सारांश: मिट्टी में भारी धातुएँ। भारी धातुओं से मृदा प्रदूषण की समस्याएँ और संभावित समाधान

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

मिट्टी में भारी धातुओं का प्रवासन, सबसे पहले, क्षारीय-अम्ल और रेडॉक्स स्थितियों पर निर्भर करता है, जो मिट्टी-भू-रासायनिक स्थितियों की विविधता को निर्धारित करते हैं। प्रवास में अहम भूमिका हैवी मेटल्सभू-रासायनिक बाधाएं मिट्टी की संरचना में भूमिका निभाती हैं, कुछ मामलों में मजबूत होती हैं, तो कुछ में भारी धातुओं द्वारा प्रदूषण के प्रति मिट्टी की प्रतिरोधक क्षमता को कमजोर (संरक्षण करने की क्षमता के कारण) करती हैं। प्रत्येक भू-रासायनिक बाधा पर टिके रहते हैं निश्चित समूह रासायनिक तत्वसमान भू-रासायनिक गुणों के साथ।

मुख्य मृदा-निर्माण प्रक्रियाओं और प्रकार की विशिष्टताएँ जल व्यवस्थामिट्टी में भारी धातुओं के वितरण की प्रकृति का निर्धारण करें: संचय, संरक्षण या निष्कासन। भारी धातुओं के संचय वाली मिट्टी के समूह विभिन्न भागमृदा प्रोफ़ाइल: सतह पर, ऊपरी भाग में, मध्य भाग में, दो मैक्सिमा के साथ। इसके अलावा, क्षेत्र में मिट्टी की पहचान की गई, जो इंट्रा-प्रोफाइल क्रायोजेनिक संरक्षण के कारण भारी धातुओं की सांद्रता की विशेषता है। एक विशेष समूह मिट्टी द्वारा बनता है, जहां, लीचिंग और समय-समय पर लीचिंग शासन की स्थितियों के तहत, भारी धातुओं को प्रोफ़ाइल से हटा दिया जाता है। भारी धातुओं का अंतर-प्रोफ़ाइल वितरण है बडा महत्वमृदा प्रदूषण का आकलन करना और उनमें प्रदूषकों के संचय की तीव्रता का अनुमान लगाना। भारी धातुओं के अंतर-प्रोफ़ाइल वितरण की विशेषता को जैविक चक्र में उनकी भागीदारी की तीव्रता के अनुसार मिट्टी के समूहन द्वारा पूरक किया जाता है। कुल मिलाकर, तीन ग्रेडेशन प्रतिष्ठित हैं: उच्च, मध्यम और कमजोर।

नदी के बाढ़ के मैदानों की मिट्टी में भारी धातुओं के प्रवास का भू-रासायनिक वातावरण अजीब है, जहां पानी बढ़ने से रासायनिक तत्वों और यौगिकों की गतिशीलता काफी बढ़ जाती है। यहां भू-रासायनिक प्रक्रियाओं की विशिष्टता, सबसे पहले, रेडॉक्स स्थितियों में परिवर्तन की स्पष्ट मौसमीता के कारण है। यह नदियों के जल विज्ञान शासन की ख़ासियत के कारण है: वसंत बाढ़ की अवधि, शरद ऋतु 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 बाढ़ के मैदान की बाढ़) या रेडॉक्स (दीर्घकालिक बाढ़) स्थितियों की प्रबलता निर्धारित करती है।

कृषि योग्य मिट्टी क्षेत्रीय प्रकृति के सबसे बड़े तकनीकी प्रभावों के अधीन होती है। प्रदूषण का मुख्य स्रोत, जिसके साथ भारी धातुओं की कुल मात्रा का 50% तक कृषि योग्य मिट्टी में प्रवेश करता है, फॉस्फेट उर्वरक है। कृषि योग्य मिट्टी के संभावित संदूषण की डिग्री निर्धारित करने के लिए, मिट्टी के गुणों और प्रदूषक गुणों का एक युग्मित विश्लेषण किया गया: ह्यूमस की सामग्री, संरचना और मिट्टी के कण आकार वितरण, साथ ही क्षारीय-अम्ल स्थितियों को ध्यान में रखा गया। विभिन्न उत्पत्ति के जमाव 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 मूल्यांकन कृषिजन्य भार के मूल्यों से संबंधित है। संचयी अभिन्न मूल्यांकन ने भारी धातुओं के साथ संभावित मिट्टी 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 जंगल, और गहरे चेस्टनट - उच्च संचय क्षमता वाली मिट्टी। खतरा बढ़ गयाभारी धातुओं के साथ मिट्टी का प्रदूषण भी मॉस्को और ब्रांस्क क्षेत्रों की विशेषता है। सोडी-पोडज़ोलिक मिट्टी की स्थिति यहां भारी धातुओं के संचय में योगदान नहीं देती है, लेकिन इन क्षेत्रों में तकनीकी भार अधिक है और मिट्टी को "स्व-शुद्धि" करने का समय नहीं मिलता है।

भारी धातुओं की सामग्री के लिए मिट्टी के पारिस्थितिक और विषाक्त 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। स्थापित मानदंडों के ऊपर भारी धातुओं और आर्सेनिक सामग्री के साथ मिट्टी का संदूषण बुरातिया गणराज्य, डागेस्टैन गणराज्य, मोर्दोविया गणराज्य, टायवा गणराज्य, क्रास्नोयार्स्क और प्रिमोर्स्की प्रदेशों, इवानोवो, इरकुत्स्क, केमेरोवो, कोस्त्रोमा में पाया गया। , मरमंस्क, नोवगोरोड, ऑरेनबर्ग, सखालिन, चिता क्षेत्र।

भारी धातुओं के साथ मिट्टी का स्थानीय संदूषण मुख्य रूप से बड़े शहरों से जुड़ा हुआ है। भारी धातु परिसरों द्वारा मिट्टी के दूषित होने के जोखिम का आकलन कुल संकेतक Zc के अनुसार 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 कार्बनिक और खनिज अपशिष्ट। इनमें से आधे से दो तिहाई इनपुट स्लैग, राख में रहते हैं, जिससे मिट्टी और पानी की रासायनिक संरचना में स्थानीय विसंगतियाँ पैदा होती हैं।

व्यवसाय, भवन, नगर पालिकाएँ, औद्योगिक, घरेलू और मल अपशिष्ट बस्तियोंऔर औद्योगिक क्षेत्र न केवल मिट्टी को अलग-थलग कर देते हैं, बल्कि आसपास के दसियों किलोमीटर तक मिट्टी-पारिस्थितिकी प्रणालियों की सामान्य जैव-भू-रसायन और जीव विज्ञान को बाधित करते हैं। कुछ हद तक, प्रत्येक 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. साथ ही, वन पारिस्थितिकी तंत्र को कृषि मिट्टी और फसलों की तुलना में कहीं अधिक नुकसान होता है। सीसा, कैडमियम, पारा, आर्सेनिक और क्रोमियम विशेष रूप से जहरीले होते हैं।

भारी धातुएँ, एक नियम के रूप में, मिट्टी की परत में जमा होती हैं, खासकर ऊपरी ह्यूमस क्षितिज में। मिट्टी से भारी धातुओं को हटाने का आधा जीवन (लीचिंग, कटाव, पौधों द्वारा उपभोग, अपस्फीति) मिट्टी के प्रकार पर निर्भर करता 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 जीवमंडल में विषाक्त पदार्थों की समस्या के लिए एक परिदृश्य-जैव-भू-रासायनिक दृष्टिकोण के आधार पर ही समझा और अनुमान लगाया जा सकता है। निम्नलिखित संकेतक विशेष रूप से प्रदूषण के स्तर और विषाक्त-पारिस्थितिकी स्थिति को प्रभावित करते हैं:

• मिट्टी की जैवउत्पादकता और ह्यूमस सामग्री;
• मिट्टी और पानी का अम्ल-क्षारीय चरित्र;
• रेडॉक्स स्थितियाँ;
• मिट्टी के घोल की सांद्रता;
• मृदा अवशोषण क्षमता;
• मिट्टी की ग्रैनुलोमेट्रिक संरचना;
• जल व्यवस्था 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 विषैले पदार्थों की मुख्य संचयकर्ता, शर्बत और विनाशक है।

