सीसे से मिट्टी का संदूषण अपने चरम पर है। भारी धातुएँ सबसे खतरनाक तत्व हैं जो मिट्टी को प्रदूषित कर सकते हैं

सुरमा

कुछ अयस्कों में मौजूद है।

यह विभिन्न औद्योगिक क्षेत्रों में उपयोग की जाने वाली मिश्र धातुओं का हिस्सा है।

इसकी अधिकता से खाने संबंधी गंभीर विकार उत्पन्न हो जाते हैं।

हरताल

आर्सेनिक के साथ मिट्टी के प्रदूषण का मुख्य स्रोत कृषि पौधों के कीटों को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले पदार्थ हैं, उदाहरण के लिए, शाकनाशी और कीटनाशक। आर्सेनिक एक जमा होने वाला जहर है जो जीर्ण रोग का कारण बनता है। इसके यौगिक तंत्रिका तंत्र, मस्तिष्क और त्वचा के रोगों को भड़काते हैं।

मैंगनीज

मिट्टी और पौधों में इस तत्व की उच्च मात्रा देखी जाती है।

जब अतिरिक्त मैंगनीज मिट्टी में प्रवेश करता है, तो यह तुरंत एक खतरनाक अतिरिक्त बनाता है। इसका प्रभाव मानव शरीर पर तंत्रिका तंत्र के विनाश के रूप में पड़ता है।

अन्य भारी तत्वों की अधिकता भी कम खतरनाक नहीं है।

उपरोक्त से, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि मिट्टी में भारी धातुओं का संचय मानव स्वास्थ्य और समग्र रूप से पर्यावरण के लिए गंभीर परिणाम देता है।

भारी धातुओं से मृदा संदूषण से निपटने की बुनियादी विधियाँ

भारी धातुओं से मिट्टी के प्रदूषण से निपटने के तरीके भौतिक, रासायनिक और जैविक हो सकते हैं। उनमें से निम्नलिखित विधियाँ हैं:

• मिट्टी की अम्लता में वृद्धि की संभावना बढ़ जाती है। इसलिए, कार्बनिक पदार्थ और मिट्टी और चूना मिलाने से प्रदूषण के खिलाफ लड़ाई में कुछ हद तक मदद मिलती है।
• बीज बोने, घास काटने और कुछ पौधों, जैसे तिपतिया घास, को मिट्टी की सतह से हटाने से मिट्टी में भारी धातुओं की सांद्रता काफी कम हो जाती है। इसके अलावा, यह विधि पूरी तरह से पर्यावरण के अनुकूल है।
• भूजल का विषहरण, उसकी पम्पिंग और शुद्धिकरण।
• भारी धातुओं के घुलनशील रूप के प्रवासन की भविष्यवाणी और उन्मूलन।
• कुछ विशेष रूप से गंभीर मामलों में, मिट्टी की परत को पूरी तरह से हटाना और इसे एक नई परत से बदलना आवश्यक है।

सूचीबद्ध सभी धातुओं में सबसे खतरनाक सीसा है। इसमें मानव शरीर पर जमा होने और हमला करने की क्षमता होती है। यदि पारा एक बार या कई बार मानव शरीर में प्रवेश करता है तो यह खतरनाक नहीं होता है; केवल पारा वाष्प विशेष रूप से खतरनाक होता है। मेरा मानना ​​है कि औद्योगिक उद्यमों को अधिक उन्नत उत्पादन तकनीकों का उपयोग करना चाहिए जो सभी जीवित चीजों के लिए इतनी विनाशकारी न हों। सिर्फ एक व्यक्ति को नहीं, बल्कि जनता को सोचना चाहिए, तभी हम अच्छे नतीजे पर पहुंचेंगे।

शिक्षा के लिए संघीय एजेंसी राज्य शैक्षिक संस्थान

उच्च व्यावसायिक शिक्षा "वोरोनिश राज्य विश्वविद्यालय"

भारी धातुओं से मृदा प्रदूषण। दूषित मिट्टी के नियंत्रण और नियमन के तरीके

विश्वविद्यालयों के लिए शैक्षिक और कार्यप्रणाली मैनुअल

संकलनकर्ता: एच.ए. जुवेलिक्यान, डी.आई. शचेग्लोव, एन.एस. गोर्बुनोवा

वोरोनिश राज्य विश्वविद्यालय का प्रकाशन और मुद्रण केंद्र

4 जुलाई 2009 को जीवविज्ञान और मृदा विज्ञान संकाय की वैज्ञानिक और पद्धति परिषद द्वारा अनुमोदित, प्रोटोकॉल संख्या 10

समीक्षक डॉ. बायोल. विज्ञान, प्रो. एल.ए. याब्लोनसिख

शैक्षिक और कार्यप्रणाली मैनुअल मृदा विज्ञान और भूमि संसाधन प्रबंधन विभाग, जीवविज्ञान और मृदा विज्ञान संकाय, वोरोनिश राज्य विश्वविद्यालय में तैयार किया गया था।

विशेषज्ञता के लिए 020701 - मृदा विज्ञान

प्रदूषण के बारे में सामान्य जानकारी

प्रदूषण- ये मानवजनित मूल के पदार्थ हैं जो अपने सेवन के प्राकृतिक स्तर से अधिक मात्रा में पर्यावरण में प्रवेश करते हैं। मिट्टी का प्रदूषण- एक प्रकार का मानवजनित क्षरण जिसमें मानवजनित प्रभाव के अधीन मिट्टी में रसायनों की सामग्री प्राकृतिक क्षेत्रीय पृष्ठभूमि स्तर से अधिक हो जाती है। मानवजनित स्रोतों से आने के कारण मानव पर्यावरण में कुछ रसायनों की सामग्री (प्राकृतिक स्तर की तुलना में) से अधिक होना एक पर्यावरणीय खतरा पैदा करता है।

