CƠ QUAN GIÁO DỤC LIÊN BANG CƠ SỞ GIÁO DỤC TIỂU BANG
GIÁO DỤC CHUYÊN NGHIỆP CAO CẤP "ĐẠI HỌC BANG VORONEZH"
Ô NHIỄM ĐẤT VỚI KIM LOẠI NẶNG. PHƯƠNG PHÁP KIỂM SOÁT VÀ ĐIỀU CHỈNH ĐẤT BỊ Ô NHIỄM
Cẩm nang giáo dục và phương pháp cho các trường đại học
Biên soạn: H.A. Juvelikyan, D.I. Shcheglov, N.S. Gorbunova
Trung tâm Xuất bản và In ấn của Đại học Bang Voronezh
Được hội đồng khoa học và phương pháp luận của Khoa Sinh học và Khoa học đất phê duyệt ngày 4 tháng 7 năm 2009, Nghị định thư số 10
Nhà phê bình Tiến sĩ Biol. khoa học, PGS. LA Yablonskikh
Sổ tay giáo dục được biên soạn tại Khoa Khoa học và Quản lý Đất tài nguyên đất đai Khoa Sinh học và Đất, Đại học Bang Voronezh.
Đối với chuyên ngành 020701 – Khoa học đất
Thông tin chung về ô nhiễm.................................................................. ................................................................. .. | |
Khái niệm dị thường do con người tạo ra.................................................. ................................................................. | |
Ô nhiễm đất do kim loại nặng.................................................................. ...................................... | |
Sự di chuyển kim loại nặng trong phẫu diện đất................................................................. .......... | |
Khái niệm quan trắc môi trường đất................................................................. ............ | |
Các chỉ số về tình trạng đất được xác định trong quá trình quan trắc.................................. | |
Tiêu chuẩn hóa môi trường về chất lượng đất ô nhiễm.................................................. | |
Yêu cầu chung đối với việc phân loại đất dễ bị ô nhiễm....... | |
Văn học................................................. ................................................................. ...... ........ |
THÔNG TIN CHUNG VỀ Ô NHIỄM
chất ô nhiễm– đây là những chất có nguồn gốc nhân tạo xâm nhập vào môi trường với số lượng vượt quá mức tự nhiên được đưa vào. Ô nhiễm đất– một dạng suy thoái do con người gây ra trong đó hàm lượng hóa chất trong đất chịu tác động của con người vượt quá mức nền tự nhiên của khu vực. Vượt quá hàm lượng một số hóa chất trong môi trường con người (so với mức độ tự nhiên) do họ nhận được từ nguồn nhân tạo gây nguy hiểm cho môi trường.
Việc con người sử dụng hóa chất trong hoạt động kinh tế và sự tham gia của họ vào chu kỳ biến đổi môi trường do con người tạo ra không ngừng tăng lên. Đặc điểm khai thác và cường độ sử dụng nguyên tố hóa học là tính ưa chuộng công nghệ - tỷ lệ khai thác hoặc sản xuất hàng năm của một nguyên tố tính bằng tấn với clarke của nó trong thạch quyển (A.I. Perelman, 1999). Tính công nghệ cao là đặc điểm của các nguyên tố được con người sử dụng tích cực nhất, đặc biệt là những nguyên tố có hàm lượng tự nhiên trong thạch quyển thấp. Mức độ ưa công nghệ cao là đặc trưng của các kim loại như Bi, Hg, Sb, Pb, Cu, Se, Ag, As, Mo, Sn, Cr, Zn, nhu cầu về chúng nhiều loại sản xuất rất lớn. Khi hàm lượng các nguyên tố này trong đá thấp (10–2–10–6%) thì việc khai thác chúng là đáng kể. Điều này dẫn đến việc khai thác từ độ sâu của lòng đất một lượng lớn quặng có chứa các nguyên tố này và sau đó là sự phân tán toàn cầu của chúng trong môi trường.
Ngoài technophile, các đặc tính định lượng khác của công nghệ đã được đề xuất. Do đó, tỷ lệ giữa tính ưa công nghệ của một nguyên tố và tính ưa sinh học của nó (tính ưa sinh học là nồng độ clarke của các nguyên tố hóa học trong vật chất sống) M.A. Glazovskaya có tên hoạt động phá hoại của các yếu tố công nghệ. Hoạt động phá hoại của các nguyên tố công nghệ đặc trưng cho mức độ nguy hiểm của các nguyên tố đó đối với sinh vật sống. Khác đặc điểm định lượng sự tham gia của con người đối với các nguyên tố hóa học trong chu kỳ toàn cầu của chúng trên hành tinh là yếu tố huy động hoặc yếu tố làm giàu công nghệ, được tính bằng tỷ số giữa dòng công nghệ của một nguyên tố hóa học với dòng tự nhiên của nó. Mức độ của yếu tố làm giàu công nghệ, cũng như tính ưa công nghệ của các nguyên tố, không chỉ là dấu hiệu cho thấy chúng di chuyển từ thạch quyển vào môi trường tự nhiên trên cạn mà còn phản ánh mức độ phát thải các nguyên tố hóa học cùng với chất thải công nghiệp vào môi trường. .
KHÁI NIỆM VỀ KHÁC BIỆT CÔNG NGHỆ
Dị thường địa hóa- một phần của lớp vỏ trái đất (hoặc bề mặt trái đất), được đặc trưng bởi nồng độ tăng đáng kể của bất kỳ nguyên tố hóa học hoặc hợp chất nào của chúng so với giá trị nền và nằm ở vị trí tự nhiên liên quan đến sự tích tụ khoáng chất. Xác định các dị thường do con người tạo ra là một trong những nhiệm vụ sinh thái và địa hóa quan trọng nhất trong việc đánh giá hiện trạng môi trường. Sự bất thường được hình thành trong các thành phần cảnh quan do sự xâm nhập của các chất khác nhau từ các nguồn công nghệ và thể hiện một thể tích nhất định trong đó giá trị nồng độ bất thường của các nguyên tố lớn hơn giá trị nền. Theo mức độ phổ biến của A.I. Perelman và N.S. Kasimov (1999) phân biệt những dị thường do con người tạo ra sau đây:
1) toàn cầu – bao trùm toàn bộ địa cầu (ví dụ: tăng
2) khu vực - được hình thành ở một số khu vực nhất định của lục địa, vùng tự nhiên và khu vực do việc sử dụng thuốc trừ sâu, phân khoáng, axit hóa lượng mưa trong khí quyển bằng khí thải của các hợp chất lưu huỳnh, v.v.;
3) địa phương - được hình thành trong khí quyển, đất, nước, thực vật xung quanh các nguồn công nghệ địa phương: nhà máy, hầm mỏ, v.v.
Theo môi trường hình thành, các dị thường do con người tạo ra được chia thành:
1) hóa thạch (trong đất, đá);
2) địa hóa thủy văn (trong nước);
3) địa hóa khí quyển (trong khí quyển, tuyết);
4) sinh hóa (ở sinh vật).
Theo thời gian tác động của nguồn ô nhiễm, chúng được chia thành:
– trong thời gian ngắn (khí thải khẩn cấp, v.v.);
– trung hạn (với việc chấm dứt tác động, ví dụ, chấm dứt phát triển các mỏ khoáng sản);
– cố định lâu dài (sự bất thường của các nhà máy, thành phố, cảnh quan nông nghiệp, ví dụ KMA, Norilsk Nickel).
Khi đánh giá các dị thường do con người tạo ra, các khu vực nền được chọn cách xa các nguồn gây ô nhiễm do con người tạo ra, thường là hơn 30–50 km. Một trong những tiêu chí đánh giá dị thường là hệ số nồng độ công nghệ hay dị thường Kc, là tỷ lệ giữa hàm lượng của một phần tử trong vật thể dị thường được xem xét với hàm lượng nền của nó trong các thành phần cảnh quan.
Để đánh giá tác động của lượng chất ô nhiễm xâm nhập vào cơ thể, tiêu chuẩn vệ sinh ô nhiễm cũng được sử dụng - trước
riêng nồng độ cho phép. Đây là hàm lượng tối đa của một chất có hại trong vật thể hoặc sản phẩm tự nhiên (nước, không khí, đất, thực phẩm), không ảnh hưởng đến sức khỏe của con người hoặc các sinh vật khác.
Các chất ô nhiễm được chia thành các loại theo mức độ nguy hiểm của chúng (GOST
17.4.1.0283): Loại I (rất nguy hiểm) – As, Cd, Hg, Se, Pb, F, benzo(a)pyrene, Zn; Loại II (nguy hiểm vừa phải) – B, Co, Ni, Mo, Cu, Sb, Cr; lớp III(ít nguy hiểm) – Ba, V, W, Mn, Sr, acetophenone.
Ô NHIỄM ĐẤT VỚI KIM LOẠI NẶNG
Kim loại nặng (HM) đã chiếm vị trí thứ hai về mức độ nguy hiểm, sau thuốc trừ sâu và vượt xa đáng kể so với các chất gây ô nhiễm nổi tiếng như carbon dioxide và lưu huỳnh. Trong tương lai, chúng có thể trở nên nguy hiểm hơn cả rác thải nhà máy điện hạt nhân và chất thải rắn. Ô nhiễm kim loại nặng có liên quan đến việc chúng sử dụng rộng rãi trong sản xuất công nghiệp. Do hệ thống thanh lọc không hoàn hảo, kim loại nặng xâm nhập vào môi trường, bao gồm cả đất, gây ô nhiễm và đầu độc nó. HM là các chất gây ô nhiễm cụ thể, việc giám sát chúng là bắt buộc trong mọi môi trường.
Đất là môi trường chính mà kim loại nặng xâm nhập vào, bao gồm từ khí quyển và môi trường nước. Nó cũng đóng vai trò là nguồn gây ô nhiễm thứ cấp cho không khí bề mặt và nước chảy từ nó vào Đại dương Thế giới. Từ đất, HM được thực vật hấp thụ và sau đó trở thành thức ăn.
Thuật ngữ “kim loại nặng”, đặc trưng cho một nhóm rộng các chất gây ô nhiễm, gần đây đã trở nên phổ biến đáng kể. Trong nhiều công trình khoa học và ứng dụng khác nhau, các tác giả giải thích ý nghĩa của khái niệm này một cách khác nhau. Về vấn đề này, lượng nguyên tố được phân loại là kim loại nặng rất khác nhau. Nhiều đặc điểm được sử dụng làm tiêu chí thành viên: khối lượng nguyên tử, mật độ, độc tính, mức độ phổ biến trong môi trường tự nhiên, mức độ tham gia vào các chu trình tự nhiên và nhân tạo.
