Toprak kirliliği kaynakları. Kurs: Öncelikli Maddeler - Toprak Kirleticileri

Toprakların yüzey katmanları kolayca kirlenir. Çeşitli kimyasal bileşiklerin topraktaki yüksek konsantrasyonları - toksik maddeler, toprak organizmalarının hayati aktivitesini olumsuz yönde etkiler. Aynı zamanda, toprağın patojenlerden ve diğer istenmeyen mikroorganizmalardan kendini arındırma yeteneği de kaybolur ve bu da insanlar, flora ve fauna için ciddi sonuçlar doğurur. Örneğin, çok kirli topraklarda, tifo ve paratifo etken maddeleri bir buçuk yıla kadar, kirlenmemiş topraklarda ise sadece iki ila üç gün sürebilir.

Başlıca toprak kirleticiler: 1) pestisitler (zehirli kimyasallar); 2) mineral gübreler; 3) atık ve üretim atığı; 4) atmosfere kirletici gaz ve duman emisyonları; 5) petrol ve petrol ürünleri.

Toprak kirletici olarak pestisitler

Dünyada yılda bir milyon tondan fazla üretiliyor Tarım ilacı. Yalnızca Rusya'da, 100'den fazla bireysel pestisit kullanılmaktadır ve yıllık toplam üretim 100.000 tondur.Krasnodar Bölgesi ve Rostov Bölgesi, pestisitlerle en çok kirlenen bölgelerdir (1 hektar başına ortalama yaklaşık 20 kg). Rusya'da kişi başına yılda yaklaşık 1 kg pestisit düşmektedir, dünyanın diğer birçok gelişmiş sanayi ülkesinde bu değer çok daha yüksektir (Losev ve diğerleri, 1993). Dünya pestisit üretimi sürekli artıyor.

Şu anda, pestisitlerin halk sağlığı üzerindeki etkisi, birçok bilim insanı tarafından radyoaktif maddelerin insanlar üzerindeki etkileri ile eş tutulmaktadır. Pestisit kullanımının, verimde belirli bir artışla birlikte, zararlıların tür kompozisyonunda bir artışa, beslenme kalitesinde ve ürünlerin güvenliğinde bozulmaya, doğal doğurganlığın kaybına vb. yol açtığı güvenilir bir şekilde tespit edilmiştir.

Bilim adamlarına göre, uygulanan pestisitlerin büyük çoğunluğu hedef türleri atlayarak çevreye (su, hava) giriyor. Pestisitler, tüm ekosistemde derin değişikliklere neden olarak tüm canlı organizmaları etkilerken, insanlar bunları çok sınırlı sayıda organizma türünü yok etmek için kullanır. Sonuç olarak, çok sayıda başka biyolojik türün (faydalı böcekler, kuşlar) neslinin tükenmesine kadar zehirlenmesi gözlenir. Ayrıca kişi gereğinden fazla pestisit kullanmaya çalışmakta ve sorunu daha da ağırlaştırmaktadır.

Pestisitlerin en tehlikelisi kalıcı organoklor bileşikleri(DDT, HCB, HCCH) toprakta uzun yıllar kalabilen ve hatta biyolojik birikim sonucunda düşük konsantrasyonlarda bile organizmalar için hayati tehlike oluşturabilir. Ancak ihmal edilebilir konsantrasyonlarda bile, pestisitler vücudun bağışıklık sistemini baskılar ve daha yüksek konsantrasyonlarda belirgin mutajenik ve kanserojen özelliklere sahiptir. İnsan vücuduna giren pestisitler, sadece malign neoplazmların hızlı büyümesine neden olmakla kalmaz, aynı zamanda vücudu genetik olarak da etkiler ve bu da gelecek nesillerin sağlığı için ciddi bir tehlike oluşturabilir. Bu nedenle ülkemizde ve diğer birçok ülkede içlerinden en tehlikelisi olan DDT'nin kullanımı yasaklanmıştır.

Bu nedenle, toprağı kirleten pestisitlerin kullanımından kaynaklanan toplam çevresel zararın, kullanımlarından elde edilen faydaları büyük ölçüde aştığı kesin olarak ifade edilebilir. Pestisitlerin etkisi sadece insanlar için değil, tüm fauna ve flora için çok olumsuzdur. Bitki örtüsünün, yalnızca uygulamalarında değil, aynı zamanda rüzgar veya yüzey suyu akışıyla kirleticilerin taşınması nedeniyle pestisitlerin etkisine karşı çok hassas olduğu ortaya çıktı.

Pestisitler, kirlenmiş topraktan kök sistemi yoluyla bitkilere nüfuz edebilir, biyokütlede birikebilir ve ardından besin zincirini enfekte edebilir. Pestisitleri püskürtürken, kuşların (avifauna) önemli bir zehirlenmesi vardır. Özellikle ötücü ve göçmen ardıç kuşları, toygarlar ve diğer yoldan geçenlerin popülasyonları etkilenir. Yerli ve yabancı araştırmacıların çalışmaları, pestisitlerle toprak kirlenmesinin sadece insanlarda ve çok sayıda hayvan türünde zehirlenmelere neden olmadığını, aynı zamanda üreme fonksiyonlarının önemli ölçüde bozulmasına ve bunun sonucunda ciddi demoekolojik sonuçlara yol açtığını inkar edilemez bir şekilde kanıtlamıştır. Pestisitlerin uzun süreli kullanımı, dirençli (dirençli) haşere ırklarının gelişmesi ve doğal düşmanları yok edilmiş yeni zararlı organizmaların ortaya çıkması ile de ilişkilidir.

Genel özellikleri. Doğal ve antropojenik toprak kirliliği arasında ayrım yapmak gelenekseldir. Doğal toprak kirliliği, biyosferde insan müdahalesi olmaksızın meydana gelen ve örneğin kayaların aşınması veya yağışların bir sonucu olarak atmosferden, litosferden veya hidrosferden kimyasalların toprağa girmesine yol açan doğal süreçlerin bir sonucu olarak ortaya çıkar. yağmur veya kar şeklinde, kirletici maddeleri atmosferden yıkayarak.

Doğal ekosistemler ve insanlar için en tehlikeli olanı, özellikle teknolojik kökenli antropojenik toprak kirliliğidir. En tipik kirleticiler, pestisitler, gübreler, ağır metaller ve endüstriyel kaynaklı diğer maddelerdir.

Toprağa giren kirletici kaynakları. Aşağıdaki ana toprak kirliliği kaynakları türleri ayırt edilebilir:

1) yağmur, kar vb. şeklinde atmosferik yağış;

2) endüstriyel ve evsel kaynaklı katı ve sıvı atıkların tahliyesi;

3) Tarımsal üretimde pestisit ve gübre kullanımı.

Listelenen toprak kirliliği kaynaklarını daha ayrıntılı olarak ele alalım. Atmosferik çökeltme, gaz halindeki kirleticilerin atmosferden yıkanması, topraktaki sülfürik, nitrik ve diğer asitlerin konsantrasyonunda bir artışa yol açar, buna asitleşmesi ve üretkenlikte bir azalma eşlik eder. Kural olarak karmaşık bir kimyasal bileşime sahip olan, yağışla toprağa giren sıvı ve katı fazlardaki atmosferik aerosoller, tehlikeli hidrokarbonlar da dahil olmak üzere toprakta ağır metallerin ve çeşitli organik maddelerin birikmesine katkıda bulunur. Hacimleri çok büyük olan ve hızla büyüyen endüstriyel ve evsel atıklar, kanserojen etkiye sahip tehlikeli toksik klor-, flor-, fosfor içeren bileşikler de dahil olmak üzere ağır metallerin ve hidrokarbonların toprakta birikmesine katkıda bulunur. Hem insanlar hem de doğal ekosistemler için en büyük tehlike, yukarıda belirtildiği gibi vücudumuzun kirleticilerin %70'ini aldığı gıdaların kimyasal kirlenmesine neden olan pestisit ve gübre kullanımıyla ilişkili üçüncü tip toprak kirliliğidir.

Pestisit ve gübrelerle toprak kirliliği. Nüfusa gıda ve sanayiye hammadde sağlama ihtiyacı, toprak verimliliğinin artırılmasını ve mahsul zararlılarıyla mücadele edilmesini gerektirir. Bu nedenle, modern tarımsal üretim, tarımsal olarak kullanıldığında bile tehlikeli seviyelerde toprak kirliliği yaratabilen gübreler ve böcek ilaçları kullanır.

Gübre - toprağa veya suya uygulandığında, bitki ve mikroorganizmaların hızlandırılmış büyümesi ve gelişmesi için koşullar yaratan ve verim artışına katkıda bulunan bir madde veya ajan. Organik, mineral, kimyasal ve diğer (örneğin bakteriyel) gübre türleri vardır. Organik gübreler, toprak verimliliğini artırmak için kullanılan humus, turba, gübre, kuş pisliği ve diğer organik kalıntıları içerir. Kimyasal veya mineral gübre - bağırsaklardan çıkarılan veya endüstriyel olarak elde edilen, büyük miktarlarda bir veya daha fazla temel bitki besin maddesi (azot, fosfor, potasyum vb.), temel eser elementler (bakır, manganez vb.) veya toprağın kimyasal ve yapısal özelliklerini iyileştirebilen kireç, alçı, kül vb. doğal ürünler. Bu tür gübre, insan sağlığına zararlı nitritler ve nitratlar dahil olmak üzere toprakta yüksek konsantrasyonlarda kimyasallara yol açar.

Tarım ilacı- zararlı böcekleri (böcek öldürücüler), yabani otları (herbisitler), mantar ürünlerini (mantar öldürücüler) vb. yok etmek için kullanılan insan sağlığına zararlı kimyasallar. Dünya pestisit üretiminin %45'ini böcek öldürücüler, herbisitler - %40, mantar öldürücüler - 15 % ve diğerleri - %10. Ülkemizde 80'li yılların sonunda tarımda ortalama pestisit uygulama oranı, 1 hektar ekilebilir alan için 2 kg, yani. yaklaşık 1.4 kg/kişi Birçok pestisit toprakta uzun süre kalır ve trofik zincirler boyunca birikir ve bu da zamanla insan sağlığı için güvenli seviyelerin aşılmasına neden olur.

Toprak, dünya nüfusu için gıda kaynaklarının %95-97'sini sağlayan ana besin kaynağıdır. Dünyanın kara alanı 129 milyon kilometrekare veya kara alanının %86,5'i kadardır. Tarım arazilerinin bileşimindeki ekilebilir araziler ve çok yıllık tarlalar, arazinin yaklaşık %10'unu, çayırları ve meraları - arazinin %25'ini kaplar. Toprak verimliliği ve iklim koşulları, Dünya'da ekolojik sistemlerin var olma ve gelişme olasılığını belirler. Ne yazık ki, yanlış kullanım nedeniyle her yıl verimli toprakların bir kısmı kaybedilmektedir. Böylece, geçtiğimiz yüzyılda, hızlanan erozyon sonucunda, tarım için kullanılan toplam arazi alanının %27'si olan 2 milyar hektar verimli arazi kaybedildi.

Toprak kirliliği kaynakları.

Toprak kirliliği kaynakları şu şekilde sınıflandırılabilir:

Endüstriyel Girişimcilik.
Ulaşım.
Tarım.
Konut binaları ve kamu hizmetleri.

Bu kaynak kategorisindeki kirleticilerin bileşimine evsel atıklar, gıda atıkları, inşaat atıkları, ısıtma sistemlerinden kaynaklanan atıklar, yıpranmış ev eşyaları vb. hakimdir. Bütün bunlar toplanır ve çöplüklere götürülür. Büyük şehirler için, çöplüklerde evsel atıkların toplanması ve imha edilmesi, içinden çıkılmaz bir sorun haline geldi. Şehir çöplüklerinde çöplerin basit bir şekilde yakılmasına toksik maddelerin salınımı eşlik eder. Bu tür nesneleri, örneğin klor içeren polimerleri yakarken, oldukça toksik maddeler oluşur - dioksitler. Buna rağmen son yıllarda evsel atıkların yakılarak yok edilmesi için yöntemler geliştirilmiştir. Umut verici bir yöntem, bu tür döküntülerin sıcak eriyik metaller üzerinde yakılmasıdır.

