialah bahan atau agen biologi yang tertakluk kepada kawalan terlebih dahulu.

Senarai bahan keutamaan - pencemar tanah diberikan dalam arahan metodologi MU 2.1.7.730-99 No. MU 2.1.7.730-99. Dokumen ini adalah asas peraturan dan metodologi untuk pelaksanaan pengawasan kebersihan dan epidemiologi negeri keadaan kebersihan tanah kawasan berpenduduk, tanah pertanian, kawasan peranginan dan institusi individu. Bahaya pencemaran tanah ditentukan oleh tahap kemungkinan kesan negatifnya terhadap media yang bersentuhan (air, udara), produk makanan dan secara langsung atau tidak langsung pada manusia, serta pada aktiviti biologi tanah dan proses pembersihan diri.

Keputusan pemeriksaan tanah diambil kira apabila menentukan dan meramalkan tahap bahaya mereka kepada kesihatan dan keadaan hidup penduduk di kawasan berpenduduk, membangunkan langkah-langkah untuk penambakan mereka, pencegahan penyakit berjangkit dan tidak berjangkit, skim perancangan daerah, teknikal. penyelesaian untuk pemulihan dan perlindungan kawasan tadahan air, apabila memutuskan keutamaan aktiviti pemulihan dalam rangka program alam sekitar yang komprehensif dan menilai keberkesanan langkah pemulihan dan sanitari-ekologi dan kawalan kebersihan berterusan objek yang secara langsung atau tidak langsung memberi kesan kepada alam sekitar kawasan berpenduduk.

Penggunaan pendekatan metodologi bersatu akan membantu mendapatkan data yang setanding apabila menilai tahap pencemaran tanah.

Penilaian bahaya tanah yang tercemar penempatan ditakrifkan:

1) kepentingan wabak;

2) peranannya sebagai sumber pencemaran sekunder lapisan tanah udara atmosfera dan berhubung secara langsung dengan seseorang.

Ciri-ciri sanitari tanah di kawasan berpenduduk adalah berdasarkan petunjuk sanitari-kimia, sanitari-bakteriologi, sanitari-helmintologi, sanitari-entomologi makmal.

Penentuan keutamaan komponen pencemaran dijalankan mengikut senarai kepekatan maksimum yang dibenarkan dan kepekatan maksimum bahan kimia yang dibenarkan di dalam tanah dan kelas bahayanya mengikut GOST 17.4.1.02-83 “Pemuliharaan alam. Tanah". Pengelasan bahan kimia untuk kawalan pencemaran (Jadual 1.)

Jadual 1. Pengelasan bahan kimia untuk kawalan pencemaran

Kepekatan maksimum yang dibenarkan (MAC) bahan kimia dalam tanah ialah penunjuk kompleks kandungan bahan kimia dalam tanah yang tidak berbahaya kepada manusia, kerana Kriteria yang digunakan dalam pembuktiannya mencerminkan kemungkinan cara pendedahan bahan pencemar kepada media yang bersentuhan, aktiviti biologi tanah dan proses pembersihan diri.

Justifikasi untuk kepekatan maksimum bahan kimia yang dibenarkan dalam tanah adalah berdasarkan 4 petunjuk utama bahaya, yang ditubuhkan secara eksperimen:

Translokasi, mencirikan peralihan bahan dari tanah ke tumbuhan,

Air migrasi mencirikan keupayaan bahan untuk dipindahkan dari tanah ke air bawah tanah dan sumber air,

Penunjuk bahaya udara migrasi mencirikan peralihan bahan dari tanah ke udara atmosfera,

Penunjuk kebersihan am kemudaratan mencirikan pengaruh bahan pencemar ke atas keupayaan pembersihan diri tanah dan aktiviti biologinya. Dalam kes ini, setiap laluan pendedahan dinilai secara kuantitatif dengan justifikasi untuk tahap kandungan bahan yang dibenarkan untuk setiap penunjuk bahaya. Tahap kandungan wajar terendah adalah mengehadkan dan diambil sebagai MPC.

Keutamaan utama ( mandatori untuk semua subjek Persekutuan Rusia) penunjuk adalah merkuri, plumbum, kadmium, zink, arsenik;

Tambahan (untuk wilayah dengan industri maju, untuk menjalankan penilaian kebersihan menyeluruh di wilayah tertentu) ialah nikel, tembaga, kromium, mangan, kobalt; vanadium, benz(a)pirena, fluorin.

Sumber pencemar tanah keutamaan boleh dibentangkan dalam Jadual 2.

Jadual 2. Kemungkinan kemasukan logam ke dalam biosfera apabila kehabisan rizab bijih, arang batu, gambut, juta tan yang boleh dipercayai

2.2 Ciri-ciri bahan keutamaan - pencemar tanah

Perhatian yang semakin meningkat terhadap perlindungan alam sekitar telah menimbulkan minat khusus terhadap kesan logam berat ke atas tanah, yang dianggap sebagai bahan keutamaan - pencemar tanah.

Dari sudut pandangan sejarah, minat dalam masalah ini timbul dengan kajian kesuburan tanah, kerana unsur-unsur seperti besi, mangan, tembaga, zink, molibdenum dan mungkin kobalt sangat penting untuk kehidupan tumbuhan dan, oleh itu, untuk haiwan dan manusia.

Ia juga dikenali sebagai unsur mikro kerana ia diperlukan oleh tumbuhan dalam kuantiti yang kecil. Kumpulan unsur mikro juga termasuk logam, kandungannya di dalam tanah agak tinggi, contohnya, besi, yang merupakan sebahagian daripada kebanyakan tanah dan menduduki tempat keempat dalam komposisi kerak bumi (5%) selepas oksigen (46.6%). , silikon (27.7 %) dan aluminium (8.1%).

