Metale ciężkie są uważane za pospolite zanieczyszczenia, których zawartość w glebie musi być kontrolowana. Co powoduje zanieczyszczenie gleby metalami ciężkimi? Spalanie paliw kopalnych jest jednym z głównych powodów przedostawania się tych substancji do ziemi. Możliwe są również inne sposoby. Jednocześnie największe zagrożenie stanowią metale o wyraźnych właściwościach toksycznych – rtęć, kadm, ołów.
Jakie metale zanieczyszczają glebę
Istnieje kilka kategorii zagrożeń związanych z metalami ciężkimi. Według Światowej Organizacji Zdrowia do najbardziej niebezpiecznych substancji należą rtęć, kadm i ołów. Nie mniej niebezpieczne jest stężenie innych pierwiastków.
Kluczowe zagrożenie ze strony metali ciężkich polega na tym, że są one trudno wydalane z organizmu i kumulują się w nim. Powoduje to powstawanie toksyn. Z łatwością przechodzą z jednego podłoża na drugie bez rozkładu. W tym przypadku substancje powodują poważne patologie i często powodują nieodwracalne skutki.
Merkury
Zniszczenie gleby przez rtęć może być związane z przenikaniem do niej pestycydów i wszelkiego rodzaju odpadów domowych. Mogą to być świetlówki i części zepsutych przyrządów pomiarowych.
Według oficjalnych informacji roczne uwalnianie rtęci przekracza 5000 ton. Metal ten może przedostać się do organizmu człowieka z zanieczyszczonej gleby. Jeśli obserwuje się to systematycznie, istnieje ryzyko rozwoju złożonych zmian chorobowych narządów wewnętrznych, w tym układu nerwowego. W przypadku naruszenia zasad leczenia zatrucia rtęcią istnieje ryzyko śmierci.
Prowadź
Ołów jest wielkim zagrożeniem dla ludzi. Jest uważany za wysoce toksyczny metal. Przy wydobyciu 1 tony ołowiu do środowiska dostaje się 25 kilogramów substancji. Duża objętość pierwiastka przenika do gruntu wraz ze spalinami.
Opinia eksperta
Obszary zanieczyszczenia gleby wzdłuż tras przekraczają 200 metrów. Po uwolnieniu do gleby ołów jest wchłaniany przez rośliny uprawne, których owoce są spożywane przez ludzi i zwierzęta. Nadmiar ołowiu w organizmie powoduje uszkodzenie układu nerwowego, wątroby, nerek, mózgu. Substancja jest mutagenna i rakotwórcza.
Kadm
Skażenie gleby kadmem stanowi duże zagrożenie dla ludzi. Kiedy dostanie się do gleby, powoduje skrzywienie szkieletu i zatrzymanie wzrostu u dzieci. Ponadto metal ten jest uważany za przyczynę silnego bólu pleców.
Miedź i cynk
Zwiększone stężenie tych substancji w glebie powoduje spowolnienie wzrostu i pogorszenie owocowania roślin. Powoduje to nagły spadek parametrów plonowania. Ludzie mają nieprawidłowe procesy w wątrobie, mózgu, trzustce.
Molibden
Podwyższona ilość molibdenu w strukturze gleby wywołuje niebezpieczne zaburzenia u ludzi. Substancja ta może powodować rozwój dny moczanowej. Często powoduje też różne choroby układu nerwowego.
Antymon
Ta substancja występuje w niektórych rodzajach rud. Występuje w składzie stopów stosowanych w różnych dziedzinach przemysłu. Nadmiar antymonu wywołuje złożone zaburzenia trawienia.
Arszenik
Głównym źródłem zanieczyszczenia gleby arsenem są substancje stosowane do zwalczania szkodników roślin uprawnych.Mogą to być herbicydy lub insektycydy. Arsen ma tendencję do gromadzenia się i prowadzi do przewlekłych zatruć. Jego związki powodują uszkodzenia skóry, układu nerwowego i mózgu.
