Некоторые аспекты оценки экологической безопасности промышленных отходов
Моделирование и анализ результатов экологического исследования отходов предприятий гальванических производств. Особенности миграции меди и цинка в разных типах почв. Влияние тяжелых металлов, содержащихся в техногенно-загрязненных почвах, на растения.
Рубрика | Экология и охрана природы |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 11.07.2018 |
Размер файла | 494,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Некоторые аспекты оценки экологической безопасности промышленных отходов
В.В. ДАЦЕНКО, Н.Л. ХИМЕНКО
Аннотация. В работе экспериментально смоделированы и проанализированы результаты экологического исследования отходов предприятий гальванических производств. Рассмотрены особенности миграции меди и цинка в разных типах почв и представлены экспериментальные данные по влиянию тяжелых металлов, содержащихся в техногенно-загрязненных почвах, на растительные объекты в контролируемых условиях.
\ Ключевые слова: медь, цинк, гальваношлам, почва, тест-растение.
Проблема и ее связь с научными и практическими задачами
Твердые отходы предприятий гальванических производств, так называемые гальваношламы (ГШ), содержащие тяжелые металлы (ТМ), являются источником биотического, механического, химического и иных видов загрязнения [1-3]. Для уменьшения их вредного воздействия на окружающую природную среду (ОПС) на предприятиях используются различные методы их обезвреживания: механические, химические, физико - химические и биологические. Однако, отсутствие приемлемого финансирования предприятия препятствует решению проблем с утилизацией отходов, поэтому большую часть ГШ складируют в шламонакопителях, что обусловливает возрастание техногенного загрязнения всех компонентов ОПС [2, 3].
Анализ исследований и публикаций
Миграция химических элементов, содержащихся в складированных ГШ, происходит в результате физико-химических процессов под воздействием климатических и погодных факторов. При этом загрязнения могут распространяться с инфильтрацией атмосферных осадков через слой отходов в почву примыкающих участков [4, 5]. В отечественной и зарубежной литературе имеются публикации, посвященные изучению проблемы влияния ГШ на ОПС и здоровье населения [3-11]. Однако, содержащаяся в этих публикациях информация не в полном объеме отражает санитарногигиенические и экологические характеристики обезвреженных ГШ. Поэтому результаты изложенных в работах исследований невозможно использовать для объективной оценки их экологической безопасности. При оценке экотоксикологических характеристик промышленных отходов необходимо изучать их комплексное техногенное воздействие: с одной стороны, необходимы сведения о процессах миграции соединений из отходов в почвы, с другой стороны, важно исследовать влияние загрязнителей, проникающих вглубь почвы, на объекты ОПС [3-10].
Постановка цели и задач исследования
Определять экотоксичность отходов наиболее эффективно с помощью биологических методов анализа, которые позволяют помимо общего неспецифического влияния на биотест выделить некоторые специфические реакции на отдельные химические вещества или группы веществ [6, 7, 9]. Цель исследований - определить особенности миграции меди и цинка в почвах при загрязнении ГШ и установить их влияние на показатели активного роста и развития тест-растений. В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи: в лабораторных условиях экспериментально смоделирована система «ГШ - почва», рассмотрены особенности миграции меди и цинка в разных типах почв, исследовано влияние ТМ, содержащихся в техногенно-загрязненных почвах, на растительные объекты в контролируемых условиях.
Методы исследования
В рамках лабораторных экспериментов для изучения миграции в почве были выбраны металлы Cu и Zn, выбор которых был обоснован их наибольшими концентрациями в промышленных ГШ, а также высоким классом опасности [2]. Для установления особенностей миграции выбранных металлов на моделях почвенных горизонтов использовали образцы почв - дерново-оподзоленной связно-песчаной, луговой аллювиальной супесчаной, лугово-черноземной легкосуглинистой, чернозема типичного среднесмытого тяжелосуглинистого.
В качестве загрязнителей в условиях лабораторного эксперимента использовали модельный шлам, полученный реакцией нейтрализации сульфатного медно-цинкового раствора известью.
