Тема 2. Геохимия почв. Лекция 4. Загрязнение почв. Основные источники

почв и их характеристики. Классификация почв по содержанию и степени

загрязнения тяжелыми металлами. Классификация по степени токсичности.

ГЕОХИМИЯ ПРИРОДНЫХ СРЕД

избыточное содержание химических веществ и организмов в количествах, снижающих технологическую,

питательную и санитарно-гигиеническую ценность выращиваемых культур, ухудшающих качество других сопредельных компонентов и ведущих к деградации почвы.

в одном из слагающих его природных тел статистические параметры распределения

химических элементов достоверно отличаются от геохимического фона.
Геохимический фон — средняя величина природной вариации содержаний химических элементов. Устанавливается на территории, где с большой надежностью можно предположить отсутствие природных или антропогенных источников поступления химических элементов.

природных средах, транспортирующих загрязняющие вещества (в водах и воздухе). Их

главными особенностями являются динамичность, неустойчивость состава и концентраций химических элементов во времени.
Геохимический ореол рассеяния — термин, используемый для описания аномалий в природных средах, накапливающих загрязняющие вещества при их выпадении из потоков рассеяния.

По масштабу различают:
Глобальное загрязнение почвы -

загрязнение почвы, возникающее вследствие дальнего переноса загрязняющего вещества в атмосфере на расстояния, превышающие 1000 км от любых источников загрязнения.
По данным агрохимической службы России (1997), почти 0,4 млн. га в нашей стране загрязнены медью, свинцом, кадмием и др.
Еще больше земель загрязнены радионуклидами и радиоактивными изотопами в результате Чернобыльской катастрофы.

возникающее вследствие переноса в атмосферу загрязняющего вещества на расстояния более

40 км от техногенных и более 10 км от сельскохозяйственных источников загрязнения.
Локальное загрязнение почвы - загрязнение почвы вблизи одного или совокупности нескольких источников загрязнения.

почв
(Летувнинкас , 2002)

техногенных геохимических аномалий

источник загрязнения; Б – миграционный поток рассеяния; С – депонирующая

среда; а-б – миграционный поток: а – периферическая часть; б – центральная часть; 1-5: техногенный ореол: 1- зона максимального загрязнения; 2 – 3 – средние зоны; 4 – периферическая фронтальная зона; 5 – центральная часть.

водные системы
Загрязне-ние подзем-ных вод, ограниче-ние водо-пользо-вания
Загрязнение и ухудше-ние ка-чества рекреа-ционных

в. рес., ограничение вопоп-я

Загрязне-ние почв, увеличе-ние их санитар-ной опас-ности, ухудшение состояния лесопарковых зон

Загразне-ние почв и с/х продук-ции при поливе, ограничение земле-пользования

Группы источников загрязнения

Твердые отходы

Выбросы в атмосферу

Стоки, утечки

Миграция в воздухе, выпадения на пов-ть

Утилизация

Загрязне-ние воздуха, образова-ние зон опасного воздейст-вия на население и ограни-чения по строи-тельству

Загрязне-ние почв, водоемов вокруг мест захо-ронения, подзем-ных вод, ограниче-ние водо-пользо-вания

Загразне-ние почв и с/х продук-ции при поливе, ограничение земле-пользования

(Сает и др., 1990)

(ядохимикаты);
2) минеральные удобрения;
3) отходы

производства;
4) газо-дымовые выбросы
загрязняющих веществ
в атмосферу;
5) нефть и нефтепродукты.

составляет более 50 млрд т.
В нашей стране ежегодно образуется свыше

млрд т промышленных отходов, из них более 50 млн т особо токсичных.
Огромные площади земель заняты свалками, золоотвалами, хвостохранилищами и др., которые интенсивно загрязняют почвы, а их способность к самоочищению, как известно, ограничена.

ежегодно образующихся ТБО в городах около 150-300 кг на человека,

что дает в целом 130 млн м3. Из них перерабатываются около 3,5 %.

и др., 1990)

нормального функционирования почв представляют газо-дымовые выбросы промышленных предприятий.

Почва обладает способностью накапливать весьма опасные для здоровья человека загрязняющие вещества.
Пример. Вблизи ртутного комбината содержание ртути в почве из-за газо-дымовых выбросов может повышаться до концентраций, в сотни раз превышающих допустимые.

элементов, в которую обычно включают Pb, Zn, Hg, Cu, Cd,

Cr, Ni, Co, Sb, Sn, Bi, Mo, V, Mn, Ti, W. Нередко к ним присоединяют «не тяжелые» металлы и некоторые металлоиды – Be, Tl, Sr, Ga, Ge, As, Se, B.

