Загрязнение почв тяжелыми металлами

Загрузка...
Интенсивное развитие промышленности, транспорта, энергетики, а также интенсификация сельскохозяйственного производства способствуют возрастанию антропогенной нагрузки на аграрные экосистемы и, прежде всего, на почвенный покров. В результате этого происходит загрязнение почв тяжелыми металлами (ТМ). ТМ, попадающие в биосферу главным образом в результате промышленных и транспортных выбросов, являются одним из самых опасных ее загрязнителей. Поэтому изучение их поведения в почвах и защитных возможностей почв является важной экологической проблемой.
 
При изучении распределения тяжелых металлов в техногенно загрязненных почвах необходимо иметь информацию об их содержании и формах соединений ТМ в «фоновых» почвах. Такая информация имеет большое значение для региональных и локальных работ, когда специфика элементного химического состава местных почв должна обязательно учитываться. В случае существенного отличия регионального фона от глобального можно или не заметить начавшееся техногенное загрязнение местного почвенного покрова, или, напротив, принять естественный региональный фон за результат техногенного воздействия. Для исключения подобных оценок необходимо получение сведений о содержании ТМ в почвенном покрове и главных типах почв отдельных регионов [70].
 
При этом важно знать не только как влияют процессы почвообразования на характер внутрипрофильного распределения ТМ. Необходимо выяснить, какими химическими и физико-химическими свойствами почв обусловлена внутрипрофильная дифференциация ТМ. Кроме того, в почвах накапливаются различные концентрации тяжелых металлов, но не все их соединения являются доступными для растений, а соответственно - опасными для человека. Поэтому важно установить не только валовое содержание ТМ в почвах, но и выяснить степень их подвижности и доступности для живых организмов.
 
Большинство ТМ обладает высокой биологической активностью, из-за чего вопросы профилактики неблагоприятного воздействия их на здоровье людей и животных требуют знания как степени токсичности и характера вызываемых нарушений в состоянии здоровья, так и гигиенических нормативов допустимого содержания ТМ в объектах внешней среды, в том числе в почвах и растениях.
 
В связи с этим важно установить не только валовое содержание ТМ в почвах, но и выяснить степень их подвижности и доступности для живых организмов и на основе этого дать оценку экологического состояния зональных почв по содержанию ТМ.
 
 

Вклад отечественных и зарубежных ученых в изучение тяжелых металлов

 
 
К тяжелым металлам (ТМ) относятся элементы с атомными массами свыше 40 а. е., и имеющие плотность более 7,87 г/смЗ. Набор ТМ во многом совпадает с перечнем «микроэлементов». К микроэлементам относят химические элементы (по А.П. Виноградову), содержание которых в почвах, водах и организмах находится в количествах от 10?3 до 10?12 % [31]. Впервые задачу определения количественного состава отдельных элементов в земной коре поставил перед собой американский химик и минералог Ф. Кларк, который в 1889 г. опубликовал данные среднего состава земной коры. Подобные подсчеты производил в 1815 г. для 10 элементов английский минералог В. Филлипс, работы которого были продолжены французскими учеными Эли-де-Бомоном и Г. Добрэ. Однако эти расчеты были приблизительными и не оказали значительного влияния на научную мысль того времени [119].
 
Достойная оценка работ Ф. Кларка пришла из России, где в первом десятилетии ХХ века зарождалась новая наука - геохимия, основоположником которой явился В.И. Вернадский. До работ В.И. Вернадского среди ученых господствовало представление о минеральной форме нахождения химических элементов в литосфере. В целом ряде работ В.И. Вернадский (1919, 1922,1926, 1931) доказал, что между средой и организмами постоянно происходит обмен веществом, что среда и организм связаны общей историей атомов химических элементов. Геохимические процессы, непрерывно идущие в земной коре, и эволюция химического элементарного состава живого вещества - два сопряженных процесса. Работы В.И. Вернадского(1940) и А.П. Виноградова(1952) показали, что в составе клеток живых существ содержится большинство известных химических элементов, связанных непосредственно с жизнедеятельностью клетки. Позже работы ряда ученых многих стран подтвердили, что каждый из этих элементов выполняет ту или иную функцию в жизни организма [25].
 
А.П. Виноградовым было разработано учение о биогеохимических провинциях, освещающее вопросы распределения химических элементов в почвах, водах и организмах [83]. В его основу легла концепция А.П.
 
Виноградова о влиянии химической обстановки на химический состав живых организмов, которая затем была углублена учением В.В. Ковальского о пищевых цепях [65]. А.Е.
 
Ферсман в 1923 г. предложил термином «кларк»
обозначать среднее содержание химического элемента в земной коре, какой- либо ее части, Земле в целом, а также в планетах и других космических объектах [119]. Большой вклад в развитие учения о микроэлементах внес Е.П.
 
Троицкий (1969). Он отмечал, что «нет вредных веществ, есть вредные концентрации, избыток в почве даже полезных для растений веществ может оказаться ядом для микроорганизмов и растений» [162]. Б.Б. Полынов (1955)
 
отмечал необходимость сопряженного изучения химизма компонентов ландшафта, почвы и растительности. Он обратил особое внимание на процесс перераспределения веществ на земной поверхности [123].
 
Биогеохимический подход к изучению тяжелых металлов в черноземах бывшего СССР отражен в работах Н.Г. Зырина, В.А. Ковды, В.В. Добровольского, В.В. Акимцева, П.Г. Адерихина, М.Т. Копаевой, Н.А. Протасовой, Н.К. Крупского, А.М. Александровой, Г.Д. Белициной, А.И. Обухова, Я.В. Бумбу, Р.К. Даутова, П.В. Маданова, В.К. Гирфанова, Н.Н. Ряховской, М.Ф. Кузнецова, В.Г. Минибаева, В.П. Оголевой, Г.Н. Попова, И.З. Рабиновича, Г.П. Стрижовой, П.А. Садименко, С.И. Томы, Е.В. Тонконоженко, В.В. Ковальского, Б.П. Ильина и многих других ученых. Были выявлены географические закономерности и региональные особенности распределения микроэлементов и тяжелых металлов в почвообразующих породах, почвах, растениях[3, 4, 8, 9, 44, 49, 50, 62, 64, 79, 80-83, 98, 103, 104, 108, 127, 129, 131, 141, 154, 158, 159].
 
