Антропогенное воздействие на почву тяжелыми металлами

Содержание
  1. Загрязнение почв тяжелыми металлами под влиянием несанкционированных свалок (медико-экологический аспект) Текст научной статьи по специальности « Экологические биотехнологии»
  2. Аннотация научной статьи по экологическим биотехнологиям, автор научной работы — Иванова Юлия Сергеевна, Горбачев Владимир Николаевич
  3. Похожие темы научных работ по экологическим биотехнологиям , автор научной работы — Иванова Юлия Сергеевна, Горбачев Владимир Николаевич
  4. HEAVY METALS POLLUTION OF SOIL UNDER THE INFLUENCE OF ILLEGAL DUMPING (HEALTH AND ENVIRONMENTAL ASPECTS)
  5. Текст научной работы на тему «Загрязнение почв тяжелыми металлами под влиянием несанкционированных свалок (медико-экологический аспект)»
  6. Загрязнение почвы тяжелыми металлами Текст научной статьи по специальности « Экологические биотехнологии»
  7. Похожие темы научных работ по экологическим биотехнологиям , автор научной работы — Казакова Н. А.
  8. Текст научной работы на тему «Загрязнение почвы тяжелыми металлами»
  9. Последствия загрязнения почвы тяжелыми металлами
  10. Библиографическое описание:

Загрязнение почв тяжелыми металлами под влиянием несанкционированных свалок (медико-экологический аспект) Текст научной статьи по специальности « Экологические биотехнологии»

Аннотация научной статьи по экологическим биотехнологиям, автор научной работы — Иванова Юлия Сергеевна, Горбачев Владимир Николаевич

Показано, что несанкционированные свалки бытовых отходов являются источником загрязнения почв тяжелыми металлами . Охарактеризованы возможные негативные медико-экологические последствия такого загрязнения.

Похожие темы научных работ по экологическим биотехнологиям , автор научной работы — Иванова Юлия Сергеевна, Горбачев Владимир Николаевич

HEAVY METALS POLLUTION OF SOIL UNDER THE INFLUENCE OF ILLEGAL DUMPING (HEALTH AND ENVIRONMENTAL ASPECTS)

It is shown that the unauthorized dumping of household waste is a source of pollution of urban soils with heavy metals. Possible negative environmental consequences of geochemical pollution are described according to the data from the literature.

Текст научной работы на тему «Загрязнение почв тяжелыми металлами под влиянием несанкционированных свалок (медико-экологический аспект)»

УДК 504.53.054 : 631.41

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ ПОД ВЛИЯНИЕМ НЕСАНКЦИОНИРОВАННЫХ СВАЛОК (МЕДИКО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АСПЕКТ)

Ю.С. Иванова, В.Н. Горбачев

Ульяновский государственный университет

Показано, что несанкционированные свалки бытовых отходов являются источником загрязнения почв тяжелыми металлами. Охарактеризованы возможные негативные медико-экологические последствия такого загрязнения.

Ключевые слова: несанкционированные свалки бытовых отходов, загрязнение почв тяжелыми металлами.

Введение. На территории города действует множество источников загрязнения почвенного покрова, которые различаются по интенсивности воздействия, набору загрязняющих веществ, характеру и контрастности образуемых геохимических аномалий. Наиболее загрязненные зоны, образуемые под действием постоянных источников загрязнения (промышленные предприятия, транспорт, полигоны твердых бытовых отходов (ТБО)), как правило, обособляются в рамках зонирования городской территории, и на них распространяются особые требования землепользования и застройки. Сложнее ситуация обстоит с так называемыми бесконтрольными источниками загрязнения городской территории, к которым относятся несанкционированные свалки ТБО. Такие свалки образуются в селитебных, рекреационных (лесных, водоохранных, парковых) зонах города, где не исключено влияние загрязненных почв на человека и где существует риск загрязнения сопредельных сред. В литературе отмечается, что почвы селитебных ландшафтов, занимая сравнительно небольшие площади, играют большую роль в эколо-го-геохимическом состоянии биосферы, имеют важное медико-биологическое значение [1], а максимальный риск негативного воздействия почв на человека имеет место в жилых, общественных и водоохранных зонах [7].