आर्थिक गतिविधियों में रसायनों का मानव उपयोग और पर्यावरण में मानवजनित परिवर्तनों के चक्र में उनकी भागीदारी लगातार बढ़ रही है। रासायनिक तत्वों के निष्कर्षण और उपयोग की तीव्रता की एक विशेषता टेक्नोफिलिसिटी है - लिथोस्फीयर में इसके क्लार्क के लिए टन में किसी तत्व के वार्षिक निष्कर्षण या उत्पादन का अनुपात (ए.आई. पेरेलमैन, 1999)। उच्च टेक्नोफिलिसिटी उन तत्वों की विशेषता है जो मनुष्यों द्वारा सबसे अधिक सक्रिय रूप से उपयोग किए जाते हैं, विशेष रूप से वे जिनका स्थलमंडल में प्राकृतिक स्तर कम है। उच्च स्तर की टेक्नोफाइल Bi, Hg, Sb, Pb, Cu, Se, Ag, As, Mo, Sn, Cr, Zn जैसी धातुओं की विशेषता है, जिनकी मांग विभिन्न प्रकार के उत्पादन में बहुत अधिक है। जब चट्टानों में इन तत्वों की सामग्री कम (10-2-10-6%) होती है, तो उनका निष्कर्षण महत्वपूर्ण होता है। इससे पृथ्वी की गहराइयों से भारी मात्रा में इन तत्वों वाले अयस्कों का निष्कर्षण होता है, और पर्यावरण में उनका बाद में वैश्विक फैलाव होता है।

टेक्नोफाइल के अलावा, टेक्नोजेनेसिस की अन्य मात्रात्मक विशेषताएं प्रस्तावित की गई हैं। इस प्रकार, किसी तत्व की टेक्नोफिलिसिटी और उसकी बायोफिलिसिटी का अनुपात (बायोफिलिसिटी जीवित पदार्थ में रासायनिक तत्वों की क्लार्क सांद्रता है) एम.ए. ग्लेज़ोव्स्काया नाम दिया गया टेक्नोजेनेसिस तत्वों की विनाशकारी गतिविधि. टेक्नोजेनेसिस तत्वों की विनाशकारी गतिविधि जीवित जीवों के लिए तत्वों के खतरे की डिग्री को दर्शाती है। ग्रह पर उनके वैश्विक चक्रों में रासायनिक तत्वों की मानवजनित भागीदारी की एक और मात्रात्मक विशेषता है लामबंदी कारकया तकनीकी संवर्धन कारक, जिसकी गणना किसी रासायनिक तत्व के तकनीकी प्रवाह और उसके प्राकृतिक प्रवाह के अनुपात के रूप में की जाती है। टेक्नोजेनिक संवर्धन कारक का स्तर, साथ ही तत्वों की टेक्नोफिलिसिटी, न केवल स्थलमंडल से स्थलीय प्राकृतिक वातावरण में उनकी गतिशीलता का संकेतक है, बल्कि पर्यावरण में औद्योगिक कचरे के साथ रासायनिक तत्वों के उत्सर्जन के स्तर का भी प्रतिबिंब है। .

तकनीकी विसंगतियों की अवधारणा

भू-रासायनिक विसंगति- पृथ्वी की पपड़ी (या पृथ्वी की सतह) का एक खंड, जो पृष्ठभूमि मूल्यों की तुलना में किसी भी रासायनिक तत्व या उनके यौगिकों की उल्लेखनीय रूप से बढ़ी हुई सांद्रता और प्राकृतिक रूप से खनिजों के संचय के सापेक्ष स्थित है। पर्यावरण की स्थिति का आकलन करने में मानव निर्मित विसंगतियों की पहचान सबसे महत्वपूर्ण पारिस्थितिक और भू-रासायनिक कार्यों में से एक है। तकनीकी स्रोतों से विभिन्न पदार्थों की आपूर्ति के परिणामस्वरूप परिदृश्य घटकों में विसंगतियाँ बनती हैं और एक निश्चित मात्रा का प्रतिनिधित्व करती हैं जिसके भीतर तत्वों की विषम सांद्रता का मान पृष्ठभूमि मूल्यों से अधिक होता है। ए.आई. की व्यापकता के अनुसार। पेरेलमैन और एन.एस. कासिमोव (1999) निम्नलिखित मानव निर्मित विसंगतियों को अलग करते हैं:

1) वैश्विक - संपूर्ण विश्व को कवर करना (उदाहरण के लिए, बढ़ा हुआ)।

2) क्षेत्रीय - कीटनाशकों, खनिज उर्वरकों के उपयोग, सल्फर यौगिकों के उत्सर्जन के साथ वायुमंडलीय वर्षा के अम्लीकरण आदि के परिणामस्वरूप महाद्वीपों, प्राकृतिक क्षेत्रों और क्षेत्रों के कुछ हिस्सों में गठित;

3) स्थानीय - वातावरण, मिट्टी, पानी, स्थानीय तकनीकी स्रोतों के आसपास के पौधों में निर्मित: कारखाने, खदानें, आदि।

निर्माण के वातावरण के अनुसार मानव निर्मित विसंगतियों को विभाजित किया गया है:

1) लिथोकेमिकल के लिए (मिट्टी, चट्टानों में);

2) हाइड्रोजियोकेमिकल (पानी में);

3) वायुमंडलीय भू-रासायनिक (वायुमंडल में, बर्फ);

4) जैव रासायनिक (जीवों में)।

प्रदूषण स्रोत की अवधि के अनुसार, उन्हें विभाजित किया गया है:

– अल्पकालिक (आपातकालीन उत्सर्जन, आदि) के लिए;

– मध्यम अवधि (प्रभाव की समाप्ति के साथ, उदाहरण के लिए, खनिज जमा के विकास की समाप्ति);

