लेड के साथ मृदा संदूषण अधिकतम होता है। भारी धातु सबसे खतरनाक तत्व हैं जो मिट्टी को प्रदूषित कर सकते हैं
भारी धातुओं के साथ मृदा प्रदूषण के विभिन्न स्रोत हैं:
1. धातु उद्योग से अपशिष्ट;
2. औद्योगिक उत्सर्जन;
3. ईंधन दहन के उत्पाद;
4. मोटर वाहन निकास गैसें;
5. कृषि के रासायनिककरण के साधन।
धातुकर्म उद्यम सालाना 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 30 टन पारा का उत्सर्जन करते हैं। पृथ्वी की सतह। 1 ग्राम ब्लिस्टर कॉपर के लिए, कॉपर स्मेल्टिंग इंडस्ट्री के कचरे में 2.09 टन धूल होती है, जिसमें 15% कॉपर, 60% आयरन ऑक्साइड और 4% प्रत्येक आर्सेनिक, मरकरी, जिंक और लेड होता है। इंजीनियरिंग और रासायनिक उद्योगों के कचरे में 1 हजार मिलीग्राम / किग्रा तक सीसा, 3 हजार मिलीग्राम / किग्रा तांबा, 10 हजार मिलीग्राम / किग्रा तक क्रोमियम और लोहा, 100 ग्राम / किग्रा फॉस्फोरस और अधिकतम तक होता है। 10 ग्राम/किलोग्राम मैंगनीज और निकल। सिलेसिया में, 2 से 12% जस्ता सामग्री के साथ डंप और 0.5 से 3% तक सीसा जस्ता संयंत्रों के आसपास ढेर किया जाता है, और संयुक्त राज्य अमेरिका में 1.8% जस्ता सामग्री वाले अयस्कों का शोषण किया जाता है।
निकास गैसों के साथ, प्रति वर्ष 250 हजार टन से अधिक सीसा मिट्टी की सतह में प्रवेश करता है; यह सीसा के साथ मुख्य मृदा प्रदूषक है।
भारी धातुएं उर्वरकों के साथ मिट्टी में प्रवेश करती हैं, जिसमें उन्हें अशुद्धता के साथ-साथ बायोकाइड्स के रूप में शामिल किया जाता है।
एल जी बोंडारेव (1976) ने कोयले और पीट के मौजूदा भंडार को जलाने और उनकी तुलना में मानव उत्पादन गतिविधियों के परिणामस्वरूप अयस्क भंडार की पूरी कमी के साथ मिट्टी के आवरण की सतह पर भारी धातुओं के संभावित प्रवाह की गणना की। आज तक ह्यूमोस्फीयर में संचित धातुओं का भंडार। परिणामी तस्वीर हमें उन परिवर्तनों का अंदाजा लगाने की अनुमति देती है जो एक व्यक्ति 500-1000 वर्षों के भीतर पैदा करने में सक्षम है, जिसके लिए पर्याप्त खोजे गए खनिज होंगे।
अयस्क, कोयला, पीट, मिलियन टन के विश्वसनीय भंडार के घटने की स्थिति में धातुओं का जैवमंडल में संभावित प्रवेश
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धातुओं का कुल तकनीकी विमोचन |
हास्यमंडल में निहित |
मानव क्षेत्र में सामग्री के लिए तकनीकी उत्सर्जन का अनुपात |
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इन मूल्यों का अनुपात पर्यावरण पर मानव गतिविधि के प्रभाव के पैमाने की भविष्यवाणी करना संभव बनाता है, मुख्य रूप से मिट्टी के आवरण पर।
मिट्टी में धातुओं का तकनीकी इनपुट, मृदा प्रोफाइल में ह्यूमस क्षितिज में उनका निर्धारण समग्र रूप से एक समान नहीं हो सकता है। इसकी असमानता और विषमता मुख्य रूप से जनसंख्या घनत्व से संबंधित है। यदि इस संबंध को आनुपातिक माना जाए, तो सभी धातुओं का 37.3% केवल 2% आबाद भूमि में बिखर जाएगा।
मिट्टी की सतह पर भारी धातुओं का वितरण कई कारकों से निर्धारित होता है। यह प्रदूषण स्रोतों की विशेषताओं, क्षेत्र की मौसम संबंधी विशेषताओं, भू-रासायनिक कारकों और सामान्य रूप से परिदृश्य स्थितियों पर निर्भर करता है।
प्रदूषण का स्रोत आम तौर पर छोड़े गए उत्पाद की गुणवत्ता और मात्रा निर्धारित करता है। इस मामले में, इसके फैलाव की डिग्री इजेक्शन की ऊंचाई पर निर्भर करती है। अधिकतम प्रदूषण का क्षेत्र उच्च और गर्म निर्वहन पर पाइप की ऊंचाई के 10-40 गुना, कम औद्योगिक निर्वहन पर पाइप की ऊंचाई से 5-20 गुना के बराबर दूरी पर फैला हुआ है। वायुमंडल में कणों के उत्सर्जन की अवधि उनके द्रव्यमान और भौतिक और रासायनिक गुणों पर निर्भर करती है। कण जितने भारी होते हैं, उतनी ही तेजी से वे व्यवस्थित होते हैं।
प्राकृतिक परिदृश्य में भू-रासायनिक वातावरण की विषमता से धातुओं का असमान तकनीकी वितरण तेज हो गया है। इस संबंध में, तकनीकी उत्पादों द्वारा संभावित प्रदूषण की भविष्यवाणी करने और मानव गतिविधि के अवांछनीय परिणामों को रोकने के लिए, भू-रसायन के नियमों, विभिन्न प्राकृतिक परिदृश्यों या भू-रासायनिक सेटिंग्स में रासायनिक तत्वों के प्रवास के नियमों को समझना आवश्यक है।
मिट्टी में प्रवेश करने वाले रासायनिक तत्व और उनके यौगिक दिए गए क्षेत्र में निहित भू-रासायनिक बाधाओं की प्रकृति के आधार पर परिवर्तनों की एक श्रृंखला से गुजरते हैं, फैलते हैं या जमा होते हैं। भू-रासायनिक बाधाओं की अवधारणा एआई पेरेलमैन (1961) द्वारा हाइपरजेनेसिस ज़ोन के वर्गों के रूप में तैयार की गई थी, जहाँ प्रवास की स्थिति में परिवर्तन से रासायनिक तत्वों का संचय होता है। अवरोधों का वर्गीकरण तत्वों के प्रवास के प्रकारों पर आधारित है। इस आधार पर, एआई पेरेलमैन चार प्रकार और भू-रासायनिक बाधाओं के कई वर्गों को अलग करता है:
1. बाधाएं - उन सभी तत्वों के लिए जो जैव-रासायनिक रूप से पुनर्वितरित और जीवित जीवों (ऑक्सीजन, कार्बन, हाइड्रोजन, कैल्शियम, पोटेशियम, नाइट्रोजन, सिलिकॉन, मैंगनीज, आदि) द्वारा क्रमबद्ध हैं;
2. भौतिक और रासायनिक बाधाएं:
1) ऑक्सीकरण - लोहा या लौह-मैंगनीज (लोहा, मैंगनीज), मैंगनीज (मैंगनीज), सल्फ्यूरिक (सल्फर);
2) कम करना - सल्फाइड (लोहा, जस्ता, निकल, तांबा, कोबाल्ट, सीसा, आर्सेनिक, आदि), ग्ली (वैनेडियम, तांबा, चांदी, सेलेनियम);
3) सल्फेट (बेरियम, कैल्शियम, स्ट्रोंटियम);
4) क्षारीय (लोहा, कैल्शियम, मैग्नीशियम, तांबा, स्ट्रोंटियम, निकल, आदि);
5) अम्लीय (सिलिकॉन ऑक्साइड);
6) वाष्पीकरण (कैल्शियम, सोडियम, मैग्नीशियम, सल्फर, फ्लोरीन, आदि);
7) सोखना (कैल्शियम, पोटेशियम, मैग्नीशियम, फास्फोरस, सल्फर, सीसा, आदि);
8) थर्मोडायनामिक (कैल्शियम, सल्फर)।
3. यांत्रिक बाधाएं (लोहा, टाइटेनियम, क्रोमियम, निकल, आदि);
4. तकनीकी बाधाएं।
भू-रासायनिक बाधाएं अलगाव में मौजूद नहीं हैं, लेकिन एक दूसरे के साथ मिलकर जटिल परिसरों का निर्माण करती हैं। वे पदार्थों के प्रवाह की मौलिक संरचना को नियंत्रित करते हैं, और पारिस्थितिक तंत्र का कामकाज काफी हद तक उन पर निर्भर करता है।
टेक्नोजेनेसिस के उत्पाद, उनकी प्रकृति और परिदृश्य पर्यावरण के आधार पर, जिसमें वे गिरते हैं, या तो प्राकृतिक प्रक्रियाओं द्वारा संसाधित किए जा सकते हैं और प्रकृति में महत्वपूर्ण परिवर्तन नहीं कर सकते हैं, या सभी जीवित चीजों पर हानिकारक प्रभाव डालते हुए संरक्षित और संचित किए जा सकते हैं।
दोनों प्रक्रियाएं कई कारकों द्वारा निर्धारित की जाती हैं, जिनके विश्लेषण से परिदृश्य की जैव रासायनिक स्थिरता के स्तर का न्याय करना और तकनीकीजनन के प्रभाव में प्रकृति में उनके परिवर्तनों की प्रकृति की भविष्यवाणी करना संभव हो जाता है। स्वायत्त परिदृश्य तकनीकी प्रदूषण से आत्म-शुद्धि की प्रक्रियाओं को विकसित करते हैं, क्योंकि टेक्नोजेनेसिस के उत्पाद सतह और उप-जल द्वारा बिखरे हुए हैं। संचित परिदृश्य में, तकनीकीजनन के उत्पाद संचित और संरक्षित होते हैं।
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औद्योगिक अपशिष्ट, किग्रा/ली |
मिट्टी, मिलीग्राम/किग्रा |
पौधे, मिलीग्राम/किग्रा |
पीने का पानी, मिलीग्राम/ली |
वायु, मिलीग्राम / एम 3 |
मानव रक्त में एमपीसी, मिलीग्राम/ली |
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* ट्रैफ़िक की मात्रा और फ़्रीवे से दूरी के आधार पर फ़्रीवे के पास
पर्यावरण संरक्षण पर बढ़ते ध्यान ने मिट्टी पर भारी धातुओं के प्रभाव में विशेष रुचि पैदा की है।
ऐतिहासिक दृष्टि से, इस समस्या में रुचि मिट्टी की उर्वरता के अध्ययन के साथ उत्पन्न हुई, क्योंकि लोहा, मैंगनीज, तांबा, जस्ता, मोलिब्डेनम और संभवतः कोबाल्ट जैसे तत्व पौधों के जीवन के लिए बहुत महत्वपूर्ण हैं और इसलिए, जानवरों और मनुष्यों के लिए।