В лабораторных условиях для создания модели почвенных слоев использовали пластиковые трубы c диаметром 35 см и высотой 100 см. Всего в лабораторных экспериментах было задействовано 4 почвенных колонки. На верхней поверхности каждой почвенной колонки помещали измельченный модельный сульфатный медно-цинковый шлам, который в течение 6 месяцев промывался дистиллированной водой в режиме, соответствующем естественному увлажнению. Для установления особенностей миграции Си и Zn отбирали образцы почв в разных слоях: 0-5 см, 10-15 см, 20-25 см, 50-75 см и 100 см.
Для изучения особенностей миграции меди и цинка и их распределения в почвенных слоях были рассмотрены коэффициенты накопления (Кс) элементов, показывающие во сколько раз увеличено содержание данного элемента в загрязненной почве по сравнению с незагрязненной [8].
Определение степени токсичности образцов почв проводили по методике биотестирования [9, 10], представляющей собой исследование реакции тест- объектов на действие загрязняющих веществ и позволяющей получить интегральную оценку степени их фитотоксичности. В качестве тест-объектов использовали семена кресс-салата и овса, а в качестве показателя токсичности - всхожесть, энергию, дружность и продолжительность прорастания семян в разных слоях почв, загрязненных ГШ.
Анализ ростков семян осуществляли на 30-е сутки после выращивания. Величину показателя контрольных (L0) и опытных (Ход) семян вычисляли как среднее арифметическое (Lcv) из совокупности данных о длине надземной части или корней проростков [10].
Для оценки влияния загрязнения почвы Cu и Zn на прорастание семян использовали следующие показатели: всхожесть, энергию, дружность и продолжительность прорастания [9, 10]. Под всхожестью понимали число семян, проросших за 7 суток, выраженное в процентах от общего количества семян, взятых для проращивания; под энергией прорастания - количество семян, проросших за первые 3 сут проращивания в процентах от общего количества семян, взятых для проращивания. Для более точной характеристики скорости прорастания проводили ежедневный учет проросших семян и рассчитывали дружность и продолжительность прорастания [9, 10].
Экспериментальные результаты и их обсуждение
Полученные экспериментальные данные (табл. 1) исследования особенностей миграции меди и цинка из ГШ в рассмотренных типах почв показали, что техногенная миграция меди и цинка в системе «ГШ - почва» объясняется в первую очередь химическим составом ГШ.
Таблица 1 - Накопление подвижных форм меди и цинка и изменение рН водной вытяжки в почвенных слоях после загрязнения
Показатель |
Слой загрязненной ТМ почвы, см |
|||||
0-5 |
10-15 |
20-25 |
50-75 |
100 |
||
Дерново-оподзоленная связнопесчаная (рНф = 5,3) |
||||||
рН |
4,40 |
4,25 |
4,15 |
4,15 |
4,45 |
|
Kc(Cu) |
9,6 |
1,9 |
2,3 |
2,2 |
2,6 |
|
Kc(Zn) |
77,8 |
43,5 |
38,8 |
14,1 |
2,3 |
|
Луговая аллювиальная супесчаная ( |
рНф = 7,6) |
|||||
рН |
6,40 |
6,10 |
5,90 |
6,20 |
6,35 |
|
Kc(Cu) |
13,5 |
1,9 |
0,9 |
1,0 |
1,0 |
|
Kc(Zn) |
423,3 |
259,1 |
99,8 |
9,3 |
1,9 |
|
Лугово-черноземная легкосуглинистая (рНф = 6,9) |
||||||
рН |
5,15 |
5,45 |
5,8 |
6,0 |
6,15 |
|
Kc(Cu) |
33,9 |
2,1 |
1,9 |
1,2 |
2,0 |
|
Kc(Zn) |
657,1 |
187,3 |
14,5 |
1,7 |
1,5 |
|
Чернозем типичный среднесмытый тяжелосуглинистый (рНф = 8,7) |
||||||
рН |
7,65 |
8,10 |
8,10 |
8,25 |
8,30 |
|
Kc(Cu) |
5,2 |
0,8 |
0,8 |
0,7 |
1,0 |
|
Kc(Zn) |
73,5 |
2,4 |
0,5 |
0,8 |
0,6 |
Значительное увеличение содержания меди и цинка наблюдается по глубине во всех слоях исследуемых почв в условиях эксперимента. Максимальные накопления в верхнем слое (0-5 см) (Kc(Cu) = 5,2-33,9 и Kc(Zn) = 73,5-657,1) значительно превышают аналогичные показатели в нижних (50-100 см) (Kc(Cu) = 1,0-2,6 и Kc(Zn) = 0,6-2,3), что связано в первую очередь с техногенным поступлением из шлама. По интенсивности миграции меди и цинка из шлама и трансформации в верхний слой исследуемые почвы можно расположить в ряд: чернозем типичный среднесмытый тяжело-суглинистый < дерново оподзоленная связнопесчаная < луговая аллювиальная супесчаная < лугово-черноземная легкосуглинистая.