– दीर्घकालिक स्थिरीकरण (कारखानों, शहरों, कृषि परिदृश्यों की विसंगतियाँ, उदाहरण के लिए केएमए, नोरिल्स्क निकेल)।

मानव निर्मित विसंगतियों का आकलन करते समय, पृष्ठभूमि क्षेत्रों को प्रदूषकों के मानव निर्मित स्रोतों से दूर चुना जाता है, आमतौर पर 30-50 किमी से अधिक। विसंगति के मानदंडों में से एक टेक्नोजेनिक एकाग्रता या विसंगति केसी का गुणांक है, जो कि विचाराधीन वस्तु में एक तत्व की सामग्री का परिदृश्य घटकों में इसकी पृष्ठभूमि सामग्री का अनुपात है।

शरीर में प्रवेश करने वाले प्रदूषकों की मात्रा के प्रभाव का आकलन करने के लिए स्वच्छ प्रदूषण मानकों का भी उपयोग किया जाता है - पूर्व-

अलग-अलग अनुमेय सांद्रता। यह किसी प्राकृतिक वस्तु या उत्पाद (जल, वायु, मिट्टी, भोजन) में हानिकारक पदार्थ की अधिकतम सामग्री है, जो मनुष्यों या अन्य जीवों के स्वास्थ्य को प्रभावित नहीं करती है।

प्रदूषकों को उनके खतरे के अनुसार वर्गों में विभाजित किया गया है (GOST)।

17.4.1.0283): कक्षा I (अत्यधिक खतरनाक) - As, Cd, Hg, Se, Pb, F, benzo(a)pyrene, Zn; कक्षा II (मध्यम खतरनाक) - बी, सीओ, नी, मो, सीयू, एसबी, सीआर; कक्षा III (कम खतरनाक) - बा, वी, डब्ल्यू, एमएन, सीनियर, एसिटोफेनोन।

भारी धातुओं से मृदा प्रदूषण

भारी धातुएं (एचएम) पहले से ही खतरे के मामले में कीटनाशकों के बाद दूसरे स्थान पर हैं और कार्बन डाइऑक्साइड और सल्फर जैसे प्रसिद्ध प्रदूषकों से काफी आगे हैं। भविष्य में ये परमाणु ऊर्जा संयंत्रों से निकलने वाले कचरे और ठोस कचरे से भी अधिक खतरनाक हो सकते हैं। भारी धातुओं से प्रदूषण औद्योगिक उत्पादन में उनके व्यापक उपयोग से जुड़ा है। अपूर्ण शुद्धिकरण प्रणालियों के कारण, भारी धातुएँ मिट्टी सहित पर्यावरण में प्रवेश करती हैं, इसे प्रदूषित और विषाक्त करती हैं। एचएम विशिष्ट प्रदूषक हैं, जिनकी निगरानी सभी वातावरणों में अनिवार्य है।

मिट्टी वह मुख्य वातावरण है जिसमें वायुमंडल और जलीय पर्यावरण सहित भारी धातुएँ प्रवेश करती हैं। यह सतह की हवा और उससे विश्व महासागर में बहने वाले पानी के द्वितीयक प्रदूषण के स्रोत के रूप में भी कार्य करता है। मिट्टी से, एचएम पौधों द्वारा अवशोषित होते हैं, जो बाद में भोजन में बदल जाते हैं।

"भारी धातु" शब्द, जो प्रदूषकों के एक विस्तृत समूह की विशेषता है, ने हाल ही में महत्वपूर्ण लोकप्रियता हासिल की है। विभिन्न वैज्ञानिक और व्यावहारिक कार्यों में, लेखक इस अवधारणा के अर्थ की अलग-अलग व्याख्या करते हैं। इस संबंध में, भारी धातुओं के रूप में वर्गीकृत तत्वों की मात्रा व्यापक रूप से भिन्न होती है। सदस्यता मानदंड के रूप में कई विशेषताओं का उपयोग किया जाता है: परमाणु द्रव्यमान, घनत्व, विषाक्तता, प्राकृतिक वातावरण में व्यापकता, प्राकृतिक और मानव निर्मित चक्रों में भागीदारी की डिग्री।

पर्यावरण प्रदूषण और पर्यावरण निगरानी की समस्याओं के लिए समर्पित कार्यों में, आज डी.आई. की आवर्त सारणी के 40 से अधिक तत्वों को भारी धातुओं के रूप में वर्गीकृत किया गया है। 40 से अधिक परमाणु इकाइयों के परमाणु द्रव्यमान के साथ मेंडेलीव: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi, आदि। N. Reimers के वर्गीकरण के अनुसार ( 1990),

8 ग्राम/सेमी3 से अधिक घनत्व वाली धातुओं को भारी माना जाना चाहिए। इस मामले में, निम्नलिखित स्थितियाँ भारी धातुओं के वर्गीकरण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं: अपेक्षाकृत कम सांद्रता में जीवित जीवों के लिए उनकी उच्च विषाक्तता, साथ ही जैव संचय और जैव आवर्धन की क्षमता। लगभग सभी धातुएँ इस परिभाषा के अंतर्गत आती हैं

नी (सीसा, पारा, कैडमियम और बिस्मथ के अपवाद के साथ, जिनकी जैविक भूमिका वर्तमान में अस्पष्ट है), सक्रिय रूप से जैविक प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं और कई एंजाइमों का हिस्सा हैं।

धातुओं से समृद्ध कचरे के सबसे शक्तिशाली आपूर्तिकर्ता अलौह धातुओं (एल्यूमीनियम, एल्यूमिना, तांबा-जस्ता, सीसा-गलाने, निकल, टाइटेनियम-मैग्नीशियम, पारा, आदि) को गलाने के साथ-साथ प्रसंस्करण के लिए उद्यम हैं। अलौह धातुओं (रेडियो इंजीनियरिंग, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग, उपकरण निर्माण, गैल्वेनिक, आदि) की।