Semua unsur surih boleh ada pengaruh buruk pada tumbuhan jika kepekatan bentuk yang ada melebihi had tertentu. Sesetengah logam berat, seperti merkuri, plumbum dan kadmium, yang nampaknya tidak begitu penting untuk tumbuhan dan haiwan, berbahaya kepada kesihatan manusia walaupun apabila kepekatan rendah.

Asap lalu lintas kenderaan, penyingkiran ke ladang atau loji rawatan air sisa, pengairan air kumbahan, sisa, sisa dan pelepasan semasa operasi lombong dan tapak perindustrian, pengenalan fosforus dan baja organik, penggunaan racun perosak, dsb. menyebabkan peningkatan kepekatan logam berat di dalam tanah.

Selagi logam berat terikat kuat komponen tanah dan sukar untuk dicapai, kesan negatifnya terhadap tanah dan alam sekitar akan menjadi tidak ketara. Walau bagaimanapun, jika keadaan tanah membenarkan logam berat masuk ke dalam larutan tanah, terdapat bahaya langsung pencemaran tanah, dan terdapat kemungkinan penembusannya ke dalam tumbuhan, serta ke dalam tubuh manusia dan haiwan yang memakan tumbuhan ini. Selain itu, logam berat boleh menjadi pencemar tumbuhan dan badan air akibat daripada penggunaan enap cemar kumbahan. Bahaya pencemaran tanah dan tumbuhan bergantung kepada: jenis tumbuhan; bentuk sebatian kimia dalam tanah; kehadiran unsur yang menentang pengaruh logam berat dan bahan yang membentuk sebatian kompleks dengannya; daripada proses penjerapan dan desorpsi; jumlah bentuk logam ini yang tersedia dalam tanah dan tanah serta keadaan iklim. Akibatnya, kesan negatif logam berat bergantung pada asasnya pada mobilitinya, i.e. keterlarutan.

Logam berat terutamanya dicirikan oleh valensi berubah-ubah, keterlarutan rendah hidroksidanya, keupayaan tinggi untuk membentuk sebatian kompleks dan, secara semula jadi, keupayaan kationik.

Faktor-faktor yang menyumbang kepada pengekalan logam berat oleh tanah termasuk: pertukaran penjerapan permukaan tanah liat dan humus, pembentukan sebatian kompleks dengan humus, penjerapan permukaan dan oklusi (melarutkan atau menyerap kebolehan gas oleh leburan atau logam keras) oksida terhidrat aluminium, besi, mangan, dsb., serta pembentukan sebatian tidak larut, terutamanya semasa pengurangan.

Logam berat dalam larutan tanah terdapat dalam kedua-dua bentuk ionik dan terikat, yang berada dalam keseimbangan tertentu (Rajah 1).

Dalam rajah, L r ialah ligan larut, iaitu asid organik dengan berat molekul rendah, dan L n tidak larut. Tindak balas logam (M) dengan bahan humik sebahagiannya merangkumi pertukaran ion.

Sudah tentu, mungkin terdapat bentuk logam lain yang terdapat dalam tanah yang tidak mengambil bahagian secara langsung dalam keseimbangan ini, contohnya, logam daripada kekisi kristal mineral primer dan sekunder, serta logam daripada organisma hidup dan jenazahnya yang mati.

Memerhatikan perubahan dalam logam berat dalam tanah adalah mustahil tanpa pengetahuan tentang faktor yang menentukan mobiliti mereka. Proses pergerakan pengekalan yang menentukan kelakuan logam berat dalam tanah tidak jauh berbeza dengan proses yang menentukan kelakuan kation lain. Walaupun logam berat kadangkala ditemui dalam tanah dalam kepekatan rendah, ia membentuk kompleks yang stabil dengan sebatian organik dan memasuki tindak balas penjerapan tertentu dengan lebih mudah daripada logam alkali dan alkali tanah.

Penghijrahan logam berat dalam tanah boleh berlaku dalam cecair dan ampaian dengan bantuan akar tumbuhan atau mikroorganisma tanah. Migrasi sebatian larut berlaku bersama-sama dengan larutan tanah (penyebaran) atau dengan pergerakan cecair itu sendiri. Pencairan tanah liat dan bahan organik membawa kepada penghijrahan semua logam yang berkaitan. Penghijrahan bahan meruap dalam bentuk gas, seperti dimetil merkuri, adalah rawak dan cara pergerakan ini tidak begitu penting. Penghijrahan dalam fasa pepejal dan penembusan ke dalam kekisi kristal lebih merupakan mekanisme pengikatan daripada pergerakan.

Logam berat boleh dimasukkan atau diserap oleh mikroorganisma, yang seterusnya dapat mengambil bahagian dalam penghijrahan logam yang sepadan.

Cacing tanah dan organisma lain boleh memudahkan penghijrahan logam berat melalui cara mekanikal atau biologi dengan menggerakkan tanah atau memasukkan logam ke dalam tisu mereka.

Daripada semua jenis migrasi, yang paling penting ialah migrasi dalam fasa cair, kerana kebanyakan logam memasuki tanah dalam bentuk larut atau dalam bentuk ampaian berair dan hampir semua interaksi antara logam berat dan konstituen cecair tanah berlaku di sempadan. daripada fasa cecair dan pepejal.

Logam berat di dalam tanah memasuki tumbuhan melalui rantaian trofik dan kemudiannya dimakan oleh haiwan dan manusia. Pelbagai halangan biologi mengambil bahagian dalam kitaran logam berat, mengakibatkan bioakumulasi terpilih yang melindungi organisma hidup daripada lebihan unsur-unsur ini. Walau bagaimanapun, aktiviti halangan biologi adalah terhad, dan selalunya logam berat tertumpu di dalam tanah. Rintangan tanah terhadap pencemaran olehnya berbeza-beza bergantung kepada kapasiti penampan.

