Zne?i?t?n? p?dy podle velikosti z?n se d?l? na poza?ov?, lok?ln?, region?ln? a glob?ln? Zne?i?t?n? pozad? bl?zk? sv?mu p?irozen?mu slo?en?. Lok?ln? zne?i?t?n? je zne?i?t?n? p?dy v bl?zkosti jednoho nebo v?ce zdroj? zne?i?t?n?. Region?ln? zne?i?t?n? je uva?ov?no, kdy? jsou zne?i??uj?c? l?tky transportov?ny do vzd?lenosti 40 km od zdroje zne?i?t?n?, a glob?ln? zne?i?t?n? je uva?ov?no, kdy? je zne?i?t?na p?da n?kolika region?.

Podle stupn? zne?i?t?n? se p?dy d?l? na siln? zne?i?t?n?, st?edn? zne?i?t?n?, m?rn? zne?i?t?n?.

V siln? zne?i?t?n?ch p?d?ch je mno?stv? zne?i??uj?c?ch l?tek n?kolikan?sobn? vy??? ne? MPC. Maj? ?adu biologick? produktivity a v?razn? zm?ny ve fyzik?ln?-chemick?ch, chemick?ch a biologick?ch vlastnostech, v d?sledku ?eho? obsah chemik?li? v p?stovan?ch plodin?ch p?ekra?uje normu. Ve st?edn? zne?i?t?n?ch p?d?ch je p?ebytek MPC nev?znamn?, co? nevede k znateln?m zm?n?m jeho vlastnost?.

V m?rn? zne?i?t?n?ch p?d?ch obsah chemik?li? nep?ekra?uje MPC, ale p?esahuje pozad?.

Zne?i?t?n? p?dy z?vis? p?edev??m na t??d? nebezpe?n?ch l?tek, kter? se do p?dy dost?vaj?:

T??da 1 - vysoce nebezpe?n? l?tky;

T??da 2 - st?edn? nebezpe?n? l?tky;

T??da 3 – l?tky s n?zk?m nebezpe??m.

T??da nebezpe?nosti l?tek je ur?ena indik?tory.

Tabulka 1 - Ukazatele a t??dy nebezpe?n?ch l?tek

Za kontaminaci p?dy radioaktivn?mi l?tkami stoj? p?edev??m testov?n? atomov?ch a jadern?ch zbran? v atmosf??e, kter? jednotliv? st?ty dodnes nezastavily. Vypadnut? radioaktivn?m spadem, 90 Sr, 137 Cs a dal??mi nuklidy, kter? se dostanou do rostlin a pot? do potravin a lidsk?ho t?la, zp?sob? radioaktivn? kontaminaci v d?sledku vnit?n? expozice.

Radionuklidy - chemick? prvky schopn? samovoln?ho rozpadu s tvorbou nov?ch prvk?, stejn? jako vytvo?en? izotopy jak?chkoli chemick?ch prvk?. Chemick? prvky schopn? samovoln?ho rozpadu se naz?vaj? radioaktivn?. Nej?ast?ji pou??van?m synonymem pro ionizuj?c? z??en? je radioaktivn? z??en?.

Radioaktivn? z??en? je p?irozen?m faktorem v biosf??e pro v?echny ?iv? organismy a ?iv? organismy samy o sob? maj? ur?itou radioaktivitu. P?dy maj? nejvy??? p?irozen? stupe? radioaktivity mezi biosf?rick?mi objekty.

Ve 20. stolet? v?ak lidstvo ?elilo radioaktivit? za hranicemi p?irozen?, a tedy biologicky abnorm?ln?. Prvn?mi ob??mi nadm?rn?ch d?vek radiace se stali velc? v?dci, kte?? objevili radioaktivn? prvky (radium, polonium), man?el? Maria Sklodowska-Curie a Pierre Curie. A pak: Hiro?ima a Nagasaki, testov?n? atomov?ch a jadern?ch zbran?, mnoho katastrof, v?etn? ?ernobylu atd. Obrovsk? plochy byly kontaminov?ny radionuklidy s dlouhou ?ivotnost? - 137 Cs a 90 Sr. Podle platn? legislativy je jedn?m z krit?ri? pro za?azen? ?zem? do z?ny radioaktivn?ho zamo?en? nadm?rn? hustota zamo?en? 137 Cs 37 kBq/m 2 . Takov? p?ebytek byl stanoven na 46,5 tis. km 2 ve v?ech regionech B?loruska.

?rovn? zne?i?t?n? 90 Sr nad 5,5 kBq/m 2 (z?konn? krit?rium) byly zji?t?ny na plo?e 21,1 tis. km 2 v regionech Gomel a Mogilev, co? bylo 10 % ?zem? zem?. Kontaminace 238,239+240 izotopy Pu s hustotou vy??? ne? 0,37 kBq/m 2 (z?konn? stanoven? krit?rium) pokr?vala asi 4,0 tis. km 2, tedy asi 2 % ?zem?, p?edev??m v oblasti Gomel (Braginsky, Narovlyansky, Khoiniki , Rechitsa , Dobrush a Loevsky okresy) a Cherikovsky okres Mogilevsk? oblasti.

