1. fejezet a nehézfémek a talajban
A kémiai összetétele talajok különböző területek heterogén és eloszlása a talajban kémiai elemek területén egyenlőtlen. Így például, előnyösen diszpergált állapotban, a nehézfémek kialakítására képes egy helyi kapcsolatot, ahol a koncentráció a több száz vagy több ezer szer magasabb, mint a Clarke szinten.
Számos kémiai elemek esszenciális a szervezet normális működéséhez. Hátrányuk fölöslegével vagy egyensúly okozhat betegségek, az úgynevezett microelementoses 1. biogeokémiai endemikus vagy amely egyaránt lehet természetes és ember alkotta. Ezek rasprotranenii fontos szerepet tartozik a víz, valamint élelmiszer-ipari termékek, amelyekben a kémiai elemek érkeznek a talaj a táplálékláncon keresztül.
A legtöbbet tanulmányozott mutatjuk kadmium szennyezés a talaj, higany, ólom, arzén, réz, cink és mangán. Tekintsük ezeket a fémeket talajszennyezés minden. 2
A savas talajok, kadmium van jelen formájában Cd 2+. CdCÍ +. CdSO4. és meszes talajon - formájában Cd 2+. CdCÍ +. CdSO4. CdHCO3 +. [1]
A negatív hatása, hogy növeli a pH a kadmium rendelkezésre álló csökkenése miatt nem csak a oldhatósága kadmium talajban oldat fázisban, hanem a gyökér aktivitást befolyásoló felszívódását.
Kadmium viszonylag kevés mozgatható a talajban, és ha hozzátéve a kadmium-tartalmú anyag a felületére, az alapvető mennyiség érintetlen marad.
Módszerek szennyező anyagok eltávolítására a talajból tartalmaznak vagy eltávolítása a szennyezett réteggel, vagy a kadmium eltávolítása réteg vagy bevonat szennyezett réteggel. Kadmium átalakítható a komplex vegyület oldhatatlan hozzáférhető kelátképző ágensek (például, etilén-diamin-). [1,3].
Mivel a viszonylag gyors felszívódás kadmium a talajból, a növények és az alacsony toxikus hatás általában tapasztalható annak koncentrációja, kadmium felhalmozódhat a növényekben, és adja meg az élelmiszer-láncszemek gyorsabb, mint az ólom és a cink. Ezért a legnagyobb veszélyt az emberi egészségre, ha azokat a talaj hulladék kadmium.
Az eljárást a lehető legkevesebb kadmium, amelyek bekerülhetnek az emberi tápláléklánc a szennyezett talaj - növekszik ebben a talajban a növények nem használnak élelmiszerek vagy növények, amelyek elnyelik a kis mennyiségű kadmiumot.
Az egész kultúra savanyú talajokon felszívni a kadmiumot hosszabbak, mint a semleges vagy lúgos talajok. Ezért, a meszezés savas talajok - egy hatékony eszköz mennyiségének csökkentésére kadmium felszívódik.
Higany található a természetben formájában Hg 0. fémgőz generált elpárologtatása során a kéreg; formájában szervetlen sók, Hg (I) és Hg (II), és egy szerves vegyület, a metil-CH3 Hg +. monometil- és dimetil-származékaik CH3 Hg + és (CH 3) 2 Hg.
A higany felhalmozódik a felső horizonton (0-40 cm) talaj és rosszul migrirut mélyebb rétegeibe is. Higany vegyületek igen stabilak számít a talajban. Növő növények a talaj szennyezett higany, elnyelik jelentős mennyiségű elem, és tárolja azt a veszélyes koncentráció, vagy nem nőnek.
Az arzén a környezetben a különböző kémiailag ellenálló formák. A két fő oxidációs állapotok: As (III), és As (V). Az elosztott jellege öt vegyértékű arzén formájában különböző szervetlen vegyületek, bár a háromértékű arzén könnyen kimutatható a vízben, különösen anaerob körülmények között.