Tanah dengan kapasiti penjerapan yang tinggi, masing-masing, dan kandungan tanah liat yang tinggi, serta bahan organik, boleh mengekalkan unsur-unsur ini, terutamanya di ufuk atas. Ini adalah tipikal untuk tanah karbonat dan tanah dengan tindak balas neutral. Dalam tanah ini, jumlah sebatian toksik yang boleh dibasuh ke dalam air bawah tanah dan diserap oleh tumbuhan adalah lebih sedikit daripada dalam tanah berasid berpasir. Walau bagaimanapun, terdapat risiko besar untuk meningkatkan kepekatan unsur ke tahap toksik, yang menyebabkan ketidakseimbangan fizikal, kimia dan proses biologi dalam tanah. Logam berat yang disimpan oleh bahagian organik dan koloid tanah secara ketara mengehadkan aktiviti biologi dan menghalang proses ytrifikasi, yang mempunyai penting untuk kesuburan tanah.

Tanah berpasir, yang dicirikan oleh kapasiti penyerapan yang rendah, seperti tanah berasid, mengekalkan logam berat dengan sangat lemah, kecuali molibdenum dan selenium. Oleh itu, ia mudah diserap oleh tumbuhan, dan sebahagian daripadanya, walaupun dalam kepekatan yang sangat kecil, mempunyai kesan toksik.

Kandungan zink dalam tanah berkisar antara 10 hingga 800 mg/kg, walaupun selalunya 30-50 mg/kg. Pengumpulan lebihan zink memberi kesan negatif kepada kebanyakan proses tanah: ia menyebabkan perubahan dalam sifat fizikal dan fizikokimia tanah, dan mengurangkan aktiviti biologi. Zink menindas aktiviti penting mikroorganisma, akibatnya proses pembentukan bahan organik dalam tanah terganggu. Lebihan zink dalam tanah menyukarkan untuk menapai penguraian selulosa, respirasi, dan tindakan urease.

Logam berat, yang datang dari tanah ke dalam tumbuhan dan dihantar melalui rantai makanan, mempunyai kesan toksik pada tumbuhan, haiwan dan manusia.

Antara unsur yang paling toksik, pertama sekali, merkuri harus disebutkan, yang menimbulkan bahaya terbesar dalam bentuk sebatian yang sangat toksik - metilmerkuri. Merkuri memasuki atmosfera apabila arang batu dibakar dan apabila air menyejat daripada badan air yang tercemar. Ia boleh diangkut dengan jisim udara dan dimendapkan di tanah di kawasan tertentu. Kajian telah menunjukkan bahawa merkuri diserap dengan baik dalam sentimeter atas ufuk terkumpul humus pelbagai jenis tanah dengan komposisi mekanikal berlempung. Penghijrahannya di sepanjang profil dan larut lesap di luar profil tanah dalam tanah tersebut adalah tidak penting. Walau bagaimanapun, dalam tanah dengan komposisi mekanikal yang ringan, berasid dan berkurangan humus, proses penghijrahan merkuri semakin meningkat. Dalam tanah sedemikian, proses penyejatan sebatian merkuri organik, yang mempunyai sifat meruap, juga berlaku.

Apabila merkuri ditambah kepada tanah berpasir, tanah liat dan gambut pada kadar 200 dan 100 kg/ha, tanaman di tanah berpasir telah musnah sepenuhnya, tanpa mengira tahap pengapuran. Di tanah gambut, hasil telah berkurangan. Pada tanah liat, penurunan hasil hanya berlaku dengan dos kapur yang rendah.

Plumbum juga mempunyai keupayaan untuk dihantar melalui rantai makanan, terkumpul di dalam tisu tumbuhan, haiwan dan manusia. Dos plumbum bersamaan dengan 100 mg/kg berat kering makanan dianggap membawa maut bagi haiwan.

Debu plumbum mengendap di permukaan tanah, diserap oleh bahan organik, bergerak di sepanjang profil dengan larutan tanah, tetapi dibawa ke luar profil tanah dalam kuantiti yang kecil.

Terima kasih kepada proses migrasi dalam keadaan persekitaran berasid Anomali plumbum teknogenik terbentuk dalam tanah dengan panjang 100 m Plumbum dari tanah memasuki tumbuhan dan terkumpul di dalamnya. Dalam gandum dan bijirin barli jumlahnya adalah 5-8 kali lebih tinggi daripada kandungan latar belakang, dalam bahagian atas dan kentang - lebih daripada 20 kali, dalam ubi - lebih daripada 26 kali.

Kadmium, seperti vanadium dan zink, terkumpul dalam lapisan humus tanah. Sifat taburannya dalam profil tanah dan landskap nampaknya mempunyai banyak persamaan dengan logam lain, khususnya dengan sifat taburan plumbum.

Walau bagaimanapun, kadmium kurang teguh di dalam profil tanah berbanding plumbum. Penjerapan maksimum kadmium adalah ciri tanah neutral dan beralkali dengan kandungan humus yang tinggi dan kapasiti penyerapan yang tinggi. Kandungannya dalam tanah podzolik boleh berkisar dari perseratus hingga 1 mg/kg, dalam chernozems - sehingga 15-30, dan dalam tanah merah - sehingga 60 mg/kg.

Banyak invertebrata tanah menumpukan kadmium dalam badan mereka. Kadmium diserap oleh cacing tanah, kutu kayu dan siput 10-15 kali lebih aktif daripada plumbum dan zink. Kadmium adalah toksik kepada tumbuhan pertanian, dan walaupun kepekatan kadmium yang tinggi tidak mempunyai kesan ketara ke atas hasil tanaman pertanian, ketoksikannya menjejaskan kualiti produk, memandangkan kandungan kadmium dalam tumbuhan meningkat.