Trong các tác phẩm viết về vấn đề ô nhiễm môi trường môi trường tự nhiên Và giám sát môi trường, ngày nay có hơn 40 nguyên tố được phân loại là kim loại nặng bảng tuần hoàn DI. Mendeleev có khối lượng nguyên tử lớn hơn 40 đơn vị nguyên tử: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi, v.v. Theo phân loại của N. Reimers (1990),
Kim loại có mật độ lớn hơn 8 g/cm3 được coi là nặng. Đồng thời, vai trò quan trọng trong việc phân loại kim loại nặng được thực hiện bởi điều kiện sau: độc tính cao đối với sinh vật sống ở nồng độ tương đối thấp, cũng như khả năng tích lũy sinh học và khuếch đại sinh học. Hầu như tất cả các kim loại thuộc định nghĩa này
(ngoại trừ chì, thủy ngân, cadmium và bismuth, vai trò sinh học của chúng là khoảnh khắc hiện tại không rõ ràng), tham gia tích cực vào các quá trình sinh học, là một phần của nhiều enzyme.
Các nhà cung cấp chất thải được làm giàu kim loại mạnh nhất là các doanh nghiệp nấu chảy kim loại màu (nhôm, alumina, đồng-kẽm, luyện chì, niken, titan-magiê, thủy ngân, v.v.), cũng như để xử lý kim loại màu (kỹ thuật vô tuyến, kỹ thuật điện, chế tạo dụng cụ, điện, v.v.).
Trong bụi của các ngành công nghiệp luyện kim và nhà máy chế biến quặng, nồng độ Pb, Zn, Bi, Sn có thể tăng lên vài bậc độ lớn (lên tới 10–12) so với thạch quyển, nồng độ Cd, V, Sb - hàng chục nghìn lần, Cd, Mo, Pb, Sn, Zn, Bi, Ag - hàng trăm lần. Chất thải từ các doanh nghiệp luyện kim màu, nhà máy công nghiệp sơn, vecni và các kết cấu bê tông cốt thép được làm giàu thủy ngân. Nồng độ W, Cd và Pb tăng lên trong bụi của các nhà máy chế tạo máy (Bảng 1).
Dưới ảnh hưởng của khí thải giàu kim loại, các khu vực ô nhiễm cảnh quan được hình thành chủ yếu ở cấp khu vực và địa phương. Tác động của các doanh nghiệp năng lượng đến ô nhiễm môi trường không phải do nồng độ kim loại trong chất thải mà do số lượng khổng lồ của chúng. Khối lượng chất thải, ví dụ. trung tâm công nghiệp, vượt quá tổng lượng của chúng đến từ tất cả các nguồn ô nhiễm khác. Một lượng đáng kể Pb được thải ra môi trường cùng với khí thải xe cộ, vượt quá lượng hấp thụ cùng với chất thải từ các doanh nghiệp luyện kim.
Đất trồng trọt bị ô nhiễm bởi các nguyên tố như Hg, As, Pb, Cu, Sn, Bi, xâm nhập vào đất dưới dạng thuốc trừ sâu, chất diệt khuẩn, chất kích thích tăng trưởng thực vật và chất tạo cấu trúc. Phân bón phi truyền thống, được làm từ nhiều loại chất thải khác nhau, thường chứa nhiều loại chất ô nhiễm ở nồng độ cao. Trong số các loại phân khoáng truyền thống, phân lân có chứa tạp chất Mn, Zn, Ni, Cr, Pb, Cu, Cd (Gaponyuk, 1985).
Sự phân bố kim loại thải vào khí quyển từ các nguồn công nghệ trong cảnh quan được xác định bởi khoảng cách từ nguồn ô nhiễm, điều kiện khí hậu (cường độ và hướng gió), địa hình, các yếu tố công nghệ (tình trạng chất thải, phương thức thải chất thải vào môi trường). , chiều cao ống xí nghiệp).
Sự phát tán của kim loại nặng phụ thuộc vào độ cao của nguồn phát thải vào khí quyển. Theo tính toán của M.E. Berland (1975), với các ống khói cao, nồng độ khí thải đáng kể được tạo ra ở lớp bề mặt của khí quyển ở khoảng cách 10–40 độ cao ống khói. Có 6 khu vực xung quanh các nguồn ô nhiễm như vậy (Bảng 2). Phạm vi ảnh hưởng của các doanh nghiệp công nghiệp riêng lẻ trên lãnh thổ lân cận có thể đạt tới 1000 km2.
Bảng 2
Vùng ô nhiễm đất xung quanh nguồn ô nhiễm điểm
Khoảng cách từ | Nội dung dư thừa |
|||
nguồn cho | Tỷ lệ TM liên quan đến |
|||
bụi bẩn tính bằng km | đến nền |
|||
Khu vực an ninh của doanh nghiệp | ||||
Các vùng ô nhiễm đất và kích thước của chúng có liên quan chặt chẽ với các vectơ gió thịnh hành. Hình nổi, thảm thực vật và các tòa nhà đô thị có thể thay đổi hướng và tốc độ chuyển động của lớp không khí trên bề mặt. Tương tự như các vùng ô nhiễm đất, các vùng ô nhiễm thực vật cũng có thể được xác định.
DI CHUYỂN KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT
Sự tích tụ của phần chính các chất ô nhiễm được quan sát chủ yếu ở tầng đất tích tụ mùn, nơi chúng bị ràng buộc bởi aluminosilicates, khoáng chất không silicat và các chất hữu cơ do các phản ứng tương tác khác nhau. Thành phần và số lượng các nguyên tố được giữ lại trong đất phụ thuộc vào hàm lượng và thành phần mùn, điều kiện axit-bazơ và oxi hóa khử, khả năng hấp phụ và cường độ hấp thụ sinh học. Một số kim loại nặng được các thành phần này giữ lại chắc chắn và không những không tham gia di chuyển dọc theo mặt cắt đất mà còn không gây nguy hiểm
đối với các sinh vật sống. Những hậu quả tiêu cực về môi trường của ô nhiễm đất có liên quan đến các hợp chất kim loại di động.
TRONG trong phẫu diện đất, dòng chảy công nghệ của các chất gặp phải một số rào cản địa hóa đất. Chúng bao gồm các tầng cacbonat, thạch cao và phù sa (phù tích-sắt-mùn). Một số nguyên tố có độc tính cao có thể chuyển hóa thành các hợp chất mà thực vật khó tiếp cận; các nguyên tố khác, di động trong môi trường địa hóa đất nhất định, có thể di chuyển trong cột đất, gây nguy hiểm tiềm tàng cho quần thể sinh vật. Khả năng di chuyển của các nguyên tố phần lớn phụ thuộc vào điều kiện axit-bazơ và oxi hóa khử trong đất. Trong đất trung tính, các hợp chất Zn, V, As và Se di động và có thể bị rửa trôi khi đất ướt theo mùa.
Sự tích lũy các hợp chất di động của các nguyên tố đặc biệt nguy hiểm đối với sinh vật phụ thuộc vào chế độ nước và không khí của đất: sự tích lũy thấp nhất được quan sát thấy ở đất thấm của chế độ rửa trôi, nó tăng lên ở đất có chế độ không rửa trôi và tối đa ở đất có chế độ tiết dịch. Ở nồng độ bay hơi và phản ứng kiềm Se, As, V có thể tích lũy trong đất ở dạng dễ tiếp cận, còn trong môi trường khử, Hg có thể tích lũy ở dạng hợp chất methyl hóa.
Tuy nhiên, cần lưu ý rằng trong các điều kiện của chế độ lọc, khả năng di chuyển của kim loại được nhận ra và chúng có thể được đưa ra ngoài mặt đất, là nguồn gây ô nhiễm thứ cấp. nước ngầm.
TRONG Ở các loại đất chua với điều kiện oxy hóa chiếm ưu thế (đất podzolic, thoát nước tốt), các kim loại nặng như Cd và Hg dễ dàng chuyển động. Ngược lại, Pb, As và Se tạo thành các hợp chất có độ linh động thấp, có thể tích tụ trong tầng mùn và phù sa và ảnh hưởng tiêu cực đến trạng thái sinh vật đất. Nếu S có mặt trong các chất ô nhiễm, trong điều kiện khử, môi trường hydro sunfua thứ cấp được tạo ra và nhiều kim loại tạo thành sunfua không hòa tan hoặc ít tan.
TRONG Trong đất đầm lầy, Mo, V, As và Se hiện diện ở dạng ít vận động. Một phần đáng kể các nguyên tố trong đất đầm lầy có tính axit hiện diện ở dạng tương đối di động và nguy hiểm cho vật chất sống; đây là các hợp chất Pb, Cr, Ni, Co, Cu, Zn, Cd và Hg. Ở đất hơi chua và trung tính, thông khí tốt, các hợp chất Pb ít tan được hình thành, đặc biệt là trong quá trình bón vôi. Trong đất trung tính, các hợp chất Zn, V, As, Se có tính di động còn Cd và Hg có thể được giữ lại trong các tầng mùn và phù sa. Khi độ kiềm tăng lên, nguy cơ ô nhiễm đất bởi các nguyên tố được liệt kê sẽ tăng lên.
KHÁI NIỆM GIÁM SÁT SINH THÁI ĐẤT
Quan trắc môi trường đất – hệ thống thường xuyên không
hạn chế trong việc kiểm soát không gian và thời gian của đất, cung cấp thông tin về tình trạng của chúng nhằm đánh giá quá khứ, hiện tại và dự đoán những thay đổi trong tương lai. Giám sát đất nhằm mục đích phát hiện những thay đổi do con người gây ra trong đất mà cuối cùng có thể gây hại cho sức khỏe con người. Vai trò đặc biệt của giám sát đất là do tất cả những thay đổi về thành phần và tính chất của đất đều được phản ánh trong việc thực hiện các chức năng sinh thái của đất và do đó phản ánh trạng thái của sinh quyển.