धातुकर्म उद्योगों और अयस्क प्रसंस्करण संयंत्रों की धूल में, Pb, Zn, Bi, Sn की सांद्रता को स्थलमंडल की तुलना में परिमाण के कई आदेशों (10-12 तक) तक बढ़ाया जा सकता है, Cd, V, Sb की सांद्रता - हजारों बार, Cd, Mo, Pb, Sn, Zn, Bi, Ag - सैकड़ों बार। अलौह धातुकर्म उद्यमों, पेंट और वार्निश उद्योग संयंत्रों और प्रबलित कंक्रीट संरचनाओं से निकलने वाला अपशिष्ट पारा से समृद्ध होता है। मशीन-निर्माण संयंत्रों की धूल में W, Cd और Pb की सांद्रता बढ़ जाती है (तालिका 1)।

धातु-समृद्ध उत्सर्जन के प्रभाव में, परिदृश्य प्रदूषण के क्षेत्र मुख्य रूप से क्षेत्रीय और स्थानीय स्तर पर बनते हैं। पर्यावरण प्रदूषण पर ऊर्जा उद्यमों का प्रभाव कचरे में धातुओं की सांद्रता के कारण नहीं, बल्कि उनकी भारी मात्रा के कारण होता है। उदाहरण के लिए, औद्योगिक केंद्रों में कचरे का द्रव्यमान, प्रदूषण के अन्य सभी स्रोतों से आने वाली कुल मात्रा से अधिक है। वाहन निकास गैसों के साथ पीबी की एक महत्वपूर्ण मात्रा पर्यावरण में जारी की जाती है, जो धातुकर्म उद्यमों से अपशिष्ट के साथ इसके सेवन से अधिक है।

कृषि योग्य मिट्टी Hg, As, Pb, Cu, Sn, Bi जैसे तत्वों से प्रदूषित होती है, जो कीटनाशकों, बायोसाइड्स, पौधे के विकास उत्तेजक और संरचना बनाने वालों के हिस्से के रूप में मिट्टी में प्रवेश करते हैं। विभिन्न अपशिष्टों से बने गैर-पारंपरिक उर्वरकों में अक्सर उच्च सांद्रता में प्रदूषकों की एक विस्तृत श्रृंखला होती है। पारंपरिक खनिज उर्वरकों में, फॉस्फोरस उर्वरकों में अशुद्धियाँ Mn, Zn, Ni, Cr, Pb, Cu, Cd (गैपोन्युक, 1985) होती हैं।

परिदृश्य में तकनीकी स्रोतों से वायुमंडल में जारी धातुओं का वितरण प्रदूषण के स्रोत से दूरी, जलवायु परिस्थितियों (हवाओं की ताकत और दिशा), इलाके, तकनीकी कारकों (अपशिष्ट की स्थिति, पर्यावरण में प्रवेश करने वाले कचरे की विधि) द्वारा निर्धारित किया जाता है। , उद्यम पाइप की ऊंचाई)।

भारी धातुओं का फैलाव वायुमंडल में उत्सर्जन के स्रोत की ऊंचाई पर निर्भर करता है। एम.ई. की गणना के अनुसार बर्लैंड (1975), ऊंची चिमनियों के साथ, 10-40 चिमनी की ऊंचाई की दूरी पर वायुमंडल की सतह परत में उत्सर्जन की एक महत्वपूर्ण सांद्रता बनाई जाती है। ऐसे प्रदूषण स्रोतों के आसपास 6 क्षेत्र हैं (तालिका 2)। निकटवर्ती क्षेत्र पर व्यक्तिगत औद्योगिक उद्यमों का प्रभाव क्षेत्र 1000 किमी 2 तक पहुँच सकता है।

तालिका 2

प्रदूषण के बिंदु स्रोतों के आसपास मृदा संदूषण क्षेत्र

मृदा संदूषण क्षेत्र और उनका आकार प्रचलित हवाओं के वाहकों से निकटता से संबंधित हैं। राहत, वनस्पति और शहरी इमारतें हवा की सतह परत की गति की दिशा और गति को बदल सकती हैं। मृदा संदूषण के क्षेत्रों के समान, वनस्पति संदूषण के क्षेत्रों की भी पहचान की जा सकती है।

मृदा प्रोफ़ाइल में भारी धातुओं का स्थानांतरण

प्रदूषकों के मुख्य भाग का संचय मुख्य रूप से ह्यूमस-संचयी मिट्टी के क्षितिज में देखा जाता है, जहां वे विभिन्न अंतःक्रिया प्रतिक्रियाओं के कारण एल्युमिनोसिलिकेट्स, गैर-सिलिकेट खनिजों और कार्बनिक पदार्थों से बंधे होते हैं। मिट्टी में बने रहने वाले तत्वों की संरचना और मात्रा ह्यूमस की सामग्री और संरचना, एसिड-बेस और रेडॉक्स स्थितियों, सोखने की क्षमता और जैविक अवशोषण की तीव्रता पर निर्भर करती है। कुछ भारी धातुएँ इन घटकों द्वारा मजबूती से बरकरार रहती हैं और न केवल मिट्टी की रूपरेखा के साथ प्रवास में भाग लेती हैं, बल्कि खतरा भी पैदा नहीं करती हैं।

जीवित जीवों के लिए. मृदा प्रदूषण के नकारात्मक पर्यावरणीय परिणाम मोबाइल धातु यौगिकों से जुड़े हैं।

