Тяжелые металлы в окружающей среде
жүктеу/скачать 6.49 Mb. Pdf көрінісі
|
| Вулканическое загрязнение почв - этот вид загрязнения относится к группе природных.
Он заключается в попадании в почву токсических веществ, сажи и продуктов горения, кото- рое происходит в результате извержения вулканов. Это очень редкий вид почвенного загряз- нения, который характерен лишь для отдельных небольших территорий. Микотоксическое загрязнение почв - также не является техногенным и имеет природ- ное происхождение. Источником загрязнения здесь выступают некоторые виды грибов, ко- торые выделяют опасные вещества - микотоксины. Стоит отметить, что эти вещества пред- ставляют такую же большую опасность для живых организмов, как и все остальные, выше- перечисленные. На урбанизированных территориях загрязнение почв обычно происходит в результате выбросов промышленных предприятии, транспорта, предприятий теплоэнергетики, утечек из канализаций и отстойников, воздействия промышленных и бытовых отходов, а также в определенной мере за счет использования удобрений и пестицидов. Выбросы промышленных предприятий являются источником загрязнения почв город- ских территорий тяжелыми металлами, канцерогенными веществами, соединениями азота и серы, однако данных, позволяющих оценить корреляционные связи между содержанием хи- мических элементов в выбросах и их концентрацией в атмосферном воздухе, в выпадениях на поверхность земли и степенью загрязнения почв, недостаточно. Машиностроительная промышленность выбрасывает в окружающую природную среду цианиды, соединения мышьяка, бериллия; при производстве пластмасс и искусственных воло- кон образуются отходы, содержащие фенол, бензол, стирол; при производстве синтетических каучуков в почву попадают отходы катализаторов, некондиционные полимерные сгустки: при производстве резиновых изделий в окружающую среду поступают пылевидные ингредиенты, сажа, которые оседают на почву и растения, отходы резино-текстильных и резиновых деталей, а при эксплуатации шин изношенные и вышедшие из строя покрышки, автокамеры и ободные ленты. Хранение и утилизация изношенных шин в настоящее время являются еще нерешен- ными проблемами, так как при этом часто происходит сильные пожары, которые очень трудно тушить. Степень утилизации изношенных шин не превышает 30% от общего их объема. Особо стоит выделить проблему загрязнения нефтью и нефтепродуктами. Массовые разливы нефти называются уже экологическими катастрофами. Также возможны аварийные выбросы, которые сопровождаются оседанием вредных токсичных веществ, так происходят техногенные загрязнения почвы Иловые осадки станций биологической очистки сточных вод и компост из городских бытовых отходов содержат большое количество органических и питательных для растении минеральных веществ. Поэтому их используют как удобрение. Однако они, как правило, со- держат многие металлы в концентрациях, которые являются токсичными. При внесении в почвы иловых осадков и компоста в дозах, определяемых по их удобрительной ценности, можно прогнозировать увеличение содержания токсичных элементов в почвах в несколько раз. Внесение отходов с повышенным содержанием токсичных элементов как удобрений приво- дит к концентрации металлов в растениях. Более предпочтительным является использование удоб- рений, полученных на основе городских отходов, для повышения плодородия почв городских зеле- ных насаждений. Поступление загрязняющих химических веществ из почвы в организм человека связано с про- цессом их миграции по биологическим цепям: почва — растение — человек, почва — растение — животное — человек: почва вода - человек: почва — атмосферный воздух — человек. Для почв сельскохозяйственного использования оценку уровня загрязнения вредными веществами проводят на основе ПКД, причем приоритетным является транслокационный показатель вредности, учитывающий поступление в организм человека вредных веществ из почвы через растения. Урбанизация и застройка окружающих земельных просторов практически лишает большинство людей возможности узнать об особенностях и составе грунта детально, рас- смотреть его состав и знать его особенности. Грунт может быть нескольких типов: чернозем, земля, грязь, минерально-насыщенная почва и т.д. Здоровье и насыщенность грунта полезными веществами влияет на благополучие и здоровье человечества, поскольку на грунте произрастают растения, которые выделяют кис- лород и поддерживают баланс в атмосфере. Загрязнение почвы происходит в настоящее вре- мя ежедневно из-за использования большого количества искусственных материалов и ве- ществ. Наиболее сильно на загрязнение и деградацию почвы, ухудшение ее качества влияет: развитие промышленной деятельности человечества, развитие сельскохозяйственной сферы, отходы и их утилизация, нефтяные аварии, кислотные дожди и их последствия. Исследование диффузного загрязнения почвы предполагает его изучение во взаимодей- ствии с подземными и грунтовыми водами в целом. Исследователи используют методы си- стемного подхода «почва-вода». Математическое моделирование, являясь одним из инстру- ментов системного анализа, широко применяется в мировой науке и инженерной практике для оценки и прогноза загрязнения почвы. Применение математических моделей для количе- ственных расчетов диффузного загрязнения почвенных и водных экосистем требует сбора довольно большого объема информации, необходимого как для использования ее в самих математических моделях, так и для их калибровки и верификации. Чтобы обеспечить рабо- тоспособность математических моделей необходимо собрать информацию о параметрах и переменных экосистемы «почва-вода». Гидродинамический подход к моделированию переноса примесей основан на уравнениях конвективно-дисперсионного движения воды и растворов ве- ществ в пористой среде, которые описывают как стационарные, так и быстропротекающие процес- сы. Эти уравнения дают физически обоснованное описание движения растворов в почве. Однако, как уже указывалось выше, возможности практического использования гидро- динамических моделей ограничены. Такие важные параметры этих моделей, как объемное со- держание влаги, гидравлическая проводимость почвы, напор воды, отличаются существенной про- странственной и временной неоднородностью, что влечет за собой необходимость использова- ния большого объема исходных данных. Подобные сложности требуют вводить в физико-математические модели определенные допущения, упрощать математическое описание процессов движения воды и загрязняющих веществ, использовать при формализации отдельных связей эмпирические соотношения, что не- редко делает такие модели мало чем отличающимися от концептуальных. Физико-математическое моделирование совершенствует теоретические знания о структуре и принципах функционирования природных систем, помогает глубже проникать в суть отдельных гидрологических и геохимических процессов, открывает возможности для физического объяснения и математического обоснования более простых концептуальных моделей. |