Несанкционированные свалки ТБО наряду с другими источниками загрязнения привносят в почвенный покров города тяжелые металлы (ТМ) и, соответственно, изменяют

эколого-геохимическую обстановку на локальных участках, которые могут различным образом использоваться населением.

Цель исследования. Дать медико-экологическую оценку загрязнения тяжелыми металлами почв, занятых несанкционированными свалками.

Материалы и методы. На территории г. Ульяновска исследовались участки несанкционированных свалок, существующих в течение многих лет и являющихся наименее изученным фактором антропогенного воздействия на почвенный покров города. На участках свалок согласно ГОСТ 17.4.3.01-83 и ГОСТ 17.4.4.02-84 отбирались пробы поч-вогрунта с глубин 0.. .5 и 5.. .20 см с использованием метода «конверта». Из проб составлялись смешанные образцы, доводились до воздушно-сухого состояния и поступали на анализ в химико-аналитическую лабораторию Научно-исследовательского технологического института Ульяновского государственного университета [3].

Всего было отобрано 280 точечных проб, из которых составлено 56 смешанных образцов. Содержание ТМ (Zn, Cu, Pb, Cd, Cr) определялось методом спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой: валовых форм -с применением микроволнового способа разложения проб; подвижных форм — с извлечением ацетатно-аммонийным буферным раствором с рН 4,8. Обработка результатов проводилась с использованием компьютерной программы Microsoft Excel 2007.

Результаты и обсуждение. Под влиянием несанкционированных свалок в почвах накапливаются ТМ: 2п, Си, РЬ, Cd, Сг [3]. Из исследуемых ТМ хром, медь и цинк являются эссенциальными элементами (необходимыми для жизни, или микроэлементами), а свинец и

кадмий — неэссециальными. В литературе описаны патогенетические механизмы действия химических факторов на организм человека [8] в виде зависимости между недостаточным и избыточным содержанием химических элементов и развитием патологии (рис. 1).

Концентрация, усл. ед.

Рис. 1. Зависимость между недостаточным и избыточным поступлением эссенциальных (сплошная линия) и неэссенциальных (пунктирная линия) элементов в развитии патологии у человека (по А.Н. Стожарову, 2007)

Содержание ТМ в почвенном покрове населенных пунктов является эколого-геохи-мическим фактором среды обитания человека и других живых организмов: содержание того или иного металла на уровне фона является оптимальным, на уровне ниже ПДК (ОДК) теоретически считается безопасным, на уровне выше ПДК (ОДК) может стать лимитирующим.

На основе этих представлений по результатам проведенных исследований были составлены графики вероятности загрязнения почв на участках несанкционированных свалок, по которым оценена вероятность отклонения от оптимального и безопасного уровня содержания ТМ в почвах (рис. 2).

Области, обозначенные на графиках данного рисунка интервалами [Сфон Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Источник

Загрязнение почвы тяжелыми металлами Текст научной статьи по специальности « Экологические биотехнологии»

Похожие темы научных работ по экологическим биотехнологиям , автор научной работы — Казакова Н. А.

Текст научной работы на тему «Загрязнение почвы тяжелыми металлами»

1. Горленко М.В., Кожевин П.А. Дифференциация почвенных микробных сообществ с помощью мультисубстратного тестирования. Микробиология, 1994, т.63, №2, с. 289-293.

2. Кожевин П.А. Микробные популяции в природе. М.: Изд-во МГУ, 1989, 175 с.

Читайте также:  Как приварить листовой металл к раме чтобы не повело

3. Колешко О.И. Микробиология: [Учеб. пособ. для биол. спец. ВУЗОВ]. — Минск: Высш. Шк. 1977, — 271 с.

4. Методы почвенной микробиологии и биохимии.// Под ред. Д.Г. Звягинцева. М.: Изд-во МГУ 1991. 304 с.

5. Микроморфологический метод в исследовании генезиса почв. — М.: Наука, 1966. — 172 с.