Điều quan trọng là trong đất, không giống như không khí trong khí quyển và nước mặt, hậu quả môi trường do tác động của con người thường xuất hiện muộn hơn nhưng chúng ổn định hơn và kéo dài hơn. Cần phải đánh giá hậu quả lâu dài của tác động này, ví dụ, khả năng huy động các chất ô nhiễm trong đất, do đó đất có thể chuyển từ “kho” chất ô nhiễm thành nguồn thứ cấp.
Các loại quan trắc môi trường đất
Việc xác định các loại hình quan trắc môi trường đất dựa trên sự khác biệt trong việc kết hợp các chỉ tiêu thông tin đất tương ứng với nhiệm vụ của từng chỉ tiêu đó. Dựa trên sự khác biệt về cơ chế và quy mô suy thoái đất, hai nhóm loại hình quan trắc được phân biệt:
reo: nhóm đầu tiên – giám sát toàn cầu, thứ hai - địa phương và khu vực.
Giám sát đất toàn cầu – thành phần giám sát toàn cầu sinh quyển. Nó được thực hiện để đánh giá tác động lên trạng thái đất của hậu quả môi trường do việc vận chuyển các chất ô nhiễm trong khí quyển tầm xa liên quan đến nguy cơ ô nhiễm hành tinh của sinh quyển và các quá trình đi kèm với nó. cấp độ toàn cầu. Kết quả giám sát toàn cầu hoặc sinh quyển mô tả những thay đổi toàn cầu về trạng thái của các sinh vật sống trên hành tinh dưới tác động của hoạt động của con người.
Mục đích của việc giám sát địa phương và khu vực là xác định tác động của suy thoái đất đối với hệ sinh thái của địa phương và khu vực. cấp khu vực và trực tiếp đến điều kiện sống của con người trong lĩnh vực quản lý môi trường.
Giám sát cục bộ còn gọi là vệ sinh hoặc tác động. Nó nhằm mục đích kiểm soát mức độ ô nhiễm trong môi trường do một doanh nghiệp cụ thể thải ra.
Một trong những mạnh mẽ nhất và phổ biến nhất ô nhiễm hóa chất là ô nhiễm kim loại nặng. Kim loại nặng bao gồm hơn 40 nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn D.I. Mendeleev, khối lượng nguyên tử lớn hơn 50 đơn vị nguyên tử.
Nhóm nguyên tố này tham gia tích cực vào các quá trình sinh học, là một phần của nhiều enzyme. Nhóm “kim loại nặng” phần lớn trùng khớp với khái niệm “nguyên tố vi lượng”. Do đó chì, kẽm, cadmium, thủy ngân, molypden, crom, mangan, niken, thiếc, coban, titan, đồng, vanadi là những kim loại nặng.
Nguồn kim loại nặng được chia thành nguồn tự nhiên (phong hóa đá và khoáng sản, quá trình xói mòn, hoạt động núi lửa) và công nghệ (khai thác và chế biến khoáng sản, đốt nhiên liệu, giao thông, hoạt động nông nghiệp). Một số khí thải nhân tạo xâm nhập vào môi trường tự nhiên dưới dạng sol khí mịn được vận chuyển đi một khoảng cách đáng kể và gây ô nhiễm toàn cầu.
Phần còn lại đi vào các hồ chứa không thoát nước, nơi kim loại nặng tích tụ và trở thành nguồn ô nhiễm thứ cấp, tức là. giáo dục ô nhiễm nguy hiểm trong các quá trình vật lý và hóa học xảy ra trực tiếp trong môi trường (ví dụ, sự hình thành khí phosgene độc hại từ các chất không độc hại). Kim loại nặng tích tụ trong đất, đặc biệt là ở tầng mùn phía trên, và bị loại bỏ dần dần qua quá trình rửa trôi, tiêu thụ của thực vật, xói mòn và giảm phát - thổi ra khỏi đất.
Thời gian loại bỏ một nửa hoặc loại bỏ một nửa nồng độ ban đầu là một thời gian dài: đối với kẽm - từ 70 đến 510 năm, đối với cadmium - từ 13 đến 110 năm, đối với đồng - từ 310 đến 1500 năm và đối với chì - từ 740 đến 5900 năm. Trong phần mùn của đất, sự biến đổi cơ bản của các hợp chất có trong nó xảy ra.
Kim loại nặng có khả năng cao với nhiều phản ứng hóa học, lý hóa và sinh học khác nhau. Nhiều chất trong số chúng có hóa trị thay đổi và tham gia vào quá trình oxy hóa khử. Kim loại nặng và các hợp chất của chúng, cũng như các loại khác hợp chất hóa học, có khả năng di chuyển và phân bố lại trong môi trường sống, tức là di cư.
Sự di chuyển của các hợp chất kim loại nặng xảy ra phần lớn ở dạng thành phần khoáng chất hữu cơ. Phần hợp chất hữu cơ, mà kim loại liên kết, được thể hiện bằng các sản phẩm có hoạt tính vi sinh. Thủy ngân được đặc trưng bởi khả năng tích lũy theo đơn vị " chuỗi thức ăn" (điều này đã được thảo luận trước đó). Các vi sinh vật trong đất có thể tạo ra các quần thể kháng thủy ngân, chuyển đổi thủy ngân kim loại thành các chất độc hại đối với các sinh vật bậc cao. Một số loại tảo, nấm và vi khuẩn có khả năng tích tụ thủy ngân trong tế bào.
Thủy ngân, chì, cadmium có trong danh sách chung chất gây ô nhiễm môi trường quan trọng nhất, được các nước thành viên Liên Hợp Quốc đồng ý. Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn về các chất này.
Kim loại nặng- một nhóm các nguyên tố hóa học có tính chất của kim loại (bao gồm cả bán kim loại) và trọng lượng hoặc mật độ nguyên tử đáng kể. Khoảng bốn mươi được biết đến định nghĩa khác nhau kim loại nặng và không thể chỉ ra một trong số chúng là loại được chấp nhận nhiều nhất. Theo đó, danh mục kim loại nặng theo định nghĩa khác nhau sẽ bao gồm các yếu tố khác nhau. Tiêu chí được sử dụng có thể là trọng lượng nguyên tử trên 50, trong trường hợp đó tất cả các kim loại bắt đầu bằng vanadi đều được đưa vào danh sách, bất kể mật độ. Một tiêu chí thường được sử dụng khác là mật độ xấp xỉ bằng hoặc mật độ cao sắt (8 g/cm3), thì danh sách này bao gồm các nguyên tố như chì, thủy ngân, đồng, cadmium, coban, và ví dụ như thiếc nhẹ hơn sẽ bị loại khỏi danh sách. Có các phân loại dựa trên các giá trị khác của mật độ ngưỡng hoặc trọng lượng nguyên tử. Một số phân loại có ngoại lệ đối với quý tộc và kim loại quý hiếm, không phân loại chúng là nặng, một số loại trừ kim loại màu (sắt, mangan).
Thuật ngữ kim loại nặng thường được xem xét không phải từ một hóa chất mà từ quan điểm y tế và môi trường, và do đó, khi được đưa vào danh mục này, không chỉ các tính chất hóa học và vật lý của nguyên tố đó cũng được tính đến, mà còn cả tính chất vật lý của nó. hoạt động sinh học và độc tính cũng như khối lượng sử dụng trong hoạt động kinh tế.
Ngoài chì, thủy ngân được nghiên cứu đầy đủ nhất so với các nguyên tố vi lượng khác.
Thủy ngân phân bố rất kém trong vỏ trái đất(-0,1 x 10-4%), tuy nhiên, nó thuận tiện cho việc chiết xuất vì nó tập trung ở dư lượng sunfua, ví dụ, ở dạng chu sa (HgS). Ở dạng này, thủy ngân tương đối vô hại, nhưng các quá trình khí quyển, hoạt động của núi lửa và con người đã dẫn đến sự tích tụ khoảng 50 triệu tấn kim loại này trong các đại dương trên thế giới. Việc loại bỏ thủy ngân tự nhiên vào đại dương do xói mòn là 5000 tấn/năm và 5000 tấn thủy ngân/năm khác được thực hiện do hoạt động của con người.
Ban đầu, thủy ngân đi vào đại dương dưới dạng Hg2+, sau đó nó tương tác với các chất hữu cơ và với sự trợ giúp của các sinh vật kỵ khí, biến thành các chất độc hại methylmercury (CH3Hg)+ và dimethylmercury (CH3-Hg-CH3). chỉ trong thủy quyển mà còn trong khí quyển, vì nó có tác dụng tương đối huyết áp cao hơi nước Hàm lượng thủy ngân tự nhiên là ~0,003-0,009 μg/m3.
Thủy ngân được đặc trưng bởi thời gian lưu trú ngắn trong nước và nhanh chóng đi vào trầm tích dưới dạng hợp chất với các chất hữu cơ có trong đó. Khi thủy ngân bị hấp phụ bởi trầm tích, nó có thể được giải phóng và hòa tan từ từ trong nước, tạo ra nguồn ô nhiễm mãn tính kéo dài rất lâu sau khi nguồn ô nhiễm ban đầu biến mất.
Sản lượng thủy ngân toàn cầu hiện nay lên tới hơn 10.000 tấn mỗi năm, hầu hết Lượng này được sử dụng trong sản xuất clo. Thủy ngân xâm nhập vào không khí từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch. Phân tích băng từ Greenland Ice Dome đã chỉ ra điều đó từ năm 800 sau Công nguyên. cho đến những năm 1950, hàm lượng thủy ngân vẫn không đổi, nhưng kể từ những năm 50. thế kỷ này, lượng thủy ngân đã tăng gấp đôi. Hình 1 cho thấy các đường di chuyển theo chu kỳ của thủy ngân. Thủy ngân và các hợp chất của nó nguy hiểm đến tính mạng. Methylmercury đặc biệt nguy hiểm đối với động vật và con người vì nó nhanh chóng truyền từ máu vào mô não, phá hủy tiểu não và vỏ não. Triệu chứng lâm sàng một tổn thương như vậy - tê liệt, mất định hướng trong không gian, mất thị lực. Các triệu chứng ngộ độc thủy ngân không xuất hiện ngay lập tức. Một hậu quả khó chịu khác của ngộ độc methylmercury là thủy ngân xâm nhập vào nhau thai và tích tụ trong thai nhi mà người mẹ không hề cảm thấy đau đớn. Methylmercury có tác dụng gây quái thai ở người. Thủy ngân thuộc loại nguy hiểm I.