Endüstriyel Girişimcilik.

Mühendislik endüstrisi çevreye siyanür, arsenik ve berilyum bileşikleri salmaktadır; plastik ve suni elyaf üretiminde fenol, benzen, stiren içeren atıklar oluşur; sentetik kauçuk üretiminde, katalizör atıkları, standart altı polimer pıhtıları toprağa karışır; kauçuk ürünlerin üretimi sırasında, toprakta ve bitkilerde biriken toz benzeri maddeler, kurum, atık kauçuk-tekstil ve kauçuk parçaların çevreye salınması ve lastiklerin çalışması sırasında, yıpranmış ve arızalı lastikler, iç borular ve jant bantları. Kullanılmış lastiklerin depolanması ve atılması, genellikle söndürülmesi çok zor olan büyük yangınlara neden olduğu için şu anda çözülmemiş bir sorundur. Kullanılmış lastiklerin kullanım derecesi, toplam hacminin %30'unu geçmez.

Ulaşım.

İçten yanmalı motorların çalışması sırasında azot oksitler, kurşun, hidrokarbonlar, karbon monoksit, kurum ve diğer maddeler yoğun bir şekilde salınır, dünya yüzeyinde birikir veya bitkiler tarafından emilir. İkinci durumda, bu maddeler de toprağa girer ve besin zincirleriyle ilişkili döngüye dahil olur.

Tarım.

Tarımda toprak kirliliği, çok miktarda mineral gübre ve pestisit kullanılmasından kaynaklanmaktadır. Bazı pestisitlerin cıva içerdiği bilinmektedir.
Ağır metaller ve böcek ilaçları ile toprak kirlenmesini daha ayrıntılı olarak ele alalım.

Ağır metallerle toprak kirliliği.

Ağır metaller, yoğunluğu demirden daha büyük olan demir dışı metallerdir. Bunlara kurşun, bakır, çinko, nikel, kadmiyum, kobalt, krom, cıva dahildir.
Ağır metaller toprakta birikir ve kimyasal bileşiminde kademeli bir değişikliğe, bitkilerin ve canlı organizmaların hayati aktivitesinin bozulmasına katkıda bulunur.
Bazı pestisitler, evsel atıklar ve kırılmış ölçü aletleri ile civanın toprağa karıştığı tespit edilmiştir. Toplam kontrolsüz cıva salınımı yılda 4-5000 tondur. Toprakta izin verilen maksimum cıva konsantrasyonu 2,1 mg/kg'dır.
Karayolları boyunca kurşunlu toprak ve bitki kirliliği 200 metreye kadar uzanıyor. Toprakta izin verilen maksimum kurşun konsantrasyonu = 32 mg/kg Sanayi bölgelerinde, topraktaki kurşun içeriği tarım alanlarına göre 25-27 kat daha fazladır.
Bakır ve çinko ile yıllık toprak kirliliği sırasıyla 35 ve 27 kg/km'dir. Bu metallerin topraktaki konsantrasyonlarının artması, bitki büyümesinin yavaşlamasına ve mahsul veriminin düşmesine neden olur.
Toprakta kadmiyum birikimi insanlar için büyük bir tehlikedir. Kadmiyum doğada toprakta ve suda olduğu kadar bitki dokularında da bulunur.

Radyoaktif atık bertarafı sırasında toprak kirliliği.

Nükleer santrallerde nükleer reaksiyon sürecinde, nükleer yakıtın sadece% 0,5-1,5'i termal enerjiye dönüştürülür ve geri kalanı (% 98.5-99.5) nükleer reaktörlerden atık şeklinde boşaltılır. Bu atıklar, uranyum - plütonyum, sezyum, stronsiyum ve diğerlerinin radyoaktif fisyon ürünleridir. Reaktöre nükleer yakıt yüklemesinin 180 ton olduğu düşünüldüğünde, kullanılmış nükleer yakıtın bertarafı ve bertarafı zorlu bir sorundur.
Dünyada her yıl nükleer santrallerde elektrik üretiminde yaklaşık 200.000 metreküp elektrik üretiliyor. düşük ve orta aktiviteli ve 10.000 metreküp radyoaktif atık. yüksek düzeyde atık ve kullanılmış nükleer yakıt. Radyoaktif atık taşımacılığı sorunu özellikle Rusya için geçerlidir.

Besin zinciri için güvenli pestisitlerin geliştirilmesi.

Pestisitlerin toprak kirleticileri olarak ana tehlikesi, besin zincirlerinde birikimlerine katkıda bulunan çevredeki yüksek kararlılıklarından kaynaklanmaktadır.
Bu eksikliği gidermek için son yıllarda yeni, çevre dostu pestisitler geliştirilmiştir.
Örneğin, herbisit glifosat toprakta fosforik asit, karbon dioksit ve su oluşturmak üzere tamamen ayrışır. Bazı pestisitler, etkinliklerini ikiye katlamayı mümkün kılan bireysel optik izomerler biçiminde mevcuttur.
Oldukça etkili ve çevre dostu bir pestisitin geliştirilmesi 150 milyon dolara mal oluyor. Bunun için yüzbinlerce ilaç sentezlendiğinden ve içlerinden sadece en kabul edilebilir olanlardan biri seçilir. Aynı zamanda, yeni pestisitlerin geliştirilmesine yönelik bu tür maliyetler, yüksek mahsul verimi, toprak kirliliğinin azalması, ülke nüfusunun sağlığının korunması ve insanların ortalama yaşam beklentisinin artması ile karşılanmaktadır. Dünyanın gelişmiş ülkelerinin aksine. Rusya Federasyonu'nda pestisit kullanımı dünya tüketiminin yaklaşık %4'ünü oluşturmaktadır.

Evsel katı atıkların nötralizasyonu, kullanımı ve ortadan kaldırılması yolları.

Rusya Federasyonu şehirlerindeki MSW'nin yaklaşık bileşimi aşağıdaki bileşenleri içerir (% ağırlık): gıda atığı - 33-43; kağıt ve karton - 20-30; cam -5-7; tekstiller 3-5; plastik - 2-5; deri ve kauçuk - 2-4; demirli metal - 2-3.5; ağaç - 1.5-3; taşlar - 1-3; kemikler - 0,5-2; demir dışı metaller - 0,5-0,8; diğerleri - 1-2.

Halihazırda, katı atıkların bertarafı, bertarafı ve ortadan kaldırılması için aşağıdaki yöntemler bilinmektedir:

depolama sahasında depolama;
aerobik biyotermal kompostlaştırma;
özel atık yakma tesislerinde yakma.

Yöntem seçimi çevresel, ekonomik, peyzaj, arazi ve diğer faktörler dikkate alınarak belirlenir.

Toprağın kendi kendini temizlemesi.

Toprak üç fazlı sistemlere aittir, ancak toprakta meydana gelen fizikokimyasal süreçler son derece yavaştır ve toprakta çözünen hava ve suyun bu süreçlerin seyri üzerinde önemli bir hızlandırıcı etkisi yoktur. Bu nedenle, atmosferin ve hidrosferin kendi kendini temizlemesine kıyasla toprağın kendi kendini temizlemesi çok yavaştır. Kendi kendini temizlemenin yoğunluğuna göre, biyosferin bu bileşenleri aşağıdaki sırayla düzenlenmiştir:
Atmosfer - hidrosfer - litosfer.
Sonuç olarak, topraktaki zararlı maddeler yavaş yavaş birikir ve sonunda insanlar için bir tehdit haline gelir.
Toprağın kendi kendini temizlemesi, yalnızca mikroorganizmalar tarafından biyokimyasal oksidasyona maruz kalan organik atıklarla kirlendiğinde meydana gelebilir. Aynı zamanda ağır metaller ve bunların tuzları yavaş yavaş toprakta birikir ve sadece daha derin katmanlara çökebilir. Bununla birlikte, toprağın derin bir şekilde sürülmesiyle tekrar yüzeyde olabilir ve trofik zincire girebilirler.
Bu nedenle, endüstriyel üretimin yoğun gelişimi, evsel atıklarla birlikte toprağın kimyasal bileşimini önemli ölçüde etkileyerek kalitesinde bozulmaya neden olan endüstriyel atıklarda bir artışa yol açmaktadır.

Çözüm.

Toprak- insanlara yiyecek, hayvanlara yem ve sanayiye hammadde sağlayan devasa bir doğal zenginlik. Yüzyıllar ve binyıllar boyunca yaratılmıştır. Toprağı doğru kullanmak için nasıl oluştuğunu, yapısını, bileşimini ve özelliklerini bilmeniz gerekir. Toprağın özel bir özelliği vardır - doğurganlık, tüm ülkelerde tarımın temeli olarak hizmet eder. Doğru çalışma ile toprak sadece özelliklerini kaybetmekle kalmaz, aynı zamanda onları iyileştirir, daha verimli hale gelir. Bununla birlikte, toprağın değeri sadece tarım, ormancılık ve ulusal ekonominin diğer sektörleri için ekonomik önemi ile belirlenmez; aynı zamanda, tüm karasal biyosenozların ve bir bütün olarak dünyanın biyosferinin en önemli bileşeni olarak toprağın yeri doldurulamaz ekolojik rolü tarafından belirlenir. Dünyanın toprak örtüsü sayesinde, yeryüzünde yaşayan tüm organizmaların (insanlar dahil) litosfer, hidrosfer ve atmosfer ile sayısız ekolojik bağlantısı vardır. Yukarıda söylenenlerin hepsinden, toprağın ulusal ekonomideki ve genel olarak insan toplumunun yaşamındaki rolü ve öneminin ne kadar büyük ve çeşitli olduğu açıktır. Bu nedenle toprakların korunması ve akılcı kullanımı tüm insanlığın en önemli görevlerinden biridir!

toprak ekosistemi

Biyosferin gelişiminde önemli bir aşama, toprak örtüsü gibi bir kısmının ortaya çıkmasıydı. Yeterince gelişmiş bir toprak örtüsünün oluşumuyla, biyosfer, tüm parçaları birbirine sıkı sıkıya bağlı ve birbirine bağımlı olan bütünleyici bir sistem haline gelir.

toprak değeri

Toprak örtüsü en önemli doğal oluşumdur. Toplumun yaşamındaki rolü, dünya nüfusu için gıda kaynaklarının %95-97'sini sağlayan toprağın ana besin kaynağı olması gerçeğiyle belirlenir. Dünyanın kara alanı 129 milyon km2 veya kara alanının %86,5'i kadardır. Tarım arazilerinin bir parçası olarak ekilebilir araziler ve çok yıllık tarlalar yaklaşık 15 milyon km2'yi (arazinin %10'u), saman tarlaları ve meraları - 37,4 milyon km2'yi (toprağın %25'i) kaplar. Arazilerin genel ekilebilir uygunluğu, çeşitli araştırmacılar tarafından farklı şekillerde tahmin edilmektedir: 25 ila 32 milyon km2.

Özel özelliklere sahip bağımsız bir doğal cisim olarak toprak kavramı, modern toprak biliminin kurucusu V.V. Dokuchaev sayesinde ancak 19. yüzyılın sonunda ortaya çıktı. Doğa bölgeleri, toprak bölgeleri, toprak oluşum faktörleri doktrinini yarattı.

Konut binaları ve kamu hizmetleri

Bunlar çeşitli yemek artıklarıdır; yapı malzemelerinin parçaları; onarım çalışmaları vb. sonrası kalan atıklar. Bütün bunlar, zamanımızın belası haline gelen çöplüklere götürülüyor. Bu atığın çöplüklerde basit bir şekilde yakılması çifte soruna yol açar: birincisi, büyük alanlar tıkanır ve ikincisi, toprak yanmadan kaynaklanan toksik maddelerle doyurulur.

Kimyasallarla toprak kirliliği ve sonuçları

Üretimin teknolojik olarak yoğunlaştırılması, kirliliğe ve nemden arındırmaya, ikincil tuzlanmaya ve toprak erozyonuna katkıda bulunur.