В Центральном Черноземье исследования тяжелых металлов начались в 1963 году по инициативе основателя воронежской школы почвоведов профессора П.Г. Адерихина. Полученные данные по содержанию Мп, Сu, Zn, Со в почвах региона были использованы для составления схематических карт валового содержания этих тяжелых металлов и их подвижных форм в почвах Европейской части СССР [129]. Результаты изучения микроэлементного состава почв Центрального Черноземья нашли отражение в трудах П.Г. Адерихина и М.Т. Копаевой (1969, 1973, 1979, 1981); П.Г. Адерихина и Н.А. Протасовой (1969, 1970, 1973, 1978); Б.П. Ахтырцева (1965, 1973, 1979); Б.П. Ахтырцева, А.Б. Ахтырцева и Л.А. Яблонских (1999); М.Т. Копаевой (1971); Н.А. Протасовой (1970, 1979, 1982); Н.А. Протасовой и М.Т. Копаевой (1986, 1995); Н.А. Протасовой, А.П. Щербакова и М.Т. Копаевой (1992); А.П. Щербакова, Н.А. Протасовой и А.Б. Беляева (1999, 2000); К.Ф. Хмелева (1999); Н.А. Протасовой и А.Б. Беляева (2000, 2002, 2004); Н.А. Протасовой и А.П. Щербакова (2003,2004); Н.А. Протасовой (2004,2005)[3, 4, 8, 9, 18-20, 127-141, 166, 170, 171].
 
В последнее время усилилось внимание к экологическому состоянию почвенного покрова. Для осуществления фонового мониторинга природной среды необходимо знать закономерности естественных процессов миграции и концентрации химических элементов в природных ландшафтах, находящихся вне сферы локального техногенного воздействия, в том числе заповедных территорий. С этой целью были разработаны ландшафтно-геохимические основы фонового мониторинга природной среды, получены новые данные о геохимической структуре ландшафтов Белоруссии (В.К. и К.И. Лукашевы, В.А. Кузнецов, В.А. Генералова, А.Л. Жуховицкая, А.А. Хомич и др.); Казахстана и Средней Азии (А.И. Перельман, Н.С. Касимов, Н.Ф. Глазовский); Украины |(Б.Ф. Мицкевич, Ю.Я. Сущик, Л.Л. Малышева); таежных районов Сибири (Е.Г., А.И. Щетников); Забайкалья (В.А. Карелии и Кольского полуострова (В.В. Добровольский, Л.В. Алешукин); севера Евразии (А.В. Евсеев, А.М. Иванова и др.); Монголии (Н.С.Касимов, В.В. Добровольский, А.К. Евдокимова, М.Ю. Лычагин), а также ряда биосферных заповедников - Приокско-Террасного (В.П. Учватов); Бадхызского (М.А. Глазовская, Н.С. Касимов, В.В. Батоян); Башкирского (И.П. Гаврилова, И.Г. Побединцева); Березинского (К.И. и В.К. Лукашевы, В.А. Кузнецов и др.) Репетекского (М.А. Глазовская, Н.С. Касимов); Сихотэ-Алинского (В.С. Аржанова, П.В. Елпатьевский); Тигровая балка (Н.С. Касимов, М.Ю. Лычагин, В.В. Сысуев); Астраханского (Н.С. Касимов, М.Ю. Лычагин, А.Н. Геннадиев)[118]. Формируется ландшафтно-геохимическая информатика - на геохимической основе создаются географические информационные системы городов (О.В. Моисеенков) и биосферных заповедников (Н.С. Касимов, М.Ю. Лычагин), создаются единые информационные базы данных о содержании макро- и микроэлементов в зональных почвах Центрального Черноземья (Н.А. Протасова, А.П. Щербаков) [129].
 
 

Биологическая роль тяжелых металлов (Мп, Zn, Сu, Ni, Pb, Cd)

 
 
Марганец. Физиологическая роль Мп в жизни растений велика. Мп участвует в работе целого ряда природных белковых катализаторов-ферментов, регулирующих процессы фотосинтеза, дыхания и азотного обмена. Ионы Мп принимают активное участие в окислении продуктов карбоновых кислот, а следовательно, и в процессе дыхания растений. Особенностью физиологической роли Мп является сохранение определенных соотношений Fe и Мп в растении. Велико влияние Мп на синтез и содержание сахаров в листьях, корнях и стеблях. Недостаток Мп в почве вызывает у большинства растений бурую пятнистость. Повышенное содержание Мп в почвах приводит к токсическому действию на растения и даже к их гибели [71, 116, 117, 122, 168, 173].
 
Мп - жизненно необходимый элемент, но при поступлении в высоких дозах проявляет заметную токсичность, зависящую по ??воей выраженности от структуры соединения [160]. Некоторые ферменты, контролирующие гликолиз синтез глюкозы, активируются Мп в малых концентрациях, но ингибируются при больших дозах. Влияние Мп (II) на ферментные системы митохондрий приводит к снижению скорости дегидрирования промежуточных соединений цикла Кребса, а следовательно, к нарушению цепи дыхания [55].
 
Цинк принимает участие в деятельности металлоферментов и активизации их комплексов. В настоящее время около 30 ферментов относится к цинк содержащим, Zn является компонентом очень многих дегидрогеназ. Цинк активизирует ферменты углеводного обмена (альдолазы, энолазы, карбоксилазы и др.) и способствует повышению интенсивности фотосинтеза. При недостатке Zn в листьях растений наблюдается скопление редуцирующих сахаров и в меньших количествах - сахарозы и крахмала. Zn влияет на синтез и гидролиз углеводов. Недостаток Zn приводит к патологическим изменениям в растениях. Среди них главным является задержка роста, приводящая к почти полному прекращению роста междоузлий. Другим симптомом цинковой недостаточности, в частности, у листопадных плодовых деревьев является мелколистность и розеточность. Листья растений приобретают ненормальную форму, появляются хлоротические пятна, которые становятся светло-зелеными, а иногда желтыми и даже белыми [71, 116, 117, 122, 168, 173]. При избытке Zn происходят следующие клеточные нарушения: появление мегаканалов на внутренних мембранах митохондрий [184], нарушение нормальной работы клеточного ядра и ДНК [12, 94, 145, 185, 192].
 
Zn - один из наиболее распространенных необходимых металлов в организме человека. В организме взрослого человека содержится 1,4-2,3 г Zn: 20 % - в костях, 6 % - в плазме, 2,8 % - в эритроцитах, около 3 % - в печени, 65% - в мышцах. Zn распределен по всем органам и тканям млекопитающих. Его обнаруживают в высоких концентрациях в костях, коже, предстательной железе [55]. При избыточном содержании Zn может вызывать «цинковую» (литейную) лихорадку. Таким свойством обладает не только чистый Zn в аэрозоля ,но и его оксид и хлорид (последний дает пары). Характер поражения может быть разным в зависимости от дозы и длительности действия. Возможно развитие эмфиземы, отека легких и канцерогенеза [160].
 
