Reja: Tuproq qoplami va undan foydalanish

Mavzu: Tuproqda og'ir metallarning tarqalishi

Reja:
1. Tuproq qoplami va undan foydalanish

2. Tuproq eroziyasi (suv va shamol) va unga qarshi kurashish usullari
3. Tuproqning sanoat ifloslanishi
4.Kislota yomg'irlari
5. Og'ir metallar
Har yili Rossiyada ham, butun dunyoda ham tuproqlarning ma'lum bir qismi turli sabablarga ko'ra qishloq xo'jaligi aylanmasidan chiqib ketadi, bu haqda UIRda batafsil muhokama qilinadi. Minglab yoki undan ortiq gektar erlar eroziya, kislotali yomg'ir, noto'g'ri boshqaruv va zaharli chiqindilardan zarar ko'radi. Bunga yo'l qo'ymaslik uchun siz tuproq qoplamining unumdorligini oshiradigan va birinchi navbatda, salbiy ta'sir ko'rsatadigan eng samarali va arzon meliorativ tadbirlar bilan tanishishingiz kerak (ishning asosiy qismida meliorativ ta'rifga qarang). tuproqning o'ziga ta'siri va undan qanday qochish kerak. Ushbu tadqiqotlar tuproqqa zararli ta'sirlar haqida tushuncha beradi va tuproq va atrof-muhit masalalariga bag'ishlangan bir qator kitoblar, maqolalar va ilmiy jurnallarda olib borilgan. Tuproqning ifloslanishi va degradatsiyasi muammosi doimo dolzarb bo'lib kelgan. Endi aytilganlarga qo'shimcha qilishimiz mumkinki, bizning zamonamizda antropogen ta'sir tabiatga katta ta'sir qiladi va faqat o'sib boradi va tuproq biz uchun oziq-ovqat va kiyim-kechakning asosiy manbalaridan biridir, biz u erda yurishimiz haqida gapirmasa ham bo'ladi. va u bilan doimo yaqin aloqada bo'ladi. 1. Tuproq qoplami va undan foydalanish. Tuproq qoplami eng muhim tabiiy shakllanishdir. Uning jamiyat hayoti uchun ahamiyati tuproqning asosiy oziq-ovqat manbai bo'lib, dunyo aholisining oziq-ovqat resurslarining 97-98% ni ta'minlaganligi bilan belgilanadi. Shu bilan birga, tuproq qoplami sanoat va qishloq xo'jaligi ishlab chiqarishi joylashgan inson faoliyati joyidir. Oziq-ovqatning jamiyat hayotidagi alohida rolini ta'kidlab, hatto V. I. Lenin: "Iqtisodiyotning haqiqiy asoslari oziq-ovqat fondidir" deb ta'kidladi. Tuproq qoplamining eng muhim xususiyati uning unumdorligi bo'lib, qishloq xo'jaligi ekinlari hosilini ta'minlaydigan tuproq xususiyatlarining yig'indisi tushuniladi. Tuproqning tabiiy unumdorligi tuproq tarkibidagi oziq moddalar bilan ta’minlanishi va uning suv, havo va issiqlik rejimlari bilan tartibga solinadi. Quruqlikdagi ekologik tizimlarning mahsuldorligida tuproq qoplamining roli katta, chunki tuproq quruqlikdagi o‘simliklarni suv va ko‘plab birikmalar bilan oziqlantiradi hamda o‘simliklarning fotosintetik faolligining muhim tarkibiy qismi hisoblanadi. Tuproq unumdorligi unda to‘plangan quyosh energiyasi miqdoriga ham bog‘liq. Yerda yashovchi tirik organizmlar, o'simliklar va hayvonlar quyosh energiyasini fito- yoki zoomass shaklida fiksatsiya qiladi. Erning ekologik tizimlarining mahsuldorligi er yuzasining issiqlik va suv balansiga bog'liq bo'lib, u sayyoraning geografik qobig'i ichidagi materiya shakllari va moddalar almashinuvining xilma-xilligini belgilaydi. Yerning ijtimoiy ishlab chiqarish uchun ahamiyatini tahlil qilib, K.Marks ikkita tushunchani ajratib ko‘rsatdi: yer-materiya va yer-kapital. Ulardan birinchisini tushunish kerak odamlarning irodasi va ongiga qo'shimcha ravishda evolyutsion rivojlanish jarayonida paydo bo'lgan va odamlarning yashash joyi va oziq-ovqat manbai bo'lgan er.. Kishilik jamiyati taraqqiyoti jarayonida yer ishlab chiqarish vositasiga aylangan paytdan boshlab u yangi sifat – kapitalda harakat qiladi, busiz mehnat jarayonini tasavvur qilib bo‘lmaydi, “...chunki u mehnatkashga ... u turgan joy ... , va uning jarayon-ko'lami...”. Aynan shuning uchun ham yer insonning har qanday faoliyatida universal omil hisoblanadi. Moddiy ishlab chiqarishning turli sohalarida, birinchi navbatda, sanoat va qishloq xo'jaligida yerning roli va o'rni bir xil emas. Ishlab chiqarish sanoatida, qurilishda, transportda tuproqning tabiiy unumdorligidan qat'i nazar, mehnat jarayonlari sodir bo'ladigan joy yer hisoblanadi. Qishloq xo'jaligidagi erlar boshqa imkoniyatlarga ega. Inson mehnati ta'sirida tabiiy unumdorlik potentsialdan iqtisodiyga aylanadi. Qishloq xo'jaligida yer resurslaridan foydalanishning o'ziga xosligi ularning mehnat ob'ekti va ishlab chiqarish vositasi sifatida ikki xil sifatda harakat qilishiga olib keladi. K. Marks ta'kidlagan edi: "Faqat yer uchastkalariga kapitalni yangi qo'yish orqali ... odamlar yer materiyasini, ya'ni yer fazosini ko'paytirmasdan yer kapitalini ko'paytirdilar".
Qishloq xo'jaligida yer o'zining tabiiy unumdorligi tufayli ishlab chiqaruvchi kuch vazifasini bajaradi, u doimiy bo'lib qolmaydi. Yerdan oqilona foydalanish bilan uning suv, havo va issiqlik rejimini meliorativ tadbirlar orqali yaxshilash, tuproq tarkibidagi ozuqa moddalarini ko‘paytirish orqali bunday unumdorlikni oshirish mumkin. Aksincha, yer resurslaridan noratsional foydalanish natijasida ularning unumdorligi pasayadi, buning natijasida ekinlar hosildorligi pasayadi. Ba'zi joylarda, ayniqsa sho'rlangan va eroziyaga uchragan tuproqlarda ekinlarni etishtirish butunlay imkonsiz bo'lib qoladi.
Yer fondidan umuman foydalanish istiqbolli davlat rejalari asosida amalga oshiriladi. Bunday rejalarga misol qilib mamlakat sharqida (1950-yillarning oʻrtalarida) bokira va lalmi yerlarni oʻzlashtirish boʻldi, buning natijasida qisqa muddatda 41 million gektardan ortiq yangi maydonlarni ekin maydonlariga kiritish mumkin boʻldi. Yana bir misol, dehqonchilik madaniyatini oshirish hisobiga qishloq xo‘jaligi ishlab chiqarishini jadal rivojlantirish, yerlarning meliorativ holatini yaxshilash chora-tadbirlarini keng amalga oshirish, shuningdek, oziq-ovqat dasturini amalga oshirish bilan bog‘liq chora-tadbirlar majmui. qishloq xo'jaligi hududlarini ijtimoiy-iqtisodiy qayta qurishning keng dasturi.
Butun dunyoning yer resurslari hozirda mavjud bo'lgan va yaqin kelajakda bo'ladiganidan ko'proq odamlarni oziq-ovqat bilan ta'minlaydi. Biroq, ayniqsa, rivojlanayotgan mamlakatlarda aholi sonining o'sishi tufayli aholi jon boshiga to'g'ri keladigan ekin maydonlari miqdori kamayib bormoqda.
PAGE_BREAK-- og'ir metallar, ifloslantiruvchi moddalarning keng guruhini tavsiflovchi, yaqinda keng tarqalgan. Turli ilmiy va amaliy ishlarda mualliflar bu tushunchaning ma’nosini turlicha izohlaydilar. Shu munosabat bilan og'ir metallar guruhiga kiritilgan elementlarning soni keng doirada o'zgarib turadi. A'zolik mezonlari sifatida ko'plab xarakteristikalar qo'llaniladi: atom massasi, zichlik, toksiklik, tabiiy muhitda tarqalishi, tabiiy va texnogen tsikllarda ishtirok etish darajasi. Ba'zi hollarda og'ir metallar ta'rifiga mo'rt elementlar (masalan, vismut) yoki metalloidlar (masalan, mishyak) kiradi.