धातुओं का एक महत्वपूर्ण हिस्सा मानवजनित गतिविधियों से मिट्टी में प्रवेश करता है। अयस्क, गैस, तेल, कोयला और अन्य खनिजों के निष्कर्षण के क्षण से ही फैलाव शुरू हो जाता है। तत्वों के फैलाव की श्रृंखला को एक खनन खदान, एक खदान से पता लगाया जा सकता है, फिर कच्चे माल को एक संवर्धन संयंत्र में परिवहन के दौरान नुकसान होता है, संयंत्र में ही, फैलाव संवर्धन की प्रसंस्करण लाइन के साथ जारी रहता है, फिर इस 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, 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 प्राथमिकता वाले प्रदूषक हो सकते हैं। उद्यमों से उत्सर्जन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा वैश्विक चक्र में प्रवेश करता है - 50% तक सीसा, जस्ता, तांबा और 90% तक पारा।

कुछ धातुओं का वार्षिक उत्पादन उनके प्राकृतिक प्रवासन से अधिक है, विशेषकर सीसा और लोहे का। जाहिर है, मिट्टी सहित पर्यावरण पर तकनीकी धातु प्रवाह का लगातार बढ़ता दबाव।

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

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

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

हालाँकि, मिट्टी प्रदूषकों के प्रवाह के लिए एक शक्तिशाली भू-रासायनिक बाधा के रूप में भी कार्य करती है, लेकिन केवल एक निश्चित सीमा तक। गणना से पता चलता है कि चेरनोज़म केवल 0-20 सेमी की मोटाई वाली कृषि योग्य परत में 40-60 टन/हेक्टेयर तक सीसे को मजबूती से जमा करने में सक्षम हैं, पॉडज़ोलिक - 2-6 टन/हेक्टेयर, और समग्र रूप से मिट्टी के क्षितिज - ऊपर 100 टन/हेक्टेयर तक, लेकिन साथ ही मिट्टी में ही एक गंभीर विषैली स्थिति उत्पन्न हो जाती 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। साथ ही, सबसे आम प्रक्रियाएं भारी धातुओं के पानी में घुलनशील यौगिकों का अल्प घुलनशील यौगिकों (ऑक्साइड, हाइड्रॉक्साइड, कम मात्रा वाले लवण) में संक्रमण हैं। तालिका 4.1.प्रदूषण के स्रोतों और रासायनिक तत्वों की सूची, जिनका 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 धातुकर्म	अयस्कों और सांद्रणों से अलौह धातुओं का उत्पादन	Pb, Zn, Cu, Ag	एसएन, एएस, सीडी, एसबी, एचजी, एसई, बीआई
	अलौह धातुओं का द्वितीयक प्रसंस्करण	पीबी, जेएन, एसएन, सी
	कठोर और दुर्दम्य अलौह धातुओं का उत्पादन
	टाइटेनियम उत्पादन	एजी, जेएन, पीबी, बी, सीयू	टीआई, एमएन, मो, एसएन, वी
लौह धातुकर्म	मिश्र धातु इस्पात का उत्पादन	सह, मो, द्वि, डब्ल्यू, जेडएन
	लौह अयस्क उत्पादन
मशीन-निर्माण और धातु उद्योग	धातुओं के ताप उपचार वाले उद्यम (फाउंड्री को छोड़कर)		नी, सीआर, एचजी, एसएन, सी
	सीसा बैटरियों 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	टाइप फाउंड्रीज़, प्रिंटिंग हाउस
ठोस घर का कचरा		पीबी, सीडी, एसएन, सीयू, एजी, एसबी, जेएन
कीचड़ मल		पीबी, सीडी, वी, नी, एसएन, सीआर, सीयू, जेएन

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

भारी धातुओं से 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 तटस्थ या क्षारीय प्रतिक्रिया वाली मिट्टी में देखी जाती है। इसके विपरीत, मिट्टी के घोल की अत्यधिक अम्लीय प्रतिक्रिया के साथ भारी धातुओं की गतिशीलता सबसे अधिक होती है; इसलिए, अत्यधिक अम्लीय टैगा-वन परिदृश्यों में भारी धातुओं का विषाक्त प्रभाव तटस्थ या क्षारीय मिट्टी की तुलना में 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 भारी धातुओं के अकार्बनिक यौगिकों के जटिल यौगिकों में सूक्ष्मजीव परिवर्तन के परिणाम हैं। धातु प्रदूषण के परिणाम बायोजियोकेनोज में मिट्टी की ट्रॉफिक श्रृंखला का उल्लंघन भी हो सकते हैं। संपूर्ण परिसरों, सूक्ष्मजीवों और मिट्टी के जानवरों के समुदायों को बदलना भी संभव है। भारी धातुएँ मिट्टी में महत्वपूर्ण सूक्ष्मजीवविज्ञानी प्रक्रियाओं को रोकती हैं - कार्बन यौगिकों का परिवर्तन - मिट्टी की तथाकथित "श्वसन", साथ ही नाइट्रोजन निर्धारण।

पर्यावरण प्रदूषण के स्रोतों में से एक भारी धातुएं (एचएम), मेंडेलीव प्रणाली के 40 से अधिक तत्व हैं। 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 से 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 फैलते हुए;
• औद्योगिक अपशिष्टों के साथ, धातुएँ बदलते हुए जल निकायों में प्रवेश करती 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, धुआं और धूल उत्सर्जन वायुमंडल में प्रवेश करते हैं, फिर बाहर निकल जाते हैं। फिर लोग और जानवर गंदी हवा में सांस लेते हैं, ये तत्व जीवित प्राणियों के शरीर में प्रवेश कर जाते हैं, जिससे सभी प्रकार की विकृति और बीमारियाँ पैदा होती हैं।

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

जमीन में जमा होकर एचएम उसमें उगने वाले पौधों को जहर दे देते हैं। एक बार मिट्टी में, धातुएँ जड़ प्रणाली में अवशोषित हो जाती हैं, फिर तनों और पत्तियों, जड़ों और बीजों में प्रवेश कर जाती हैं। 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, काफी हद तक लोगों की गतिविधियों के कारण। एचएम संदूषण की प्रक्रिया को धीमा करने के लिए, उद्योग के सभी क्षेत्रों को नियंत्रित करना, सफाई फिल्टर का उपयोग करना और धातुओं वाले कचरे की मात्रा को कम करना आवश्यक है।

