सारांश: मिट्टी में भारी धातुएँ। भारी धातुओं और संभावित समाधानों के साथ मृदा प्रदूषण की समस्याएं

भारी धातुएं जैव रासायनिक रूप से सक्रिय तत्व हैं जो कार्बनिक पदार्थों के चक्र में प्रवेश करती हैं और मुख्य रूप से जीवित जीवों को प्रभावित करती हैं। भारी धातुओं में सीसा, तांबा, जस्ता, कैडमियम, निकल, कोबाल्ट और कई अन्य तत्व शामिल हैं।

मिट्टी में भारी धातुओं का प्रवास, सबसे पहले, क्षारीय-अम्ल और रेडॉक्स स्थितियों पर निर्भर करता है, जो मिट्टी-भू-रासायनिक स्थितियों की विविधता को निर्धारित करते हैं। पलायन में अहम भूमिका हैवी मेटल्सभू-रासायनिक अवरोध मृदा प्रोफ़ाइल में भूमिका निभाते हैं, कुछ मामलों में मजबूत होते हैं, दूसरों में कमजोर होते हैं (संरक्षण करने की क्षमता के कारण) भारी धातुओं द्वारा प्रदूषण के लिए मिट्टी का प्रतिरोध। प्रत्येक भू-रासायनिक अवरोध विद्यमान रहते हैं निश्चित समूह रासायनिक तत्वसमान भू-रासायनिक गुणों के साथ।

मुख्य मिट्टी बनाने की प्रक्रिया और प्रकार की विशिष्टता जल शासनमिट्टी में भारी धातुओं के वितरण की प्रकृति का निर्धारण: संचय, संरक्षण या निष्कासन। भारी धातुओं के संचय के साथ मिट्टी के समूह विभिन्न भागमृदा प्रोफाइल: सतह पर, ऊपरी भाग में, मध्य भाग में, दो मैक्सिमा के साथ। इसके अलावा, ज़ोन में मिट्टी की पहचान की गई, जो इंट्रा-प्रोफाइल क्रायोजेनिक संरक्षण के कारण भारी धातुओं की सघनता की विशेषता है। मिट्टी द्वारा एक विशेष समूह का गठन किया जाता है, जहां लीचिंग और समय-समय पर लीचिंग शासन की शर्तों के तहत, भारी धातुओं को प्रोफ़ाइल से हटा दिया जाता है। भारी धातुओं का इंट्रा-प्रोफाइल वितरण है बडा महत्वमृदा प्रदूषण का आकलन करना और उनमें प्रदूषकों के संचय की तीव्रता का अनुमान लगाना। जैविक चक्र में उनकी भागीदारी की तीव्रता के अनुसार भारी धातुओं के इंट्रा-प्रोफाइल वितरण की विशेषता मिट्टी के समूहीकरण द्वारा पूरक है। कुल में, तीन ग्रेड प्रतिष्ठित हैं: उच्च, मध्यम और कमजोर।

नदी के बाढ़ के मैदानों की मिट्टी में भारी धातुओं के प्रवास का भू-रासायनिक वातावरण अजीबोगरीब है, जहाँ पानी बढ़ने से रासायनिक तत्वों और यौगिकों की गतिशीलता में काफी वृद्धि होती है। यहां भू-रासायनिक प्रक्रियाओं की विशिष्टता, सबसे पहले, रेडॉक्स स्थितियों में परिवर्तन की स्पष्ट मौसमीता के कारण है। यह नदियों के हाइड्रोलॉजिकल शासन की ख़ासियत के कारण है: वसंत बाढ़ की अवधि, शरद ऋतु की बाढ़ की उपस्थिति या अनुपस्थिति और कम पानी की अवधि की प्रकृति। बाढ़ के मैदानों की छतों पर बाढ़ के पानी की बाढ़ की अवधि या तो ऑक्सीडेटिव (अल्पकालिक फ्लडप्लेन बाढ़) या रेडॉक्स (दीर्घकालिक बाढ़) स्थितियों की प्रबलता को निर्धारित करती है।

कृषि योग्य मिट्टी एक क्षेत्रीय प्रकृति के सबसे बड़े तकनीकी प्रभावों के अधीन हैं। प्रदूषण का मुख्य स्रोत, जिसके साथ भारी धातुओं की कुल मात्रा का 50% कृषि योग्य मिट्टी में प्रवेश करता है, फॉस्फेट उर्वरक हैं। कृषि योग्य मिट्टी के संभावित संदूषण की डिग्री निर्धारित करने के लिए, मिट्टी के गुणों और प्रदूषक गुणों का एक युग्मित विश्लेषण किया गया: सामग्री, धरण की संरचना और मिट्टी के कण आकार वितरण, साथ ही क्षारीय-अम्ल स्थितियों को ध्यान में रखा गया। विभिन्न उत्पत्ति के जमा के फॉस्फोराइट्स में भारी धातुओं की सांद्रता पर डेटा ने विभिन्न क्षेत्रों में कृषि योग्य मिट्टी पर लागू उर्वरकों की अनुमानित खुराक को ध्यान में रखते हुए, उनकी औसत सामग्री की गणना करना संभव बना दिया। मिट्टी के गुणों का आकलन कृषिजन्य भार के मूल्यों से संबंधित है। संचयी अभिन्न मूल्यांकन ने भारी धातुओं के साथ संभावित मिट्टी के संदूषण की डिग्री की पहचान करने का आधार बनाया।

भारी धातुओं के साथ संदूषण की डिग्री के संदर्भ में सबसे खतरनाक पर्यावरण की क्षारीय प्रतिक्रिया के साथ बहु-ह्यूमस, मिट्टी-दोमट मिट्टी हैं: गहरे भूरे रंग के जंगल, और गहरे चेस्टनट - एक उच्च संचय क्षमता वाली मिट्टी। बढ़ा हुआ खतराभारी धातुओं के साथ मिट्टी का प्रदूषण भी मास्को और ब्रांस्क क्षेत्रों की विशेषता है। सॉडी-पोडज़ोलिक मिट्टी के साथ स्थिति यहाँ भारी धातुओं के संचय में योगदान नहीं करती है, लेकिन इन क्षेत्रों में तकनीकी भार अधिक है और मिट्टी के पास "आत्म-शुद्धि" करने का समय नहीं है।

भारी धातुओं की सामग्री के लिए मिट्टी के पारिस्थितिक और विषैले मूल्यांकन से पता चला है कि 1.7% कृषि भूमि खतरनाक वर्ग I (अत्यधिक खतरनाक) और 3.8% - खतरा वर्ग II (मध्यम खतरनाक) के पदार्थों से दूषित है। बुरयातिया गणराज्य, दागिस्तान गणराज्य, मोर्दोविया गणराज्य, टायवा गणराज्य, क्रास्नोयार्स्क और प्रिमोर्स्की प्रदेशों में, इवानोवो, इरकुत्स्क, केमेरोवो, कोस्त्रोमा में भारी धातुओं और आर्सेनिक सामग्री के साथ मिट्टी के संदूषण का पता चला था। , मरमंस्क, नोवगोरोड, ऑरेनबर्ग, सखालिन, चिता क्षेत्र।

भारी धातुओं के साथ मिट्टी का स्थानीय संदूषण मुख्य रूप से बड़े शहरों और के साथ जुड़ा हुआ है। कुल संकेतक Zc के अनुसार भारी धातु परिसरों द्वारा मिट्टी के संदूषण के जोखिम का आकलन किया गया था।

देय मानवजनित गतिविधियाँविभिन्न रासायनिक तत्वों और उनके यौगिकों की एक बड़ी मात्रा पर्यावरण में प्रवेश करती है - प्रति व्यक्ति प्रति वर्ष 5 टन तक जैविक और खनिज अपशिष्ट। इनमें से आधे से दो तिहाई तक मिट्टी और पानी की रासायनिक संरचना में स्थानीय विसंगतियों का निर्माण करते हुए स्लैग, राख में रहते हैं।

व्यवसायों, इमारतों, नगर पालिकाओं, औद्योगिक, घरेलू और मल अपशिष्ट बस्तियोंऔर औद्योगिक क्षेत्र न केवल मिट्टी को विमुख करते हैं, बल्कि आसपास के दसियों किलोमीटर के लिए सामान्य जैव-भू-रसायन और मिट्टी-पारिस्थितिक प्रणालियों के जीव विज्ञान को बाधित करते हैं। कुछ हद तक, हर शहर या औद्योगिक केंद्र प्रमुख जैव-भू-रासायनिक विसंगतियों का कारण है जो मनुष्यों के लिए खतरनाक हैं।

भारी धातुओं के मुख्य स्रोत हैं औद्योगिक उत्सर्जन. इसी समय, कृषि मिट्टी और फसलों की तुलना में वन पारिस्थितिकी तंत्र बहुत अधिक पीड़ित हैं। विशेष रूप से जहरीले सीसा, कैडमियम, पारा, आर्सेनिक और क्रोमियम हैं।

भारी धातुएं, एक नियम के रूप में, मिट्टी की परत में जमा होती हैं, विशेष रूप से ऊपरी धरण क्षितिज में। मिट्टी से भारी धातुओं को हटाने का आधा जीवन (लीचिंग, क्षरण, पौधों द्वारा खपत, अपस्फीति) मिट्टी के प्रकार के आधार पर है:

• जस्ता - 70-510 वर्ष;
• कैडमियम - 13-उड़ान;
• तांबा - 310-1500 वर्ष;
• सीसा - 740-5900 वर्ष।

भारी धातुओं के प्रभाव के जटिल और कभी-कभी अपरिवर्तनीय परिणामों को समझा जा सकता है और जीवमंडल में विषाक्त पदार्थों की समस्या के लिए एक परिदृश्य-जैव-रासायनिक दृष्टिकोण के आधार पर ही समझा जा सकता है। निम्नलिखित संकेतक विशेष रूप से प्रदूषण के स्तर और विषाक्त-पारिस्थितिकीय स्थिति को प्रभावित करते हैं:

• मिट्टी की जैव उत्पादकता और ह्यूमस सामग्री;
• मिट्टी और पानी का अम्ल-क्षार चरित्र;
• रिडॉक्स स्थितियां;
• मिट्टी के समाधान की एकाग्रता;
• मिट्टी की अवशोषण क्षमता;
• मिट्टी की कणिकामितीय संरचना;
• जल शासन का प्रकार।

इन कारकों की भूमिका का अभी तक पर्याप्त अध्ययन नहीं किया गया है, हालांकि यह मिट्टी का आवरण है जो जीवमंडल में शामिल अधिकांश तकनीकी रसायनों का अंतिम प्राप्तकर्ता है। मिट्टी विषाक्त पदार्थों का मुख्य संचायक, शर्बत और नाशक है।

धातुओं का एक महत्वपूर्ण हिस्सा मानवजनित गतिविधियों से मिट्टी में प्रवेश करता है। फैलाव अयस्क, गैस, तेल, कोयला और अन्य खनिजों के निष्कर्षण के क्षण से शुरू होता है। तत्वों के फैलाव की श्रृंखला को एक खनन खदान, एक खदान से पता लगाया जा सकता है, फिर कच्चे माल के परिवहन के दौरान एक संवर्धन संयंत्र में नुकसान होता है, संयंत्र में ही, संवर्धन की प्रसंस्करण लाइन के साथ फैलाव जारी रहता है, फिर प्रक्रिया में धातुकर्म प्रसंस्करण, धातुओं का उत्पादन और डंप तक, औद्योगिक और घरेलू लैंडफिल।