Медь участвуёт в синтезе белков и нуклеиновом обмене. Ионы Сu образуют с аминокислотами стабильные комплексы, который более прочны, чем аналогичные соединения других металлов. Ионы Сu стимулируют начальные стадии усвоения аммиака растениями, играют важную роль в N - обмене растений. Cu входит в состав таких ферменов, как дифенолоксидаза, аскорбиноксидаза, полифенолоксидаза и др. Полифенолоксидаза и аскорбинксидаза участвуют в прямом окислении органических соединений молекулярным кислородом. Известно, что ионы Сu обладают каталитическими свойствами, которые значительно усиливаются, если они связываются с Белковой молекулой. Явления Cu – недостаточности проявляются по-разному и называются «белая чума», «болезнь верещатников», «болезнь обработки». Плодовые деревья при недостатке Cu заболевают суховершинностью (экзантемой)[71, 116, 117, 122, 168, 173]. На клеточном уровне избыток Сu способствует нарушению окислительного фосфолирирования в митохондриях [12].
 
В организме взрослого человека обнаруживается около 100 мг Сu, 1/3 от этого количества – в мышечной ткани. Печень и мозг также богаты Cu. Дефицит Си вызывает анемию, патологический рост костей, недостаточность роста, дефекты соединительной ткани, сердечно-сосудистую недостаточность, смертельный исход. При избыточных количествах Сu проявляется токсическое действие — повышенная клеточная проницаемость у эритроцитов, ингибирование глутатионредуктазы, снижение концентрации внутриклеточного восстановленного глутатиона, агглютинацию, избыточное стимулирование гксозомонофосфатного шунта [55]. При поступлении Сu через легкие в случае высоких доз и длительного контакта может наблюдаться некроз эндотелия лёгоночных альвеол, сопряженный с развитием «медно-протравленной» лихорадки, бронхопневмонии и даже отека легких[160].
 
Никель. Недостаток Ni приводит к нарушению метаболизма азота, изменению концентраций метала и аминокислот в растениях ячменя [177]. Отсутствие или низкое содержание Ni сопровождается снижением концентрации железа ниже критического уровня, а также значительным (в 15- 20 раз) накоплением мочевины в кончиках листьев, что является причиной возникновения хлорозов и некрозов [13, 176, 180, 182]. Ni активизирует к полифенолоксидазу, ?-амилазу, аргиназу, тирозиназу, 5-дифосфаткарбоксилазу и ряд других ферментов [87]. Естественным следствием стимулирующего действия Ni на активность растительных ферментных систем является положительное влияние микродоз элемента на рост и развитие растений [13].
 
Несмотря на многочисленные сообщения о стимулировании Ni многих физиологических процессов, до настоящего времени он не отнесен к необходимым для растений элементам [72, 168, 188], хотя некоторые авторы настаивают на этом [22, 176, 178,. 180, 182, 186]. Он способствует формированию спиральной структуры нуклеиновых кислот, входит в состав гормона инсулина, активизирует аргиназу, трипсин, оксилоацетатдекарбоксилазу, ряд пептидаз, действующих на азотсодержащие группировки, является катализатором окисления лецитина и линолевой кислоты [168,189].
 
Ni принадлежит к числу элементов, вызывающих эндемические заболевания, - хлорозы и некрозы. Для злаковых растений получены данные о влиянии Ni на активность нитратредуктазы, играющей важную роль как в восстановлении нитратов, так и в азотофиксации. Выявлено участие Ni в стабилизации структуры рибосом. В настоящее время имеется достаточно данных, позволяющих отнести Ni к биоэлементам [189, 193]. На клеточном уровне избыток Ni приводит к нарушению нормального функционирования ядра, ДНК [94, 145,185,192] и к сбою митоза и цитокинеза [12,179,190].
 
В организме взрослого человека содержится около 10 мг Ni, причем 18 % от этого количества находится в коже. Содержание Ni в плазме - 2,6 мкг/л, 96 % от него связано с альбумином [191]. В других тканях Ni содержится в концентрации 1-5 мкг/л. Молекула уреазы, катализирующая расщепление мочевины на аммиак и углекислый газ, содержит два атома Ni [55].
 
Особое внимание уделяется свойствам Ni как канцерогенного элемента. Вследствие переменной степени окисления у Ni(II) соли являются ингибиторами окислительных ферментов. Ni обнаруживают в РНК, считается, что он обеспечивает определенную структуру нуклеиновой кислоты. Изменяя химические свойства РНК и нуклеопротеинов при комплексообразовании, Ni может проявлять токсичность [55]. Газообразные соединения Ni, в частности карбонил никеля - Ni(CO)5, абсорбируются в легких и задерживаются в организме в больших размерах, чем другие соединения. Он же обладает раздражающим действием на легкие, вызывая иногда их отек. Это высокотоксичное и летучее соединение образуется также при сгорании табака[160].
 
Свинец. Повышенная концентрация РЬ в растениях (более 3-5 мг/кг сухой массы) подавляет фотосинтез, дыхание, митоз, ростовые процессы и в целом их продуктивность. При повышенном содержании РЬ в почвах он в основном накапливается в корнях растений, в меньшей степени - в корнеи клубнеплодах [45]. Поступление его в наземные органы растений ограничивается функционированием защитных физиолого-биохимических механизмов [76, 78, 149, 150]. На клеточном уровне РЬ в избыточном количестве накапливается в ядрах, нарушая их нормальную работу [94, 145, 185, 192]. Присутствие РЬ вызывает ингибирование митоза и цитокинеза в клетках [12, 179, 190].
 
 

Физиологическая норма РЬ в разных тканях и органах взрослого человека

 
 
имеет следующие значения (в микромолях на 1 л): в легких - 0,19; в мышцах - 0,29; в мозге - 0,49; в почках - 0,52; в печени - 0,84; в крови - 1,3; в коже - 1,5; в костях - 53. Концентрация РЬ в костях на 1-2 порядка выше, чем в других органах, что указывает на остеотропность этого элемента. Одним из давно известных симптомов хронического отравления РЬ является анемия. На ранних стадиях увеличивается доля молодых эритроцитов – ретикулотитов (до 60%) и базофильно-зернистых эритроцитов (до 1%). Позже снижается содержание гемоглобина в крови [55].
 