भारी धातुएँ जो मानव उत्पादन गतिविधियों (उद्योग, परिवहन, आदि) के परिणामस्वरूप पर्यावरण में प्रवेश करती हैं, 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 केवल धातुकर्म उद्यम ही प्रतिवर्ष 150 हजार टन से अधिक तांबा पृथ्वी की सतह पर फेंकते हैं; 120 - जस्ता, लगभग 90 - सीसा, 12 - निकल और लगभग 30 टन पारा। ये धातुएँ जैविक चक्र की अलग-अलग कड़ियों में स्थिर रहती 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 सभी प्रक्रियाएं सबसे अधिक 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 होती है। मिट्टी पर, पृथ्वी की पपड़ी, जलमंडल, वायुमंडल और भूमि पर रहने वाले जीवों के बीच चयापचय की प्रक्रियाएं बंद हो जाती हैं, जिनमें से एक महत्वपूर्ण स्थान पर मिट्टी के सूक्ष्मजीवों का कब्जा है।
रोशाइड्रोमेट के दीर्घकालिक अवलोकनों के आंकड़ों से यह ज्ञात होता है कि भारी धातुओं के साथ मिट्टी प्रदूषण के कुल सूचकांक के अनुसार, पांच किलोमीटर के क्षेत्र के भीतर के क्षेत्रों के लिए गणना की गई, रूस की 2.2% बस्तियां "श्रेणी की हैं" अत्यंत खतरनाक प्रदूषण", 10.1% - "खतरनाक प्रदूषण", 6.7% - "मध्यम 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 में उद्योग और परिवहन से प्रदूषक उत्सर्जन के स्तर में फिर से वृद्धि देखी गई है। औद्योगिक और घरेलू कचरे के उपयोग की दरें कीचड़ भंडारों में निर्माण की दर से कई गुना पीछे हैं; 82 बिलियन टन से अधिक उत्पादन और उपभोग अपशिष्ट लैंडफिल और लैंडफिल में जमा हो गए हैं। उद्योग में कचरे के उपयोग और निष्प्रभावीकरण की औसत दर लगभग 43.3% है, ठोस घरेलू कचरे का लगभग पूरी तरह से प्रत्यक्ष निपटान किया जाता है।
रूस में अशांत भूमि का क्षेत्रफल वर्तमान में 1 मिलियन हेक्टेयर से अधिक है। इनमें से, कृषि का हिस्सा 10% है, अलौह धातुकर्म - 10, कोयला उद्योग- 9, तेल - 9, गैस - 7, पीट - 5, लौह धातु विज्ञान - 4%। 51 हजार हेक्टेयर पुनर्स्थापित भूमि के साथ, इतनी ही संख्या प्रतिवर्ष विक्षुब्ध की श्रेणी में चली जाती है।
संचय को लेकर अत्यंत प्रतिकूल स्थिति भी विकसित हो 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 तकनीकी प्रदूषण और बड़े पैमाने पर दुर्घटनाओं के जोखिम के बहुत उच्च स्तर को पूर्व निर्धारित करता है। -अत्यधिक विषैले पदार्थों का बड़े पैमाने पर उत्सर्जन।
कृषि योग्य मिट्टी पारा, आर्सेनिक, सीसा, बोरॉन, तांबा, टिन, बिस्मथ जैसे तत्वों से दूषित होती है, जो कीटनाशकों, बायोसाइड्स, पौधों के विकास उत्तेजक, संरचना निर्माणकर्ताओं के हिस्से के रूप में मिट्टी में प्रवेश करती हैं। गैर-पारंपरिक उर्वरकों से बनाया गया विभिन्न अपशिष्टइनमें अक्सर उच्च सांद्रता में 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, भारी धातुओं सहित कई अलग-अलग रसायन उर्वरकों के साथ मिट्टी में प्रवेश करते हैं। उत्तरार्द्ध फीडस्टॉक में विषाक्त अशुद्धियों की उपस्थिति, उत्पादन प्रौद्योगिकियों की अपूर्णता और उर्वरकों के उपयोग के कारण है। तो, खनिज उर्वरकों में कैडमियम की मात्रा कच्चे माल के प्रकार पर निर्भर करती है जिससे उर्वरक उत्पादित होते हैं: एपेटाइट में कोला प्रायद्वीपअल्जीरियाई फॉस्फोराइट्स में इसकी थोड़ी मात्रा (0.4-0.6 मिलीग्राम / किग्रा) है - 6 तक, और मोरक्को में - 30 मिलीग्राम / किग्रा से अधिक। 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.यु. ऐडिव एट अल. खनिज उर्वरकों (मिलीग्राम/किग्रा) में भारी धातुओं की सामग्री पर निम्नलिखित डेटा देता है: नाइट्रोजन - पीबी - 2-27; जेएन - 1-42; घन - 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 विशिष्ट चेरनोज़म पर शीतकालीन गेहूं मोनोकल्चर के लिए खनिज उर्वरकों के अनुप्रयोग के साथ। लंबी अवधि में, उनका योग महत्वपूर्ण मूल्यों तक पहुंच सकता है।
तकनीकी स्रोतों से वायुमंडल में छोड़ी गई धातुओं और उपधातुओं का परिदृश्य में वितरण प्रदूषण के स्रोत से दूरी पर निर्भर करता है। वातावरण की परिस्थितियाँ(हवाओं की ताकत और दिशा), इलाके, तकनीकी कारक (कचरे की स्थिति, जिस तरह से कचरा पर्यावरण में प्रवेश करता है, उद्यमों के पाइप 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 एयरोसोल प्रदूषण व्याप्त है। इस मामले में, सबसे बड़े एयरोसोल कण (>2 माइक्रोमीटर) प्रदूषण स्रोत के तत्काल आसपास (कई किलोमीटर के भीतर) गिरते हैं, जिससे प्रदूषकों की अधिकतम सांद्रता वाला क्षेत्र बनता है। प्रदूषण का पता दसियों किलोमीटर की दूरी पर लगाया जा सकता है। प्रदूषण क्षेत्र का आकार एवं 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 अंतःक्रिया प्रतिक्रियाओं के कारण एल्युमिनोसिलिकेट्स, गैर-सिलिकेट खनिजों, कार्बनिक पदार्थों से बंधे होते 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 मृदा के ठोस चरणों की सतह पर इन तत्वों की सांद्रता के कारण सोखना-शोषण, अवक्षेपण-विघटन, आयन विनिमय और जटिल यौगिकों के निर्माण की प्रतिक्रियाओं के कारण होता है। ये सभी यौगिक मिट्टी के घोल के साथ संतुलन में हैं और एक साथ विभिन्न रासायनिक तत्वों के मिट्टी के मोबाइल यौगिकों की एक प्रणाली का प्रतिनिधित्व करते हैं। अवशोषित तत्वों की मात्रा और मिट्टी द्वारा उनके अवधारण की शक्ति तत्वों के गुणों पर निर्भर करती है रासायनिक गुणमिट्टी. धातुओं और उपधातुओं के व्यवहार पर इन गुणों का प्रभाव सामान्य और दोनों प्रकार का होता है विशिष्ट लक्षण. अवशोषित तत्वों की सांद्रता बारीक बिखरे हुए मिट्टी के खनिजों और कार्बनिक पदार्थों की उपस्थिति से निर्धारित होती है। अम्लता में वृद्धि के साथ धातु यौगिकों की घुलनशीलता में वृद्धि होती है, लेकिन धातु यौगिकों की घुलनशीलता में एक सीमा होती है। प्रदूषकों के अवशोषण पर लोहे और एल्यूमीनियम के गैर-सिलिकेट यौगिकों का प्रभाव मिट्टी में एसिड-बेस स्थितियों पर निर्भर करता है।
फ्लशिंग शासन की शर्तों के तहत, धातुओं और मेटलॉइड्स की संभावित गतिशीलता का एहसास होता है, और उन्हें भूजल के द्वितीयक प्रदूषण के स्रोत होने के कारण मिट्टी प्रोफ़ाइल से बाहर निकाला जा सकता है।
भारी धातु यौगिक जो एरोसोल के बेहतरीन कणों (माइक्रोन और सबमाइक्रोन) का हिस्सा हैं, वायुमंडल की ऊपरी परतों में प्रवेश कर सकते हैं और हजारों किलोमीटर में मापी गई लंबी दूरी तक ले जाए जा सकते हैं, यानी, पदार्थों के वैश्विक परिवहन में भाग लेते हैं।
मौसम विज्ञान संश्लेषण केंद्र "वोस्तोक" के अनुसार, अन्य देशों में सीसा और कैडमियम के साथ रूस के क्षेत्र का प्रदूषण रूसी स्रोतों से प्रदूषकों के साथ इन देशों के प्रदूषण की तुलना में 10 गुना अधिक है, जो कि प्रभुत्व के कारण है पश्चिम-पूर्व स्थानांतरण वायुराशि. रूस के यूरोपीय क्षेत्र (ईटीपी) में सीसे का नुकसान सालाना होता है: यूक्रेन के स्रोतों से - लगभग 1100 टन, पोलैंड और बेलारूस से - 180-190, जर्मनी से - 130 टन से अधिक। कैडमियम का नुकसान यूक्रेन की वस्तुओं से ईटीपी सालाना 40 टन से अधिक है, पोलैंड - लगभग 9, बेलारूस - 7, जर्मनी - 5 टन से अधिक।
भारी धातुओं (टीएम) के साथ बढ़ता पर्यावरण प्रदूषण प्राकृतिक बायोकॉम्प्लेक्स और एग्रोकेनोज के लिए खतरा पैदा करता है। मिट्टी में जमा टीएम पौधों द्वारा निकाले जाते हैं और बढ़ती सांद्रता में ट्रॉफिक 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 पर निर्भर करता है और पर्यावरणीय स्थितिउन पर मिट्टी या वायु प्रदूषण का प्रभाव हावी है। इसलिए, पौधों में टीएम की सांद्रता मिट्टी में उनकी सामग्री से अधिक या कम हो सकती है। विशेष रूप से हवा से बहुत सारा सीसा (95% तक) पत्तेदार सब्जियों द्वारा अवशोषित कर लिया जाता है।