P?irozen? procesy rozpadu radionuklid? za 25 let, kter? uplynuly od ?ernobylsk? katastrofy, zm?nily strukturu jejich distribuce v regionech B?loruska. B?hem tohoto obdob? se ?rovn? a oblasti zne?i?t?n? sn??ily. Od roku 1986 do roku 2010 se plocha ?zem? kontaminovan?ho 137 Cs o hustot? nad 37 kBq/m2 (nad 1 Ci/km2) sn??ila z 46,5 na 30,1 tis?c km2 (z 23 % na 14,5 %). U zne?i?t?n? 90 Sr o hustot? 5,5 kBq / m 2 (0,15 Ci / km 2) se tento ukazatel sn??il - z 21,1 na 11,8 tis. km 2 (z 10 % na 5,6 %) (tabulka 2).

zne?i?t?n? technogenn? zemsk? radionuklid

Tabulka 2 - Kontaminace ?zem? B?lorusk? republiky 137Cs v d?sledku katastrofy v jadern? elektr?rn? ?ernobyl (k 1. lednu 2012)

Nejv?znamn?j??mi objekty biosf?ry, kter? ur?uj? biologick? funkce v?eho ?iv?ho, jsou p?dy.

Radioaktivita p?d je zp?sobena obsahem radionuklid? v nich. Existuje p?irozen? a um?l? radioaktivita.

P?irozen? radioaktivita p?d je zp?sobena p??rodn?mi radioaktivn?mi izotopy, kter? jsou v p?d?ch a p?dotvorn?ch hornin?ch v?dy p??tomny v r?zn?m mno?stv?.

P??rodn? radionuklidy se d?l? do 3 skupin. Do prvn? skupiny pat?? radioaktivn? prvky - prvky, jejich? v?echny izotopy jsou radioaktivn?: uran (238 U, 235 U), thorium (232 Th), radium (226 Ra) a radon (222 Rn, 220 Rn). Do druh? skupiny pat?? izotopy „oby?ejn?ch“ prvk? s radioaktivn?mi vlastnostmi: drasl?k (40 K), rubidium (87 Rb), v?pn?k (48 Ca), zirkonium (96 Zr) atd. T?et? skupinu tvo?? radioaktivn? izotopy vznikl? v atmosf?ra p?soben?m kosmick?ho z??en?: tritium (3 H), berylium (7 Be, 10 Be) a uhl?k (14 C).

Podle zp?sobu a doby vzniku se radionuklidy d?l? na: prim?rn? - vznikl? sou?asn? se vznikem planety (40 K, 48 Ca, 238 U); sekund?rn? produkty rozpadu prim?rn?ch radionuklid? (celkem 45 - 232 Th, 235 U, 220 Rn, 222 Rn, 226 Ra atd.); indukovan? - vznikaj? p?soben?m kosmick?ho z??en? a sekund?rn?ch neutron? (14 C, 3 H, 24 Na). Celkem existuje v?ce ne? 300 p??rodn?ch radionuklid?. Hrub? obsah p??rodn?ch radioaktivn?ch izotop? z?vis? hlavn? na mate?n?ch hornin?ch. P?dy vznikl? na produktech zv?tr?v?n? kysel?ch hornin obsahuj? v?ce radioaktivn?ch izotop? 24 ne? na bazick?ch a ultrabazick?ch hornin?ch; t??k? p?dy jich obsahuj? v?ce ne? lehk?.

P??rodn? radioaktivn? prvky jsou v p?dn?m profilu obvykle rozm?st?ny pom?rn? rovnom?rn?, v n?kter?ch p??padech se v?ak akumuluj? v iluvi?ln?ch a glejov?ch horizontech. V p?d?ch a hornin?ch jsou p??tomny p?ev??n? v siln? v?zan? form?.

Um?l? radioaktivita p?d je zp?sobena vstupem radioaktivn?ch izotop? do p?dy vznikl?ch v d?sledku atomov?ch a termonukle?rn?ch v?buch?, ve form? odpadu z jadern?ho pr?myslu nebo v d?sledku hav?ri? v jadern?ch podnic?ch. K tvorb? izotop? v p?d?ch m??e doch?zet v d?sledku indukovan?ho z??en?. Um?lou radioaktivn? kontaminaci p?d zp?sobuj? nej?ast?ji izotopy 235 U, 238 U, 239 Pu, 129 I, 131 I, 144 Ce, 140 Ba, 106 Ru, 90 Sr, 137 Cs atd.

Environment?ln? d?sledky radioaktivn? kontaminace p?d jsou n?sleduj?c?. Radionuklidy, kter? jsou sou??st? biologick?ho cyklu, vstupuj? do lidsk?ho t?la prost?ednictv?m rostlinn? a ?ivo?i?n? potravy a hromad? se v n? a zp?sobuj? radioaktivn? expozici. Radionuklidy, stejn? jako mnoho dal??ch ?kodlivin, se postupn? koncentruj? v potravn?ch ?et?zc?ch.