उन्हें ट्रेस तत्वों के रूप में भी जाना जाता है क्योंकि पौधों को उनकी कम मात्रा में आवश्यकता होती है। ट्रेस तत्वों के समूह में धातुएं भी शामिल हैं, जिनकी मिट्टी में सामग्री काफी अधिक है, उदाहरण के लिए, लोहा, जो अधिकांश मिट्टी का हिस्सा है और ऑक्सीजन (46.6%) के बाद पृथ्वी की पपड़ी (5%) की संरचना में चौथे स्थान पर है। ), सिलिकॉन (27.7%) और एल्यूमीनियम (8.1%)।
सभी ट्रेस तत्व पौधों पर नकारात्मक प्रभाव डाल सकते हैं यदि उनके उपलब्ध रूपों की एकाग्रता निश्चित सीमा से अधिक हो। कुछ भारी धातुएं, जैसे पारा, सीसा और कैडमियम, जो पौधों और जानवरों के लिए बहुत महत्वपूर्ण नहीं लगती हैं, कम सांद्रता पर भी मानव स्वास्थ्य के लिए खतरनाक हैं।
वाहनों से निकलने वाली गैसें, खेत या सीवेज ट्रीटमेंट प्लांट में हटाना, सीवेज के साथ सिंचाई, अपशिष्ट, अवशेष और खदानों और औद्योगिक स्थलों के संचालन से उत्सर्जन, फास्फोरस और जैविक उर्वरकों का उपयोग, कीटनाशकों का उपयोग आदि। मिट्टी में भारी धातुओं की सांद्रता में वृद्धि हुई।
जब तक भारी धातुएं मिट्टी के घटक भागों से मजबूती से जुड़ी रहती हैं और उन तक पहुंचना मुश्किल होता है, तब तक मिट्टी और पर्यावरण पर उनका नकारात्मक प्रभाव नगण्य होगा। हालांकि, अगर मिट्टी की स्थिति भारी धातुओं को मिट्टी के घोल में जाने देती है, तो मिट्टी के दूषित होने का सीधा खतरा होता है, पौधों के साथ-साथ मानव शरीर और इन पौधों का उपभोग करने वाले जानवरों में उनके प्रवेश की संभावना होती है। इसके अलावा, सीवेज कीचड़ के उपयोग के परिणामस्वरूप भारी धातुएं पौधों और जल निकायों के प्रदूषक हो सकते हैं। मिट्टी और पौधों के दूषित होने का खतरा इस पर निर्भर करता है: पौधों का प्रकार; मिट्टी में रासायनिक यौगिकों के रूप; उन तत्वों की उपस्थिति जो भारी धातुओं और पदार्थों के प्रभाव का प्रतिकार करते हैं जो उनके साथ जटिल यौगिक बनाते हैं; सोखना और desorption प्रक्रियाओं से; मिट्टी और मिट्टी और जलवायु परिस्थितियों में इन धातुओं के उपलब्ध रूपों की मात्रा। इसलिए, भारी धातुओं का नकारात्मक प्रभाव अनिवार्य रूप से उनकी गतिशीलता पर निर्भर करता है, अर्थात। घुलनशीलता
भारी धातुओं को मुख्य रूप से चर संयोजकता, उनके हाइड्रॉक्साइड की कम घुलनशीलता, जटिल यौगिकों को बनाने की उच्च क्षमता और निश्चित रूप से, धनायनित क्षमता की विशेषता होती है।
मिट्टी द्वारा भारी धातुओं के प्रतिधारण में योगदान करने वाले कारकों में शामिल हैं: मिट्टी और धरण की सतह का विनिमय सोखना, धरण के साथ जटिल यौगिकों का निर्माण, सतह सोखना और रोड़ा (पिघला हुआ या ठोस धातुओं द्वारा गैसों की क्षमता को भंग करना या अवशोषित करना) एल्यूमीनियम, लोहा, मैंगनीज, आदि के हाइड्रेटेड ऑक्साइड, साथ ही साथ अघुलनशील यौगिकों का निर्माण, विशेष रूप से कमी के दौरान।
मिट्टी के घोल में भारी धातुएँ आयनिक और बाध्य दोनों रूपों में होती हैं, जो एक निश्चित संतुलन में होती हैं (चित्र 1)।
आकृति में, एल पी घुलनशील लिगैंड हैं, जो कम आणविक भार वाले कार्बनिक अम्ल हैं, और एल एन अघुलनशील हैं। धातुओं (एम) की ह्यूमिक पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया में आंशिक रूप से आयन एक्सचेंज भी शामिल है।
बेशक, धातु के अन्य रूप मिट्टी में मौजूद हो सकते हैं जो सीधे इस संतुलन में भाग नहीं लेते हैं, उदाहरण के लिए, प्राथमिक और माध्यमिक खनिजों के क्रिस्टल जाली से धातु, साथ ही जीवित जीवों से धातु और उनके मृत अवशेष।
मिट्टी में भारी धातुओं में परिवर्तन का अवलोकन उन कारकों के ज्ञान के बिना असंभव है जो उनकी गतिशीलता को निर्धारित करते हैं। मिट्टी में भारी धातुओं के व्यवहार को निर्धारित करने वाली अवधारण गति की प्रक्रियाएं अन्य धनायनों के व्यवहार को निर्धारित करने वाली प्रक्रियाओं से बहुत कम भिन्न होती हैं। यद्यपि भारी धातुएँ कभी-कभी कम सांद्रता वाली मिट्टी 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।
मिट्टी में भारी धातुओं का प्रवास पौधों की जड़ों या मिट्टी के सूक्ष्मजीवों की मदद से तरल और निलंबन के साथ हो सकता है। घुलनशील यौगिकों का प्रवास मिट्टी के घोल (प्रसार) के साथ या तरल को स्वयं स्थानांतरित करके होता है। मिट्टी और कार्बनिक पदार्थों को धोने से उनसे जुड़ी सभी धातुओं का प्रवास होता है। गैसीय रूप में वाष्पशील पदार्थों का प्रवास, जैसे कि डाइमिथाइलमेरकरी, यादृच्छिक है, और इस तरह की गति का विशेष महत्व नहीं है। ठोस चरण में प्रवासन और क्रिस्टल जाली में प्रवेश एक आंदोलन की तुलना में एक बाध्यकारी तंत्र है।
भारी धातुओं को सूक्ष्मजीवों द्वारा पेश या सोख लिया जा सकता है, जो बदले में संबंधित धातुओं के प्रवास में भाग लेने में सक्षम होते हैं।
केंचुए और अन्य जीव मिट्टी को मिलाकर या धातुओं को अपने ऊतकों में शामिल करके यांत्रिक या जैविक रूप से भारी धातुओं के प्रवास को सुविधाजनक बना सकते हैं।
सभी प्रकार के प्रवासन में, सबसे महत्वपूर्ण तरल चरण में प्रवास है, क्योंकि अधिकांश धातुएं मिट्टी में घुलनशील रूप में या जलीय निलंबन के रूप में प्रवेश करती हैं, और मिट्टी के भारी धातुओं और तरल घटकों के बीच लगभग सभी बातचीत होती है। तरल और ठोस चरणों का इंटरफ़ेस।
मिट्टी में भारी धातुएं ट्राफिक श्रृंखला के माध्यम से पौधों में प्रवेश करती हैं, और फिर जानवरों और मनुष्यों द्वारा उपभोग की जाती हैं। भारी धातुओं के चक्र में विभिन्न जैविक अवरोध शामिल होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप चयनात्मक जैवसंचय होता है, जो इन तत्वों की अधिकता से जीवों की रक्षा करता है। फिर भी, जैविक बाधाओं की गतिविधि सीमित है, और अक्सर भारी धातुएं मिट्टी में केंद्रित होती हैं। उनके द्वारा प्रदूषण के लिए मिट्टी का प्रतिरोध बफरिंग क्षमता के आधार पर भिन्न होता है।
उच्च सोखने की क्षमता वाली मिट्टी, और मिट्टी की उच्च सामग्री, साथ ही साथ कार्बनिक पदार्थ, इन तत्वों को विशेष रूप से ऊपरी क्षितिज में बनाए रख सकते हैं। यह एक तटस्थ प्रतिक्रिया के साथ कार्बोनेट मिट्टी और मिट्टी के लिए विशिष्ट है। इन मिट्टी में, जहरीले यौगिकों की मात्रा जिन्हें भूजल में धोया जा सकता है और पौधों द्वारा अवशोषित किया जा सकता है, रेतीली अम्लीय मिट्टी की तुलना में बहुत कम है। हालांकि, तत्वों की सांद्रता को विषाक्त में बढ़ाने का एक बड़ा जोखिम है, जो मिट्टी में भौतिक, रासायनिक और जैविक प्रक्रियाओं के असंतुलन का कारण बनता है। मिट्टी के कार्बनिक और कोलाइडल भागों द्वारा बनाए गए भारी धातु, जैविक गतिविधि को महत्वपूर्ण रूप से सीमित करते हैं, yttrification की प्रक्रियाओं को रोकते हैं, जो मिट्टी की उर्वरता के लिए महत्वपूर्ण हैं।
रेतीली मिट्टी, जो कम अवशोषण क्षमता के साथ-साथ अम्लीय मिट्टी की विशेषता होती है, मोलिब्डेनम और सेलेनियम के अपवाद के साथ, भारी धातुओं को बहुत कमजोर रूप से बनाए रखती है। इसलिए, वे पौधों द्वारा आसानी से सोख लिए जाते हैं, और उनमें से कुछ बहुत कम सांद्रता में भी एक विषैला प्रभाव डालते हैं।
मिट्टी में जिंक की मात्रा 10 से 800 मिलीग्राम/किलोग्राम तक होती है, हालांकि यह अक्सर 30-50 मिलीग्राम/किलोग्राम होती है। जस्ता की अधिक मात्रा का संचय अधिकांश मिट्टी प्रक्रियाओं को नकारात्मक रूप से प्रभावित करता है: यह मिट्टी के भौतिक और भौतिक-रासायनिक गुणों में परिवर्तन का कारण बनता है, और जैविक गतिविधि को कम करता है। जिंक सूक्ष्मजीवों की महत्वपूर्ण गतिविधि को रोकता है, जिसके परिणामस्वरूप मिट्टी में कार्बनिक पदार्थों के निर्माण की प्रक्रिया बाधित होती है। मिट्टी के आवरण में जिंक की अधिकता सेल्यूलोज के अपघटन, श्वसन और यूरिया की क्रिया के किण्वन में बाधा उत्पन्न करती है।
मिट्टी से पौधों में आने वाली भारी धातुएँ, खाद्य श्रृंखलाओं के माध्यम से संचरित हो रही हैं, पौधों, जानवरों और मनुष्यों पर विषैला प्रभाव डालती हैं।