Atrof-muhitning ifloslanishi va atrof-muhit monitoringi muammolariga bag'ishlangan ishlarda hozirgi kungacha og'ir metallar davriy sistemaning 40 dan ortiq metallarini o'z ichiga oladi D.I. Atom massasi 50 atom birligidan ortiq bo'lgan Mendeleev: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi va hokazo.. Shu bilan birga, og'ir metallarni turkumlashda quyidagi shartlar muhim rol o'ynaydi: ularning nisbatan past konsentratsiyalarda tirik organizmlar uchun yuqori toksikligi, shuningdek, ularning bioakkumulyatsiya va biomagnifikatsion qobiliyati. Ushbu ta'rifga kiruvchi deyarli barcha metallar (biologik roli hozircha aniq bo'lmagan qo'rg'oshin, simob, kadmiy va vismutdan tashqari) biologik jarayonlarda faol ishtirok etadilar va ko'plab fermentlarning bir qismidir. N. Reimers tasnifiga ko'ra, zichligi 8 g / sm3 dan ortiq bo'lgan metallarni og'ir deb hisoblash kerak. Shunday qilib, og'ir metallar Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg.
Rasmiy ravishda belgilangan og'ir metallar ko'p sonli elementlarga mos keladi. Biroq, atrof-muhit holati va ifloslanishini kuzatishni tashkil etish bilan bog'liq amaliy faoliyat bilan shug'ullanadigan tadqiqotchilarning fikriga ko'ra, bu elementlarning birikmalari ifloslantiruvchi moddalarga teng emas. Shuning uchun ham ko‘pgina ishlarda ishning yo‘nalishi va o‘ziga xosligi bilan bog‘liq holda og‘ir metallar guruhi doirasining ustuvor mezonlarga muvofiq torayishi kuzatiladi. Shunday qilib, Yu.A.ning allaqachon klassik asarlarida. Isroil biosfera rezervatidagi fon stantsiyalarida tabiiy muhitda aniqlanishi kerak bo'lgan kimyoviy moddalar ro'yxatida, bo'limda og'ir metallar nomli Pb, Hg, Cd, As. Boshqa tomondan, Birlashgan Millatlar Tashkilotining Yevropa Iqtisodiy Komissiyasi shafeligida faoliyat yurituvchi va Yevropa mamlakatlaridagi ifloslantiruvchi moddalar emissiyasi bo‘yicha ma’lumotlarni to‘plash va tahlil qilish bilan shug‘ullanuvchi Og‘ir metallar emissiyasi bo‘yicha ishchi guruh qaroriga ko‘ra, faqat Zn, As, Se va Sb ga tayinlanganlar og'ir metallar. N. Reimers ta'rifiga ko'ra, nodir va nodir metallar og'ir metallardan ajralib turadi, mos ravishda qoladi. faqat Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg. Amaliy ishlarda og'ir metallar ko'pincha qo'shiladi Pt, Ag, W, Fe, Au, Mn.
Metall ionlari tabiiy suv havzalarining ajralmas tarkibiy qismidir. Atrof-muhit sharoitlariga (pH, oksidlanish-qaytarilish potentsiali, ligandlarning mavjudligi) qarab, ular turli oksidlanish darajalarida mavjud bo'lib, turli xil noorganik va organometalik birikmalarning bir qismi bo'lib, ular haqiqatan ham erigan, kolloid-tarqalgan yoki bir qismi bo'lishi mumkin. mineral va organik suspenziyalar.
Metalllarning chinakam erigan shakllari, o'z navbatida, juda xilma-xil bo'lib, bu gidroliz, gidrolitik polimerlanish (ko'p yadroli gidroksokomplekslarning hosil bo'lishi) va turli ligandlar bilan kompleks hosil bo'lish jarayonlari bilan bog'liq. Shunga ko'ra, metallarning katalitik xususiyatlari ham, suv mikroorganizmlari uchun ham mavjudligi ularning suv ekotizimida mavjud bo'lish shakllariga bog'liq.
Ko'pgina metallar organik moddalar bilan etarlicha kuchli komplekslar hosil qiladi; bu komplekslar tabiiy suvlarda elementlar migratsiyasining eng muhim shakllaridan biridir. Ko'pgina organik komplekslar xelat sikli orqali hosil bo'ladi va barqarordir. Tuproq kislotalari tomonidan temir, alyuminiy, titan, uran, vanadiy, mis, molibden va boshqa og'ir metallar tuzlari bilan hosil bo'lgan komplekslar neytral, ozgina kislotali va ozgina ishqoriy muhitda nisbatan yaxshi eriydi. Shuning uchun organometall komplekslar tabiiy suvlarda juda katta masofalarga ko'chib o'tishga qodir. Bu, ayniqsa, boshqa komplekslar hosil bo'lishi mumkin bo'lmagan minerallashgan va birinchi navbatda, er usti suvlari uchun juda muhimdir.
Tabiiy suvlardagi metall konsentratsiyasini tartibga soluvchi omillarni, ularning kimyoviy reaktivligini, bioavailability va toksikligini tushunish uchun nafaqat umumiy tarkibni, balki erkin va bog'langan metall shakllarining nisbatini ham bilish kerak.
Metalllarning suvli muhitda metall kompleks shakliga o'tishi uchta oqibatlarga olib keladi:
1. Metall ionlarining tub cho'kindilardan eritmaga o'tishi tufayli umumiy konsentratsiyasining oshishi mumkin;
2. Murakkab ionlarning membrana o'tkazuvchanligi gidratlangan ionlarning o'tkazuvchanligidan sezilarli darajada farq qilishi mumkin;
3. Kompleks hosil bo'lishi natijasida metallning toksikligi juda o'zgarishi mumkin.
Shunday qilib, xelat shakllari Cu, Cd, Hg erkin ionlarga qaraganda kamroq zaharli. Tabiiy suvlarda metall konsentratsiyasini tartibga soluvchi omillarni, ularning kimyoviy reaktivligini, bioavailability va toksikligini tushunish uchun nafaqat umumiy tarkibni, balki bog'langan va erkin shakllarning nisbatini ham bilish kerak.
Suvni og'ir metallar bilan ifloslantiruvchi manbalar galvanizatsiya sexlari, tog'-kon, qora va rangli metallurgiya, mashinasozlik zavodlarining chiqindi suvlaridir. Og'ir metallar o'g'itlar va pestitsidlar tarkibida mavjud bo'lib, qishloq xo'jaligi erlaridan oqayotgan suv bilan birga suv havzalariga kirishi mumkin.
Tabiiy suvlarda og'ir metallar kontsentratsiyasining ortishi ko'pincha boshqa ifloslanish turlari, masalan, kislotalilik bilan bog'liq. Kislota yog'inlarining cho'kishi pH qiymatining pasayishiga va metallarning mineral va organik moddalarda adsorbsiyalangan holatdan erkin holatga o'tishiga yordam beradi.

Birinchi navbatda, ishlab chiqarish faoliyatida katta hajmda qo'llanilishi tufayli atmosferani eng ko'p ifloslantiradigan va tashqi muhitda to'planishi natijasida biologik faolligi va toksik xususiyatlariga ko'ra jiddiy xavf tug'diradigan metallar qiziqish uyg'otadi. . Bularga qoʻrgʻoshin, simob, kadmiy, rux, vismut, kobalt, nikel, mis, qalay, surma, vanadiy, marganets, xrom, molibden va mishyak kiradi.