Toprakta her zaman bulunan, ancak insan faaliyetleri sonucunda konsantrasyonu artabilecek maddeler arasında metaller, pestisitler yer alır. Topraktaki metaller arasında kurşun, cıva, kadmiyum, bakır vb.'nin aşırı konsantrasyonları sıklıkla bulunur.Bunun sonucunda artan kurşun içeriği, araç egzoz gazlarından kaynaklanan atmosferik emisyondan (atmosferden emilme) kaynaklanabilir. kompost gübrelerinin uygulanması ve içerdiği zaman toprak ölür 1 kg toprağa 2-3 gr kurşun (bazı işletmelerde topraktaki kurşun içeriği 10-15 gr/kg'a ulaşır). Arsenik, birçok doğal toprakta 10 ppm konsantrasyonda bulunur, ancak konsantrasyonu, tohum kaplaması için kurşun arsenat kullanılarak 50 kat artırılabilir. Sıradan topraklarda cıva, 90 ila 250 g/ha miktarında bulunur; pansuman nedeniyle yılda yaklaşık 5 g/ha miktarında eklenebilir; yaklaşık aynı miktar yağmurla toprağa girer. Toprağa gübreler, kompostlar ve yağmur suyu uygulandığında ek kirlilik mümkündür.

Zararlıları öldürmek için binlerce kimyasal icat edilmiştir. Bunlara pestisit denir ve üzerinde hareket ettikleri organizma grubuna bağlı olarak insektisitlere (böcekleri öldürür), kemirgen öldürücülere (kemirgenleri yok eder), mantar ilaçlarına (mantarları yok eder) ayrılırlar. Ancak bu kimyasalların hiçbiri tasarlandıkları organizmalar için tamamen seçici değildir ve insanlar dahil diğer organizmalar için de tehdit oluşturmaz.

1980'den 1991'e kadar Rusya Federasyonu'nda tarımda pestisitlerin yıllık kullanımı aynı seviyedeydi ve yaklaşık 150 bin ton olarak gerçekleşti ve 1992'de 100 bin tona düştü Tarım zararlılarını kontrol etmek için doğal veya biyolojik yöntemlerin kullanılması ekolojik olarak çok daha uygundur.

Biyolojik haşere kontrol yöntemlerinin dört ana kategorisi vardır:

a) doğal düşmanların yardımıyla;

b) genetik yöntemler;

c) steril erkeklerin kullanımı;

d) doğal kimyasal bileşiklerin kullanılması

Demir içeriği yüksek olan podzolik topraklarda, demir kükürt ile etkileşime girdiğinde, güçlü bir zehir olan demir sülfür oluşur. Sonuç olarak, toprakta mikroflora (yosun, bakteri) yok edilir ve bu da doğurganlık kaybına yol açar.

Önemli toprak kirliliğine sahip bölgeler arasında Moskova ve Kurgan bölgeleri, orta kirliliğe sahip bölgeler - Orta Chernozem bölgesi, Primorsky Krai, Kuzey Kafkasya yer almalıdır.

Büyük şehirler ve demir dışı ve demirli metalurji, kimya ve petrokimya endüstrileri, makine mühendisliği, termik santrallerin büyük işletmelerinin etrafındaki topraklar, onlarca kilometre mesafedeki ağır metaller, petrol ürünleri, kurşun bileşikleri, kükürt ve diğer toksik maddelerle kirlenir. maddeler. Rusya Federasyonu'nun incelenen bazı şehirlerinin etrafındaki beş kilometrelik bir bölgenin topraklarındaki ortalama kurşun içeriği 0.4-80 MPC aralığındadır. Demirli metalurji işletmelerinin etrafındaki ortalama manganez içeriği 0.05-6 MPC arasında değişmektedir.

1983-1991 için Bratsk alüminyum fabrikasının etrafındaki atmosferik florür serpinti yoğunluğu 1,5 kat ve Irkutsk çevresinde - 4 kat arttı. Monchegorsk yakınlarındaki topraklar, normdan 10 kat daha fazla nikel ve kobalt ile kirlenmiştir.

Üretim, işleme, nakliye ve dağıtım yerlerinde petrol ile toprak kirliliği, arka planı onlarca kez aşıyor. Vladimir'den batı ve doğu yönlerinde 10 km'lik bir yarıçap içinde, topraktaki yağ içeriği arka plan değerini 33 kat aştı.

Bratsk, Novokuznetsk, Krasnoyarsk çevresindeki topraklar, maksimum içeriğinin bölgesel ortalama seviyeyi 4-10 kat aştığı flor ile kirlenmiştir.

Bu nedenle, endüstriyel üretimin yoğun gelişimi, evsel atıklarla birlikte toprağın kimyasal bileşimini önemli ölçüde etkileyerek kalitesinde bozulmaya neden olan endüstriyel atıklarda bir artışa yol açmaktadır. Ağır metallerle şiddetli toprak kirliliği, kömürün yanması sırasında oluşan kükürt kirliliği bölgeleri ile birlikte, mikro elementlerin bileşiminde bir değişikliğe ve insan yapımı çöllerin ortaya çıkmasına neden olur.

Örneğin, toprakta iyot eksikliği tiroid hastalığına, içme suyunda ve yiyeceklerde kalsiyum eksikliğine - eklemlerde hasara, deformasyonlarına, büyüme geriliğine yol açar.

Toprağın pestisitler, ağır metal iyonları ile kirlenmesi, tarımsal ürünlerin ve buna bağlı olarak bunlara dayalı gıda ürünlerinin kirlenmesine yol açar.

Bu nedenle, mahsuller yüksek doğal selenyum içeriği ile yetiştirilirse, amino asitlerdeki (sistein, metionin) kükürt selenyum ile değiştirilir. Ortaya çıkan "selenyum" amino asitler, hayvanların ve insanların zehirlenmesine yol açabilir.

Toprakta molibden eksikliği, bitkilerde nitrat birikimine yol açar; doğal ikincil aminlerin varlığında, sıcak kanlı hayvanlarda kanser gelişimini başlatabilecek bir dizi reaksiyon başlar.

Toprak her zaman kanser dahil canlı organizmalarda tümör hastalıklarına neden olan kanserojen (kimyasal, fiziksel, biyolojik) maddeler içerir. Kanserojen maddelerle bölgesel toprak kirliliğinin ana kaynakları araç emisyonları, endüstriyel işletmelerden kaynaklanan emisyonlar ve petrol ürünleridir.

Antropojenik müdahale, doğal maddelerin konsantrasyonunu artırabilir veya pestisitler, ağır metal iyonları gibi çevreye yabancı olan yeni maddelerin girmesine neden olabilir. Bu nedenle bu maddelerin (ksenobiyotikler) konsantrasyonu hem çevresel nesnelerde (toprak, su, hava) hem de gıda ürünlerinde belirlenmelidir. Gıdalarda pestisit kalıntılarının varlığı için izin verilen maksimum sınırlar farklı ülkelerde farklıdır ve ekonominin (gıda ithalatı-ihracatı) doğasına ve ayrıca nüfusun alışılmış diyetine bağlıdır.

Moskova'nın toprak kaynakları kirliliğe ve çöplere maruz kalıyor. Toprak kirliliğini karakterize etmek için toplam toprak kirliliği indeksi (SDR) tanıtıldı: SDR'de< 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 c.u. (32-128 c.u.). SDR > 128 c.u. çok sıklıkla yetişkinler ve çocuklar hastalanır ve SDR düzeyi, kadınların üreme işlevini özellikle güçlü bir şekilde etkiler.

Tanıtım

1. Toprak kavramının ve yapısının genel özellikleri

1.1 Toprağın kavramı ve yapısı

1.2 Toprak kirliliği türleri

2. Öncelikli Maddeler - Toprak Kirleticileri ve Toprak Kirliliğini Kontrol Etme Yöntemleri

2.1 Öncelikli maddelerin kavramı ve türleri - toprak kirleticiler

2.2 Öncelikli maddelerin karakterizasyonu - toprak kirleticiler

2.3 Toprak kirliliğini kontrol etme yöntemleri

Çözüm

Kullanılan kaynakların listesi

Tanıtım

Araştırmanın alaka düzeyiöncelikli maddeler - toprak kirleticiler ve toprak kirliliği kontrol yöntemleri, Dünya'nın toprak örtüsünün biyosferin temel bir bileşeni olması gerçeğinden kaynaklanmaktadır. Biyosferde meydana gelen birçok süreci belirleyen toprak kabuğudur. Toprağın en önemli önemi organik madde, çeşitli kimyasal elementler ve enerji birikimidir. Toprak örtüsü, dünya nüfusu için besin kaynaklarının %95-97'sini sağlayan bir besin kaynağı olduğu için toplum yaşamındaki en önemli rolün yanı sıra çeşitli kirleticilerin biyolojik emici, yok edici ve nötrleştirici işlevlerini yerine getirir. . Biyosferin bu bağı yok edilirse, biyosferin mevcut işleyişi geri dönülemez bir şekilde bozulacaktır. Toprak kirliliğinin derecesi hakkında güvenilir bilgi olmadan çevrenin tehlikeli kimyasal reaktiflerden etkin bir şekilde korunması mümkün olmadığından, toprak örtüsünün küresel biyokimyasal önemini, mevcut durumunu ve antropojenik faaliyetlerin etkisi altındaki değişiklikleri incelemek son derece önemlidir.

Amaç– öncelikli maddelerin incelenmesi – toprak kirleticileri ve toprak kirliliğini kontrol etme yöntemleri.

Bu amaca ulaşmak için bir dizi sorunu çözmek gerekir. görevler:

Toprak kavramını ve yapısını tanımlar;

Toprak kirliliği türlerini tanımlar;

Öncelikli maddelerin kavramını ve türlerini incelemek - toprak kirleticiler;

Öncelikli maddeleri karakterize etmek için - toprak kirleticiler;

Toprak kirliliğini kontrol etme yöntemlerini belirleyin.

İş yapısı: giriş, alt bölümlere ayrılmış iki bölüm, sonuç, kullanılan kaynakların listesi.

1. Toprak kavramının ve yapısının genel özellikleri

1.1 Toprak kavramı ve yapısı

Toprak örtüsü en önemli doğal oluşumdur. Toplumun yaşamındaki rolü, dünya nüfusu için gıda kaynaklarının %95-97'sini sağlayan toprağın ana besin kaynağı olması gerçeğiyle belirlenir. Dünyanın kara alanı 129 milyon km2 veya kara alanının %86,5'i kadardır. Tarım arazilerinin bir parçası olarak ekilebilir arazi ve çok yıllık tarlalar yaklaşık 15 milyon km 2 (arazinin %10'u), saman tarlaları ve meralar - 37.4 milyon km 2 (toprağın %25'i) kaplar. Genel ekilebilir arazi, çeşitli araştırmacılar tarafından farklı şekillerde tahmin edilmektedir: 25 ila 32 milyon km.

Toprak, canlı ve cansız doğada bulunan bir takım özelliklere sahip özel bir doğal oluşumdur. Toprak, biyosfer elementlerinin çoğunun etkileşime girdiği ortamdır: su, hava, canlı organizmalar. Toprak, canlı organizmaların, atmosferin ve metabolik süreçlerin etkisi altında yer kabuğunun üst katmanlarının ayrışması, yeniden düzenlenmesi ve oluşumunun bir ürünü olarak tanımlanabilir.

Toprak, ana kayaçlar, iklim, bitki ve hayvan organizmaları (özellikle bakteriler) ve arazinin karmaşık etkileşiminden kaynaklanan birkaç ufuktan (aynı özelliklere sahip katmanlardan) oluşur. Tüm topraklar, organik madde ve canlı organizmaların içeriğinde, üst toprak ufuklarından alt ufuklara doğru bir azalma ile karakterize edilir.

Horizon A l koyu renklidir, humus içerir, mineraller açısından zengindir ve biyojenik süreçler için büyük önem taşır.

Horizon A 2 - eluvial katman, genellikle kül, açık gri veya sarımsı gri bir renge sahiptir.