सबसे जहरीले तत्वों में, सबसे पहले, पारा का उल्लेख किया जाना चाहिए, जो अत्यधिक जहरीले यौगिक - मिथाइलमेररी के रूप में सबसे बड़ा खतरा पैदा करता है। जब कोयला जलाया जाता है और प्रदूषित जल निकायों से पानी वाष्पित हो जाता है तो पारा वायुमंडल में प्रवेश करता है। वायु द्रव्यमान के साथ, इसे कुछ क्षेत्रों में मिट्टी पर ले जाया और जमा किया जा सकता है। अध्ययनों से पता चला है कि दोमट यांत्रिक संरचना की विभिन्न प्रकार की मिट्टी के धरण-संचय क्षितिज के ऊपरी सेंटीमीटर में पारा अच्छी तरह से अवशोषित होता है। प्रोफाइल के साथ इसका प्रवास और ऐसी मिट्टी में मिट्टी के प्रोफाइल को धोना महत्वहीन है। हालांकि, हल्की यांत्रिक संरचना वाली मिट्टी में, अम्लीय और ह्यूमस में कमी, पारा प्रवास की प्रक्रिया तेज हो जाती है। ऐसी मिट्टी में कार्बनिक पारा यौगिकों के वाष्पीकरण की प्रक्रिया भी प्रकट होती है, जिनमें अस्थिरता के गुण होते हैं।
जब पारा 200 और 100 किग्रा / हेक्टेयर की दर से रेतीली, मिट्टी और पीट मिट्टी पर लगाया गया, तो रेतीली मिट्टी पर फसल पूरी तरह से मर गई, चाहे सीमित स्तर की परवाह किए बिना। पीट मिट्टी पर, उपज कम हो गई। मिट्टी की मिट्टी पर, चूने की कम खुराक पर ही उपज में कमी आई थी।
लेड में खाद्य श्रृंखलाओं के माध्यम से पौधों, जानवरों और मनुष्यों के ऊतकों में जमा होने की क्षमता भी होती है। सूखे वजन के 100 मिलीग्राम/किलोग्राम के बराबर लेड की एक खुराक पशुओं के लिए घातक मानी जाती है।
सीसा की धूल मिट्टी की सतह पर जम जाती है, कार्बनिक पदार्थों द्वारा सोख ली जाती है, मिट्टी के घोल के साथ प्रोफ़ाइल के साथ चलती है, लेकिन थोड़ी मात्रा में मिट्टी के प्रोफाइल से बाहर की जाती है।
अम्लीय परिस्थितियों में प्रवास की प्रक्रियाओं के कारण, 100 मीटर लंबी मिट्टी में तकनीकी सीसा विसंगतियाँ बनती हैं। मिट्टी से सीसा पौधों में प्रवेश करता है और उनमें जमा हो जाता है। गेहूं और जौ के दाने में, इसकी मात्रा पृष्ठभूमि सामग्री की तुलना में 5-8 गुना अधिक होती है, आलू में - 20 गुना से अधिक, कंद में - 26 गुना से अधिक।
कैडमियम, वैनेडियम और जिंक की तरह, मिट्टी की ह्यूमस परत में जमा हो जाता है। मृदा प्रोफ़ाइल और परिदृश्य में इसके वितरण की प्रकृति स्पष्ट रूप से अन्य धातुओं के साथ बहुत समान है, विशेष रूप से सीसा के वितरण की प्रकृति के साथ।
हालांकि, कैडमियम मिट्टी के प्रोफाइल में सीसे की तुलना में कम मजबूती से तय होता है। कैडमियम का अधिकतम सोखना तटस्थ और क्षारीय मिट्टी की विशेषता है जिसमें धरण की उच्च सामग्री और उच्च अवशोषण क्षमता होती है। पॉडज़ोलिक मिट्टी में इसकी सामग्री सौवें से लेकर 1 मिलीग्राम / किग्रा तक, चेरनोज़म में - 15-30 तक और लाल मिट्टी में - 60 मिलीग्राम / किग्रा तक हो सकती है।
कई मृदा अकशेरूकीय अपने शरीर में कैडमियम को केंद्रित करते हैं। कैडमियम को केंचुए, लकड़ी के जूँ और घोंघे द्वारा सीसा और जस्ता की तुलना में 10-15 गुना अधिक सक्रिय रूप से अवशोषित किया जाता है। कैडमियम कृषि संयंत्रों के लिए विषैला होता है, और भले ही कैडमियम की उच्च सांद्रता का फसल की पैदावार पर ध्यान देने योग्य प्रभाव न हो, लेकिन इसकी विषाक्तता उत्पाद की गुणवत्ता में बदलाव को प्रभावित करती है, क्योंकि पौधों में कैडमियम की मात्रा बढ़ जाती है।
आर्सेनिक कोयला दहन उत्पादों के साथ, धातुकर्म उद्योग से अपशिष्ट के साथ, और उर्वरक कारखानों से मिट्टी में प्रवेश करता है। आयरन, एल्युमिनियम और कैल्शियम के सक्रिय रूपों वाली मिट्टी में आर्सेनिक को सबसे अधिक मजबूती से बरकरार रखा जाता है। मिट्टी में आर्सेनिक की विषाक्तता सर्वविदित है। आर्सेनिक कारणों से मृदा संदूषण, उदाहरण के लिए, केंचुओं की मृत्यु। मिट्टी में आर्सेनिक की पृष्ठभूमि सामग्री एक मिलीग्राम प्रति किलोग्राम मिट्टी का सौवां हिस्सा है।
फ्लोरीन और इसके यौगिकों का व्यापक रूप से परमाणु, तेल, रसायन और अन्य उद्योगों में उपयोग किया जाता है। यह धातुकर्म उद्यमों, विशेष रूप से एल्यूमीनियम संयंत्रों से उत्सर्जन के साथ मिट्टी में प्रवेश करता है, और अशुद्धता के रूप में भी जब सुपरफॉस्फेट और कुछ अन्य कीटनाशकों को लागू किया जाता है।
मिट्टी को प्रदूषित करके, फ्लोरीन न केवल प्रत्यक्ष विषाक्त प्रभाव के कारण उपज में कमी का कारण बनता है, बल्कि मिट्टी में पोषक तत्वों के अनुपात को भी बदल देता है। फ्लोरीन का सबसे बड़ा सोखना एक अच्छी तरह से विकसित मिट्टी को अवशोषित करने वाली मिट्टी में होता है। घुलनशील फ्लोराइड यौगिक मिट्टी के घोल के नीचे की ओर प्रवाहित होते हैं और भूजल में प्रवेश कर सकते हैं। फ्लोराइड यौगिकों के साथ मृदा संदूषण मिट्टी की संरचना को नष्ट कर देता है और मिट्टी के पानी की पारगम्यता को कम कर देता है।
जस्ता और तांबा नामित भारी धातुओं की तुलना में कम विषैले होते हैं, लेकिन धातुकर्म उद्योग के कचरे में उनकी अधिकता मिट्टी को प्रदूषित करती है और सूक्ष्मजीवों के विकास पर निराशाजनक प्रभाव डालती है, मिट्टी की एंजाइमिक गतिविधि को कम करती है और पौधों की उपज को कम करती है।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि भारी धातुओं की विषाक्तता मिट्टी में रहने वाले जीवों पर उनके संयुक्त प्रभाव से बढ़ जाती है। जस्ता और कैडमियम के संयुक्त प्रभाव का सूक्ष्मजीवों पर अलग-अलग प्रत्येक तत्व की समान सांद्रता की तुलना में कई गुना अधिक मजबूत निरोधात्मक प्रभाव होता है।
चूंकि भारी धातुएं आमतौर पर ईंधन दहन उत्पादों और धातुकर्म उद्योग से उत्सर्जन दोनों में विभिन्न संयोजनों में पाई जाती हैं, इसलिए प्रदूषण स्रोतों के आसपास के वातावरण पर उनका प्रभाव व्यक्तिगत तत्वों की एकाग्रता के आधार पर अपेक्षा से अधिक मजबूत होता है।
उद्यमों के पास, उद्यमों के प्राकृतिक फाइटोकेनोज प्रजातियों की संरचना में अधिक समान हो जाते हैं, क्योंकि कई प्रजातियां मिट्टी में भारी धातुओं की एकाग्रता में वृद्धि का सामना नहीं कर सकती हैं। प्रजातियों की संख्या को 2-3 तक कम किया जा सकता है, और कभी-कभी मोनोकेनोज़ के गठन के लिए।
वन फाइटोकेनोज में, लाइकेन और काई सबसे पहले प्रदूषण पर प्रतिक्रिया करते हैं। पेड़ की परत सबसे स्थिर होती है। हालांकि, लंबे समय तक या उच्च-तीव्रता वाले एक्सपोजर में शुष्क-प्रतिरोधी घटनाएं होती हैं।
मिट्टी पृथ्वी की सतह है, जिसमें ऐसे गुण हैं जो जीवित और निर्जीव प्रकृति दोनों की विशेषता रखते हैं।
मिट्टी कुल का सूचक है।प्रदूषण वायुमंडलीय वर्षा, सतही कचरे के साथ मिट्टी में प्रवेश करता है। उन्हें मिट्टी की चट्टानों और भूजल द्वारा मिट्टी की परत में भी पेश किया जाता है।
भारी धातुओं के समूह में वे सभी शामिल हैं जिनका घनत्व लोहे के घनत्व से अधिक है। इन तत्वों का विरोधाभास यह है कि पौधों और जीवों के सामान्य कामकाज को सुनिश्चित करने के लिए वे निश्चित मात्रा में आवश्यक हैं।
लेकिन इनकी अधिकता से गंभीर बीमारी हो सकती है और मृत्यु भी हो सकती है। भोजन चक्र हानिकारक यौगिकों को मानव शरीर में प्रवेश करने का कारण बनता है और अक्सर स्वास्थ्य को बहुत नुकसान पहुंचाता है।
भारी धातु प्रदूषण के स्रोत हैं। एक ऐसी विधि है जिसके द्वारा स्वीकार्य धातु सामग्री की गणना की जाती है। यह कई धातुओं Zc के कुल मूल्य को ध्यान में रखता है।
- स्वीकार्य;
- मध्यम खतरनाक;
- उच्च खतरनाक;
- बहुत खतरनाक।
मिट्टी की सुरक्षा बहुत जरूरी है। निरंतर नियंत्रण और निगरानी दूषित भूमि पर कृषि उत्पादों और पशुओं को चराने की अनुमति नहीं देती है।
भारी धातुएँ मिट्टी को प्रदूषित करती हैं
भारी धातुओं के तीन खतरे वर्ग हैं। विश्व स्वास्थ्य संगठन लेड, मरकरी और कैडमियम को सबसे खतरनाक मानता है।लेकिन अन्य तत्वों की उच्च सांद्रता कम हानिकारक नहीं है।