महत्वपूर्ण मात्रा में औद्योगिक उद्यमों से उत्सर्जन तत्वों की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ आता है, और प्रदूषक हमेशा उद्यमों के मुख्य उत्पादों से जुड़े नहीं होते हैं, लेकिन अशुद्धियों का हिस्सा हो सकते हैं। तो, एक सीसा स्मेल्टर के पास, कैडमियम, तांबा, पारा, आर्सेनिक और सेलेनियम प्राथमिकता वाले प्रदूषक हो सकते हैं, और एल्यूमीनियम गलाने वाले संयंत्रों के पास, फ्लोरीन, आर्सेनिक और बेरिलियम प्राथमिक प्रदूषक हो सकते हैं। उद्यमों से उत्सर्जन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा वैश्विक चक्र में प्रवेश करता है - सीसा, जस्ता, तांबा का 50% तक और पारा का 90% तक।

कुछ धातुओं का वार्षिक उत्पादन उनके प्राकृतिक प्रवासन से अधिक होता है, विशेष रूप से सीसा और लोहे के लिए। जाहिर है, टेक्नोजेनिक धातु का लगातार बढ़ता दबाव मिट्टी सहित पर्यावरण पर बहता है।

प्रदूषण के स्रोत की निकटता मिट्टी के वायुमंडलीय प्रदूषण को प्रभावित करती है। हाँ, दो बड़े उद्यमवी सेवरडलोव्स्क क्षेत्र- यूराल एल्युमीनियम प्लांट और क्रास्नोयार्स्क थर्मल पावर प्लांट वायुमंडलीय वर्षा के साथ टेक्नोजेनिक धातु वर्षा की स्पष्ट सीमाओं के साथ तकनीकी वायु प्रदूषण के स्रोत बन गए।

एयर एरोसोल से तकनीकी धातुओं के साथ मिट्टी के संदूषण का खतरा किसी भी प्रकार की मिट्टी और शहर में किसी भी स्थान पर मौजूद है, एकमात्र अंतर यह है कि मिट्टी टेक्नोजेनेसिस (धातुकर्म संयंत्र, थर्मल पावर प्लांट, गैस स्टेशन या) के स्रोत के करीब स्थित है। मोबाइल परिवहन) अधिक प्रदूषित हो जाएगा।

अक्सर, उद्यमों की गहन कार्रवाई एक छोटे से क्षेत्र में फैलती है, जिससे भारी धातुओं, आर्सेनिक यौगिकों, फ्लोरीन, सल्फर ऑक्साइड, सल्फ्यूरिक एसिड की सामग्री में वृद्धि होती है, कभी-कभी हाइड्रोक्लोरिक एसिड की, सायनाइड की सांद्रता अक्सर एमपीसी (तालिका 4.1) से अधिक होती है। घास का आवरण, वन वृक्षारोपण मर रहे हैं, मिट्टी का आवरण नष्ट हो रहा है, कटाव की प्रक्रियाएँ विकसित हो रही हैं। मिट्टी से 30-40% तक भारी धातुएँ भूजल में प्रवेश कर सकती हैं।

हालाँकि, मिट्टी भी प्रदूषकों के प्रवाह के लिए एक शक्तिशाली भू-रासायनिक बाधा के रूप में कार्य करती है, लेकिन केवल एक निश्चित सीमा तक। गणना से पता चलता है कि चर्नोज़ेम केवल 0-20 सेमी की मोटाई के साथ कृषि योग्य परत में 40-60 टी / हेक्टेयर तक सीसे को मजबूती से ठीक करने में सक्षम हैं, पोडज़ोलिक - 2-6 टी / हेक्टेयर, और पूरी तरह से मिट्टी के क्षितिज - अप 100 टन/हेक्टेयर तक, लेकिन साथ ही मिट्टी में ही एक तीव्र विषाक्त स्थिति उत्पन्न होती है।

और एक मिट्टी की एक विशेषता इसमें प्रवेश करने वाले यौगिकों को सक्रिय रूप से बदलने की क्षमता है।इन प्रतिक्रियाओं में खनिज और कार्बनिक घटक भाग लेते हैं, जैविक परिवर्तन संभव है। इसी समय, सबसे आम प्रक्रियाएं भारी धातुओं के पानी में घुलनशील यौगिकों का विरल रूप से घुलनशील यौगिकों (ऑक्साइड, हाइड्रॉक्साइड, कम तापमान वाले लवण) में संक्रमण हैं। तालिका 4.1।प्रदूषण और रासायनिक तत्वों के स्रोतों की सूची, जिसका संचय इन स्रोतों के प्रभाव क्षेत्र में मिट्टी में संभव है (दिशानिर्देश एमयू 2.1.7.730-99 " स्वच्छता मूल्यांकनआबादी वाले क्षेत्रों में मिट्टी की गुणवत्ता")

सूत्रों का कहना है प्रदूषण	उत्पादन का प्रकार	एकाग्रता कारक के एस
अलौह धातु विज्ञान	अयस्कों और सान्द्रों से अलौह धातुओं का उत्पादन	Pb, Zn, Cu, Ag	एसएन, एएस, सीडी, एसबी, एचजी, से, बीआई
	अलौह धातुओं का द्वितीयक प्रसंस्करण	पीबी, जेएन, एसएन, सी
	कठोर और दुर्दम्य अलौह धातुओं का उत्पादन
	टाइटेनियम उत्पादन	एजी, जेएन, पीबी, बी, सीयू	तिवारी, एमएन, मो, एसएन, वी
लौह धातु विज्ञान	मिश्र धातु इस्पात उत्पादन	सह, मो, द्वि, डब्ल्यू, Zn
	लौह अयस्क का उत्पादन
मशीन निर्माण और धातु उद्योग	धातुओं के ताप उपचार वाले उद्यम (फाउंड्री को छोड़कर)		नी, सीआर, एचजी, एसएन, सी
	लीड बैटरी का उत्पादन
	इलेक्ट्रॉनिक और इलेक्ट्रिकल उद्योगों के लिए उपकरणों का निर्माण
रसायन उद्योग	सुपरफॉस्फेट उत्पादन		दुर्लभ पृथ्वी, Cu, Cr, As, It
	प्लास्टिक उत्पादन
उद्योग निर्माण सामग्री	सीमेंट उत्पादन
मुद्रण उद्योग	फाउंड्रीज, प्रिंटिंग हाउस टाइप करें
ठोस घर का कचरा		Pb, Cd, Sn, Cu, Ag, Sb, Zn
कीचड़ मल		Pb, Cd, V, Ni, Sn, Cr, Cu, Zn

एसआर की घुलनशीलता) मिट्टी अवशोषित परिसर (एसपीसी) की संरचना में: कार्बनिक पदार्थ भारी धातु आयनों के साथ जटिल यौगिक बनाते हैं। मिट्टी के घटकों के साथ धातु आयनों की परस्पर क्रिया सोर्प्शन, वर्षा-विघटन, जटिलता, सरल लवणों के निर्माण की प्रतिक्रियाओं के रूप में होती है। परिवर्तन प्रक्रियाओं की दर और दिशा माध्यम के पीएच, सूक्ष्म कणों की सामग्री और ह्यूमस की मात्रा पर निर्भर करती है।

भारी धातुओं के साथ मृदा प्रदूषण के पारिस्थितिक परिणामों के लिए, मिट्टी के घोल में भारी धातुओं की सांद्रता और रूप आवश्यक हो जाते हैं। भारी धातुओं की गतिशीलता तरल चरण की संरचना से निकटता से संबंधित है: भारी धातुओं के ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड की कम घुलनशीलता आमतौर पर एक तटस्थ या क्षारीय प्रतिक्रिया वाली मिट्टी में देखी जाती है। इसके विपरीत, भारी धातुओं की गतिशीलता मिट्टी के घोल की दृढ़ता से अम्लीय प्रतिक्रिया के साथ सबसे अधिक है; इसलिए, तटस्थ या क्षारीय मिट्टी की तुलना में भारी अम्लीय टैगा-वन परिदृश्य में भारी धातुओं का विषाक्त प्रभाव काफी महत्वपूर्ण हो सकता है। पौधों और जीवित जीवों के लिए तत्वों की विषाक्तता सीधे मिट्टी में उनकी गतिशीलता से संबंधित है। अम्लता के अलावा, विषाक्तता मिट्टी के गुणों से प्रभावित होती है जो आने वाले प्रदूषकों के निर्धारण की ताकत निर्धारित करती है; विभिन्न आयनों की सह-उपस्थिति का महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।

मनुष्यों सहित उच्च जीवों के लिए सबसे बड़ा खतरा, जटिल यौगिकों में भारी धातुओं के अकार्बनिक यौगिकों के माइक्रोबियल परिवर्तन के परिणाम हैं। धातु संदूषण के परिणाम बायोगेकेनोज में मिट्टी की ट्रॉफिक श्रृंखलाओं का उल्लंघन भी हो सकते हैं। संपूर्ण परिसरों, सूक्ष्मजीवों और मिट्टी के जानवरों के समुदायों को बदलना भी संभव है। भारी धातुएं मिट्टी में महत्वपूर्ण सूक्ष्मजीवविज्ञानी प्रक्रियाओं को रोकती हैं - कार्बन यौगिकों का परिवर्तन - मिट्टी का तथाकथित "श्वसन", साथ ही साथ नाइट्रोजन निर्धारण।

पर्यावरण प्रदूषण के स्रोतों में से एक भारी धातु (एचएम) है, मेंडेलीव प्रणाली के 40 से अधिक तत्व। वे कई जैविक प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं। जीवमंडल को प्रदूषित करने वाली सबसे आम भारी धातुओं में निम्नलिखित तत्व हैं:

• निकल;
• टाइटेनियम;
• जस्ता;
• नेतृत्व करना;
• वैनेडियम;
• बुध;
• कैडमियम;
• टिन;
• क्रोमियम;
• ताँबा;
• मैंगनीज;
• मोलिब्डेनम;
• कोबाल्ट।

पर्यावरण प्रदूषण के स्रोत

व्यापक अर्थ में, भारी धातुओं के साथ पर्यावरण प्रदूषण के स्रोतों को प्राकृतिक और मानव निर्मित में विभाजित किया जा सकता है। पहले मामले में, रासायनिक तत्व पानी और हवा के कटाव, ज्वालामुखी विस्फोट और खनिजों के अपक्षय के कारण जीवमंडल में प्रवेश करते हैं। दूसरे मामले में, एचएम सक्रिय मानवजनित गतिविधि के कारण वायुमंडल, स्थलमंडल और जलमंडल में प्रवेश करते हैं: ऊर्जा उत्पादन के लिए ईंधन के दहन के दौरान, धातुकर्म और रासायनिक उद्योगों के संचालन के दौरान, कृषि उद्योग में, खनन के दौरान, आदि।

औद्योगिक सुविधाओं के संचालन के दौरान भारी धातुओं के साथ पर्यावरण प्रदूषण विभिन्न तरीकों से होता है:

• एरोसोल के रूप में हवा में, विशाल क्षेत्रों में फैल रहा है;
• औद्योगिक अपशिष्टों के साथ, धातुएँ जल निकायों में प्रवेश करती हैं, बदलती हैं रासायनिक संरचनानदियाँ, समुद्र, महासागर, और भूजल में भी गिरते हैं;
• मिट्टी की परत में बसने से, धातुएँ इसकी संरचना बदल देती हैं, जिससे इसकी कमी हो जाती है।

भारी धातु संदूषण का खतरा

एचएम का मुख्य खतरा यह है कि वे जीवमंडल की सभी परतों को प्रदूषित करते हैं। परिणामस्वरूप धुंआ और धूल का उत्सर्जन वातावरण में प्रवेश कर जाता है और फिर बाहर निकल जाता है। तब लोग और जानवर गंदी हवा में सांस लेते हैं, ये तत्व जीवित प्राणियों के शरीर में प्रवेश कर जाते हैं, जिससे सभी प्रकार की विकृतियाँ और बीमारियाँ होती हैं।