Изучение изменения кислотности почв после загрязнения их ГШ (табл. 2) показало, что во всех слоях исследуемых почв относительно фоновых образцов (рНф) происходит снижение уровня рН в 1,1-1,3 раза. Управляющим фактором выщелачивания меди и цинка из ГШ является реакция среды: в кислой и слабокислой среде ГШ способен создавать импактные, ударные техногенные нагрузки на почву. Динамика изменения уровня кислотности в исследуемых почвах с глубиной обусловлена внутрипочвенными процессами (химическими реакциями, сопровождающими выщелачивание шлама и трансформацию веществ в почвы): рН в поверхностном слое (0-5 см) на 0,2-0,5 единицы ниже, чем в подповерхностном (10-15 см). Наибольшее накопление металлов наблюдается в лугово-черноземной среднесуглинистой (Кс(Си) = 34 и Kc(Zn) = 657), где среда почвы имеет наиболее интенсивное уменьшение рН с 7,0 до 5,0. Отмечено, что в исследуемых почвах с повышением рН подвижность меди и цинка снижается: подвижность Cu в кислых почвах выше, чем в нейтральных или щелочных, а Zn имеет максимальную подвижность в почвах, реакция которых нейтральная или приближается к ней. Наименьшая миграционная способность меди и цинка отмечена в черноземе типичном среднесмытом тяжелосуглинистом, слабощелочные условия которого усиливают переход Cu и Zn в неподвижное состояние и способствуют закреплению почвенными частицами их соединений.
Таблица 2 - Значения ПДКп. отн для ионов меди и цинка в исследуемых почвах после загрязнения
Элементы |
ПДКп.отн. В контрольных образцах |
Показатель ПДКп.отн. в соответствующем слое загрязненной ТМ почвы, см |
|||||
0-5 10-15 20-25 |
50-75 |
100 |
|||||
Дерново-оподзоленная связнопесчаная |
|||||||
Cu |
0,75ПДК |
7,18ПДК |
1,36ПДК |
1,68ПДК |
1,68ПДК |
1,9ПДК |
|
Zn |
0,28ПДК |
21,65ПДК |
12,1ПДК |
10,8ПДК |
3,93ПДК |
0,65ПДК |
|
Луговая аллювиальная супесчаная |
|||||||
Cu |
0,57ПДК |
7,7ПДК |
1,1ПДК |
0,5ПДК |
0,6ПДК |
0,6ПДК |
|
Zn |
0,08ПДК |
33,5ПДК |
23,35ПДК |
7,9ПДК |
0,74ПДК |
0,15 ПДК |
|
Лугово-черноземная легкосуглинистая |
|||||||
Cu |
0,89ПДК |
3,29ПДК |
1,84ПДК |
1,69ПДК |
1,09ПДК |
1,81ПДК |
|
Zn |
0,17ПДК |
114,6ПДК |
32,65ПДК |
2,53ПДК |
0,3ПДК |
0,26ПДК |
|
Чернозем типичный среднесмытый тяжелосуглинистый |
|||||||
Cu |
7,10ПДК |
36,57ПДК |
5,54ПДК |
5,75ПДК |
4,87ПДК |
7,08ПДК |
|
Zn |
3,12ПДК |
229,3ПДК |
7,53ПДК |
1,59ПДК |
2,39ПДК |
1,73ПДК |
Для экологической и санитарно-гигиенической оценки загрязнения исследуемых почв медью и цинком после загрязнения медно-цинковым шламом были получены сравнительные данные о содержании меди и цинка в тестируемых почвах (С, мг/кг) с их предельно допустимыми концентрациями в почвах (ПДКп(Си) = 3 мг/кг; ПДКп^п) = 23 мг/кг). В табл. 2 они представлены как значения ПДКп отн (ПДКп.отн. - рассчитаны как соотношение концентраций Си2+ и Zn2+ в загрязненных почвах к их ПДКп соответственно). Исследуемые почвы после загрязнения медно-цинковым шламом независимо от глубины слоя характеризуются низким уровнем загрязнения по Си. По цинку характер загрязнения определяется типом почвы и в тяжелых гумуссированных почвах степень загрязнения с увеличением глубины меняется от очень высокого в верхнем слое, испытывающем техногенную нагрузку, до допустимого уровня в нижних.