बुध
पारा के साथ मिट्टी का प्रदूषण कीटनाशकों, विभिन्न घरेलू कचरे, जैसे फ्लोरोसेंट लैंप, और क्षतिग्रस्त माप उपकरणों के तत्वों में प्रवेश के साथ होता है।
आधिकारिक आंकड़ों के अनुसार, पारा की वार्षिक रिहाई पांच हजार टन से अधिक है। दूषित मिट्टी से पारा मानव शरीर में प्रवेश कर सकता है।
यदि ऐसा नियमित रूप से होता है, तो तंत्रिका तंत्र सहित कई अंगों के काम में गंभीर गड़बड़ी हो सकती है।
अनुचित उपचार के साथ, एक घातक परिणाम संभव है।
प्रमुख
सीसा इंसानों और सभी जीवित जीवों के लिए बहुत खतरनाक है।
यह अत्यंत विषैला होता है। जब एक टन सीसे का खनन किया जाता है, तो पच्चीस किलोग्राम पर्यावरण में छोड़ा जाता है। निकास गैसों की रिहाई के साथ बड़ी मात्रा में सीसा मिट्टी में प्रवेश करता है। 
मार्गों के साथ मृदा प्रदूषण क्षेत्र लगभग दो सौ मीटर से अधिक है। एक बार मिट्टी में, सीसा उन पौधों द्वारा अवशोषित किया जाता है जो मनुष्यों और जानवरों द्वारा खाए जाते हैं, जिनमें पशुधन भी शामिल है, जिसका मांस भी हमारे मेनू में है। अतिरिक्त सीसा केंद्रीय तंत्रिका तंत्र, मस्तिष्क, यकृत और गुर्दे को प्रभावित करता है।यह अपने कार्सिनोजेनिक और उत्परिवर्तजन प्रभावों के लिए खतरनाक है।
कैडमियम
कैडमियम के साथ मिट्टी का दूषित होना मानव शरीर के लिए बहुत बड़ा खतरा है। जब अंतर्ग्रहण किया जाता है, तो यह कंकाल की विकृति, बच्चों में विकास में रूकावट और गंभीर पीठ दर्द का कारण बनता है।
कॉपर और जिंक
मिट्टी में इन तत्वों की उच्च सांद्रता के कारण वृद्धि धीमी हो जाती है और पौधों का फल खराब हो जाता है, जिससे अंततः उपज में तेज कमी आती है। मनुष्यों में, मस्तिष्क, यकृत और अग्न्याशय में परिवर्तन होते हैं।
मोलिब्डेनम
अतिरिक्त मोलिब्डेनम गाउट का कारण बनता है और तंत्रिका तंत्र को नुकसान पहुंचाता है।
भारी धातुओं का खतरा इस तथ्य में निहित है कि वे शरीर से खराब रूप से उत्सर्जित होते हैं, इसमें जमा होते हैं। वे बहुत जहरीले यौगिक बना सकते हैं, आसानी से एक वातावरण से दूसरे वातावरण में जा सकते हैं, विघटित नहीं होते हैं। साथ ही, वे गंभीर बीमारियों का कारण बनते हैं, जो अक्सर अपरिवर्तनीय परिणाम देते हैं।सुरमा
कुछ अयस्कों में मौजूद।
यह विभिन्न औद्योगिक क्षेत्रों में प्रयुक्त मिश्र धातुओं का हिस्सा है।
इसकी अधिकता खाने के गंभीर विकारों का कारण बनती है।
हरताल
आर्सेनिक के साथ मिट्टी के संदूषण का मुख्य स्रोत कृषि पौधों के कीटों को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले पदार्थ हैं, जैसे कि शाकनाशी, कीटनाशक। आर्सेनिक एक संचयी जहर है जो जीर्ण 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। 
यदि मैंगनीज की एक अतिरिक्त मात्रा मिट्टी में प्रवेश करती है, तो इसकी एक खतरनाक अधिकता जल्दी से बन जाती है। यह मानव शरीर को तंत्रिका तंत्र के विनाश के रूप में प्रभावित करता है।
अन्य भारी तत्वों की अधिकता भी कम खतरनाक नहीं है।
पूर्वगामी 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 के साथ मृदा प्रदूषण का मुकाबला करने के मुख्य तरीके
भारी धातुओं के साथ मृदा संदूषण 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 की शुरूआत प्रदूषण के खिलाफ लड़ाई में कुछ हद तक मदद करती है।
- मिट्टी की सतह से कुछ पौधों, जैसे तिपतिया घास की बुवाई, बुवाई और हटाने से मिट्टी में भारी धातुओं की सांद्रता काफी कम हो जाती है। इसके अलावा, यह विधि पूरी तरह से पर्यावरण के अनुकूल है।
- भूमिगत जल का विषहरण, उसकी पम्पिंग और सफाई।
- भारी धातुओं के घुलनशील रूप के प्रवास की भविष्यवाणी और उन्मूलन।
- कुछ विशेष रूप से गंभीर मामलों में, मिट्टी की परत को पूरी तरह से हटाने और एक नए के साथ इसके प्रतिस्थापन की आवश्यकता होती है।
इन सभी धातुओं में सबसे खतरनाक है सीसा। इसमें मानव शरीर पर प्रहार करने के लिए संचित होने का गुण होता है। मानव शरीर में एक या कई बार प्रवेश करने पर पारा खतरनाक नहीं है, केवल पारा वाष्प विशेष रूप से खतरनाक है। मेरा मानना है कि औद्योगिक उद्यमों को अधिक उन्नत उत्पादन तकनीकों का उपयोग करना चाहिए जो सभी जीवित चीजों के लिए इतनी हानिकारक नहीं हैं। किसी एक व्यक्ति को नहीं बल्कि एक जन सोचना चाहिए, तभी हम अच्छे परिणाम पर पहुंचेंगे।
शिक्षा राज्य शैक्षिक संस्थान के लिए संघीय एजेंसी
उच्च व्यावसायिक शिक्षा "वोरोनिश राज्य विश्वविद्यालय"
भारी धातुओं से मृदा प्रदूषण। दूषित मिट्टी के नियंत्रण और नियमन के तरीके
विश्वविद्यालयों के लिए शैक्षिक और पद्धति संबंधी मैनुअल
द्वारा संकलित: के.ए. ज़ुवेलिकन, डी.आई. शचेग्लोव, एन.एस. गोर्बुनोवा
वोरोनिश राज्य विश्वविद्यालय का प्रकाशन और मुद्रण केंद्र
4 जुलाई 2009 को जीव विज्ञान और मृदा संकाय की वैज्ञानिक और कार्यप्रणाली परिषद द्वारा अनुमोदित, प्रोटोकॉल नंबर 10
बायोल के समीक्षक डॉ. विज्ञान, प्रो. एल.ए. याब्लोन्स्की
शिक्षण सहायता वोरोनिश राज्य विश्वविद्यालय के जीव विज्ञान और मिट्टी के संकाय के मृदा विज्ञान और भूमि प्रबंधन विभाग में तैयार की गई थी।
विशेषता के लिए 020701 - मृदा विज्ञान
प्रदूषण के बारे में सामान्य जानकारी …………………………… ………………………………………….. . | |
तकनीकी विसंगतियों की अवधारणा …………………………… ................................. | |
भारी धातुओं से मृदा प्रदूषण …………………………… ..................................... | |
मृदा प्रोफाइल में भारी धातुओं का प्रवास ................... | |
मृदा पर्यावरण निगरानी की अवधारणा …………………………… ............... | |
उनके नियंत्रण के दौरान निर्धारित मिट्टी की स्थिति के संकेतक ………………… | |
प्रदूषित मिट्टी की गुणवत्ता का पारिस्थितिक विनियमन …………………………… | |
प्रदूषण के अधीन मिट्टी के वर्गीकरण के लिए सामान्य आवश्यकताएं...... | |
साहित्य................................................. ……………………………………….. ....... |
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 कर रहे 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। मानव पर्यावरण में कुछ रसायनों की मात्रा (प्राकृतिक स्तरों की तुलना में) मानवजनित स्रोतों से उनके सेवन के कारण एक पर्यावरणीय खतरा 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 विनिर्माण क्षमता है - लिथोस्फीयर (ए.आई. पेरेलमैन, 1999) में इसके क्लार्क के टन में एक तत्व के वार्षिक निष्कर्षण या उत्पादन का अनुपात। उच्च टेक्नोफिलिसिटी मनुष्य द्वारा सबसे अधिक सक्रिय रूप से उपयोग किए जाने वाले तत्वों के लिए विशिष्ट है, खासकर उन लोगों के लिए जिनका स्थलमंडल में प्राकृतिक स्तर कम है। बीआई, एचजी, एसबी, पीबी, क्यू, से, एजी, एएस, मो, एसएन, सीआर, जेडएन जैसी धातुओं के लिए उच्च स्तर की टेक्नोफिलिसिटी विशिष्ट है, जिसकी आवश्यकता विभिन्न प्रकार के उद्योगों के लिए बहुत अच्छी है। चट्टानों में इन तत्वों की कम सामग्री (10–2–10–6%) के साथ, उनका निष्कर्षण महत्वपूर्ण है। इससे इन तत्वों से युक्त अयस्कों की भारी मात्रा में पृथ्वी की आंतों से निकासी होती है, और पर्यावरण में उनके बाद के वैश्विक फैलाव में।
टेक्नोफिलिटी के अलावा, टेक्नोजेनेसिस की अन्य मात्रात्मक विशेषताओं का प्रस्ताव किया गया है। इस प्रकार, किसी तत्व की टेक्नोफिलिसिटी का उसकी बायोफिलिसिटी (बायोफिलिसिटी - जीवित पदार्थ में रासायनिक तत्वों की सांद्रता के क्लार्क्स) का अनुपात एम.ए. ग्लेज़ोव्सकाया नेम टेक्नोजेनेसिस के तत्वों की विनाशकारी गतिविधि. टेक्नोजेनेसिस के तत्वों की विनाशकारी गतिविधि जीवों के लिए तत्वों के खतरे की डिग्री की विशेषता है। ग्रह पर अपने 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। तकनीकी संवर्धन कारक का स्तर, साथ ही तत्वों की तकनीकीता, 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। .