Изучение эпителиальных клеток нефронов показало, что один из основных путей накопления РЬ в клетке - образование внутриядерных включений [183]. Одной из функций этих структур является защита чувствительных биохимических систем от токсического действия РЬ. Особенно чувствительны к повреждающим воздействиям РЬ нейроны центральной и периферической нервной системы. Вследствие свинцового отравления нейронов может развиться энцефалопатия, особенно у детей [55].
 
Кадмий. Cd относится к числу наиболее фитотоксичных элементов. Токсичность воздействия Cd проявляется прежде всего в снижении урожайности сельскохозяйственных культур. Благодаря высокой подвижности и способности накапливаться в клетках и тканях живых организмов. Cd способен вызывать серьезные нарушения их метаболизма. Известно отрицательное влияние кадмия на рост растений. Кадмий вызывает торможение роста растений и ингибирует процессы нарастания подземной ??ассы [95, 150, 1157].
 
Возрастающие дозы Cd в почве способствуют снижению содержания в растениях Са, Мп, Fe, Zn, Sr, Ва, РЬ и увеличению содержания Си, Rb, Sn. Присутствие ионов Cd в питательной среде подавляет активность корней, что проявляется в ингибировании поглощения ионов К и нитратов [30]. Воздействие больших доз Cd индуцирует фрагментацию мембранного аппарата Гольджи и разрушение эндоплазматической сети [161, 175, 181, 194].
 
Cd индуцирует разбухание и конденсацию митохондрий [175]. Он накапливается в ядре, вступает во взаимодействие с его белками, ДНК н нуклеотидтрифосфатазами, нарушая их нормальную работу. Cd способен вызывать агрегацию микротрубочек и их укладку в пучки, образование дополнительных тяжей кортикальных микротрубочек, а также агрегацию и перераспределение микрофиламентов, что в свою очередь может приводить к нарушению митоза и цитокинеза [12, 179,190].
 
В организме человека среднего возраста содержится около 50 мг Cd, 1/3 - и почках, остальное количество - в печени, легких и поджелудочной железе. С
возрастом содержание Cd в организме увеличивается, в организме новорожденных он отсутствует. Cd не является необходимым элементом для млекопитающих. Отравление Cd в основном связаны с промышленными загрязнениями. Сигаретный дым - еще один источник отравления Cd. Cd при поступлении через дыхательные пути вызывает серьезные поражения этого органа. Выявлены случаи развития рака легких [160]. Cd имеет большое сродство к нуклеиновым кислотам, вызывая нарушение их метаболизма. Он ингибирует ДНК-полимеразу, нарушает синтез ДНК, а именно стадию расщепления. Cd мешает присоединению тимина к ДНК, предотвращая синтез тимидилата и тимидинкиназы [55].
 
 

Формы соединений тяжелых металлов в почвах

 
 
Возможны два подхода к оценке форм соединений ТМ в почвах: почвенно- агрохимический (диагностический) и биогеохимический. Первый преследует
цель определения запасов доступных растениям форм соединений, что дает возможность диагностировать способность почв обеспечивать элементами
питания фитоценозы. При биогеохимических исследованиях учитывают все формы соединений, что позволяет судить о составе почв, возможности фиксации элементов, их подвижности и миграции в процессе выветривания и почвообразования, о стратегических запасах ТМ в педосфере [61,62].
 
ТМ в почвах могут находиться в жидкой и твердой фазе в составе различных соединений. Различают следующие группы соединений ТМ в почве: 1. Водорастворимые органические и минеральные соединения почвенного раствора (простые и комплексные ионы); 2. В составе растительных остатков и биомассе микроорганизмов; 3. В составе минеральной и органической твердой фазы почвы: легкообменные ионы тонкодисперсных глинных минералов, карбонатов, оксидов, гуминовых соединений; труднорастворимые внутрикомплексные соединения с органическим веществом изоморфная примесь первичных минералов; ионы, прочнофиксированные вторичными минералами; в составе оксидов и гидроксидов железа и алюминия, коагелей их с кремневой кислотой; оксиды, гидроксиды, труднорастворимые соли [31, 61, 62].
В дальнейших работах Г.В. Мотузовой были выделены следующие группы соединений, в состав которых входят тяжелые металлы [110]: 1. Прочносвязанные соединения в составе твердых фаз почвы; 2. Подвижные соединения в составе твердых фаз почвы; 3. Соединения в составе почвенного раствора; 4. В составе почвенного воздуха; 5. В составе живого вещества.
 
Прочносвязанные соединения представлены химическими веществами первичных минералов материнских пород, вторичных минералов силикатной и несиликатной природы, труднорастворимыми солями, органическими и органоминеральными веществами. К подвижным соединениям твердых фаз почвы относятся способные к обмену ионы почвенно-поглощающего комплекса, рыхлосвязанные соединения, представленные легко- и среднерастворимыми солями и комплексами. В почвенном растворе химические элементы присутствуют в форме свободных ионов и продуктов их взаимодействия с водой, молекулами и ионами других химических элементов в почвах. К ним относятся тяжелые металлы в составе первичных минералов материнских пород и вторичных минералов силикатной (глинистые минералы) и несиликатной (оксиды и гидроксиды металлов, соли) природы [110].
 
Как известно, унаследованный почвами от материнских пород качественный и количественный состав тяжелых металлов претерпевает значительные изменения под совокупным воздействием всех факторов почвообразования [62, 129].
 
ТМ обладают высокой способностью к многообразным химическим, физико-химическим и биологическим реакциям. Многие из них имеют переменную валентность и участвуют в окислительно-восстановительных процессах. Изменение степени окисления влияет на миграционные способности большинства ТМ. Значительное влияние оказывают и кислотно-основные свойства почв. В условиях кислой среды нерастворимая часть фракции ТМ переходит в растворимые формы, и при прохождении техногенного потока металлов через почву масса растворимой фракции в кислых почвах может нарастать [113].
 
ТМ сорбируются на поверхности почвенных частиц, входят в состав кристаллических решеток глинистых минералов, дают собственные минералы в результате изоморфного замещения, находятся в растворенном состоянии в почвенной влаге и в газообразном состоянии в почвенном воздухе, входят в состав органических остатков, в частности, в виде элементно-органических соединений, являются составной частью почвенной биоты [113].
 