Mangan
Gleba i rośliny zawierają bardzo dużo tego pierwiastka. Jeśli dodatkowa ilość manganu przedostanie się do gleby, powstaje jego nadmiar. Wpływa to negatywnie na pracę organizmu człowieka, powodując zniszczenie układu nerwowego.
Nadmiar innych metali ciężkich jest również bardzo niebezpieczny. Tym samym kumulacja tych substancji w glebie prowadzi do poważnych konsekwencji dla ludzi i środowiska.
Jak poradzić sobie z problemem
Zanim spróbujesz rozwiązać problem, ważne jest, aby zdiagnozować stopień zanieczyszczenia gleby metalami ciężkimi. W tym celu stosuje się różne metody. Każdy z nich ma swoją specyfikę i różni się skutecznością w zależności od regionu.Dlatego poziom szkodliwych substancji oceniany jest w zależności od potencjalnych źródeł zanieczyszczeń.
Istnieją następujące rodzaje badań:
- Bioindykacja. W tym przypadku określa się stan gleby, co odzwierciedlają wskaźniki biologiczne. Należą do nich stan roślin na danym terenie, aktywność mikroorganizmów glebowych, reakcje mchów i porostów na procesy zachodzące w strukturze ziemi.
- Określenie stopnia zanieczyszczenia pokrywy śnieżnej. Na terenach przemysłowych pierwiastki śladowe przenikają do gleby wraz z pyłem techogenicznym. Osadza się, a następnie wnika w warstwy gleby. Oceniając pokrywę śnieżną w zimie, można określić przybliżoną ilość metali, które przedostają się do gleby w określonym przedziale czasu.
- Ocena podatności magnetycznej gruntu. Jest to ekspresowa metoda, która pozwala określić objętość tlenków żelaza obecnych w glebie. Pierwiastki te są głównymi nośnikami zanieczyszczeń, gdy emisje przedostają się do atmosfery.
Na obszarach, gdzie gleba jest najbardziej zanieczyszczona metalami ciężkimi, konieczne jest przeprowadzenie liczenia mikroorganizmów. Ten parametr wyświetla parametry aktywności gleby oraz jakość procesów rozkładu i wchłaniania pierwiastków.
Opinia eksperta
Aby zapobiec negatywnym konsekwencjom zanieczyszczenia gleby substancjami toksycznymi, podejmowane są różne działania. Pierwszym kierunkiem jest ograniczenie koncentracji metali, które dostają się do gleby podczas produkcji wraz z odpadami.Drugim sposobem rozwiązania problemów jest przywrócenie gleby, która już została uszkodzona. W tym celu stosuje się metody, które pomagają zmniejszyć objętość metali i je zneutralizować.
W celu wyeliminowania zanieczyszczeń gleby dopuszczalne jest stosowanie metod fizycznych, biologicznych i chemicznych. Do najskuteczniejszych kierunków należą:
- Zwiększenie zakwaszenia gleby zwiększa ryzyko skażenia metalami ciężkimi. Dlatego użycie substancji organicznych, wapna i gliny pomaga w pewnym stopniu rozwiązać problem.
- Wysiewanie, koszenie i usuwanie niektórych roślin z gruntu pomaga znacznie obniżyć stężenie metali szkodliwych w strukturze gleby. Ponadto ta metoda jest przyjazna dla środowiska.
- Detoksykacja wód gruntowych też daje dobre efekty. W tym celu są wypompowywane i czyszczone.
- Ważne jest przewidywanie i eliminowanie migracji rozpuszczalnych form metali ciężkich.
- W trudnych przypadkach należy całkowicie usunąć warstwę gleby i zastąpić ją nową.
Wapnowanie
Wprowadzanie wapna do gleby uchodzi za skuteczną metodę. Wpływa na właściwości chemiczne, biologiczne i fizyczne gleby. W połączeniu z wapnem pierwiastki śladowe tworzą pierwiastki trudno rozpuszczalne. Stopniowo rozpuszczają się dzięki absorpcji chemicznej.