Проведенный сравнительный морфологический анализ позволил установить наличие зависимости между активностью роста и развития тест- растений (рис. 1) и содержанием ТМ в почве, превышающем их ПДКп (табл. 2).
Рис. 1 - Зависимости длины проростков кресс-салата (а) и овса (б) (продолжительность выращивания 30 сут) от слоя загрязненной ТМ почвы:
1 - дерново-оподзоленная связнопесчаная, 2 - луговая аллювиальная супесчаная, 3 - лугово-черноземная легкосуглинистая, 4 - чернозем типичный среднесмытый тяжелосуглинистый
Изменения длины корневой и надземной частей тест-растений (рис. 1) в зависимости от показателя ПДКп.отн. металлов-токсикантов в почвах (кроме дерново-оподзоленной связнопесчаной для кресс-салата) указывают на отсутствие неблагоприятного фитотоксического воздействия: средняя длина надземной части и корневой системы растений (Ход) сравнима, а в некоторых слоях даже превышает аналогичные показатели в контрольном образце (Zo).
Отмечено, что рост и развитие тест-растений не только имеют существенную зависимость от типа загрязненной почвы, но и определяются физиологией самих растений. Так, для почвы дерново-оподзоленной связнопесчаной характерно достоверное ингибирование развития салата (рис. 1, а), где семена взошли только в нижних слоях тестируемой почвы (20-25, 50-75, 100 см), а на 20-е сутки погибли все ростки. Для овса же наблюдается достоверная тенденция стимуляции роста в аналогичных условиях этой почвы (рис. 1, б), а в нижнем слое (100 см) даже отмечено превышение длины ростков в 1,2 раза и корневой системы в 3,3 раза по сравнению с контрольными образцами. Это можно объяснить тем, что кресс- салат более чувствителен к присутствию ионов ТМ в почвах, чем овес, и ингибирующее действие этих ионов на кресс-салат не снижается со временем, как у овса. В результате этого, за счет истощения собственных ресурсов надежности, растения салата становятся ослабленными и погибают.
Среди показателей прорастания семян в условиях модельного загрязнения почв ТМ наиболее информативными оказались ростовые показатели [9, 10] - всхожесть, энергия, дружность и продолжительность прорастания (рис. 2-5). Анализ показателей прорастания семян в условиях модельного загрязнения почв ТМ показал, что до 7 суток стимулирующий эффект меди и цинка на рост исследуемых тест-растений во всех вариантах эксперимента в среднем проявился сильнее, а токсичное действие - слабее. При увеличении срока роста до 30 суток характер развития растений меняется. Для кресс-салата в этом периоде времени в среднем достоверно проявляется угнетающий эффект действия металлов. Для растений овса это воздействие в основном проявляется в стимулировании роста. Такие изменения в развитии растений в ходе выращивания, возможно, объясняются не только типом загрязненных почв и физиологией самих растений, но и влиянием ТМ на исследуемые тест- объекты. Т.к. известно, что Zn и Cu относятся к группе металлов средней степени поглощения растениями [11], то на начальных сроках развития семена тест-культур имели достаточный потенциал питательных веществ для подавления негативного влияния ТМ. Однако на более поздних сроках развития угнетающее действие металлов-токсикантов усиливается.
Диаграммы анализа энергии прорастания (рис. 2) для семян исследуемых тест-растений показывают достаточно высокие показатели во всех слоях загрязненных ТМ почв.