सड़क के किनारे के क्षेत्रों में, वाहन भारी धातुओं, विशेषकर सीसे के साथ मिट्टी को काफी प्रदूषित करते हैं। मिट्टी में इसकी सांद्रता 50 मिलीग्राम/किलोग्राम होने पर, इस मात्रा का लगभग दसवां हिस्सा शाकाहारी पौधों द्वारा जमा हो जाता है। साथ ही, पौधे सक्रिय रूप से जिंक को अवशोषित करते हैं, जिसकी मात्रा मिट्टी में इसकी मात्रा से कई गुना अधिक हो सकती है।
भारी धातुएँ मिट्टी के माइक्रोबायोटा की प्रचुरता, प्रजातियों की संरचना और महत्वपूर्ण गतिविधि को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती हैं। वे मिट्टी में विभिन्न पदार्थों के खनिजकरण और संश्लेषण की प्रक्रियाओं को रोकते हैं, मिट्टी के सूक्ष्मजीवों की श्वसन को दबाते हैं, एक माइक्रोबोस्टैटिक प्रभाव पैदा करते हैं, और एक उत्परिवर्तजन कारक के रूप में कार्य कर सकते हैं।
उच्च सांद्रता में अधिकांश भारी धातुएँ मिट्टी में एंजाइमों की गतिविधि को रोकती हैं: एमाइलेज़, डिहाइड्रोजनेज, यूरियाज़, इनवर्टेज़, कैटालेज़। इसके आधार पर, प्रसिद्ध LD50 संकेतक के समान सूचकांक प्रस्तावित हैं, जिसमें प्रदूषक सांद्रता को प्रभावी माना जाता है, जिससे एक निश्चित शारीरिक गतिविधि 50 या 25% कम हो जाती है, उदाहरण के लिए, मिट्टी द्वारा CO2 रिलीज में कमी - EcD50, डिहाइड्रोजनेज गतिविधि का निषेध - EC50, इनवर्टेज गतिविधि का 25% तक दमन, फेरिक आयरन कमी गतिविधि में कमी - EC50।
एस.वी. लेविन एट अल. निम्नलिखित को वास्तविक परिस्थितियों में भारी धातुओं के साथ मिट्टी के प्रदूषण के विभिन्न स्तरों के संकेतक संकेतों के रूप में प्रस्तावित किया गया था। स्वीकृत तरीकों का उपयोग करके भारी धातुओं की पृष्ठभूमि सांद्रता से अधिक करके प्रदूषण के निम्न स्तर को स्थापित किया जाना चाहिए। रासायनिक विश्लेषण. प्रदूषण का औसत स्तर सबसे स्पष्ट रूप से मिट्टी के आरंभिक माइक्रोबियल समुदाय के सदस्यों के पुनर्वितरण की अनुपस्थिति से प्रमाणित होता है, जिसमें प्रदूषण रहित मिट्टी के होमियोस्टैसिस क्षेत्र के आकार के अनुरूप दो बार एकाग्रता के बराबर प्रदूषक की अतिरिक्त खुराक होती है। अतिरिक्त संकेतक संकेतों के रूप में, मिट्टी में नाइट्रोजन निर्धारण की गतिविधि में कमी और इस प्रक्रिया की परिवर्तनशीलता, प्रजातियों की समृद्धि में कमी और मिट्टी के सूक्ष्मजीवों के परिसर की विविधता और विष के अनुपात में वृद्धि का उपयोग करना उचित है। -इसमें फॉर्म, एपिफाइटिक और पिगमेंटेड सूक्ष्मजीव बनाते हैं। प्रदूषण के उच्च स्तर को इंगित करने के लिए, प्रदूषण के प्रति 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 प्रतिरोधी सूक्ष्मजीवों के रूपों की उच्च जनसंख्या घनत्व में मिट्टी में पहचान हो सकती है।
सामान्य तौर पर, रूस में, मिट्टी में सभी निर्धारित टीएम की औसत सांद्रता 0.5 एमएसी (एमएसी) से अधिक नहीं होती है। हालाँकि, व्यक्तिगत तत्वों के लिए भिन्नता का गुणांक 69-93% की सीमा में है, और कैडमियम के लिए यह 100% से अधिक है। रेतीली और बलुई दोमट मिट्टी में सीसे की औसत मात्रा 6.75 मिलीग्राम/किलोग्राम है। तांबा, जस्ता, कैडमियम की मात्रा 0.5-1.0 एपीसी की सीमा में है। हर साल हर वर्ग मीटरमिट्टी की सतह लगभग 6 किलोग्राम रसायनों (सीसा, कैडमियम, आर्सेनिक, तांबा, जस्ता, आदि) को अवशोषित करती है। खतरे की डिग्री के अनुसार, टीएम को तीन वर्गों में विभाजित किया गया है, जिनमें से पहला अत्यधिक खतरनाक पदार्थों से संबंधित है। इसमें Pb, Zn, Cu, As, Se, F, Hg शामिल हैं। दूसरा मध्यम रूप से खतरनाक वर्ग B, Co, Ni, Mo, Cu, Cr का प्रतिनिधित्व करते हैं, और तीसरा (कम-खतरा) - Ba, V, W, Mn, Sr। टीएम की खतरनाक सांद्रता के बारे में जानकारी उनके मोबाइल रूपों (तालिका 4.11) के विश्लेषण से 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 सॉर्बेंट एमिलियोरेंट्स का उपयोग है। जिओलाइट्स कई भारी धातुओं के संबंध में 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। एक नियम के रूप में, मिट्टी में जिओलाइट्स की नगण्य मात्रा होती है, हालांकि, दुनिया के कई देशों में, प्राकृतिक जिओलाइट्स के भंडार व्यापक हैं, और मिट्टी के कृषि रसायन गुणों में सुधार के कारण मिट्टी के विषहरण के लिए उनका उपयोग आर्थिक रूप से सस्ता और पर्यावरणीय रूप से प्रभावी हो सकता है। .
सब्जियों की फसलों के लिए जिंक स्मेल्टर के पास दूषित चेरनोज़म पर पेगास्को जमा (अंश 0.3 मिमी) के ह्यूलैंडाइट की 35 और 50 ग्राम/किलोग्राम मिट्टी के उपयोग से जिंक और सीसा के मोबाइल रूपों की सामग्री कम हो गई, लेकिन साथ ही नाइट्रोजन और पौधों का आंशिक रूप से फास्फोरस-पोटेशियम पोषण खराब हो गया, जिससे उनकी उत्पादकता कम हो गई।
वी.एस. के अनुसार बेलौसोव, भारी धातुओं से दूषित मिट्टी में परिचय (पृष्ठभूमि से 10-100 गुना अधिक) 10-20 टन/हेक्टेयर खाडीज़ेनस्को जमा की जिओलाइट युक्त चट्टानें ( क्रास्नोडार क्षेत्र), जिसमें 27-35% जिओलाइट्स (स्टालबाइट, ह्यूलैंडाइट) शामिल हैं, ने पौधों में टीएम के संचय में कमी लाने में योगदान दिया: तांबा और जस्ता 5-14 गुना तक, 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 का अभाव है, जो उदाहरण के लिए, सीएसपी के बहुत उच्च अवशोषण के बावजूद, परीक्षण संस्कृतियों में सीसा सामग्री में अपेक्षाकृत कम कमी में व्यक्त किया गया है। सोखना प्रयोग, काफी अपेक्षित है और भारी धातुओं को जमा करने की क्षमता में पौधों की प्रजातियों के अंतर का परिणाम है।
सोडी-पोडज़ोलिक मिट्टी (मॉस्को क्षेत्र) पर वनस्पति प्रयोगों में, कृत्रिम रूप से 640 मिलीग्राम पीबी/किग्रा की मात्रा में सीसे से दूषित, जो अम्लीय मिट्टी के लिए एमपीसी के 10 गुना से मेल खाती है, सोकिर्निट्स्की जमा से जिओलाइट और संशोधित जिओलाइट का उपयोग किया जाता है। क्लिनो-फॉस", जिसमें मिट्टी के द्रव्यमान के 0.5% की खुराक में सक्रिय घटक, अमोनियम, पोटेशियम, मैग्नीशियम और फास्फोरस आयन होते हैं, का मिट्टी की कृषि रासायनिक विशेषताओं, पौधों की वृद्धि और विकास पर एक अलग प्रभाव पड़ता है। संशोधित जिओलाइट ने मिट्टी की अम्लता को कम कर दिया, पौधों के लिए उपलब्ध नाइट्रोजन और फास्फोरस की मात्रा में उल्लेखनीय वृद्धि की, अमोनीकरण की गतिविधि और सूक्ष्मजीवविज्ञानी प्रक्रियाओं की तीव्रता में वृद्धि की, लेट्यूस पौधों की सामान्य वनस्पति सुनिश्चित की, जबकि असंतृप्त जिओलाइट की शुरूआत प्रभावी नहीं थी।
मिट्टी की खाद बनाने के 30 और 90 दिनों के बाद असंतृप्त जिओलाइट और संशोधित जिओलाइट "क्लिनोफोस" ने भी सीसे के संबंध में अपने अवशोषण गुण नहीं दिखाए। शायद, जिओलाइट्स द्वारा सीसा सोखने की प्रक्रिया के लिए 90 दिन पर्याप्त नहीं हैं, जैसा कि वी.जी. के आंकड़ों से पता चलता है। मिनेवा एट अल. उनके परिचय के बाद दूसरे वर्ष में ही जिओलाइट्स के सोर्शन प्रभाव की अभिव्यक्ति के बारे में।