Természetes rézásványok talajban tartoznak szulfátok, foszfátok, oxidok és hidroxidok. Réz szulfidok képezhető egy rosszul lecsapolt vagy elárasztott talajokon, ahol a redukáló körülmények között hajtják végre. Réz ásványok általában túl oldható marad szabadon lecsapolt mezőgazdasági talajok. A fémmel szennyezett talajok, azonban a kémiai közeg szabályozni lehet egyensúlyi vezető folyamatok a felhalmozódása a metastabil szilárd fázis. Feltételezzük, hogy a redukált és a szennyezett talaj lehet réz kovellit (CUS) vagy kalkopirit (CuFeS2).
Nyomokban fellelhető rezet is tartalmazhatják, külön-szulfid zárványok szilikátok és lehet izomorf helyettesítheti a kationok a réteges szilikát. Aszimmetrikus töltés agyagásványok nem specifikusan abszorbeált réz, de a-oxidok és -hidroxidok vas és mangán mutatják, nagyon nagy specifikus affinitást mutatnak a réz. Makromolekuláris szerves vegyületek lehetnek szilárd abszorbensek réz- és kis molekulasúlyú szerves anyagok hajlamosak oldható komplexeket képeznek.
Nehézségi talaj összetétele korlátozza a lehetőségét, hogy egy kvantitatív elválasztása a rézvegyületek a konkrét kémiai formában. jelzi -> jelenlétében nagy tömegű réz konglomerátumok és szerves anyagok, és nitrogén-oxidok Fe és Mn. Hozzáadása réz hulladék vagy szervetlen sók a réz növeli a koncentrációt rézvegyületek a talajban, képesek extrahálható viszonylag enyhe reagensekkel; így, a réz lehet a talajban formájában labilis kémiai formában. De az oldható és könnyen cserélhető elem - réz - képez kis számú formák képesek abszorbeálni növények, általában kevesebb, mint 5% -a a teljes tartalom réz a talajban.
réz toxicitás együtt növekszik a talaj pH, és kis ioncserélő kapacitással a talaj. A réz-gazdag rovására történik kivonatolás csak a felületi rétegek a talaj és a növények mély gyökérzete nem szenved ezt.
Környezet és növényi táplálkozás befolyásolhatja a fitotoxikus réz. Például egy réz toxicitás a rizs az alföldön jól láthatóan, amikor a növények locsolni hideg inkább, mint a meleg vizet. Az a tény, hogy a mikrobiális aktivitást elnyomja hideg talaj és megteremti a vostanovitelny feltételeket a talajban, ami hozzájárul a rezet egy oldatból.
Fitotoxicitás réz jön eredetileg a feleslegben a talajban rendelkezésre álló réz és fokozott savassága a talaj. Mivel a réz viszonylag inaktív a talajban, szinte minden a talaj belépő réz marad a felső rétegek. Alkalmazása szerves anyagok szennyezett talaj réz toxicitás csökkentése miatt adszorpciója oldható fém szerves szubsztrátum (Cu 2+ ionok kevésbé elérhetővé növények komplex vegyület), vagy mobilitásának növekedését Cu 2+ ionok és a kioldást a talaj oldható szerves réz-komplexek.
Cink lehet jelen a talajban, mint oksosulfatov, karbonátok, foszfátok, szilikátok, oxidok és hidroxidok. Ezek a szervetlen vegyületek metastabii horoscho selskohozyaestvennyh lecsapolt alapon. Úgy tűnik, szfalerit ZnS termodinamikailag fő forma a visszanyert, és oxidált talajokban. Néhány társítva cink és a foszfor jelen a visszanyert klórt, nehézfémekkel szennyezett üledékek. Következésképpen, viszonylag oldható cinksót meg kell történnie a fém-gazdag talajokat.