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВЫ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ

Ульяновский государственный педагогический университет

имени И.Н. Ульянова

При современных условиях развития производства важное значение имеет познание механизмов и закономерностей распределения тяжелых металлов в окружающей среде. Это обстоятельство определяет необходимость проведения постоянного мониторинга за поступлением тяжелых металлов в экосистемы.

Ключевые слова: почва, загрязнение, окружающая среда, аккумуляция, миграция, тяжелые металлы, ПДК, токсиканты.

Современная экологическая ситуация как в глобальном, так и в региональном масштабах обостряется, и человечество вынуждено искать эффективные меры устойчивого развития биосферы.

Серьезной экологической проблемой за последнее столетие стало интенсивное развитие промышленности и транспортного комплекса, представляющих собой наиболее мощные источники загрязнения биосферы вредными ингредиентами. Среди неорганических ксенобиотиков антропогенного происхождения к наиболее опасным и прогрессивно развивающимся в природной среде относятся металлы. Интенсивное промышленное и сельскохозяйственное использование природных ресурсов вызвало существенные изменения биохимических циклов большинства из них.

Из большого числа разнообразных химических веществ, поступающих в окружающую среду из антропогенных источников, особое место занимают тяжелые металлы (ТМ). В связи с уве-

личивающимся загрязнением биосферы особый интерес и важное практическое значение имеет, с одной стороны, познание механизмов и закономерностей поведения и распределения ТМ в окружающей среде, с другой, тот факт, что свыше 90% всех болезней человека прямо или косвенно связано с состоянием окружающей среды, которая является либо причиной возникновения заболеваний, либо способствует их развитию (Сапрыкин Ф.Я., 1984).

Проблема ТМ в современных условиях производства — глобальная, поэтому необходимы соответствующие меры по предотвращению загрязнения окружающей среды. Опасность проблемы состоит и в том, что для ТМ существует ряд альтернативных путей поступления и аккумуляции их в продукции (Перельман А.И.,1989).

Аккумуляция и миграция ТМ в почвах естественных ландшафтов определяется типом почвообразования. Виноградов А.П. (1953), Добровольский Г.В. (1996) утверждают, что около 50% всего количества ТМ, находящиеся в твердой фазе почвы, связаны гидроксидом железа. Часть ТМ прочно связана с глинистыми минералами, а обменные формы, связанные как с минералами, так и с органическим веществом, составляют малую часть от общей массы ТМ в профиле почв.

Почвы являются природными накопителями ТМ в окружающей среде и основным источником загрязнения сопредельных сред, включая

высшие растения. ТМ находятся в почве в виде различных химических соединений. В почвенном растворе они присутствуют в форме свободных катионов и ассоциатов с компонентами раствора. В твердой части почвы они находятся в форме обменных катионов и поверхностных комплексных соединений, в виде примесей глинистых минералов, в форме собственных минералов, устойчивых осадков малорастворимых солей.

К ТМ относятся свыше 40 химических элементов таблицы Менделеева с атомными массами, превышающими 50 атомных единиц, или химические элементы с удельным весом выше 5 г/см3. Не все ТМ представляют одинаковую опасность для живых организмов. По токсичности и способности накопления более десяти элементов признаны приоритетными загрязнителями биосферы. Среди них выделяют: ртуть, свинец, кадмий, медь, олово, цинк, молибден, кобальт, никель.

Нормирование содержания ТМ в почве и растениях является чрезвычайно сложным из-за невозможности полного учета всех факторов природной среды. Так, изменение только агрохимиче-

ских свойств почвы (реакции среды, содержания гумуса, степени насыщенности основаниями, гранулометрического состава) может в несколько раз уменьшить или увеличить содержание тяжелых металлов в растениях. На сегодняшний день предложено множество шкал экологического нормирования тяжелых металлов. В некоторых случаях за предельно допустимую концентрацию принято самое высокое содержание металлов, наблюдаемое в обычных антропогенных почвах, в других — содержание, являющееся предельным по фитотоксичности. В большинстве случаев для тяжелых металлов предложены ПДК, превосходящие верхнюю норму в несколько раз.

Для характеристики техногенного загрязнения тяжелыми металлами используется коэффициент концентрации элемента в загрязненной почве к его фоновой концентрации. При загрязнении несколькими тяжелыми металлами степень загрязнения оценивается по величине суммарного показателя концентрации ^с). Предложенная ИМГРЭ шкала загрязнения почвы тяжелыми металлами приведена в таблице 1.