में मिट्टी प्रोफ़ाइल के भीतर, पदार्थों का तकनीकी प्रवाह कई का सामना करता हैमृदा-भू-रासायनिक बाधाएँ। इनमें कार्बोनेट, जिप्सम और इल्यूवियल होराइजन (इलुवियल-आयरन-ह्यूमस) शामिल हैं। कुछ अत्यधिक विषैले तत्व ऐसे यौगिकों में बदल सकते हैं जिन तक पौधों तक पहुंच पाना मुश्किल होता है; अन्य तत्व, जो किसी दिए गए मृदा-भू-रासायनिक वातावरण में गतिशील होते हैं, मृदा स्तंभ में स्थानांतरित हो सकते हैं, जो बायोटा के लिए संभावित खतरे का प्रतिनिधित्व करते हैं। तत्वों की गतिशीलता काफी हद तक मिट्टी में एसिड-बेस और रेडॉक्स स्थितियों पर निर्भर करती है। तटस्थ मिट्टी में, Zn, V, As, और Se यौगिक गतिशील होते हैं और मौसमी मिट्टी गीली होने के दौरान निक्षालित हो सकते हैं।

जीवों के लिए विशेष रूप से खतरनाक तत्वों के मोबाइल यौगिकों का संचय मिट्टी के जल और वायु शासन पर निर्भर करता है: सबसे कम संचय लीचिंग शासन की पारगम्य मिट्टी में देखा जाता है, यह गैर-लीचिंग शासन के साथ मिट्टी में बढ़ता है और अधिकतम होता है निर्जलित शासन वाली मिट्टी। बाष्पीकरणीय सांद्रता और क्षारीय प्रतिक्रिया पर, Se, As, V आसानी से सुलभ रूप में मिट्टी में जमा हो सकता है, और पर्यावरणीय परिस्थितियों को कम करने के तहत, Hg मिथाइलेटेड यौगिकों के रूप में जमा हो सकता है।

हालाँकि, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि लीचिंग स्थितियों के तहत धातुओं की संभावित गतिशीलता का एहसास होता है, और उन्हें मिट्टी प्रोफ़ाइल से परे ले जाया जा सकता है, जो भूजल के माध्यमिक प्रदूषण का स्रोत बन जाता है।

में अम्लीय मिट्टी में ऑक्सीकरण की स्थिति (पॉडज़ोलिक मिट्टी, अच्छी तरह से सूखा) की प्रबलता के साथ, सीडी और एचजी जैसी भारी धातुएं आसानी से मोबाइल रूप बनाती हैं। इसके विपरीत, Pb, As, और Se निम्न-गतिशील यौगिक बनाते हैं जो ह्यूमस और जलीय क्षितिज में जमा हो सकते हैं और मिट्टी के बायोटा की स्थिति को नकारात्मक रूप से प्रभावित कर सकते हैं। यदि प्रदूषकों में एस मौजूद है, तो कम करने वाली परिस्थितियों में एक द्वितीयक हाइड्रोजन सल्फाइड वातावरण बनता है और कई धातुएं अघुलनशील या थोड़ा घुलनशील सल्फाइड बनाती हैं।

में दलदली मिट्टी में, Mo, V, As, और Se गतिहीन रूपों में मौजूद होते हैं। अम्लीय दलदली मिट्टी में तत्वों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा ऐसे रूपों में मौजूद होता है जो अपेक्षाकृत गतिशील होते हैं और जीवित पदार्थों के लिए खतरनाक होते हैं; ये यौगिक हैं Pb, Cr, Ni, Co, Cu, Zn, Cd और Hg। अच्छे वातन के साथ थोड़ी अम्लीय और तटस्थ मिट्टी में, विशेष रूप से चूना लगाने के दौरान, घुलनशील पीबी यौगिक बनते हैं। तटस्थ मिट्टी में, यौगिक Zn, V, As, Se गतिशील होते हैं, और Cd और Hg को ह्यूमस और इल्यूवियल क्षितिज में बनाए रखा जा सकता है। जैसे-जैसे क्षारीयता बढ़ती है, सूचीबद्ध तत्वों द्वारा मिट्टी के दूषित होने का खतरा बढ़ जाता है।

मृदा पारिस्थितिक निगरानी की अवधारणा

मृदा पर्यावरण निगरानी – नियमित अन-लिमिट की प्रणाली

स्थान और समय में सीमित मिट्टी का नियंत्रण, जो अतीत, वर्तमान का आकलन करने और भविष्य में परिवर्तनों की भविष्यवाणी करने के लिए उनकी स्थिति के बारे में जानकारी प्रदान करता है। मृदा निगरानी का उद्देश्य मिट्टी में मानवजनित परिवर्तनों की पहचान करना है जो अंततः मानव स्वास्थ्य को नुकसान पहुंचा सकते हैं। मिट्टी की निगरानी की विशेष भूमिका इस तथ्य के कारण है कि मिट्टी की संरचना और गुणों में सभी परिवर्तन मिट्टी के पारिस्थितिक कार्यों के प्रदर्शन में परिलक्षित होते हैं, और परिणामस्वरूप, जीवमंडल की स्थिति पर।

यह बहुत महत्वपूर्ण है कि मिट्टी में, वायुमंडलीय हवा और सतह के पानी के विपरीत, मानवजनित प्रभाव के पर्यावरणीय परिणाम आमतौर पर बाद में दिखाई देते हैं, लेकिन वे अधिक स्थिर होते हैं और लंबे समय तक रहते हैं। इस प्रभाव के दीर्घकालिक परिणामों का मूल्यांकन करने की आवश्यकता है, उदाहरण के लिए, मिट्टी में प्रदूषकों को एकत्र करने की संभावना, जिसके परिणामस्वरूप मिट्टी प्रदूषकों के "डिपो" से उनके द्वितीयक स्रोत में बदल सकती है।