Horizon B, genellikle yoğun, kahverengi veya kahverengi renkli, kolloidal dağılmış minerallerle zenginleştirilmiş eluvial bir tabakadır.

Horizon C - toprak oluşturan süreçlerle değiştirilmiş ana kaya.

Horizon B ana kayadır.

Yüzey ufku, fazlalığı veya eksikliği toprağın verimliliğini belirleyen humusun temelini oluşturan bitki kalıntılarından oluşur.

humus - bozunmaya en dirençli olan ve bu nedenle ana bozunma işlemi tamamlandıktan sonra da varlığını sürdüren organik madde. Yavaş yavaş, humus da inorganik maddeye mineralleşir. Humusun toprakla karıştırılması ona yapı kazandırır. Humusça zengin tabakaya denir. tarıma elverişli, ve alttaki katman katlanılabilir. Humusun ana işlevleri, yalnızca azot, oksijen, karbon ve su değil, aynı zamanda toprakta bulunan çeşitli mineral tuzları da içeren bir dizi karmaşık metabolik sürece indirgenir. Humus ufkunun altında, toprağın yıkanmış kısmına karşılık gelen bir alt toprak tabakası ve ana kayaya karşılık gelen bir ufuk vardır.

Toprak üç aşamadan oluşur: katı, sıvı ve gaz. AT Katı Faz mineral oluşumları ve humus veya humus dahil olmak üzere çeşitli organik maddeler ve ayrıca organik, mineral veya organomineral kökenli toprak kolloidleri baskındır. sıvı faz toprak veya toprak çözeltisi, içinde çözünmüş organik ve mineral bileşiklerin yanı sıra gazları olan sudur. gazoz evre toprak, su içermeyen gözenekleri dolduran gazlar da dahil olmak üzere "toprak havasıdır".

Toprağın fiziksel ve kimyasal özelliklerindeki değişime katkıda bulunan önemli bir bileşeni, mikroorganizmalara (bakteri, alg, mantar, tek hücreli organizmalar) ek olarak solucanlar ve eklembacaklıları da içeren biyokütlesidir.

Toprak oluşumu, yaşamın başlangıcından beri Dünya'da meydana gelmektedir ve birçok faktöre bağlıdır:

Üzerinde toprakların oluştuğu substrat. Zeminlerin fiziksel özellikleri (gözeneklilik, su tutma kapasitesi, gevreklik vb.) ana kayaların doğasına bağlıdır. Su ve termal rejimi, maddelerin karışma yoğunluğunu, mineralojik ve kimyasal bileşimleri, besinlerin başlangıç içeriğini ve toprak tipini belirlerler.

Bitki örtüsü - yeşil bitkiler (birincil organik maddelerin ana yaratıcıları). Atmosferden karbondioksit, topraktan su ve mineralleri emerek ışık enerjisini kullanarak hayvan beslenmesine uygun organik bileşikler oluştururlar.

Hayvanlar, bakteriler, fiziksel ve kimyasal etkiler yardımıyla organik madde ayrışır ve toprak humusuna dönüşür. Kül maddeleri toprağın mineral kısmını doldurur. Ayrışmamış bitki materyali, toprak faunası ve mikroorganizmaların (sürekli gaz değişimi, termal koşullar, nem) etkisi için uygun koşullar yaratır.

Organik maddeyi toprağa dönüştürme işlevini yerine getiren hayvan organizmaları. Ölü organik maddelerle beslenen saprofajlar (toprak solucanları vb.), humus içeriğini, bu horizonun kalınlığını ve toprağın yapısını etkiler. Karasal hayvan dünyasından, toprak oluşumu en yoğun şekilde her tür kemirgen ve otoburdan etkilenir.

Mikroorganizmalar (bakteriler, tek hücreli algler, virüsler) karmaşık organik ve mineral maddeleri daha basit olanlara ayrıştırır ve bunlar daha sonra mikroorganizmaların kendileri ve daha yüksek bitkiler tarafından kullanılabilir.

Bazı mikroorganizma grupları, karbonhidratların ve yağların dönüşümünde rol oynar, diğerleri - azotlu bileşikler. Havadan moleküler nitrojeni emen bakterilere nitrojen sabitleyen bakteriler denir. Aktiviteleri sayesinde atmosferik nitrojen diğer canlı organizmalar tarafından (nitrat formunda) kullanılabilir. Toprak mikroorganizmaları, bitkiler ve toprak hayvanları için gerekli vitaminlerin sentezinde, yüksek bitkilerin, hayvanların ve mikroorganizmaların toksik metabolik ürünlerinin yok edilmesinde yer alır.

İnsan ekonomik faaliyeti şu anda toprakların tahribatında, doğurganlığındaki azalma ve artışta baskın faktör haline geliyor. İnsanın etkisi altında, toprak oluşumunun parametreleri ve faktörleri değişir - kabartmalar, mikro iklim, rezervuarlar oluşturulur, iyileştirme yapılır.

Toprağın ana özelliği doğurganlıktır. Toprak kalitesiyle alakalı. Toprakların yok edilmesinde ve doğurganlığında bir azalmada, aşağıdaki süreçler ayırt edilir:

Toprağın kuraklaşması, geniş alanların nemini azaltmak ve bunun sonucunda ekolojik sistemlerin biyolojik üretkenliğinde azalmaya yönelik bir süreçler kompleksidir. İlkel tarımın, meraların akıl dışı kullanımının, teknolojinin gelişigüzel kullanılmasının etkisiyle topraklar çöle dönüşüyor.

Toprak erozyonu, rüzgar, su, makine ve sulama etkisi altında toprakların tahribi. En tehlikelisi su erozyonudur - eriyik, yağmur ve yağmur suyuyla toprak fışkırması. Su erozyonu, zaten 1-2 ° 'lik bir diklikte not edilir. Su erozyonu, yamaçta çiftçilik yaparak ormanların yok olmasına katkıda bulunur.

Rüzgar erozyonu, rüzgar tarafından en küçük parçaların çıkarılması ile karakterize edilir. Rüzgar erozyonu, yetersiz nem, kuvvetli rüzgarlar, sürekli otlatma alanlarında bitki örtüsünün tahrip olmasına katkıda bulunur.

Teknik erozyon, ulaşım, hafriyat makineleri ve ekipmanlarının etkisi altında toprağın tahribatı ile ilişkilidir.

Sulu tarımda sulama kurallarının ihlali sonucu sulama erozyonu gelişir. Toprak tuzlanması esas olarak bu rahatsızlıklarla ilişkilidir. Şu anda, sulanan arazi alanının en az %50'si tuzludur ve daha önce milyonlarca verimli arazi kaybedildi. Topraklar arasında özel bir yer, ekilebilir arazi, yani insan beslenmesini sağlayan arazidir. Bilim adamlarının ve uzmanların vardığı sonuca göre, bir kişiyi beslemek için en az 0.1 ha toprak ekilmelidir. Dünya sakinlerinin sayısındaki artış, sürekli olarak azalan ekilebilir arazi alanıyla doğrudan ilgilidir. Böylece, son 27 yılda Rusya Federasyonu'nda, tarım arazisi alanı, ekilebilir arazi - 2,3 milyon hektar, saman tarlaları - 10,6 milyon hektar olmak üzere 12,9 milyon hektar azaldı. Bunun nedenleri, toprak örtüsünün ihlali ve bozulması, şehirlerin, kasabaların ve sanayi işletmelerinin gelişimi için arazi tahsisidir.

Rusya Federasyonu'nda son 20 yılda rezervleri %25-30 oranında azalan humus içeriğindeki azalma nedeniyle geniş alanlarda toprak verimliliğinde düşüş yaşanmaktadır ve yıllık kayıp 81,4 milyon tondur. Bugün dünya 15 milyar insanı besleyebilir. Arazinin dikkatli ve yetkin kullanımı bugün en acil sorun haline geldi.

Yukarıdan, toprağın mineral parçacıkları, detritus, birçok canlı organizma içerdiği, yani toprak, bitki büyümesini sağlayan karmaşık bir ekosistemdir. Topraklar yavaş yenilenebilir bir kaynaktır. Toprak oluşum süreçleri çok yavaş, her 100 yılda 0,5 ila 2 cm oranında ilerler. Toprağın kalınlığı küçüktür: tundrada 30 cm'den batı chernozemlerde 160 cm'ye kadar. Toprağın özelliklerinden biri - doğal doğurganlık - çok uzun bir süre boyunca oluşur ve doğurganlığın yok edilmesi sadece 5-10 yıl içinde gerçekleşir. Yukarıdan, toprağın biyosferin diğer abiyotik bileşenlerinden daha az hareketli olduğu sonucu çıkar.

İnsan ekonomik faaliyeti şu anda toprakların tahribatında, doğurganlığındaki azalma ve artışta baskın faktör haline geliyor.

1.2 Toprak kirliliği türleri

Toprak kirliliği, toprakta bulunan maddelerin konsantrasyonunda izin verilen maksimum seviyenin üzerinde bir artış ve ayrıca toprakta kendileri için olağandışı, zararlı olarak kabul edilen herhangi bir miktarda maddenin ortaya çıkması olarak anlaşılmaktadır. Verimliliklerindeki azalmaya, üretilen biyokütle miktarına bağlı olarak altı derece toprak kirliliği (0-5) vardır ve kirlilik türleri ile dört kirletici sınıfı ayırt edilir: fiziksel, kimyasal, biyolojik ve radyoaktif.

Toprak kirliliğini sınıflandırmak zordur, farklı kaynaklarda bunların dağılımı farklı şekillerde verilir. Ana şeyi özetler ve vurgularsak, aşağıdaki toprak kirliliği resmi görülür:

1) Çöp, emisyonlar, çöplükler, çamur. Bu grup, insan vücuduna çok zararlı olmayan, ancak toprak yüzeyini tıkayarak bitkilerin bu alanda büyümesini zorlaştıran hem katı hem de sıvı maddeler de dahil olmak üzere çeşitli nitelikteki karışık kirleticileri içerir.

2) Ağır metaller. Ağır metaller genellikle yüksek toksisiteye ve vücutta birikme kabiliyetine sahip olduğundan, bu tür kirlilik insanlar ve diğer canlı organizmalar için halihazırda önemli bir tehlike oluşturmaktadır. En yaygın otomotiv yakıtı - benzin - toprağa giren ağır metal kurşunu içeren çok toksik bir bileşik - tetraetil kurşun içerir. Bileşikleri toprağı kirleten diğer ağır metaller arasında Cd (kadmiyum), Cu (bakır), Cr (krom), Ni (nikel), Co (kobalt), Hg (cıva), As (arsenik), Mn (manganez) bulunur.

3) Pestisitler. Bu kimyasallar artık mahsul haşere kontrol ajanları olarak yaygın olarak kullanılmaktadır ve bu nedenle toprakta önemli miktarlarda bulunabilirler. Hayvanlar ve insanlar için tehlikeleri açısından bir önceki gruba yaklaşırlar. Bu nedenle, sadece çok toksik bir bileşik değil, aynı zamanda önemli kimyasal dirence sahip olan DDT'nin (dikloro-difenil-triklorometilmetan) onlarca (!) yıl boyunca kullanımı yasaklanmıştır. DDT'nin izleri araştırmacılar tarafından Antarktika'da bile bulundu! Pestisitlerin toprak mikroflorası üzerinde zararlı bir etkisi vardır: bakteri, aktinomisetler, mantarlar, algler.

4) Mikotoksinler. Bu kirlilikler bazı mantarlar tarafından yayıldığı için antropojenik değildir, ancak vücuda zararları açısından listelenen toprak kirliliği ile eşdeğerdir.

5) Radyoaktif maddeler. Radyoaktif bileşikler, tehlikelerinde biraz farklıdır, çünkü esas olarak kimyasal özelliklerinde, benzer radyoaktif olmayan elementlerden pratik olarak farklı değildirler ve besin zincirlerine entegre olarak tüm canlı organizmalara kolayca nüfuz ederler. Radyoaktif izotoplardan en tehlikelilerinden biri örnek olarak belirtilebilir - 90Sr (stronsiyum-90). Bu radyoaktif izotop, nükleer fisyon sırasında yüksek bir verime (% 2 - 8), uzun bir yarı ömre (28,4 yıl), kalsiyuma kimyasal afiniteye ve dolayısıyla hayvanların ve insanların kemik dokularında birikme kabiliyetine sahiptir. toprakta nispeten yüksek hareketlilik. Yukarıdaki niteliklerin kombinasyonu onu çok tehlikeli bir radyonüklid yapar. 137Cs (sezyum-137), 144Ce (seryum-144) ve 36Cl (klor-36) da tehlikeli radyoaktif izotoplardır.