धातुएँ सभी जल क्षेत्रों और जल स्रोतों को प्रदूषित करती हैं। यह ग्रह पर पीने के पानी की कमी की समस्या को जन्म देता है। पृथ्वी के कुछ क्षेत्रों में, लोग न केवल जो पीते हैं उससे मरते हैं गंदा पानीजिसके परिणामस्वरूप वे बीमार हो जाते हैं, लेकिन निर्जलीकरण से भी।

एचएम जमीन में जमा होकर उसमें उगने वाले पौधों को जहर देता है। एक बार मिट्टी में, धातु जड़ प्रणाली में अवशोषित हो जाती है, फिर तनों और पत्तियों, जड़ों और बीजों में प्रवेश करती है। उनकी अधिकता से वनस्पतियों की वृद्धि में गिरावट, विषाक्तता, पीलापन, मुरझाना और पौधों की मृत्यु हो जाती है।

इस प्रकार, भारी धातुओं का पर्यावरण पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है। वे विभिन्न तरीकों से जीवमंडल में प्रवेश करते हैं, और निश्चित रूप से, लोगों की गतिविधियों के कारण अधिक हद तक। एचएम संदूषण की प्रक्रिया को धीमा करने के लिए, उद्योग के सभी क्षेत्रों को नियंत्रित करना, सफाई फिल्टर का उपयोग करना और धातुओं से युक्त कचरे की मात्रा को कम करना आवश्यक है।

मानव उत्पादन गतिविधियों (उद्योग, परिवहन, आदि) के परिणामस्वरूप पर्यावरण में प्रवेश करने वाली भारी धातुएं जीवमंडल के सबसे खतरनाक प्रदूषकों में से हैं। पारा, सीसा, कैडमियम, तांबा जैसे तत्वों को "पदार्थों का एक महत्वपूर्ण समूह - पर्यावरणीय तनाव के संकेतक" के रूप में वर्गीकृत किया गया है। यह अनुमान लगाया गया है कि सालाना केवल धातुकर्म उद्यम पृथ्वी की सतह पर 150 हजार टन से अधिक तांबा फेंकते हैं; 120 - जस्ता, लगभग 90 - सीसा, 12 - निकल और लगभग 30 टन पारा। ये धातुएं जैविक चक्र के अलग-अलग लिंक में तय होती हैं, सूक्ष्मजीवों और पौधों के बायोमास में जमा होती हैं, और ट्रॉफिक श्रृंखलाओं के साथ जानवरों और मनुष्यों के शरीर में प्रवेश करती हैं, जिससे उनकी महत्वपूर्ण गतिविधि पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है। दूसरी ओर, भारी धातुएँ एक निश्चित तरीके से प्रभावित करती हैं पारिस्थितिक स्थिति, कई जीवों के विकास और जैविक गतिविधि को रोकना।