Запас подвижных соединений ТМ может пополняться при поступлении в почвенную систему их извне в результате естественных и антропогенных процессов или уменьшаться при удалении из почвенной массы. Подвижные соединения химических элементов представляют собой наиболее важную с точки зрения питания растений группу соединений. Их извлекают из почвы различными растворителями, действие которых сопоставимо с действием природных вод и растений — это разбавленные растворы солей, кислот и оснований [113].
 
Марганец. А.П. Виноградов выделяет в почве две формы марганца: усвояемую, легко подвижную и неусвояемую, неподвижную. Первая форма Мп2+ представлена в почвенных растворах карбонатами, бикарбонатами, сульфатами, нитратами, хлоридами и другими легкорастворимыми солями в кислой среде (рН < 6,0) [31]. К усвояемой форме относится также обменный марганец. Марганцевые соли с ионом Мп2+ растворимы в воде, марганцевые соединения, более богатые кислородом, почти нерастворимы. Так, всякое окисление соединений, содержащих Мп, уменьшает его миграцию в биосфере
[29].
 
При рН 8-8,5 начинает выпадать Мп(ОН)2. Гидрат закиси марганца - М(ОН)2 или МпО2·Н2O на воздухе переходит в окисленную форму Мп(ОН) - манганит или МпОз·пН2O. При дальнейшем окислении - в пиролюзит МпО2. В воде эти формы не растворимы. Малодоступными соединениями марганца являются оксиды марганца - МпЗО4 и МпО2. В почве они образуют устойчивые
 
соединения и конкреции. Переходными формами являются оксид марганца Мп2ОЗ и гидрат оксида марганца – Мп2ОЗ·пН2O, которые также недоступны растениям [31]. Оксиды Мп чаще встречаются в мелкоземе почв лесостепной и степной зон. Набор минералов Мп в почвах степной зоны: вернадит, тодорокит, криптомелан, бернессит, гаусманит [34].
 
К неусвояемым и неподвижным формам Мп относятся его органические соединения и Мп, находящийся в кристаллической решетке минералов. Большое количество растворимого Мп содержится в кислых почвах. В них происходит миграция Мп по всему почвенному профилю. Высокое содержание СО2 в почвенном растворе повышает подвижность Мп. В нейтральных и щелочных почвах основная часть Мп представлена в виде МпЗ+. Известная часть Мп2+ находится в обменной адсорбции, поглощенная - в почвенном комплексе. Мп2+ замещает Са2+ и может быть десорбирован. Таким образом, в почвах имеется ряд форм состояния Мп [31].
 
Пространственное распределение валового Мп в почвенном покрове ЦЧР отличается довольно большим разнообразием. На территории Центрального Черноземья Н.А. Протасовой, А.П. Щербаковым и М.Т. Копаевой выделены следующие группы почв по содержанию Мп [139]. 1 группа — почвы крайнего северо-востока региона, содержащие в пахотном горизонте Мп от 200 до 550 мг/кг, - светло-серые лесные почвы легкого гранулометрического состава. 2 группа - почвы с содержанием Мп от 550 до 900 мг/кг, занимающие большую часть территории региона, - серые лесные почвы, черноземы оподзоленные, выщелоченные, типичные, обыкновенные и южные. 3 группа - почвы с содержанием Мт от 900 до 1200 мг/кг, - серые лесные и светло-серые лесные почвы, расположенные на крайнем северо-западе региона. В содержании этого элемента в почвенном покрове региона наблюдается довольно сильная пространственная неоднородность. Внутрипрофильное распределение элемента и выщелоченных черноземах связано с распределением амфиболов, в типичных - пироксенов и группы дистена, в обыкновенных - эпидота и ильменита с магнетитом [129].
 
На территории Центрального Черноземья выделены следующие группы почв по содержанию подвижного Мп [9]. 1 группа почв с содержанием более 100 мг/кг подвижного Мп — светло-серые и темно-серые лесные почвы западной части региона. 2 группа почв с содержанием 50-100 мг/кг подвижного Мп - оподзоленные и выщелоченные черноземы западной части региона, типичные черноземы центральной части, обыкновенные и южные черноземы юго-восточной части. 3 группа почв с содержанием менее 50 мг/кг подвижного Мп - обыкновенные карбонатные черноземы, серые лесные почвы и черноземы легкого гранулометрического состава, расположенные в различных частях региона.
 
Цинк. Цинк в почвах может находится: 1) в составе кристаллической решетки первичных и вторичных минералов; 2) в обменной форме, поглощенный органическими и минеральными коллоидами; 3) в виде водорастворимых солей; 4) в составе органического вещества и в том числе хелатов. Цинк почвенных минералов мало доступен растениям [87].
 
Известно, что поверхности карбонатов могут хемосорбировать Zn. При более высоких концентрациях Zn, когда вся поверхность карбонатов покрыта хемосорбированным карбонатом Zn, начинается осаждение металла в виде отдельной твердой фазы карбоната Zn. Соединение Zn5(0M)6(C03)2 считается самым стабильным в системе Zn2+ - Н2О - СОЗ [41].
 
Растения хорошо усваивают водорастворимые и обменные формы цинка. Водорастворимые соли цинка представлены простыми солями Zn с СI-, N03-, S042-. По данным В.В. Акимцева, водорастворимого цинка в почве чрезвычайно мало (менее 0,1 % от валового). Содержание обменного цинка, поглощенного органическими и минеральными коллоидами почвы, сильно варьирует в зависимости от типа почвы. Черноземные почвы характеризуются низким содержанием обменного Zn, в подзолистых почвах его значительно больше, так как в кислых и слабокислых растворах многие соединения Zn растворимы [139]. На содержание подвижного Zn большое влияние оказывает образование растворимых в щелочной среде высокомолекулярных органических хелатов, а увеличение рН и содержания гумуса приводит к линейному росту его концентраций в почвах [20,63,72].
 
J.J. Jurinakand, D.W. Thorne отмечали минимальную доступность и растворимость соединений Zn при рН 7,3-8,4, а по данным Я.В. Пейве, наименьшая растворимость Zn отмечается в интервале рН 5,5-7,5. При дальнейшем повышении рН Zn может снова переходить в раствор в результате образования растворимых цинкатов - солей цинковой кислоты, так как Zn образует амфотерные соединения [115].
 