Radyoaktif bileşiklerle doğal kontaminasyon kaynakları olmasına rağmen, kısa bir yarı ömre sahip en aktif izotopların büyük kısmı çevreye antropojenik yollarla girer: nükleer silahların üretimi ve test edilmesi sırasında, nükleer santrallerden, özellikle şeklinde. atık ve kazalarda, radyoaktif izotop içeren cihazların üretimi ve kullanımı sırasında ve. vb.

2. Öncelikli Maddeler - Toprak Kirleticileri ve Toprak Kontrol Yöntemleri

2.1 Öncelikli maddelerin kavramı ve türleri - toprak kirleticiler

Toprak kirliliğinin öncelikli bileşeni, ilk etapta kontrole tabi olan bir madde veya biyolojik ajandır.

Öncelikli maddeler listesi - toprak kirleticiler MU 2.1.7.730-99 No. MU 2.1.7.730-99 kılavuzlarında verilmiştir. Bu belge, nüfuslu alanlarda, tarım arazilerinde, tatil yerlerinde ve bireysel kurumlarda toprakların sıhhi durumunun devlet sıhhi ve epidemiyolojik denetiminin uygulanması için düzenleyici ve metodolojik bir temeldir. Toprak kirliliği tehlikesi, ortamla (su, hava), gıda ürünleriyle ve doğrudan veya dolaylı olarak insanlar üzerindeki olası olumsuz etkisinin yanı sıra toprağın biyolojik aktivitesi ve kendi kendini temizleme süreçleri ile belirlenir.

Yerleşimlerdeki nüfusun sağlık ve yaşam koşullarına yönelik tehlike derecesini belirlerken ve tahmin ederken, ıslahı için önlemler geliştirirken, bulaşıcı ve bulaşıcı olmayan morbiditeyi önlerken, bölgesel planlama şemaları, teknik çözümler için toprak etütlerinin sonuçları dikkate alınır. entegre çevre programları çerçevesinde temizlik faaliyetlerinin sırasına karar verirken ve yerleşim çevresini doğrudan veya dolaylı olarak etkileyen nesneler üzerinde rehabilitasyon ve sıhhi-çevresel önlemlerin ve mevcut sıhhi kontrolün etkinliğinin değerlendirilmesi sırasında havza alanlarının rehabilitasyonu ve korunması .

Birleşik metodolojik yaklaşımların kullanılması, toprak kirliliği seviyelerinin değerlendirilmesinde karşılaştırılabilir verilerin elde edilmesine katkıda bulunacaktır.

Yerleşim yerlerinde kirlenmiş toprağın tehlike değerlendirmesi şu şekilde belirlenir:

1) salgın önemi;

2) atmosferik havanın yüzey tabakasının ikincil kirlilik kaynağı olarak ve bir kişiyle doğrudan temas halinde rolü.

Yerleşim alanlarındaki toprakların sıhhi özellikleri, laboratuvar sıhhi - kimyasal, sıhhi - bakteriyolojik, sıhhi - helmintolojik, sıhhi - entomolojik göstergelere dayanmaktadır.

Kirlilik bileşenlerinin önceliklendirilmesi, topraktaki kimyasalların MPC ve AEC listesine ve bunların tehlike sınıflarına göre GOST 17.4.1.02-83 “Doğanın Korunması. Toprak" . Kirlilik kontrolü için kimyasalların sınıflandırılması (Tablo 1.)

Tablo 1. Kirlilik kontrolü için kimyasalların sınıflandırılması

Bir kimyasalın topraktaki izin verilen maksimum konsantrasyonu (MAC), topraktaki insanlara zararsız kimyasalların içeriğinin karmaşık bir göstergesidir, çünkü doğrulamasında kullanılan kriterler, kirleticinin temas eden ortam üzerindeki etkisinin olası yollarını, toprağın biyolojik aktivitesini ve kendi kendini temizleme süreçlerini yansıtır.

Topraktaki kimyasalların MPC'sinin doğrulanması, deneysel olarak oluşturulan 4 ana zararlılık göstergesine dayanmaktadır:

Bir maddenin topraktan bitkiye geçişini karakterize eden translokasyon,

Göç suyu, bir maddenin topraktan yeraltı suyuna ve su kaynaklarına hareket etme yeteneğini karakterize eder,

Göçmen havanın zararlılık göstergesi, bir maddenin topraktan atmosferik havaya geçişini karakterize eder,

Zararlılığın genel sıhhi göstergesi, bir kirleticinin toprağın kendi kendini temizleme kabiliyeti ve biyolojik aktivitesi üzerindeki etkisini karakterize eder. Aynı zamanda, maruziyet yollarının her biri, her bir zararlılık göstergesi için izin verilen madde içeriği seviyesinin gerekçesi ile nicelleştirilir. Makul içerik düzeylerinin en düşük olanı sınırlayıcıdır ve MPC olarak alınır.

Anahtar öncelik ( Rusya Federasyonu'nun tüm konuları için zorunlu) göstergeler cıva, kurşun, kadmiyum, çinko, arsenik;

Ek (belirli alanlarda kapsamlı bir hijyenik değerlendirme yapmak için gelişmiş endüstriye sahip alanlar için) nikel, bakır, krom, manganez, kobalt; vanadyum, benzo(a)piren, flor.

Öncelikli toprak kirletici kaynakları Tablo 2 şeklinde sunulabilir.

Tablo 2. Güvenilir cevher, kömür, turba, milyon ton rezervlerinin tükenmesiyle metallerin biyosfere olası girişi

2.2 Öncelikli maddelerin özellikleri - toprak kirleticiler

Çevrenin korunmasına artan ilgi, öncelikle öncelikli maddeler - toprak kirleticileri arasında yer alan ağır metallerin toprak üzerindeki etkisine özel bir ilgi gösterilmesine neden olmuştur.

Demir, manganez, bakır, çinko, molibden ve muhtemelen kobalt gibi elementler bitki yaşamı ve dolayısıyla hayvanlar ve insanlar için çok önemli olduğundan, bu soruna ilgi, toprak verimliliğinin incelenmesiyle ortaya çıkmıştır.

Bitkiler tarafından az miktarda ihtiyaç duyuldukları için eser elementler olarak da bilinirler. İz elementler grubu ayrıca, topraktaki içeriği oldukça yüksek olan metalleri, örneğin çoğu toprağın bir parçası olan ve oksijenden sonra yer kabuğunun bileşiminde (% 5) dördüncü sırada yer alan demiri (% 46,6) içerir. ), silikon (%27.7) ve alüminyum (%8.1).

Mevcut formlarının konsantrasyonu belirli sınırları aşarsa, tüm eser elementler bitkiler üzerinde olumsuz bir etkiye sahip olabilir. Bitkiler ve hayvanlar için çok önemli görünmeyen cıva, kurşun ve kadmiyum gibi bazı ağır metaller, düşük konsantrasyonlarda dahi insan sağlığına zararlıdır.

Araçlardan çıkan egzoz gazları, tarlaya veya kanalizasyon arıtma tesislerine çıkarılması, kanalizasyonla sulama, atıklar, madenlerin ve sanayi sitelerinin işletilmesinden kaynaklanan kalıntı ve emisyonlar, fosfor ve organik gübre uygulaması, pestisit kullanımı vb. topraktaki ağır metal konsantrasyonunun artmasına neden olmuştur.

Ağır metaller, toprağı oluşturan kısımlara sıkıca bağlı olduğu ve erişimi zor olduğu sürece, toprak ve çevre üzerindeki olumsuz etkileri ihmal edilebilir düzeyde olacaktır. Bununla birlikte, toprak koşulları ağır metallerin toprak çözeltisine geçmesine izin veriyorsa, doğrudan toprak kirlenmesi tehlikesi vardır, bunların bitkilere, ayrıca bu bitkileri tüketen insan vücuduna ve hayvanlara nüfuz etme olasılığı vardır. Ek olarak, ağır metaller, kanalizasyon çamurunun kullanılması sonucunda bitkilerin ve su kütlelerinin kirleticileri olabilir. Toprakların ve bitkilerin kirlenme tehlikesi şunlara bağlıdır: Bitkilerin türü; topraktaki kimyasal bileşiklerin formları; ağır metallerin ve bunlarla karmaşık bileşikler oluşturan maddelerin etkisine karşı koyan elementlerin varlığı; adsorpsiyon ve desorpsiyon işlemlerinden; bu metallerin toprakta ve toprakta ve iklim koşullarında mevcut formlarının miktarı. Bu nedenle, ağır metallerin olumsuz etkisi esas olarak hareketliliklerine, yani. çözünürlük.

Ağır metaller temel olarak değişken değerlik, hidroksitlerinin düşük çözünürlüğü, yüksek karmaşık bileşikler oluşturma yeteneği ve tabii ki katyonik yetenek ile karakterize edilir.

Ağır metallerin toprak tarafından tutulmasına katkıda bulunan faktörler şunları içerir: kil ve humus yüzeyinin değiş tokuş adsorpsiyonu, humuslu kompleks bileşiklerin oluşumu, yüzey adsorpsiyonu ve oklüzyon (gazların erimiş veya katı metaller tarafından çözülme veya absorbe edilmesi) hidratlı alüminyum, demir, manganez vb. oksitleri ve ayrıca özellikle indirgeme sırasında çözünmeyen bileşiklerin oluşumu.

Toprak çözeltisindeki ağır metaller, belirli bir dengede olan hem iyonik hem de bağlı formlarda bulunur (Şekil 1).

Şekilde Lp, düşük moleküler ağırlığa sahip organik asitler olan çözünür ligandlardır ve Ln çözünmezdir. Metallerin (M) hümik maddelerle reaksiyonu da kısmen iyon değişimini içerir.

Tabii ki, toprakta bu dengeye doğrudan katılmayan diğer metal formları bulunabilir, örneğin birincil ve ikincil minerallerin kristal kafesinden metaller ve ayrıca canlı organizmalardan gelen metaller ve bunların ölü kalıntıları.

Topraktaki ağır metallerdeki değişimlerin gözlemlenmesi, onların hareketliliğini belirleyen faktörler bilinmeden imkansızdır. Topraktaki ağır metallerin davranışını belirleyen tutma hareketi süreçleri, diğer katyonların davranışını belirleyen süreçlerden çok az farklıdır. Ağır metaller bazen toprakta düşük konsantrasyonlarda bulunsalar da, organik bileşiklerle kararlı kompleksler oluştururlar ve alkali ve toprak alkali metallerden daha kolay spesifik adsorpsiyon reaksiyonlarına girerler.

Ağır metallerin topraklara göçü, bitki kökleri veya toprak mikroorganizmaları yardımıyla sıvı ve süspansiyon halinde gerçekleşebilir. Çözünür bileşiklerin göçü, toprak çözeltisiyle (difüzyon) birlikte veya sıvının kendisini hareket ettirerek gerçekleşir. Killerin ve organik maddelerin yıkanması, bunlarla ilişkili tüm metallerin göçüne yol açar. Dimetilcıva gibi gaz halindeki uçucu maddelerin göçü rastgeledir ve bu hareket tarzının özel bir önemi yoktur. Katı fazdaki göç ve kristal kafese nüfuz etme, bir hareketten çok bir bağlanma mekanizmasıdır.

Ağır metaller, karşılık gelen metallerin göçüne katılabilen mikroorganizmalar tarafından sokulabilir veya adsorbe edilebilir.

Solucanlar ve diğer organizmalar, toprağı karıştırarak veya metalleri dokularına katarak ağır metallerin mekanik veya biyolojik olarak göçünü kolaylaştırabilir.