Arsenik memasuki tanah dengan hasil pembakaran arang batu, dengan sisa dari industri metalurgi, dan dari loji pengeluaran baja. Arsenik dikekalkan paling kukuh dalam buah pinggang yang mengandungi bentuk aktif besi, aluminium, kalsium. Ketoksikan arsenik dalam tanah diketahui oleh semua orang. Pencemaran tanah dengan penyebab arsenik, contohnya, kematian cacing tanah. Kandungan latar belakang arsenik dalam tanah adalah seperseratus miligram per kilogram tanah.

Fluorin dan sebatiannya ditemui aplikasi yang luas dalam nuklear, minyak, kimia dan jenis industri lain. Ia memasuki tanah dengan pelepasan daripada perusahaan metalurgi, khususnya pelebur aluminium, dan juga sebagai bahan campuran apabila menggunakan superfosfat dan beberapa racun serangga lain.

Dengan mencemarkan tanah, fluorin menyebabkan penurunan hasil bukan sahaja disebabkan oleh kesan toksik langsungnya, tetapi juga dengan mengubah nisbah nutrien dalam tanah. Penjerapan terbesar fluorin berlaku dalam tanah dengan kompleks penyerapan tanah yang maju. Sebatian fluorida larut bergerak di sepanjang profil tanah dengan aliran ke bawah larutan tanah dan boleh memasuki air bawah tanah. Pencemaran tanah dengan sebatian fluorida memusnahkan struktur tanah dan mengurangkan kebolehtelapan tanah.

Zink dan tembaga adalah kurang toksik daripada logam berat yang disebutkan di atas, tetapi jumlahnya yang berlebihan dalam sisa daripada industri metalurgi mencemarkan tanah dan mempunyai kesan yang menyedihkan pada pertumbuhan mikroorganisma, mengurangkan aktiviti enzimatik tanah, mengurangkan hasil tumbuhan.

Perlu diingatkan bahawa ketoksikan logam berat meningkat apabila ia bertindak bersama-sama ke atas organisma hidup di dalam tanah. Kesan gabungan zink dan kadmium mempunyai kesan perencatan beberapa kali lebih kuat pada mikroorganisma berbanding dengan kepekatan yang sama bagi setiap unsur secara berasingan.

Oleh kerana logam berat biasanya ditemui dalam pelbagai kombinasi dalam produk pembakaran bahan api dan dalam pelepasan daripada industri metalurgi, kesannya terhadap alam sekitar sumber pencemaran adalah lebih kuat daripada yang dijangkakan berdasarkan kepekatan unsur-unsur individu.

Berhampiran perusahaan, fitocenoses semula jadi perusahaan menjadi lebih seragam dalam komposisi spesies, kerana banyak spesies tidak dapat menahan peningkatan kepekatan logam berat di dalam tanah. Bilangan spesies boleh dikurangkan kepada 2-3, dan kadangkala kepada pembentukan monocenoses.

Dalam phytocenoses hutan, lichen dan lumut adalah yang pertama bertindak balas terhadap pencemaran. Lapisan pokok adalah yang paling stabil. Walau bagaimanapun, pendedahan berpanjangan atau intensiti tinggi menyebabkan fenomena tahan kering di dalamnya.

2.3 Kaedah untuk mengawal pencemaran tanah

Pengesanan pencemaran tanah dengan logam berat dijalankan kaedah persampelan tanah secara langsung di kawasan kajian dan mereka analisis kimia untuk kandungan logam berat. Ia juga berkesan untuk menggunakan beberapa kaedah tidak langsung untuk tujuan ini: penilaian visual keadaan fitogenesis, analisis taburan dan tingkah laku spesies penunjuk di kalangan tumbuhan, invertebrata dan mikroorganisma.

Untuk mengenal pasti corak spatial dalam manifestasi pencemaran tanah, mereka menggunakan kaedah geografi perbandingan, kaedah untuk memetakan komponen struktur biogeocenosis, termasuk tanah. Peta sedemikian bukan sahaja merekodkan tahap pencemaran tanah dengan logam berat dan perubahan yang sepadan dalam penutup tanah, tetapi juga memungkinkan untuk meramalkan perubahan dalam keadaan persekitaran semula jadi.

Jarak dari punca pencemaran untuk mengenal pasti halo pencemaran boleh berbeza-beza dan, bergantung kepada keamatan pencemaran dan kekuatan angin semasa, boleh berbeza dari ratusan meter hingga berpuluh-puluh kilometer.

Di Amerika Syarikat, penderia dipasang pada satelit sumber ERTS-1 untuk menentukan tahap kerosakan pain Weymouth oleh sulfur dioksida dan tanah oleh zink. Punca pencemaran adalah peleburan zink yang beroperasi dengan pelepasan zink harian ke atmosfera sebanyak 6.3-9 tan. Kepekatan zink sebanyak 80 ribu µg/g telah direkodkan dalam lapisan permukaan tanah dalam radius 800 m dari tumbuhan. Tumbuhan di sekitar loji mati dalam radius 468 hektar. Kesukaran menggunakan kaedah jauh terletak pada penyepaduan bahan, keperluan untuk menguraikan maklumat yang diterima daripada siri ujian kawalan di kawasan pencemaran tertentu.

Mengesan tahap toksik logam berat bukanlah mudah. Untuk tanah dengan komposisi mekanikal yang berbeza dan kandungan bahan organik, tahap ini akan berbeza. Pada masa ini, pekerja institut kebersihan telah membuat percubaan untuk menentukan kepekatan maksimum logam yang dibenarkan di dalam tanah. Barli, oat dan kentang disyorkan sebagai tumbuhan ujian. Tahap toksik telah dipertimbangkan apabila terdapat pengurangan 5-10% dalam hasil. Cadangan kepekatan maksimum yang dibenarkan untuk merkuri ialah 25 mg/kg, arsenik ialah 12-15, dan kadmium ialah 20 mg/kg. Beberapa kepekatan berbahaya beberapa logam berat dalam tumbuhan (g/juta) telah ditetapkan: plumbum - 10, merkuri - 0.04, kromium - 2, kadmium - 3, zink dan mangan - 300, tembaga - 150, kobalt - 5, molibdenum dan nikel - 3, vanadium - 2.