Большая роль в миграции и закреплении Zn в почвах принадлежит органическому веществу и особенно комплексным соединениям. М.Е. Цимблер (1956), И.С. Коршунов (1957) установили, что в комплексных соединениях с ГК и ФК Zn может быть связан с карбоксильными и амидными группами [87].
По содержанию Zn в пахотном горизонте почв ЦЧР выделены следующие группы почв [139]: 1 группа почв с содержанием от 10 до 30 мг/кг Zn - светло-серые лесные супесчаные почвы северо-восточной части региона и надпойменных террас рек Дон, Воронеж, Хопер и др. 2 группа почв с содержанием от 30 до 60 мг/кг Zn занимает северную и западную части региона
 
- серые лесные и темно-серые лесные почвы, черноземы оподзоленные, выщелоченные и типичные. 3 группа почв с содержанием от 60 до 90 мг/кг Zn — выщелоченные, типичные, обыкновенные и южные черноземы восточной и юго-восточной части региона. Уровень содержания элемента в почвенном покрове региона повышается в направлении с северо-запада на юго-восток.
 
По обеспеченности почв ЦЧР подвижным Zn выделены следующие группы [9]: 1 группа почв с содержанием от 0,1 до 0,2 мг/кг подвижного Zn - выщелоченные, типичные и обыкновенные черноземы. 2 группа почв с содержанием от 0,2 до 0,3 мг/кг подвижного Zn - серые лесные и темно-серые лесные почвы и обыкновенные карбонатные черноземы. 3 группа почв с содержанием от 0,3 до 0,5 мг/кг подвижного Zn - светло-серые лесные почвы.
 
Медь. В почве различают следующие формы меди (Пейве, 1961): 1) водорастворимая медь; 2) обменная медь, поглощенная органическими и минеральными коллоидами; 3) труднорастворимые медные соли; 4) медьсодержащие минералы; 5) металлорганические соединения «преимущественно комплексные) [115].
Очень вероятно, что главная часть водорастворимых ионов Сu связана с органическими кислотами - щавелевой, лимонной и другими, образуя легкорастворимые комплексные соединения. Известны комплексы Сu с NH4, аминами [31]. Медь способна к образованию специфических связей с молекулой ГК (специфическому поглощению). Интенсивность поглощения Сu возрастает при высоких концентрациях ГК [91].
 
Что касается водорастворимой Сu, то в почвах ее часть составляет меньше 1%, это соли азотной, серной, соляной и органических кислот [31]. Щавеливая, лимонная, малеиновая, янтарная и другие органические кислоты в почвах с медью образуют растворимые устойчивые комплексные соединения. В черноземных почвах водорастворимые соли меди отсутствуют, так как медь образует труднорастворимые гидраты в условиях нейтральной или близкой к ней реакции почвенного раствора. Высокое содержание карбонатов в этих почвах приводит к образованию нерастворимой СuСОз [87]. Содержание подвижных форм Сu в определенной мере связано с составом гумуса, минералогическим и гранулометрическим составом и мало зависит от количества гумуса [20].
 
Медь поглощается как минеральными, так и органическими коллоидами и отличается высокой комплексообразующей способностью. По данным F.E. Broadbentr, органическим веществом медь поглощается более энергично, чем кальций и магний. При этом образуются довольно прочные комплексы, что приводит к снижению доступности растениям поглощенной меди. С гумусовыми кислотами медь вступает в обменные реакции, замещая водородные ионы карбоксильных групп и частично фенольных гидроксидов. Поглощенная органическим веществом медь трудно вымывается из почвы, что приводит к накоплению данного элемента в гумусовых горизонтах почв. Сu может образовывать внутрикомплексные мсталлорганические соединения типа
хелатов .
 
Медь вступает в обменные реакции с глинистыми миниралами [63, 92, 139]. Наиболее сильно она связывается с монтмориллонитом, которым особенно богаты черноземные почвы. К труднорастворимым солям и оксидам меди относятся закись Сu20 и оксид СuО, их гидраты СuОН и Сu(ОН)2, карбонаты СuСОз.2СuСОз.Сu(ОН)2, СuСОз.Сu(ОН)2, сернистая медь Cu2S и CuS, фосфат меди Сu3(Р04)2.ЗН2O. Все эти соединения меди растворимы только в кислотах[139].
 
Подвижная форма Сu характеризует наиболее растворимую часть валовых запасов Сu. К ним относятся все водорастворимые соединения Сu, обменная Сu и кислоторастворимые ее формы в составе минеральной и органической части почв. Высокое содержание органического вещества и карбонатов, щелочная реакция почвенного раствора, а также наличие значительного количества глинистых минералов способствуют концентрации Сu в почвах.
 
По содержанию Сu почвы Центрального Черноземья подразделены на 5 : групп [139]: 1 группа почв с содержанием Cu менее 6 мг/кг- светлосерые лесные легкосуглинистые почвы и светло-серые лесные супесчаные и песчаные почвы надпойменных террас. 2 группа почв с содержанием Сu 6-12 мг/кг — серые лесные почвы на крайнем северо-западе региона. 3 группа — 12-18 мг/кг — темно-серые лесные почвы, черноземы оподзоленные и выщелоченные, распространенные в северо-западной части региона. 4 группа - 18-24 мг/кг — выщелоченные, типичные и обыкновенные черноземы, занимающие юго- западную, центральную и восточную части региона. 5группа — 24-30 мг/кг — южные черноземы, залегающие на крайнем юго-востоке региона. В направлении с северо-запада на юго-восток наблюдается заметное увеличение содержания Сu в почвенном покрове региона за счет усиления ее биогенной аккумуляции и уменьшения процессов выноса ее подвижных соединений.
 
Выделены 3 группы почв по обеспеченности подвижной Сu почв ЦЧР [9]: 1группа почв с содержанием 1-2,5 мг/кг подвижной Сu - светло-серые лесные супесчаные почвы, серые лесные почвы и черноземы выщелоченные легко- и среднесуглинистые. 2 группа почв с содержанием 2,5-5 мг/кг подвижной Cu- оподзоленные, выщелоченные, типичные, обыкновенные чернозёма и светло-серые лесные тяжелосуглинистые и глинистые почвы. 3 группа - 5-10 мг/кг –
типичные, обыкновенные и южные черноземы, а также темно-серые лесные почвы.
 
Никель. В почве никель присутствует в двухвалентной форме.
Значительная часть никеля находится в почвах в рассеянном состоянии в решетках алюмосиликатов; другая часть более рыхло связана с силикатами в результате обменной сорбции. Эта часть легко извлекается слабыми кислотами вместе с никелем, находящимся в виде гидратов и других легко растворимых в кислотах солей никеля. Гидраты никеля начинают появляться, когда почвенные растворы достигают значения рН 6,8. Этот раствор извлекает из почвы до 3-5 % никеля от общего их содержания. В почве имеется водорастворимый никель
|31].
 