जब सेमिपालाटिंस्क इरतीश क्षेत्र की चेस्टनट मिट्टी में पेश किया गया, तो कुचल दिया गया उच्च डिग्रीजिओलाइट फैलाव, इसमें उच्च आयन-विनिमय गुणों के साथ 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 सीसे की मात्रा के बीच एक संबंध नोट किया गया - अधिकतम खुराक से सीसे का सबसे बड़ा अवशोषण हुआ। सोखने की प्रक्रिया पर जिओलाइट्स का प्रभाव इसके पीसने पर काफी हद तक निर्भर करता था। इस प्रकार, रेतीली दोमट मिट्टी में 2 मिमी पीसने वाले जिओलाइट्स की शुरूआत के साथ सीसा आयनों का सोखना औसतन 3.0 की वृद्धि हुई; 6.0 और 8.0%; मध्यम दोमट में - 5.0 तक; 8.0 और 11.0%; सोलोनेट्ज़िक मध्यम दोमट में - 2.0 से; क्रमशः 4.0 और 8.0%। 0.2 मिमी पीसने वाले जिओलाइट्स का उपयोग करते समय, अवशोषित सीसे की मात्रा में वृद्धि रेतीली दोमट मिट्टी में औसतन 17, 19 और 21%, मध्यम दोमट मिट्टी में 21, 23 और 26% और 21, 23 और 25% थी। , क्रमशः सोलोनेट्ज़िक और मध्यम दोमट मिट्टी में।
पूर्वाह्न। सेमिपालाटिंस्क इरतीश क्षेत्र की शाहबलूत मिट्टी पर अब्दुअज़िटोवा ने मिट्टी की पारिस्थितिक स्थिरता और सीसे के संबंध में उनकी अवशोषण क्षमता पर प्राकृतिक जिओलाइट्स के प्रभाव और इसकी फाइटोटॉक्सिसिटी में कमी के सकारात्मक परिणाम भी प्राप्त किए।
एम.एस. के अनुसार 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 कैलकेरियस हल्की दोमट मिट्टी में, इस तत्व का 47% रेत के अंश में पाया गया था। 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 से मिट्टी के तरल चरण में पीबी की मात्रा कम हो जाती 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 होने की अनुमति नहीं देता है ताकि धूल के साथ वायुमंडल में इसके हवा के निष्कासन को रोका जा सके।
प्राकृतिक जिओलाइट्स का उपयोग सोलोनेट्ज़िक मिट्टी के सुधार के लिए पर्यावरण के अनुकूल प्रौद्योगिकियों में किया जाता है, जब उन्हें फॉस्फोजिप्सम के साथ लगाया जाता है, तो मिट्टी में पानी में घुलनशील स्ट्रोंटियम की सामग्री 15-75% तक कम हो जाती है, और भारी धातुओं की सांद्रता भी कम हो जाती है। जौ, मक्का उगाने और फॉस्फोजिप्सम और क्लिनोप्टियोलाइट का मिश्रण लगाने से फॉस्फोजिप्सम 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 मिलाया गया। नियंत्रण में, पी-उर्वरक की कम खुराक पर पी अवशोषण की उच्च तीव्रता और कम फॉस्फेट बफरिंग क्षमता (РВС(р)) नोट की गई। NH- और Ca-जिओलाइट्स ने PBC (p) को कम कर दिया, और H2PO4 की तीव्रता पौधों 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। जिओलाइट अमेलियोरेंट्स खनिज पी के साथ पौधों के निषेचन में सामंजस्य स्थापित करते हैं, जबकि तथाकथित में उनके प्राकृतिक अवरोधों को सक्रिय करते हैं। Zn-अनुकूलन; परिणामस्वरूप, परीक्षण संयंत्रों में विषाक्त पदार्थों का संचय कम हो गया।
फल और बेरी फसलों की खेती में भारी धातुओं से युक्त सुरक्षात्मक तैयारी के साथ नियमित उपचार शामिल है। यह देखते हुए कि ये फसलें लंबे समय (दसियों वर्ष) तक एक ही स्थान पर उगती हैं, एक नियम के रूप में, भारी धातुएं बगीचों 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 भूरे जंगल की मिट्टी में, टीएम की कुल सामग्री क्षेत्रीय पृष्ठभूमि एकाग्रता से पीबी और नी के लिए 2 गुना, जेएन के लिए 3 गुना और सीयू के लिए 6 गुना से अधिक है।
काले करंट, रसभरी और आंवले के प्रदूषण को कम करने के लिए खोटीनेट्स जमा की जिओलाइट युक्त चट्टानों का उपयोग एक पर्यावरणीय और लागत प्रभावी उपाय है।
एल.आई. के कार्य में लियोन्टीवा ने निम्नलिखित विशेषता का खुलासा किया, जो हमारी राय में, बहुत महत्वपूर्ण है। लेखक ने पाया कि धूसर वन मिट्टी में पी और नी के मोबाइल रूपों की सामग्री में अधिकतम कमी 8 और 16 टन/हेक्टेयर की खुराक पर जिओलाइट युक्त चट्टान और 24 टन/जेएन और क्यूई की शुरूआत से सुनिश्चित होती है। हा, यानी, तत्व और शर्बत की मात्रा का एक विभेदित अनुपात देखा जाता है।
उत्पादन अपशिष्ट से उर्वरक संरचनाओं और मिट्टी के निर्माण के लिए विशेष नियंत्रण की आवश्यकता होती है, विशेष रूप से, भारी धातुओं की सामग्री का विनियमन। इसलिए यहां जिओलाइट्स का उपयोग माना जाता है प्रभावी तकनीक. उदाहरण के लिए, योजना के अनुसार पॉडज़ोलिज्ड चर्नोज़म 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/मीटर स्लैग; मिट्टी + 100 ग्राम/एम2 स्लैग + 100 ग्राम/एम2 जिओलाइट; मिट्टी + 100 ग्राम/एम2 जिओलाइट; मिट्टी + 200 ग्राम/एम2 जिओलाइट; मिट्टी+सीवेज कीचड़ 100 ग्राम/मीटर'+जिओलाइट 200 ग्राम/मीटर2; मिट्टी+तलछट 100 ग्राम/मीटर2, यह पाया गया कि एस्टर्स के विकास के लिए सबसे अच्छी मिट्टी सीवेज कीचड़ और जिओलाइट वाली मिट्टी थी।
जिओलाइट्स, सीवेज कीचड़ और स्लैग स्क्रीनिंग से मिट्टी बनाने के बाद के प्रभाव का आकलन करते हुए, सीसा, कैडमियम, क्रोमियम, जस्ता और तांबे की एकाग्रता पर उनका प्रभाव निर्धारित किया गया था। 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% तक कम हो गई। जिओलाइट ने सीसे को धीमी गति से चलने वाले रूपों में स्थिर करने का सबसे बड़ा प्रभाव डाला, जिससे पीबी के मोबाइल रूपों की सांद्रता 8.3% तक कम हो गई। सीवेज कीचड़ और जिओलाइट की संयुक्त क्रिया से, स्लैग का उपयोग करते समय, मोबाइल लेड की मात्रा 4.2% कम हो गई। 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 इसका संयोजन काफी हद तक प्रकट हुआ। सीवेज कीचड़ के कार्बनिक पदार्थ ने निकल और मैंगनीज की गतिशीलता में वृद्धि में योगदान दिया।
ल्युबेर्त्सी वातन स्टेशन से रेतीली दोमट सोडी पॉडज़ोलिक मिट्टी में सीवेज कीचड़ की शुरूआत के परिणामस्वरूप टीएम के साथ उनका संदूषण हुआ। मोबाइल यौगिकों के लिए ओसीबी से प्रदूषित मिट्टी में टीएम का संचय गुणांक कुल सामग्री की तुलना में 3-10 गुना अधिक था, गैर-दूषित मिट्टी की तुलना में, जो कि वर्षा और पौधों के लिए उनकी उपलब्धता के साथ शुरू हुई टीएम की एक उच्च गतिविधि का संकेत देता है। टीएम की गतिशीलता में अधिकतम कमी (प्रारंभिक स्तर का 20-25% तक) पीट-खाद मिश्रण जोड़ते समय नोट की गई थी, जो कार्बनिक पदार्थों के साथ टीएम के मजबूत परिसरों के गठन के कारण है। लौह अयस्कसुधारक के रूप में सबसे कम प्रभावी, मोबाइल धातु यौगिकों की सामग्री में 5-10% की कमी आई। एक सुधारक के रूप में अपनी कार्रवाई में जिओलाइट ने एक मध्यवर्ती स्थान पर कब्जा कर लिया। प्रयोगों में उपयोग किए गए सुधारकों ने Cd, Zn, Cu और Cr की गतिशीलता को औसतन 10-20% तक कम कर दिया। इस प्रकार, जब मिट्टी में टीएम की मात्रा एमपीसी के करीब थी या स्वीकार्य सांद्रता से 10-20% से अधिक नहीं थी, तो सुधारकों का उपयोग प्रभावी था। दूषित मिट्टी में सुधारकों की शुरूआत से पौधों में उनका प्रवेश 15-20% तक कम हो गया।
पश्चिमी ट्रांसबाइकलिया की जलोढ़ सोडी मिट्टी, अमोनियम-एसीटेट अर्क में निर्धारित सूक्ष्म तत्वों के मोबाइल रूपों की उपलब्धता की डिग्री के अनुसार, मैंगनीज में उच्च समृद्ध, जस्ता और तांबे में मध्यम-समृद्ध और कोबाल्ट में बहुत समृद्ध है। उन्हें सूक्ष्म उर्वरकों के उपयोग की आवश्यकता नहीं है, इसलिए सीवेज कीचड़ की शुरूआत से जहरीले तत्वों के साथ मिट्टी दूषित हो सकती 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), मायक्सोप-तालिंस्की जमा (एमटी) के मोर्डेनाइट युक्त टफ और खनिज उर्वरकों के प्रभाव का अध्ययन किया गया था। अध्ययन निम्नलिखित योजना के अनुसार 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) पृष्ठभूमि+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/हेक्टेयर + एमटी 5 टन/हेक्टेयर। खनिज उर्वरकों को सालाना, ओएसवी, एमटी 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:

जहाँ C प्रायोगिक संस्करण में तत्व की सांद्रता है, Cf नियंत्रण में तत्व की सांद्रता है;

Zc = ΣKc - (n-1),

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

मिट्टी की परत 0-20 सेमी (तालिका 4.12) के भारी धातुओं के साथ कुल संदूषण के संकेतक के मूल्य के अनुसार, उर्वरकों के प्रकार निम्नलिखित क्रमबद्ध पंक्ति में स्थित हैं (कोष्ठक में - Zc मान): OCB + NPK (3.52) ) → ओएसवी (2.68) - एनपीके (1.84) → 10सीबी + एमटी + एनपीके (1.66-1.64) → ओएसवी + एमटी, संस्करण। 8 (1.52) → ओएसवी+एमटी संस्करण। 7 (1.40) → एमटी+एनपीके (1.12)। जब उर्वरकों को मिट्टी में लगाया गया तो भारी धातुओं के साथ कुल मिट्टी संदूषण का स्तर आम तौर पर नियंत्रण (Zc) की तुलना में 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. किरीचेवा और आई.वी. ग्लेज़ुनोवा ने निर्मित सॉर्बेंट अमेलियोरेंट्स की घटक संरचना के लिए निम्नलिखित बुनियादी आवश्यकताओं को तैयार किया: संरचना की उच्च अवशोषण क्षमता, संरचना में कार्बनिक और खनिज घटकों की एक साथ उपस्थिति, शारीरिक तटस्थता (पीएच 6.0-7.5), संरचना की सोखने की क्षमता टीएम के मोबाइल रूप, उन्हें स्थिर आकार में परिवर्तित करना, संरचना की जलसंचय 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 अपशिष्ट की मात्रा, शर्बत की विनिर्माण क्षमता, हानिरहितता और पर्यावरणीय तटस्थता।
प्राकृतिक उत्पत्ति के शर्बत की 20 रचनाओं में से, लेखकों ने सबसे प्रभावी की पहचान की, जिसमें 65% सैप्रोपेल, 25% जिओलाइट और 10% एल्यूमिना शामिल है। इस शर्बत-एमेलियोरेंट का पेटेंट कराया गया और इसका नाम "सोरबेक्स" (आरएफ पेटेंट संख्या 2049107 "मिट्टी सुधार के लिए संरचना") रखा गया।
जब इसे मिट्टी में पेश किया जाता है तो सॉर्बेंट एमिलियोरेंट की क्रिया का तंत्र बहुत जटिल होता है और इसमें विभिन्न भौतिक-रासायनिक प्रकृति की प्रक्रियाएं शामिल होती हैं: रसायन अवशोषण (थोड़े घुलनशील टीएम यौगिकों के निर्माण के साथ अवशोषण); यांत्रिक अवशोषण (बड़े अणुओं का आयतन अवशोषण) और आयन-विनिमय प्रक्रियाएं (मिट्टी-अवशोषित परिसर (एसपीसी) में टीएम आयनों का गैर विषैले आयनों द्वारा प्रतिस्थापन)। "सोरबेक्स" की उच्च अवशोषण क्षमता कटियन विनिमय क्षमता के विनियमित मूल्य, संरचना की सुंदरता (बड़ी विशिष्ट सतह, 160 एम 2 तक) के साथ-साथ पीएच सूचकांक पर स्थिर प्रभाव के आधार पर होती है। सबसे खतरनाक प्रदूषकों के अवशोषण को रोकने के लिए प्रदूषण की प्रकृति और पर्यावरण की प्रतिक्रिया।
सॉर्बेंट में मिट्टी की नमी की उपस्थिति में, एल्यूमीनियम सल्फेट और ह्यूमिक पदार्थों का आंशिक पृथक्करण और हाइड्रोलिसिस होता है जो सैप्रोपेल के कार्बनिक पदार्थ का हिस्सा होते हैं। इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण: A12(SO4)3⇔2A13++3SO4v2-; A13++H2O = AlOH2+ = OH; (आर* -सीओओ)2 सीए ⇔ आर - सीओओ- + आर - सीओओएस + (आर - ह्यूमिक पदार्थों का एलिफैटिक रेडिकल); आर - सीओओ + एच2ओ ⇔ आर - सीओओएच + ओएच0। हाइड्रोलिसिस के परिणामस्वरूप प्राप्त धनायन प्रदूषकों के आयनिक रूपों के शर्बत हैं, उदाहरण के लिए, आर्सेनिक (वी), जो अघुलनशील लवण या स्थिर ऑर्गेनो-खनिज यौगिक बनाते हैं: Al3+ - AsO4c3- = AlAsO4; 3R-COOCa++AsO4c3- = (R-COOCa)3 AsO4.
टीएम की विशेषता वाले अधिक सामान्य धनायनित रूप ह्यूमिक पदार्थों के पॉलीफेनोलिक समूहों के साथ मजबूत केलेट कॉम्प्लेक्स बनाते हैं या कार्बोक्सिल, फेनोलिक हाइड्रॉक्सिल के पृथक्करण के दौरान गठित आयनों द्वारा अवशोषित होते हैं - प्रस्तुत प्रतिक्रियाओं के अनुसार सैप्रोपेल ह्यूमिक पदार्थों के कार्यात्मक समूह: 2आर - सीओओ + Pb2+ = (R - COO)2 Pb; 2Ar - O+ Cu2+ = (Ar - O) 2Cu (ह्यूमिक पदार्थों का Ar सुगंधित मूलक)। चूंकि सैप्रोपेल का कार्बनिक पदार्थ पानी में अघुलनशील होता है, इसलिए टीएम स्थिर ऑर्गेनोमिनरल कॉम्प्लेक्स के रूप में स्थिर रूपों में बदल जाते हैं। सल्फेट आयन धनायन, मुख्य रूप से बेरियम या लेड को अवक्षेपित करते हैं: 2Pb2+ + 3SO4v2- = Pb3(SO4)2।
सभी डी- और त्रिसंयोजक टीएम धनायनों को सैप्रोपेल ह्यूमिक पदार्थों के आयनिक कॉम्प्लेक्स पर सोख लिया जाता है, और सल्फेट-गैर सीसा और बेरियम आयनों को स्थिर कर देता है। पॉलीवलेंट टीएम संदूषण के साथ, धनायनों के बीच प्रतिस्पर्धा होती है और उच्च इलेक्ट्रोड क्षमता वाले धनायन मुख्य रूप से धातु वोल्टेज की विद्युत रासायनिक श्रृंखला के अनुसार सोख लिए जाते हैं, इसलिए कैडमियम धनायनों का अवशोषण निकल, तांबा, सीसा और कोबाल्ट की उपस्थिति से बाधित होगा। समाधान में आयन.
"सोरबेक्स" की यांत्रिक अवशोषण क्षमता बारीक फैलाव और एक महत्वपूर्ण विशिष्ट सतह क्षेत्र द्वारा प्रदान की जाती है। बड़े अणुओं वाले प्रदूषक, जैसे कीटनाशक, तेल अपशिष्ट, आदि, यंत्रवत् सोर्शन ट्रैप में रखे जाते हैं।
सबसे अच्छा परिणाम तब प्राप्त हुआ जब सॉर्बेंट 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; Zn - 1.9 में; पी - 2.4 में; फ़े - 4.4 में; एमएन - 5 बार.
कुल मृदा प्रदूषण के आधार पर, पादप उत्पादों में टीएम के प्रवेश पर "सोरबेक्स" के प्रभाव का आकलन करने के लिए, ए.वी. इलिंस्की ने वानस्पतिक और क्षेत्रीय प्रयोग किए। एक वनस्पति प्रयोग में, हमने योजना (तालिका 4.13) के अनुसार Zn, Cu, Pb और Cd के साथ पॉडज़ोलिज्ड चर्नोज़म के संदूषण के विभिन्न स्तरों पर फाइटोमास में जई की सामग्री पर "सोरबेक्स" के प्रभाव का अध्ययन किया।