Tüm migrasyon türleri içinde en önemlisi sıvı fazdaki migrasyondur, çünkü çoğu metal toprağa çözünür veya sulu bir süspansiyon şeklinde girer ve ağır metaller ile toprağın sıvı bileşenleri arasındaki hemen hemen tüm etkileşimler meydana gelir. sıvı ve katı fazların arayüzü.

Topraktaki ağır metaller, trofik zincir yoluyla bitkilere girer ve daha sonra hayvanlar ve insanlar tarafından tüketilir. Ağır metallerin döngüsünde çeşitli biyolojik engeller yer alır ve bunun sonucunda canlı organizmaları bu elementlerin fazlalığından koruyan seçici biyobirikim meydana gelir. Bununla birlikte, biyolojik engellerin aktivitesi sınırlıdır ve çoğu zaman ağır metaller toprakta yoğunlaşır. Toprağın kirlenmeye karşı direnci, tamponlama kapasitesine bağlı olarak farklıdır.

Sırasıyla yüksek adsorpsiyon kapasitesine ve yüksek oranda kil ve organik madde içeriğine sahip topraklar, bu elementleri özellikle üst ufuklarda tutabilir. Bu, karbonatlı topraklar ve nötr reaksiyonlu topraklar için tipiktir. Bu topraklarda yeraltı sularına yıkanabilen ve bitkiler tarafından absorbe edilebilen toksik bileşiklerin miktarı kumlu asidik topraklara göre çok daha azdır. Bununla birlikte, topraktaki fiziksel, kimyasal ve biyolojik süreçlerin dengesizliğine neden olan elementlerin konsantrasyonunu toksik hale getirme riski büyüktür. Toprağın organik ve kolloidal kısımları tarafından tutulan ağır metaller, biyolojik aktiviteyi önemli ölçüde sınırlar, toprak verimliliği için önemli olan ytrifikasyon işlemlerini engeller.

Asitli toprakların yanı sıra düşük emme kapasitesi ile karakterize edilen kumlu topraklar, molibden ve selenyum dışında ağır metalleri çok zayıf tutar. Bu nedenle bitkiler tarafından kolayca emilirler ve bazıları çok küçük konsantrasyonlarda bile toksik etkiye sahiptir.

Topraktaki çinko içeriği, çoğu zaman 30-50 mg/kg olmasına rağmen, 10 ila 800 mg/kg arasında değişmektedir. Aşırı miktarda çinko birikimi, çoğu toprak sürecini olumsuz etkiler: toprağın fiziksel ve fiziko-kimyasal özelliklerinde bir değişikliğe neden olur ve biyolojik aktiviteyi azaltır. Çinko, mikroorganizmaların hayati aktivitesini inhibe eder, bunun sonucunda topraklarda organik madde oluşum süreçleri bozulur. Toprak örtüsündeki fazla çinko, selüloz ayrışmasının fermantasyonunu, solunumu ve üreazın etkisini engeller.

Topraktan bitkilere gelen, besin zincirleri ile taşınan ağır metaller bitkiler, hayvanlar ve insanlar üzerinde toksik etki yapmaktadır.

En toksik elementler arasında, her şeyden önce, oldukça toksik bir bileşik - metilciva şeklinde en büyük tehlikeyi oluşturan cıvadan bahsedilmelidir. Merkür, kömür yandığında ve kirli su kütlelerinden su buharlaştığında atmosfere girer. Hava kütleleri ile taşınabilmekte ve belirli alanlarda toprak üzerinde biriktirilebilmektedir. Çalışmalar, cıvanın, farklı tipte tınlı mekanik bileşimli toprakların humus birikimli ufkunun üst santimetrelerinde iyi emildiğini göstermiştir. Bu tür topraklarda profil boyunca göçü ve toprak profilinden yıkanması önemsizdir. Bununla birlikte, hafif mekanik bileşimli, asidik ve humusta tükenmiş topraklarda, cıva göçü süreçleri yoğunlaşır. Bu tür topraklarda, uçuculuk özelliklerine sahip organik cıva bileşiklerinin buharlaşma süreci de kendini gösterir.

Kumlu, killi ve turbalı topraklara 200 ve 100 kg/ha oranında cıva uygulandığında, kumlu topraktaki mahsul, kireçlenme seviyesinden bağımsız olarak tamamen ölmüştür. Turba toprağında verim azaldı. Killi topraklarda ise sadece düşük doz kireçte verimde azalma olmuştur.

Kurşun ayrıca bitki, hayvan ve insan dokularında birikerek besin zincirleri yoluyla bulaşma özelliğine sahiptir. 100 mg/kg kuru yem ağırlığına eşit bir kurşun dozu hayvanlar için öldürücü kabul edilir.

Kurşun tozu toprak yüzeyine yerleşir, organik maddeler tarafından emilir, toprak çözeltileri ile profil boyunca hareket eder, ancak küçük miktarlarda toprak profilinden gerçekleştirilir.

Asidik koşullarda göç süreçleri nedeniyle, 100 m uzunluğundaki topraklarda teknojenik kurşun anomalileri oluşur, topraktan gelen kurşun bitkilere girer ve bunlarda birikir. Buğday ve arpa tanesinde, miktarı arka plan içeriğinden 5-8 kat, üst kısımlarda, patateslerde - 20 kattan fazla, yumru köklerde - 26 kattan fazladır.

Kadmiyum, vanadyum ve çinko gibi, toprağın humus tabakasında birikir. Toprak profilindeki ve peyzajdaki dağılımının doğası, görünüşe göre diğer metallerle, özellikle de kurşun dağılımının doğasıyla çok ortak noktaya sahiptir.

Bununla birlikte, kadmiyum toprak profiline kurşundan daha az sıkı bir şekilde sabitlenir. Kadmiyumun maksimum adsorpsiyonu, yüksek humus içeriğine ve yüksek emme kapasitesine sahip nötr ve alkali toprakların karakteristiğidir. Podzolik topraklardaki içeriği yüzde bir ila 1 mg/kg, chernozemlerde - 15-30'a kadar ve kırmızı topraklarda - 60 mg/kg'a kadar değişebilir.

Birçok toprak omurgasızı vücutlarında kadmiyum konsantre eder. Kadmiyum, solucanlar, tahta bitleri ve salyangozlar tarafından kurşun ve çinkodan 10-15 kat daha aktif olarak emilir. Kadmiyum tarımsal bitkiler için toksiktir ve yüksek konsantrasyonlarda kadmiyum mahsul verimi üzerinde gözle görülür bir etkiye sahip olmasa bile, bitkilerde kadmiyum içeriği arttığından toksisitesi ürün kalitesindeki değişimi etkiler.

Arsenik, toprağa kömür yakma ürünleri, metalurji endüstrisinden ve gübre fabrikalarından gelen atıklarla girer. Arsenik, aktif demir, alüminyum ve kalsiyum formları içeren topraklarda en güçlü şekilde tutulur. Arseniğin topraklardaki toksisitesi iyi bilinmektedir. Arsenik ile toprak kirliliği, örneğin solucanların ölümüne neden olur. Arseniğin topraklardaki arka plan içeriği, bir kilogram toprak için yüzde bir miligramdır.

Flor ve bileşikleri nükleer, petrol, kimya ve diğer endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Toprağa metalurji işletmelerinden, özellikle alüminyum izabe tesislerinden kaynaklanan emisyonlarla ve ayrıca süperfosfat ve diğer bazı böcek öldürücüler uygulandığında bir kirlilik olarak girer.

Toprağı kirleten flor, sadece doğrudan toksik etkiler nedeniyle değil aynı zamanda topraktaki besin maddelerinin oranını değiştirerek verimde düşüşe neden olur. Florun en büyük adsorpsiyonu, iyi gelişmiş bir toprak emme kompleksine sahip topraklarda meydana gelir. Çözünür florür bileşikleri, toprak çözeltilerinin aşağı akımı ile toprak profili boyunca hareket eder ve yeraltı suyuna girebilir. Florür bileşikleri ile toprak kirliliği, toprak yapısını bozar ve toprak su geçirgenliğini azaltır.

Çinko ve bakır, adı geçen ağır metallerden daha az toksiktir, ancak metalurji endüstrisinin atıklarındaki fazlalıkları toprağı kirletir ve mikroorganizmaların büyümesi üzerinde iç karartıcı bir etkiye sahiptir, toprakların enzimatik aktivitesini düşürür ve bitki verimini düşürür.

Ağır metallerin toksisitesinin, topraktaki canlı organizmalar üzerindeki birleşik etkileriyle arttığına dikkat edilmelidir. Çinko ve kadmiyumun birleşik etkisi, mikroorganizmalar üzerinde, her bir elementin ayrı ayrı aynı konsantrasyonuna göre birkaç kat daha güçlü inhibitör etkiye sahiptir.

Ağır metaller genellikle hem yakıt yanma ürünlerinde hem de metalurji endüstrisinden kaynaklanan emisyonlarda çeşitli kombinasyonlarda bulunduğundan, bunların kirlilik kaynaklarını çevreleyen çevre üzerindeki etkileri, bireysel elementlerin konsantrasyonuna bağlı olarak beklenenden daha güçlüdür.

İşletmelerin yakınında, işletmelerin doğal fitosenozları tür bileşiminde daha homojen hale gelir, çünkü birçok tür topraktaki ağır metal konsantrasyonundaki artışa dayanamaz. Tür sayısı 2-3'e ve bazen de monocenoz oluşumuna düşürülebilir.

Orman fitosenozlarında, likenler ve yosunlar kirliliğe ilk tepki verenlerdir. Ağaç katmanı en kararlı olanıdır. Bununla birlikte, uzun süreli veya yüksek yoğunluklu maruz kalma, içinde kuruya dayanıklı fenomenlere neden olur.

2.3 Toprak kirliliğini kontrol etme yöntemleri

Ağır metallerle toprak kontaminasyonunun tespiti yapılır. doğrudan toprak örnekleme yöntemleri incelenen bölgelerde ve ağır metallerin içeriği için kimyasal analizlerinde. Bu amaçlar için bir dizi dolaylı yöntemin kullanılması da etkilidir: fitogenez durumunun görsel olarak değerlendirilmesi, indikatör türlerin bitkiler, omurgasızlar ve mikroorganizmalar arasındaki dağılımının ve davranışının analizi.

Toprak kirliliğinin tezahürünün mekansal modellerini belirlemek, karşılaştırmalı coğrafi yöntem, topraklar da dahil olmak üzere biyojeosenozların yapısal bileşenlerinin haritalandırılması için yöntemler. Bu tür haritalar, yalnızca ağır metallerle toprak kirliliği seviyesini ve buna karşılık gelen zemin örtüsündeki değişiklikleri kaydetmekle kalmaz, aynı zamanda doğal çevrenin durumundaki değişiklikleri tahmin etmeyi de mümkün kılar.

Kirliliğin halesini belirlemek için kirlilik kaynağından uzaklık önemli ölçüde değişebilir ve kirliliğin yoğunluğuna ve hakim rüzgarların gücüne bağlı olarak yüzlerce metreden onlarca kilometreye kadar değişebilir.

Amerika Birleşik Devletleri'nde, Weymouth çamına kükürt dioksit ve toprağa çinko tarafından verilen hasarın derecesini belirlemek için ERTS-1 kaynak uydusuna sensörler yerleştirildi. Kirliliğin kaynağı, atmosfere günlük 6.3-9 ton çinko emisyonu ile çalışan bir çinko izabe tesisiydi. Bitkiden 800 m yarıçap içinde yüzey toprak tabakasında 80.000 µg/g çinko konsantrasyonu kaydedilmiştir. Tesisin etrafındaki bitki örtüsü, 468 hektarlık bir yarıçap içinde öldü. Uzak yöntemi kullanmanın karmaşıklığı, malzemelerin entegrasyonunda, belirli kontaminasyon alanlarında bir dizi kontrol testinden alınan bilgilerin deşifre edilmesi ihtiyacında yatmaktadır.