В сравнении с контрольными образцами, превышение показателя энергии прорастания для семян овса (рис. 2, б) отмечено практически во всех тестируемых почвах (кроме лугово-черноземной легкосуглинистой). Для кресс-салата аналогичное превышение (рис. 2, а) отмечено в нижних слоях луговой аллювиальной супесчаной и чернозема типичного среднесмытого тяжелосуглинистого, где кратность превышения, соответственно, составляет 1,3--3,4 и 1,4--1,8.
Следует отметить, что энергия прорастания у семян овса значительно выше, чем у семян кресс-салата. Так, в дерново-оподзоленной связнопесчаной кратность такого превышения составляет 9--23, в луговой аллювиальной супесчаной -- 4--6, в лугово-черноземной легкосуглинистой и черноземе типичном среднесмытом тяжелосуглинистом -- 2. Это может быть связано с более длительным периодом прорастания семян кресс-салата по сравнению с семенами овса.
Показатель всхожести семян (рис. 3) практически во всех вариантах тестируемых почв также достаточно высокий для обеих тест-растений.
Рис. 3 -- Зависимость всхожести прорастания семян салата (а) и овса (б) от слоя загрязненной ТМ почвы: 1 -- дерново-оподзоленная связнопесчаная, 2 -- луговая аллювиальная супесчаная, 3 -- лугово-черноземная легкосуглинистая, 4 -- чернозем типичный среднесмытый тяжелосуглинистый
Отмечено наличие заметной зависимости между содержанием ТМ в почве, превышающем ПДКп, активностью роста и развитием, энергией прорастания и всхожестью семян тест-растений. Так, при уменьшении показателя превышения ТМ в слоях тестируемых почв (табл. 1) проявляется стимулирование надземной и корневой систем проростков (рис. 1) исследованных тест-культур при повышении их энергии прорастания (рис. 2) и всхожести (рис. 3). Т.е., уменьшение концентрации металлов приводит к снижению токсического действия металлов на тест-растения. Это особенно заметно в нижних слоях почв (20--25, 50--75, 100 см), где содержание ТМ снижается, а всхожесть увеличивается в сравнении с контрольными образцами (кроме дерново-оподзоленной для кресс-салата). Таким образом, можно отметить, что тестируемые почвы не являются фитотоксичными, а определенное превышение в них показателя ПДКп.отн. меди и цинка в некоторой степени способствует стимулированию процессов роста и развития исследуемых растений.
В период наблюдений за ростом и развитием тест-растений при выращивании на загрязненных ТМ почвах установлено, что дружность (рис. 4) и продолжительность прорастания (рис. 5) семян этих растений имеют низкие показатели.
Рис. 4 - Зависимость дружности прорастания семян салата (а) и овса (б) от слоя почвы, загрязненной ТМ: 1 - дерново-оподзоленная связнопесчаная, 2 - луговая аллювиальная супесчаная, 3 - лугово-черноземная легкосуглинистая, 4 - чернозем типичный среднесмытый тяжелосуглинистый
Для семян овса показатель дружности прорастания (рис. 4, б) в сравнении с контрольными образцами имеет достоверно высокие значения практически во всех почвах, кроме лугово-черноземной легкосуглинистой почвы. А для семян кресс-салата (рис. 4, а), наоборот, достоверное превышение в 2-4 раза наблюдается только в лугово-черноземной легкосуглинистой почве.
Рис. 5 - Зависимость продолжительности прорастания семян салата (а) и овса (б) от слоя загрязненной ТМ почвы: 1 - дерново-оподзоленная связнопесчаная, 2 - луговая аллювиальная супесчаная, 3 - луговочерноземная легкосуглинистая, 4 - чернозем типичный среднесмытый тяжелосуглинистый
экологический отходы тяжелый металл
Продолжительность прорастания (рис. 5) для семян кресс-салата в 2-4 раза выше в луговых и черноземных почвах в сравнении с контрольными образцами. Для семян овса аналогичное превышение отмечено в дерново- оподзоленной связнопесчаной в 2 раза и лугово-черноземной легкосуглинистой в 1,3 раза.
Отмеченные выше различия в развитии и росте исследуемых тест- растений (рис. 2-5), очевидно, зависят от физиолого-биохимических процессов, протекающих в самих растениях. Очевидно, что более высокие показатели всхожести, энергии, дружности и продолжительности прорастания у семян овса (рис. 2-5, б) в сравнении с аналогичными показателями у кресс- салата (рис. 2-5, а) объясняются более высокой сбалансированностью в них запасов питательных веществ и более высоким уровнем фитогормональных процессов. Кроме того, установлено, что растения овса оказались менее чувствительными к токсическому действию меди и цинка, что возможно определяется их более высокой способностью переводить соединения ТМ в физиологически неактивное состояние.