Таблица 1.Схема оценки почв сельскохозяйственного использования по степени за-

грязнения химическими веществами (Госкомгид ромет СССР, №02 10 51-233 от 10.12.90)

Категория почв по степени загрязнения Zc Загрязненность относительно ПДК Возможное использование почв Необходимые мероприятия

Допустимое 128 Превышает ПДК по всем показателям. Исключить из с/х использования Снижение уровня загрязнения и связывание токсикантов в атмосфере, почве и водах.

Определение ТМ в почве проводят методом атомно-абсорбционной спектрометрии с пламенной атомизацией. Для определения содержания ТМ используют атомноабсорбционный спектрофотометр ААБ-3, —

управляемый микро ЭВМ прибор для проведения абсорбционного анализа и осуществляется пламенным или беспламенным устройством.

В соответствии с принятой медиками-гигиенистами схеме нормирование тяжелых металлов в почвах подразделяется на транслокационное (переход элемента в растения), миграционное водное (переход в воду), и общесанитарное (влияние на самоочищающую способность почв и

Во многих регионах страны с развитым промышленным и сельскохозяйственным производством, всегда существует опасность загрязнения экосистем избыточными количествами тяжелых металлов. Это обстоятельство определяет необходимость проведения экологогеохимического районирования территорий и организации постоянного мониторинга за поступлением и распределением тяжелых металлов в экосистемах. При этом необходимо определять важнейшие источники поступления тяжелых металлов в среду: естественные (природные) и техногенные.

1. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. Л.: Агропром-издат, 1987. 142с.

2. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. — М.:

Изд-во АН СССР, 1953. — 237 с.

3. Госкомгидромет СССР, №02 10 51-233 от 10.12.90

4. Добровольский Г.В. Значение почв в сохранении биоразнообразия. — Почвоведение. -1996. — 694с.

5. Ковда В.А. Биогеохимия почвенного покрова. М.: Наука, 1985. — 263 с.

6. Перельман А.И. Геохимия. М.: Высшая школа, 1989.- 407 с.

7. Практикум по агрохимии/Под ред. В.Г.Минеева. М.: Изд-во МГУ, 1989. — 214 с.

Читайте также:  Гост 10006 металлы методы испытаний на растяжение

8. Сапрыкин Ф.Я. Геохимия почв и охрана природы. Л.: Недра,

Источник

Последствия загрязнения почвы тяжелыми металлами

Дата публикации: 22.12.2017 2017-12-22

Статья просмотрена: 12962 раза

Библиографическое описание:

Сердюкова, А. Ф. Последствия загрязнения почвы тяжелыми металлами / А. Ф. Сердюкова, Д. А. Барабанщиков. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2017. — № 51 (185). — С. 131-135. — URL: https://moluch.ru/archive/185/47382/ (дата обращения: 08.12.2021).

Стремительная индустриализация и интенсивная сельскохозяйственная деятельность за последние несколько десятилетий привели к накоплению различных загрязняющих веществ в окружающей среде, в особенности — тяжёлых металлов. Негативные последствия загрязнения окружающей среды тяжёлыми металлами представляют реальную угрозу для биосферы.

Ключевые слова: тяжёлые металлы, металлоиды, почва, загрязнение, микроорганизмы, окружающая среда.

В последние десятилетия ведущим процессом, определяющим формирование эколого-геохимического состояния территории, стал техногенез. Интенсивное промышленное использование природных ресурсов вызвало существенные изменения распределения некоторых химических элементов в поверхностном слое зоны аэрации. Прежде всего это касается тяжёлых металлов, накопление высоких концентраций которых в естественной среде связано с антропогенной деятельностью. Тяжёлые металлы, как особая группа элементов, выделяются в связи с токсическим действием на живые организмы при их высоких концентрациях, значительно превышающих фоновые величины. Выбросы и сбросы техногенных объектов, с высоким содержанием тяжёлых металлов, аккумулируются в почвах, которые в значительной степени подвержены влиянию, обусловленному промышленной деятельностью человека.