मिट्टी को रासायनिक रूप से शुद्ध पानी में घुलनशील नमक मिलाकर और अच्छी तरह मिश्रित करके दूषित किया गया, फिर 7 दिनों के लिए उजागर किया गया। टीएम लवण की खुराक की गणना पृष्ठभूमि सांद्रता को ध्यान में रखकर की गई थी। प्रयोग में 364 सेमी2 क्षेत्रफल वाले वनस्पति बर्तनों का उपयोग किया गया, प्रत्येक बर्तन में 7 किलोग्राम मिट्टी का द्रव्यमान था।
मिट्टी में निम्नलिखित एग्रोकेमिकल संकेतक थे पीएचकेसीएल = 5.1, ह्यूमस - 5.7% (ट्यूरिन के अनुसार), फॉस्फोरस - 23.5 मिलीग्राम/100 ग्राम और पोटेशियम 19.2 मिलीग्राम/100 ग्राम (किरसानोव के अनुसार)। मोबाइल की पृष्ठभूमि सामग्री (1M HNO3) Zn, Cu, Pb, Cd के रूप - 4.37; 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 सिंचाई की जाती रही।
अत्यधिक खतरनाक प्रदूषण के साथ "सोरबेक्स" की शुरूआत के बिना वेरिएंट में ओट फाइटोमास (छवि 4.10) की उपज 2 गुना से अधिक कम हो जाती है। 3.3 किग्रा/मीटर की दर से "सोरबेक्स" के उपयोग ने नियंत्रण की तुलना में फाइटोमास में 2 या अधिक गुना वृद्धि में योगदान दिया (चित्र 4.10), साथ ही Cu, Zn की खपत में उल्लेखनीय कमी आई। , पौधों द्वारा पी.बी. इसी समय, जई के फाइटोमास (तालिका 4.14) में सीडी की सामग्री में मामूली वृद्धि हुई, जो सोखने के तंत्र के बारे में सैद्धांतिक धारणाओं से मेल खाती है।

इस प्रकार, दूषित मिट्टी में शर्बत सुधारकों की शुरूआत से न केवल पौधों में भारी धातुओं के प्रवेश को कम करना संभव हो जाता है, बल्कि अपमानित चेरनोज़ेम के कृषि रासायनिक गुणों में सुधार होता है, बल्कि कृषि फसलों की उत्पादकता में भी वृद्धि होती 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, ठोस प्रबंधन मिट्टी की गुणवत्ता की कुंजी है। तकनीकी नोट्स की यह श्रृंखला मिट्टी के क्षरण का कारण बनने वाली मानवीय गतिविधियों के साथ-साथ शहरी मिट्टी की रक्षा करने वाली प्रबंधन प्रथाओं पर भी गौर करती है। यह तकनीकी नोट भारी धातुओं से मिट्टी के संदूषण पर केंद्रित है

मिट्टी में धातुएँ

सिंथेटिक पदार्थों (जैसे कीटनाशक, पेंट, औद्योगिक अपशिष्ट, घरेलू और औद्योगिक जल) के निष्कर्षण, उत्पादन और उपयोग के परिणामस्वरूप शहरी और कृषि भूमि में भारी धातु संदूषण हो सकता है। भारी धातुएँ भी प्राकृतिक रूप से पाई जाती हैं, लेकिन विषैली मात्रा में बहुत कम होती हैं। संभावित मिट्टी संदूषण पुराने लैंडफिल (विशेष रूप से औद्योगिक कचरे के लिए उपयोग किए जाने वाले) में हो सकता है, पुराने बगीचों में जहां सक्रिय घटक के रूप में आर्सेनिक युक्त कीटनाशकों का उपयोग किया जाता है, उन खेतों में जिनका उपयोग अतीत में सीवेज या नगरपालिका कीचड़ के लिए किया गया है, डंप में या उसके आसपास और टेलिंग्स, औद्योगिक क्षेत्र जहां औद्योगिक सुविधाओं के निचले क्षेत्रों में रसायनों को जमीन पर फेंक दिया गया होगा।

मिट्टी में भारी धातुओं का अत्यधिक संचय मनुष्यों और जानवरों के लिए विषाक्त है। भोजन के साथ-साथ भारी धातुओं का संचय आम तौर पर क्रोनिक (लंबे समय तक एक्सपोज़र) 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 - गुर्दे, यकृत और जठरांत्र संबंधी मार्ग को प्रभावित करता है।
3. आर्सेनिक - त्वचा रोग, गुर्दे और केंद्रीय तंत्रिका तंत्र को प्रभावित करता है।