मानव निर्मित 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 तत्वों या उनके यौगिकों की सांद्रता में उल्लेखनीय वृद्धि की विशेषता है और नियमित रूप से खनिजों के संचय के सापेक्ष स्थित है। तकनीकी विसंगतियों की पहचान पर्यावरण की स्थिति का आकलन करने में सबसे महत्वपूर्ण पारिस्थितिक और भू-रासायनिक कार्यों में से एक है। तकनीकी स्रोतों से विभिन्न पदार्थों के इनपुट के परिणामस्वरूप परिदृश्य के 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। एआई की व्यापकता के अनुसार। पेरेलमैन और एन.एस. कासिमोव (1999) निम्नलिखित मानव निर्मित विसंगतियों की पहचान करता है:
1) वैश्विक - पूरे विश्व को कवर करना (उदाहरण के लिए, बढ़ा हुआ
2) क्षेत्रीय - कीटनाशकों, खनिज उर्वरकों, सल्फर यौगिकों के उत्सर्जन के साथ वर्षा के अम्लीकरण, आदि के उपयोग के परिणामस्वरूप महाद्वीपों, प्राकृतिक क्षेत्रों और क्षेत्रों के कुछ हिस्सों में गठित;
3) स्थानीय - वातावरण में निर्मित, मिट्टी, पानी, स्थानीय मानव निर्मित स्रोतों के आसपास के पौधे: कारखाने, खदानें, आदि।
गठन पर्यावरण के अनुसार, मानव निर्मित विसंगतियों को विभाजित किया गया है:
1) लिथोकेमिकल पर (मिट्टी, चट्टानों में);
2) हाइड्रोजियोकेमिकल (पानी में);
3) वायुमंडलीय रासायनिक (वायुमंडल में, बर्फ);
4) जैव रासायनिक (जीवों में)।
प्रदूषण के स्रोत की अवधि के अनुसार, उन्हें इसमें विभाजित किया गया है:
– अल्पकालिक (आकस्मिक रिलीज, आदि) के लिए;
– मध्यम अवधि (प्रभाव की समाप्ति के साथ, उदाहरण के लिए, खनिज जमा के विकास की समाप्ति);
– दीर्घकालिक स्थिर (कारखानों, शहरों, कृषि परिदृश्यों की विसंगतियाँ, उदाहरण के लिए, KMA, नॉरिल्स्क निकेल)।
तकनीकी विसंगतियों का आकलन करते समय, पृष्ठभूमि क्षेत्रों को प्रदूषकों के तकनीकी स्रोतों से दूर चुना जाता है, एक नियम के रूप में, 30-50 किमी से अधिक दूर। विसंगतिपूर्ण मानदंडों में से एक तकनीकी एकाग्रता या विसंगति केसी का गुणांक है, जो कि विषम वस्तु में एक तत्व की सामग्री का अनुपात है जो परिदृश्य घटकों में इसकी पृष्ठभूमि सामग्री के लिए माना जाता 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-
विशिष्ट स्वीकार्य सांद्रता। यह किसी प्राकृतिक वस्तु या उत्पाद (पानी, हवा, मिट्टी, भोजन) में हानिकारक पदार्थ की अधिकतम सामग्री है, जो मानव स्वास्थ्य या अन्य जीवों को प्रभावित नहीं करता है।
प्रदूषकों को खतरों के अनुसार वर्गों में बांटा गया है (GOST
17.4.1.0283): कक्षा I (अत्यधिक खतरनाक) - जैसे, सीडी, एचजी, से, पीबी, एफ, बेंजो (ए) पाइरीन, जेडएन; कक्षा II (मध्यम रूप से खतरनाक) - B, Co, Ni, Mo, Cu, Sb, Cr; कक्षा III (कम खतरनाक) - बीए, वी, डब्ल्यू, एमएन, सीनियर, एसिटोफेनोन।
भारी धातुओं से मृदा प्रदूषण
भारी धातुएं (एचएम) पहले से ही खतरे के मामले में दूसरे स्थान पर हैं, कीटनाशकों के पीछे और कार्बन डाइऑक्साइड और सल्फर जैसे प्रसिद्ध प्रदूषकों से काफी आगे हैं। भविष्य में, वे परमाणु ऊर्जा संयंत्र के कचरे और ठोस कचरे से भी ज्यादा खतरनाक हो सकते हैं। एचएम संदूषण औद्योगिक उत्पादन में उनके व्यापक उपयोग से जुड़ा है। अपूर्ण शुद्धिकरण प्रणालियों के कारण, एचएम मिट्टी सहित पर्यावरण में प्रवेश करते हैं, इसे प्रदूषित करते हैं और इसे जहर देते हैं। एचएम विशेष प्रदूषक हैं, जिनकी निगरानी सभी वातावरणों में अनिवार्य है।
मिट्टी मुख्य माध्यम है जिसमें एचएम प्रवेश करते हैं, जिसमें वातावरण और जलीय पर्यावरण शामिल हैं। यह सतही वायु और जल के द्वितीयक प्रदूषण के स्रोत के रूप में भी कार्य करता है जो इससे विश्व महासागर में प्रवेश करता है। एचएम को पौधों द्वारा मिट्टी से अवशोषित किया जाता है, जो बाद में भोजन में मिल जाते हैं।
"भारी धातु" शब्द, जो प्रदूषकों के एक विस्तृत समूह की विशेषता है, हाल ही में व्यापक रूप से उपयोग किया गया है। विभिन्न वैज्ञानिक और व्यावहारिक कार्यों में, लेखक अलग-अलग तरीकों से इस अवधारणा के अर्थ की व्याख्या करते हैं। इस संबंध में, भारी धातुओं के समूह को सौंपे गए तत्वों की संख्या एक विस्तृत श्रृंखला में 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 तकनीकी चक्रों में भागीदारी की डिग्री।
पर्यावरण प्रदूषण और पर्यावरण निगरानी की समस्याओं के लिए समर्पित कार्यों में, आज डी.आई. के 40 से अधिक तत्व। 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),
भारी धातुओं को 8 ग्राम / सेमी 3 से अधिक के घनत्व के साथ माना जाना चाहिए। साथ ही, निम्नलिखित स्थितियां भारी धातुओं के वर्गीकरण में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं: अपेक्षाकृत कम सांद्रता में रहने वाले जीवों के लिए उनकी उच्च विषाक्तता, साथ ही साथ जैव-संचय और जैव-आवर्धन करने की उनकी क्षमता। इस परिभाषा के अंतर्गत आने वाली लगभग सभी धातुएं
लोहा (सीसा, पारा, कैडमियम और बिस्मथ के अपवाद के साथ, जिसकी जैविक भूमिका फिलहाल स्पष्ट नहीं है), जैविक प्रक्रियाओं में सक्रिय रूप से भाग लेते हैं, और कई एंजाइमों का हिस्सा हैं।
धातुओं में समृद्ध कचरे के सबसे शक्तिशाली आपूर्तिकर्ता अलौह धातु गलाने वाले उद्यम (एल्यूमीनियम, एल्यूमिना, तांबा-जस्ता, सीसा-गलाने, निकल, टाइटेनियम-मैग्नीशियम, पारा, आदि) के साथ-साथ अलौह धातु प्रसंस्करण हैं। रेडियो इंजीनियरिंग, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग, इंस्ट्रूमेंट-मेकिंग, गैल्वेनिक, आदि)।
धातुकर्म उद्योगों, अयस्क प्रसंस्करण संयंत्रों की धूल में, Pb, Zn, Bi, Sn की सांद्रता को परिमाण के कई आदेशों (10-12 तक), Cd, V, Sb - की सांद्रता से स्थलमंडल की तुलना में बढ़ाया जा सकता है। दसियों हज़ार बार, Cd, Mo, Pb, Sn, Zn, Bi, Ag - सैकड़ों बार। अलौह धातु विज्ञान उद्यमों, पेंट और वार्निश कारखानों और प्रबलित कंक्रीट संरचनाओं के कचरे को पारे से समृद्ध किया जाता है। मशीन-निर्माण संयंत्रों (तालिका 1) से धूल में डब्ल्यू, सीडी और पीबी की सांद्रता बढ़ जाती है।
धातु-समृद्ध उत्सर्जन के प्रभाव में, मुख्य रूप से क्षेत्रीय और स्थानीय स्तरों पर परिदृश्य प्रदूषण के क्षेत्र बनते हैं। पर्यावरण प्रदूषण पर ऊर्जा उद्यमों का प्रभाव कचरे में धातुओं की सांद्रता के कारण नहीं है, बल्कि उनकी भारी मात्रा में है। अपशिष्ट का द्रव्यमान, उदाहरण के लिए, औद्योगिक केंद्रों में, प्रदूषण के अन्य सभी स्रोतों से आने वाली उनकी कुल मात्रा से अधिक है। कार निकास गैसों के साथ पर्यावरण में पीबी की एक महत्वपूर्ण मात्रा 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, बायोकाइड्स, पौधों की वृद्धि उत्तेजक, संरचना बनाने वालों के हिस्से के रूप में मिट्टी में प्रवेश करती है। विभिन्न अपशिष्ट उत्पादों से बने गैर-पारंपरिक उर्वरकों में अक्सर उच्च सांद्रता में प्रदूषकों की एक विस्तृत श्रृंखला होती है। पारंपरिक खनिज उर्वरकों में से, फॉस्फेट उर्वरकों में Mn, Zn, Ni, Cr, Pb, Cu, Cd (Gaponyuk, 1985) की अशुद्धियाँ होती हैं।
तकनीकी स्रोतों से वातावरण में छोड़े गए धातुओं के परिदृश्य में वितरण प्रदूषण स्रोत, जलवायु परिस्थितियों (हवाओं की ताकत और दिशा), इलाके और तकनीकी कारकों (कचरे की स्थिति, कचरे के प्रवेश की विधि) से दूरी द्वारा निर्धारित किया जाता है। पर्यावरण, उद्यमों के पाइप की ऊंचाई)।
एचएम अपव्यय वातावरण में उत्सर्जन के स्रोत की ऊंचाई पर निर्भर करता है। मेरे हिसाब से। बेर्लींड (1975), उच्च चिमनी के साथ, उत्सर्जन की एक महत्वपूर्ण एकाग्रता वातावरण की सतह परत में 10–40 चिमनी ऊंचाई की दूरी पर बनाई जाती है। ऐसे प्रदूषण स्रोतों के आसपास छह क्षेत्र प्रतिष्ठित हैं (तालिका 2)। निकटवर्ती क्षेत्र पर व्यक्तिगत औद्योगिक उद्यमों के प्रभाव का क्षेत्र 1000 किमी 2 तक पहुंच सकता है।