मृदा पर्यावरण निगरानी के प्रकार

मृदा पर्यावरण निगरानी के प्रकारों की पहचान उनमें से प्रत्येक के कार्यों के अनुरूप सूचनात्मक मृदा संकेतकों के संयोजन में अंतर पर आधारित है। मृदा क्षरण के तंत्र और पैमाने में अंतर के आधार पर, निगरानी के दो समूहों को प्रतिष्ठित किया जाता है:

रिंग: पहला समूह -वैश्विक निगरानी, ​​दूसरा - स्थानीय और क्षेत्रीय।

वैश्विक मृदा निगरानी जीवमंडल की वैश्विक निगरानी का एक अभिन्न अंग है। यह जीवमंडल के ग्रहों के प्रदूषण के खतरे और वैश्विक स्तर पर संबंधित प्रक्रियाओं के संबंध में प्रदूषकों के लंबी दूरी के वायुमंडलीय परिवहन के पर्यावरणीय परिणामों के मिट्टी की स्थिति पर प्रभाव का आकलन करने के लिए किया जाता है। वैश्विक या जीवमंडल निगरानी के परिणाम मानव गतिविधि के प्रभाव में ग्रह पर जीवित जीवों की स्थिति में वैश्विक परिवर्तनों की विशेषता बताते हैं।

स्थानीय और क्षेत्रीय निगरानी का उद्देश्य स्थानीय और क्षेत्रीय स्तरों पर पारिस्थितिक तंत्र पर और पर्यावरण प्रबंधन के क्षेत्र में सीधे मानव जीवन स्थितियों पर मिट्टी के क्षरण के प्रभाव की पहचान करना है।

स्थानीय निगरानीस्वच्छता-स्वच्छता या प्रभाव भी कहा जाता है। इसका उद्देश्य किसी विशेष उद्यम द्वारा उत्सर्जित पर्यावरण में प्रदूषकों के स्तर को नियंत्रित करना है।

भारी धातुओं से मृदा प्रदूषण के विभिन्न स्रोत हैं:

1. धातुकर्म उद्योग से निकलने वाला अपशिष्ट;

2. औद्योगिक उत्सर्जन;

3. ईंधन दहन उत्पाद;

4. ऑटोमोबाइल निकास गैसें;

5. कृषि के रसायनीकरण के साधन।

धातुकर्म उद्यम प्रतिवर्ष 150 हजार टन से अधिक तांबा, 120 हजार टन जस्ता, लगभग 90 हजार टन सीसा, 12 हजार टन निकल, 1.5 हजार टन मोलिब्डेनम, लगभग 800 टन कोबाल्ट और लगभग पृथ्वी की सतह पर उत्सर्जित करते हैं। 30 टन पारा. 1 ग्राम ब्लिस्टर तांबे के लिए, तांबा गलाने वाले उद्योग के कचरे में 2.09 टन धूल होती है, जिसमें 15% तक तांबा, 60% आयरन ऑक्साइड और 4% आर्सेनिक, पारा, जस्ता और सीसा होता है। मैकेनिकल इंजीनियरिंग और रासायनिक उद्योगों के कचरे में 1 ग्राम/किलो तक सीसा, 3 ग्राम/किलो तक तांबा, 10 ग्राम/किलो तक क्रोमियम और लोहा, 100 ग्राम/किलो तक फॉस्फोरस और 10 ग्राम तक होता है। /किग्रा मैंगनीज और निकल। सिलेसिया में, जस्ता कारखानों के आसपास, 2 से 12% जस्ता और 0.5 से 3% सीसा युक्त डंप जमा किया जाता है, और संयुक्त राज्य अमेरिका में 1.8% जस्ता सामग्री वाले अयस्कों का शोषण किया जाता है।

प्रति वर्ष 250 हजार टन से अधिक सीसा निकास गैसों के साथ मिट्टी की सतह तक पहुँचता है; यह सीसा का एक प्रमुख मृदा प्रदूषक है। भारी धातुएँ उर्वरकों के साथ मिट्टी में प्रवेश करती हैं, जिनमें वे अशुद्धियाँ होती हैं।

यद्यपि भारी धातुएँ कभी-कभी मिट्टी में कम सांद्रता में पाई जाती हैं, वे कार्बनिक यौगिकों के साथ स्थिर परिसरों का निर्माण करती हैं और क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातुओं की तुलना में अधिक आसानी से विशिष्ट सोखना प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करती हैं। उद्यमों के पास, उद्यमों के प्राकृतिक फाइटोकेनोज़ प्रजातियों की संरचना में अधिक समान हो जाते हैं, क्योंकि कई प्रजातियाँ मिट्टी में भारी धातुओं की सांद्रता में वृद्धि का सामना नहीं कर सकती हैं। प्रजातियों की संख्या 2-3 तक कम की जा सकती है, और कभी-कभी मोनोकेनोज़ बनने तक। वन फाइटोकेनोज़ में, लाइकेन और काई प्रदूषण पर प्रतिक्रिया करने वाले पहले व्यक्ति होते हैं। वृक्ष की परत सबसे अधिक स्थिर होती है। हालाँकि, लंबे समय तक या उच्च तीव्रता के संपर्क से इसमें शुष्क-प्रतिरोधी घटनाएं होती हैं। अशांत मिट्टी के आवरण की बहाली के लिए लंबे समय और बड़े निवेश की आवश्यकता होती है।

एक विशेष रूप से कठिन कार्य ओवरबर्डन डंप और उन कामकाजों के टेलिंग्स (टेलिंग्स) पर वनस्पति कवर को बहाल करना है जहां धातु अयस्कों का खनन किया गया था: ऐसे टेलिंग्स में आमतौर पर पोषक तत्वों की कमी होती है, जहरीली धातुओं की अधिकता होती है, और उनमें जल प्रतिधारण कम होता है। एक गंभीर पर्यावरणीय समस्या खदान डंपों का हवा से कटाव है।