В ходе проведения исследований установлена связь между ростовыми показателями (всхожесть, энергия, дружность и продолжительность прорастания) (рис. 2-5) исследуемых тест-растений и загрязненными ТМ почвами (табл. 2). Однако эта зависимость прослеживается только в слоях одной отдельно взятой почвы и не всегда имеет однозначное трактование для разных типов почв. Так, например, в верхних слоях (5, 10-15 см) почвы чернозема типичного среднесмытого тяжелосуглинистого с высоким содержанием Cu и Zn (табл. 2) показатели всхожести, энергии, дружности и продолжительности прорастания (рис. 2-5) значительно превышают аналогичные характеристики в других типах почв, где превышение вредности ТМ ниже. Объяснение может быть связано с физико-химическими свойствами самой почвы. Глинистые черноземные почвы по своим характеристикам относятся к почвам, которые содержат большой запас питательных веществ и обладают высокими адсорбционными свойствами, способными прочно связывать тяжелые металлы и, соответственно, предохранять от загрязнения растительную продукцию [5].
Проведенный сравнительный анализ показателей прорастания, роста и развития семян тест-растений со значениями превышения ПДКп меди и цинка во всех тестируемых почвах показал, что чаще всего уменьшение концентрации металлов в слоях тестируемых почв приводит к снижению токсического действия металлов. Однако, не всегда эта зависимость однозначна. В некоторых вариантах опытов, как было отмечено выше, повышение показателя вредности меди и цинка в почвах приводит к улучшению роста растений. Расхождения результатов, возможно, объясняются дозой загрязнения почв ТМ. Известно, что в зависимости от концентрации металла, валентности его иона, растворимости и длительности воздействия, ТМ в малых дозах способствуют росту и развитию растений (являясь для них необходимым микроэлементом), однако их высокие концентрации способны подавлять рост растений, нарушая их жизненно важные функции [11]. Следовательно, проведенные нами исследования позволяют предположить, что средние значения показателей превышения меди и цинка в почвах приводят к эффекту стимуляции роста семян растений за счет улучшения режима питания. Так, эффект стимуляции тест-растений в исследуемых почвах наблюдается, когда значения ПДКп.отн. составляют: в дерново-оподзоленой связнопесчаной для кресс-салата - ПДК п.отн .(Cu) = 0,75ПДК, ПДКп.отн.^п) = 0,28ПДК, для овса - ПДКп.отн.(Си) = 1,36-1,97ПДК, ПДКп.отн.^п) = 0,65-12,1ПДК; в луговой аллювиальной супесчаной для кресс- салата - ПДКп.отн.(Си) = 0,5-1,1ПДК, ПДКп.отн.(2п) = 0,28ПДК, для овса - ПДКп.отн.(Си) = 0,6-1,1ПДК, ПДКп.отн.^п) = 0,08-23,35ПДК; в луговочерноземной легкосуглинистой для кресс-салата - ПДКп.отн.(Си) = 1,09-1,81ПДК, ПДКп.отн.^п) = 0,26-0,3ПДК, для овса - ПДКп.отн.(Си) = 0,89-3,29ПДК, ПДКп.отн.^п) = 0,3-114,6ПДК; в черноземе типичном среднесмытом
тяжелосуглинистом для кресс-салата - ПДКп.отн.(Си) = 7,08ПДК, ПДКп.отн.^п) = 1,73ПДК, для овса - ПДКп.отн.(Си) = 5,54-36,57ПДК, ПДКп.отн.^п) = 1,59- 229,3ПДК.