Cink izomorf helyébe más kationok szilikát ásványok, akkor elzárja vagy csapódnak ki együtt a hidroxidok a mangán és a vas. Rétegszilikátok, karbonátok, hidratált fém-oxidok és szerves vegyületek elnyelik horoscho cink, ahol használnak, és specifikus és nemspecifikus kötőhelyeket.
cink Rastvorimocht növeli savas talajok, valamint a kis molekulatömegű szerves komplexképző ligandumok. Redukáló körülmények között csökkentheti a oldhatóságát cink képződését oldhatatlan ZnS.
cink mobilitása a talajban megnő jelenlétében kelátképző szerek (természetes vagy szintetikus). Növekvő koncentrációjú oldható cink okozta oldható kelátok képzése kompenzálja süllyesztés mobilitás által okozott növelésével molekula mérete. Cink koncentrációja a növényi szövetekbe, a teljes felszívódását és toxicitás tüneteit pozitívan korrelált a cink koncentrációja az oldatban fürdés a növény gyökereit.
A szabad Zn 2+ iont túlnyomórészt felszívódik növény gyökérzete, így a, oldható kelátok képzése hozzájárul a oldhatósága a fém a talajban, és ezt a reakciót kompenzálja csökken a rendelkezésre álló cink kelát formában.
A legtöbb kísérletek talaj- Zn-tartalmú iszap nem mutatott egyértelmű visszaesése hozam vagy fitotoxikusak; Még a hosszú távú alkalmazása a nagy sebességű árthat növények. Egyszerű bevezetés cink formájában ZnSO4 csökkenést okoz növekedési tenyészetek savas talajok, míg évelő vezetjük be egy csaknem semleges talajokon halad észrevétlenül.
Toxikus szintet ér el a talajban selskohozyaestvennyh cink, általában azért, mert a felület cink; ez általában nem hatol, hogy a mélysége 15-30 cm. mély gyökerei egyes növények is érintkezés elkerülésére feleslegben cink elhelyezkedése miatt, a nem szennyezett altalaj.
A meszezési a szennyezett talaj cinkkel, csökkenti a koncentrációját az utóbbi a szántóföldi növények. Adalékanyagok NaOH vagy Ca (OH) 2 csökkentette a cink toxicitására növényi termesztett növények vysokotsinkovyh tőzegtalajok, ezek a talajok bár cink felvétele a növények nagyon korlátozott. Hiánya okozza a cink a vas lehet eltávolítani útján bevezetése a vas-kelát vagy FeSO4 a talajba, vagy közvetlenül a leveleken. A fizikai eltávolítására vagy ártalmatlanítására a szennyezett felső réteg cink általában lehetővé teszik a fém mérgező hatások megelőzése végett a növényekre.
A talaj, a három mangán van oxidációs állapotok +2. 3. 4. Az esetek többségében ez a fém társított elsődleges és a másodlagos ásványok vagy fém-oxidok. A talaj, a teljes összeg a mangán tartományok 500-900 mg / kg.
Az oldhatóság rendkívül alacsony Mn 4+; trivalens mangán nagyon instabil talajon. A legtöbb talaj mangán van jelen Mn 2+. mivel egy jól levegőztetett talaj a legtöbb van jelen a szilárd fázisban, mint oxid, ahol a fém az oxidációs állapotban IV; gyengén szénsavas talaj ugyanazon mangán lassan talpra mikrobiális környezet és bejut a talajba megoldás, így vált rendkívül mozgékony.
A oldhatósága Mn 2+ jelentősen nő alacsony pH, de esik a mangán a növények képesek felvenni.
Mangán toxicitás gyakran az a helyzet, ahol az általános szintje mangán közepes vagy magas, a talaj pH értékét meglehetősen alacsony, és az oxigén hozzáférhetőségét a talaj túl alacsony (azaz, vannak redukáló körülmények). Hogy megszüntesse a fent említett feltételek mellett a talaj pH értékét növelni kell a meszezés, kiad javítása érdekében vízelvezető a talaj, hogy csökkentse a víz áramlását, azaz általában javulnak a szerkezet a talaj.