Ağır metallerin toksisite düzeyini belirlemek kolay değildir. Farklı mekanik bileşime ve organik madde içeriğine sahip topraklar için bu seviye farklı olacaktır. Şu anda, hijyen enstitülerinin çalışanları, topraktaki metallerin MPC'sini belirlemek için girişimlerde bulundular. Test bitkisi olarak arpa, yulaf ve patates önerilir. Verimde %5-10'luk bir düşüş olduğunda seviye toksik olarak kabul edildi. MPC'ler cıva - 25 mg/kg, arsenik - 12-15, kadmiyum - 20 mg/kg için önerilmiştir. Bitkilerdeki bazı ağır metallerin bazı zararlı konsantrasyonları (g/milyon) belirlenmiştir: kurşun - 10, cıva - 0.04, krom - 2, kadmiyum - 3, çinko ve manganez - 300, bakır - 150, kobalt - 5, molibden ve nikel - 3, vanadyum - 2.

Ağır metal kirliliğinden toprağın korunması, üretimin iyileştirilmesine dayanmaktadır. Örneğin, bir teknoloji ile 1 ton klor üretimi, 45 kg cıva ve diğeriyle - 14-18 kg tüketir. Gelecekte bu değerin 0,1 kg'a düşürülmesinin mümkün olduğu düşünülmektedir.

Toprağı ağır metal kirliliğinden korumak için yeni bir strateji, atıksız üretim organizasyonunda kapalı teknolojik sistemlerin oluşturulmasında da yatmaktadır.

Kimya ve mühendislik endüstrilerinden gelen atıklar da değerli ikincil hammaddelerdir. Dolayısıyla makine yapımı işletmelerinin atıkları fosfor nedeniyle tarım için değerli bir hammaddedir.

Şu anda, görev, gömülmeden veya imha edilmeden önce her tür atığın bertarafı için tüm olasılıkların zorunlu olarak doğrulanmasıdır.

Ağır metallerle toprakların atmosferik kirlenmesi ile, büyük miktarlarda konsantre olduklarında, ancak toprağın en üst santimetrelerinde, bu toprak tabakası kaldırılabilir ve gömülebilir.

Son zamanlarda, topraktaki ağır metalleri inaktive edebilen veya toksisitelerini azaltabilen bir dizi kimyasal önerilmiştir. Almanya'da ağır metallerle şelat bileşikleri oluşturan iyon değiştirici reçinelerin kullanımı önerilmiştir. Asit ve tuz formlarında veya her iki formun karışımında kullanılırlar.

Japonya, Fransa, Federal Almanya Cumhuriyeti ve Büyük Britanya'da, Japon firmalarından biri ağır metalleri merkapto-8-triazin ile sabitlemek için bir yöntemin patentini aldı. Bu ilacı kullanırken, kadmiyum, kurşun, bakır, cıva ve nikel, bitkiler için çözünmeyen ve erişilemeyen formlar şeklinde toprağa sıkıca sabitlenir.

Toprak kireçlenmesi, gübrelerin asitliğini ve kurşun, kadmiyum, arsenik ve çinkonun çözünürlüğünü azaltır. Bitkiler tarafından alımları keskin bir şekilde azalır. Nötr veya hafif alkali bir ortamda bulunan kobalt, nikel, bakır ve mangan da bitkiler üzerinde toksik etki yapmaz.

Organik gübreler, toprak organik maddesi gibi, ağır metallerin çoğunu emilen durumda emer ve tutar. Organik gübrelerin yüksek dozlarda verilmesi, yeşil gübrelerin, kuş pisliklerinin, pirinç samanı ununun kullanılması, bitkilerde kadmiyum ve flor içeriğinin yanı sıra krom ve diğer ağır metallerin toksisitesini azaltır.

Gübrelerin bileşimini ve dozlarını düzenleyerek bitkilerin mineral beslenmesinin optimizasyonu, tek tek elementlerin toksik etkisini de azaltır. İngiltere'de kurşun, arsenik ve bakır ile kirlenmiş topraklarda mineral azotlu gübreler uygulanarak çimlenmedeki gecikme ortadan kaldırılmıştır. Artan dozlarda fosfor verilmesi kurşun, bakır, çinko ve kadmiyumun toksik etkisini azalttı. Su basmış pirinç tarlalarında ortamın alkali reaksiyonu ile fosfatlı gübrelerin uygulanması, bitkiler için çözünmeyen ve ulaşılması zor kadmiyum fosfat oluşumuna yol açmıştır.

Ancak ağır metallerin zehirlilik düzeyinin farklı bitki türleri için aynı olmadığı bilinmektedir. Bu nedenle, mineral beslemeyi optimize ederek ağır metallerin toksisitesinin giderilmesi, sadece toprak koşulları değil, aynı zamanda bitki türü ve çeşitliliği de dikkate alınarak farklılaştırılmalıdır.

Doğal bitkiler ve ekinler arasında, ağır metallerin neden olduğu kirliliğe dayanıklı bir dizi tür ve çeşit tanımlanmıştır. Bunlara pamuk, pancar ve bazı baklagiller dahildir. Ağır metallerle toprak kirliliğini ortadan kaldırmak için önleyici tedbirler ve tedbirlerin kombinasyonu, toprakları ve bitkileri toksik etkilerinden korumayı mümkün kılar.

Toprağın biyosit kirliliğinden korunmasının ana koşullarından biri, daha az toksik ve daha az kalıcı bileşiklerin oluşturulması ve kullanılması ve bunların toprağa verilmesi ve toprağa giriş dozlarının azaltılmasıdır. Yetiştirme verimliliğini düşürmeden biyosit dozunu azaltmanın birkaç yolu vardır:

Pestisit kullanımının diğer yöntemlerle birleştirilmesi. Entegre haşere yönetimi - agroteknik, biyolojik, kimyasal vb. Aynı zamanda, görev tüm türü yok etmek değil, kültürü güvenilir bir şekilde korumaktır. Ukraynalı bilim adamları, zararlı organizmayı zayıflatan ve onu hastalıklara karşı daha duyarlı hale getiren küçük dozlarda böcek ilacı ile birlikte mikrobiyolojik bir preparat kullanıyor;

· Gelecek vaat eden pestisit formlarının uygulanması. Yeni pestisit formlarının kullanılması, aktif maddenin tüketim oranını önemli ölçüde azaltabilir ve toprak kirliliği dahil olmak üzere istenmeyen sonuçları en aza indirebilir;

toksik maddelerin kullanımının farklı bir etki mekanizması ile değişmesi. Kimyasal kontrol ajanlarının tanıtılması için bu yöntem, dirençli zararlı formlarının ortaya çıkmasını önler. Çoğu kültür için, farklı etki spektrumuna sahip 2-3 ilaç önerilir.

Toprağa pestisit uygulandığında, bunların sadece küçük bir kısmı bitki ve hayvanların toksik etkilerinin uygulama alanlarına ulaşır. Gerisi toprak yüzeyinde birikir. Toprak kirliliğinin derecesi birçok faktöre ve her şeyden önce biyositin kendisinin stabilitesine bağlıdır. Bir biyositin stabilitesi, bir toksik maddenin fiziksel, kimyasal ve biyolojik süreçlerin parçalayıcı etkisine direnme yeteneği olarak anlaşılır. Bir detoksik madde için ana kriter, toksik maddenin toksik olmayan bileşenlere tamamen parçalanmasıdır.

Teknojenik toprak kirliliğinin biyodiagnostiği Toprağın olumsuz ve olumlu etkilere karşı yüksek duyarlılığı, biyolojik göstergelerin biyoizleme parametreleri olarak kullanılmasını mümkün kılar.

Biyolojik aktivite, toprak oluşumunun abiyotik, biyotik ve antropojenik faktörlerinin bir kombinasyonunun bir türevidir. Toprakta, hayvanat bahçesi ve mikrobiyal cenozlar, hayati aktivitelerinin ürünleri - hücre dışı ve hücre içi enzimler ve ayrıca toprağın abiyotik bileşenleri ile tek bir sistemde birleştirilir.

Önerilen metodolojinin ana hükümleri aşağıdaki gibidir:

· Toprak biyolojik aktivitesinin göstergelerinin eş zamanlı çalışması;

en bilgilendirici ekolojik ve biyolojik göstergelerin ve toprağın ekolojik durumunun olası bir bütünleyici göstergesinin belirlenmesi;

· Toprağın biyolojik özelliklerinin mekansal ve zamansal değişkenliğini dikkate alarak;

· Toprağın durumunu değerlendirmek için karşılaştırmalı-coğrafi ve profil-genetik yaklaşımların kullanılması.

Bozulmuş toprakların durumunun incelenmesi, aşağıdaki durumlarda en eksiksiz olacaktır:

Ağır metaller ve petrol ürünleri tarafından kirliliğin doğrudan göstergeleri (toplam ağır metal içeriği, mobil formlarının içeriği, petrol ürünlerinin içeriği, kirlenmiş tabakanın kalınlığı);

Ağır metaller ve petrol ürünleri tarafından kirlenmeye karşı direnç göstergeleri (katyon değişim kapasitesi, bazlarla doygunluk derecesi, humus içeriği, çevrenin reaksiyonu);

Kirletici metallerin ve petrol ürünlerinin etkisi altında toprak özelliklerindeki değişikliklerin biyolojik göstergeleri (invertaz, katalaz gibi toprak enzimlerinin aktivitesi, karbondioksit salınımının yoğunluğu, selüloz ayrıştırma yeteneği, toprak mikroorganizmalarının toplam sayısı, mikrobiyal cenosisin yapısı, vb.).

Pratik amaçlar için, tüm gösterge kompleksinin belirlenmesi çok zahmetlidir ve pahalı ekipman gerektirir. Kirliliğin seviyesini ve sonuçlarını objektif olarak yansıtan göstergelerin belirlenmesi daha uygundur.

Kirleticilerin içeriği arttıkça toprak özelliklerindeki genel değişiklik kalıpları, yalnızca deneysel veriler temelinde formüle edilebilir. Uzun yıllara dayanan araştırmaların bir sonucu olarak, biyodiagnostik ve biyoizleme için toprak biyolojik aktivitesinin en bilgilendirici göstergeleri oluşturulmuştur. Bunlar, her şeyden önce biyokimyasal göstergeleri içerir, çünkü bunlar kirlilik seviyesiyle daha iyi ilişkilidir ve mikrobiyolojik olanlara kıyasla uzay ve zamanda daha az değişkenliğe sahiptirler. İncelenenlerden, toprak koşullarının stabilizasyonunun göstergelerinden biri olan enzimatik aktivite-katalaz aktivitesinin kullanılması tavsiye edilir. Değişimi, kirlilik ve toprağın tampon kapasitesi ile ilişkilidir (Şekil 1).

Zayıf kirlilik ile redoks süreçleri uyarılır.

Yapılan çalışmalarda, 2-8'e eşit kirletici Zc konsantrasyonunda katalaz aktivitesi maksimumdu; Zc = 32 ve daha fazlasında, pratik olarak kendini göstermedi.

2 - 8 Zc katsayısı ile kirlilik seviyesi kabul edilebilir, 8 - 32 - orta, 32 - 64 - yüksek, Zc > 64 - çok yüksek.

Çalışılan tüm enzimler arasında katalaz en hassas olanıdır; bu nedenle aktivitesi, toprak fonksiyonlarının restorasyonunu değerlendirmek için bir kriter olarak kullanılabilir.

Teknolojik olarak kirlenmiş toprakların ekolojik durumunun en bilgilendirici göstergesinin biyolojik durumun (IBBS) ayrılmaz bir göstergesi olduğu bulunmuştur. IPBS hesaplanırken örneklemdeki her bir göstergenin maksimum değeri %100 olarak alınır ve buna bağlı olarak aynı göstergenin diğer örneklerdeki değeri yüzde olarak yani bağıl gösterge olarak ifade edilir.

B 1 = B / B maks ´ %100,

B, örnekteki göstergenin değeridir; B max - göstergenin maksimum değeri.

Daha sonra göstergenin ortalama değeri belirlenir.

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

burada n, gösterge sayısıdır.

Biyolojik aktivitenin ayrılmaz göstergesi formülle hesaplanır

IPBS \u003d (B cf / B cf maks)´ %100,

Teşhis yapılırken kirlenmemiş topraktaki her bir göstergenin değeri %100 olarak alınır.

