Разделы

Авто
Бизнес
Болезни
Дом
Защита
Здоровье
Интернет
Компьютеры
Медицина
Науки
Обучение
Общество
Питание
Политика
Производство
Промышленность
Спорт
Техника
Экономика

Забруднення важкими металами

Проблема забруднення довкілля важкими металами весь час загострювалась і нині набула загрозливих розмірів. У багатьох індустріальних районах світу з'явились техногенні біогеохімічні зони з аномально високим вмістом у ґрунті важких металів.

За ступенем можливого негативного впливу важких металів-забруднювачів на ґрунт, рослини, тварини та людину виділяють три класи небезпеки: високо-небезпечні, небезпечні та мало-небезпечні речовини. До першого класу належать арсен, кадмій, ртуть, селен, свинець, кобальт, цинк, фтор; до другого — бор, кобальт, нікель, молібден, сурма, хром; до третього — барій, ванадій, манган, стронцій.

Основними джерелами надходження важких металів на земну поверхню є пило-газові викиди гірничорудної, металургійної та хімічної промисловості. Забруднення ґрунтового покриву дуже тісно пов'язане з роботою електростанцій, автомобільного та залізничного транспорту. Підвищений вміст важких металів у ґрунті може бути наслідком застосування в сільськогосподарському виробництві меліорантів, добрив та пестицидів, а також використання для зрошення забруднених побутових і промислових стічних вод.

Рівень забруднення ґрунту та закономірності просторового поширення важких металів залежать від потужності підприємств-забруднювачів, тривалості їх діяльності, якості сировини, технології виробництва, ефективності роботи очисних споруд. У більшості випадків забруднення ґрунтового та рослинного покриву носять локальний характер. Вони проявляються у радіусі десятків кілометрів від джерела забруднення.

Найістотніші наслідки спостерігаються на територіях, що прилягають до підприємств. Наприклад, на металургійних заводах підвищений вміст важких металів виявляється на відстані до 15-20 км. Зона впливу комбінатів по виробництву азотних добрив простягається до 40 км. Поблизу таких підприємств формується техногенна пустеля в радіусі від 200-300 м до 1,5-2 км залежно від потужності підприємства, рельєфу та клімату місцевості.

У промислових районах, де застосовується зрошення посівів водами з підвищеним вмістом важких металів, значне забруднення може спостерігатися на відстані 20-30 км від джерела забруднення. Це результат вторинного забруднення ґрунтів важкими металами при зрошенні.

На великих промислових комплексах зони забруднення окремих підприємств можуть перекриватися, а токсичні викиди переноситись у віддалені райони, розширяючи територію забруднення. Внаслідок аерозольного розсіювання вплив речовин, що забруднюють довкілля, може проявитися на площі до 1000 км2.

У складі промислових викидів нараховують до 10-20 хімічних елементів. Але в найбільших кількостях трапляються і найбільшої шкоди завдають 4-6 елементів. Біля металургійних заводів утворюються характерні зони інтенсивного забруднення ґрунтів свинцем, цинком, кадмієм, ртуттю, міддю. Біля свинцево-плавильних підприємств крім свинцю та цинку головними забруднювачами є кадмій, мідь, ртуть, арсен, селен і т. п. Високий вміст міді та нікелю фіксується в грунтах навколо комбінатів кольорової металургії. Забруднення хромом характерно для довкілля цементних заводів і нафтопереробних підприємств.

У зонах забруднення вміст важких металів може сягати тисяч міліграмів на 1 кг ґрунту. Це перевищує нормальний фоновий вміст у сотні—тисячі разів. Такі території не можна використовувати в сільськогосподарських цілях.

Локальне забруднення сільськогосподарських угідь важкими металами можуть спричинити транспортні засоби. Вздовж автодоріг з високою інтенсивністю руху (10-20 тис. машин за добу) забруднення зазнає придорожня смуга на відстані до 200 м із переважанням свинцю, що міститься в антидетонаційних присадках до бензину. З продуктами дизельного палива, мастильними матеріалами та відходами автопокришок у довкілля потрапляють кадмій та цинк.

Розподіл важких металів вздовж шляхів залежить від інтенсивності та швидкості руху автотранспорту, напрямку вітру тощо. Максимальне забруднення ґрунтів спостерігається на відстані 7—10 м від дороги, а в зоні 30—80 м відмічаються зниження врожайності і різке погіршення якості сільськогосподарської продукції. До забруднювачів ґрунтів належать також мінеральні добрива і хімічні меліоранти, істотним недоліком яких є наявність в них баластних речовин, у тому числі токсичних елементів і сполук. Так, кількість важких металів у фосфорних добривах, що випускалися в СРСР, коливається в широких межах і в середньому становить, г/т: міді — 127; цинку — 164; кадмію — 3,0; свинцю — 34; нікелю — 92; хрому — 121.