Kim loại thủy ngân rất nguy hiểm nếu nuốt phải hoặc hít phải hơi của nó. Trong trường hợp này, một người có vị kim loại trong miệng, buồn nôn, nôn, đau bụng, răng chuyển sang màu đen và bắt đầu vỡ vụn. Thủy ngân bị đổ sẽ phân tán thành từng giọt và nếu điều này xảy ra, thủy ngân phải được thu thập cẩn thận.
Các hợp chất thủy ngân vô cơ thực tế không bay hơi nên nguy hiểm khi thủy ngân xâm nhập vào cơ thể qua miệng và da. Muối thủy ngân ăn mòn da và màng nhầy của cơ thể. Việc đưa muối thủy ngân vào cơ thể gây viêm họng, khó nuốt, tê, nôn, đau bụng.
Ở người trưởng thành, uống khoảng 350 mg thủy ngân có thể gây tử vong.
Ô nhiễm thủy ngân có thể được giảm bớt bằng cách cấm sản xuất và sử dụng một số sản phẩm. Không còn nghi ngờ gì nữa, sẽ luôn có ô nhiễm thủy ngân vấn đề cấp tính. Nhưng với sự ra đời của việc kiểm soát chặt chẽ chất thải công nghiệp có chứa thủy ngân, cũng như sản phẩm thực phẩm bạn có thể giảm nguy cơ ngộ độc thủy ngân.
Mỗi năm, khoảng 180 nghìn tấn chì di chuyển trên khắp thế giới do ảnh hưởng của các quá trình khí quyển. Trong quá trình khai thác và chế biến quặng chì, hơn 20% lượng chì bị thất thoát. Ngay cả ở những giai đoạn này, lượng chì thải ra môi trường cũng bằng với lượng chì đi vào môi trường do tác động của các quá trình khí quyển lên đá lửa.
Nguồn ô nhiễm chì nghiêm trọng nhất trong môi trường sống của sinh vật là khí thải động cơ ô tô. Chất chống kích nổ tetramethyl - hay tetraethyl swinep - đã được thêm vào hầu hết các loại xăng kể từ năm 1923 với lượng khoảng 80 mg/l. Khi lái xe, từ 25 đến 75% lượng chì này được thải vào khí quyển, tùy thuộc vào điều kiện lái xe. Phần lớn nó lắng xuống mặt đất, nhưng một phần đáng chú ý của nó vẫn còn trong không khí.
Bụi chì không chỉ bao phủ hai bên đường cao tốc và đất trong và xung quanh các thành phố công nghiệp, nó còn được tìm thấy trong băng ở Bắc Greenland, và năm 1756 hàm lượng chì trong băng là 20 µg/t, năm 1860 đã là 50 µg. /t, và vào năm 1965 - 210 µg/t.
Các nguồn gây ô nhiễm chì chủ yếu bao gồm các nhà máy điện và bếp đốt than trong gia đình.
Nguồn ô nhiễm chì trong nhà có thể bao gồm đồ gốm tráng men; chì có trong chất màu.
Chì không phải là một yếu tố quan trọng. Nó độc hại và thuộc loại nguy hiểm I. Các hợp chất vô cơ của nó làm gián đoạn quá trình trao đổi chất và là chất ức chế enzyme (giống như hầu hết các kim loại nặng). Một trong những hậu quả tai hại nhất của hành động hợp chất vô cơ Chì được coi là có khả năng thay thế canxi trong xương và là nguồn gây ngộ độc thường xuyên trong thời gian dài. Thời gian bán hủy sinh học của chì trong xương là khoảng 10 năm. Lượng chì tích lũy trong xương tăng theo tuổi tác, ở độ tuổi 30-40 ở những người nghề nghiệp không liên quan đến ô nhiễm chì là 80-200 mg.
Các hợp chất chì hữu cơ thậm chí còn được coi là độc hại hơn các hợp chất chì vô cơ.
Cadmium, kẽm và đồng là những kim loại quan trọng nhất khi nghiên cứu các vấn đề ô nhiễm vì chúng phổ biến trên thế giới và có đặc tính độc hại. Cadmium và kẽm (cũng như chì và thủy ngân) được tìm thấy chủ yếu trong trầm tích sunfua. Là kết quả của quá trình khí quyển, những nguyên tố này dễ dàng xâm nhập vào đại dương.
Khoảng 1 triệu kg cadmium đi vào khí quyển hàng năm do hoạt động của các nhà máy luyện kim, chiếm khoảng 45% tổng lượng ô nhiễm của nguyên tố này. 52% chất gây ô nhiễm đến từ việc đốt hoặc tái chế các sản phẩm có chứa cadmium. Cadmium có tính bay hơi tương đối cao nên dễ dàng xâm nhập vào khí quyển. Các nguồn gây ô nhiễm không khí do kẽm cũng giống như cadmium.
Cadmium xâm nhập vào vùng nước tự nhiên do sử dụng nó trong các quy trình và thiết bị mạ điện. Các nguồn gây ô nhiễm kẽm nghiêm trọng nhất trong nước là các nhà máy luyện kẽm và nhà máy mạ điện.
Phân bón là nguồn có khả năng gây ô nhiễm cadmium. Trong trường hợp này, cadmium được đưa vào thực vật được con người tiêu thụ dưới dạng thực phẩm và ở cuối chuỗi sẽ đi vào cơ thể con người. Cadmium và kẽm dễ dàng xâm nhập vào nước biển và đại dương thông qua mạng lưới bề mặt và nước ngầm.
Cadmium và kẽm tích tụ trong một số cơ quan của động vật (đặc biệt là gan và thận).
Kẽm là chất ít độc nhất trong tất cả các kim loại nặng nêu trên. Tuy nhiên, tất cả các nguyên tố đều trở nên độc hại nếu vượt quá mức; kẽm cũng không ngoại lệ. Tác dụng sinh lý kẽm hoạt động như một chất kích hoạt enzyme. TRONG số lượng lớn gây nôn mửa, liều này khoảng 150 mg cho người lớn.
Cadmium độc hơn nhiều so với kẽm. Nó và các hợp chất của nó thuộc loại nguy hiểm I. Nó thâm nhập vào cơ thể con người trong một thời gian dài. Hít phải không khí có nồng độ cadmium 5 mg/m3 trong 8 giờ có thể dẫn đến tử vong.
Khi bị ngộ độc cadmium mãn tính, protein xuất hiện trong nước tiểu và huyết áp tăng cao.
Khi nghiên cứu sự hiện diện của cadmium trong các sản phẩm thực phẩm, người ta phát hiện ra rằng chất bài tiết cơ thể con người hiếm khi chứa nhiều cadmium như đã được hấp thụ. Hiện tại chưa có sự đồng thuận về hàm lượng cadmium an toàn có thể chấp nhận được trong thực phẩm.
Một trong những cách hiệu quả để ngăn chặn sự xâm nhập của cadmium và kẽm dưới dạng ô nhiễm là đưa ra các biện pháp kiểm soát hàm lượng các kim loại này trong khí thải từ các nhà máy luyện kim và các doanh nghiệp công nghiệp khác.
Ngoài các kim loại đã thảo luận trước đó (thủy ngân, chì, cadmium, kẽm), còn có các nguyên tố độc hại khác mà việc chúng xâm nhập vào môi trường sống của sinh vật do hoạt động của con người là mối quan tâm nghiêm trọng.
Antimon hiện diện cùng với asen trong quặng chứa sunfua kim loại. Sản lượng antimon thế giới khoảng 70 tấn mỗi năm. Antimon là một thành phần của hợp kim, được sử dụng trong sản xuất diêm và ở dạng nguyên chất được sử dụng trong chất bán dẫn.
Tác dụng độc hại của antimon tương tự như asen. Một lượng lớn antimon gây nôn mửa; khi bị ngộ độc antimon mãn tính, đường tiêu hóa sẽ bị khó chịu, kèm theo nôn mửa và thân nhiệt giảm. Asen tồn tại tự nhiên ở dạng sunfat. Hàm lượng của nó trong chất cô đặc chì-kẽm là khoảng 1%. Do tính dễ bay hơi của nó, nó dễ dàng đi vào bầu khí quyển.
Nguồn gây ô nhiễm mạnh nhất với kim loại này là thuốc diệt cỏ ( hóa chất diệt cỏ dại), thuốc diệt nấm (chất chống nấm bệnh cho cây) và thuốc trừ sâu (chất chống côn trùng gây hại).
Theo đặc tính độc hại của nó, asen là chất độc tích tụ. Dựa vào mức độ độc tính, cần phân biệt giữa asen nguyên tố và các hợp chất của nó. Asen nguyên tố tương đối ít độc hại nhưng có đặc tính gây quái thai. Những tác động có hại lên vật liệu di truyền (tính gây đột biến) đang bị tranh cãi.
Các hợp chất asen được hấp thu chậm qua da và hấp thu nhanh qua phổi và đường tiêu hóa. Liều gây chết ngườiđối với người - 0,15-0,3 g. Ngộ độc mãn tính gây bệnh thần kinh, suy nhược, tê chân tay, ngứa, sạm da, teo tủy, thay đổi gan. Các hợp chất của asen là chất gây ung thư cho con người. Asen và các hợp chất của nó thuộc loại nguy hiểm II.
Cobalt không được sử dụng rộng rãi. Ví dụ, nó được sử dụng trong ngành thép và sản xuất polyme. Khi ăn vào với số lượng lớn, coban ảnh hưởng tiêu cực đến hàm lượng huyết sắc tố trong máu người và có thể gây ra các bệnh về máu. Cobalt được cho là nguyên nhân gây ra bệnh Graves. Nguyên tố này rất nguy hiểm cho sự sống của sinh vật do hàm lượng cực cao của nó. khả năng phản ứng và thuộc loại nguy hiểm I.
Đồng được tìm thấy trong trầm tích sunfua cùng với chì, cadamium và kẽm. Nó hiện diện với số lượng nhỏ trong kẽm cô đặc và có thể được chuyển vào khoảng cách xa với không khí và nước. Hàm lượng đồng bất thường được tìm thấy trong thực vật có không khí và nước. Mức độ đồng bất thường được tìm thấy trong thực vật và đất cách nhà máy luyện kim hơn 8 km. Muối đồng thuộc loại nguy hiểm II. Tính chất độc hại của đồng được nghiên cứu ít hơn nhiều so với tính chất tương tự của các nguyên tố khác. Sự hấp thụ một lượng lớn đồng của con người dẫn đến bệnh Wilson, với lượng đồng dư thừa tích tụ trong mô não, da, gan và tuyến tụy.