Tüm kirlilik seviyeleri için toprağın biyolojik durumunun ayrılmaz bir göstergesi, içindeki ağır metallerin içeriğine doğrudan bağlıdır (Şekil 2).

Ekotoksikolojik standartlara uygun olarak hücre dışı biyolojik süreçlerin aktivitesinin kontrolden sapmasıyla kirlilik derecesinin topraktaki biyolojik süreçler üzerindeki etkisinin belirlenmesi tavsiye edilir:<10% - мало опасный, 25 – 50 – опасный и >%50 çok tehlikeli bir etki seviyesidir.

Aynı doğaya ve kirlilik derecesine sahip farklı toprak türleri farklı direnç gösterir. Gri orman toprağı için ortalama kirlilik seviyesi zaten çok tehlikelidir; bu durumda biyosenotik fonksiyonların restorasyonu zor veya neredeyse imkansızdır. Süzülen chernozem'de IPBS'de %50'lik bir azalma, yalnızca yüksek düzeyde kirlilikte meydana gelir.

Teknolojik kirlenmiş toprakların biyoizlenmesinin sonuçları, çevre üzerindeki etkinin değerlendirilmesinde, toprak kirliliğinin çevresel düzenlenmesinde, belirli bir bölgedeki herhangi bir ekonomik faaliyetin çevresel sonuçlarının tahmin edilmesinde, çevre uzmanlığının yürütülmesinde, işletmelerin denetlenmesi ve belgelendirilmesinde yaygın olarak kullanılabilir.

Toprak kirliliğini kontrol etmek için yukarıdaki yöntemlere ek olarak, şunlardan da bahsetmek gerekir: sosyo-hijyenik toprak izleme.

Toprağın sıhhi ve epidemiyolojik durumu, nüfusun sağlığını önemli ölçüde etkiler, bu nedenle kentsel alanda yeniden yerleşim planlanırken dikkate alınmalıdır. Ek olarak, kirlenmiş toprakların bitki örtüsü kalitesi ve hayvan sağlığı üzerinde önemli bir olumsuz etkisi olabilir. Toprak kirliliği kullanım değerlerini düşürür ve bu nedenle arazi satarken dikkate alınmalıdır.

Yukarıdakiler, izleme yoluyla toprak kalitesinin kaydedilmesi için bir sistem oluşturulmasını gerekli kılmaktadır. Halihazırda, nüfusun ve insan çevresinin sağlık durumunu izlemek, analiz etmek, değerlendirmek ve tahmin etmek için bir devlet sistemi olarak tanımlanan ve aynı zamanda sağlık durumu arasındaki neden-sonuç ilişkilerini belirleyen bir devlet sistemi olarak tanımlanan sosyal ve hijyenik izleme var. halk sağlığı ve çevresel faktörlerin etkisi. Ancak, arazinin toplam değerindeki azalmayı değerlendirmek için bir fırsat sağlamaz.

Toprağın sıhhi ve epidemiyolojik durumunun izlenmesi, sosyal ve hijyenik izlemenin aksine, yalnızca şu anda nüfusun sıhhi ve epidemiyolojik refahını sağlamak için değil, aynı zamanda koşullar yaratmak için de yapılmalıdır. gelecek nesiller için bu toprakların kalitesinin artırılması yönünde doğru yatırım politikası oluşturulması.

Sıhhi ve epidemiyolojik izleme federal düzeyde, Rusya Federasyonu'nun konuları düzeyinde, belediyeler düzeyinde gerçekleştirilebilir. Ancak bunun için düzenleyici yasal düzenlemelerin ve metodolojik materyallerin öngörülen şekilde geliştirilmesi ve onaylanması gerekir. Sosyo-hijyenik toprak izleme. Rusya Tıp Bilimleri Akademisi Ekoloji ve İnsan Hijyeni Enstitüsü müdürü Yuri Rakhmanin'e göre, Rusya'daki 1.300 işletme her gün atmosfere yaklaşık 900 farklı kimyasal bileşik salıyor.

Rusya Federasyonu Hükümeti'nin sosyal ve hijyenik izleme hakkındaki Kararı 2000 yılında yürürlüğe girdi. Bugüne kadar, Rusya'da, amacı bilgi toplamak, nüfusun morbidite ve mortalitesinin çevre durumuna bağımlılık derecesini gözlemlemek ve belirlemek olan 15 tür sosyo-hijyenik izleme gerçekleştirilmektedir.

İki yıl içinde, doktorlar da dahil olmak üzere uzmanların ülkenin belirli bir bölgesindeki belirli hastalıkların insidansını analiz etmelerini sağlayan veri tabanları birikmiştir. Böylece, izleme yardımıyla, Novosibirsk bölgesindeki toprakta izin verilen sınırları aşan konsantrasyonlarda çinko, krom, kurşun, nikel ve bakırın biriktiği tespit edildi. Doktorlara göre, bu tür kirlilik, birçok Novosibirsk sakininin muzdarip olduğu kardiyovasküler sistem, kas-iskelet sistemi, böbrek hastalıklarının nedenidir.

İzleme verileri, insanlarda hastalıkların birincil önlenmesine yönelik faaliyetlerin yürütülmesine, sağlığın ve çevrenin korunmasına yönelik programların geliştirilmesini de mümkün kılmaktadır.

Çözüm

Ana öncelikli maddeler - toprak kirleticiler ve toprak kirliliği kontrol yöntemlerinin incelenmesinin bir sonucu olarak, aşağıdaki sonuçlar çıkarılabilir.

Toprak örtüsünün sonunda endüstriyel ve belediye emisyonları ve atık akışının baskısını üstlendiği ve en önemli tampon ve detokslayıcı rolünü yerine getirdiği belirlendi. Toprak, ağır metalleri, pestisitleri, hidrokarbonları, deterjanları ve diğer kimyasal kirleticileri biriktirerek bunların doğal sulara girişini engeller ve atmosferik havayı onlardan arındırır.

Çalışma, öncelikli maddeleri belirledi - toprak kirleticiler. Bunlar şunları içerir: arsenik, kadmiyum, cıva, kurşun, selenyum, çinko, flor, benzapilen, bor, kobalt, nikel, molibden, bakır, antimon, krom vb. Yani bu maddeler ağır metaller kategorisine girer. Bu kirleticilerin kaynakları farklıdır, ancak çoğunlukla endüstriyel işletmelerden kaynaklanan emisyonların sonuçlarıdır.

Toprakta, birçok kimyasal kirletici köklü değişikliklere uğrar. Bir yandan hidrokarbonlar, pestisitler, deterjanlar ve diğer bileşikler mineralize olabilir veya toprak, mikroorganizmalar, bitkiler, hayvanlar ve insanlar üzerinde toksik etkisi olmayan maddelere dönüştürülebilir. Öte yandan, bu aynı maddeler veya bunların türevleri ile ağır metaller, flor, azot ve kükürt oksitler orijinal veya dönüştürülmüş formlarında yoğun şekilde topraktaki mineral ve organik maddeler tarafından bağlanır, bu da bitkiler ve bitkiler için kullanılabilirliğini keskin bir şekilde azaltır. , buna göre, genel toksisite seviyesi.

Toprakları karakterize ederken, örneğin belirli kirleticilerin MPC'si gibi su, hava, gıda ve yem değerlendirmesinde yaygın olarak kullanılan kavramları kullanmak çok zordur. Ana nedenler arasında, bu bileşenlerin bitkiler için kullanılabilirliğini ve dolayısıyla olası toksik etkilerini belirleyen, topraktaki herhangi bir element ve maddenin bileşik formlarının çeşitliliği yer alır.

Bu nedenle, ilkeleri geliştirirken ve toprak-kimyasal izlemeyi düzenlerken, toprağın bileşimini, yüksek emme kapasitesine sahip tüm bileşenlerini, koşulların hareketlilik üzerindeki etkisini ve kimyasalların bitkilere mevcudiyetini dikkate almak gerekir. En önemli etki, toprakların asitliği ve alkaliliği, redoks rejimi, humus içeriği ve kolay çözünür tuzlar tarafından uygulanır.

Kullanılan kaynakların listesi

1. GOST 27593-88 (ST SEV 5298-85) "Topraklar. Terimler ve tanımlar".

2. GOST 17.2.2.01-81 (ST SEV 4470-84) "Doğanın korunması. Topraklar. Sıhhi durum göstergelerinin isimlendirilmesi".

3. GOST 17.4.3.01-83 (ST SEV 3847-82) "Doğanın korunması. Topraklar. Örnekleme için genel şartlar".

4. GOST 17.4.3.03-85 "Doğa koruma. Topraklar. Kirleticileri belirleme yöntemleri için genel şartlar".

5. GOST 17.4.4.02-84 "Doğanın korunması. Toprak. Kimyasal, bakteriyolojik ve helmintolojik analiz için toprak örnekleri alma ve hazırlama yöntemleri".

6. GOST 17.4.3.06-86 (ST SEV 5101-85) "Doğa koruma. Topraklar. Kimyasal kirleticilerin üzerlerindeki etkisiyle toprakların sınıflandırılması için genel şartlar."

7. Kimyasallar N 4266-87 tarafından toprak kirliliği tehlikesinin derecesini değerlendirmek için kılavuzlar. Onaylı SSCB Sağlık Bakanlığı 13.03.87.

8. 21 Ağustos 2007 tarihli 246 sayılı “Sosyal ve hijyenik izlemenin yürütülmesini organize etme önlemleri hakkında” // SPS Garant.

9. Grushko Ya.M. Atmosfere endüstriyel emisyonlarda zararlı organik bileşikler. - Leningrad.: "Kimya", 1991.

10. Devyatova T.A. Teknojenik toprak kirliliğinin biyodiagnostiği // Rusya Ekolojisi ve Endüstrisi. 2006. Ocak. - S. 36 - 37.

11. Dobrovolsky G.V., Nikitin E.D. Biyosferin vazgeçilmez bir bileşeni olarak toprakların korunması. – M.: Nauka, 2001.

12. Evreinova A.V., Kolesnikov S.I. Çernozemlerin ağır metallerle kirlenmesinin bitkilerin büyümesi ve gelişmesi üzerindeki etkisi // IV Uluslararası Sempozyum "Kuzey Avrasya Bozkırları" Bildiriler Kitabı. Orenburg. 2006.

13. Zavistyaeva T.Yu. Sosyal ve hijyenik izleme sisteminde nüfusun sağlık durumunun göstergelerinden biri olarak toprağın değeri // Nüfusun ve habitatın sağlığı - 2006 - No. 1 (154). - S. 18–22.

14. Atmosferin endüstriyel kirlilikten korunması. / Ed. S. Calvert ve G. Englund. - M.: "Metalurji", 1991.

15. İsmailov N. M. Petrol kirliliği ve toprakların biyolojik aktivitesi. – M.: Nauka, 1991.

16. Kolesnikov S.I., Popovich A.A., Evreinova A.V. Çeşitli kimyasal elementlerin toprağın ekolojik durumu üzerindeki etkisinin karşılaştırmalı değerlendirmesi // "Toprakların Ekolojisi ve Biyolojisi: Teşhis ve Endikasyon Sorunları" Uluslararası Bilimsel Konferansı Bildirileri. Rostov-na-Donu. 2006. S. 264-268.

17. Kormilitsyn V.I. ve diğerleri Ekolojinin Temelleri - M.: INTERSTYL, 2007.

18. Mirkin B.M., Naumova L.G. Rusya'nın Ekolojisi. - E.: JSC "MDS", 2006.

19. Çevresel tehlikeleri değerlendirme yöntemleri / Ed. Khoruzhey T.A. – E.: Ekonomi, 1991, 220 s.

20. Monin A.S., Shishkov Yu.A. Küresel çevre sorunları. - M.: Bilgi, 2008.

22. Smirnova N.V., Shvedova A.V. Kurşun ve kadmiyumun toprak fitotoksisitesi üzerindeki etkisi // Rusya Ekolojisi ve Endüstrisi. 2005. Nisan. - S. 32 - 35.