मिट्टी के सूक्ष्मजीवों पर भारी धातुओं के प्रभाव की समस्या की प्रासंगिकता इस तथ्य से निर्धारित होती है कि यह मिट्टी में है कि कार्बनिक अवशेषों के खनिजकरण की अधिकांश प्रक्रियाएं केंद्रित हैं, जो जैविक और भूवैज्ञानिक चक्रों के संयुग्मन को सुनिश्चित करती हैं। मिट्टी जीवमंडल का पारिस्थितिक नोड है, जिसमें जीवित और निर्जीव पदार्थों की परस्पर क्रिया सबसे अधिक तीव्रता से आगे बढ़ती है। मिट्टी पर, पृथ्वी की पपड़ी, जलमंडल, वातावरण और भूमि पर रहने वाले जीवों के बीच चयापचय की प्रक्रिया बंद हो जाती है, जिसके बीच एक महत्वपूर्ण स्थान मिट्टी के सूक्ष्मजीवों द्वारा कब्जा कर लिया जाता है।
रोशाइड्रोमेट की दीर्घकालिक टिप्पणियों के आंकड़ों से, यह ज्ञात है कि भारी धातुओं के साथ मृदा प्रदूषण के कुल सूचकांक के अनुसार, पांच किलोमीटर के क्षेत्र के क्षेत्रों के लिए गणना की जाती है, रूस की 2.2% बस्तियां "की श्रेणी में आती हैं" बेहद खतरनाक प्रदूषण", 10.1% - "खतरनाक प्रदूषण", 6.7% - "मामूली खतरनाक प्रदूषण"। रूसी संघ के 64 मिलियन से अधिक नागरिक अत्यधिक वायु प्रदूषण वाले क्षेत्रों में रहते हैं।
1990 के दशक की आर्थिक मंदी के बाद, पिछले 10 वर्षों में रूस ने फिर से उद्योग और परिवहन से प्रदूषक उत्सर्जन के स्तर में वृद्धि देखी है। औद्योगिक और घरेलू कचरे के उपयोग की दर कीचड़ भंडारण में बनने की दर से कई गुना पीछे है; लैंडफिल और लैंडफिल में 82 अरब टन से अधिक उत्पादन और खपत का कचरा जमा हो गया है। उद्योग में कचरे के उपयोग और निष्प्रभावीकरण की औसत दर लगभग 43.3% है, प्रत्यक्ष निपटान द्वारा ठोस घरेलू कचरे का लगभग पूरी तरह से निपटान किया जाता है।
रूस में अशांत भूमि का क्षेत्रफल वर्तमान में 1 मिलियन हेक्टेयर से अधिक है। इनमें से 10% कृषि, अलौह धातु विज्ञान - 10, कोयला उद्योग- 9, तेल - 9, गैस - 7, पीट - 5, लौह धातु विज्ञान - 4%। 51 हजार हेक्टेयर भूमि के पुनर्भरण के साथ इतनी ही संख्या प्रतिवर्ष अशांत की श्रेणी में चली जाती है।
संचय के साथ अत्यंत प्रतिकूल स्थिति भी बन रही है हानिकारक पदार्थशहरी और औद्योगिक क्षेत्रों की मिट्टी में, चूंकि वर्तमान में पूरे देश में 100 हजार से अधिक खतरनाक उद्योग और सुविधाएं पंजीकृत हैं (जिनमें से लगभग 3 हजार रासायनिक हैं), जो बड़े पैमाने पर तकनीकी प्रदूषण और दुर्घटनाओं के जोखिम के बहुत उच्च स्तर को पूर्व निर्धारित करते हैं। अत्यधिक विषैले पदार्थों का अत्यधिक उत्सर्जन।
कृषि योग्य मिट्टी पारा, आर्सेनिक, सीसा, बोरोन, तांबा, टिन, बिस्मथ जैसे तत्वों से दूषित होती है, जो कीटनाशकों, बायोकाइड्स, पौधों के विकास उत्तेजक, संरचना बनाने वालों के हिस्से के रूप में मिट्टी में प्रवेश करते हैं। से बने गैर-पारंपरिक उर्वरक विभिन्न अपशिष्टअक्सर उच्च सांद्रता पर प्रदूषकों की एक विस्तृत श्रृंखला होती है।
आवेदन खनिज उर्वरकवी कृषिइसका उद्देश्य मिट्टी में पौधों के पोषक तत्वों की मात्रा बढ़ाना, कृषि फसलों की उपज बढ़ाना है। हालांकि, मुख्य पोषक तत्वों के सक्रिय पदार्थ के साथ, कई अलग-अलग रसायन भारी धातुओं सहित उर्वरकों के साथ मिट्टी में प्रवेश करते हैं। उत्तरार्द्ध फीडस्टॉक में जहरीली अशुद्धियों की उपस्थिति, उत्पादन प्रौद्योगिकियों की अपूर्णता और उर्वरकों के उपयोग के कारण है। तो, खनिज उर्वरकों में कैडमियम की सामग्री कच्चे माल के प्रकार पर निर्भर करती है जिससे उर्वरकों का उत्पादन होता है: एपेटाइट में कोला प्रायद्वीपइसकी एक छोटी मात्रा (0.4-0.6 मिलीग्राम / किग्रा), अल्जीरियाई फॉस्फोराइट्स में - 6 तक और मोरक्को में - 30 मिलीग्राम / किग्रा से अधिक है। अल्जीरिया और मोरक्को के फॉस्फोराइट्स की तुलना में कोला एपेटाइट्स में सीसा और आर्सेनिक की उपस्थिति क्रमशः 5-12 और 4-15 गुना कम है।
ए.यू. ऐडिव एट अल। खनिज उर्वरकों (मिलीग्राम/किग्रा) में भारी धातुओं की मात्रा पर निम्नलिखित डेटा देता है: नाइट्रोजन - पीबी - 2-27; जेएन - 1-42; क्यू - 1-15; सीडी - 0.3-1.3; नी - 0.9; फास्फोरस - क्रमशः 2-27; 23; 10-17; 2.6; 6.5; पोटेशियम - क्रमशः 196; 182; 186; 0.6; 19.3 और एचजी - 0.7 मिलीग्राम/किग्रा, यानी उर्वरक मिट्टी-पौधे प्रणाली के प्रदूषण का स्रोत हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, N45P60K60, Pb - 35133 mg/ha, Zn - 29496, Cu - 29982, Cd - 1194, Ni - 5563 mg / ha की खुराक पर शीतकालीन गेहूं मोनोकल्चर के लिए खनिज उर्वरकों के अनुप्रयोग के साथ। लंबी अवधि में, उनका योग महत्वपूर्ण मूल्यों तक पहुँच सकता है।
टेक्नोजेनिक स्रोतों से वातावरण में जारी धातुओं और उपधातुओं के परिदृश्य में वितरण प्रदूषण के स्रोत से दूरी पर निर्भर करता है वातावरण की परिस्थितियाँ(ताकत और हवाओं की दिशा), इलाके, तकनीकी कारक (अपशिष्ट की स्थिति, जिस तरह से अपशिष्ट पर्यावरण में प्रवेश करता है, उद्यमों के पाइपों की ऊंचाई)।
मृदा प्रदूषण तब होता है जब धातुओं और उपधातुओं के तकनीकी यौगिक किसी भी चरण अवस्था में पर्यावरण में प्रवेश करते हैं। सामान्य तौर पर, ग्रह पर एरोसोल प्रदूषण व्याप्त है। इस मामले में, सबसे बड़े एयरोसोल कण (>2 µm) प्रदूषण स्रोत (कई किलोमीटर के भीतर) के तत्काल आसपास के क्षेत्र में गिरते हैं, जिससे प्रदूषकों की अधिकतम सघनता वाला क्षेत्र बन जाता है। दसियों किलोमीटर की दूरी पर प्रदूषण का पता लगाया जा सकता है। प्रदूषण क्षेत्र का आकार और आकार उपरोक्त कारकों के प्रभाव से निर्धारित होता है।
प्रदूषकों के मुख्य भाग का संचय मुख्य रूप से ह्यूमस-संचयी मिट्टी के क्षितिज में देखा जाता है। वे विभिन्न अंतःक्रियात्मक प्रतिक्रियाओं के कारण एलुमिनोसिलिकेट्स, गैर-सिलिकेट खनिजों, कार्बनिक पदार्थों से बंधे हैं। उनमें से कुछ इन घटकों द्वारा मजबूती से पकड़े हुए हैं और न केवल मिट्टी की रूपरेखा के साथ प्रवास में भाग लेते हैं, बल्कि जीवित जीवों के लिए भी खतरा पैदा नहीं करते हैं। नकारात्मक पर्यावरणीय प्रभावमृदा प्रदूषण धातुओं और उपधातुओं के गतिशील यौगिकों से जुड़ा है। मिट्टी में इनका निर्माण सोर्प्शन-डिसॉर्प्शन, वर्षा-विघटन, आयन एक्सचेंज और जटिल यौगिकों के गठन की प्रतिक्रियाओं के कारण मिट्टी के ठोस चरणों की सतह पर इन तत्वों की एकाग्रता के कारण होता है। ये सभी यौगिक मिट्टी के घोल के साथ संतुलन में हैं और साथ में विभिन्न रासायनिक तत्वों के मिट्टी के मोबाइल यौगिकों की एक प्रणाली का प्रतिनिधित्व करते हैं। अवशोषित तत्वों की मात्रा और मिट्टी द्वारा उनके प्रतिधारण की ताकत तत्वों के गुणों और पर निर्भर करती है रासायनिक गुणमिट्टी। धातुओं और उपधातुओं के व्यवहार पर इन गुणों का प्रभाव सामान्य और दोनों है विशिष्ट लक्षण. अवशोषित तत्वों की सघनता मिट्टी के सूक्ष्म खनिजों और कार्बनिक पदार्थों की उपस्थिति से निर्धारित होती है। अम्लता में वृद्धि धातु के यौगिकों की घुलनशीलता में वृद्धि के साथ होती है, लेकिन धातु के यौगिकों की घुलनशीलता में एक सीमा होती है। प्रदूषकों के अवशोषण पर लोहे और एल्यूमीनियम के गैर-सिलिकेट यौगिकों का प्रभाव मिट्टी में अम्ल-क्षार की स्थिति पर निर्भर करता है।
निस्तब्धता शासन की शर्तों के तहत, धातुओं और उपधातुओं की संभावित गतिशीलता का एहसास होता है, और भूजल के द्वितीयक प्रदूषण के स्रोत होने के कारण उन्हें मिट्टी की रूपरेखा से बाहर निकाला जा सकता है।
भारी धातु के यौगिक जो एरोसोल के बेहतरीन कणों (माइक्रोन और सबमाइक्रोन) का हिस्सा हैं, वे वायुमंडल की ऊपरी परतों में प्रवेश कर सकते हैं और हजारों किलोमीटर में मापी गई लंबी दूरी तक पहुँचाए जा सकते हैं, यानी पदार्थों के वैश्विक परिवहन में भाग लेते हैं।
मौसम संबंधी संश्लेषण केंद्र "वोस्तोक" के अनुसार, अन्य देशों में सीसा और कैडमियम के साथ रूस के क्षेत्र का प्रदूषण रूसी स्रोतों से प्रदूषकों वाले इन देशों के प्रदूषण से 10 गुना अधिक है, जो कि प्रभुत्व के कारण है। पश्चिम-पूर्व स्थानांतरण वायु द्रव्यमान. रूस के यूरोपीय क्षेत्र (ईटीपी) पर सालाना सीसे का जमाव है: यूक्रेन के स्रोतों से - लगभग 1100 टन, पोलैंड और बेलारूस - 180-190, जर्मनी - 130 टन से अधिक। यूक्रेन में वस्तुओं से ईटीपी पर सालाना 40 से अधिक कैडमियम गिरावट टन, पोलैंड - लगभग 9 , बेलारूस - 7, जर्मनी - 5 टन से अधिक।
भारी धातुओं (टीएम) के साथ बढ़ते पर्यावरण प्रदूषण से प्राकृतिक बायोकॉम्प्लेक्स और एग्रोकेनोज के लिए खतरा पैदा हो गया है। मिट्टी में संचित टीएम पौधों द्वारा इससे निकाले जाते हैं और बढ़ती सांद्रता में ट्राफिक श्रृंखलाओं के माध्यम से जानवरों के शरीर में प्रवेश करते हैं। पौधे न केवल मिट्टी से बल्कि हवा से भी टीएम जमा करते हैं। पौधे के प्रकार और पर निर्भर करता है पर्यावरण की स्थितिवे मिट्टी या वायु प्रदूषण के प्रभाव से प्रभावित हैं। इसलिए, पौधों में टीएम की सांद्रता मिट्टी में उनकी सामग्री से अधिक या कम हो सकती है। विशेष रूप से हवा से बहुत अधिक सीसा (95% तक) पत्तेदार सब्जियों द्वारा अवशोषित किया जाता है।
सड़क के किनारे के क्षेत्रों में, वाहन भारी धातुओं, विशेष रूप से सीसा के साथ मिट्टी को प्रदूषित करते हैं। 50 मिलीग्राम / किग्रा की मिट्टी में इसकी सांद्रता पर, इस राशि का लगभग दसवां हिस्सा जड़ी-बूटियों के पौधों द्वारा जमा किया जाता है। साथ ही, पौधे सक्रिय रूप से जस्ता को अवशोषित करते हैं, जिसकी मात्रा मिट्टी में इसकी सामग्री से कई गुना अधिक हो सकती है।
भारी धातुएं मृदा माइक्रोबायोटा की बहुतायत, प्रजातियों की संरचना और महत्वपूर्ण गतिविधि को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती हैं। वे मिट्टी में विभिन्न पदार्थों के खनिजकरण और संश्लेषण की प्रक्रिया को रोकते हैं, मिट्टी के सूक्ष्मजीवों के श्वसन को दबाते हैं, एक सूक्ष्मजैविक प्रभाव पैदा करते हैं, और एक उत्परिवर्ती कारक के रूप में कार्य कर सकते हैं।
उच्च सांद्रता में अधिकांश भारी धातुएं मिट्टी में एंजाइमों की गतिविधि को रोकती हैं: एमाइलेज, डिहाइड्रोजनेज, यूरेस, इनवर्टेज, कैटालेज। इसके आधार पर, प्रसिद्ध LD50 संकेतक के समान सूचकांक प्रस्तावित हैं, जिसमें प्रदूषक सांद्रता को प्रभावी माना जाता है, एक निश्चित शारीरिक गतिविधि को 50 या 25% तक कम कर देता है, उदाहरण के लिए, मिट्टी द्वारा CO2 रिलीज में कमी - EcD50, डिहाइड्रोजनेज गतिविधि का निषेध - EC50, इनवर्टेज गतिविधि का 25% दमन, फेरिक आयरन की कमी गतिविधि में कमी - EC50।
एस.वी. लेविन एट अल। निम्नलिखित वास्तविक परिस्थितियों में भारी धातुओं के साथ मिट्टी के संदूषण के विभिन्न स्तरों के संकेतक संकेतों के रूप में प्रस्तावित किया गया था। स्वीकृत विधियों का उपयोग करके भारी धातुओं की पृष्ठभूमि सांद्रता को पार करके प्रदूषण के निम्न स्तर की स्थापना की जानी चाहिए। रासायनिक विश्लेषण. प्रदूषण का औसत स्तर मिट्टी के आरंभिक माइक्रोबियल समुदाय के सदस्यों के पुनर्वितरण की अनुपस्थिति से सबसे स्पष्ट रूप से प्रमाणित होता है, जो प्रदूषक की एक अतिरिक्त खुराक के बराबर होता है, जो कि अनियंत्रित मिट्टी के होमियोस्टेसिस ज़ोन के आकार के अनुरूप दो बार होता है। अतिरिक्त संकेतक संकेतों के रूप में, मिट्टी में नाइट्रोजन निर्धारण की गतिविधि में कमी और इस प्रक्रिया की परिवर्तनशीलता का उपयोग करना उचित है, प्रजातियों की समृद्धि में कमी और मिट्टी के सूक्ष्मजीवों के परिसर की विविधता और विष के अनुपात में वृद्धि इसमें फॉर्मिंग फॉर्म, एपिफाइटिक और पिग्मेंटेड सूक्ष्मजीव होते हैं। उच्च स्तर के प्रदूषण को इंगित करने के लिए, प्रदूषण के लिए उच्च पौधों की प्रतिक्रिया को ध्यान में रखना सबसे उपयुक्त है। अतिरिक्त सुविधाओंमिट्टी की सूक्ष्मजीवविज्ञानी गतिविधि में सामान्य कमी की पृष्ठभूमि के खिलाफ एक निश्चित प्रदूषक के लिए प्रतिरोधी सूक्ष्मजीवों के उच्च जनसंख्या घनत्व में मिट्टी का पता लगाया जा सकता है।
सामान्य तौर पर, रूस में, मिट्टी में सभी निर्धारित टीएम की औसत एकाग्रता 0.5 एमएसी (मैक) से अधिक नहीं होती है। हालांकि, व्यक्तिगत तत्वों के लिए भिन्नता का गुणांक 69-93% की सीमा में है, और कैडमियम के लिए यह 100% से अधिक है। बलुई और बलुई दोमट मिट्टी में सीसे की औसत मात्रा 6.75 मिलीग्राम/किग्रा है। कॉपर, जिंक, कैडमियम की मात्रा 0.5-1.0 एपीसी की सीमा में है। हर साल हर वर्ग मीटरमिट्टी की सतह लगभग 6 किलो रसायनों (सीसा, कैडमियम, आर्सेनिक, तांबा, जस्ता, आदि) को अवशोषित करती है। खतरे की डिग्री के अनुसार, टीएम को तीन वर्गों में बांटा गया है, जिनमें से पहला अत्यधिक खतरनाक पदार्थों से संबंधित है। इसमें Pb, Zn, Cu, As, Se, F, Hg शामिल हैं। दूसरा मध्यम खतरनाक वर्ग B, Co, Ni, Mo, Cu, Cr, और तीसरा (कम-खतरा) - Ba, V, W, Mn, Sr का प्रतिनिधित्व करते हैं। टीएम की खतरनाक सांद्रता के बारे में जानकारी उनके मोबाइल रूपों (तालिका 4.11) के विश्लेषण द्वारा प्रदान की जाती है।