Og'ir metallarning biogeokimyoviy xossalari H - yuqori, Y - o'rtacha, H - past Vanadiy. Vanadiy asosan dispers holatda bo'lib, temir rudalari, neft, asfalt, bitum, slanets, toshko'mir va boshqalarda uchraydi.Tabiiy suvlarning vanadiy bilan ifloslanishining asosiy manbalaridan biri neft va undan tayyorlangan mahsulotlardir. Tabiiy suvlarda juda past konsentratsiyalarda uchraydi: daryo suvida 0,2 - 4,5 mkg/dm3, dengiz suvida o'rtacha 2 mkg/dm3. Suvda barqaror anion komplekslarini (V4O12)4- va (V10O26)6- hosil qiladi Vanadiyning migratsiyasida uning organik moddalar, ayniqsa gumin kislotalari bilan erigan kompleks birikmalarining roli katta. Vanadiyning yuqori konsentratsiyasi inson salomatligiga zararli. Vanadiyning MPCv 0,1 mg/dm3 (zararlilikning chegaralovchi ko'rsatkichi sanitariya-toksikologik), MPCvr 0,001 mg/dm3. Tabiiy suvlarga kiradigan vismutning tabiiy manbalari vismut o'z ichiga olgan minerallarni yuvish jarayonlari hisoblanadi. Tabiiy suvlarga kirish manbai farmatsevtika va parfyumeriya sanoati, ba'zi shisha sanoati korxonalari oqava suvlari ham bo'lishi mumkin. U ifloslanmagan er usti suvlarida submikrogram konsentratsiyasida uchraydi. Eng yuqori konsentratsiya yer osti suvlarida topilgan va 20 mkg/dm3, dengiz suvlarida - 0,02 mkg/dm3 MPCv 0,1 mg/dm3. Er usti suvlaridagi temir birikmalarining asosiy manbalari tog' jinslarining kimyoviy parchalanish jarayonlari bo'lib, ularning mexanik yo'q qilinishi va erishi bilan birga keladi. Tabiiy suvlar tarkibidagi mineral va organik moddalar bilan o'zaro ta'sir qilish jarayonida temir birikmalarining murakkab kompleksi hosil bo'ladi, ular suvda erigan, kolloid va to'xtatilgan holatda bo'ladi. Temirning katta miqdori er osti suvlari va metallurgiya, metallga ishlov berish, to'qimachilik, lak-bo'yoq sanoati korxonalarining oqava suvlari va qishloq xo'jaligi oqava suvlari bilan birga keladi. Fazaviy muvozanat suvning kimyoviy tarkibi, pH, Eh va ma'lum darajada haroratga bog'liq. Muntazam tahlilda vaznli shakl 0,45 mikrondan ortiq o'lchamdagi zarralarni chiqaradi. Bu asosan temir o'z ichiga olgan minerallar, temir oksidi gidratlari va suspenziyalarda adsorbsiyalangan temir birikmalari. Haqiqiy erigan va kolloid shakl odatda birgalikda ko'rib chiqiladi. Eritilgan temir ionli shakldagi birikmalar, gidroksokompleks va tabiiy suvlarning erigan noorganik va organik moddalari bilan komplekslar bilan ifodalanadi. Ion shaklida, asosan, Fe (II) ko'chib o'tadi va kompleks hosil qiluvchi moddalar bo'lmaganda Fe (III) erigan holatda sezilarli miqdorda bo'lolmaydi. Temir asosan past Eh qiymatlari bo'lgan suvlarda uchraydi. Kimyoviy va biokimyoviy (temir bakteriyalari ishtirokida) oksidlanish natijasida Fe (II) Fe (III) ga o'tadi, u gidrolizlanganda Fe (OH) 3 shaklida cho'kadi. Fe (II) va Fe (III) ikkala turdagi gidroksokomplekslarni hosil qiladi +, 4+, +, 3+, - va boshqalar pH ga qarab turli konsentratsiyalarda eritmada mavjud bo'lib, odatda temir-gidroksil tizimining holatini aniqlaydi. Fe (III) ning er usti suvlarida paydo bo'lishining asosiy shakli uning erigan noorganik va organik birikmalar, asosan gumusli moddalar bilan murakkab birikmalaridir. PH = 8,0 bo'lsa, asosiy shakli Fe(OH)3.Temirning kolloid shakli eng kam o'rganilgan, u temir oksidi gidrat Fe(OH) organik moddalar bilan komplekslardir.Quruqlikning er usti suvlaridagi temir miqdori milligrammning o'ndan bir qismini, botqoqlar yaqinida esa bir necha milligrammni tashkil qiladi. Temirning ko'payishi botqoq suvlarida kuzatiladi, ularda u hümik kislotalar tuzlari - gumatlar bilan komplekslar shaklida topiladi. Temirning eng yuqori konsentratsiyasi (1 dm3 uchun bir necha o'nlab va yuzlab milligrammgacha) past pH qiymatlari bo'lgan er osti suvlarida kuzatiladi. Temir biologik faol element bo'lib, ma'lum darajada fitoplankton rivojlanishining intensivligiga va suv omboridagi mikrofloraning sifat tarkibiga ta'sir qiladi. Temir konsentratsiyasi sezilarli mavsumiy tebranishlarga bog'liq. Odatda, yuqori biologik mahsuldorlikka ega bo'lgan suv omborlarida yoz va qish turg'unlik davrida suvning pastki qatlamlarida temir kontsentratsiyasining ortishi sezilarli bo'ladi. Suv massalarining kuzgi-bahorgi aralashuvi (gomotermiya) Fe(II) ning Fe(III) ga oksidlanishi va ikkinchisining Fe(OH)3 ko`rinishida cho`kishi bilan kechadi. U tabiiy suvlarga tuproqlarni, polimetall va mis rudalarini yuvish paytida, uni to'plashga qodir suv organizmlarining parchalanishi natijasida kiradi. Kadmiy birikmalari er usti suvlariga qo'rg'oshin-rux zavodlari, ruda boyitish zavodlari, bir qator kimyo korxonalari (sulfat kislota ishlab chiqarish), galvanik ishlab chiqarish oqava suvlari, shuningdek, shaxta suvlari bilan olib boriladi. Erigan kadmiy birikmalari kontsentratsiyasining pasayishi kadmiy gidroksid va karbonatning sorbtsiya, cho'ktirish jarayonlari va ularni suv organizmlari tomonidan iste'mol qilish natijasida yuzaga keladi. Tabiiy suvlarda kadmiyning erigan shakllari asosan mineral va organo-mineral komplekslardir. Kadmiyning asosiy suspenziyalangan shakli uning adsorbsiyalangan birikmalaridir. Kadmiyning katta qismi suvda yashovchi organizmlarning hujayralari ichida ko'chishi mumkin. Daryolarda ifloslanmagan va ozgina ifloslangan suvlarda kadmiy submikrogram konsentratsiyasida bo'ladi, ifloslangan va chiqindi suvlarda kadmiy konsentratsiyasi 1 dm3 uchun o'nlab mikrogrammga yetishi mumkin. Kadmiy birikmalari hayvonlar va odamlar hayotida muhim rol o'ynaydi. Yuqori konsentratsiyalarda, ayniqsa boshqa toksik moddalar bilan birgalikda toksik hisoblanadi. MPCv 0,001 mg/dm3, MPCvr 0,0005 mg/dm3 (zararlilikning chegaralovchi belgisi toksikologik). Kobalt birikmalari tabiiy suvlarga mis pirit va boshqa rudalardan, organizmlar va oʻsimliklar parchalanishi jarayonida tuproqdan, shuningdek, metallurgiya, metallga ishlov berish va kimyo zavodlarining oqava suvlari bilan yuvilishi natijasida kiradi. Kobaltning bir qismi tuproqdan o'simlik va hayvon organizmlarining parchalanishi natijasida kelib chiqadi. Tabiiy suvlardagi kobalt birikmalari erigan va to'xtatilgan holatda bo'lib, ularning miqdoriy nisbati suvning kimyoviy tarkibi, harorat va pH qiymatlari bilan belgilanadi. Eritilgan shakllar asosan kompleks birikmalar bilan ifodalanadi, jumladan. tabiiy suvlarda organik moddalar bilan. Ikki valentli kobalt birikmalari er usti suvlari uchun eng xarakterlidir. Oksidlovchi moddalar mavjud bo'lganda, uch valentli kobalt sezilarli konsentratsiyalarda bo'lishi mumkin. Kobalt biologik faol elementlardan biri bo'lib, u doimo hayvonlar va o'simliklar tanasida mavjud. O'simliklardagi kobaltning etarli emasligi uning tuproqdagi etarli emasligi bilan bog'liq bo'lib, bu hayvonlarda kamqonlikning rivojlanishiga yordam beradi (tayga-o'rmon bo'lmagan chernozem zonasi). B12 vitaminining bir qismi sifatida kobalt azotli moddalarni iste'mol qilishga, xlorofill va askorbin kislotasining ko'payishiga juda faol ta'sir qiladi, biosintezni faollashtiradi va o'simliklardagi protein azotining tarkibini oshiradi. Biroq, kobalt birikmalarining yuqori konsentratsiyasi zaharli hisoblanadi.Ifloslanmagan va ozgina ifloslangan daryo suvlarida uning miqdori 1 dm3 uchun milligramning o'ndan mingdan bir qismigacha o'zgarib turadi, dengiz suvidagi o'rtacha miqdori 0,5 mkg / dm3 ni tashkil qiladi. MPCv 0,1 mg/dm3, MPCv 0,01 mg/dm3.