Melindungi tanah daripada pencemaran logam berat adalah berdasarkan peningkatan pengeluaran. Sebagai contoh, untuk menghasilkan 1 tan klorin, satu teknologi menggunakan 45 kg merkuri, dan satu lagi menggunakan 14-18 kg. Pada masa akan datang, ia dianggap mungkin untuk mengurangkan nilai ini kepada 0.1 kg.

Strategi baharu untuk melindungi tanah daripada pencemaran logam berat juga melibatkan penciptaan tertutup sistem teknologi, dalam organisasi pengeluaran bebas sisa.

Sisa daripada industri kimia dan kejuruteraan mekanikal juga mewakili bahan mentah sekunder yang berharga. Oleh itu, sisa daripada perusahaan kejuruteraan adalah bahan mentah yang berharga untuk pertanian kerana fosforus.

Pada masa ini, tugasnya adalah untuk memeriksa mandatori semua kemungkinan untuk mengitar semula setiap jenis sisa sebelum dikebumikan atau dimusnahkan.

Sekiranya berlaku pencemaran atmosfera tanah dengan logam berat, apabila ia tertumpu dalam kuantiti yang banyak, tetapi dalam sentimeter paling atas tanah, adalah mungkin untuk mengeluarkan lapisan tanah ini dan mengebumikannya.

Baru-baru ini, beberapa bahan kimia telah disyorkan yang boleh menyahaktifkan logam berat di dalam tanah atau mengurangkan ketoksikannya. Di Jerman, penggunaan resin penukar ion yang membentuk sebatian kelat dengan logam berat telah dicadangkan. Ia digunakan dalam bentuk asid dan garam atau dalam campuran kedua-dua bentuk.

Di Jepun, Perancis, Jerman dan Great Britain, salah satu syarikat Jepun mempatenkan kaedah untuk menetapkan logam berat dengan mercapto-8-triazine. Apabila menggunakan ubat ini, kadmium, plumbum, tembaga, merkuri dan nikel diikat dengan kuat di dalam tanah dalam bentuk bentuk yang tidak larut dan tidak boleh diakses untuk tumbuhan.

Pengapuran tanah mengurangkan keasidan baja dan keterlarutan plumbum, kadmium, arsenik dan zink. Penyerapannya oleh tumbuhan berkurangan dengan mendadak. Kobalt, nikel, tembaga dan mangan dalam persekitaran neutral atau sedikit alkali juga tidak menjejaskan kesan toksik pada tumbuhan.

Baja organik, seperti bahan organik tanah, menyerap dan mengekalkan kebanyakan logam berat dalam keadaan terserap. Penggunaan baja organik dalam dos yang tinggi, penggunaan baja hijau, najis burung, dan tepung jerami padi mengurangkan kandungan kadmium dan fluorin dalam tumbuhan, serta ketoksikan kromium dan logam berat lain.

Mengoptimumkan pemakanan mineral tumbuhan dengan mengawal komposisi dan dos baja juga mengurangkan kesan toksik unsur-unsur individu. Di England, dalam tanah yang tercemar dengan plumbum, arsenik dan tembaga, kelewatan dalam kemunculan anak benih telah dihapuskan dengan penggunaan baja nitrogen mineral. Penambahan dos fosforus yang meningkat mengurangkan kesan toksik plumbum, kuprum, zink dan kadmium. Dengan tindak balas alkali persekitaran di sawah padi yang dibanjiri, penggunaan baja fosforus membawa kepada pembentukan kadmium fosfat, tidak larut dan sukar untuk diakses oleh tumbuhan.

Walau bagaimanapun, diketahui bahawa tahap ketoksikan logam berat adalah tidak sama bagi jenis yang berbeza tumbuhan. Oleh itu, penyingkiran ketoksikan logam berat dengan mengoptimumkan pemakanan mineral harus dibezakan bukan sahaja dengan mengambil kira keadaan tanah, tetapi juga jenis dan kepelbagaian tumbuhan.

Di antara tumbuhan semula jadi dan tanaman pertanian, beberapa spesies dan varieti yang tahan terhadap pencemaran logam berat telah dikenal pasti. Ini termasuk kapas, bit dan beberapa kekacang. Set langkah-langkah pencegahan dan langkah-langkah untuk menghapuskan pencemaran tanah dengan logam berat memungkinkan untuk melindungi tanah dan tumbuhan daripada kesan toksiknya.

Salah satu syarat utama untuk melindungi tanah daripada pencemaran oleh biosid ialah penciptaan dan penggunaan sebatian kurang toksik dan kurang berterusan dan pengenalannya ke dalam tanah dan mengurangkan dos penggunaannya pada tanah. Terdapat beberapa cara untuk mengurangkan dos biosid tanpa mengurangkan kecekapan penanamannya:

· gabungan penggunaan racun perosak dengan kaedah lain. Kaedah bersepadu kawalan perosak - agroteknikal, biologi, kimia, dsb. Pada masa yang sama, tugasnya bukan untuk memusnahkan keseluruhan pandangan sepenuhnya, tetapi untuk melindungi budaya dengan pasti. Saintis Ukraine menggunakan penyediaan mikrobiologi dalam kombinasi dengan dos kecil racun perosak, yang melemahkan badan perosak dan menjadikannya lebih mudah terdedah kepada penyakit;

· penggunaan bentuk racun perosak yang menjanjikan. Penggunaan racun perosak bentuk baharu boleh mengurangkan kadar penggunaan dengan ketara bahan aktif dan meminimumkan akibat yang tidak diingini, termasuk pencemaran tanah;

· Selang seli penggunaan bahan toksik dengan mekanisme tindakan yang berbeza. Kaedah memperkenalkan agen kawalan kimia ini menghalang kemunculan bentuk perosak yang tahan. Untuk kebanyakan tanaman, 2-3 ubat dengan spektrum tindakan yang berbeza disyorkan.

