Способы борьбы с загрязнением
− Усвоение металлов микроорганизмами: бактериями, грибами и водорослями. Существуют микроорганизмы, вырабатывающие особые вещества, облегчающие поступление тяжелых металлов в растения. Такими же свойствами обладают корневые системы некоторых видов растений. Эти выделения растений названы фитосидерофорами в отличие отсидерофоров, которые вырабатываются микроорганизмами. В корневых экссудатах злаковых культур (ячменя, пшеницы, овса, сорго и ржи) были обнаружены органические кислоты, способные мобилизовать трехвалентное железо из гидроксида.
− Известкование называют химической мелиорацией кислых почв. Так как кислотность развивается в почвах гумидных регионов с избыточным увлажнением, то прием этот носит зональный характер и не является универсальным. Разумеется, известкование нейтральной почвы с целью снижения подвижности и фитотоксичности металлов ничего не дает, оно целесообразно только на почвах с повышенной концентрацией водорода, подвижного алюминия, железа и марганца. Для известкования не годятся соли кальция и сильных кислот, к которым относится и гипс. С его помощью нельзя нейтрализовать почвенную кислотность. Только соли слабых кислот и сильных оснований, гидролиз которых дает раствор, обладающий щелочной реакцией, с успехом могут уменьшать кислотность почв и фитотоксичность большинства металлов. Эффективность известкования во многом зависит от качества извести, ее химического состава, нейтрализующей способности и способа внесения в почву. Так как карбонат кальция, магния, а также их двойная соль - соединения, нерастворимые в воде, то для быстрого взаимодействия с водородом, алюминием, железом и марганцем в почве важно обеспечить большую суммарную поверхность частиц материала, используемого для химической мелиорации. Превращение извести в пыль с диаметром частиц не более 0,25 мм существенно снижает время нейтрализации почвенной кислотности. Скорость взаимодействия карбонатов щелочноземельных элементов с почвой зависит от значения ее pH, влажности почвы, тщательности перемешивания с ней, а также от химического состава мелиоранта. Активность взаимодействия известкового материала (извести, мела, мрамора, доломита, гажи и т.д.) с кислотами, содержащимися в почвах, зависит не только от суммарной поверхности его частиц, но и от возраста и геологических условий формирования карбоната кальция, магния, степени их кристаллизации.
− Внесение в почву органического вещества рассматривается земледельцами как прием повышения ее плодородия. Действительно, органические удобрения содержат необходимые биогенные элементы для роста и развития культурных растений. Преимущество этого вида удобрений по сравнению с минеральными - в многообразии его положительного воздействия на почву и растения, заключающегося прежде всего в том, что применение органических удобрений можно рассматривать не только как источник элементов питания растений, но и как прием физической мелиорации почв. Необходимо учитывать, что органические удобрения в зависимости от происхождения и технологии подготовки к внесению в почву имеют разные удобрительные и почвоулучшающие свойства. Все многообразие органических удобрений можно свести в две группы - биологически активную (экскременты) и биологически инертную – торф, сапропель и различные смеси торфа с минеральными добавками (ТМАУ, ТМУ, ТМАУЗ и др.), а также гидролизный лигнин. Первая обогащает почвенную микрофлору организмами, способствующими быстрой минерализации как самого удобрения, так и остатков растений, находящихся в почве; вторая - может увеличивать емкость поглощения и водоудерживающую способность почвы. Однако в любом случае органическое вещество выступает как хороший адсорбент ионов, повышает буферность почвы, понижает концентрацию солей в почвенном растворе. Все это способствует снижению фитотоксичности тяжелых многовалентных металлов, препятствует поступлению некоторых из них в растения.
− Химическое осаждение тяжелых металлов в виде труднорастворимых солей. Существенного снижения фитотоксичности большинства тяжелых металлов можно добиться, способствуя образованию в почве их трудно-растворимых соединений: сульфидов, фосфатов, карбонатов, гидроксидов. Так, обогащение почв растворимыми соединениями ортофосфорной кислоты, с одной стороны, повышает содержание фосфора в почве, улучшая тем самым ее плодородие, с другой - способствует образованию трудно-растворимых соединений тяжелых металлов.
− Фитомелиорация. Если же тяжелые металлы распределены во всей толще плодородного слоя почвы, то вопрос удаления металлов решается «отсасыванием» их из почвы с помощью растений. В иностранной научной литературе данный прием получил название фиторемедиации или фитомелиорации. Очистка почв с помощью специально отобранных или полученных с помощью генной инженерии растений будет эффективной только в таких условиях загрязнения, когда концентрация ксенобиотиков в мелиорируемом объекте не угнетает рост и развитие растений, предназначенных для очистки почвы. Использование этого приема восстановления плодородия и его гигиенического благополучия требует очень продуманного подхода, который включает подбор растений, обеспечивающих удаление из загрязненной почвы вредного элемента, проведение сопутствующих мероприятий с целью повышения эффективности процесса очистки и безопасного для среды удаления загрязненной массы растений.
− Другие способы. Поступление токсичных тяжелых металлов в сельскохозяйственные культуры можно уменьшить глинованием, землеванием, плантажной вспашкой, внесением в почву менее токсичных химических аналогов, а также за счет комплексного использования перечисленных выше приемов. Однако следует отметить, что во всех этих случаях снижается подвижность тяжелых металлов хотя и уменьшается, но их поступление в растения не исключается. Для получения чистой продукции с фоновым содержанием металлов необходимо и фоновое содержание их в почве, а этого можно добиться, только удалив загрязнения из корнеобитаемого слоя. При освоении целинных земель, длительное время загрязнявшихся тяжелыми металлами из атмосферы, на площадях, прилегающих к крупным промышленным предприятиям, не имевших ранее систем эффективной очистки выбросов в атмосферу, необходимо определить глубину проникновения загрязнений, и если она не велика, удалить загрязненный слой почвы с осваиваемых площадей. При достаточной глубине плодородного слоя удаление загрязнений можно заменить глубокой плантажной вспашкой. Эти мероприятия целесообразны лишь тогда, когда устранен источник предыдущего загрязнения, и исключено повторное поступление поллютантов в почву. [5]
Заключение
Проблема охраны и рационального использования почвы имеет большое значение, ведь почвенный покров играет важную роль как в глобальном круговороте веществ, так и в деятельности человека. Среди множества других функций почвы регуляция миграционных потоков тяжёлых металлов. Большие объёмы их выбросов сильно влияют на состояние почвы, поэтому нам необходимо контролировать этот процесс и предпринимать меры для снижения подвижности металлов.
Использованные источники:
1. Агрохимия http://openacc.ru/tyazhelye-metally/866-normirovanie-soderzhaniya-tyazhelyh-metallov-v-pochvah-chast-7.html , 25. 10. 14.
2. Основы биогеохимии, В. В. Добровольский, 2003
3. Оценка экологического состояния почвы, Муравьёв А. Г., Каррыев Б. Б. , Ляндзберг А. Д., 2008
4. Почвенно-экологический мониторинг и охрана почв, под редакцией Д. С. Орлова и В. Д. Васильевской, 1994
5. Тяжёлые металлы в агроландшафте, Ю. В. Алексеев, 2008
6. Экологический мониторинг. Учебное пособие, Е. Н. Патова, Е. Г. Кузнецова, 2013
7. Экология почв. Часть 3. Загрязнение почв, В. Ф. Вальков, К. Ш. Казеев, С И. Колесников, 2004.