Выделены следующие 3 группы по валовому содержанию Ni в почвах ЦЧР [129] 1 группа - серые лесные, оподзолснныс и выщелоченные черноземы северо-запада и северо-востока региона - 10-30 мг/кг Ni. 2 группа - черноземы выщелоченные, типичные и обыкновенные, содержание 30-40мг/кг Ni. 3 группа - лугово-черноземные почвы, выщелоченные, типичные, обыкновенные и южные черноземы восточной час??и региона - 40-50 мг/кг Ni. В направлении с северо-запада на восток наблюдается постепенное возрастание концентрации Ni в почвенном покрове региона.
 
Свинец. Большинство соединений РЬ малоподвижно. Все соединения РЬ менее растворимы, чем аналогичные соединения других металлов. Исключение представляют гидроксиды свинца РЬ(ОН)2 [38].
 
Все соединения РЬ наиболее растворимы при низких значениях рН < 4. В интервале рН 6,5-8,0 растворимость резко падает; с дальнейшим увеличением рН она вновь несколько увеличивается, что наиболее заметно для ортофосфатов и пироморфитных соединений РЬ (РЬ5(Р04)30Н, РЬ5(Р04)ЗС1). Кислотно- щелочные условия контролируют, в числе других факторов, адсорбцию РЬ почвами. Высокой адсорбционной способностью к РЬ обладают глинистые минералы, особенно монтмориллонит и иллит [38].
 
Особенно интенсивно РЬ сорбируется органическим веществом почв. С этим связано накопление преимущественно обменных форм РЬ в органических горизонтах почв горизонтах почв. Таким образом, концентрации РЬ п почвах зависят от совокупности почвенно-экологических условий, в ряду которых наибольшее значение имеют реакция почв и содержание гумуса [38].
 
Кадмий. Характер породы - главный фактор, определяющий содержания Cd в почвах. Почвы на основных породах всегда богаче Cd. Почвы, развитые на гранитах, гнейсах, беднее им. Почвы на известняках всегда богаче Cd. Почвы на песках, подзолистые, латеритные теряют Cd легче, чем почвы, богатые глинистым материалом или имеющие большой процент тонкой фракции [31].
 
В профиле почв содержание Cd заметно повышается в гумусовом горизонте. С большим содержанием органического вещества в почвах связано и общее повышение содержания элемента в черноземах. На подвижность Cd в почвах влияет характер состояния Cd в почвах - форма соединения и рН среды. Он неподвижен при высоких рН, в щелочных почвах, богатых СаСОз, очень подвижен Cd в кислых почвах с рН < 5 [31].
 
Cd поглощается ГК тем меньше, чем больше присутствует ионов Са2+. Cd связывается ГК по механизмам как неспецифической, так и специфической адсорбции, причем по мере увеличения концентрации иона Са2+ наблюдается усиление механизма специфической адсорбции Cd и общее усиление реакционной способности гуминовых кислот. Для ГК из чернозема максимум поглощения Cd происходит при рН < 4. В интервале рН от 4 до 6 количество поглощенного Cd уменьшается, а от 6 до 7 - снова увеличивается [91].
 
 
ТМ в почвах находятся в различных соединениях. Их доступность растениям неодинакова, и с точки зрения питания растений, главное значение имеет не валовое количество тяжелых металлов, а содержание их подвижных соединений. В целом, на характер профильного распределения валовых и подвижных форм тяжелых металлов и их трансформацию влияет комплекс почвенных факторов: гранулометрический состав почв, кислотность, содержание органического вещества, емкость катионного обмена, наличие геохимических барьеров, а также химические свойства ТМ. ТМ способны к образованию сложных комплексных соединений с органическим веществом почвы, поэтому в почвах с высоким содержанием гумуса они менее доступны растениям [113].
 
Общее содержание ТМ в почвах как правило обеспечивается прочносвязанными соединениями ТМ твердых фаз почвы, которые представляют собой устойчивое ядро этой системы, образованное прошлыми и современными литогенными и гипергенными процессами. Это иллюстрируют данные о массовой доле ТМ в составе различных групп прочносвязанных соединений в почвах, почвообразующих и акцессорных минералов, слоистых алюмосиликатов и несиликатных соединений, органических веществ и неоднородных по составу гранулометрических фракций почв [109].
 
Систему соединений ТМ почвенного раствора как и других природных вод формируют потоки вещества и энергии, связанные с перераспределением их между истинно растворимыми соединениями и часто присутствующими в растворе коллоидами и взвесью, а в истинно растворимой фазе — с процессами гидролиза и комплексообразования; в гумидной зоне прежде всего с органическими веществами [109].
 
При непромывном типе водного режима процессы выщелачивания ТМ ослабляются, а их биогенная аккумуляция вследствие более интенсивного гумусообразования и гумусонакопления усиливается. Выщелоченные черноземы характеризуются сравнительно однородным химическим составом илистой фракции во всех горизонтах, хотя содержание глинистых минералов в горизонте А меньше, чем в горизонтах В и С из-за выноса ила [17].
 
Формирование состава ТМ типичных черноземов связано с однородностью гранулометрического состава по их профилю, вследствие чего состав ТМ меняется мало. Основными процессами, нарушающими равномерность распределения ТМ в профиле типичных черноземов, являются интенсивное гумусонакопление, миграция карбонатов и аккумуляция их в нижней части профиля. Состав ТМ обыкновенных черноземов формируется при влиянии процессов гумусонакопления, миграции и аккумуляции карбонатов [17,129].
 
Отношения валового содержания геохимических пар Zn:Cu и Zn:Ni постоянны для всех подтипов черноземов. От выщелоченных черноземов к обыкновенным наблюдается заметное уменьшение в отношении содержания геохимической пары РЬ:Cd и Мп:Ni, что обусловлено ослаблением процессов выщелачивания легкоподвижного Cd в степных черноземах.
 

Техногенное воздействие тяжелых металлов на почвенный покров

 
 
Загрязнение почв ТМ является одним из наиболее опасных видов деградации почв и создает серьезные экологические проблемы при активном
сельскохозяйственном использовании земель [37, 57, 58, 60, 101, 120, 164, 167]. В ходе эколого-биогеохимических исследований важно учитывать и разграничивать источники поступления тяжелых металлов в окружающую
 
среду. Выделяют естественные (природные) и техногенные источники тяжелых металлов.
Первичное вместилище ТМ на планете - верхняя мантия, базальты и граниты, поэтому естественными источниками ТМ для почв являются горные
породы (осадочные, магматические, метаморфические), на продуктах выветривания которых сформировался почвенный покров [26, 69]. Осадочные породы, воды океана, живое вещество - вторичные резервуары, содержащие ТМ [82].
 
