Загрязнение природной среды. Введение в экологическую химию - Фелленберг Г.
ISBN 5-03-002857-9
Скачать (прямая ссылка):
В отличие от свинца кадмий попадает в почву в значительно меньших количествах: по измерениям в ФРГ в пределах 2-—35 г на гектар в год. Кадмий заносится в почву из воздуха либо вместе с продуктами сгорания, либо с фосфорсодержащими удобрениями, в последнем случае содержание кадмия зависит от месторождения исходного фосфата. В некоторых случаях источником загрязнения могут быть предприятия, связанные с переработкой кадмия. В кислых почвах с значением pH ниже 6 ионы кадмия весьма подвижны и накопления элемента не наблюдается. Однако встречаются почвы, где происходит аккумуляция кадмия, как, например, в Шварцвальде. При значениях pH выше 6 кадмий отлагается вместе с гидроксидами железа, марганца и алюминия, при этом происходит потеря протонов группами ОН. Такой процесс при понижении pH становится обратимым, и кадмий, а также другие тяжелые ме
4.4. Антропогенные загрязнения
143
таллы могут необратимо медленно диффундировать в кристаллическую решетку оксидов и глин.
Соединения кадмия с гуминовыми кислотами значительно менее устойчивы, чем аналогичные соединения свинца. Соответственно накопление кадмия в гумусе протекает в значительно меньшей степени, чем накопление свинца.
В качестве специфичного соединения кадмия в почве можно назвать сульфид кадмия, который образуется из сульфатов при благоприятных условиях восстановления. Карбонат кадмия образуется только при значениях pH больше 8, таким образом предпосылки для его существования крайне незначительны.
Подвижность ионов меди еще выше, чем подвижность ионов кадмия. Это создает более благоприятные условия для усвоения меди растениями. Благодаря своей высокой подвижности медь легче вымывается, из почвы, чем свинец. Растворимость соединений меди в почве заметно увеличивается при значениях pH менее 5. Хотя медь в следовых концентрациях считается необходимой для жизнедеятельности, у растений токсические эффекты проявляются при содержании 20 мг на кг сухого вещества.
Известно альгицидное действие ионов меди. Медь оказывает токсическое действие и на микроорганизмы, при этом достаточна концентрация около 0,1 мг/л. Подвижность ионов меди в гумус-ном слое ниже, чем в расположенном ниже минеральном слое. По различным соображениям загрязнение почвы медью можно рассматривать как критическое.
К сравнительно подвижным элементам в почве также относят цинк. Цинк принадлежит к числу распространенных в технике и быту металлов, поэтому ежегодное внесение его в почву очень велико, в ФРГ оно составляет 100—2700 г на гектар. Особенно загрязнена почва вблизи цинкоперерабатывающих предприятий.
Растворимость цинка в почве начинает увеличиваться при значениях pH менее 6. При более высоких значениях pH и в присутствии фосфатов усвояемость цинка растениями значительно понижается. Для сохранения цинка в почве важнейшую роль играют процессы адсорбции и десорбции, определяемые значением pH, в глинах и различных оксидах. В лесных гумусовых почвах цинк не накапливается; напротив, он быстро вымывается благодаря постоянному' естественному поддержанию кислой среды.
Для растений токсический эффект создается при содержании около 200 мг цинка на кг сухого материала. Организм человека достаточно устойчив по отношению к цинку и опасность отравле
144
4. Загрязнение почвы
ния при использовании сельскохозяйственных продуктов, содержащих цинк, невелика. Тем не менее загрязнение почвы цинком представляет серьезную экологическую проблему, так как при этом страдают многие виды растений. При значениях pH более 6 происходит накопление цинка в почве в больших количествах благодаря взаимодействию с глинами.
Приведенные примеры дают представление о поведении тяжелых металлов в почве, об их особенностях, а также о решающей роли состава почвы и ее pH при удержании и передвижении элементов в почве.
4.4.3. Пестициды в почве
Сразу же после появления и внедрения органических средств борьбы с сельскохозяйственными вредителями (пестицидов) последние стали попадать в почву. Это было отмечено еще в начале 1940-х гг., когда первый синтетический инсектицид ДДТ был с успехом применен для уничтожения малярийного комара (анофелеса). В первое время проникновению пестицидов в почву не придавалось значения, однако позднее стали разрабатываться методы обнаружения распада пестицидов и их адсорбцию в почвах Средней Европы. При изучении распада этих веществ прежде всего оценивают уменьшение концентрации исходного вещества и скорость его распада как время, необходимое для полного исчезновения пестицида. Необходимо изучать также дальнейшее поведение продуктов распада в почве и их токсичность. Подлежит изучению и адсорбция пестицидов в почве, для чего часто используют метод средних проб двух образцов почв и осадков. Пестициды накапливаются в почве в результате диффузии в кристаллические решетки минералов (глин), при отложении их в гумусах и при их проникновении в полости частиц гумуса. Исследования по выяснению превращений пестицидов в почвах и их взаимодействия с другими веществами, за исключением отдельных случаев, систематически не проводились.