Hàm lượng mangan tự nhiên trong thực vật, động vật và đất rất cao. Các lĩnh vực sản xuất mangan chính là sản xuất thép hợp kim, hợp kim, pin điện và các nguồn dòng điện hóa học khác. Sự hiện diện của mangan trong không khí vượt quá định mức (MPC trung bình hàng ngày của mangan trong khí quyển - không khí của các khu dân cư - là 0,01 mg/m3) có tác động có hại đối với cơ thể con người, thể hiện ở mức độ ngày càng tăng. phá hủy hệ thống thần kinh trung ương. Mangan thuộc loại nguy hiểm cấp II.
Ion kim loại là thành phần thiết yếu của các vùng nước tự nhiên. Tùy thuộc vào điều kiện môi trường (pH, thế oxy hóa khử, sự có mặt của phối tử), chúng tồn tại ở dạng mức độ khác nhau oxy hóa và là một phần của nhiều hợp chất vô cơ và hữu cơ, có thể hòa tan thực sự, phân tán keo hoặc một phần của huyền phù khoáng chất và hữu cơ. Ngược lại, các dạng kim loại hòa tan thực sự rất đa dạng, liên quan đến các quá trình thủy phân, trùng hợp thủy phân (hình thành phức hợp hydroxo đa nhân) và tạo phức với các phối tử khác nhau. Theo đó, cả tính chất xúc tác của kim loại và khả năng sử dụng của chúng đối với vi sinh vật dưới nước đều phụ thuộc vào hình thức tồn tại của chúng trong hệ sinh thái thủy sinh. Nhiều kim loại tạo thành phức chất khá mạnh với chất hữu cơ; những phức hợp này là một trong những hình thức di chuyển quan trọng nhất của các nguyên tố vào vùng nước tự nhiên. Hầu hết các phức hợp hữu cơ được hình thành thông qua chu trình chelate và ổn định. Các phức chất được hình thành bởi axit đất với muối sắt, nhôm, titan, uranium, vanadi, đồng, molypden và các kim loại nặng khác hòa tan tương đối tốt trong môi trường trung tính, hơi axit và hơi kiềm. Do đó, các phức hợp hữu cơ kim loại có khả năng di chuyển trong vùng nước tự nhiên trên một khoảng cách rất xa. Điều này đặc biệt quan trọng đối với nước bề mặt và có hàm lượng khoáng chất thấp, trong đó việc hình thành các phức chất khác là không thể.
Kim loại nặng và muối của chúng là chất gây ô nhiễm công nghiệp phổ biến. Chúng xâm nhập vào các vùng nước từ nguồn tự nhiên(đá, lớp đất mặt và nước ngầm), với nước thải từ nhiều doanh nghiệp công nghiệp và lượng mưa trong khí quyển, bị ô nhiễm do khói thải.
Kim loại nặng dưới dạng nguyên tố vi lượng liên tục được tìm thấy trong các nguồn chứa tự nhiên và các cơ quan của sinh vật dưới nước (xem bảng). Tùy thuộc vào điều kiện địa hóa, người ta quan sát thấy sự dao động rộng rãi về mức độ của chúng.
Nguồn chì tự nhiên xâm nhập vào nước mặt là quá trình hòa tan các khoáng chất nội sinh (galena) và ngoại sinh (anglesite, cerussite, v.v.). Sự gia tăng đáng kể hàm lượng chì trong môi trường (kể cả trong nước mặt) có liên quan đến việc đốt than, sử dụng chì tetraethyl làm chất chống kích nổ trong nhiên liệu động cơ và việc loại bỏ các nhà máy chế biến quặng và một số nhà máy luyện kim vào môi trường. các vùng nước có nước thải. sản xuất hóa chất, hầm mỏ, v.v.
Sự hiện diện của niken trong nước tự nhiên là do thành phần của các loại đá mà nước đi qua: nó được tìm thấy ở những nơi lắng đọng quặng đồng-niken sunfua và quặng sắt-niken. Nó xâm nhập vào nước từ đất và từ các sinh vật thực vật và động vật trong quá trình phân hủy của chúng. Hàm lượng niken tăng so với các loại tảo khác được tìm thấy ở tảo xanh lam. Các hợp chất niken cũng xâm nhập vào các vùng nước cùng với nước thải từ các cửa hàng và nhà máy mạ niken. cao su tổng hợp, nhà máy tập trung niken. Lượng khí thải niken khổng lồ đi kèm với việc đốt nhiên liệu hóa thạch. Nồng độ của nó có thể giảm do sự kết tủa của các hợp chất như xyanua, sunfua, cacbonat hoặc hydroxit (với giá trị pH ngày càng tăng), do các sinh vật dưới nước tiêu thụ và quá trình hấp phụ. Trong nước mặt, các hợp chất niken ở trạng thái hòa tan, lơ lửng và keo, tỷ lệ định lượng giữa chúng phụ thuộc vào thành phần của nước, nhiệt độ và giá trị pH. Chất hấp phụ cho hợp chất niken có thể là hydroxit sắt, các chất hữu cơ, canxi cacbonat phân tán cao và đất sét.
Các hợp chất coban xâm nhập vào nước tự nhiên do quá trình lọc từ pyrit đồng và các quặng khác, từ đất trong quá trình phân hủy sinh vật và thực vật, cũng như nước thải từ các nhà máy luyện kim, luyện kim và hóa chất. Một lượng coban đến từ đất là kết quả của sự phân hủy của các sinh vật thực vật và động vật. Các hợp chất coban trong nước tự nhiên ở trạng thái hòa tan và lơ lửng, tỷ lệ định lượng giữa chúng được xác định thành phần hóa học giá trị nước, nhiệt độ và pH.
Hiện nay, có hai nhóm phương pháp phân tích chính để xác định kim loại nặng: phương pháp điện hóa và phương pháp quang phổ. Gần đây, với sự phát triển của vi điện tử, các phương pháp điện hóa đã có những bước phát triển mới, trong khi trước đây chúng dần được thay thế bằng phương pháp quang phổ. Trong số các phương pháp quang phổ để xác định kim loại nặng, phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử chiếm vị trí đầu tiên với các nguyên tử hóa mẫu khác nhau: quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (FAAS) và quang phổ hấp thụ nguyên tử với nguyên tử hóa nhiệt điện trong tế bào than chì (GF AAS). Các phương pháp chính để xác định đồng thời một số nguyên tố là phép đo phổ phát xạ nguyên tử plasma kết hợp cảm ứng (ICP-AES) và phép đo khối phổ plasma kết hợp cảm ứng (ICP-MS). Ngoại trừ ICP-MS, các phương pháp đo quang phổ khác có giới hạn phát hiện quá cao để xác định kim loại nặng trong nước.
Việc xác định hàm lượng kim loại nặng trong mẫu được thực hiện bằng cách chuyển mẫu vào dung dịch - thông qua hòa tan hóa học trong dung môi thích hợp (nước, dung dịch nước của axit, ít thường là kiềm hơn) hoặc phản ứng tổng hợp với dòng thích hợp từ kiềm, oxit, muối, sau đó rửa sạch bằng nước. Sau đó, hợp chất của kim loại mong muốn được chuyển thành kết tủa bằng cách thêm dung dịch thuốc thử thích hợp - muối hoặc kiềm, kết tủa được tách ra, sấy khô hoặc nung đến khối lượng không đổi và hàm lượng kim loại nặng được xác định bằng cách cân trên cân phân tích và tính toán lại hàm lượng ban đầu có trong mẫu. Khi được sử dụng một cách chuyên nghiệp, phương pháp này mang lại hiệu quả cao nhất giá trị chính xác hàm lượng kim loại nặng nhưng đòi hỏi nhiều thời gian.
Để xác định hàm lượng kim loại nặng phương pháp điện hóa mẫu cũng phải được chuyển vào dung dịch nước. Sau đó, hàm lượng kim loại nặng được xác định bằng các phương pháp điện hóa khác nhau - phân cực (vôn lượng kế), đo điện thế, đo điện lượng, đo độ dẫn và các phương pháp khác, cũng như sự kết hợp của một số phương pháp này với chuẩn độ. Cơ sở xác định hàm lượng kim loại nặng bằng các phương pháp này là phân tích đặc tính dòng điện, điện thế của điện cực chọn lọc ion, điện tích tích phân cần thiết cho sự lắng đọng kim loại mong muốn trên điện cực của tế bào điện hóa (cathode) , độ dẫn điện của dung dịch, v.v., cũng như kiểm soát điện hóa của các phản ứng trung hòa và các phản ứng khác trong dung dịch. Sử dụng các phương pháp này có thể xác định được kim loại nặng lên tới 10-9 mol/l.
Đất là môi trường chính để kim loại nặng xâm nhập, bao gồm từ khí quyển và môi trường nước. Nó cũng đóng vai trò là nguồn gây ô nhiễm thứ cấp cho không khí bề mặt và nước chảy từ nó vào Đại dương Thế giới. Từ đất, kim loại nặng được thực vật hấp thụ, sau đó trở thành thức ăn cho các động vật có tổ chức cao hơn.
Thời gian lưu trú của các thành phần gây ô nhiễm trong đất cao hơn nhiều so với các phần khác của sinh quyển, dẫn đến sự thay đổi thành phần và tính chất của đất như một hệ động lực và cuối cùng gây ra sự mất cân bằng trong các quá trình sinh thái.
Trong điều kiện tự nhiên bình thường, mọi quá trình diễn ra trong đất đều diễn ra cân bằng. Những thay đổi về thành phần và tính chất của đất có thể do các hiện tượng tự nhiên gây ra, nhưng phần lớn nguyên nhân là do con người làm xáo trộn trạng thái cân bằng của đất:
- sự vận chuyển các chất ô nhiễm trong khí quyển dưới dạng sol khí và bụi (kim loại nặng, flo, asen, oxit lưu huỳnh, nitơ, v.v.)