Marganets.Marganets er usti suvlariga ferromarganes rudalari va tarkibida marganets boʻlgan boshqa minerallar (piroluzit, psilomelan, brunet, manganit, qora oxra) ning yuvilishi natijasida kiradi. Marganetsning katta miqdori suv hayvonlari va o'simlik organizmlari, ayniqsa ko'k-yashil, diatomlar va yuqori suv o'simliklarining parchalanishidan kelib chiqadi. Marganets birikmalari marganetsni qayta ishlash zavodlari, metallurgiya zavodlari, kimyo sanoati korxonalari va kon suvlari oqava suvlari bilan birga suv omborlariga tashlanadi.Tabiiy suvlarda marganets ionlari kontsentratsiyasining pasayishi Mn(II) ning MnO2 va cho'kmaga tushadigan boshqa yuqori valentli oksidlarga oksidlanishi natijasida yuzaga keladi. Oksidlanish reaktsiyasini aniqlaydigan asosiy parametrlar erigan kislorod konsentratsiyasi, pH qiymati va haroratdir. Erigan marganets birikmalarining kontsentratsiyasi ularning suv o'tlari tomonidan ishlatilishi tufayli kamayadi. Marganets birikmalarining er usti suvlarida migratsiyasining asosiy shakli suspenziyalar bo'lib, ularning tarkibi o'z navbatida suvlar tomonidan quritilgan jinslarning tarkibi, shuningdek og'ir metallarning kolloid gidroksidlari va sorblangan marganets birikmalari bilan belgilanadi. Marganetsning erigan va kolloid shakldagi migratsiyasida organik moddalar va marganetsning noorganik va organik ligandlar bilan kompleks hosil bo'lish jarayonlari muhim ahamiyatga ega. Mn(II) bikarbonatlar va sulfatlar bilan eruvchan komplekslar hosil qiladi. Marganetsning xlorid ionli komplekslari kam uchraydi. Mn (II) ning organik moddalar bilan murakkab birikmalari odatda boshqa o'tish metallariga qaraganda kamroq barqarordir. Bularga aminlar, organik kislotalar, aminokislotalar va gumusli moddalar bilan birikmalar kiradi. Yuqori konsentratsiyalarda Mn(III) faqat kuchli kompleks hosil qiluvchi moddalar ishtirokida erigan holatda bo'lishi mumkin, Mn(YII) tabiiy suvlarda uchramaydi.Daryo suvlarida marganets miqdori odatda 1 dan 160 mkg/dm3 gacha, dengiz suvlarida o'rtacha 2 mkg/dm3, yer osti suvlarida n.102 - n.103 mkg/dm3 ni tashkil qiladi.Er usti suvlarida marganets kontsentratsiyasi mavsumiy tebranishlarga bog'liq. Marganets kontsentratsiyasining o'zgarishini belgilovchi omillar er usti va er osti oqimi o'rtasidagi nisbat, fotosintez paytida uni iste'mol qilish intensivligi, fitoplankton, mikroorganizmlar va yuqori suv o'simliklarining parchalanishi, shuningdek, suv havzalari tubida cho'kish jarayonlari. Marganetsning suv havzalarida yuqori o'simliklar va suv o'tlari hayotida roli juda katta. Marganets o'simliklar tomonidan CO2 dan foydalanishga hissa qo'shadi, bu fotosintezning intensivligini oshiradi, nitratlarni kamaytirish va o'simliklar tomonidan azotni assimilyatsiya qilish jarayonlarida ishtirok etadi. Marganets faol Fe (II) ning Fe (III) ga o'tishini ta'minlaydi, bu hujayrani zaharlanishdan himoya qiladi, organizmlarning o'sishini tezlashtiradi va hokazo. Marganetsning muhim ekologik va fiziologik roli marganetsni tabiiy suvlarda o'rganish va taqsimlashni talab qiladi.

Og'ir metallar biokimyoviy faol elementlar bo'lib, ular organik moddalar aylanishiga kiradi va asosan tirik organizmlarga ta'sir qiladi. Og'ir metallarga qo'rg'oshin, mis, rux, kadmiy, nikel, kobalt va boshqa bir qator elementlar kiradi. Tuproqlarda og'ir metallarning migratsiyasi, eng avvalo, tuproq-geokimyoviy sharoitlarning xilma-xilligini belgilovchi ishqoriy-kislota va oksidlanish-qaytarilish sharoitlariga bog'liq. Migratsiyada muhim rol og'ir metallar geokimyoviy to'siqlar tuproq profilida o'ynaydi, ba'zi hollarda mustahkamlaydi, boshqalarida zaiflashadi (saqlash qobiliyati tufayli) og'ir metallar bilan ifloslanishiga. Geokimyoviy to'siqlarning har birida ma'lum bir guruh saqlanib qoladi kimyoviy elementlar o'xshash geokimyoviy xususiyatlarga ega. Asosiy tuproq hosil qiluvchi jarayonlarning o'ziga xos xususiyatlari va suv rejimining turi tuproqlarda og'ir metallarning tarqalish xususiyatini aniqlaydi: to'planishi, saqlanishi yoki olib tashlanishi. Og'ir metallar to'plangan tuproq guruhlari turli qismlar tuproq profili: sirtda, yuqorida, o'rta qismida, ikkita maksimal bilan. Bundan tashqari, zonadagi tuproqlar aniqlandi, ular profil ichidagi kriogen saqlanish tufayli og'ir metallar kontsentratsiyasi bilan tavsiflanadi. maxsus guruh yuvish va davriy yuvish rejimlari sharoitida og'ir metallar profildan chiqariladigan tuproqlarni hosil qiladi. Og'ir metallarning profil ichidagi taqsimoti mavjud katta ahamiyatga ega tuproqning ifloslanishini baholash va ularda ifloslantiruvchi moddalarning to'planish intensivligini taxmin qilish. Og'ir metallarning profil ichidagi taqsimlanishining xarakteristikasi tuproqlarni biologik aylanishda ishtirok etish intensivligiga qarab guruhlash bilan to'ldiriladi. Hammasi bo'lib uchta gradatsiya ajralib turadi: yuqori, o'rtacha va zaif.Daryo tekisliklari tuproqlarida og'ir metallar migratsiyasining geokimyoviy holati o'ziga xosdir, bu erda sug'orishning ko'payishi bilan kimyoviy elementlar va birikmalarning harakatchanligi sezilarli darajada oshadi. Bu erdagi geokimyoviy jarayonlarning o'ziga xosligi, birinchi navbatda, oksidlanish-qaytarilish sharoitlari o'zgarishining aniq mavsumiyligi bilan bog'liq. Bu daryolarning gidrologik rejimining o'ziga xos xususiyatlari bilan bog'liq: bahorgi toshqinlarning davomiyligi, kuzgi toshqinlarning mavjudligi yoki yo'qligi va kam suvli davrning tabiati. Toshqin suvlari tekisliklari terrasalarini suv bosishining davomiyligi oksidlovchi (qisqa muddatli suv toshqini) yoki oksidlanish-qaytarilish (uzoq muddatli suv toshqini) sharoitlarining ustunligini belgilaydi. Haydaladigan tuproqlar hududiy tabiatning eng katta texnogen ta'siriga duchor bo'ladi. Asosiy ifloslanish manbai, uning 50% gacha ekin tuproqlariga kiradi jami og'ir metallar, - fosforli o'g'itlar. Ekin maydonlarining potentsial ifloslanish darajasini aniqlash uchun tuproq xossalari va ifloslantiruvchi xossalarining birgalikda tahlili o‘tkazildi: chirindining tarkibi, tarkibi va tuproqning zarracha hajmining taqsimlanishi, shuningdek ishqoriy-kislota sharoitlari hisobga olindi. Turli genezli konlarning fosforitlarida og'ir metallarning kontsentratsiyasi to'g'risidagi ma'lumotlar haydaladigan tuproqlarga qo'llaniladigan o'g'itlarning taxminiy dozalarini hisobga olgan holda ularning o'rtacha miqdorini hisoblash imkonini berdi. turli tumanlar. Tuproq xususiyatlarini baholash agrogenik yuk qiymatlari bilan bog'liq. Kümülatif integral baholash tuproqning og'ir metallar bilan potentsial ifloslanish darajasini aniqlash uchun asos yaratdi. Og'ir metallar bilan ifloslanish darajasi bo'yicha eng xavflilari atrof-muhitning ishqoriy reaktsiyasiga ega bo'lgan ko'p chirindili, gil-quloq tuproqlar: to'q bo'z o'rmon tuproqlari va yuqori akkumulyatsiya qobiliyatiga ega quyuq kashtan tuproqlari. xavf ortdi tuproqning og'ir metallar bilan ifloslanishi, shuningdek, Moskva va Bryansk viloyatlari bilan tavsiflanadi. Sod-podzolik tuproqlar bilan bog'liq vaziyat bu erda og'ir metallarning to'planishiga yordam bermaydi, ammo bu hududlarda texnogen yuk yuqori va tuproqlarning "o'zini tozalash" uchun vaqti yo'q. Tuproqlarning og'ir metallar miqdori bo'yicha ekologik-toksikologik baholashi shuni ko'rsatdiki, qishloq xo'jaligi erlarining 1,7 foizi xavfli sinf I (o'ta xavfli) va 3,8 foizi II (o'rtacha xavfli) xavfli