Apabila merawat tanah dengan racun perosak, hanya sebahagian kecil daripadanya mencapai tapak tindakan toksik tumbuhan dan haiwan. Selebihnya terkumpul di permukaan tanah. Tahap pencemaran tanah bergantung pada banyak sebab dan, di atas semua, pada kegigihan biocide itu sendiri. Kegigihan biosid merujuk kepada keupayaan bahan toksik untuk menahan kesan penguraian proses fizikal, kimia dan biologi. Kriteria utama untuk penyahtoksik ialah pecahan lengkap bahan toksik kepada komponen bukan toksik.

Biodiagnostik pencemaran tanah berteknologi Kepekaan tanah yang tinggi terhadap sebarang kesan negatif dan positif membolehkan penggunaan penunjuk biologi sebagai parameter biomonitoring.

Aktiviti biologi adalah terbitan gabungan faktor abiotik, biotik dan antropogenik pembentukan tanah. Di dalam tanah, zoo- dan microbiocenosis digabungkan menjadi satu sistem dengan produk aktiviti penting mereka - enzim ekstrasel dan intrasel, serta dengan komponen abiotik tanah.

Peruntukan utama metodologi yang dicadangkan adalah seperti berikut:

· kajian serentak penunjuk aktiviti biologi tanah;

· pengenalpastian penunjuk ekologi dan biologi yang paling bermaklumat dan penunjuk penting yang mungkin bagi keadaan ekologi tanah;

· mengambil kira kebolehubahan spatial dan temporal bagi sifat biologi tanah;

· penggunaan pendekatan perbandingan geografi dan genetik profil untuk menilai keadaan tanah.

Kajian tentang keadaan tanah terdegradasi akan menjadi paling lengkap jika perkara berikut ditentukan:

Penunjuk langsung pencemaran dengan logam berat dan produk petroleum (kandungan kasar logam berat, kandungan bentuk mudah alihnya, kandungan produk petroleum, ketebalan lapisan tercemar);

Penunjuk rintangan terhadap pencemaran oleh logam berat dan produk petroleum (kapasiti pertukaran kation, tahap ketepuan asas, kandungan humus, tindak balas alam sekitar);

Penunjuk biologi perubahan sifat tanah di bawah pengaruh bahan pencemar logam dan produk petroleum (aktiviti enzim tanah, contohnya invertase, katalase, keamatan pelepasan karbon dioksida, keupayaan penguraian selulosa, jumlah bilangan mikroorganisma tanah, struktur cenosis mikrob, dsb. .).

Untuk tujuan praktikal, menentukan keseluruhan set penunjuk adalah sangat intensif buruh dan memerlukan peralatan yang mahal. Adalah lebih sesuai untuk menentukan penunjuk yang secara objektif mencerminkan tahap dan akibat pencemaran.

Corak umum perubahan sifat tanah apabila kandungan bahan pencemar meningkat hanya boleh dirumuskan berdasarkan bahan eksperimen. Hasil daripada penyelidikan bertahun-tahun, penunjuk aktiviti biologi tanah yang paling bermaklumat untuk biodiagnostik dan biomonitoring telah ditubuhkan. Ini termasuk, pertama sekali, penunjuk biokimia, kerana ia lebih berkorelasi dengan tahap pencemaran dan mempunyai kurang variasi dalam ruang dan masa berbanding dengan mikrobiologi. Daripada yang dikaji, adalah disyorkan untuk menggunakan aktiviti enzimatik—aktiviti katalase, yang merupakan salah satu petunjuk menstabilkan keadaan tanah. Perubahannya dikaitkan dengan pencemaran dan kapasiti penampan tanah (Rajah 1).

Dengan pencemaran ringan, proses redoks dirangsang.

Dalam kajian yang dijalankan, aktiviti katalase adalah maksimum pada pekali Zc kepekatan pencemar bersamaan dengan 2 – 8; pada Zc = 32 atau lebih, ia boleh dikatakan tidak nyata.

Dengan pekali Zc 2 – 8, tahap pencemaran boleh diterima, dengan 8 – 32 – sederhana, dengan 32 – 64 – tinggi, dengan Zc > 64 – sangat tinggi.

Daripada semua enzim yang dikaji, katalase adalah yang paling sensitif, jadi aktivitinya boleh digunakan sebagai kriteria untuk menilai pemulihan fungsi tanah.

Telah didapati bahawa penunjuk yang paling bermaklumat tentang keadaan ekologi tanah yang tercemar secara teknologi ialah penunjuk integral keadaan biologi (IBS). Apabila mengira IPBS, nilai maksimum setiap penunjuk dalam sampel diambil sebagai 100% dan berhubung dengannya nilai penunjuk yang sama dalam sampel lain dinyatakan sebagai peratusan, iaitu penunjuk relatif.

B 1 = B / B maks ´ 100%,

di mana B ialah nilai penunjuk dalam sampel; B max – nilai maksimum penunjuk.

Kemudian nilai purata penunjuk ditentukan

B av = (B 1 + B 2 + B 3 + ... + B n) / n,

di mana n ialah bilangan penunjuk.

Penunjuk integral aktiviti biologi dikira menggunakan formula

IPBS = (B avg / B av max)´ 100%,

Semasa diagnostik, nilai setiap penunjuk dalam tanah yang tidak tercemar diambil sebagai 100%.