भारी धातुओं से दूषित मिट्टी के सुधार के लिए उपयोग करें विभिन्न तरीके, जिनमें से एक इसकी भागीदारी के साथ प्राकृतिक जिओलाइट्स या शर्बत अम्लीरेंट्स का उपयोग है। कई भारी धातुओं के संबंध में जिओलाइट अत्यधिक चयनात्मक हैं। मिट्टी में भारी धातुओं को बांधने और पौधों में उनके प्रवेश को कम करने के लिए इन खनिजों और जिओलाइट युक्त चट्टानों की प्रभावशीलता का पता चला था। एक नियम के रूप में, मिट्टी में जिओलाइट्स की नगण्य मात्रा होती है, हालांकि, दुनिया के कई देशों में, प्राकृतिक जिओलाइट्स के जमाव व्यापक हैं, और मिट्टी के कृषि रासायनिक गुणों में सुधार के कारण मिट्टी के विषहरण के लिए उनका उपयोग आर्थिक रूप से सस्ता और पर्यावरण की दृष्टि से प्रभावी हो सकता है। .
सब्जियों की फसलों के लिए जिंक स्मेल्टर के पास दूषित चर्नोज़ेम पर पेगास्को जमा (अंश 0.3 मिमी) के ह्यूलैंडाइट की 35 और 50 ग्राम / किग्रा मिट्टी के उपयोग से जिंक और लेड के मोबाइल रूपों की सामग्री कम हो गई, लेकिन साथ ही साथ नाइट्रोजन और पौधों का आंशिक रूप से फास्फोरस-पोटेशियम पोषण बिगड़ गया, जिससे उनकी उत्पादकता कम हो गई।
वी.एस. बेलौसोव, भारी धातुओं से दूषित मिट्टी में परिचय (पृष्ठभूमि से 10-100 गुना अधिक) 10-20 टन / हेक्टेयर जिओलाइट युक्त खाडीजेन्सको जमा की चट्टानें ( क्रास्नोडार क्षेत्र), जिसमें 27-35% जिओलाइट्स (स्टैलबाइट, हेउलैंडाइट) होते हैं, ने पौधों में टीएम के संचय में कमी में योगदान दिया: तांबा और जस्ता 5-14 गुना, सीसा और कैडमियम - 2-4 गुना तक। उन्होंने यह भी पाया कि सीएसपी के सोखने के गुणों और धातु निष्क्रियता के प्रभाव के बीच एक स्पष्ट सहसंबंध की अनुपस्थिति, जो व्यक्त की जाती है, उदाहरण के लिए, सीएसपी के बहुत उच्च अवशोषण के बावजूद, परीक्षण संस्कृतियों में सीसा सामग्री में अपेक्षाकृत कम कटौती में। सोखना प्रयोग, काफी अपेक्षित है और भारी धातुओं को जमा करने की क्षमता में पौधों की प्रजातियों के अंतर का परिणाम है।
सॉडी-पोडज़ोलिक मिट्टी (मॉस्को क्षेत्र) पर वनस्पति प्रयोगों में, कृत्रिम रूप से 640 मिलीग्राम Pb/kg की मात्रा में सीसे से दूषित होता है, जो अम्लीय मिट्टी के लिए MPC के 10 गुना से मेल खाता है, सोकिरनिट्स्की जमा से जिओलाइट का उपयोग और संशोधित जिओलाइट " क्लिनो-फॉस", मिट्टी के द्रव्यमान के 0.5% की खुराक में सक्रिय घटकों, अमोनियम, पोटेशियम, मैग्नीशियम और फास्फोरस आयनों के रूप में युक्त, मिट्टी, पौधों की वृद्धि और विकास की एग्रोकेमिकल विशेषताओं पर एक अलग प्रभाव पड़ा। संशोधित जिओलाइट ने मिट्टी की अम्लता को कम कर दिया, पौधों के लिए उपलब्ध नाइट्रोजन और फास्फोरस की मात्रा में काफी वृद्धि हुई, अमोनीकरण की गतिविधि में वृद्धि हुई और सूक्ष्मजीवविज्ञानी प्रक्रियाओं की तीव्रता बढ़ गई, सलाद के पौधों की सामान्य वनस्पति सुनिश्चित हुई, जबकि असंतृप्त जिओलाइट की शुरूआत प्रभावी नहीं थी।
मिट्टी की खाद बनाने के 30 और 90 दिनों के बाद असंतृप्त जिओलाइट और संशोधित जिओलाइट "क्लिनोफॉस" ने भी सीसा के संबंध में अपने सोखने के गुणों को नहीं दिखाया। शायद, जिओलाइट्स द्वारा सीसा सोखने की प्रक्रिया के लिए 90 दिन पर्याप्त नहीं हैं, जैसा कि वी.जी. मिनेवा एट अल। उनके परिचय के बाद केवल दूसरे वर्ष में जिओलाइट्स के सोखने के प्रभाव की अभिव्यक्ति के बारे में।
जब सेमलिपलाटिंस्क इरतीश क्षेत्र की चेस्टनट मिट्टी में पेश किया जाता है, तो कुचल दिया जाता है उच्च डिग्रीजिओलाइट फैलाव, इसमें उच्च आयन-विनिमय गुणों वाले सक्रिय खनिज अंश की सापेक्ष सामग्री में वृद्धि हुई, जिसके परिणामस्वरूप कृषि योग्य परत की कुल अवशोषण क्षमता में वृद्धि हुई। जिओलाइट्स की शुरू की गई खुराक और अधिशोषित लेड की मात्रा के बीच एक संबंध देखा गया - अधिकतम खुराक से लेड का सबसे बड़ा अवशोषण हुआ। सोखने की प्रक्रिया पर जिओलाइट्स का प्रभाव इसके पीसने पर काफी हद तक निर्भर करता है। इस प्रकार, रेतीली दोमट मिट्टी में 2 मिमी पीसने वाले जिओलाइट्स की शुरूआत के साथ सीसा आयनों का सोखना औसतन 3.0 बढ़ गया; 6.0 और 8.0%; मध्यम दोमट में - 5.0 तक; 8.0 और 11.0%; सोलोनेट्ज़िक माध्यम में दोमट - 2.0 द्वारा; क्रमशः 4.0 और 8.0%। 0.2 मिमी पीस के जिओलाइट्स का उपयोग करते समय, अवशोषित सीसा की मात्रा में वृद्धि औसतन 17, 19 और 21% रेतीली दोमट मिट्टी में, 21, 23 और 26% मध्यम दोमट मिट्टी में, और 21, 23 और 25% सॉलोनेटिक में थी। और मध्यम दोमट मिट्टी, क्रमशः।
पूर्वाह्न। सेमलिपलाटिंस्क इरतीश क्षेत्र की चेस्टनट मिट्टी पर अब्दुझिटोवा ने भी मिट्टी की पारिस्थितिक स्थिरता पर प्राकृतिक जिओलाइट्स के प्रभाव और सीसे के संबंध में उनकी अवशोषण क्षमता और इसकी फाइटोटॉक्सिसिटी में कमी के सकारात्मक परिणाम प्राप्त किए।
एम.एस. पैनिन और टी.आई. गुलकिना, जब इस क्षेत्र की मिट्टी द्वारा तांबे के आयनों के सोखने पर विभिन्न कृषि रसायनों के प्रभाव का अध्ययन किया गया, तो यह पाया गया कि परिचय जैविक खादऔर जिओलाइट्स ने मिट्टी की सोखने की क्षमता में वृद्धि में योगदान दिया।
एथिलेटेड ऑटोमोटिव ईंधन के दहन उत्पाद पीबी से दूषित चूने वाली हल्की दोमट मिट्टी में, इस तत्व का 47% बालू के अंश में पाया गया। जब Pb(II) लवण अदूषित चिकनी मिट्टी और रेतीली भारी दोमट में प्रवेश करते हैं, तो इस अंश में केवल 5-12% Pb होता है। जिओलाइट (क्लिनोप्टिलोलाइट) की शुरूआत मिट्टी के तरल चरण में पीबी की सामग्री को कम कर देती है, जिससे पौधों के लिए इसकी उपलब्धता में कमी आनी चाहिए। हालाँकि, जिओलाइट धातु को धूल और मिट्टी के अंश से रेत के अंश में स्थानांतरित करने की अनुमति नहीं देता है ताकि इसकी हवा को धूल के साथ वायुमंडल में हटाने से रोका जा सके।
प्राकृतिक जिओलाइट्स का उपयोग पर्यावरण के अनुकूल प्रौद्योगिकियों में सोलोनेट्ज़िक मिट्टी के सुधार के लिए किया जाता है, मिट्टी में पानी में घुलनशील स्ट्रोंटियम की मात्रा को 15-75% तक कम कर देता है जब उन्हें फॉस्फोजिप्सम के साथ लगाया जाता है, और भारी धातुओं की सांद्रता को भी कम करता है। जौ, मक्का उगाने और फॉस्फोगाइप्सम और क्लिनोप्टिओलाइट के मिश्रण को लगाने से फॉस्फोगाइप्सम के कारण होने वाली नकारात्मक घटनाएं समाप्त हो गईं, जिसका फसलों की वृद्धि, विकास और उपज पर सकारात्मक प्रभाव पड़ा।
जौ परीक्षण संयंत्र के साथ दूषित मिट्टी पर एक वनस्पति प्रयोग में, हमने फॉस्फेट बफरिंग पर जिओलाइट्स के प्रभाव का अध्ययन किया जब मिट्टी में 5, 10 और 20 मिलीग्राम पी/100 ग्राम मिट्टी मिलाई गई। नियंत्रण में, पी-उर्वरक की कम खुराक पर पी अवशोषण की एक उच्च तीव्रता और एक कम फॉस्फेट बफरिंग क्षमता (आरबीएस (आर)) नोट की गई। NH- और Ca-zeolites ने PBC (p) को कम कर दिया, और H2PO4 की तीव्रता पौधे की वनस्पति के अंत तक नहीं बदली। मिट्टी में पी की मात्रा में वृद्धि के साथ सुधारकों का प्रभाव बढ़ गया, जिसके परिणामस्वरूप पीबीसी (पी) क्षमता का मूल्य दोगुना हो गया, जिसका मिट्टी की उर्वरता पर सकारात्मक प्रभाव पड़ा। तथाकथित में अपने प्राकृतिक अवरोधों को सक्रिय करते हुए, जिओलाइट अम्लीरेंट्स खनिज पी के साथ पौधों के निषेचन में सामंजस्य स्थापित करते हैं। Zn-acclimatization; नतीजतन, परीक्षण संयंत्रों में विषाक्त पदार्थों का संचय कम हो गया।
फल और बेरी फसलों की खेती भारी धातुओं से युक्त सुरक्षात्मक तैयारी के साथ नियमित उपचार प्रदान करती है। यह देखते हुए कि ये फसलें एक स्थान पर लंबे समय तक (दसियों वर्ष) बढ़ती हैं, एक नियम के रूप में, भारी धातुएं बागों की मिट्टी में जमा हो जाती हैं, जो बेरी उत्पादों की गुणवत्ता पर प्रतिकूल प्रभाव डालती हैं। दीर्घकालिक अध्ययनों ने स्थापित किया है कि, उदाहरण के लिए, जामुन के नीचे ग्रे वन मिट्टी में, टीएम की कुल सामग्री क्षेत्रीय पृष्ठभूमि की एकाग्रता से Pb और Ni के लिए 2 गुना, Zn के लिए 3 गुना और Cu के लिए 6 गुना अधिक है।
काला करंट, रसभरी और आंवले के संदूषण को कम करने के लिए खोटीनेट्स जमा की जिओलाइट युक्त चट्टानों का उपयोग एक पर्यावरण और लागत प्रभावी उपाय है।
L.I के काम में। Leontieva ने निम्नलिखित विशेषता का खुलासा किया, जो हमारी राय में बहुत महत्वपूर्ण है। लेखक ने पाया कि ग्रे वन मिट्टी में P और Ni के मोबाइल रूपों की सामग्री में अधिकतम कमी 8 और 16 t/ha, और Zn और Cu - 24 t/ की खुराक पर जिओलाइट युक्त रॉक की शुरूआत से सुनिश्चित की जाती है। हा, यानी, सॉर्बेंट की मात्रा के लिए तत्व का विभेदित अनुपात देखा जाता है।
उत्पादन कचरे से उर्वरक रचनाओं और मिट्टी के निर्माण के लिए विशेष नियंत्रण की आवश्यकता होती है, विशेष रूप से, भारी धातुओं की सामग्री का नियमन। इसलिए, यहाँ जिओलाइट्स का उपयोग माना जाता है प्रभावी तकनीक. उदाहरण के लिए, योजना के अनुसार पॉज़ोलाइज़्ड चेरनोज़ेम की ह्यूमस परत के आधार पर बनाई गई मिट्टी पर एस्टर्स की वृद्धि और विकास की विशेषताओं का अध्ययन करते समय: नियंत्रण, मिट्टी + 100 ग्राम/मी लावा; मिट्टी + 100 g/m2 लावा + 100 g/m2 जिओलाइट; मिट्टी + 100 g/m2 जिओलाइट; मिट्टी + 200 g/m2 जिओलाइट; मिट्टी + सीवेज स्लज 100 ग्राम/एम"+ जिओलाइट 200 ग्राम/एम2; मिट्टी+सेडीमेंट 100 ग्राम/एम2, यह पाया गया कि एस्टर के विकास के लिए सबसे अच्छी मिट्टी सीवेज स्लज और जिओलाइट के साथ मिट्टी थी।
जिओलाइट्स, सीवेज कीचड़ और स्लैग स्क्रीनिंग से मिट्टी बनाने के प्रभाव का आकलन करते हुए, सीसा, कैडमियम, क्रोमियम, जस्ता और तांबे की सांद्रता पर उनके प्रभाव का निर्धारण किया गया। यदि नियंत्रण में मोबाइल लेड की मात्रा मिट्टी में कुल सामग्री का 13.7% थी, तो स्लैग की शुरूआत के साथ यह बढ़कर 15.1% हो गई। सीवेज कीचड़ में कार्बनिक पदार्थों के उपयोग से मोबाइल लेड की मात्रा 12.2% कम हो गई। ज़ियोलाइट में लेड को धीमी गति से चलने वाले रूपों में फिक्स करने का सबसे बड़ा प्रभाव था, जिससे Pb के मोबाइल रूपों की सांद्रता 8.3% तक कम हो गई। स्लैग का उपयोग करते समय सीवेज कीचड़ और जिओलाइट की संयुक्त क्रिया के साथ, मोबाइल लेड की मात्रा में 4.2% की कमी आई। जिओलाइट और सीवेज कीचड़ दोनों का कैडमियम निर्धारण पर सकारात्मक प्रभाव पड़ा। मिट्टी में तांबे और जस्ता की गतिशीलता को कम करने में, जिओलाइट और सीवेज कीचड़ के कार्बनिक पदार्थों के साथ इसके संयोजन ने खुद को काफी हद तक प्रकट किया। सीवेज कीचड़ के कार्बनिक पदार्थ ने निकल और मैंगनीज की गतिशीलता में वृद्धि में योगदान दिया।
रेतीली दोमट सोडी पोडज़ोलिक मिट्टी में कोंगर्टसी वातन स्टेशन से सीवेज कीचड़ की शुरूआत के परिणामस्वरूप टीएम के साथ उनका संदूषण हुआ। मोबाइल यौगिकों के लिए ओसीबी के साथ प्रदूषित मिट्टी में टीएम का संचय गुणांक कुल सामग्री की तुलना में 3-10 गुना अधिक था, जो कि अनियंत्रित मिट्टी की तुलना में था, जो टीएम की एक उच्च गतिविधि का संकेत देता है जो वर्षा और पौधों के लिए उनकी उपलब्धता के साथ शुरू होता है। पीट-खाद मिश्रण को जोड़ते समय टीएम की गतिशीलता में अधिकतम कमी (प्रारंभिक स्तर के 20-25% तक) नोट की गई थी, जो कार्बनिक पदार्थों के साथ टीएम के मजबूत परिसरों के गठन के कारण है। लौह अयस्क, एक सुधारक के रूप में सबसे कम प्रभावी, मोबाइल धातु यौगिकों की सामग्री में 5-10% की कमी का कारण बना। एक सुधारक के रूप में जिओलाइट ने अपनी कार्रवाई में एक मध्यवर्ती स्थिति पर कब्जा कर लिया। प्रयोगों में इस्तेमाल किए गए अमेलियोरेंट्स ने Cd, Zn, Cu और Cr की गतिशीलता को औसतन 10-20% कम कर दिया। इस प्रकार, जब मिट्टी में टीएम की सामग्री एमपीसी के करीब थी या स्वीकार्य सांद्रता से 10-20% से अधिक नहीं थी, तब सुधारक का उपयोग प्रभावी था। संदूषित मिट्टी में सुधारकों की शुरूआत ने पौधों में उनके प्रवेश को 15-20% तक कम कर दिया।
अमोनियम-एसीटेट निकालने में निर्धारित सूक्ष्मजीवों के मोबाइल रूपों की उपलब्धता की डिग्री के अनुसार, पश्चिमी ट्रांसबाइकलिया की जलोढ़ सोडी मिट्टी, मैंगनीज में उच्च समृद्ध, जस्ता और तांबे में मध्यम समृद्ध और कोबाल्ट में बहुत समृद्ध है। उन्हें माइक्रोफ़र्टिलाइज़र के उपयोग की आवश्यकता नहीं है, इसलिए सीवेज कीचड़ की शुरूआत से जहरीले तत्वों के साथ मिट्टी का संदूषण हो सकता है और इसके लिए पर्यावरण और भू-रासायनिक मूल्यांकन की आवश्यकता होती है।
एल.एल. उबुगुनोव एट अल। जलोढ़ सोडी मिट्टी में भारी धातुओं के मोबाइल रूपों की सामग्री पर सीवेज कीचड़ (एसएसडब्ल्यू), माईक्सोप-तालिंस्की जमा (एमटी) के मोर्डेनाइट युक्त टफ्स और खनिज उर्वरकों के प्रभाव का अध्ययन किया गया था। निम्नलिखित योजना के अनुसार अध्ययन किए गए: 1) नियंत्रण; 2) N60P60K60 - पृष्ठभूमि; 3) ओसीबी - 15 टन/हेक्टेयर; 4) मीट्रिक टन - 15 टन/हेक्टेयर; 5) पृष्ठभूमि + डब्ल्यूडब्ल्यूएस - 15 टन/हेक्टेयर; 6) बैकग्राउंड+एमटी 15 टन/हेक्टेयर; 7) ओसीबी 7.5 टन/हेक्टेयर+एमटी 7.5 टन/हेक्टेयर; 8) ओसीबी यूट/हेक्टेयर+एमटी 5 टन/हेक्टेयर; 9) पृष्ठभूमि + डब्ल्यूडब्ल्यूएस 7.5 टन/हेक्टेयर; 10) पृष्ठभूमि + डब्ल्यूडब्ल्यूएस 10 टन/हे. + एमटी 5 टन/हेक्टेयर। खनिज उर्वरकों को सालाना, OSV, MT और उनके मिश्रण - हर 3 साल में एक बार लगाया जाता था।
मिट्टी में टीएम संचय की तीव्रता का आकलन करने के लिए, भू-रासायनिक संकेतकों का उपयोग किया गया: एकाग्रता गुणांक - केसी और कुल प्रदूषण सूचकांक - जेडसी, सूत्रों द्वारा निर्धारित:

जहां सी प्रयोगात्मक संस्करण में तत्व की एकाग्रता है, सीएफ नियंत्रण में तत्व की एकाग्रता है;

Zc = ΣKc - (n-1),

जहां n Kc ≥ 1.0 वाले तत्वों की संख्या है।
प्राप्त परिणामों ने 0-20 सेमी की मिट्टी की परत में मोबाइल माइक्रोलेमेंट्स की सामग्री पर खनिज उर्वरकों, एसएस, मोर्डेनाइट युक्त टफ्स और उनके मिश्रण के एक अस्पष्ट प्रभाव का खुलासा किया, हालांकि यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि प्रयोग के सभी प्रकारों में उनकी मात्रा एमपीसी स्तर (तालिका 4.12) से अधिक नहीं था।
एमटी और एमटी + एनपीके को छोड़कर लगभग सभी प्रकार के उर्वरकों के उपयोग से मैंगनीज की मात्रा में वृद्धि हुई है। मिट्टी पर लागू होने पर, OCB खनिज उर्वरकों के साथ मिलकर, Kc अपने अधिकतम मूल्य (1.24) तक पहुँच गया। मिट्टी में जस्ता का संचय अधिक महत्वपूर्ण था: OCB लगाने पर Kc 1.85-2.27 के मान तक पहुँच गया; खनिज उर्वरक और मिश्रण OSV + MT -1.13-1.27; जिओलाइट्स के उपयोग के साथ, यह 1.00-1.07 के न्यूनतम मूल्य तक कम हो गया। मिट्टी में तांबे और कैडमियम का संचय नहीं हुआ, प्रयोग के सभी रूपों में उनकी सामग्री पूरी तरह से स्तर पर थी या नियंत्रण से थोड़ी कम थी। Cu (Kc - 1.05-1.11) की सामग्री में केवल मामूली वृद्धि OCB के उपयोग के साथ वेरिएंट में नोट की गई थी शुद्ध(var। 3), और NPK (var। 5) और Cd (Kc - 1.13) की पृष्ठभूमि के खिलाफ जब खनिज उर्वरकों को मिट्टी में लगाया जाता है (var। 2) और OCB उनकी पृष्ठभूमि (var। 5) के खिलाफ। जिओलाइट्स के उपयोग के विकल्पों को छोड़कर, सभी प्रकार के उर्वरकों (अधिकतम - विकल्प 2, केसी -1.30) का उपयोग करते समय कोबाल्ट की सामग्री थोड़ी बढ़ गई। निकेल (Kc - 1.13-1.22) और लेड (Kc - 1.33) की अधिकतम सांद्रता तब नोट की गई जब OCB और OCB को NPK (var। 3, 5) की पृष्ठभूमि के खिलाफ मिट्टी में पेश किया गया, जबकि OCB का उपयोग एक साथ जिओलाइट्स (var. .7, 8) कम हो गए यह सूचक(केसी - 1.04 - 1.08)।