Азотні та калійні добрива забруднені важкими металами меншою мірою.

Особливу екологічну небезпеку становить ненормоване застосування хімічних меліорантів і відходів промисловості. Наприклад, при внесенні фосфогіпсу в нормах 5—20 т/га у ґрунт надходить 100—400 кг стронцію. Використання на добриво піритних огарків забруднює ґрунт свинцем. При фосфоритуванні у ґрунт потрапляють фтор і стронцій, при внесенні сечовини — арсен. Фосфорити містять ртуть від 10 до 1000 мг/кг, калієві сольові відклади — до 10, вапняки — 0,03—0,7 мг/кг.

Небезпечним для ґрунту є систематичне використання як добрива осадів стічних вод, забруднених важкими металами. Шкіряні, годинникові та інструментальні заводи істотно забруднюють осади хромом, електронна промисловість — кадмієм, великі міста з розвинутим автотранспортом — свинцем.

Високий вміст металів в осадах у багатьох випадках обумовлює їх непридатність навіть до захоронення. У таких місцях існує загроза істотного забруднення взаємодіючих природних об'єктів: ґрунту, поверхневих та підґрунтових вод.

Потрапляючи до екосистем, важкі метали постійно рухаються, переходячи з однієї форми в інші. Виділяють такі системи транслокації (переходу) важких металів: повітря — ґрунт, ґрунт — вода; ґрунт — рослина; ґрунт — рослина — тварина; ґрунт — тварина — рослина — людина; ґрунт — рослина — людина і т. д.

Постійне надходження важких металів у ґрунт призводить до формування зон підвищеної екологічної токсичності. В межах цих зон змінюються характер міграції елементів і деякі геохімічні параметри ґрунту. Взаємодія металів з ґрунтом відбувається за типом реакцій сорбції, осадження — розчинення, комплексоутворення, солетворення тощо. Швидкість і спрямованість процесів трансформації залежать від реакції середовища, гранулометричного складу ґрунту, вмісту гумусу та інших чинників.

Рухомість важких металів тісно пов'язана зі складом рідкої фази ґрунту: низька розчинність оксидів та гідроксидів важких металів і внаслідок цього їх низька міграційна здатність характерні для ґрунтів з нейтральною та лужною реакцією. Рухомість важких металів зростає в ґрунтах з дуже кислою реакцією ґрунтового розчину. У загальному випадку для ґрунтів з кислою реакцією з урахуванням розчинності сполук різних важких металів останні за спаданням токсичності можна розмістити у такий ряд: Сd→Ni→Zn→Мn→Сu→Рb→Нg. Токсичність елементів для рослин безпосередньо пов'язана з їх рухомістю у ґрунтах. Ґрунт служить потужним геохімічним бар'єром для потоку важких металів. Чорноземи здатні в одному лише орному шарі глибиною 20 см міцно утримувати 40—60 т/га свинцю, а підзолисті ґрунти — до 2—6 т/га. Однак у самому ґрунті виникає гостра токсикологічна ситуація.

Виділяють такі основні етапи у реакції ґрунтів на техногенний вплив та їх еволюцію від природного до техногенного порушеного стану:

1) накопичення хімічних забруднювачів до критичного рівня;

2) значна зміна фізичних і хімічних властивостей ґрунтів — несприятливі зміни рН, ємності катіонного обміну, втрата структури;

3) несприятливий вплив ґрунтових умов на рослинний покрив;

4) розвиток процесів ерозії та дефляції;

5) повне руйнування горизонтів ґрунту, деградація ґрунтів;

6) утворення техногенної пустелі.

Важкі метали забруднюють не лише ґрунти. До 30—40 % важких металів та їх похідних потрапляє із ґрунту у підґрунтові води. Накопичення у верхніх горизонтах ґрунтів надлишку важких металів збіднює видовий склад рослин, знижує темпи їх росту та розвитку, різко зменшує схожість насіння культурних та дикорослих видів. Під дією забруднення гинуть трав'янистий покрив і лісові насадження, знижується врожайність сільськогосподарських культур і погіршується якість продукції.

Дата публикации:2014-01-23

Просмотров:585

Вернуться в оглавление:

Комментария пока нет...


Имя* (по-русски):
Почта* (e-mail):Не публикуется
Ответить (до 1000 символов):







 

2012-2018 lekcion.ru. За поставленную ссылку спасибо.