- ô nhiễm nông nghiệp (phân bón, thuốc trừ sâu)
- ô nhiễm khủng khiếp - bãi thải sản xuất và phát thải quy mô lớn từ các tổ hợp nhiên liệu và năng lượng
- ô nhiễm do dầu mỏ và các sản phẩm dầu mỏ
- rác thực vật. Các chất độc hại ở bất kỳ trạng thái nào đều được lá hấp thụ hoặc lắng đọng trên bề mặt lá. Sau đó, khi lá rụng, các hợp chất này sẽ xâm nhập vào đất.
Việc xác định kim loại nặng chủ yếu được thực hiện ở các vùng đất nằm trong vùng thảm họa môi trường, trên đất nông nghiệp tiếp giáp với đất bị ô nhiễm kim loại nặng và trên các cánh đồng dành cho canh tác sản phẩm hữu cơ.
Trong các mẫu đất, các dạng kim loại nặng “di động” hoặc tổng hàm lượng của chúng được xác định. Về nguyên tắc, khi cần kiểm soát ô nhiễm công nghệđất có kim loại nặng, người ta thường xác định tổng hàm lượng của chúng. Tuy nhiên, hàm lượng tổng không phải lúc nào cũng mô tả mức độ nguy hiểm của ô nhiễm đất, vì đất có khả năng liên kết các hợp chất kim loại, biến chúng thành các hợp chất mà thực vật không thể tiếp cận được. Sẽ đúng hơn khi nói về vai trò của các hình thức “di động” và “dễ tiếp cận” đối với thực vật. Nên xác định hàm lượng các dạng kim loại di động trong trường hợp tổng lượng trong đất cao, cũng như khi cần mô tả sự di chuyển của các chất ô nhiễm kim loại từ đất sang thực vật.
Nếu đất bị ô nhiễm kim loại nặng và hạt nhân phóng xạ thì gần như không thể làm sạch được chúng. Được biết đến bây giờ cách duy nhất: gieo những loại cây trồng phát triển nhanh trên những loại đất như vậy để tạo ra khối lượng thực vật lớn. Những loại cây trồng chiết xuất kim loại nặng phải bị tiêu hủy sau khi chín. Phải mất hàng thập kỷ để khôi phục đất bị ô nhiễm.
Các kim loại nặng có độc tính cao bao gồm chì, thủy ngân, niken, đồng, cadmium, kẽm, thiếc, mangan, crom, asen, nhôm và sắt. Những chất này được sử dụng rộng rãi trong sản xuất, do đó chúng tích tụ với số lượng lớn trong môi trường và dễ dàng xâm nhập vào cơ thể con người bằng cả thức ăn, nước uống và hít phải không khí.
Khi hàm lượng kim loại nặng trong cơ thể vượt quá nồng độ tối đa cho phép, tác động tiêu cực của chúng đối với con người bắt đầu. Ngoài những hậu quả trực tiếp dưới dạng ngộ độc, còn có những hậu quả gián tiếp - các ion kim loại nặng làm tắc nghẽn các kênh của thận và gan, do đó làm giảm khả năng lọc của các cơ quan này. Kết quả là, chất độc và chất thải tế bào tích tụ trong cơ thể, dẫn đến sức khỏe con người suy giảm nói chung.
Toàn bộ mối nguy hiểm khi tiếp xúc với kim loại nặng nằm ở chỗ chúng tồn tại mãi mãi trong cơ thể con người. Chúng chỉ có thể được loại bỏ bằng cách tiêu thụ protein có trong sữa và nấm porcini, cũng như pectin, có thể tìm thấy trong mứt cam, thạch trái cây và quả mọng. Điều rất quan trọng là tất cả các sản phẩm đều được sản xuất ở những khu vực thân thiện với môi trường và không chứa các chất độc hại.
CƠ QUAN VẬN TẢI HÀNG HẢI VÀ SÔNG LIÊN BANG
CƠ SỞ GIÁO DỤC NGÂN SÁCH LIÊN BANG
GIÁO DỤC CHUYÊN NGHIỆP CAO CẤP
ĐẠI HỌC HÀNG HẢI
được đặt theo tên Đô đốc G.I. Nevelsky
Cục Bảo vệ Môi trường
TÓM TẮT
trong môn học "Các quá trình hóa lý"
Hậu quả của việc đất bị ô nhiễm kim loại nặng và hạt nhân phóng xạ.
Giáo viên kiểm tra:
Firsova L.Yu.
Hoàn thành bởi sinh viên gr. ___
Khodanova S.V.
Vladivostok 2012
NỘI DUNG
Giới thiệu
1 Kim loại nặng trong đất
Phần kết luận
Danh sách các nguồn được sử dụng
GIỚI THIỆU
Đất không chỉ là một môi trường trơ trên bề mặt nơi hoạt động của con người diễn ra mà còn là một hệ thống năng động, phát triển bao gồm nhiều thành phần hữu cơ và vô cơ, có mạng lưới các lỗ rỗng và lỗ rỗng, và chúng lần lượt chứa khí và chất lỏng. . Sự phân bố không gian của các thành phần này quyết định các loại đất chính trên toàn cầu.
Ngoài ra, đất còn chứa một số lượng lớn sinh vật sống, chúng được gọi là biota: từ vi khuẩn và nấm đến giun và động vật gặm nhấm. Đất được hình thành trên đá mẹ dưới tác động tổng hợp của khí hậu, thảm thực vật, sinh vật đất và thời gian. Vì vậy, những thay đổi của bất kỳ yếu tố nào trong số này đều có thể dẫn đến những thay đổi trong đất. Quá trình hình thành đất là một quá trình lâu dài: quá trình hình thành lớp đất dày 30 cm mất từ 1000 đến 10.000 năm. Do đó, tốc độ hình thành đất thấp đến mức đất có thể được coi là nguồn tài nguyên không thể tái tạo.
Lớp đất bao phủ Trái Đất là thành phần thiết yếu sinh quyển của Trái đất. Chính lớp vỏ đất quyết định nhiều quá trình xảy ra trong sinh quyển. Tầm quan trọng quan trọng nhất của đất là sự tích tụ chất hữu cơ, các nguyên tố hóa học khác nhau và năng lượng. Lớp phủ đất có chức năng như một chất hấp thụ sinh học, loại bỏ và trung hòa các chất ô nhiễm khác nhau. Nếu liên kết sinh quyển này bị phá hủy thì hoạt động hiện tại của sinh quyển sẽ bị gián đoạn không thể phục hồi được. Đó là lý do tại sao việc nghiên cứu ý nghĩa sinh hóa toàn cầu của lớp phủ đất là vô cùng quan trọng. trạng thái hiện tại và những thay đổi do hoạt động của con người gây ra.
1 Kim loại nặng trong đất
- Nguồn kim loại nặng xâm nhập vào đất
Trong số các HM có nhiều nguyên tố vi lượng có vai trò quan trọng về mặt sinh học đối với sinh vật sống. Chúng là thành phần cần thiết và không thể thiếu của chất xúc tác sinh học và chất điều hòa sinh học của các quá trình sinh lý quan trọng nhất. Tuy nhiên, hàm lượng kim loại nặng dư thừa trong các vật thể khác nhau của sinh quyển có tác dụng gây suy nhược và thậm chí gây độc cho các sinh vật sống.
Nguồn kim loại nặng xâm nhập vào đất được chia thành tự nhiên (phong hóa đá và khoáng chất, quá trình xói mòn, hoạt động núi lửa) và công nghệ (khai thác và chế biến khoáng sản, đốt cháy nhiên liệu, ảnh hưởng của phương tiện giao thông, nông nghiệp, v.v.). Ngoài ra, đất nông nghiệp Trước ô nhiễm qua không khí, HM còn bị ô nhiễm đặc biệt trong quá trình sử dụng thuốc trừ sâu, phân khoáng và phân hữu cơ, bón vôi, sử dụng nước thải. Gần đây, các nhà khoa học đặc biệt quan tâm đến đất đô thị. Sau này đang trải qua một quá trình công nghệ quan trọng, một phần không thể thiếu trong đó là ô nhiễm HM.
HM tiếp cận bề mặt đất dưới nhiều hình thức khác nhau. Đây là những oxit và các loại muối khác nhau kim loại, cả hòa tan và thực tế không hòa tan trong nước (sulfua, sunfat, arsenit, v.v.). Trong khí thải của các doanh nghiệp chế biến quặng và doanh nghiệp luyện kim màu - nguồn gây ô nhiễm môi trường chính do kim loại nặng - phần lớn kim loại (70-90%) tồn tại ở dạng oxit.
Khi ở trên bề mặt đất, HM có thể tích tụ hoặc tiêu tan, tùy thuộc vào bản chất của các rào cản địa hóa vốn có ở một khu vực nhất định.
Hầu hết các HM đến trên bề mặt đất đều cố định ở các tầng mùn phía trên. HM được hấp phụ trên bề mặt các hạt đất, liên kết với các chất hữu cơ trong đất, đặc biệt ở dạng các hợp chất hữu cơ nguyên tố, tích tụ trong các hydroxit sắt, tạo thành một phần của mạng tinh thể các khoáng sét, tạo ra các khoáng riêng do quá trình đẳng cấu. thay thế và ở trạng thái hòa tan trong độ ẩm của đất và trạng thái khí trong không khí trong đất phần không thể thiếu sinh vật đất.
Mức độ di chuyển của kim loại nặng phụ thuộc vào tình hình địa hóa và mức độ tác động của công nghệ. Sự phân bố kích thước hạt nặng và hàm lượng chất hữu cơ cao dẫn đến sự liên kết của HM trong đất. Sự gia tăng giá trị pH làm tăng khả năng hấp phụ của các kim loại tạo cation (đồng, kẽm, niken, thủy ngân, chì, v.v.) và làm tăng tính linh động của các kim loại tạo anion (molypden, crom, vanadi, v.v.). Tăng điều kiện oxy hóa làm tăng khả năng di chuyển của kim loại. Kết quả là, tùy theo khả năng liên kết của phần lớn các HM, các loại đất tạo thành các dãy sau: đất xám > đất chernozem > đất sũng nước-podzolic.