Почва — это сложная и динамичная система. Она состоит из нескольких слоёв, которые различаются по своему физическому, химическому, минералогическому и биологическому характеру, на которые влияет климат и активность живых организмов. Кроме того, способствуя сохранению всех форм жизни, образующихся на земной поверхности, почва играет важную роль в защите грунтовых вод, действующих как коллекторный фильтр органических и неорганических остатков, способствуя связыванию возможных токсичных соединений [10, с. 661–670].

В последние годы, с развитием мировой экономики, как тип, так и содержание тяжёлых металлов в почве, вызванные деятельностью человека, постепенно увеличивались, что приводило к ухудшению состояния окружающей среды [6, c. 62–67; 6].

В конце XX-го века люди стали осознавать значение почвы как экологического компонента и признали необходимость поддерживать или улучшать способность почвы к выполнению присущих ей различных функций. В то же время учёные доказали, что почва не является неисчерпаемым ресурсом и если её использовать ненадлежащим образом, она может утратить свои характеристики за очень короткий промежуток времени, иногда даже без возможности регенерации [9, с. 161].

В прошлом загрязнению почвы уделялось гораздо меньше значения, чем загрязнению, например, воды и воздуха. Однако в последние годы люди стали осознавать всю серьёзность ситуации, поэтому проблеме загрязнения почвы уделяется всё больше внимания и горячо обсуждается на саммитах по охране окружающей среды во всём мире.

Загрязнение тяжёлыми металлами является чрезмерным осаждением токсичных тяжелых металлов в почве в результате деятельности человека. Загрязнение почвенного покрова тяжелыми металлами связано с наличием различных источников техногенных эмиссий поллютантов: промышленные объекты горно-металлургического, химического, топливно-энергетического комплекса, машиностроительные предприятия, разветвленная транспортная система и т. д. Среди тяжёлых металлов в почве часто встречаются металлы высокой биологической токсичности, такие как ртуть (Hg), кадмий (Cd), свинец (Pb), хром (Cr), мышьяк (As) и т. д. Также почву загрязняют такие металлы как цинк (Zn), медь (Cu), никель (Ni), олово (Sn), адид (V) и прочие.

В 2006–2015 гг. Росгидрометом проводились наблюдения за уровнем загрязнения почв токсикантами промышленного происхождения — тяжёлыми металлами, фтором, нефтью и нефтепродуктами, сульфатами, нитратами, бенз(а)пиреном. Основным источником загрязнения пахотных почв тяжёлыми металлами до (50 %) являются фосфорные удобрения. Наиболее опасны по степени загрязнения почв тяжёлыми металлами почвы многогумусовые, глинисто-суглинистые с щелочной реакцией среды: темно-серые лесные, черноземы и темно-каштановые — почвы, обладающие высокой аккумулятивной способностью [13, с. 118]. Геохимическая обстановка, присущая дерново-подзолистым почвам, не способствует аккумуляции тяжёлых металлов, однако в этих областях техногенная нагрузка настолько велика, что почвы не успевают «самоочищаться». Локальное загрязнение почв тяжелыми металлами связано, прежде всего, с крупными городами и промышленными центрами.

Опасность поступления в окружающую среду тяжёлых металлов определяется тем, что в отличие от органических загрязнителей, они не разрушаются, а переходят из одной формы в другую, в частности, включаются в состав солей, оксидов, металлоорганических соединений.

Интересно, что тяжёлым металлам присуще антагонистическое и синергетическое поведение. Иными словами, наличие одного тяжёлого металла в почве может повлиять на наличие другого. Например, ингибирующее действие Mn на общее количество минерализованного C антагонизировалось Cd. Медь и цинк, а также никель и кадмий конкурируют за те же мембранные носители в растениях. Напротив, сообщалось, что медь увеличивает токсичность цинка в яровом ячмене. Это означает, что взаимосвязь между тяжёлыми металлами довольно сложна. Различные виды одного и того же металла могут также взаимодействовать друг с другом. Наличие арсенита сильно подавляет поглощение арсената рисовыми растениями, растущими на загрязнённой почве [8, с. 123].