तालिका 2
बिंदु प्रदूषण स्रोतों के आसपास मृदा संदूषण क्षेत्र
से दूरी | अतिरिक्त सामग्री |
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के लिए स्रोत | के संबंध में टीएम |
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किमी . में प्रदूषण | पृष्ठभूमि के लिए |
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उद्यम का सुरक्षा क्षेत्र | ||||
मृदा प्रदूषण क्षेत्र और उनका आकार प्रचलित हवाओं के वैक्टर से निकटता से संबंधित हैं। राहत, वनस्पति, शहरी भवन हवा की सतह परत की गति की दिशा और गति को बदल सकते हैं। इसी प्रकार मृदा प्रदूषण के क्षेत्रों में, वनस्पति आवरण प्रदूषण के क्षेत्रों को भी प्रतिष्ठित किया जा सकता है।
मृदा प्रोफाइल में भारी धातुओं का प्रवास
प्रदूषकों के मुख्य भाग का संचय मुख्य रूप से ह्यूमस-संचय मिट्टी क्षितिज में देखा जाता है, जहां वे विभिन्न अंतःक्रियात्मक प्रतिक्रियाओं के कारण एल्युमिनोसिलिकेट्स, गैर-सिलिकेट खनिजों, कार्बनिक पदार्थों से बंधे होते हैं। मिट्टी में मौजूद 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 धातुएं इन घटकों द्वारा मजबूती से पकड़ी जाती 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।
पर मिट्टी की रूपरेखा के भीतर, पदार्थों का तकनीकी प्रवाह कई प्रकार से मिलता हैमिट्टी-भू-रासायनिक बाधाएं। इनमें कार्बोनेट, जिप्सम, इल्यूवियल होराइजन्स (इल्यूवियल-फेरुगिनस-ह्यूमस) शामिल हैं। अत्यधिक जहरीले तत्वों में से कुछ ऐसे यौगिकों में बदल सकते हैं जो पौधों तक पहुंचना मुश्किल हैं, जबकि अन्य तत्व जो किसी दिए गए मिट्टी के भू-रासायनिक वातावरण में चल रहे हैं, मिट्टी की परत में माइग्रेट कर सकते हैं, जो बायोटा के संभावित खतरे का प्रतिनिधित्व करते हैं। तत्वों की गतिशीलता काफी हद तक मिट्टी में अम्ल-क्षार और रेडॉक्स स्थितियों पर निर्भर करती है। तटस्थ मिट्टी में, Zn, V, As, Se यौगिक गतिशील होते हैं, जिन्हें मिट्टी के मौसमी गीलापन के दौरान निक्षालित किया जा सकता है।
जीवों के लिए विशेष रूप से खतरनाक तत्वों के मोबाइल यौगिकों का संचय मिट्टी के जल और वायु शासन पर निर्भर करता है: लीचिंग शासन की पारगम्य मिट्टी में उनका सबसे छोटा संचय देखा जाता है, यह गैर-लीचिंग शासन के साथ मिट्टी में बढ़ता है और अधिकतम होता है एक प्रवाह शासन के साथ मिट्टी। बाष्पीकरणीय सांद्रता और क्षारीय प्रतिक्रिया के साथ, Se, As, V को मिट्टी में आसानी से सुलभ रूप में जमा किया जा सकता है, और कम करने वाले वातावरण की स्थितियों में, Hg को मिथाइलेटेड यौगिकों के रूप में जमा किया जा सकता है।
हालांकि, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि लीचिंग शासन की शर्तों के तहत, धातुओं की संभावित गतिशीलता का एहसास होता है, और उन्हें मिट्टी के प्रोफाइल से बाहर किया जा सकता है, भूजल के माध्यमिक प्रदूषण के स्रोत होने के कारण।
पर 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, Se कम-गतिशीलता वाले यौगिक बनाते हैं जो ह्यूमस और इल्यूवियल क्षितिज में जमा हो सकते हैं और मिट्टी के बायोटा की स्थिति को नकारात्मक रूप से प्रभावित कर सकते हैं। यदि एस प्रदूषकों की संरचना में मौजूद है, तो एक माध्यमिक हाइड्रोजन सल्फाइड वातावरण कम करने की स्थिति में बनाया जाता है, और कई धातुएं अघुलनशील या थोड़ा घुलनशील सल्फाइड बनाती हैं।
पर जलभराव वाली मिट्टी में Mo, V, As और Se निष्क्रिय रूपों में मौजूद होते हैं। अम्लीय जलयुक्त मिट्टी में तत्वों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा जीवित पदार्थों के लिए अपेक्षाकृत गतिशील और खतरनाक रूपों में मौजूद है; ऐसे Pb, Cr, Ni, Co, Cu, Zn, Cd और Hg के यौगिक हैं। अच्छे वातन के साथ थोड़ी अम्लीय और तटस्थ मिट्टी में, शायद ही घुलनशील Pb यौगिक बनते हैं, खासकर चूना लगाने के दौरान। तटस्थ मिट्टी में, Zn, V, As, Se यौगिक मोबाइल होते हैं, जबकि Cd और Hg को ह्यूमस और इल्यूवियल क्षितिज में बनाए रखा जा सकता है। जैसे-जैसे क्षारीयता बढ़ती है, इन तत्वों से मिट्टी के दूषित होने का खतरा बढ़ जाता है।
मृदा पर्यावरण निगरानी की अवधारणा
मृदा पर्यावरण निगरानी - नियमित गैर-सीमित प्रणाली
मिट्टी के स्थान और समय के नियंत्रण में सीमित है, जो अतीत, वर्तमान और भविष्य में होने वाले परिवर्तनों का आकलन 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 उनके पारिस्थितिक कार्यों की पूर्ति में परिलक्षित होते हैं, और, परिणामस्वरूप, जीवमंडल की स्थिति में।
बहुत महत्व का तथ्य यह है कि मिट्टी में, वायुमंडल और सतही जल की हवा के विपरीत, मानवजनित प्रभाव के पर्यावरणीय परिणाम आमतौर पर बाद में प्रकट होते हैं, लेकिन वे अधिक स्थिर और लंबे समय तक रहते हैं। इस प्रभाव के दीर्घकालिक परिणामों का आकलन करने की आवश्यकता है, उदाहरण के लिए, मिट्टी में प्रदूषकों के एकत्र होने 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 मिट्टी संकेतकों के संयोजन में अंतर पर आधारित है। मृदा निम्नीकरण के प्रकटीकरण के तंत्र और पैमानों में अंतर के आधार पर, दो प्रकार के मोनिटो-
अंगूठी: पहला समूह -वैश्विक निगरानी, दूसरा - स्थानीय और क्षेत्रीय।
वैश्विक मृदा निगरानी जीवमंडल की वैश्विक निगरानी का एक अभिन्न अंग है। यह जीवमंडल के ग्रह प्रदूषण और इसके साथ होने वाली वैश्विक प्रक्रियाओं के खतरे 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 बायोस्फेरिक निगरानी के परिणाम मानव गतिविधि के प्रभाव में ग्रह पर रहने वाले जीवों की स्थिति में वैश्विक परिवर्तनों की विशेषता रखते हैं।
स्थानीय और क्षेत्रीय निगरानी का उद्देश्य स्थानीय और क्षेत्रीय स्तरों पर पारिस्थितिक तंत्र पर और सीधे प्रकृति प्रबंधन के क्षेत्र में मानव जीवन स्थितियों पर मिट्टी के क्षरण के प्रभाव की पहचान करना है।
स्थानीय निगरानीस्वच्छता-स्वच्छता या प्रभाव भी कहा जाता है। इसका उद्देश्य उन प्रदूषकों के वातावरण में सामग्री के स्तर को नियंत्रित करना है जो एक विशिष्ट . द्वारा उत्सर्जित होते हैं
भारी धातुओं के साथ मृदा प्रदूषण के विभिन्न स्रोत हैं:
1. धातु उद्योग से अपशिष्ट;
2. औद्योगिक उत्सर्जन;
3. ईंधन दहन के उत्पाद;
4. मोटर वाहन निकास गैसें;
5. कृषि के रासायनिककरण के साधन।
धातुकर्म उद्यम सालाना 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 30 टन पारा का उत्सर्जन करते हैं। पृथ्वी की सतह। 1 ग्राम ब्लिस्टर कॉपर के लिए, कॉपर स्मेल्टिंग इंडस्ट्री के कचरे में 2.09 टन धूल होती है, जिसमें 15% कॉपर, 60% आयरन ऑक्साइड और 4% प्रत्येक आर्सेनिक, मरकरी, जिंक और लेड होता है। इंजीनियरिंग और रासायनिक उद्योगों के कचरे में 1 ग्राम / किग्रा तक सीसा, 3 ग्राम / किग्रा तांबा, 10 ग्राम / किग्रा तक क्रोमियम और लोहा, 100 ग्राम / किग्रा फॉस्फोरस और 10 ग्राम तक होता है। / किग्रा मैंगनीज और निकल। सिलेसिया में, 2 से 12% जस्ता सामग्री के साथ डंप और 0.5 से 3% तक सीसा जस्ता संयंत्रों के आसपास ढेर किया जाता है, और संयुक्त राज्य अमेरिका में 1.8% जस्ता सामग्री वाले अयस्कों का शोषण किया जाता है।
निकास गैसों के साथ, प्रति वर्ष 250 हजार टन से अधिक सीसा मिट्टी की सतह में प्रवेश करता है; यह सीसा के साथ मुख्य मृदा प्रदूषक है। भारी धातुएं उर्वरकों के साथ मिट्टी में प्रवेश करती हैं, जिसमें उन्हें अशुद्धता के रूप में शामिल किया जाता है।
