2.2.3 Загрязнение почв тяжёлыми металлами

Загрязнение почвы тяжелыми металлами (ТМ), такими как Cd, Pb, Cr, Cu, Zn, Hg и As, является серьезной проблемой. Некоторая (весьма малая) доля тяжелых металлов присутствует в почве естественным образом, но мы говорим о загрязнении почв, когда они попадают в почву из различных местных источников. Такими источниками являются в основном предприятия цветной металлургии, но также тепловые станции, железорудные, химические и сталеобрабатывающие предприятия, сельское хозяйство (при ирригации загрязненной водой, при применении минеральных удобрений, в особенности фосфатов, при использовании загрязненного навоза, навозного ила и пестицидов, содержащих тяжелые металлы); загрязнение ТМ происходит также при сжигании отходов, при сжигании ископаемых топлив и от транспортных выбросов. Дополнительную нагрузку по тяжелым металлам вносит перенос на дальние расстояния атмосферных загрязнений, а для природных ландшафтов, на которых отсутствует человеческая деятельность, этот перенос является главным источником загрязнений тяжелыми металлами.

Тяжелые металлы всегда накапливаются в почве, где они фиксируются на минеральных частицах. Из почв ТМ могут быть мобилизованы - перейти в почвенный раствор различными спусковыми механизмами, например закислением. Из почвенного раствора ТМ легко потребляются почвенными организмами и корнями растений или вымываются в грунтовую воду. В этом случае они загрязняют пищевые цепочки или влияют на качество питьевой воды.

Загрязнение сельскохозяйственных почв тяжелыми металлами приводит к снижению урожаев. Загрязнение ТМ может привести также к повышенным уровням содержания этих элементов в сельскохозяйственных продуктах и затем к их попаданию в пищевые цепи.

Тяжелые металлы, попавшие на луговые почвы, остаются преимущественно в верхнем слое толщиной в несколько сантиметров и напрямую поедаются вместе с почвой травоядными животными. Употребление в пищу почвы – это главный путь попадания ТМ в организм домашних животных, пасущихся на загрязненных землях. Тяжелые металлы токсичны, и нельзя ими пренебрегать из-за низких концентраций в почве, так как они могут иметь долговременные эффекты, которые, возможно, еще не проявились.

ТМ могут оказать отрицательное воздействие, замедляя активность почвенных микроорганизмов: например, накопление тяжелых металлов в кислых лесных почвах может замедлить разложение мусора путем воздействия на грибковые и животные сообщества. Тяжелые металлы могут накапливаться в почве, особенно в почве с большой связывающей способностью по отношению к ТМ (например, в некислых почвах и черноземах).

В почвах с низкой связывающей способностью (кислых и песчаных) накопление ТМ не будет происходить даже при высоких нагрузках, что проявляется в относительно высоких концентрациях ТМ в грунтовой воде, в усилении вымывания и в высоком потреблении ТМ растениями.

Снижение выбросов тяжелых металлов – это самый прямой путь снижения количества атмосферных осадков, загрязненных этими элементами, и их накопления в почве. Несмотря на огромный рост транспорта, существенное снижение выбросов РЬ уже произошло благодаря строгим предписаниям, разрешающим использовать только неэтилированный бензин. Тем не менее, выброс ТМ промышленными предприятиями все еще весьма существенен. Меры по снижению выбросов и , будут снижать и вымывание ТМ. В самом деле, уменьшение закисления, вызванное снижением выбросов этих газов, может привести к восстановлению связывающей способности почв.

На сельскохозяйственных почвах нагрузка по ТМ может быть снижена:

1. использованием для производства удобрений минерального сырья с низким содержанием ТМ;

2. использованием меньшего количества пищевых добавок в корма животных и самих кормов с низким содержанием металлов (например, кормов, содержащих медь, введенную для лучшего их усвоения);

3. заменой неорганических пестицидов на органические соединения;

4. уменьшением норм применения удобрений и количества животных на 1 га угодий;

5. снижением норм применения других удобрений, таких как навоз и сточные илы.