सभी पर्यावरणीय कारकों को पूरी तरह से ध्यान में रखने की असंभवता के कारण मिट्टी और पौधों में भारी धातुओं की सामग्री का मानकीकरण बेहद मुश्किल है। इस प्रकार, केवल मिट्टी के कृषि रासायनिक गुणों (मध्यम प्रतिक्रिया, ह्यूमस सामग्री, आधारों के साथ संतृप्ति की डिग्री, कण आकार वितरण) को बदलने से पौधों में भारी धातुओं की सामग्री कई बार कम या बढ़ सकती है। कुछ धातुओं की पृष्ठभूमि सामग्री के बारे में भी परस्पर विरोधी आंकड़े हैं। शोधकर्ताओं द्वारा दिए गए नतीजे कभी-कभी 5-10 गुना तक भिन्न होते हैं।

भारी धातुओं के पर्यावरणीय विनियमन के लिए कई पैमाने प्रस्तावित किए गए हैं। कुछ मामलों में, सामान्य मानवजनित मिट्टी में देखी गई धातुओं की उच्चतम सामग्री को अधिकतम अनुमेय एकाग्रता के रूप में लिया जाता है, दूसरों में - वह सामग्री जो फाइटोटॉक्सिसिटी की सीमा है। ज्यादातर मामलों में, भारी धातुओं के लिए अधिकतम अनुमेय सांद्रता प्रस्तावित की गई है, जो धातु सांद्रता के वास्तविक अनुमेय मूल्यों से कई गुना अधिक है।

भारी धातुओं के साथ तकनीकी प्रदूषण को चिह्नित करने के लिए, एक एकाग्रता गुणांक का उपयोग किया जाता है, जो दूषित मिट्टी में तत्व की एकाग्रता और उसकी पृष्ठभूमि एकाग्रता के अनुपात के बराबर होता है।

तालिका 1 खतरे के संकेतकों के अनुसार आधिकारिक तौर पर अनुमोदित अधिकतम एकाग्रता सीमा और उनकी सामग्री के अनुमेय स्तर को दर्शाती है। चिकित्सा स्वास्थ्य विज्ञानियों द्वारा अपनाई गई योजना के अनुसार, मिट्टी में भारी धातुओं के विनियमन को स्थानान्तरण (पौधों में तत्व का संक्रमण), प्रवासी जल (पानी में संक्रमण), और सामान्य स्वच्छता (स्वयं शुद्ध करने की क्षमता पर प्रभाव) में विभाजित किया गया है। मिट्टी और मिट्टी माइक्रोबायोसेनोसिस)।

पर्यावरण संरक्षण विभाग

अमूर्त
अनुशासन में "भौतिक-रासायनिक प्रक्रियाएं"

भारी धातुओं और रेडियोन्यूक्लाइड्स के साथ मिट्टी के प्रदूषण के परिणाम।

शिक्षक द्वारा जाँच की गई:
फ़िरसोवा एल.यू.
छात्र जीआर द्वारा पूरा किया गया। ___
खोदानोवा एस.वी.

व्लादिवोस्तोक 2012
सामग्री

परिचय
1 मिट्टी में भारी धातुएँ

परिचय

मिट्टी केवल एक अक्रिय माध्यम नहीं है जिसकी सतह पर मानव गतिविधि होती है, बल्कि एक गतिशील, विकासशील प्रणाली है जिसमें कई कार्बनिक और अकार्बनिक घटक शामिल होते हैं, जिनमें गुहाओं और छिद्रों का एक नेटवर्क होता है, और बदले में इनमें गैसें और तरल पदार्थ होते हैं। . इन घटकों का स्थानिक वितरण विश्व पर मुख्य प्रकार की मिट्टी को निर्धारित करता है।
इसके अलावा, मिट्टी में बड़ी संख्या में जीवित जीव होते हैं, उन्हें बायोटा कहा जाता है: बैक्टीरिया और कवक से लेकर कीड़े और कृंतक तक। मिट्टी का निर्माण मूल चट्टानों पर जलवायु, वनस्पति, मिट्टी के जीवों और समय के संयुक्त प्रभाव से होता है। इसलिए, इनमें से किसी भी कारक में परिवर्तन से मिट्टी में परिवर्तन हो सकता है। मिट्टी का निर्माण एक लंबी प्रक्रिया है: मिट्टी की 30 सेमी परत के निर्माण में 1000 से 10,000 वर्ष तक का समय लगता है। नतीजतन, मिट्टी के निर्माण की दर इतनी कम है कि मिट्टी को एक गैर-नवीकरणीय संसाधन माना जा सकता है।
पृथ्वी का मृदा आवरण पृथ्वी के जीवमंडल का सबसे महत्वपूर्ण घटक है। यह मिट्टी का खोल है जो जीवमंडल में होने वाली कई प्रक्रियाओं को निर्धारित करता है। मिट्टी का सबसे महत्वपूर्ण महत्व कार्बनिक पदार्थ, विभिन्न रासायनिक तत्वों और ऊर्जा का संचय है। मृदा आवरण विभिन्न प्रदूषकों के जैविक अवशोषक, विध्वंसक और तटस्थक के रूप में कार्य करता है। यदि जीवमंडल की यह कड़ी नष्ट हो जाती है, तो जीवमंडल की मौजूदा कार्यप्रणाली अपरिवर्तनीय रूप से बाधित हो जाएगी। इसीलिए मिट्टी के आवरण के वैश्विक जैव रासायनिक महत्व, इसकी वर्तमान स्थिति और मानवजनित गतिविधियों के प्रभाव में होने वाले परिवर्तनों का अध्ययन करना बेहद महत्वपूर्ण है।