मिट्टी की परत 0-20 सेमी (तालिका 4.12) की भारी धातुओं के साथ कुल संदूषण के संकेतक के मूल्य के अनुसार, उर्वरकों के प्रकार निम्न रैंक वाली पंक्ति में स्थित हैं (कोष्ठक में - Zc मान): OCB + NPK (3.52) ) → OSV (2.68) - NPK (1.84) → 10CB + MT + NPK (1.66-1.64) → OSV + MT, संस्करण। 8 (1.52) → ओएसवी+एमटी संस्करण। 7 (1.40) → एमटी+एनपीके (1.12)। भारी धातुओं के साथ कुल मिट्टी के संदूषण का स्तर जब उर्वरकों को मिट्टी में लगाया जाता था तो नियंत्रण (जेडसी) की तुलना में आम तौर पर नगण्य था।<10), тем не менее тенденция накопления TM при использовании осадков сточных вод четко обозначилась, как и эффективное действие морденитсодержащих туфов в снижении содержания подвижных форм тяжелых металлов в почве, а также в повышении качества клубней картофеля.
एल.वी. किरिचेवा और आई.वी. ग्लेज़ुनोवा ने बनाए गए सॉर्बेंट अम्लीरेंट्स की घटक संरचना के लिए निम्नलिखित बुनियादी आवश्यकताएं तैयार कीं: रचना की उच्च अवशोषण क्षमता, संरचना में कार्बनिक और खनिज घटकों की एक साथ उपस्थिति, शारीरिक तटस्थता (पीएच 6.0-7.5), सोखने के लिए संरचना की क्षमता टीएम के मोबाइल रूप, उन्हें स्थिर आकार में परिवर्तित करना, रचना की जल संचयन क्षमता में वृद्धि, इसमें एक संरचना की उपस्थिति, लियोफिलिसिटी और कौयगुलांट की संपत्ति, उच्च विशिष्ट सतह क्षेत्र, फीडस्टॉक की उपलब्धता और इसकी कम लागत, उपयोग (उपयोग) शर्बत की संरचना में कच्चे कचरे की, शर्बत की विनिर्माण क्षमता, हानिरहितता और पर्यावरणीय तटस्थता।
प्राकृतिक उत्पत्ति के शर्बत की 20 रचनाओं में से, लेखकों ने सबसे प्रभावी एक की पहचान की, जिसमें 65% सैप्रोपेल, 25% जिओलाइट और 10% एल्यूमिना था। इस सॉर्बेंट-एमेलियोरेंट का पेटेंट कराया गया और इसका नाम "सोरबेक्स" रखा गया (आरएफ पेटेंट संख्या 2049107 "मिट्टी सुधार के लिए संरचना")।
सॉर्बेंट सुधारक की क्रिया का तंत्र जब इसे मिट्टी में पेश किया जाता है तो यह बहुत जटिल होता है और इसमें विभिन्न भौतिक-रासायनिक प्रकृति की प्रक्रियाएं शामिल होती हैं: रासायनिक अवशोषण (कम घुलनशील टीएम यौगिकों के गठन के साथ अवशोषण); यांत्रिक अवशोषण (बड़े अणुओं का आयतन अवशोषण) और आयन-विनिमय प्रक्रियाएं (गैर विषैले आयनों द्वारा मिट्टी-अवशोषित परिसर (एसपीसी) में टीएम आयनों का प्रतिस्थापन)। "सोरबेक्स" की उच्च अवशोषण क्षमता कटियन विनिमय क्षमता के विनियमित मूल्य, संरचना की सुंदरता (बड़ी विशिष्ट सतह, 160 एम 2 तक), साथ ही साथ पीएच सूचकांक पर स्थिर प्रभाव के आधार पर होती है। सबसे खतरनाक प्रदूषकों के विशोषण को रोकने के लिए प्रदूषण की प्रकृति और पर्यावरण की प्रतिक्रिया।
शर्बत में मिट्टी की नमी की उपस्थिति में, एल्यूमीनियम सल्फेट और ह्यूमिक पदार्थों का आंशिक पृथक्करण और हाइड्रोलिसिस होता है जो कि सैप्रोपेल के कार्बनिक पदार्थों का हिस्सा हैं। इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण: A12(SO4)3⇔2A13++3SO4v2-; A13++H2O = AlOH2+ = OH; (आर* -सीओओ)2 सीए ⇔ आर - सीओओ- + आर - सीओओएस + (आर - ह्यूमिक पदार्थों के एलिफैटिक रेडिकल); आर - सीओओ + एच 2 ओ ⇔ आर - सीओओएच + ओएच0। हाइड्रोलिसिस के परिणामस्वरूप प्राप्त होने वाले धनायन प्रदूषकों के आयनिक रूपों के शर्बत हैं, उदाहरण के लिए, आर्सेनिक (V), अघुलनशील लवण या स्थिर ऑर्गेनो-खनिज यौगिक बनाते हैं: Al3+ - AsO4c3- = AlAsO4; 3R-COOCa++AsO4c3- = (R-COOCa)3 AsO4.
टीएम के अधिक सामान्य cationic रूपों में ह्यूमिक पदार्थों के पॉलीफेनोलिक समूहों के साथ मजबूत केलेट कॉम्प्लेक्स होते हैं या कार्बोक्सिल, फेनोलिक हाइड्रॉक्सिल के पृथक्करण के दौरान बनने वाले आयनों द्वारा अवशोषित होते हैं - प्रस्तुत प्रतिक्रियाओं के अनुसार सैप्रोपेल ह्यूमिक पदार्थों के कार्यात्मक समूह: 2R - COO + Pb2+ = (R - COO)2 Pb; 2Ar - O+ Cu2+ \u003d (Ar - O) 2Cu (ह्यूमिक पदार्थों के सुगंधित मूलक)। चूंकि सैप्रोपेल का कार्बनिक पदार्थ पानी में अघुलनशील होता है, इसलिए टीएम स्थिर कार्बनिक खनिज परिसरों के रूप में अचल रूपों में प्रवेश करते हैं। सल्फेट आयन अवक्षेपित करते हैं, मुख्य रूप से बेरियम या सीसा: 2Pb2+ + 3SO4v2- = Pb3(SO4)2।
सभी di- और त्रिसंयोजक TM धनायनों को सैप्रोपेल ह्यूमिक पदार्थों के आयनिक परिसर में सोख लिया जाता है, और सल्फेट-नॉन लेड और बेरियम आयनों को स्थिर कर देता है। पॉलीवलेंट टीएम संदूषण के साथ, धातु के वोल्टेज की इलेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला के अनुसार, उच्च इलेक्ट्रोड क्षमता वाले पिंजरों और उद्धरणों के बीच प्रतिस्पर्धा होती है, इसलिए निकल, तांबा, सीसा और कोबाल्ट की उपस्थिति से कैडमियम के कटाव में बाधा आएगी। समाधान में आयन।
"सोरबेक्स" की यांत्रिक अवशोषण क्षमता ठीक फैलाव और एक महत्वपूर्ण विशिष्ट सतह क्षेत्र द्वारा प्रदान की जाती है। बड़े अणुओं वाले प्रदूषक, जैसे कि कीटनाशक, तेल अपशिष्ट आदि, यंत्रवत् रूप से सोखने वाले जाल में रखे जाते हैं।
सबसे अच्छा परिणाम तब प्राप्त हुआ जब शर्बत को मिट्टी में पेश किया गया, जिससे मिट्टी से जई के पौधों द्वारा टीएम की खपत को कम करना संभव हो गया: नी - 7.5 गुना; घन - 1.5 में; जेएन - 1.9 में; पी - 2.4 में; फे - 4.4 में; एमएन - 5 बार।
कुल मृदा प्रदूषण के आधार पर, पौधों के उत्पादों में टीएम के प्रवेश पर "सोरबेक्स" के प्रभाव का आकलन करने के लिए, ए.वी. इलिंस्की ने वानस्पतिक और क्षेत्र प्रयोग किए। एक वनस्पति प्रयोग में, हमने योजना के अनुसार Zn, Cu, Pb और Cd के साथ पोडज़ोलाइज़्ड चेरनोज़ेम के संदूषण के विभिन्न स्तरों पर फाइटोमास में जई की सामग्री पर "सोरबेक्स" के प्रभाव का अध्ययन किया (तालिका 4.13)।

मिट्टी को रासायनिक रूप से शुद्ध पानी में घुलनशील लवण मिलाकर और अच्छी तरह से मिला कर दूषित किया गया, फिर 7 दिनों के लिए खुला रखा गया। पृष्ठभूमि सांद्रता को ध्यान में रखते हुए टीएम लवण की खुराक की गणना की गई। प्रयोग में 364 सेमी 2 के क्षेत्र के साथ वनस्पति जहाजों का उपयोग किया गया था, जिसमें प्रत्येक बर्तन में 7 किलो मिट्टी का द्रव्यमान था।
मिट्टी में निम्नलिखित एग्रोकेमिकल संकेतक पीएचकेसीएल = 5.1, ह्यूमस - 5.7% (ट्यूरिन के अनुसार), फास्फोरस - 23.5 मिलीग्राम / 100 ग्राम और पोटेशियम 19.2 मिलीग्राम / 100 ग्राम (किरसानोव के अनुसार) थे। Zn, Cu, Pb, Cd - 4.37 के मोबाइल (1M HNO3) रूपों की पृष्ठभूमि सामग्री; 3.34; 3.0; क्रमशः 0.15 मिलीग्राम / किग्रा। प्रयोग की अवधि 2.5 महीने है।
0.8 एचबी की इष्टतम आर्द्रता बनाए रखने के लिए, समय-समय पर साफ पानी से पानी पिलाया जाता था।
अत्यंत खतरनाक प्रदूषण के साथ "सोरबेक्स" की शुरूआत के बिना वेरिएंट में जई फाइटोमास (चित्र। 4.10) की पैदावार 2 गुना से अधिक कम हो जाती है। 3.3 किग्रा / मी की दर से "सोरबेक्स" के उपयोग ने फाइटोमास में वृद्धि में योगदान दिया, नियंत्रण की तुलना में, 2 या अधिक बार (चित्र। 4.10), साथ ही साथ Cu, Zn की खपत में उल्लेखनीय कमी आई। , Pb पौधों द्वारा। इसी समय, जई (तालिका 4.14) के फाइटोमास में सीडी की सामग्री में मामूली वृद्धि हुई, जो कि अवशोषण के तंत्र के बारे में सैद्धांतिक धारणाओं से मेल खाती है।

इस प्रकार, दूषित मिट्टी में शोषक सुधारकों की शुरूआत से न केवल पौधों में भारी धातुओं के प्रवेश को कम करना संभव हो जाता है, बल्कि पतित चर्नोज़ेम के कृषि रासायनिक गुणों में सुधार होता है, बल्कि कृषि फसलों की उत्पादकता भी बढ़ती है।

एस डोनह्यू - भारी धातुओं के साथ मृदा प्रदूषणमिट्टी कृषि और शहरी पर्यावरण के सबसे महत्वपूर्ण घटकों में से एक है, और दोनों ही मामलों में, ध्वनि प्रबंधन मिट्टी की गुणवत्ता की कुंजी है। तकनीकी नोट्स की यह श्रृंखला उन मानवीय गतिविधियों को देखती है जो मिट्टी के क्षरण का कारण बनती हैं, साथ ही शहरी मिट्टी की रक्षा करने वाली प्रबंधन प्रथाओं को भी देखती हैं। यह तकनीकी नोट भारी धातुओं के साथ मिट्टी के संदूषण पर केंद्रित है

मिट्टी में धातु

सिंथेटिक पदार्थों (जैसे कीटनाशक, पेंट, औद्योगिक अपशिष्ट, घरेलू और औद्योगिक जल) के निष्कर्षण, उत्पादन और उपयोग के परिणामस्वरूप शहरी और कृषि भूमि का भारी धातु संदूषण हो सकता है। भारी धातुएं भी स्वाभाविक रूप से होती हैं, लेकिन शायद ही कभी जहरीली मात्रा में होती हैं। संभावित मिट्टी का संदूषण पुराने लैंडफिल (विशेष रूप से औद्योगिक कचरे के लिए उपयोग किए जाने वाले) में हो सकता है, पुराने बागों में सक्रिय संघटक के रूप में आर्सेनिक युक्त कीटनाशकों का उपयोग किया जाता है, उन खेतों में जो सीवेज या नगरपालिका कीचड़ के लिए अतीत में या डंप के आसपास उपयोग किए गए हैं और अवशेष, औद्योगिक क्षेत्र जहां औद्योगिक सुविधाओं के हवा के बहाव वाले क्षेत्रों में रसायनों को जमीन पर फेंक दिया गया हो सकता है।

मिट्टी में भारी धातुओं का अत्यधिक संचय मनुष्यों और पशुओं के लिए विषैला होता है। भोजन के साथ-साथ भारी धातुओं का संचय आमतौर पर पुराना (लंबे समय तक जोखिम) होता है। तीव्र (तत्काल) भारी धातु विषाक्तता अंतर्ग्रहण या त्वचा के संपर्क से होती है। भारी धातुओं के लंबे समय तक संपर्क से जुड़ी पुरानी समस्याओं में शामिल हैं:

1. सीसा - मानसिक विकार।
2. कैडमियम - किडनी, लिवर और गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रैक्ट को प्रभावित करता है।
3. आर्सेनिक - त्वचा रोग, गुर्दे और केंद्रीय तंत्रिका तंत्र को प्रभावित करता है।

सबसे आम cationic तत्व पारा, कैडमियम, सीसा, निकल, तांबा, जस्ता, क्रोमियम और मैंगनीज हैं। सबसे आम आयनिक तत्व आर्सेनिक, मोलिब्डेनम, सेलेनियम और बोरॉन हैं।

दूषित मिट्टी के उपचार के पारंपरिक तरीके

मिट्टी और फसल उपचार पद्धतियां प्रदूषकों को मिट्टी में छोड़कर पौधों में प्रवेश करने से रोकने में मदद कर सकती हैं। इन सुधारात्मक तरीकों से भारी धातु संदूषकों को हटाने में मदद नहीं मिलेगी, लेकिन उन्हें मिट्टी में स्थिर करने और धातुओं से नकारात्मक प्रभावों की संभावना कम करने में मदद मिलेगी। कृपया ध्यान दें कि धातु के प्रकार (उद्धरण या ऋणायन) पर विचार किया जाना चाहिए:

1. मिट्टी का पीएच बढ़ाकर 6.5 या उससे अधिक करना। Cationic धातुएँ निचले pH स्तर पर अधिक घुलनशील होती हैं, इसलिए pH बढ़ाने से वे पौधों के लिए कम उपलब्ध हो जाती हैं और इसलिए पौधों के ऊतकों में शामिल होने और मनुष्यों द्वारा ग्रहण किए जाने की संभावना कम हो जाती है। पीएच बढ़ाने से आयनिक तत्वों पर विपरीत प्रभाव पड़ता है।
2. गीली मिट्टी में जल निकासी। जल निकासी मिट्टी के वातन में सुधार करती है और धातुओं को ऑक्सीकरण करने की अनुमति देती है, जिससे वे कम घुलनशील और उपलब्ध होते हैं। क्रोमियम के लिए विपरीत देखा जाएगा, जो अपने ऑक्सीकृत रूप में अधिक आसानी से उपलब्ध है। क्रोमियम की उपलब्धता को कम करने में कार्बनिक पदार्थ की गतिविधि प्रभावी है।
3. . फॉस्फेट का उपयोग। फॉस्फेट के अनुप्रयोग धनायनित धातुओं की उपलब्धता को कम कर सकते हैं लेकिन आर्सेनिक जैसे आयनिक यौगिकों पर विपरीत प्रभाव डालते हैं। फॉस्फेट बुद्धिमानी से लागू किया जाना चाहिए क्योंकि मिट्टी में फास्फोरस के उच्च स्तर से जल प्रदूषण हो सकता है।
4. धातु-दूषित मिट्टी में उपयोग के लिए पौधों का सावधानीपूर्वक चयन पौधे अपने फलों या बीजों की तुलना में पत्तियों में अधिक धातुओं को ले जाते हैं। श्रृंखला में खाद्य संदूषण का सबसे बड़ा जोखिम पत्तेदार सब्जियां (सलाद या पालक) हैं। एक और खतरा पशुओं द्वारा इन पौधों को खाने का है।

पर्यावरण उपचार संयंत्र

अध्ययनों से पता चला है कि पौधे दूषित मिट्टी को साफ करने में प्रभावी हैं (वेंटज़ेल एट अल।, 1999)। फाइटोरेमेडिएशन भारी धातुओं को हटाने या मिट्टी को साफ रखने, भारी धातुओं, कीटनाशकों, सॉल्वैंट्स, कच्चे तेल, पॉलीसाइक्लिक एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन जैसे दूषित पदार्थों से मुक्त रखने के लिए पौधों के उपयोग के लिए एक सामान्य शब्द है। उदाहरण के लिए, स्टेपी घास पेट्रोलियम उत्पादों के टूटने को उत्तेजित कर सकती है। वाइल्डफ्लॉवर का उपयोग हाल ही में कुवैत तेल रिसाव से हाइड्रोकार्बन को कम करने के लिए किया गया है। संकर चिनार प्रजातियां टीएनटी जैसे रसायनों के साथ-साथ नाइट्रेट और कीटनाशकों के उच्च स्तर (ब्रैडी और वील, 1999) को हटा सकती हैं।

धातु-दूषित मिट्टी के प्रसंस्करण के लिए पौधे

मिट्टी और पानी से धातुओं को स्थिर करने और निकालने के लिए पौधों का उपयोग किया गया है। तीन तंत्रों का उपयोग किया जाता है: फाइटोएक्स्ट्रेक्शन, राइजोफिल्ट्रेशन और फाइटोस्टैबिलाइजेशन।

यह लेख राइजोफिल्ट्रेशन और फाइटोस्टैबिलाइजेशन के बारे में बात करता है, लेकिन मुख्य फोकस फाइटोएक्स्ट्रेक्शन पर होगा।

राइजोफिल्ट्रेशन पौधों की जड़ों पर सोखना या दूषित पदार्थों की पौधों की जड़ों द्वारा अवशोषण है जो जड़ क्षेत्र (राइजोस्फीयर) के आस-पास के समाधान में हैं।

भूजल को कीटाणुरहित करने के लिए राइजोफिल्ट्रेशन का उपयोग किया जाता है। ग्रीनहाउस में उगाए गए पौधे। प्रदूषित पानी का उपयोग पर्यावरण में पौधों को अनुकूलित करने के लिए किया जाता है। फिर, इन पौधों को प्रदूषित भूजल के स्थान पर लगाया जाता है, जहाँ जड़ें पानी और प्रदूषकों को छानती हैं। एक बार जड़ें प्रदूषकों से संतृप्त हो जाती हैं, तो पौधों की कटाई की जाती है। चेरनोबिल में, भूजल में रेडियोधर्मी पदार्थों को हटाने के लिए सूरजमुखी का उपयोग इस तरह किया गया (ईपीए, 1998)।

फाइटोस्टैबिलाइजेशन मिट्टी और भूजल में हानिकारक पदार्थों को स्थिर या स्थिर करने के लिए बारहमासी पौधों का उपयोग है। धातुएँ जड़ों में अवशोषित और संचित होती हैं, जड़ों पर सोख ली जाती हैं, या राइजोस्फीयर में जमा हो जाती हैं। इसके अलावा, इन पौधों का उपयोग पुनर्वसन के लिए किया जा सकता है जहां प्राकृतिक वनस्पति की कमी है, जिससे पानी और हवा के कटाव और लीचिंग का खतरा कम हो जाता है। फाइटोस्टैबिलाइजेशन प्रदूषकों की गतिशीलता को कम करता है और प्रदूषकों को भूजल या वायु में आगे बढ़ने से रोकता है, और खाद्य श्रृंखला में उनके प्रवेश को कम करता है।

फाइटोएक्स्ट्रेक्शन

फाइटोएक्सट्रैक्शन धातु-दूषित मिट्टी में पौधों को उगाने की प्रक्रिया है। जड़ें धातुओं को पौधों के उपरी हिस्सों तक पहुँचाती हैं, जिसके बाद इन पौधों को काटा जाता है और धातुओं को रीसायकल करने के लिए जलाया या खाद बनाया जाता है। स्वीकार्य सीमा के भीतर प्रदूषण के स्तर को कम करने के लिए फसल वृद्धि के कई चक्र आवश्यक हो सकते हैं। यदि पौधे जल जाते हैं, तो राख को लैंडफिल में फेंक दिया जाना चाहिए।

फाइटोएक्स्ट्रेक्शन के लिए उगाए जाने वाले पौधों को हाइपरएक्युमुलेटर कहा जाता है। वे अन्य पौधों की तुलना में असामान्य रूप से बड़ी मात्रा में धातु को अवशोषित करते हैं। Hyperaccumulators में लगभग 1,000 मिलीग्राम प्रति किलोग्राम कोबाल्ट, तांबा, क्रोमियम, सीसा, निकल, और यहां तक ​​​​कि 10,000 मिलीग्राम प्रति किलोग्राम (1%) मैंगनीज और शुष्क पदार्थ (बेकर और ब्रूक्स, 1989) में जस्ता हो सकता है।

निकेल, जिंक, कॉपर जैसी धातुओं के लिए फाइटोएक्स्ट्रेक्शन आसान है, क्योंकि इन धातुओं को 400 हाइपरएक्युमुलेटर संयंत्रों में से अधिकांश द्वारा पसंद किया जाता है। जीनस थ्लास्पी (पेनीक्रेस) के कुछ पौधों के ऊतकों में लगभग 3% जस्ता होता है। धातु की उच्च सांद्रता (ब्रैडी और वील, 1999) के कारण इन पौधों को अयस्क के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।

सभी धातुओं में से, सीसा सबसे आम मिट्टी प्रदूषक है (EPA, 1993)। दुर्भाग्य से, पौधे प्राकृतिक परिस्थितियों में सीसा जमा नहीं करते हैं। ईडीटीए (एथिलीनिडामिनेटेट्राएसिटिक एसिड) जैसे चेलेटर्स को मिट्टी में जोड़ा जाना चाहिए। EDTA पौधों को सीसा निकालने की अनुमति देता है। सीसा निष्कर्षण के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला सबसे आम पौधा भारतीय सरसों (ब्रासिसा जूनसिया) है। फाइटोटेक (एक निजी शोध कंपनी) ने बताया कि उन्होंने न्यू जर्सी में उद्योग मानकों 1 से 2 के तहत भारतीय सरसों के साथ वृक्षारोपण को मंजूरी दे दी है (वांटानाबे, 1997)।

मध्यम से लंबी अवधि की परियोजनाओं में पौधे मिट्टी से जस्ता, कैडमियम, सीसा, सेलेनियम और निकल निकाल सकते हैं।

पारंपरिक साइट की सफाई की लागत $10.00 और $100.00 प्रति घन मीटर (m3) के बीच हो सकती है, जबकि दूषित सामग्री को हटाने में $30.00 से $300/m3 खर्च हो सकते हैं। इसकी तुलना में, फाइटोएक्स्ट्रेक्शन की लागत $0.05/m3 (वातानाबे, 1997) हो सकती है।

भविष्य की संभावनाओं

छोटे और बड़े पैमाने के अनुप्रयोगों पर शोध करने की प्रक्रिया में फाइटोरेमेडिएशन का अध्ययन किया गया है। फाइटोरेमेडिएशन व्यावसायीकरण के दायरे में आ सकता है (वातानाबे, 1997)। 2005 तक फाइटोरेमेडिएशन बाजार $214 से $370 मिलियन तक पहुंचने का अनुमान है (पर्यावरण विज्ञान और प्रौद्योगिकी, 1998)। फाइटोरेमेडिएशन की वर्तमान दक्षता को देखते हुए, यह उन बड़े क्षेत्रों की सफाई के लिए सबसे उपयुक्त है, जिनमें कम से मध्यम सांद्रता में संदूषक मौजूद हैं। फाइटोरेमेडिएशन के पूर्ण व्यावसायीकरण से पहले, यह सुनिश्चित करने के लिए और शोध की आवश्यकता है कि फाइटोरेमेडिएशन के लिए उपयोग किए जाने वाले पौधों के ऊतकों का पर्यावरण, वन्य जीवन या मनुष्यों (EPA, 1998) पर कोई प्रतिकूल प्रभाव न पड़े। अधिक बायोमास का उत्पादन करने वाले अधिक कुशल जैव संचायकों को खोजने के लिए अनुसंधान की भी आवश्यकता है। प्लांट बायोमास से धातुओं को व्यावसायिक रूप से निकालने की आवश्यकता है ताकि उन्हें पुनर्नवीनीकरण किया जा सके। मिट्टी से भारी धातुओं को हटाने के पारंपरिक तरीकों की तुलना में फाइटोरेमेडिएशन धीमा है, लेकिन बहुत कम खर्चीला है। विनाशकारी परिणामों के उपचार की तुलना में मृदा प्रदूषण की रोकथाम बहुत सस्ता है।

प्रयुक्त साहित्य की सूची

1 बेकर, ए.जे.एम., और आर.आर. ब्रूक्स। 1989. स्थलीय पौधे जो धात्विक तत्वों का अत्यधिक संचय करते हैं - उनके वितरण, पारिस्थितिकी और फाइटोकेमिस्ट्री की समीक्षा। बायोरिकवरी 1:81:126।
2. ब्रैडी, एन.सी., और आर.आर. वील। 1999. मिट्टी की प्रकृति और गुण। 12वां संस्करण। शागिर्द कक्ष। अपर सैडल रिवर, एनजे।
3. पर्यावरण विज्ञान और प्रौद्योगिकी। 1998 फाइटोरेमेडिएशन; भविष्यवाणी। पर्यावरण विज्ञान और प्रौद्योगिकी। वॉल्यूम। 32, अंक 17, पृष्ठ 399ए।
4. मैकग्राथ, एस.पी. 1998. मिट्टी उपचार के लिए फाइटोएक्स्ट्रेक्शन। पी। 261-287। आर. ब्रूक्स (सं.) में पौधे जो भारी धातुओं को अत्यधिक संचय करते हैं, फाइटोरेमेडिएशन, सूक्ष्म जीव विज्ञान, पुरातत्व, खनिज अन्वेषण और फाइटोमाइनिंग में उनकी भूमिका। सीएबी इंटरनेशनल, न्यूयॉर्क, एनवाई।
5. फाइटोटेक। 2000. फाइटोरेमेडिएशन तकनीक।