Penunjuk penting bagi keadaan biologi tanah untuk semua tahap pencemaran secara langsung bergantung kepada kandungan logam berat di dalamnya (Rajah 2).

Adalah dinasihatkan untuk menentukan pengaruh tahap pencemaran pada proses biologi dalam tanah dengan penyelewengan aktiviti proses biologi ekstraselular daripada kawalan mengikut piawaian ekotoksikologi:<10% - мало опасный, 25 – 50 – опасный и >50% - sangat tahap bahaya pengaruh.

Jenis tanah yang berbeza dengan sifat dan tahap pencemaran yang sama menunjukkan kestabilan yang berbeza. Untuk tanah hutan kelabu, paras purata pencemaran sudah sangat berbahaya; dalam kes ini, pemulihan fungsi biocenotik adalah sukar atau hampir mustahil. Dalam chernozem larut lesap, pengurangan 50% dalam IPBS berlaku hanya pada tahap pencemaran yang tinggi.

Keputusan biomonitoring tanah tercemar teknologi boleh digunakan secara meluas dalam menilai kesan terhadap alam sekitar, peraturan alam sekitar pencemaran tanah, ramalan akibat alam sekitar mana-mana aktiviti ekonomi di wilayah ini, menjalankan penilaian alam sekitar, audit dan pensijilan perusahaan.

Sebagai tambahan kepada kaedah di atas untuk mengawal pencemaran tanah, ia juga harus dikatakan tentang pemantauan sosial dan kebersihan tanah.

Keadaan kebersihan dan epidemiologi tanah memberi kesan ketara kepada kesihatan penduduk, dan oleh itu harus diambil kira semasa merancang penempatan di dalam kawasan bandar. Di samping itu, tanah yang tercemar boleh memberi kesan negatif yang ketara terhadap kualiti tumbuh-tumbuhan dan kesihatan haiwan. Pencemaran tanah mengurangkan nilai penggunaannya dan oleh itu mesti diambil kira semasa menjual tanah.

Perkara di atas menjadikannya perlu untuk mewujudkan satu sistem untuk merekod kualiti tanah melalui pemantauan. Pada masa ini, terdapat pemantauan sosial dan kebersihan, yang ditakrifkan sebagai sistem pemerhatian, analisis, penilaian dan ramalan keadaan kesihatan penduduk dan persekitaran manusia, serta menentukan hubungan sebab-akibat antara negara. kesihatan penduduk dan kesan faktor persekitaran. Walau bagaimanapun, ia tidak memungkinkan untuk menganggarkan penurunan dalam jumlah nilai tanah.

Pemantauan keadaan sanitari dan epidemiologi tanah hendaklah, berbeza dengan pemantauan sosial dan kebersihan, dijalankan bukan sahaja untuk memastikan kesejahteraan sanitari dan epidemiologi penduduk pada masa semasa, tetapi juga untuk mewujudkan keadaan untuk pembentukan yang betul. dasar pelaburan ke arah meningkatkan kualiti tanah ini untuk generasi akan datang.

Pemantauan kebersihan dan epidemiologi boleh dijalankan di peringkat persekutuan, peringkat entiti konstituen Persekutuan Rusia, dan peringkat majlis perbandaran. Walau bagaimanapun, untuk ini adalah perlu untuk membangunkan dan meluluskan dengan cara yang ditetapkan tindakan undang-undang normatif dan bahan pengajaran. Pemantauan sosial dan kebersihan tanah. Menurut pengarah Institut Ekologi dan Kebersihan Manusia Akademi Sains Perubatan Rusia, Yuri Rakhmanin, di Rusia, 1,300 perusahaan mengeluarkan kira-kira 900 sebatian kimia yang berbeza ke atmosfera setiap hari.

Dekri Kerajaan Persekutuan Rusia mengenai pemantauan sosial dan kebersihan berkuat kuasa pada tahun 2000. Sehingga kini, 15 jenis pemantauan sosial dan kebersihan dijalankan di Rusia, yang tujuannya adalah untuk mengumpul maklumat, memerhati dan menentukan tahap pergantungan morbiditi dan kematian penduduk terhadap keadaan persekitaran.

Sepanjang dua tahun, pangkalan data telah terkumpul yang membolehkan pakar, termasuk doktor, menganalisis kejadian penyakit tertentu di wilayah tertentu di negara ini. Oleh itu, dengan bantuan pemantauan, telah ditubuhkan bahawa zink, kromium, plumbum, nikel dan tembaga telah terkumpul di dalam tanah di rantau Novosibirsk dalam kepekatan melebihi piawaian yang dibenarkan. Menurut doktor, pencemaran tersebut adalah punca penyakit sistem kardiovaskular, sistem muskuloskeletal, dan buah pinggang, yang menjejaskan ramai penduduk Novosibirsk.

Data pemantauan juga memungkinkan untuk menjalankan langkah-langkah pencegahan utama penyakit pada manusia, dan membangunkan program untuk melindungi kesihatan dan alam sekitar.

Kesimpulan

Hasil daripada kajian bahan keutamaan utama - pencemar tanah dan kaedah untuk mengawal pencemaran tanah, kesimpulan berikut boleh dibuat.

Telah ditentukan bahawa penutup tanah akhirnya menerima tekanan aliran pelepasan dan sisa industri dan perbandaran, memenuhi peranan kritikal penampan dan penyahtoksik. Tanah mengumpul logam berat, racun perosak, hidrokarbon, detergen dan bahan pencemar kimia lain, dengan itu menghalang kemasukannya ke dalam perairan semula jadi dan membersihkan udara atmosfera daripadanya.