Насыщенность различных горных пород ТМ существенно различается, хотя в сравнении с другими химическими элементами их содержание в горных породах невелико [26, 69]. Эти различия связаны с минералогическим составом горных пород, так как в них ТМ приурочены к отдельной группе минералов [82]. В процессе выветривания коренных пород ТМ в значительной мере сохраняются в рыхлых образованиях, изменив форму и место присутствия. При этом главными носителями ТМ становятся вторичные минералы, гидроксиды и оксиды полуторных элементов в составе почвообразующих пород [69]. Кроме горных пород, естественными источниками ТМ для основных компонентов биосферы являются термальные воды и рассолы, космическая и метеоритная пыль, вулканические газы [58, 82, 102, 142].
 
К важнейшим источникам техногенного поступления ТМ в биосферу относятся следующие: карьеры и шахты по добыче полиметаллических руд; предприятия цветной и черной металлургии; электростанции, сжигающие уголь; сжигание различных отходов; металлобрабатывающие предприятия; автотранспорт и железнодорожный транспорт; минеральные и органические удобрения, сточные воды и отходы животноводческих комплексов [24, 56, 57, 59, 69, 72, 73, 75, 82, 90, 102, 107, 114, 120, 124, 125, 142, 147, 163, 167].
 
Негативное следствие химизации сельского хозяйства - загрязнение почв, растений, вод, животных и человека тяжелыми металлами. Загрязнение агроландшафтов связано с применением главным образом фосфорных удобрений. Они содержат наиболее широкий спектр концентрирующихся химических элементов. Так, в суперфосфате, кроме P, обычно содержится до 1,5% F и 0,005 % Cd, 0,005-0,03 % As, а также Sr, Pb [118].
 
Внимание экологов к техногенным источникам поступления ТМ в биосферу объясняется все возрастающими объемами промышленных выбросов и отходов [142].
Марганец. Использование Мп в основном связано с Fe, их технофильность одинакова. Техногенный Мп поступает в ландшафты при выплавке черных металлов, ферросплавов, производстве сельскохозяйственной продукции, со сточными водами городов. Однако он не образует контрастных техногенных аномалий и не оказывает сильного токсического действия на организмы. Поэтому Мп не относят к числу приоритетных загрязнителей [86, 118].
 
Цинк. В силу своей подвижности Zn является одним из наиболее распространенных загрязнителей окружающей среды. Поступление Zn от техногенных источников в 7-8 раз больше, чем от природных. Почти половина Zn поступает при добыче и переработке цветных и черных металлов, сжигании древесины и отходов [118].
 
Медь. Медь - один из древнейших и важнейших металлов цивилизации. Источники поступления Сu в ландшафты - разработка сульфидных медных месторождений, производство цветных металлов, электрохимическая промышленность, городские сточные воды, медные биоциды. Она является одним из основных поллютантов. В агроландшафтах медные препараты используются для борьбы с вредными насекомыми [118].
 
Никель. Источником никеля служат добыча сульфидных и силикатных никелевых руд, производство сплавов и гальваника, химическая промышленность, производство аккумуляторов, сжигание мазута [118].
 
Свинец. Это давно известный и широко используемый металл (производство труб, аккумуляторов, боеприпасов, красителей, в качестве присадок к бензину, сплавов и т.д.). Загрязнение РЬ происходит главным образом при сжигании нефти и бензина (50 % антропогенной эмиссии), выплавке цветных и черных металлов, добыче полиметаллических руд [118].
 
Кадмий. Кадмий - один из наиболее токсичных ТМ, обладающий канцерогенными свойствами [35, 39, 67, 92, 96]. Среди природных источников поступления кадмия в окружающую среду основное значение имеют каменный утоль, полиметаллические руды, фосфориты. Руды цветных металлов - основные природные источники Cd [11]. Загрязнение Cd происходит при производстве и обработке цветных металлов и стали, сжигании угля и нефти, внесении минеральных удобрений и мелиорантов. Существенна в загрязнении среды роль автотранспорта, производства красителей и химических реактивов, аккумуляторов, сжигание мусора [118].
 
В настоящее время в России для оценки загрязнения почв ТМ широко используются как официально одобренные гигиенические нормативы, так и не имеющие официального статуса. Как известно, основное назначение нормативов - не допустить поступления в избыточном количестве антропогенно накапливающихся в почвах ТМ в организм человека и тем самым избежать их негативного влияния. Это достигается благодаря установленному пределу концентрации ТМ в почве, превышать который нежелательно [66].
 
Мониторинг (от лат. monitor - предупреждающий, предостерегающий) система длительных регулярных наблюдений в пространстве и времени, дающая информацию об окружающей среде с целью оценки настоящего ее состояния и прогноза изменения в будущем. Фоновый мониторинг - система наблюдений за природными объектами на фоновых территориях. Цель - выявление изменений фонового состояния экосистемы в результате антропогенного воздействия. Основные задачи фонового мониторинга: установление взаимосвязи между загрязнением, структурой и функционированием экосистем, их звеньев, популяций или отдельных организмов; определение перечня тех показателей и измерений, которые необходимы для наблюдения и оценки существующего состояния экосистемы и прогноза изменения его в будущем; анализ путей и скоростей преобразования загрязняющих веществ в экосистеме; определение критических уровней показателей окружающей среды [113].
 
Почвенный мониторинг напраален на раннюю диагностику недостаточной обеспеченности элементами питания пахотных почв, деградации почвенного покрова под влиянием различных видов эрозии и особенно на выявление загрязнения почв химическими веществами, которые поступают в почву в результате производственной деятельности человека и при избыточном содержании представляют опасность для экосистемы [110].
 
Существуют различные подходы к оценке ПДК загрязняющих веществ: по снижению урожая сельскохозяйственных культур на определенную величину в сравнении с контролем; на основе почвенно-экологического подхода, в соответствии с которым показателем нормального функционирования почвенной системы служит количество и качество вновь создаваемого живого вещества: биологическая продуктивность не должна снижаться, а в биомассе не должны накапливаться химические элементы или их соединения в количествах, нарушающих жизненно-важные функции. Единого значения ПДК загрязняющих веществ для почв различных типов не существует.
Загрузка...
Комментарии
Отправить