moddalar bilan ifloslangan. Buryatiya Respublikasi, Dog‘iston Respublikasi, Mordoviya Respublikasi, Tyva Respublikasi, Krasnoyarsk va Primorsk o‘lkalarida, Ivanovo, Irkutsk, Kemerovo, Kostromada tuproqning og‘ir metallar va mishyak miqdori belgilangan me’yordan yuqori bo‘lgan ifloslanishi aniqlangan. , Murmansk, Novgorod, Orenburg, Saxalin, Chita viloyatlari. Tuproqlarning og'ir metallar bilan mahalliy ifloslanishi, birinchi navbatda, bilan bog'liq yirik shaharlar va . Tuproqning og'ir metallar majmuasi bilan ifloslanish xavfini baholash Zc umumiy ko'rsatkichi bo'yicha amalga oshirildi. Xavfsizlik muhit ifloslanishi jamiyatning dolzarb muammosiga aylandi. Ko'p sonli ifloslantiruvchi moddalar orasida og'ir metallar alohida o'rin tutadi. Ular shartli ravishda kimyoviy elementlarni o'z ichiga oladi atom massasi 50 dan ortiq, metallarning xususiyatlariga ega. Kimyoviy elementlar orasida og'ir metallar eng zaharli hisoblanadi. Tuproq og'ir metallar, shu jumladan atmosfera va suv muhitidan kiradigan asosiy muhitdir. Shuningdek, u yer usti havosini va undan Jahon okeaniga kiradigan suvlarni ikkilamchi ifloslanish manbai bo'lib xizmat qiladi. Og'ir metallar xavflidir, chunki ular tirik organizmlarda to'planish, metabolik aylanish jarayoniga qo'shilish, o'ta zaharli metall organometal birikmalar hosil qilish, bir metaldan o'tishda ularning mavjudligi shaklini o'zgartirish qobiliyatiga ega. tabiiy muhit biologik parchalanmasdan boshqasiga. Og'ir metallar odamlarda jiddiy fiziologik kasalliklar, toksikoz, allergiya, onkologik kasalliklar, homila va genetik irsiyatga salbiy ta'sir qiladi. Og'ir metallar orasida qo'rg'oshin, kadmiy va rux ustuvor ifloslantiruvchilar hisoblanadi, chunki ularning atrof-muhitda texnogen to'planishi yuqori sur'atlarda davom etmoqda. Ushbu moddalar guruhi fiziologik muhim organik birikmalarga yuqori yaqinlikka ega. Tuproqning og'ir metallarning harakatchan shakllari bilan ifloslanishi eng dolzarb hisoblanadi, chunki so'nggi yillarda atrof-muhitning ifloslanishi muammosi tahdidli xususiyatga ega. Hozirgi sharoitda nafaqat biosferadagi og'ir metallar muammosining barcha jihatlari bo'yicha tadqiqotlarni faollashtirish, balki turli xil, ko'pincha zaif bog'langan sohalarda olingan natijalarni tushunish uchun natijalarni vaqti-vaqti bilan umumlashtirish zarur. fan. ob'ekt bu tadqiqot Ulyanovskning Jeleznodorojniy tumanining antropogen tuproqlari (Transportnaya ko'chasi misolida). Tadqiqotning asosiy maqsadi shahar tuproqlarining og'ir metallar bilan ifloslanish darajasini aniqlashdir. Tadqiqotning vazifalari: tanlangan tuproq namunalarida pH qiymatini aniqlash; mis, rux, kadmiy, qo'rg'oshinning harakatchan shakllarining konsentratsiyasini aniqlash; olingan ma'lumotlarni tahlil qilish va shahar tuproqlarida og'ir metallar miqdorini kamaytirish bo'yicha tavsiyalar taklif qilish. Namunalar 2005 yilda Transportnaya ko'chasi bo'ylab yo'l bo'ylab, 2006 yilda esa shaxsiy uy hududidan olingan. shaxsiy uchastkalar(shu ko'cha bo'ylab), temir yo'l yaqinida joylashgan. 0-5 sm va 5-10 sm chuqurlikda namunalar olindi.Har birining vazni 500 g boʻlgan jami 20 ta namuna olindi. 2005 va 2006 yillar namunalarining tekshirilgan namunalari neytral tuproqqa tegishli. neytral tuproqlar og'ir metallarni eritmalardan kislotalilarga qaraganda ko'proq singdiradi. Ammo og'ir metallarning harakatchanligini oshirish va ularning kirib borishi xavfi mavjud er osti suvlari va yaqin atrofdagi suv ombori, agar kislotali yog'ingarchilik bo'lsa (tadqiq qilingan hudud Sviyagi daryosining tekisligida joylashgan), bu darhol ta'sir qiladi. oziq-ovqat zanjirlari. Bu namunalarda gumusning kam miqdori (2-4%) kuzatiladi. Shunga ko'ra, organo-metall komplekslarni hosil qilish uchun tuproq qobiliyati yo'q.tomonidan laboratoriya tadqiqoti Cu, Cd, Zn, Pb miqdori bo'yicha tuproqlar, ularning o'rganilayotgan hudud tuproqlarida kontsentratsiyasi haqida xulosalar chiqarilgan. 2005 yil namunalarida Cu ning MPC ning 1-1,2 marta, Cd ning 6-9 baravar ko'pligi aniqlandi va Zn va Pb ning tarkibi MPC dan oshmadi. 2006 yilda olingan namunalarda uy-joy uchastkalari Cu konsentratsiyasi MPC dan oshmadi, Cd ning tarkibi yo'l bo'ylab olingan namunalarga qaraganda kamroq, lekin baribir turli nuqtalarda MPC dan 0,3 dan 4,6 baravar yuqori. Zn ning miqdori faqat 5-nuqtada ortib boradi va 0-5 sm chuqurlikda 23,3 mg/kg tuproq (MPC 23 mg/kg), 5-10 sm chuqurlikda esa 24,8 mg/kg ni tashkil qiladi. Tadqiqot natijalariga ko'ra quyidagi xulosalar chiqarildi: tuproqlar tuproq eritmasining neytral reaktsiyasi bilan tavsiflanadi; tuproq namunalarida gumus miqdori past; Ulyanovskning Jeleznodorojniy tumani hududida tuproqning turli intensivlikdagi og'ir metallar bilan ifloslanishi kuzatiladi; ba'zi namunalarda MPC ning sezilarli darajada ko'payishi, ayniqsa kadmiy kontsentratsiyasi bo'yicha tuproqni o'rganishda kuzatilganligi aniqlandi; bu hududda tuproqning ekologik-geografik holatini yaxshilash uchun og‘ir metallar akkumulyatorli o‘simliklarni yetishtirish va tuproqning o‘zining ekologik xususiyatlarini sun’iy loyihalash orqali boshqarish tavsiya etiladi; tizimli monitoring olib borish va aholi salomatligi uchun eng ifloslangan va xavfli hududlarni aniqlash zarur.
So'nggi paytlarda sanoatning jadal rivojlanishi tufayli atrof-muhitdagi og'ir metallar darajasining sezilarli darajada oshishi kuzatildi. "Og'ir metallar" atamasi zichligi 5 g / sm dan ortiq bo'lgan metallarga nisbatan qo'llaniladi. birliklar Kimyoviy elementlar orasida og'ir metallar eng zaharli va xavflilik darajasi bo'yicha pestitsidlardan keyin ikkinchi o'rinda turadi. Shu bilan birga quyidagi kimyoviy elementlar zaharli hisoblanadi: Co, Ni, Cu, Zn, Sn, As, Se, Te, Rb, Ag, Cd, Au, Hg, Pb, Sb, Bi, Pt. Og'ir metallarning fitotoksisitesi ularga bog'liq kimyoviy xossalari: valentlik, ion radiusi va kompleks hosil qilish qobiliyati. Ko'p hollarda toksiklik darajasiga ko'ra elementlar ketma-ketlikda joylashgan: Cu> Ni> Cd> Zn> Pb> Hg> Fe> Mo> Mn. Biroq, bu qator elementlarning tuproq tomonidan teng bo'lmagan yog'ingarchilik va o'simliklar uchun qiyin bo'lgan holatga o'tishi, o'sish sharoitlari va o'simliklarning fiziologik va genetik xususiyatlari tufayli biroz o'zgarishi mumkin. Og'ir metallarning o'zgarishi va migratsiyasi kompleks hosil bo'lish reaktsiyasining bevosita va bilvosita ta'siri ostida sodir bo'ladi. Atrof muhitning ifloslanishini baholashda tuproqning xususiyatlarini va birinchi navbatda granulometrik tarkibini, chirindi miqdorini va buferlanishini hisobga olish kerak. Bufer qobiliyati deganda tuproqlarning tuproq eritmasidagi metallar konsentratsiyasini doimiy darajada ushlab turish qobiliyati tushuniladi.
Tuproqlarda og'ir metallar ikki fazada - qattiq va tuproq eritmasida mavjud. Metalllarning mavjudlik shakli atrof-muhitning reaktsiyasi, tuproq eritmasining kimyoviy va moddiy tarkibi va birinchi navbatda, organik moddalarning tarkibi bilan belgilanadi. Tuproqni ifloslantiruvchi elementlar - kompleks moddalar asosan uning yuqori 10 sm qatlamida to'plangan. Shu bilan birga, past buferli tuproq kislotalanganda, almashinish holatidagi metallarning sezilarli qismi tuproq eritmasiga o'tadi. Kadmiy, mis, nikel, kobalt kislotali muhitda kuchli migratsiya qobiliyatiga ega. PH ning 1,8-2 birlikka pasayishi ruxning harakatchanligini 3,8-5,4 ga, kadmiyni - 4-8 ga, misni - 2-3 marta oshirishga olib keladi.