Semasa kajian, bahan keutamaan dikenal pasti - pencemar tanah. Ini termasuk: arsenik, kadmium, merkuri, plumbum, selenium, zink, fluorin, benzapilena, boron, kobalt, nikel, molibdenum, tembaga, antimoni, kromium, dll. Iaitu, bahan-bahan ini tergolong dalam kategori logam berat. Sumber bahan pencemar ini berbeza, tetapi terutamanya ini adalah hasil pelepasan daripada perusahaan perindustrian.

Di dalam tanah, banyak bahan pencemar kimia mengalami perubahan yang mendalam. Hidrokarbon, racun perosak, detergen dan sebatian lain, di satu pihak, boleh dimineralkan atau diubah menjadi bahan yang tidak mempunyai kesan toksik pada tanah, mikroorganisma, tumbuhan, haiwan dan manusia. Sebaliknya, bahan yang sama atau derivatifnya, serta logam berat, fluorin, nitrogen dan sulfur oksida dalam bentuk asal atau berubah, secara intensif diikat oleh bahan mineral dan organik dalam tanah, yang secara mendadak mengurangkan ketersediaannya kepada tumbuhan. dan, oleh itu, tahap ketoksikan keseluruhan.

Apabila mencirikan tanah, sangat sukar untuk menggunakan konsep yang digunakan secara meluas dalam menilai air, udara, makanan dan makanan, contohnya, kepekatan maksimum bahan pencemar tertentu yang dibenarkan. Antara sebab utama ialah kepelbagaian bentuk sebatian mana-mana unsur dan bahan dalam tanah, di mana ketersediaan komponen ini kepada tumbuhan dan, akibatnya, kemungkinan kesan toksiknya bergantung.

Oleh itu, apabila membangunkan prinsip dan organisasi pemantauan kimia tanah, adalah perlu untuk mengambil kira komposisi tanah, semua komponennya dengan kapasiti penyerapan yang tinggi, pengaruh keadaan terhadap mobiliti dan ketersediaan bahan kimia kepada tumbuhan. Pengaruh yang paling ketara adalah disebabkan oleh keasidan dan kealkalian tanah, rejim redoks, kandungan humus, dan garam mudah larut.

Senarai sumber yang digunakan

1. GOST 27593-88 (ST SEV 5298-85) "Tanah. Terma dan takrifan."

2. GOST 17.2.2.01-81 (ST SEV 4470-84) "Pemuliharaan alam semula jadi. Tanah. Tatanama penunjuk keadaan kebersihan."

3. GOST 17.4.3.01-83 (ST SEV 3847-82) "Pemuliharaan alam semula jadi. Tanah. Keperluan am untuk pensampelan."

4. GOST 17.4.3.03-85 "Pemuliharaan alam semula jadi. Tanah. Keperluan am untuk kaedah untuk menentukan bahan pencemar."

5. GOST 17.4.4.02-84 "Pemuliharaan alam. Tanah. Kaedah untuk mengumpul dan menyediakan sampel tanah untuk analisis kimia, bakteriologi dan helmintologi."

6. GOST 17.4.3.06-86 (ST SEV 5101-85) "Pemuliharaan alam semula jadi. Tanah. Keperluan am untuk pengelasan tanah mengikut pengaruh bahan pencemar kimia ke atasnya."

7. Garis panduan untuk menilai tahap bahaya pencemaran tanah oleh bahan kimia N 4266-87. Diluluskan Kementerian Kesihatan USSR 03/13/87.

8. Perintah No. 246 bertarikh 21 Ogos 2007 "Mengenai langkah-langkah untuk menganjurkan pemantauan sosial dan kebersihan" // SPS Garant.

9. Grushko Ya.M. Sebatian organik berbahaya dalam pelepasan industri ke atmosfera. - Leningrad: "Kimia", 1991.

10. Devyatova T.A. Biodiagnostik pencemaran tanah berteknologi // Ekologi dan industri Rusia. 2006. Januari. – Hlm. 36 – 37.

11. Dobrovolsky G.V., Nikitin E.D. Pemeliharaan tanah sebagai komponen biosfera yang tidak boleh ditukar ganti. – M.: Nauka, 2001.

12. Evreinova A.V., Kolesnikov S.I. Pengaruh pencemaran chernozems dengan logam berat pada pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan // Bahan Simposium Antarabangsa IV "Steppes of Northern Eurasia". Orenburg. 2006.

13. Zavistyaeva T.Yu. Kepentingan tanah sebagai salah satu penunjuk keadaan kesihatan penduduk dalam sistem pemantauan sosial dan kebersihan // Kesihatan penduduk dan habitat. – 2006 - No. 1 (154). - ms 18–22.

14. Perlindungan atmosfera daripada pencemaran industri. /Ed. S. Calvert dan G. Englund. – M.: “Metalurgi”, 1991.

15. Ismailov N. M. Pencemaran minyak dan aktiviti biologi tanah. – M.: Nauka, 1991.

16. Kolesnikov S.I., Popovich A.A., Evreinova A.V. Penilaian perbandingan kesan pelbagai unsur kimia pada keadaan ekologi tanah // Prosiding Persidangan Saintifik Antarabangsa "Ekologi dan Biologi Tanah: Masalah Diagnostik dan Petunjuk". Rostov-on-Don. 2006. ms 264-268.

17. Kormilitsyn V.I. dan lain-lain. Asas ekologi - M.: INTERSTYLE, 2007.

18. Mirkin B.M., Naumova L.G. Ekologi Rusia. - M.: JSC "MDS", 2006.

19. Kaedah untuk menilai bahaya alam sekitar / Ed. Khoruzhey T.A. – M.: Ekonomi, 1991, 220 hlm.

20. Monin A.S.. Shishkov Yu.A. Masalah alam sekitar global. - M.: Pengetahuan, 2008.

22. Smirnova N.V., Shvedova A.V. Pengaruh plumbum dan kadmium pada fitotoksisiti tanah // Ekologi dan industri Rusia. 2005. April. – Hlm. 32 – 35.