हालांकि भारी धातुएं कभी-कभी कम सांद्रता में मिट्टी 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 फाइटोकेनोज प्रजातियों की संरचना में अधिक समान हो जाते हैं, क्योंकि कई प्रजातियां मिट्टी में भारी धातुओं की बढ़ती सांद्रता का सामना नहीं कर सकती हैं। प्रजातियों की संख्या को 2-3 तक कम किया जा सकता है, और कभी-कभी मोनोकेनोज़ के गठन के लिए। वन फाइटोकेनोज में, लाइकेन और काई सबसे पहले प्रदूषण पर प्रतिक्रिया करते हैं। पेड़ की परत सबसे स्थिर होती है। हालांकि, लंबे समय तक या उच्च-तीव्रता के जोखिम में शुष्क-प्रतिरोधी घटनाएँ 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 वर्किंग के टेलिंग (टेलिंग्स) पर वनस्पति कवर की बहाली है जहां धातु अयस्कों का खनन किया गया था: इस तरह की पूंछ आमतौर पर पोषक तत्वों में खराब होती है, जहरीली धातुओं में समृद्ध होती है और पानी को खराब बनाए रखती है। पर्यावरण के लिए एक गंभीर समस्या खदानों के ढेरों का हवा का कटाव है।
मिट्टी में भारी धातुओं की सामग्री का राशनिंगसभी पर्यावरणीय कारकों को पूरी तरह से ध्यान में रखना असंभव होने के कारण मिट्टी और पौधों में भारी धातुओं की सामग्री को राशन करना बेहद मुश्किल है। तो, मिट्टी के केवल कृषि रासायनिक गुणों (पर्यावरण की प्रतिक्रिया, धरण सामग्री, आधारों के साथ संतृप्ति की डिग्री, ग्रैनुलोमेट्रिक संरचना) को बदलने से पौधों में भारी धातुओं की सामग्री कई गुना कम या बढ़ सकती है। कुछ धातुओं की पृष्ठभूमि सामग्री पर भी परस्पर विरोधी डेटा हैं। शोधकर्ताओं द्वारा दिए गए परिणाम कभी-कभी 5-10 गुना भिन्न होते हैं।
भारी धातुओं के पर्यावरण विनियमन के कई पैमाने प्रस्तावित किए गए हैं। कुछ मामलों में, सामान्य मानवजनित मिट्टी में देखी गई धातुओं की उच्चतम सामग्री को अधिकतम स्वीकार्य एकाग्रता के रूप में लिया जाता है, दूसरों में - सामग्री जो कि फाइटोटॉक्सिसिटी के मामले में सीमा है। ज्यादातर मामलों में, भारी धातुओं के लिए एमपीसी का प्रस्ताव किया गया है, जो धातु सांद्रता के वास्तविक स्वीकार्य मूल्यों से कई गुना अधिक है।
भारी धातुओं के साथ तकनीकी प्रदूषण को चिह्नित करने के लिए, एक सांद्रता गुणांक का उपयोग किया जाता है जो दूषित मिट्टी में किसी तत्व की सांद्रता के अनुपात के बराबर होता है।
तालिका 1 आधिकारिक तौर पर स्वीकृत एमपीसी और हानिकारकता के संदर्भ में उनकी सामग्री के अनुमेय स्तरों को दिखाती है। चिकित्सा स्वच्छताविदों द्वारा अपनाई गई योजना के अनुसार, मिट्टी में भारी धातुओं के नियमन को स्थानान्तरण (पौधों में एक तत्व का संक्रमण), प्रवासी पानी (पानी में संक्रमण), और सामान्य स्वच्छता (स्व-सफाई क्षमता पर प्रभाव) में विभाजित किया गया है। मिट्टी और मिट्टी माइक्रोबायोकेनोसिस)।
समुद्री और नदी परिवहन की संघीय एजेंसी
संघीय बजट शैक्षिक संस्थान
उच्च व्यावसायिक शिक्षा
समुद्री राज्य विश्वविद्यालय
एडमिरल जी.आई. के नाम पर नेवेल्सकोय
पर्यावरण संरक्षण विभाग
निबंध
अनुशासन में "भौतिक और रासायनिक प्रक्रियाएं"
भारी धातुओं और रेडियोन्यूक्लाइड के साथ मृदा प्रदूषण के परिणाम।
शिक्षक द्वारा जाँच की गई:
फिरसोवा एल.यू.
छात्र जीआर द्वारा किया गया। ___
खोडानोवा एस.वी.
व्लादिवोस्तोक 2012
विषय
परिचय
1 मिट्टी में भारी धातु
निष्कर्ष
प्रयुक्त स्रोतों की सूची
परिचय
मिट्टी केवल एक निष्क्रिय वातावरण नहीं है जिसकी सतह पर मानव गतिविधि की जाती है, बल्कि एक गतिशील, विकासशील प्रणाली है जिसमें कई कार्बनिक और अकार्बनिक घटक शामिल हैं, जिनमें गुहाओं और छिद्रों का एक नेटवर्क है, और वे बदले में, गैसों और तरल पदार्थ। इन घटकों का स्थानिक वितरण ग्लोब 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 कृन्तकों तक। जलवायु, वनस्पति, मिट्टी के जीवों और समय के संयुक्त प्रभाव में रॉक मूल चट्टानों पर मिट्टी का निर्माण 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 बनने में 1,000 से 10,000 साल लगते हैं। नतीजतन, मिट्टी के गठन की दर इतनी कम है कि मिट्टी को 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 पदार्थों, विभिन्न रासायनिक तत्वों के साथ-साथ ऊर्जा का संचय है। मृदा आवरण विभिन्न संदूषकों के जैविक अवशोषक, विध्वंसक और न्यूट्रलाइज़र 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 गतिविधि के प्रभाव में होने वाले परिवर्तनों का अध्ययन करना अत्यंत महत्वपूर्ण है।
1 मिट्टी में भारी धातु
- मिट्टी में भारी धातुओं के स्रोत
एचएम के बीच कई ट्रेस तत्व हैं जो जीवित जीवों के लिए जैविक रूप से महत्वपूर्ण हैं। वे सबसे महत्वपूर्ण शारीरिक प्रक्रियाओं के जैव उत्प्रेरक और बायोरेगुलेटर के आवश्यक और अपूरणीय घटक हैं। हालांकि, जीवमंडल की विभिन्न वस्तुओं में एचएम की अत्यधिक सामग्री का जीवित जीवों पर निराशाजनक और यहां तक कि विषाक्त प्रभाव पड़ता है।
मिट्टी में एचएम के प्रवेश के स्रोतों को प्राकृतिक (चट्टानों और खनिजों का अपक्षय, क्षरण प्रक्रिया, ज्वालामुखी गतिविधि) और तकनीकी (खनिजों का निष्कर्षण और प्रसंस्करण, ईंधन दहन, वाहनों का प्रभाव, कृषि, आदि) कृषि भूमि में विभाजित किया गया है। वातावरण के माध्यम से प्रदूषण के अलावा, एचएम भी विशेष रूप से प्रदूषित होते हैं, जब कीटनाशकों, खनिज और जैविक उर्वरकों, चूना और अपशिष्ट जल का उपयोग करते हैं। हाल ही में, वैज्ञानिकों ने शहरी मिट्टी पर विशेष ध्यान दिया है। उत्तरार्द्ध एक महत्वपूर्ण तकनीकी प्रक्रिया का अनुभव करता है, जिसका एक अभिन्न अंग एचएम संदूषण है।
एचएम विभिन्न रूपों में मिट्टी की सतह पर पहुंचते हैं। ये ऑक्साइड और धातुओं के विभिन्न लवण हैं, दोनों घुलनशील और व्यावहारिक रूप से पानी में अघुलनशील (सल्फाइड, सल्फेट्स, आर्सेनाइट, आदि)। अयस्क प्रसंस्करण उद्यमों और अलौह धातु विज्ञान उद्यमों से उत्सर्जन की संरचना में - एचएम पर्यावरण प्रदूषण का मुख्य स्रोत - धातुओं का थोक (70-90%) ऑक्साइड के रूप में होता है।
मिट्टी की सतह पर होने पर, एचएम या तो जमा हो सकते हैं या विलुप्त हो सकते हैं, जो दिए गए क्षेत्र में निहित भू-रासायनिक बाधाओं की प्रकृति पर निर्भर करता है।
मिट्टी की सतह में प्रवेश करने वाले अधिकांश एचएम ऊपरी ह्यूमस क्षितिज में तय होते हैं। एचएम मिट्टी के कणों की सतह पर सोखे जाते हैं, मिट्टी के कार्बनिक पदार्थों से बंधे होते हैं, विशेष रूप से मौलिक कार्बनिक यौगिकों के रूप में, लोहे के हाइड्रॉक्साइड में जमा होते हैं, मिट्टी के खनिजों के क्रिस्टल जाली का हिस्सा होते हैं, आइसोमॉर्फिक के परिणामस्वरूप अपने स्वयं के खनिज देते हैं। प्रतिस्थापन, और मिट्टी की नमी में घुलनशील अवस्था में हैं और मिट्टी की हवा में गैसीय अवस्था, मृदा बायोटा का एक अभिन्न अंग हैं।
एचएम गतिशीलता की डिग्री भू-रासायनिक वातावरण और तकनीकी प्रभाव के स्तर पर निर्भर करती है। भारी कण आकार वितरण और कार्बनिक पदार्थों की उच्च सामग्री मिट्टी द्वारा एचएम के बंधन की ओर ले जाती है। पीएच मान में वृद्धि से धनायन बनाने वाली धातुओं (तांबा, जस्ता, निकल, पारा, सीसा, आदि) के सोखने में वृद्धि होती है और आयन बनाने वाली धातुओं (मोलिब्डेनम, क्रोमियम, वैनेडियम, आदि) की गतिशीलता बढ़ जाती है। ऑक्सीकरण की स्थिति को मजबूत करने से धातुओं की प्रवासन क्षमता बढ़ जाती है। नतीजतन, अधिकांश एचएम को बांधने की क्षमता के अनुसार, मिट्टी निम्नलिखित श्रृंखला बनाती है: ग्रे मिट्टी> चेरनोज़म> सोडी-पॉडज़ोलिक मिट्टी।
- भारी धातुओं से मृदा प्रदूषण