из серьезных экологических проблем России становится загрязнение земель нефтью и

нефтепродуктами в таких нефтедобывающих районах, как Западная Сибирь, Среднее и Нижнее Поволжье и др.
Причины загрязнения — аварии на магистральных и внутрипромысловых нефтепроводах, несовершенство технологии нефтедобычи, аварийные и технологические выбросы и т. д.
Пример. В отдельных районах Тюменской и Томской областей концентрации нефтяных углеводородов в почвах превышают фоновые значения в 150— 250 раз.
В Западной Сибири выявлено свыше 20 тыс. га, загрязненных нефтью с толщиной слоя не менее 5 см (Государственный доклад..., 1995).

относят тяжелые металлы.
Миграция тяжелых металлов в почвах может происходить

с жидкостью и суспензией при помощи корней растений или почвенных микроорганизмов.

представляет наибольшую опасность в форме сильнотоксичного соединения – метилртути.
Ртуть

попадает в атмосферу при сжигании каменного угля и при испарении вод из загрязненных водоемов.
С воздушными массами она может переноситься и откладываться на почвах в отдельных районах.
Исследования показали, что ртуть хорошо сорбируется в верхних сантиметрах перегнойно-аккумулятивного горизонта разных типов почв суглинистого механического состава.
Миграция ее по профилю и вымывание за пределы почвенного профиля в таких почвах незначительна. Однако в почвах легкого механического состава, кислых и обедненных гумусом процессы миграции ртути усиливаются. В таких почвах проявляется также процесс испарения органических соединений ртути, которые обладают свойствами летучести.

тканях растений, животных и человека. Доза свинца, равная 100 мг/кг

сухого веса корма, считается летальной для животных.
Свинцовая пыль оседает на поверхности почв, адсорбируется органическими веществами, передвигается по профилю с почвенными растворами, но выносится за пределы почвенного профиля в небольших количествах.
Благодаря процессам миграции в условиях кислой среды образуются техногенные аномалии свинца в почвах протяженностью 100 м.
Свинец из почв поступает в растения и накапливается в них. В зерне пшеницы и ячменя количество его в 5-8 раз превышает фоновое содержание, в ботве картофеля – более чем в 20 раз, в клубнях – более чем в 26 раз.

Характер его распределения в почвенном профиле и ландшафте имеет много

общего с другими металлами, в частности с характером распределения свинца.
Однако, кадмий закрепляется в почвенном профиле менее прочно, чем свинец.
Максимальная адсорбция кадмия свойственна нейтральным и щелочным почвам с высоким содержанием гумуса и высокой емкостью поглощения. Содержание его в подзолистых почвах может составлять от сотых долей до 1 мг/кг, в черноземах – до 15-30, а в красноземах – до 60 мг/кг.

металлургической промышленности, с предприятий по производству удобрений.
Наиболее прочно мышьяк

удерживается в почах, содержащих активные формы Fe, Al, Ca.
Токсичность мышьяка в почвах всем известна. Загрязнение почв мышьяком вызывает, например, гибель дождевых червей.
Фоновое содержание мышьяка в почвах составляет сотые доли миллиграмма на кг почвы.

металлы, но избыточное их количество в отходах металлургической промышленности загрязняет

почву и угнетающе действует на рост микроорганизмов, понижает ферментативную активность почв, снижает урожай растений.
Следует отметить усиление токсичности тяжелых металлов при их совместном воздействии на живые организмы в почве.

химической и др. видах промышленности.
Он попадает в почву с

выбросами металлургических предприятий, в частности, алюминиевых заводов, а также как примесь при внесении суперфосфата и некоторых других инсектицидов.
Загрязняя почву, фтор вызывает снижение урожая не только благодаря прямому токсическому действию, но и изменяя соотношение питательных веществ в почве. Кроме того, может снижаться водопроницаемость почв.
Наибольшая адсорбция фтора происходит в почвах с хорошо развитым почвенным поглощающим комплексом. Растворимые фтористые соединения перемещаются по почвенному профилю с нисходящим током почвенных растворов и могут попадать в грунтовые воды.

покрове
Геохимические аномалии в почвах
Речные литохимические потоки
Биогеохимические аномалии
Характер связей: 1 –

основные прямые;
2 – второстепенные прямые;
3 – обратные.

1

2

3

Классификация по степени токсичности
Согласно ГОСТ 17.4.1.02-83 «Охрана природы. Почвы. Классификация

химических веществ для контроля загрязнения» вредные химические вещества, попадающие в почву распределены по трем классам опасности.

Отнесение химических веществ, попадающих в почву из выбросов, сбросов, отходов к классам опасности

2000)

мг/кг (Биогеохимия…, 2000)