- Ô nhiễm đất do kim loại nặng
Thứ hai, tích lũy với số lượng lớn trong đất, HM có khả năng làm thay đổi nhiều tính chất của nó. Trước hết, những thay đổi ảnh hưởng đến các đặc tính sinh học của đất: tổng số vi sinh vật giảm, thành phần loài (đa dạng) của chúng bị thu hẹp, cấu trúc của quần thể vi sinh vật thay đổi, cường độ của các quá trình vi sinh cơ bản và hoạt động của các enzyme trong đất giảm, v.v. . Ô nhiễm kim loại nặng nghiêm trọng dẫn đến thay đổi các đặc tính bảo thủ hơn của đất, chẳng hạn như tình trạng mùn, cấu trúc, độ pH, v.v. Kết quả của việc này là một phần và trong một số trường hợp là mất hoàn toàn độ phì nhiêu của đất.
- Những dị thường tự nhiên và nhân tạo
Đất, không giống như các thành phần khác của môi trường tự nhiên, không chỉ tích tụ các thành phần ô nhiễm về mặt địa hóa mà còn hoạt động như một lớp đệm tự nhiên kiểm soát sự vận chuyển các nguyên tố và hợp chất hóa học vào khí quyển, thủy quyển và vật chất sống.
Nhiều loài thực vật, động vật và con người cần có thành phần đất và nước nhất định cho sự sống của chúng. Ở những nơi có dị thường địa hóa, việc truyền tải những sai lệch so với định mức trong thành phần khoáng chất trở nên trầm trọng hơn trong toàn bộ chuỗi thức ăn. Do rối loạn dinh dưỡng khoáng, thay đổi thành phần loài của quần thể thực vật, động vật và vi sinh vật, bệnh tật của các dạng thực vật hoang dã, giảm số lượng và chất lượng cây trồng nông nghiệp và sản phẩm chăn nuôi, tăng tỷ lệ mắc bệnh. trong dân số và tuổi thọ giảm được quan sát thấy.
Tác dụng độc hại của HM đối với hệ thống sinh học chủ yếu là do chúng dễ dàng liên kết với các nhóm protein sulfhydryl (bao gồm cả enzyme), ngăn chặn sự tổng hợp của chúng và do đó làm gián đoạn quá trình trao đổi chất trong cơ thể.
Các sinh vật sống đã phát triển nhiều cơ chế kháng HM khác nhau: từ khử ion HM thành các hợp chất ít độc hơn đến kích hoạt hệ thống vận chuyển ion giúp loại bỏ các ion độc hại từ tế bào ra môi trường bên ngoài một cách hiệu quả và đặc biệt.
Hậu quả rõ rệt nhất của tác động của kim loại nặng lên sinh vật sống, biểu hiện ở các tầng sinh địa và cấp độ sinh quyển tổ chức vật chất sống là ngăn chặn quá trình oxy hóa của chất hữu cơ. Điều này dẫn đến giảm tốc độ khoáng hóa và tích lũy trong hệ sinh thái. Đồng thời, sự gia tăng nồng độ chất hữu cơ khiến nó liên kết với HM, giúp giảm tải tạm thời cho hệ sinh thái. Việc giảm tốc độ phân hủy chất hữu cơ do giảm số lượng sinh vật, sinh khối và cường độ hoạt động sống được coi là phản ứng thụ động của hệ sinh thái đối với ô nhiễm HM. Khả năng chống chịu tích cực của sinh vật đối với tải trọng do con người gây ra chỉ được biểu hiện trong quá trình tích lũy kim loại trong suốt cuộc đời của cơ thể và bộ xương. Các loài có khả năng kháng cự cao nhất chịu trách nhiệm cho quá trình này.
Sức đề kháng của các sinh vật sống, chủ yếu là thực vật, trước nồng độ kim loại nặng cao và khả năng tích lũy nồng độ kim loại cao có thể gây nguy hiểm lớn cho sức khỏe con người, vì chúng cho phép các chất ô nhiễm xâm nhập vào chuỗi thức ăn.
- Tiêu chuẩn hóa hàm lượng kim loại nặng trong đất và làm sạch đất
Có hai cách tiếp cận chính để giải quyết vấn đề xử lý đất bị ô nhiễm kim loại nặng. Việc đầu tiên nhằm mục đích làm sạch đất của HM. Việc thanh lọc có thể được thực hiện bằng cách lọc, chiết xuất HM từ đất với sự trợ giúp của thực vật, bằng cách loại bỏ lớp đất bị ô nhiễm trên cùng, v.v. Cách tiếp cận thứ hai dựa trên việc cố định HM trong đất, chuyển chúng thành các dạng không tan trong nước và các sinh vật sống không thể tiếp cận được. Để đạt được điều này, người ta đề xuất bổ sung chất hữu cơ, phân khoáng phốt pho, nhựa trao đổi ion, zeolit tự nhiên, than nâu, bón vôi cho đất, v.v. vào đất. Tuy nhiên, bất kỳ phương pháp cố định HM nào trong đất đều có thời hạn hiệu lực riêng. Sớm hay muộn, một phần HM sẽ lại bắt đầu xâm nhập vào dung dịch đất và từ đó đi vào các sinh vật sống.
- Hạt nhân phóng xạ trong đất. Ô nhiễm phóng xạ
Đất chứa hầu hết các nguyên tố hóa học có trong tự nhiên, bao gồm cả các hạt nhân phóng xạ.
Hạt nhân phóng xạ là các nguyên tố hóa học có khả năng phân rã tự phát với sự hình thành các nguyên tố mới, cũng như các đồng vị hình thành của bất kỳ nguyên tố hóa học nào. Hậu quả của sự phân rã hạt nhân là bức xạ ion hóa dưới dạng dòng hạt alpha (dòng hạt nhân helium, proton) và hạt beta (dòng electron), neutron, bức xạ gamma và tia X. Hiện tượng này được gọi là phóng xạ. Các nguyên tố hóa học có khả năng phân rã tự phát được gọi là chất phóng xạ. Từ đồng nghĩa được sử dụng phổ biến nhất cho bức xạ ion hóa là bức xạ phóng xạ.
Bức xạ ion hóa là một dòng các hạt tích điện hoặc trung tính và lượng tử điện từ, sự tương tác của chúng với môi trường dẫn đến sự ion hóa và kích thích các nguyên tử và phân tử của nó. Bức xạ ion hóa có tính chất điện từ (bức xạ gamma và tia X) và hạt (bức xạ alpha, bức xạ beta, bức xạ neutron).
Bức xạ gamma là bức xạ điện từ gây ra bởi tia gamma (chùm tia rời rạc hay lượng tử gọi là photon) nếu sau khi phân rã alpha hoặc beta, hạt nhân vẫn ở trạng thái kích thích. Tia gamma trong không khí có thể truyền đi những khoảng cách đáng kể. Photon tia gamma với năng lượng cao có thể đi qua cơ thể con người. Bức xạ gamma cường độ cao có thể gây tổn hại không chỉ cho da mà còn cả các cơ quan nội tạng. Các vật liệu dày đặc và nặng, sắt và chì bảo vệ chống lại bức xạ này. Bức xạ gamma có thể được tạo ra một cách nhân tạo trong máy gia tốc của các hạt bị nhiễm bệnh (microtron), ví dụ, bức xạ gamma hãm tốc từ các electron gia tốc nhanh khi chúng chạm vào mục tiêu.
Bức xạ tia X tương tự như bức xạ gamma. Tia X vũ trụ bị khí quyển hấp thụ. Tia X được tạo ra một cách nhân tạo và rơi vào phần dưới của phổ năng lượng của bức xạ điện từ.
Bức xạ phóng xạ là yếu tố tự nhiên trong sinh quyển đối với mọi sinh vật sống và bản thân sinh vật sống cũng có tính phóng xạ nhất định. Trong số các đối tượng sinh quyển, đất có mức độ phóng xạ tự nhiên cao nhất. Trong những điều kiện này, thiên nhiên đã thịnh vượng trong nhiều triệu năm, ngoại trừ những trường hợp đặc biệt do sự bất thường về địa hóa liên quan đến sự lắng đọng của đá phóng xạ, ví dụ như quặng uranium.
Tuy nhiên, vào thế kỷ 20, nhân loại phải đối mặt với mức độ phóng xạ cao hơn mức tự nhiên và do đó bất thường về mặt sinh học. Những người đầu tiên bị nhiễm phóng xạ quá liều là các nhà khoa học vĩ đại đã phát hiện ra các nguyên tố phóng xạ (radium, polonium), vợ chồng Marie Sklodowska-Curie và Pierre Curie. Và sau đó: Hiroshima và Nagasaki, các cuộc thử nghiệm vũ khí nguyên tử và hạt nhân, nhiều thảm họa, bao gồm cả Chernobyl, v.v.
Đối tượng quan trọng nhất của sinh quyển, quyết định các chức năng sinh học của mọi sinh vật sống, là đất.
Tính phóng xạ của đất là do hàm lượng các hạt nhân phóng xạ có trong đất. Sự phân biệt được thực hiện giữa phóng xạ tự nhiên và nhân tạo.
Tính phóng xạ tự nhiên của đất là do các đồng vị phóng xạ tự nhiên luôn hiện diện với hàm lượng khác nhau trong đất và đá hình thành đất. Các hạt nhân phóng xạ tự nhiên được chia thành 3 nhóm.
Nhóm đầu tiên bao gồm các nguyên tố phóng xạ - các nguyên tố có đồng vị phóng xạ: uranium (238
vân vân.............
Đất là bề mặt của trái đất có những đặc tính đặc trưng cho cả sự sống và bản chất vô tri.
Đất là một chỉ số của tổng thể.Ô nhiễm xâm nhập vào đất với lượng mưa và chất thải bề mặt. Chúng cũng được đưa vào lớp đất bởi đá đất và nước ngầm.
Nhóm kim loại nặng bao gồm mọi thứ có mật độ vượt quá mật độ sắt. Điều nghịch lý của những nguyên tố này là ở chỗ với số lượng nhất định, chúng cần thiết để đảm bảo hoạt động bình thường của thực vật và sinh vật.
Nhưng sự dư thừa của chúng có thể dẫn đến bệnh hiểm nghèo và thậm chí cả cái chết. Chu kỳ thức ăn gây ra hợp chất có hại xâm nhập vào cơ thể con người và thường gây tác hại lớn cho sức khỏe.
Các nguồn gây ô nhiễm kim loại nặng là: Có một phương pháp tính hàm lượng kim loại cho phép. Điều này có tính đến tổng giá trị một số kim loại Zc.
- chấp nhận được;
- nguy hiểm vừa phải;
- rất nguy hiểm;
- cực kỳ nguy hiểm.