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

दूषित मिट्टी के उपचार के पारंपरिक तरीके

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

1. मिट्टी के pH को 6.5 या उससे अधिक तक बढ़ाना। धनायनित धातुएँ निम्न पीएच स्तर पर अधिक घुलनशील होती हैं, इसलिए पीएच 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 होती है। pH बढ़ाने से ऋणायनी 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 देगी, जिससे वे कम घुलनशील और उपलब्ध हो जाएंगी। क्रोमियम के लिए विपरीत देखा जाएगा, जो अपने ऑक्सीकृत रूप में अधिक आसानी से उपलब्ध है। कार्बनिक पदार्थ की गतिविधि क्रोमियम की उपलब्धता को कम करने में प्रभावी है।
3. . फॉस्फेट का उपयोग. फॉस्फेट अनुप्रयोगों से धनायनित धातुओं की उपलब्धता कम हो सकती है लेकिन आर्सेनिक जैसे आयनिक यौगिकों पर इसका विपरीत प्रभाव पड़ता है। फॉस्फेट का प्रयोग सोच-समझकर करना चाहिए क्योंकि मिट्टी में फॉस्फोरस का उच्च स्तर जल प्रदूषण का कारण बन 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 धातुएँ ले जाते हैं। श्रृंखला में खाद्य संदूषण का सबसे बड़ा जोखिम पत्तेदार सब्जियाँ (सलाद या पालक) है। दूसरा खतरा इन पौधों को पशुओं द्वारा खाना है।

पर्यावरण उपचार संयंत्र

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

धातु-दूषित मिट्टी के प्रसंस्करण के लिए पौधे

पौधों का उपयोग मिट्टी और पानी से धातुओं को स्थिर करने और हटाने के लिए किया गया है। तीन तंत्रों का उपयोग किया जाता है: फाइटोएक्सट्रैक्शन, राइजोफिल्ट्रेशन और फाइटोस्टेबिलाइजेशन।

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

राइजोफिल्ट्रेशन पौधों की जड़ों पर सोखना या पौधे की जड़ों द्वारा संदूषकों का अवशोषण है जो जड़ क्षेत्र (राइजोस्फीयर) के आसपास के घोल में होते हैं।

राइजोफिल्ट्रेशन का उपयोग भूजल को कीटाणुरहित करने के लिए किया जाता है। ग्रीनहाउस में उगाए गए पौधे. प्रदूषित जल का उपयोग पौधों को पर्यावरण के अनुकूल बनाने के लिए किया जाता है। फिर, इन पौधों को प्रदूषित भूजल के स्थान पर लगाया जाता है, जहाँ जड़ें पानी और प्रदूषकों को फ़िल्टर करती हैं। एक बार जब 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 जाता था (ईपीए, 1998)

फाइटोस्टेबिलाइजेशन 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 अधिशोषित होती हैं, या राइजोस्फियर में जमा होती हैं। इसके अलावा, इन पौधों का उपयोग पुनर्वनस्पति 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। फाइटोस्टेबिलाइजेशन 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।

फाइटोएक्सट्रैक्शन

फाइटोएक्सट्रैक्शन धातु-दूषित मिट्टी में पौधे उगाने की प्रक्रिया है। जड़ें धातुओं को पौधों के ऊपरी हिस्सों तक पहुंचाती हैं, जिसके बाद इन पौधों को काटा जाता है और धातुओं को रीसायकल करने के लिए जला दिया जाता है या खाद बना दिया 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 गए हैं, तो राख को लैंडफिल में फेंक दिया जाना चाहिए।

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

निकल, जस्ता, तांबा जैसी धातुओं के लिए फाइटोएक्सट्रैक्शन आसान है, क्योंकि इन धातुओं को 400 हाइपरएक्युमुलेटर पौधों में से अधिकांश द्वारा पसंद किया जाता है। जीनस थ्लास्पी (पेनीक्रेस) के कुछ पौधों के ऊतकों में लगभग 3% जिंक पाया जाता है। धातु की उच्च सांद्रता के कारण इन पौधों का उपयोग अयस्क के रूप में किया जा सकता है (ब्रैडी और वेइल, 1999)।

सभी धातुओं में से, सीसा सबसे आम मिट्टी संदूषक है (ईपीए, 1993)। दुर्भाग्य से, पौधे प्राकृतिक परिस्थितियों में सीसा जमा नहीं करते हैं। EDTA (एथिलीनडायमिनेटेट्राएसिटिक एसिड) जैसे चेलेटर्स को मिट्टी में मिलाया जाना चाहिए। EDTA पौधों को सीसा निकालने की अनुमति देता है। सीसा निष्कर्षण के लिए उपयोग किया जाने वाला सबसे आम पौधा भारतीय सरसों (ब्रैसिसा जंसिया) है। फाइटोटेक (एक निजी अनुसंधान कंपनी) ने बताया कि उन्होंने न्यू जर्सी में भारतीय सरसों के साथ उद्योग मानक 1 से 2 के तहत वृक्षारोपण को मंजूरी दे दी है (वांतानाबे, 1997)।

पौधे मध्यम से दीर्घकालिक परियोजनाओं में 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 (एम3) के बीच हो सकती है, जबकि दूषित सामग्रियों को हटाने की लागत $30.00 से $300/एम3 हो सकती है। इसकी तुलना में, फाइटोएक्सट्रैक्शन की लागत $0.05/एम3 हो सकती है (वातानाबे, 1997)।

भविष्य की संभावनाओं

छोटे और बड़े पैमाने के अनुप्रयोगों पर शोध की प्रक्रिया में फाइटोरेमीडिएशन का अध्ययन किया गया है। फाइटोरेमीडिएशन व्यावसायीकरण के दायरे में जा सकता है (वातानाबे, 1997)। 2005 तक फाइटोरेमीडिएशन बाजार 214 डॉलर से 370 मिलियन डॉलर तक पहुंचने का अनुमान है (पर्यावरण विज्ञान और प्रौद्योगिकी, 1998)। फाइटोरेमीडिएशन की वर्तमान दक्षता को देखते हुए, यह बड़े क्षेत्रों की सफाई के लिए सबसे उपयुक्त है जहां संदूषक कम से मध्यम सांद्रता में मौजूद हैं। फाइटोरेमेडिएशन के पूर्ण व्यावसायीकरण से पहले, यह सुनिश्चित करने के लिए और अधिक शोध की आवश्यकता है कि फाइटोरेमेडिएशन के लिए उपयोग किए जाने वाले पौधों के ऊतकों का पर्यावरण, वन्यजीवन या मनुष्यों पर कोई प्रतिकूल प्रभाव नहीं पड़ता है (ईपीए, 1998)। अधिक बायोमास का उत्पादन करने वाले अधिक कुशल बायोकेमुलेटर खोजने के लिए भी अनुसंधान की आवश्यकता है। पौधों के बायोमास से धातुओं को व्यावसायिक रूप से निकालने की आवश्यकता है ताकि उन्हें पुनर्चक्रित किया जा सके। फाइटोरेमीडिएशन मिट्टी से भारी धातुओं को हटाने के पारंपरिक तरीकों की तुलना में धीमा है, लेकिन बहुत कम महंगा है। मृदा प्रदूषण की रोकथाम विनाशकारी परिणामों के निवारण की तुलना में बहुत सस्ता है।

प्रयुक्त साहित्य की सूची

1 बेकर, ए.जे.एम., और आर.आर. ब्रुक्स. 1989. स्थलीय पौधे जो धात्विक तत्वों को अतिसंचयित करते हैं - उनके वितरण, पारिस्थितिकी और फाइटोकैमिस्ट्री की समीक्षा। बायोरिकवरी 1:81:126.
2. ब्रैडी, एन.सी., और आर.आर. वेइल. 1999. मिट्टी की प्रकृति और गुण। 12वां संस्करण. शागिर्द कक्ष। अपर सैडल नदी, एनजे।
3. पर्यावरण विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी। 1998 फाइटोरेमेडिएशन; पूर्वानुमान. पर्यावरण विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी. वॉल्यूम. 32, अंक 17, पृ.399ए.
4. मैकग्राथ, एस.पी. 1998. मृदा उपचार के लिए फाइटोएक्सट्रैक्शन। पी। 261-287. आर. ब्रूक्स (सं.) में वे पौधे जो भारी धातुओं को अत्यधिक जमा करते हैं, फाइटोरेमेडिएशन, माइक्रोबायोलॉजी, पुरातत्व, खनिज अन्वेषण और फाइटोमाइनिंग में उनकी भूमिका। सीएबी इंटरनेशनल, न्यूयॉर्क, एनवाई।
5. फाइटोटेक. 2000. फाइटोरेमीडिएशन तकनीक।