Тяжёлые металлы оказывают неблагоприятное воздействие на здоровье человека по трём путям воздействия: ингаляционное, оральное и через кожу. Многие тяжёлые металлы и металлоиды настолько токсичны, что могут вызывать нежелательные последствия и серьёзные проблемы даже при очень низких концентрациях [2, c. 32]. Тяжелые металлы вызывают процесс повреждения клетки в результате окисления, так называемый окислительный стресс [8]. Что касается их токсичности, наиболее опасными тяжёлыми металлами являются As, Cd, Cr, Cu, Hg, Pb, Sn и Zn [7]. Токсичные тяжёлые металлы могут вызывать различные проблемы со здоровьем в зависимости от вида металла и его концентрации. Например, потребление неорганического мышьяка в течение длительного периода может привести к хроническому отравлению мышьяком — арсеникозу, — в результате чего повреждаются желудочно-кишечный тракт, кожа, сердце, печень. Отравление мышьяком может вызвать развитие диабета, болезни костного мозга и крови, сердечно-сосудистые, онкологические заболевания. А вот органические соединения мышьяка менее вредны для здоровья и достаточно быстро выводятся из организма.

Читайте также:  Инструмент для снятия грата с металла

Функционирование урбоэкосистем производит дополнительное поступление в биогеохимических циклах целого ряда опасных токсикантов, среди которых особое место занимает кадмий — элемент первого класса токсичности, который способен оказывать тератогенные, мутагенные и канцерогенные действия на организм человека. Следует отметить, что благодаря своим буферным свойствам, даже антропогенно преобразованные почвы, среди которых ведущее место занимают урбаноземы, способны депонировать кадмий в течение длительного времени, частично исключая его избыток из кругооборота.

Интоксикация солями кадмия вызывает повреждение печени и почек, приводит к снижению плотности костной ткани, к нестерпимым болям в суставах и позвоночнике. Эти симптомы известны как болезнь итай-итай («ой как больно»). При ингаляционном воздействии кадмий чрезвычайно канцерогенен.

Отравление свинцом наносит неврологический ущерб, приводит к снижению уровня IQ, внимания, к нарушению координации рук, вызывает энцефалопатию, ухудшает состояние костей, гипертонию, болезнь почек.

Воздействие метилртути, наиболее вредной формы ртути, влияет на развитие мозга, что приводит к снижению уровня IQ. Ртуть приводит к повреждению центральной нервной и желудочной систем, влияет на координацию, зрение и чувство осязания, повреждает почки, сердце, печень. Интоксикация вызывает тревогу, беспокойство, депрессивное состояние, раздражительность, тремор [4].

Отравление медью вызывает повреждение головного мозга и почек; цирроз печени, хроническую анемию, желудочное и кишечное раздражение. Никель вызывает аллергический дерматит, при ингаляционном воздействии возникает угроза рака лёгких, носа, горла, желудка. Оказывает токсическое воздействие на иммунную, репродуктивную системы, кровь, имеет нейротоксическое и генотоксическое действие, повреждает печень, вызывает потерю волос. Избыток цинка приводит к головокружению и усталости.

Некоторые тяжёлые металлы, такие как As, Cd, Hg, Pb не оказывают существенное влияние на рост растений, поскольку им не присуща какая-либо известная физиологическая функция в жизненном цикле растений, но такие металлы как Cu, Fe, Mn, Mo, Ni и Zn являются важными элементами, необходимыми для нормального роста и метаболизма растений. Но избыток этих веществ может привести к существенному отравлению растения.

Поглощение тяжёлых металлов растениями и последующее накопление вдоль пищевой цепи представляет собой потенциальную угрозу для здоровья животных и человека. Поглощение корнями растений является одним из основных путей поступления тяжёлых металлов в пищевую цепь. Поглощение и накопление тяжёлых металлов в растительной ткани зависит от многих факторов: температуры, влажности, органического вещества, PH, питательных веществ и т. д. [5].

Загрязнение грунта сопряжено также с ухудшением качества воды, потому что тяжёлые металлы могут попадать в питьевую воду и становиться источником заболеваний для человека и животных.