Также отмечено, что действие меди и цинка имеет различную направленность на активность развития тест-растения. По данным эксперимента, в пробах тестируемых почв, где ПДКп.отн.(Cu) превышает ЦЦКд.отн.^п) (табл. 2), наблюдается стимуляция роста и развития тест- растений. Однако такая зависимость характерна не для всех тест-растений и прослеживается не во всех слоях почв. Неоднозначность корреляции между содержанием меди и цинка в почве, превышающем их ПДКп и активностью роста тест-растений, возможно, связана в комплексном действии меди и цинка. При совместном воздействии этих двух металлов в неблагоприятных для растений дозах может происходить как усиление, так и ослабление их токсического эффекта. Синергическое действие цинка и меди определяется расположением этих элементов в соседних группах периодической системы. Причем, как утверждают авторы работ [11], особенно высокой фитоксичностью обладает медь, и усиление токсического эффекта меди наблюдается в присутствии цинка.
Выводы
В лабораторных условиях при исследовании особенностей миграции меди и цинка в рассмотренных типах почв при загрязнении ГШ и изучении их влияния на показатели активного роста и развития тест-растений экспериментально установлено:
- техногенная миграция меди и цинка в системе «ГШ - почва» характеризуется спецификой почв и объясняется в первую очередь химическим составом ГШ. По интенсивности миграции меди и цинка из шлама и транслокации в верхний слой исследуемые почвы можно расположить в ряд: чернозем типичный среднесмытый тяжело-суглинистый < дерново оподзоленная связнопесчаная < луговая аллювиальная супесчаная < луговочерноземная легкосуглинистая;
- подвижность тяжелых металлов зависит от кислотности почв: подвижность Cu в кислых почвах выше, чем в нейтральных или щелочных, а Zn имеет максимальную подвижность в почвах, реакция которых нейтральная или приближается к ней. Наименьшая миграционная способность меди и цинка отмечена в черноземе типичном среднесмытом тяжелосуглинистом, слабощелочные условия которого усиливают переход Cu и Zn в неподвижное состояние и способствует закреплению почвенными частицами их соединений;
- по Cu все слои исследуемых почв имеют низкий уровень загрязнения. По цинку характер загрязнения определяется типом почвы и в тяжелых гумуссированных почвах степень загрязнения с увеличением глубины меняется от очень высокого в верхнем слое, испытывающем техногенную нагрузку, до допустимого уровня в нижних;
- совместное воздействие меди и цинка проявляется как в ингибировании, так и стимулировании ростовых процессов исследуемых тест-растений - кресс-салата и овса и определяется, прежде всего, уровнем загрязнения, свойствами почвы и биологической спецификой тест-культуры. Для почвы дерново-оподзоленной связнопесчаной характерно ингибирование развития тест-растения, а для чернозема типичного среднесмытого тяжелосуглинистого практически во всех слоях отмечено достоверное стимулирование;
- семена овса имеют более высокие показатели активности роста и развития в сравнении с аналогичными показателями у кресс-салата, что объясняется более высокой сбалансированностью в них запасов питательных веществ и более высоким уровнем фитогормональных процессов. Также растения овса оказались менее чувствительными к токсическому действию меди и цинка, что определяется их более высокой способностью переводить соединения ТМ в физиологически неактивное состояние.
Список литературы
1. Касимов А.М. Проблемы образования и накопления промышленных отходов в Украине / А.М. Касимов, Е.Е. Решта // Экология и промышленность. - 2011. - № 1. - С. 65-69.
2. Даценко В.В. Определение токсических свойств ингредиентов промышленных гальванических отходов / В.В. Даценко // Экология и промышленность. - 2012. - № 2. С. 102-106.
3. Пересадько, Г.О. Маркетингові дослідження екологічних інновацій на ринку поводження з відходами [Текст] / Г.О. Пересадько, М.Г. Громико, С.М. Лукаш // Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції, присвяченої пам'яті проф. Балацького О.Ф. «Економічні проблеми сталого розвитку», м. Суми, 6-8 травня 2014 р.: у 2-х т. / За заг. ред.: О.В. Прокопенко, О.В. Люльова. - Суми: СумДУ, 2014. - Т.1. - С. 211-212.
4. Голець Н.Ю. Дослідження властивостей профільтраційного екрана полігону відходів / Н.Ю. Голець, М.С. Мальований, Ю.О. Малик // Вісник Національного авіаційного університету: наук. журнал. - К.: Вид-во НАУ. - 2009. - № 3. - С. 123-128.
5. Жовинский Э.Я., Кураева И.В. Геохимия тяжелых металлов Украины. - К.: Наук. думка, 2002. - 213 с.