Rośliny posadzone w glebie potraktowanej wapnem zawierają minimum metali. Substancja ta prowadzi do zmniejszenia ruchliwości cząstek metali ciężkich. Jednocześnie wzrasta ich rozpuszczalność.
Glinowanie
Zabieg ten korzystnie wpływa na strukturę gleby, wpływając na mobilność metali ciężkich. Podczas stosowania gliny, która zawiera dodatki mineralne, zwiększa się zdolność wymiany kationów gleby. Glina silniej wchłania metale niż składniki organiczne. Stopień oddziaływania zależy od charakterystyki zanieczyszczeń.
Płukanie gleby
Przy dużej zawartości substancji toksycznych warto zastosować metodę przemywania gleby. W tym celu stosuje się odczynniki. Ta metoda ma szereg wad. Należy do nich ryzyko przedostania się metali ciężkich do wód gruntowych i usunięcia cennych substancji ze struktury gleby.
Jako odczynnik stosuje się rozpuszczalne sole żelaza, które mają niski stopień toksyczności dla upraw. Po umyciu należy wykonać wapnowanie podłoża oraz dodanie składników mineralnych i materii organicznej.
Sorbenty naturalne i sztuczne
Ta metoda polega na wprowadzeniu zeolitów. Są naturalnymi pierwiastkami sorbentowymi, które zwiększają ilość wchłanianych pierwiastków śladowych. Grzyby metaboliczne są wykorzystywane do bioremediacji. Dopuszczalne jest również stosowanie robaków i owadów. O skuteczności tego zabiegu decyduje ogólny stan gleby, stopień jej zanieczyszczenia oraz skład.
Odpady biologicznie czynne oraz węgiel aktywny są stosowane jako sorbenty syntetyczne. Żywice jonowymienne są również bardzo wydajne.
Nawozy mineralne
Składniki preparatów mineralnych wpływają na ruchliwość metali. Ale ta metoda nie zawsze jest korzystna, a jeśli jest stosowana niewłaściwie, może spowodować wielkie szkody. Efektem ubocznym opatrunku pogłównego jest podwyższenie parametrów kwasowości, co negatywnie wpływa na mobilność substancji toksycznych.
Do detoksykacji stosuje się preparaty zawierające fluor. Ta metoda może być stosowana w przypadku poważnego zanieczyszczenia. Przy niewielkiej zawartości szkodliwych pierwiastków stosowanie takich związków tylko pogorszy ogólny stan gleby.
Nawozy organiczne
Gleba nasycona materią organiczną jest mniej wrażliwa na wpływ czynników negatywnych. Substancje organiczne powodują wzrost żyzności i wzrost liczby pierwiastków użytecznych potrzebnych uprawom do prawidłowego rozwoju.
Konsekwencje akumulacji metali ciężkich
Nadmierna ilość metali szkodliwych w ziemi prowadzi do negatywnych skutków. Szczególnie niebezpieczne są patologie, które pojawiają się w przypadku przenikania substancji do organizmu. Duża liczba wielu pierwiastków ma działanie neurotoksyczne. Zatrucie może prowadzić do ostrych i przewlekłych patologii oraz powodować zagrażające życiu powikłania.
Do negatywnych konsekwencji zanieczyszczenia gleby należą:
- zakłócenie rozwoju kultury;
- spadek ogólnej żyzności gleby;
- niszczenie roślin użytkowych;
- spadek jakości wody;
- spadek ilości składników pokarmowych w strukturze gleby;
- negatywny wpływ na faunę;
- wpływ na właściwości mikrobiologiczne.
Zanieczyszczenie gleby metalami powoduje naruszenie obiegu substancji w przyrodzie. To negatywnie wpływa na wszystkie składniki biosfery.
Opinia eksperta
Wnikanie metali ciężkich do gleby uważane jest za efekt uboczny działalności człowieka. Aby zminimalizować negatywny wpływ tych substancji, konieczne jest dokładne określenie składu gleby iw razie potrzeby jej oczyszczenie.