1 मिट्टी में भारी धातुएँ

मिट्टी में प्रवेश करने वाले भारी धातुओं के स्रोत

भारी धातुओं से मृदा संदूषण

प्राकृतिक और मानव निर्मित विसंगतियाँ

मिट्टी और मिट्टी की सफाई में भारी धातु सामग्री का मानकीकरण

मिट्टी में रेडियोन्यूक्लाइड. परमाणु प्रदूषण

मिट्टी में प्रकृति में ज्ञात लगभग सभी रासायनिक तत्व होते हैं, जिनमें रेडियोन्यूक्लाइड भी शामिल हैं।
रेडियोन्यूक्लाइड रासायनिक तत्व हैं जो नए तत्वों के निर्माण के साथ-साथ किसी भी रासायनिक तत्व के आइसोटोप के निर्माण के साथ सहज क्षय में सक्षम होते हैं। परमाणु क्षय का परिणाम अल्फा कणों (हीलियम नाभिक, प्रोटॉन का प्रवाह) और बीटा कणों (इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह), न्यूट्रॉन, गामा विकिरण और एक्स-रे के प्रवाह के रूप में आयनकारी विकिरण है। इस घटना को रेडियोधर्मिता कहा जाता है। सहज क्षय में सक्षम रासायनिक तत्वों को रेडियोधर्मी कहा जाता है। आयनकारी विकिरण के लिए सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला पर्याय रेडियोधर्मी विकिरण है।
आयनकारी विकिरण आवेशित या तटस्थ कणों और विद्युत चुम्बकीय क्वांटा का प्रवाह है, जिसकी एक माध्यम के साथ परस्पर क्रिया से उसके परमाणुओं और अणुओं का आयनीकरण और उत्तेजना होती है। आयनीकरण विकिरण में विद्युत चुम्बकीय (गामा और एक्स-रे विकिरण) और कणिका (अल्फा विकिरण, बीटा विकिरण, न्यूट्रॉन विकिरण) प्रकृति होती है।
गामा विकिरण गामा किरणों (अलग-अलग किरणों या क्वांटा जिन्हें फोटॉन कहा जाता है) के कारण होने वाला विद्युत चुम्बकीय विकिरण है, यदि अल्फा या बीटा क्षय के बाद, नाभिक उत्तेजित अवस्था में रहता है। हवा में गामा किरणें काफी दूरी तय कर सकती हैं। गामा किरणों का एक उच्च-ऊर्जा फोटॉन मानव शरीर से गुजर सकता है। तीव्र गामा विकिरण न केवल त्वचा, बल्कि आंतरिक अंगों को भी नुकसान पहुंचा सकता है। घने और भारी पदार्थ, लोहा और सीसा इस विकिरण से बचाते हैं। गामा विकिरण को संक्रमित कणों (माइक्रोट्रॉन) के त्वरक में कृत्रिम रूप से बनाया जा सकता है, उदाहरण के लिए, जब वे किसी लक्ष्य से टकराते हैं तो तेज त्वरक इलेक्ट्रॉनों से ब्रेम्सस्ट्रालंग गामा विकिरण होता है।
एक्स-रे विकिरण गामा विकिरण के समान है। कॉस्मिक एक्स-रे वायुमंडल द्वारा अवशोषित होती हैं। एक्स-रे कृत्रिम रूप से उत्पन्न होते हैं और विद्युत चुम्बकीय विकिरण के ऊर्जा स्पेक्ट्रम के निचले हिस्से में आते हैं।
रेडियोधर्मी विकिरण सभी जीवित जीवों के लिए जीवमंडल में एक प्राकृतिक कारक है, और जीवित जीवों में स्वयं एक निश्चित रेडियोधर्मिता होती है। जीवमंडल की वस्तुओं में, मिट्टी में रेडियोधर्मिता की प्राकृतिक डिग्री सबसे अधिक होती है। इन परिस्थितियों में, रेडियोधर्मी चट्टानों, उदाहरण के लिए, यूरेनियम अयस्कों के जमाव से जुड़ी भू-रासायनिक विसंगतियों के कारण असाधारण मामलों को छोड़कर, प्रकृति कई लाखों वर्षों तक समृद्ध रही।
हालाँकि, 20वीं शताब्दी में, मानवता को रेडियोधर्मिता का सामना करना पड़ा जो प्राकृतिक से निषेधात्मक रूप से अधिक थी, और इसलिए जैविक रूप से असामान्य थी। विकिरण की अत्यधिक खुराक से पीड़ित होने वाले पहले महान वैज्ञानिक थे जिन्होंने रेडियोधर्मी तत्वों (रेडियम, पोलोनियम) की खोज की थी, पति-पत्नी मैरी स्कोलोडोव्स्का-क्यूरी और पियरे क्यूरी। और फिर: हिरोशिमा और नागासाकी, परमाणु और परमाणु हथियारों के परीक्षण, चेरनोबिल सहित कई आपदाएँ, आदि।
जीवमंडल की सबसे महत्वपूर्ण वस्तुएं, जो सभी जीवित चीजों के जैविक कार्यों को निर्धारित करती हैं, मिट्टी हैं।
मिट्टी की रेडियोधर्मिता उनमें रेडियोन्यूक्लाइड की सामग्री के कारण होती है। प्राकृतिक और कृत्रिम रेडियोधर्मिता के बीच अंतर किया जाता है।
मिट्टी की प्राकृतिक रेडियोधर्मिता प्राकृतिक रेडियोधर्मी आइसोटोप के कारण होती है, जो मिट्टी और मिट्टी बनाने वाली चट्टानों में हमेशा अलग-अलग मात्रा में मौजूद होते हैं। प्राकृतिक रेडियोन्यूक्लाइड्स को 3 समूहों में बांटा गया है।
पहले समूह में रेडियोधर्मी तत्व शामिल हैं - वे तत्व जिनके सभी समस्थानिक रेडियोधर्मी हैं: यूरेनियम (238)
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