1-jadval MPC (MAC) standartlari, tuproqdagi kimyoviy elementlarning fon konsentratsiyasi (mg/kg) ElementXavf klassiMPCTuproq guruhlari bo'yicha AECfon mazmuniYalpi tarkibAmmoniy asetat buferi bilan ekstraksiya qilinadi (rN=4,8)Qumli, qumliloyli, loylipH ks l< 5,5pH ks l > 5,5Pb1326326513026Zn1-235511022050CD1--0,5120,3Cu2-3336613227Ni2-420408020Shunday qilib2-5---7,2 Shunday qilib, tuproqqa kirganda, og'ir metallar tezda organik ligandlar bilan o'zaro ta'sirlanib, murakkab birikmalar hosil qiladi. Shunday qilib, tuproqdagi past konsentratsiyalarda (20-30 mg / kg) qo'rg'oshinning taxminan 30% organik moddalar bilan komplekslar shaklida bo'ladi. Qo'rg'oshin kompleks birikmalarining ulushi uning konsentratsiyasi 400 mg / g gacha ko'tariladi va keyin kamayadi. Metalllar shuningdek, temir va marganets gidroksidlari, gil minerallari va tuproq organik moddalarining cho'kishi orqali (almashinadigan yoki almashinadigan) so'riladi. O'simliklar uchun mavjud bo'lgan va yuvilishi mumkin bo'lgan metallar tuproq eritmasida erkin ionlar, komplekslar va xelatlar shaklida topiladi. HM larning tuproq tomonidan o'zlashtirilishi ko'proq muhitning reaktsiyasiga va tuproq eritmasida qaysi anionlarning ustunligiga bog'liq. Kislotali muhitda mis, qo'rg'oshin va rux ko'proq so'riladi, ishqoriy muhitda esa kadmiy va kobalt intensiv ravishda so'riladi. Mis asosan organik ligandlar va temir gidroksidlari bilan bog'lanadi. 2-jadvalda mikroelementlarning harakatchanligi turli tuproqlar tuproq eritmasining pH darajasiga bog'liq Tuproq-iqlim omillari ko'pincha tuproqdagi HMlarning migratsiya va o'zgarishining yo'nalishi va tezligini belgilaydi. Shunday qilib, tuproq sharoitlari va suv rejimlari o'rmon-dasht zonasi HM ning tuproq profili bo'ylab intensiv vertikal migratsiyasiga, shu jumladan yoriqlar, ildiz yo'llari va boshqalar bo'ylab suv oqimi bilan metallarning mumkin bo'lgan ko'chishiga yordam beradi. Nikel (Ni) - VIII guruh elementi davriy tizim atom massasi 58,71. Nikel, Mn, Fe, Co va Cu bilan birga, birikmalari yuqori biologik faol bo'lgan o'tish metallari deb ataladi. Elektron orbitallar tuzilishining o'ziga xos xususiyatlaridan kelib chiqqan holda, yuqoridagi metallar, shu jumladan nikel, murakkab hosil bo'lish qobiliyatiga ega. Nikel, masalan, sistein va sitrat bilan, shuningdek, ko'plab organik va noorganik ligandlar bilan barqaror komplekslar hosil qila oladi. Asosiy jinslarning geokimyoviy tarkibi asosan tuproqdagi nikel miqdorini aniqlaydi. Nikelning eng katta miqdori asosiy va o'ta asosli jinslardan hosil bo'lgan tuproqlarda mavjud. Ba'zi mualliflarning fikriga ko'ra, ko'pchilik turlar uchun nikelning ortiqcha va toksik darajalari chegaralari 10 dan 100 mg / kg gacha o'zgarib turadi. Nikelning asosiy massasi tuproqda qo'zg'almas tarzda o'rnatiladi va kolloid holatda va mexanik suspenziyalar tarkibida juda zaif migratsiya ularning vertikal profil bo'ylab tarqalishiga ta'sir qilmaydi va juda bir xildir. Qo'rg'oshin (Pb). Tuproqdagi qo'rg'oshin kimyosi qarama-qarshi yo'naltirilgan jarayonlarning nozik muvozanati bilan belgilanadi: sorbsiya-desorbsiya, erish-qattiq holatga o'tish. Emissiyasi bilan tuproqqa chiqarilgan qo'rg'oshin fizik, kimyoviy va fizik-kimyoviy o'zgarishlar tsikliga kiradi. Dastlab mexanik siljish jarayonlari (qo'rg'oshin zarralari sirt bo'ylab va tuproqda yoriqlar bo'ylab harakatlanadi) va konvektiv diffuziya jarayonlari ustunlik qiladi. Keyinchalik, qattiq fazali qo'rg'oshin birikmalari erishi bilan, chang bilan birga keladigan qo'rg'oshin birikmalarining o'zgarishi bilan birga murakkabroq fizik-kimyoviy jarayonlar (xususan, ion diffuziya jarayonlari) paydo bo'ladi. Qo'rg'oshinning vertikal va gorizontal yo'nalishda ko'chishi aniqlangan, ikkinchi jarayon birinchisidan ustundir. Oʻtloqda 3 yil davomida oʻtkazilgan kuzatishlar natijasida tuproq yuzasiga mahalliy ravishda surtilgan qoʻrgʻoshin changi gorizontal yoʻnalishda 25–35 sm ga siljigan, shu bilan birga uning tuproqqa chuqur kirib borishi qalinligi 10–15 sm boʻlgan. qo'rg'oshin migratsiyasi: o'simlik ildizlari ionli metallarni o'zlashtiradi; vegetatsiya davrida ular tuproq qalinligida harakatlanadi; O'simliklar o'lib, parchalanib ketganda, qo'rg'oshin atrofdagi tuproq massasiga chiqariladi. Ma'lumki, tuproq unga kirgan texnogen qo'rg'oshinni bog'lash (sorbsiyalash) qobiliyatiga ega. Sorbsiya bir nechta jarayonlarni o'z ichiga oladi, deb ishoniladi: tuproqning yutuvchi kompleksining kationlari bilan to'liq almashinuvi (nospesifik adsorbsiya) va qo'rg'oshinning tuproq komponentlari donorlari bilan bir qator kompleks birikma reaktsiyalari (o'ziga xos adsorbsiya). Tuproqda qo'rg'oshin asosan organik moddalar bilan, shuningdek, gil minerallari, marganets oksidlari, temir va alyuminiy gidroksidlari bilan bog'liq. Qo'rg'oshinni bog'lash orqali chirindi uning qo'shni muhitlarga ko'chishining oldini oladi va o'simliklarga kirishini cheklaydi. Loy minerallaridan illitlar qo'rg'oshin sorbsiyasiga moyilligi bilan ajralib turadi. Ohaklash jarayonida tuproqning pH qiymatining oshishi kam eriydigan birikmalar (gidroksidlar, karbonatlar va boshqalar) hosil bo'lishi tufayli qo'rg'oshinning tuproq bilan yanada ko'proq bog'lanishiga olib keladi. Tuproqda harakatchan shaklda mavjud bo'lgan qo'rg'oshin vaqt o'tishi bilan tuproq tarkibiy qismlari tomonidan mustahkamlanadi va o'simliklar uchun qiyin bo'ladi. Mahalliy tadqiqotchilarning fikriga ko'ra, qo'rg'oshin eng kuchli chernozem va torf-loy tuproqlarda mustahkamlanadi. Kadmiy (Cd) Kadmiyning boshqa HMlardan ajralib turadigan xususiyati shundaki, u tuproq eritmasida asosan kationlar (Cd 2+) shaklida bo'ladi, garchi atrof muhitning neytral reaktsiyasi bilan tuproqda u kam eriydigan moddalar hosil qilishi mumkin. sulfatlar, fosfatlar yoki gidroksidlar bilan komplekslar. Mavjud ma'lumotlarga ko'ra, fon tuproqlarining tuproq eritmalarida kadmiy konsentratsiyasi 0,2 dan 6 mkg / l gacha. Tuproqning ifloslanish o'choqlarida u 300-400 mkg/l gacha ko'tariladi. Ma'lumki, tuproqdagi kadmiy juda harakatchan; ichiga o‘tishga qodir katta miqdorda qattiq fazadan suyuq fazaga va aksincha (bu uning zavodga kirishini taxmin qilishni qiyinlashtiradi). Tuproq eritmasida kadmiy kontsentratsiyasini tartibga soluvchi mexanizmlar sorbsiya jarayonlari bilan belgilanadi (sorbsiya deganda adsorbsiya, cho’kma va kompleks hosil bo’lishini tushunamiz). Kadmiy tuproq tomonidan boshqa HMlarga qaraganda kamroq miqdorda so'riladi. Tuproqdagi og'ir metallarning harakatchanligini tavsiflash uchun qattiq fazadagi metallar konsentratsiyasining muvozanat eritmasidagi kontsentratsiyasiga nisbati qo'llaniladi. Ushbu nisbatning yuqori qiymatlari sorbsiya reaktsiyasi tufayli HM qattiq fazada saqlanishini ko'rsatadi, past qiymatlar - metallar eritmada bo'lganligi sababli, ular boshqa muhitlarga o'tishi yoki kirishi mumkin. turli reaktsiyalar(geokimyoviy