6. Ольхович О.П., Мусієнко М.М. Фітоіндикація та фітомоніторинг. - Київ: Фітосоціоцентр, 2005 - 64 c.
7. Подлипский И.И. Аккумулятивная биоиндикация в инженерно-экологических изысканиях / И.И. Подлипский // Инженерные изыскания. - №1. - 2014, - С. 54-63.
8. Даценко В.В. Миграция тяжелых металлов из гальваношламов в почву /
B. В. Даценко, Ю.В. Свашенко // Экономика в промышленности. - 2015. - № 2. -
C. 35-41.
9. Datsenko V.V. Evaluation of heavy metal complex phytotoxicity / V.V. Datsenko, N.L. Khimenko / Eurasian J Soil Sci. - 2016. - 5 (3). - P. 249-254.
10. ФР.1.39.2006.02264 Методика выполнения измерений всхожести семян и длины корней проростков высших растений для определения токсичности техногенно загрязненных почв. - СПб, 2009. - 19 с.
11. Гладков Е.А. Оценка комплексной фитотоксичности тяжелых металлов и определение ориентировочно допустимых концентраций для цинка и меди / Е.А. Гладков // Сельскохозяйственная биология. - 2010 - № 6. - С. 94-99.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Современное состояние проблем экологической безопасности в области переработки отходов. Способы переработки радиоактивных, медицинских, промышленных и биологических отходов производства. Термическое обезвреживание токсичных промышленных отходов.
реферат [1,1 M], добавлен 26.05.2015Утилизация отходов топливно-энергетического комплекса. Химический состав золошлаковых отходов. Золошлаковые отходы как ценное вторичное минеральное сырье. Особенности утилизации отходов машиностроительного комплекса. Отходы гальванических производств.
реферат [17,2 K], добавлен 25.03.2010Понятие тяжелых металлов, их биогеохимические свойства и формы нахождения в окружающей среде. Подвижность тяжелых металлов в почвах. Виды нормирования тяжелых металлов в почвах и растениях. Аэрогенный и гидрогенный способы загрязнения почв городов.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 10.07.2015Исследование основных экологических и химических аспектов проблемы распространения тяжелых металлов в окружающей среде. Формы содержания тяжелых металлов в поверхностных водах и их токсичность. Тяжелые металлы в почвах и растениях. Микробный ценоз почв.
реферат [33,2 K], добавлен 25.12.2010- Современные технологии очистки сточных вод на примере сорбционных материалов из отходов производства
Состояние сточных вод Байкальского региона. Влияние тяжелых металлов на окружающую среду и человека. Специфика очистки сточных вод на основе отходов. Глобальная проблема утилизации многотонажных хлорорганических и золошлаковых отходов, способы ее решения.
реферат [437,5 K], добавлен 20.03.2014 Промышленные отходы как сложные поликомпонентные смеси веществ. Твердые промышленные отходы основных производств: описание, класс опасности, утилизация. Физическая и механическая переработка отходов. Анализ класса опасности отходов различных производств.
дипломная работа [330,1 K], добавлен 24.04.2011Проведение экологического мониторинга предприятия на примере мусоросжигательного завода. Виды отходов, методы их утилизации. Термическое уничтожение отходов. Опасность отходов для окружающей среды. Мониторинг промышленных вод. Обработка охлаждающей воды.
курсовая работа [161,5 K], добавлен 02.05.2015Особенности утилизации отходов от машиностроительного комплекса, переработки древесины и производства строительных материалов. Анализ тенденций к обработке промышленных отходов на полигонах предприятий с заводской технологией обезвреживания и утилизации.
реферат [21,2 K], добавлен 27.05.2010Рассмотрение пяти классов твердых бытовых отходов, их транспортирование и влияние их на человека. Сжигание и компостирование токсичных промышленных отходов и организация в России безотходных производств. Нормы накопления ТБО и сокращение их потока.
реферат [35,9 K], добавлен 01.12.2011Типы бытовых отходов, проблема утилизации. Биологическая переработка промышленных отходов, отходов молочной промышленности. Отходы целлюлозно-бумажной промышленности. Переработка отходов после очистки воды. Переработка ила, биодеградация отходов.
курсовая работа [78,1 K], добавлен 13.11.2010