Накопление тяжёлых металлов в растениях происходит также в зависимости от вида растений. Повышенный уровень свинца в почве может снизить её продуктивность, а очень низкая концентрация может ингибировать некоторые жизненно важные процессы, такие как фотосинтез, митоз и водопоглощение [3]. Тяжёлые металлы потенциально токсичны для растений, их концентрация приводит к хлорозу, слабому росту растений, снижению урожайности и может даже сопровождаться снижением поглощения питательных веществ, нарушением в метаболизме растений и снижением способности фиксировать молекулярный азот в бобовых растениях.

Повышение общего содержания тяжёлых металлов в почве сопряжено с увеличением относительного содержания более подвижных соединений металлов, что свидетельствует о снижении способности почвы защищать сопредельные среды от загрязнения.

Загрязнение металлами влияет на фауну и микрофауну почвы. При повреждении лесного покрова в лесной подстилке падает численность насекомых (клещей, бескрылых насекомых), при этом количество пауков и многоножек может оставаться стабильным. Страдают и почвенные беспозвоночные, часто наблюдается гибель дождевых червей. Дикие виды древесных растений на загрязнённых территориях формируют листовую пластинку меньшей площади, большей толщины, с меньшим содержанием хлорофиллов, кратно снижается в них активность клеточных ферментов.

Как уже было отмечено, в загрязнённых металлами почвах существенно меняются важнейшие микробиологические и химические свойства. Ухудшается состояние микробоценоза. Концентрации тяжёлых металлов оказывают влияние на биологическую активность почвенных микроорганизмов. Загрязнение почвы тяжёлыми металлами оказывает давление на чувствительные микроорганизмы, изменяя разнообразие почвенной микрофлоры, которая представляет собой трофические группы микроорганизмов. Самую высокую чувствительность к загрязнению тяжёлыми металлами проявляют олиготрофные бактерии, что указывает на то, что ограничение бактериального сообщества более выражено в почвах, состояние которых неудовлетворительное по органическому веществу и содержанию питательных веществ.

Почвенные микроорганизмы, как свободноживущие, так и симбиотические почвенные микробы в ризосфере растений, растущих на загрязнённых тяжёлыми металлами почвах, могут увеличить производство биомассы растений и усилить процесс фиторемедиации. Однако тяжёлые металлы влияют на рост, морфологию и метаболизм почвенных микроорганизмов через функциональные нарушения, денатурацию белка или разрушение целостности клеточных мембран. Почвенные микроорганизмы необходимы для разложения органического вещества почвы; любое уменьшение микробного разнообразия или обилия может отрицательно повлиять на способность растений поглощать питательные вещества из почвы. Повышенные уровни тяжёлых металлов в почвах оказывают значительное влияние на численность популяции и общую активность почвенных микробных сообществ. Несколько исследований, в зависимости от используемых методов изоляции, показали, что загрязнение тяжелыми металлами привело к сдвигам в микробных популяциях.

Также была замечена корреляция между повышенными уровнями никеля и хрома в почве и амплитудой землетрясений. Землетрясения связаны с конкретными геологическими особенностями и границами плиток.

Высокий уровень техногенной нагрузки на геологическую среду обусловил комплексные изменения геохимических условий. Эти изменения привели к устойчивому ухудшению природной обстановки и получили трансграничный характер. Техногенез вызвал значительные изменения элементного состава компонентов биосферы. Наиболее ярко это проявляется в загрязнении почвы тяжёлыми металлами, которые являются наиболее опасными токсикантами с экоцидными свойствами.

Загрязнение тяжёлыми металлами может повлиять на всю окружающую среду, но серьёзная экологическая проблема и самые длительные последствия человеческой деятельности — загрязнение почв. Накопление тяжёлых металлов в почве происходит в результате добычи, плавки металлических руд, промышленных выбросов и применения пестицидов, гербицидов и удобрений. Металлы, такие как Cd, Cu, Pb, Zn и металлоиды (например, As), считаются загрязнителями окружающей среды ввиду их стойкости, биоаккумулятивности и способности оказывать серьёзное негативное воздействие на здоровье человека и окружающую среду.

Источник

Поделиться с друзьями
Металл
Adblock
detector