yoki biologik). Ma'lumki, kadmiyni bog'lashda etakchi jarayon gil bilan adsorbsiya hisoblanadi. Tadqiqot so'nggi yillar gidroksil guruhlari, temir oksidi va organik moddalarning bu jarayonda ham katta rol ko'rsatdi. Past darajadagi ifloslanish va muhitning neytral reaktsiyasida kadmiy asosan temir oksidi bilan adsorbsiyalanadi. Va kislotali muhitda (pH = 5) organik moddalar kuchli adsorbent sifatida harakat qila boshlaydi. Pastroq pH (pH = 4) da adsorbsiya funktsiyalari deyarli faqat organik moddalar. Ushbu jarayonlarda mineral komponentlar hech qanday rol o'ynashni to'xtatadi. Ma'lumki, kadmiy nafaqat tuproq yuzasida so'riladi, balki yog'ingarchilik, koagulyatsiya va loy minerallari tomonidan paketlararo so'rilishi tufayli ham mahkamlanadi. Mikroporlar orqali va boshqa yo'llar bilan tuproq zarrachalariga tarqaladi. Kadmiy tuproqlarda turli yo'llar bilan mustahkamlanadi har xil turdagi. Tuproqni yutuvchi kompleksdagi sorbsiya jarayonlarida kadmiyning boshqa metallar bilan raqobatbardosh aloqalari haqida hozircha kam ma’lumotlar mavjud. Ekspert tadqiqotlariga ko'ra Texnika universiteti Kopengagen (Daniya), nikel, kobalt va rux borligida kadmiyning tuproq tomonidan singishi bostirilgan. Boshqa tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, kadmiyning tuproq tomonidan so'rilish jarayonlari xlorid ionlari ishtirokida parchalanadi. Tuproqning Ca 2+ ionlari bilan to'yinganligi kadmiyning sorbsiya qobiliyatining oshishiga olib keldi. Kadmiyning tuproq komponentlari bilan ko'pgina aloqalari mo'rt bo'lib chiqadi, ma'lum sharoitlarda (masalan, atrof-muhitning kislotali reaktsiyasi) u ajralib chiqadi va eritmaga qaytadi. Kadmiyning erishi va uning harakatchan holatga o'tishi jarayonida mikroorganizmlarning roli ochib berilgan. Ularning hayotiy faoliyati natijasida yo suvda eriydigan metall komplekslari hosil bo'ladi, yoki kadmiyning qattiq fazadan suyuqlikka o'tishini ta'minlaydigan fizik-kimyoviy sharoitlar yaratiladi. Tuproqdagi kadmiy bilan sodir bo'ladigan jarayonlar (sorbtsiya-desorbsiya, eritmaga o'tish va boshqalar) o'zaro bog'liq va bir-biriga bog'liq bo'lib, bu metallning o'simliklarga oqib chiqishi ularning yo'nalishi, intensivligi va chuqurligiga bog'liq. Ma'lumki, kadmiyning tuproq tomonidan sorbsiyalanish qiymati pH qiymatiga bog'liq: tuproqning pH darajasi qanchalik yuqori bo'lsa, u kadmiyni shunchalik ko'p singdiradi. Shunday qilib, mavjud ma'lumotlarga ko'ra, pH 4 dan 7,7 gacha bo'lgan diapazonda, bir birlik uchun pH ortishi bilan tuproqning kadmiyga nisbatan sorbsiya qobiliyati taxminan uch baravar oshdi. Sink (Zn). Sink etishmovchiligi kislotali, kuchli podzolizatsiyalangan engil tuproqlarda ham, karbonatli, sinksiz va yuqori gumusli tuproqlarda ham o'zini namoyon qilishi mumkin. Rux etishmovchiligining namoyon bo'lishi fosforli o'g'itlarning yuqori dozalarini qo'llash va er osti tuproqlarini haydaladigan gorizontga kuchli haydash bilan kuchayadi. Eng koʻp umumiy rux miqdori tundra (53-76 mg/kg) va chernozem (24-90 mg/kg) tuproqlarda, eng pasti esa shoʻr-podzolik tuproqlarda (20-67 mg/kg). Sink etishmovchiligi ko'pincha neytral va ozgina gidroksidi kalkerli tuproqlarda namoyon bo'ladi. Kislotali tuproqlarda sink ko'proq harakatchan va o'simliklar uchun mavjud. Rux tuproqda ion shaklida bo'lib, u erda kislotali muhitda kation almashish mexanizmi yoki ishqoriy muhitda xemisorbtsiya natijasida adsorbsiyalanadi. Zn 2+ ioni eng harakatchan hisoblanadi. Tuproqdagi ruxning harakatchanligiga asosan pH qiymati va gil minerallarning tarkibi
O'simliklardagi og'ir metallar A.P.Vinogradov (1952) fikricha, barcha kimyoviy elementlar u yoki bu darajada o‘simliklar hayotida ishtirok etadi va ularning ko‘pchiligi fiziologik ahamiyatga ega deb hisoblansa, buning sababi hali bunga dalil yo‘qligidir. O'simlikka oz miqdorda kirib, ulardagi fermentlarning ajralmas qismi yoki faollashtiruvchisi bo'lib, mikroelement metabolik jarayonlarda xizmat funktsiyalarini bajaradi. Elementlarning noodatiy darajada yuqori konsentratsiyasi atrof-muhitga kirganda, ular o'simliklar uchun zaharli bo'ladi. Og'ir metallarning o'simlik to'qimalariga ortiqcha miqdorda kirib borishi ularning organlarining normal faoliyatining buzilishiga olib keladi va bu buzilish qanchalik kuchli bo'lsa, toksik moddalarning ko'pligi shunchalik ko'p bo'ladi. Natijada hosildorlik pasayadi. HM ning toksik ta'siri o'simlik rivojlanishining dastlabki bosqichlarida namoyon bo'ladi, lekin turli tuproqlarda va turli ekinlar uchun turli darajada. Kimyoviy elementlarning o'simliklar tomonidan so'rilishi faol jarayondir. Passiv diffuziya hazm qilingan mineral komponentlarning umumiy massasining atigi 2-3% ni tashkil qiladi. Tuproqdagi metallar miqdori fon darajasida bo'lsa, ionlarning faol yutilishi sodir bo'ladi va agar biz bu elementlarning tuproqdagi past harakatchanligini hisobga olsak, unda ularning so'rilishidan oldin kuchli bog'langan metallarni mobilizatsiya qilish kerak. Ildiz qatlamidagi HM larning tarkibi tuproqning ichki resurslari hisobiga metallni mahkamlash mumkin bo'lgan chegaralangan konsentratsiyalardan sezilarli darajada oshib ketganda, bunday miqdordagi metallar ildizlarga kirib, membranalar endi ushlab turolmaydi. Natijada, elementlarning ionlari yoki birikmalari bilan ta'minlash hujayra mexanizmlari bilan tartibga solinishni to'xtatadi. HMlar atrof-muhitning neytral yoki neytral reaktsiyasiga ega bo'lgan tuproqlarga qaraganda kislotali tuproqlarda ko'proq to'planadi. Kimyoviy reaktsiyalarda HM ionlarining haqiqiy ishtiroki o'lchovi ularning faolligidir. HM larning yuqori konsentratsiyasining o'simliklarga toksik ta'siri boshqa kimyoviy elementlarning etkazib berilishi va tarqalishining buzilishida o'zini namoyon qilishi mumkin. HM ning boshqa elementlar bilan o'zaro ta'sirining xarakteri ularning konsentratsiyasiga qarab o'zgaradi. Migratsiya va o'simlikka kirish murakkab birikmalar shaklida amalga oshiriladi.
Atrof-muhitning og'ir metallar bilan ifloslanishining dastlabki davrida, tuproqning bufer xususiyatlari tufayli, toksikantlarning inaktivatsiyasiga olib keladi, o'simliklar amalda salbiy ta'sir ko'rsatmaydi. Biroq, tuproqning himoya funktsiyalari cheksiz emas. Og'ir metallar bilan ifloslanish darajasi oshgani sayin, ularning inaktivatsiyasi to'liq bo'lmaydi va ion oqimi ildizlarga hujum qiladi. Ionlarning bir qismi o'simlik o'simliklarning ildiz tizimiga kirishidan oldin ham kamroq faol holatga o'tishi mumkin. Bu, masalan, ildiz sekretsiyasi yordamida xelyatsiya yoki murakkab birikmalar hosil bo'lishi bilan ildizlarning tashqi yuzasida adsorbsiya. Bundan tashqari, rux, nikel, kadmiy, kobalt, mis va qo'rg'oshinning aniq zaharli dozalari bilan o'tkazilgan vegetatsiya tajribalarida ko'rsatilgandek, ildizlar HMs bilan ifloslanmagan tuproq qatlamlarida joylashgan va bu variantlarda fototoksiklik belgilari yo'q.