Bảo tồn đất là rất quan trọng. Việc kiểm soát và giám sát liên tục không cho phép trồng trọt nông sản và chăn thả gia súc trên vùng đất bị ô nhiễm.
Đất gây ô nhiễm kim loại nặng
Có ba loại nguy hiểm của kim loại nặng. Tổ chức Y tế Thế giới coi các chất ô nhiễm nguy hiểm nhất là chì, thủy ngân và cadmium. Nhưng nồng độ cao của các nguyên tố khác cũng không kém phần độc hại.
Thủy ngân
Ô nhiễm thủy ngân trong đất xảy ra khi thuốc trừ sâu, các loại khác nhau rác thải sinh hoạt, ví dụ, đèn huỳnh quang, các bộ phận của dụng cụ đo bị hư hỏng.
Theo dữ liệu chính thức, lượng thủy ngân phát thải hàng năm là hơn năm nghìn tấn. Thủy ngân có thể xâm nhập vào cơ thể con người từ đất bị ô nhiễm.
Nếu điều này xảy ra thường xuyên, bạn có thể gặp phải rối loạn nghiêm trọng hoạt động của nhiều cơ quan, trong đó có hệ thần kinh.
Nếu không được điều trị đúng cách, tử vong có thể xảy ra.
Chỉ huy
Chì rất nguy hiểm cho con người và mọi sinh vật sống.
Nó cực kỳ độc hại. Khi một tấn chì được khai thác, sẽ có 25 kg chì được thải ra môi trường. số lượng lớn chì xâm nhập vào đất cùng với việc giải phóng khí thải. 
Diện tích ô nhiễm đất dọc các tuyến đường xung quanh là hơn hai trăm mét. Khi ở trong đất, chì sẽ được hấp thụ bởi thực vật mà con người và động vật ăn, bao gồm cả vật nuôi, thịt của chúng cũng có trong thực đơn của chúng ta. Lượng chì dư thừa ảnh hưởng đến hệ thần kinh trung ương, não, gan và thận. Nó nguy hiểm do tác dụng gây ung thư và gây đột biến.
Cadimi
Một mối nguy hiểm rất lớn đối với cơ thể con người là đất bị nhiễm cadmium. Khi ăn vào sẽ gây biến dạng xương, chậm phát triển ở trẻ em và đau lưng trầm trọng.
Đồng và kẽm
Nồng độ cao của các nguyên tố này trong đất khiến cây phát triển chậm lại và đậu quả kém, cuối cùng dẫn đến năng suất giảm mạnh. Một người trải qua những thay đổi trong não, gan và tuyến tụy.
Molypden
Lượng molypden dư thừa gây ra bệnh gút và tổn thương hệ thần kinh.
Sự nguy hiểm của kim loại nặng là chúng khó được đào thải ra khỏi cơ thể và tích tụ trong đó. Chúng có thể tạo thành những hợp chất rất độc hại, dễ dàng truyền từ môi trường này sang môi trường khác và không bị phân hủy. Đồng thời chúng gây ra những bệnh nặng, thường dẫn đến hậu quả không thể khắc phục.Antimon
Có mặt trong một số quặng.
Nó là một phần của hợp kim được sử dụng trong các lĩnh vực công nghiệp khác nhau.
Sự dư thừa của nó gây ra rối loạn ăn uống nghiêm trọng.
Asen
Nguồn ô nhiễm asen chính trong đất là các chất được sử dụng để kiểm soát sâu bệnh cây trồng nông nghiệp, ví dụ như thuốc diệt cỏ và thuốc trừ sâu. Asen là chất độc tích tụ gây bệnh mãn tính. Các hợp chất của nó gây ra các bệnh về hệ thần kinh, não và da.
Mangan
Quan sát thấy trong đất và thực vật nội dung cao phần tử này. 
Khi bổ sung mangan vào đất, nó sẽ nhanh chóng tạo ra sự dư thừa nguy hiểm. Điều này ảnh hưởng đến cơ thể con người dưới hình thức phá hủy hệ thần kinh.
Sự dư thừa của các nguyên tố nặng khác cũng không kém phần nguy hiểm.
Từ những điều trên, chúng ta có thể kết luận rằng sự tích tụ kim loại nặng trong đất gây ra những hậu quả nghiêm trọng đối với sức khỏe con người và môi trường nói chung.
Các phương pháp cơ bản chống ô nhiễm đất do kim loại nặng
Các phương pháp chống ô nhiễm đất do kim loại nặng có thể là vật lý, hóa học và sinh học. Trong số đó có các phương pháp sau:
- Sự gia tăng độ chua của đất làm tăng khả năng. Do đó, việc bổ sung chất hữu cơ, đất sét và bón vôi sẽ giúp ích phần nào trong cuộc chiến chống ô nhiễm.
- Gieo hạt, cắt cỏ và loại bỏ một số loại cây nhất định, chẳng hạn như cỏ ba lá, khỏi bề mặt đất làm giảm đáng kể nồng độ kim loại nặng trong đất. Bên cạnh đó phương pháp này hoàn toàn thân thiện với môi trường.
- Giải độc nước ngầm, bơm và thanh lọc.
- Dự đoán và loại bỏ sự di chuyển của dạng hòa tan của kim loại nặng.
- Trong một số trường hợp đặc biệt nghiêm trọng, cần thiết rút tiền hoàn toàn lớp đất và thay thế bằng lớp đất mới.
Nguy hiểm nhất trong tất cả các kim loại được liệt kê là chì. Nó có xu hướng tích tụ và tấn công cơ thể con người. Thủy ngân không nguy hiểm nếu xâm nhập vào cơ thể con người một hoặc nhiều lần; chỉ có hơi thủy ngân là đặc biệt nguy hiểm. Tôi tin rằng các doanh nghiệp công nghiệp nên sử dụng những công nghệ sản xuất tiên tiến hơn để không gây hại cho mọi sinh vật. Không chỉ một người mà cả quần chúng hãy suy nghĩ thì chúng ta sẽ đi đến một kết quả tốt đẹp.
Ô nhiễm đất do kim loại nặng có nhiều nguồn khác nhau:
- 1. chất thải từ ngành công nghiệp gia công kim loại;
- 2. khí thải công nghiệp;
- 3. Sản phẩm đốt nhiên liệu;
- 4. Khí thải ô tô;
- 5. phương tiện hóa học nông nghiệp
Ô nhiễm đất do yếu tố tự nhiên và chủ yếu là các nguồn nhân tạo không chỉ làm thay đổi quá trình hình thành đất, dẫn đến giảm năng suất, làm suy yếu khả năng tự làm sạch của đất khỏi các sinh vật gây hại mà còn có tác động trực tiếp hoặc gián tiếp (thông qua thực vật, thức ăn thực vật hoặc động vật). ) sự va chạm. Kim loại nặng từ đất đi vào thực vật và truyền qua chuỗi thức ăn, có tác dụng độc hại đối với thực vật, động vật và sức khỏe con người.
Kim loại nặng theo mức độ tác dụng độc hại về môi trường được chia thành ba loại nguy hiểm: 1. As, Cd, Hg, Pb, Se, Zn, Ti;
- 2. Co, Ni, Mo, Cu, So, Cr;
- 3. Thanh, V, W, Mn, Sr.
Ảnh hưởng của ô nhiễm đến năng suất cây trồng và chất lượng sản phẩm.
Vi phạm xảy ra ở sinh vật thực vật dưới tác động của dư thừa kim loại nặng, dẫn đến thay đổi năng suất, chất lượng sản phẩm cây trồng (chủ yếu do hàm lượng các kim loại đó tăng lên. Bản thân việc tiến hành các biện pháp xử lý đất bị nhiễm kim loại nặng không thể bảo đảm năng suất cao Các sản phẩm nông nghiệp thân thiện với môi trường. Khả năng di chuyển của kim loại nặng và khả năng sử dụng của chúng đối với cây trồng phần lớn được kiểm soát bởi các đặc tính của đất như điều kiện axit-bazơ, chế độ oxy hóa khử, hàm lượng mùn, sự phân bố kích thước hạt và khả năng hấp thụ liên quan. các biện pháp cụ thể để khôi phục độ phì của đất bị ô nhiễm, cần xác định các tiêu chí để phân loại chúng theo mức độ nguy hiểm ô nhiễm kim loại nặng, dựa trên một tập hợp các đặc tính vật lý và hóa học. năng suất cây trồng nông nghiệp giảm mạnh.
Trong đất, nồng độ độc hại của các chất ô nhiễm tích tụ chậm nhưng tồn tại lâu trong đất, ảnh hưởng tiêu cực đến tình hình môi trường toàn bộ các vùng. Đất bị ô nhiễm kim loại nặng và hầu như không thể làm sạch nó bằng hạt nhân phóng xạ. Cho đến nay, cách duy nhất được biết là: gieo những loại cây trồng phát triển nhanh trên đất như vậy để tạo ra khối lượng xanh lớn; những cây trồng đó hút các chất độc hại ra khỏi đất và sau đó cây trồng đã thu hoạch phải bị tiêu hủy. Nhưng đây là một thủ tục khá dài và tốn kém. Bạn có thể giảm khả năng di chuyển của các hợp chất độc hại và sự xâm nhập của chúng vào cây trồng bằng cách tăng độ pH của đất bằng cách bón vôi hoặc bổ sung một lượng lớn chất hữu cơ, chẳng hạn như than bùn. Cày sâu có thể mang lại hiệu quả tốt khi lớp đất bị ô nhiễm trên cùng được hạ xuống độ sâu 50-70 cm trong quá trình cày, và các lớp đất sâu được nâng lên trên bề mặt. Để làm điều này, bạn có thể sử dụng máy cày nhiều tầng đặc biệt, nhưng các lớp sâu vẫn bị ô nhiễm. Cuối cùng, trên đất bị ô nhiễm kim loại nặng (nhưng không phải hạt nhân phóng xạ), có thể trồng các loại cây trồng không được sử dụng làm thực phẩm hoặc thức ăn chăn nuôi, chẳng hạn như hoa. Từ năm 1993, việc giám sát sinh thái nông nghiệp đối với các chất độc môi trường chính - kim loại nặng, thuốc trừ sâu và hạt nhân phóng xạ - đã được thực hiện trên lãnh thổ Cộng hòa Belarus. Tại khu vực đặt trang trại, không phát hiện dư thừa MPC đối với kim loại nặng.