Загрязнение почвы
Adriano, D.C.; Bollag, J.-M.; Frankenberger, W.T.; and Sims, R.C.,
«Soil Pollution»
Перевод: Корниенко М. В.
Загрязнение почвы включает в себя загрязнение почвы материалами, в основном химического происхождения, которые не должны находиться в почве, или превышение концентрации содержания выше нормы, что может иметь разнообразные последствия на человеческие и другие организмы. Тяжело сделать точное определение загрязнения почвы, потому что существуют различные мнения о том, как охарактеризовать загрязняющие вещества; в то время как кто-то считает, что использование пестицидов приемлемо, если их влияние не превышает ожидаемые результаты, то другие не считают допустимым употребление пестицидов или даже химических удобрений. Тем не менее, загрязнение почвы вызывается не только прямой добавкой химических веществ, произведенных человеком, таких как сельскохозяйственные сливные воды, промышленные отходы, кислотные осадки и радиоактивные продукты распада.
Как органические (те, которые содержат углерод), так и неорганические (те, которые не содержат) примеси важны в почве. Самая известная химическая группа органических примесей – топливо, содержащее углеводород; многоядерные ароматические углеводороды; многократно хлорированные соединения; хлорированные ароматические составляющие; моющие средства и пестициды. Неорганические виды включают нитраты, фосфаты и тяжелые металлы, такие как кадмий, хром, свинец; неорганические кислоты; радионуклиды (радиоактивные вещества). Среди источников этих примесей выделяют сельскохозяйственные сливные воды, кислотные осадки, промышленные отходы и радиоактивные продукты распада.
Район Карабаха в России, где почва отравлена высокими концентрациями свинца, мышьяка, никеля, кобальта, кадмия. (Предоставляется по разрешению)
Загрязнения почвы могут привести к загрязнению воды, если токсичные химические вещества попадают в подземные воды, или если примеси из сливных вод достигают ручьев, озер и океанов. Почва также естественно влияет на загрязнение воздуха выпуская, испаряющиеся элементы в атмосферу. Азот выделяется через испарение аммония. Разложение органических веществ в почве может образовывать диоксид серы и другие компоненты серы, вызывающие кислотный дождь. Тяжелые металлы и другие потенциально токсичные элементы являются наиболее серьезными загрязняющими веществами почвы в сточных водах. Отходы сточных вод содержат тяжелые металлы, и и если они применяются часто и в больших количествах, обрабатываемая земля может вобрать тяжелые металлы, и в результате стать непригодной для поддержания растительной жизни.
Кроме того, химические вещества, которые не являются растворимыми в воде, попадают в растения, которые растут на загрязненной почве, и таким образом, имеют тенденцию накапливаться на вершине пищевой цепи. Запрет пестицида ДДТ в США произошел из-за тенденции концентрироваться, по мере того как он перемещался из земли в червей и рыбу, а затем в птиц и их яйца. Это случалось, поскольку существа, стоящие выше в пищевой цепи потребляли животных, которые были уже отравлены пестицидами, съедая растения или более мелких животных. Озеро Мичиган, например, имеет 2 части на триллион ДДТ в воде, 14 частей на биллион на дне в иле, 410 частей на биллион в маленьких водяных насекомых и подобных существах, от 3 до 6 частей на миллион в рыбе, как лосось и форель, и 99 частей на миллион в чайках, которые возглавляют пищевую цепь.
Постоянно возрастающее загрязнение окружающей среды является одной из самых больших проблем для науки и общественности вообще за последние 50 лет. Быстрое развитие сельского хозяйства, расширение химической промышленности, необходимость разрабатывать дешевые формы энергии вызвали длительный выброс органических химических веществ, произведенных человеком, в естественные экосистемы. В итоге, атмосфера, водные ресурсы и почвенная окружающая среда стали загрязненными большим разнообразием токсических составляющих. Многие из этих составляющих при высоких концентрациях или при длительном применении могут производить разнообразные эффекты на человеческий и другие организмы: а именно, опасность острой токсичности, мутации (генетические изменения), раковые новообразования, врожденные дефекты для людей и других организмов. Некоторые из этих токсичных составляющих, изготовленных человеком устойчивы против физического, химического и биологического разрушения, и поэтому представляют угрозу окружающей среде значительной величины.
Многочисленные попытки производятся, чтобы обезвредить загрязненные почвы, включая как внутренние (на участке земли), так и внешние (удаление загрязненной земли для обработки) техники. Ни один из этих подходов не идеален для восстановления загрязненных почв, и часто возможно необходимо более одной технологии, чтобы улучшить попытку очищения.
Самый простой метод очищения для загрязненных почв – убрать почву и хранить ее в специально отведенных местах или сжигать. Эти методы заменяют одну проблему на другую: хранение ограничивает загрязненную землю, но не обеззараживает ее, а сжигание удаляет токсичные химические органические вещества из почвы, но в результате освобождает их в воздух, процесс вызывает загрязнение воздуха.
Для удаления и восстановления после тяжелых металлов различные техники промывания почвы разработаны, включая физические методы, как трение, влажное просеивание, химические методы, которые заключаются в обращении с органическими и неорганическими кислотами, окисляющимися металлами, солями и щелочными реактивами. Например, химические вещества, используемые, чтобы извлечь радионуклиды и токсичные металлы включают хлорную, азотную, фосфорную и лимонную кислоты, углекислый натрий и гидроокись натрия (едкий натр), щелочные реактивы EDTA и DTPA. Проблема этих методов заключается в том, что они производят вторичные продукты отходов, что требует дополнительных опасных мер по обработке отходов.