Ildiz tizimining himoya funktsiyalariga qaramasdan, HMlar ifloslanish sharoitida ildizga kiradi. Bunday holda, himoya mexanizmlari ishga tushadi, buning natijasida HM ning o'simlik organlari o'rtasida o'ziga xos taqsimlanishi sodir bo'ladi, bu ularning o'sishi va rivojlanishini imkon qadar to'liq ta'minlash imkonini beradi. Shu bilan birga, masalan, juda ifloslangan muhit sharoitida ildiz va urug 'to'qimalarida HM ning tarkibi 500-600 marta farq qilishi mumkin, bu esa bu yer osti o'simlik organining katta himoya qobiliyatidan dalolat beradi.

Kimyoviy elementlarning ko'pligi o'simliklarda toksikozni keltirib chiqaradi. HM kontsentratsiyasi ortishi bilan o'simliklarning o'sishi dastlab kechiktiriladi, keyin barg xlorozi boshlanadi, bu nekroz bilan almashtiriladi va nihoyat, ildiz tizimi shikastlanadi. HM ning toksik ta'siri bevosita va bilvosita o'zini namoyon qilishi mumkin. O'simlik hujayralarida ortiqcha HM ning to'g'ridan-to'g'ri ta'siri murakkab shakllanish reaktsiyalari bilan bog'liq bo'lib, bu fermentlarning bloklanishi yoki oqsillarning cho'kishiga olib keladi. Enzimatik tizimlarning ishdan chiqishi ferment metalining metall ifloslantiruvchi bilan almashtirilishi natijasida yuzaga keladi. Toksikantning kritik tarkibida fermentning katalitik qobiliyati sezilarli darajada kamayadi yoki butunlay bloklanadi.
O'simliklar og'ir metallarning giperakkumulyatoridir A.P.Vinogradov (1952) elementlarni jamlashga qodir bo'lgan o'simliklarni ajratib ko'rsatdi. U ikkita turdagi o'simliklarni ko'rsatdi - boyitish fabrikalari: 1) elementlarni massiv miqyosda to'playdigan o'simliklar; 2) selektiv (turli) konsentratsiyali o'simliklar. Birinchi turdagi o'simliklar, agar ular tuproqda ko'p miqdorda bo'lsa, kimyoviy elementlar bilan boyitiladi. Bu holda kontsentratsiyaga ekologik omil sabab bo'ladi. Ikkinchi turdagi o'simliklar atrof-muhitdagi tarkibidan qat'i nazar, u yoki bu kimyoviy elementning doimiy yuqori miqdori bilan tavsiflanadi. Bu genetik jihatdan mustahkamlangan ehtiyoj bilan bog'liq. Og'ir metallarni tuproqdan o'simliklarga singdirish mexanizmini ko'rib chiqsak, elementlar to'planishining to'siqli (konsentratsiyalanmagan) va to'siqsiz (konsentratsion) turlari haqida gapirish mumkin. To'siqni to'plash ko'pchilik yuqori o'simliklarga xos bo'lib, briofitlar va likenlarga xos emas. Shunday qilib, M. A. Toikka va L. N. Potexina (1980) ishlarida sfagnum (2,66 mg/kg) kobaltning oʻsimlik-konsentratori sifatida koʻrsatilgan; mis (10,0 mg/kg) - qayin, tosh meva, nilufar; marganets (1100 mg / kg) - ko'k. Lepp va boshqalar. (1987) qayin o'rmonlarida o'sadigan Amanita muscaria qo'ziqorinining sporoforlarida kadmiyning yuqori konsentratsiyasini aniqladi. Qo'ziqorin sporoforlarida kadmiy miqdori quruq vaznda 29,9 mg / kg, ular o'sgan tuproqda esa 0,4 mg / kg ni tashkil qiladi. Kobalt kontsentratorlari bo'lgan o'simliklar ham nikelga juda bardoshli va uni ko'p miqdorda to'plashga qodir degan fikr mavjud. Bularga, xususan, Boraginaceae, Brassicaceae, Myrtaceae, Fabaceae, Caryophyllaceae oilalari o'simliklari kiradi. Nikel kontsentratorlari va superkonsentratorlari dorivor o'simliklar orasida ham uchraydi. Superkonsentratorlar orasida qovun daraxti, belladonna belladonna, sariq mache, ona yuragi, go'sht qizil ehtiros guli va lanceolate thermopsis kiradi. Oziq muhitda yuqori konsentratsiyada bo'lgan kimyoviy elementlarning to'planish turi o'simlik vegetatsiyasining fazalariga bog'liq. To'siqsiz to'planish o'simliklarning er usti qismlarining turli organlarga differensiatsiyasi bo'lmagan ko'chat fazasi uchun xosdir va vegetatsiyaning so'nggi fazalarida - kamolotdan keyin, shuningdek qishki uyqu davrida, to'siqsiz to'planishi mumkin bo'lgan davrda. qattiq fazada ortiqcha miqdordagi kimyoviy elementlarning chiqishi bilan birga bo'ladi (Kovalevskiy, 1991). Giperakkumulyatsiya qiluvchi o'simliklar Brassicaceae, Euphorbiaceae, Asteraceae, Lamiaceae va Scrophulariaceae oilalarida topilgan (Baker 1995). Ular orasida eng mashhuri va o'rganilgani Brassica juncea (Hind xantal) - katta biomassa hosil qiluvchi va Pb, Cr (VI), Cd, Cu, Ni, Zn, 90Sr, B va Se (Nanda Kumar) to'plashga qodir o'simlik. va boshqalar 1995, Salt va boshqalar 1995, Raskin va boshqalar 1994). Tekshirilgan turli oʻsimlik turlaridan B. juncea qoʻrgʻoshinni havo qismlariga tashishda eng yaqqol koʻzga tashlanadigan qobiliyatga ega boʻlib, bu elementning 1,8% dan koʻprogʻini havo organlarida (quruq vazn boʻyicha) toʻplagan. Kungaboqar (Helianthus annuus) va tamaki (Nicotiana tabacum) bundan mustasno, Brassicaceae oilasiga kirmaydigan boshqa o‘simlik turlarining bioavailability koeffitsienti 1 dan kam bo‘lgan. Ko'pgina xorijiy mualliflar tomonidan qo'llaniladigan o'simliklarning o'sayotgan muhitda og'ir metallar mavjudligiga javobiga ko'ra tasnifiga ko'ra, o'simliklar metallar bilan ifloslangan tuproqlarda o'sishning uchta asosiy strategiyasiga ega: Metallni istisno qilish. Bunday o'simliklar tuproqdagi kontsentratsiyasining keng o'zgarishiga qaramay, metallning doimiy past konsentratsiyasini saqlab qoladi, asosan metallni ildizlarda saqlaydi. Chiqaruvchi o'simliklar membrana o'tkazuvchanligini va hujayra devorlarining metallni bog'lash qobiliyatini o'zgartirishi yoki ko'p miqdorda xelatlashtiruvchi moddalarni chiqarishga qodir. Metall ko'rsatkichlar. Bularga er usti qismlarida metalni faol ravishda to'playdigan va odatda tuproqdagi metall miqdori darajasini aks ettiruvchi o'simlik turlari kiradi. Ular metallni hujayradan tashqari bog'lovchi birikmalar (xelatorlar) hosil bo'lishi sababli metal konsentratsiyasining hozirgi darajasiga toqat qiladilar yoki metall bo'linmasining tabiatini metallga sezgir bo'lmagan joylarda saqlash orqali o'zgartiradilar. Metalllarni to'playdigan o'simlik turlari. Bu guruhga mansub o'simliklar tuproqdagiga qaraganda ancha yuqori konsentratsiyalarda er usti biomassasida metall to'plashi mumkin. Beyker va Brooks metall giperakkumulyatorlarni 0,1% dan ortiq o'z ichiga olgan o'simliklar sifatida aniqladilar, ya'ni. quruq vaznda 1000 mg/g dan ortiq mis, kadmiy, xrom, qo'rg'oshin, nikel, kobalt yoki 1% (10 000 mg/g dan ortiq) rux va marganets. Noyob metallar uchun bu qiymat quruq vazn asosida 0,01% dan ortiq. Tadqiqotchilar tuproqlarda fon kontsentratsiyasidan ortiq bo'lgan metallar mavjud bo'lgan joylardan, masalan, ifloslangan hududlarda yoki ruda tanasining chiqib ketish joylaridan o'simliklarni yig'ish orqali hiperakkumulyator turlarini aniqlaydilar. Giperakkumulyatsiya hodisasi tadqiqotchilar uchun ko'plab savollar tug'diradi. Masalan, o'simliklar uchun juda zaharli konsentratsiyalarda metall to'planishining ahamiyati nimada. Bu savolga yakuniy javob hali olinmagan, biroq bir nechta asosiy farazlar mavjud. Bunday o'simliklar hali tekshirilmagan ba'zi fiziologik funktsiyalarni bajarish uchun rivojlangan ionlarni qabul qilish tizimiga ega ekanligiga ishoniladi ("tasdiqsiz" qabul qilish gipotezasi). Shuningdek, hiperakkumulyatsiya o'simliklarning o'sib borayotgan muhitda metallarning yuqori miqdoriga chidamliligining turlaridan biri ekanligiga ishoniladi.