दूसरा, बड़ी मात्रा में मिट्टी में जमा करके, एचएम इसके कई गुणों को बदल सकते हैं। सबसे पहले, परिवर्तन मिट्टी के जैविक गुणों को प्रभावित करते हैं: सूक्ष्मजीवों की कुल संख्या कम हो जाती है, उनकी प्रजातियों की संरचना (विविधता) कम हो जाती है, माइक्रोबियल समुदायों की संरचना बदल जाती है, मुख्य सूक्ष्मजीवविज्ञानी प्रक्रियाओं की तीव्रता और मिट्टी एंजाइम की गतिविधि कम हो जाती है। , आदि। एचएम के साथ भारी संदूषण से मिट्टी की अधिक रूढ़िवादी विशेषताओं में परिवर्तन होता है, जैसे कि ह्यूमस अवस्था, संरचना, माध्यम का पीएच, आदि। इसके परिणामस्वरूप आंशिक, और कुछ मामलों में, मिट्टी की उर्वरता का पूर्ण नुकसान होता है।
- प्राकृतिक और मानव निर्मित विसंगतियाँ
प्राकृतिक पर्यावरण के अन्य घटकों के विपरीत, मिट्टी न केवल भू-रासायनिक रूप से प्रदूषण घटकों को जमा करती है, बल्कि एक प्राकृतिक बफर के रूप में भी कार्य करती है जो वातावरण, जलमंडल और जीवित पदार्थों में रासायनिक तत्वों और यौगिकों के हस्तांतरण को नियंत्रित करती है।
विभिन्न पौधों, जानवरों और मनुष्यों को जीवन के लिए मिट्टी और पानी की एक निश्चित संरचना की आवश्यकता होती है। भू-रासायनिक विसंगतियों के स्थानों में, खनिज संरचना के मानदंड से विचलन का संचरण पूरे खाद्य श्रृंखला में होता है, बढ़ जाता है। खनिज पोषण के उल्लंघन के परिणामस्वरूप, फाइटो-, चिड़ियाघर- और सूक्ष्मजीव समुदायों की प्रजातियों की संरचना में परिवर्तन, पौधों के जंगली-बढ़ते रूपों की बीमारी, कृषि पौधों और पशुधन उत्पादों की फसलों की मात्रा और गुणवत्ता में कमी, ए जनसंख्या की घटनाओं में वृद्धि और जीवन प्रत्याशा में कमी देखी गई है।
जैविक प्रणालियों पर एचएम का विषाक्त प्रभाव मुख्य रूप से इस तथ्य के कारण होता है कि वे आसानी से प्रोटीन के सल्फहाइड्रील समूहों (एंजाइमों सहित) से बंध जाते हैं, उनके संश्लेषण को बाधित करते हैं और इस प्रकार, शरीर में चयापचय को बाधित करते हैं।
जीवित जीवों ने एचएम के प्रतिरोध के विभिन्न तंत्र विकसित किए हैं: एचएम आयनों को कम विषाक्त यौगिकों में कम करने से लेकर आयन परिवहन प्रणालियों की सक्रियता तक जो सेल से बाहरी वातावरण में जहरीले आयनों को कुशलतापूर्वक और विशेष रूप से हटाते हैं।
जीवित जीवों पर एचएम प्रभाव का सबसे महत्वपूर्ण परिणाम, जो जीवित पदार्थ के संगठन के बायोगेकेनोटिक और बायोस्फेरिक स्तरों पर प्रकट होता है, कार्बनिक पदार्थों के ऑक्सीकरण की प्रक्रियाओं को अवरुद्ध करना है। इससे पारिस्थितिक तंत्र में इसके खनिजकरण और संचय की दर में कमी आती है। साथ ही, कार्बनिक पदार्थों की सांद्रता में वृद्धि एचएम के बंधन का कारण बनती है, जो अस्थायी रूप से पारिस्थितिकी तंत्र से भार को हटा देती है। जीवों की संख्या में कमी, उनके बायोमास और महत्वपूर्ण गतिविधि की तीव्रता के कारण कार्बनिक पदार्थों के अपघटन की दर में कमी को एचएम प्रदूषण के लिए पारिस्थितिक तंत्र की निष्क्रिय प्रतिक्रिया माना जाता है। मानवजनित भार के लिए जीवों का सक्रिय विरोध केवल शरीर और कंकाल में धातुओं के जीवन भर संचय के दौरान प्रकट होता है। इस प्रक्रिया के लिए सबसे प्रतिरोधी प्रजातियां जिम्मेदार हैं।
जीवित जीवों, मुख्य रूप से पौधों, एचएम की उच्च सांद्रता के प्रतिरोध और धातुओं की उच्च सांद्रता को जमा करने की उनकी क्षमता मानव स्वास्थ्य के लिए एक बड़ा खतरा पैदा कर सकती है, क्योंकि वे प्रदूषकों को खाद्य श्रृंखलाओं में प्रवेश करने की अनुमति देते हैं।
- मिट्टी में भारी धातुओं की मात्रा का राशनिंग और मिट्टी की शुद्धि
एचएम से दूषित मिट्टी की स्वच्छता के मुद्दे पर दो मुख्य दृष्टिकोण हैं। पहला उद्देश्य एचएम से मिट्टी को साफ करना है। धोने से, पौधों की मदद से एचएम को मिट्टी से निकालकर, ऊपरी दूषित मिट्टी की परत को हटाकर, आदि द्वारा शुद्धिकरण किया जा सकता है। दूसरा दृष्टिकोण मिट्टी में एचएम के निर्धारण, पानी में अघुलनशील और जीवित जीवों के लिए दुर्गम रूपों में उनके रूपांतरण पर आधारित है। इसके लिए कार्बनिक पदार्थ, फास्फोरस खनिज उर्वरक, आयन-विनिमय रेजिन, प्राकृतिक जिओलाइट्स, भूरा कोयला मिट्टी में मिलाने, मिट्टी को सीमित करने आदि का प्रस्ताव है। हालांकि, मिट्टी में एचएम को ठीक करने की किसी भी विधि की वैधता की अपनी अवधि होती है। जल्दी या बाद में, एचएम का हिस्सा फिर से मिट्टी के घोल में और वहां से जीवित जीवों में प्रवेश करना शुरू कर देगा।
- 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 तत्वों के गठित समस्थानिकों के साथ सहज क्षय करने में सक्षम हैं। परमाणु क्षय का परिणाम अल्फा कणों (हीलियम नाभिक, प्रोटॉन की एक धारा) और बीटा कणों (इलेक्ट्रॉनों की एक धारा), न्यूट्रॉन, गामा विकिरण और एक्स-रे की एक धारा के रूप में आयनकारी विकिरण है। इस घटना को रेडियोधर्मिता कहा जाता है। स्वतः क्षय करने 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 की एक धारा है, जिसके माध्यम से बातचीत से इसके परमाणुओं और अणुओं का आयनीकरण और उत्तेजना होती है। आयनकारी विकिरणों में विद्युत चुम्बकीय (गामा और एक्स-रे विकिरण) और कणिका (अल्फा विकिरण, बीटा विकिरण, न्यूट्रॉन विकिरण) प्रकृति होती है।
गामा विकिरण विद्युत चुम्बकीय विकिरण है जो गामा किरणों (असतत बीम या क्वांटा, जिसे फोटॉन कहा जाता है) के कारण होता है, यदि अल्फा या बीटा क्षय के बाद नाभिक उत्तेजित अवस्था में रहता है। हवा में गामा किरणें काफी दूरी तय कर सकती हैं। उच्च-ऊर्जा गामा किरणों का एक फोटॉन मानव शरीर से होकर गुजर सकता है। तीव्र गामा विकिरण न केवल त्वचा, बल्कि आंतरिक अंगों को भी नुकसान पहुंचा सकता है। इस विकिरण से घने और भारी सामग्री, लोहा, सीसा से रक्षा करें। गामा विकिरण कृत्रिम रूप से दूषित कण त्वरक (माइक्रोट्रॉन) में बनाया जा सकता है, उदाहरण के लिए, जब वे एक लक्ष्य से टकराते हैं तो तेज त्वरक इलेक्ट्रॉनों के ब्रेम्सस्ट्राहलंग।
एक्स-रे गामा किरणों के समान हैं। कॉस्मिक एक्स-रे वातावरण द्वारा अवशोषित होते हैं। एक्स-रे कृत्रिम रूप से प्राप्त होते हैं, वे विद्युत चुम्बकीय विकिरण के ऊर्जा स्पेक्ट्रम के निचले हिस्से पर पड़ते हैं।
रेडियोधर्मी विकिरण सभी जीवित जीवों के लिए जीवमंडल में एक प्राकृतिक कारक है, और जीवित जीवों में स्वयं एक निश्चित रेडियोधर्मिता होती है। बायोस्फेरिक वस्तुओं के बीच मिट्टी में रेडियोधर्मिता की उच्चतम प्राकृतिक डिग्री होती है। इन परिस्थितियों में, प्रकृति कई लाखों वर्षों तक समृद्ध रही, रेडियोधर्मी चट्टानों के जमाव से जुड़ी भू-रासायनिक विसंगतियों के अपवाद के साथ, उदाहरण के लिए, यूरेनियम अयस्क।
हालांकि, 20वीं शताब्दी में, मानवता को प्राकृतिक सीमाओं से परे रेडियोधर्मिता का सामना करना पड़ा, और इसलिए जैविक रूप से असामान्य। विकिरण की अत्यधिक खुराक के पहले शिकार महान वैज्ञानिक थे जिन्होंने रेडियोधर्मी तत्वों (रेडियम, पोलोनियम) पति-पत्नी मारिया स्कोलोडोव्स्का-क्यूरी और पियरे क्यूरी की खोज की। और फिर: हिरोशिमा और नागासाकी, परमाणु और परमाणु हथियारों का 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 हैं।
मिट्टी की प्राकृतिक रेडियोधर्मिता प्राकृतिक रेडियोधर्मी समस्थानिकों के कारण होती है, जो हमेशा मिट्टी और मिट्टी बनाने वाली चट्टानों में अलग-अलग मात्रा में मौजूद होते हैं। प्राकृतिक रेडियोन्यूक्लाइड को 3 समूहों में बांटा गया है।
पहले समूह में रेडियोधर्मी तत्व शामिल हैं - तत्व, जिनमें से सभी समस्थानिक रेडियोधर्मी हैं: यूरेनियम (238 .)
आदि.................