Z ekologick?ho hlediska p?edstavuje nejv?t?? nebezpe?? 90 Sr a 137 Cs. To je zp?sobeno dlouh?m polo?asem rozpadu (28 let pro 90 Sr a 33 let pro 137 Cs), vysokou energi? z??en? a schopnost? snadno se za?lenit do biologick?ho cyklu, do potravn?ho ?et?zce. Z hlediska chemick?ch vlastnost? je stroncium bl?zk? v?pn?ku a je sou??st? kostn? tk?n?, zat?mco cesium je bl?zk? drasl?ku a je sou??st? mnoha reakc? ?iv?ch organism?.

Um?l? radionuklidy jsou fixov?ny p?ev??n? (a? 80-90%) v horn? vrstv? p?dy: na panensk? p?d? - vrstva 0-10 cm, na orn? p?d? - v orni?n?m horizontu. Nejvy??? sorpci maj? p?dy s vysok?m obsahem humusu, t??k?ho granulometrick?ho slo?en?, bohat? na montmorillonit a hydrosl?du, s bezv?luhov?m typem vodn?ho re?imu. V takov?ch p?d?ch jsou radionuklidy jen nepatrn? schopn? migrace. Podle stupn? mobility v p?d?ch tvo?? radionuklidy ?adu 90 Sr > 106 Ru > 137 Ce > 129 J > 239 Pu. Rychlost p?irozen?ho samo?i?t?n? p?d od radioizotop? z?vis? na rychlostech jejich radioaktivn?ho rozpadu, vertik?ln? a horizont?ln? migrace. Polo?as rozpadu radioaktivn?ho izotopu je doba, za kterou se rozpadne polovina po?tu jeho atom?.

Tabulka 3 - Charakteristika radioaktivn?ch l?tek

Radioaktivita v ?iv?ch organismech m? kumulativn? ??inek. Pro ?lov?ka je hodnota LD 50 (let?ln? d?vka, jej?? expozice zp?sob? 50 % smrti biologick?ch objekt?) 2,5-3,5 Gy.

D?vka 0,25 Gy se pova?uje za podm?n?n? norm?ln? pro vn?j?? expozici. 0,75 Gy celot?lov? oz??en? nebo 2,5 Gy oz??en? ?t?tn? ?l?zy radioaktivn?m j?dem 131 I vy?aduj? opat?en? k radia?n? ochran? obyvatelstva.

Zvl??tnost? radioaktivn? kontaminace p?dn?ho pokryvu je, ?e mno?stv? radioaktivn?ch ne?istot je extr?mn? mal? a nezp?sobuj? zm?ny z?kladn?ch vlastnost? p?dy - pH, pom?r miner?ln?ch ?ivin a ?rove? ?rodnosti.

Proto je v prvn? ?ad? nutn? omezit (normalizovat) koncentrace radioaktivn?ch l?tek poch?zej?c?ch z p?dy do rostlinn?ch produkt?. Vzhledem k tomu, ?e radionuklidy jsou p?ev??n? t??k? kovy, jsou hlavn? probl?my a zp?soby p?id?lov?n?, sanitace a ochrany p?d p?ed kontaminac? radionuklidy a t??k?mi kovy podobn?j?? a lze je ?asto posuzovat spole?n?.

Radioaktivita p?d je tedy d?na obsahem radionuklid? v nich. P?irozen? radioaktivita p?d je zp?sobena p?irozen? se vyskytuj?c?mi radioaktivn?mi izotopy, kter? jsou v p?d?ch a p?dotvorn?ch hornin?ch v?dy p??tomny v r?zn?m mno?stv?. Um?l? radioaktivita p?d je zp?sobena vstupem radioaktivn?ch izotop? do p?dy vznikl?ch v d?sledku atomov?ch a termonukle?rn?ch v?buch?, ve form? odpadu z jadern?ho pr?myslu nebo v d?sledku hav?ri? v jadern?ch podnic?ch.

Nej?ast?ji um?l? radioaktivn? zamo?en? p?d zp?sobuj? izotopy 235 U, 238 U, 239 Pu, 129 I, 131 I, 144 Ce, 140 Ba, 106 Ru, 90 Sr, 137 Cs aj. Intenzita radioaktivn?ho zamo?en? v konkr?tn? oblast je ur?ena dv?ma faktory:

a) koncentrace radioaktivn?ch prvk? a izotop? v p?d?ch;

b) povaha samotn?ch prvk? a izotop?, kter? je prim?rn? ur?ena polo?asem rozpadu.

Z ekologick?ho hlediska p?edstavuje nejv?t?? nebezpe?? 90 Sr a 137 Cs. Jsou pevn? fixov?ny v p?d?ch, vyzna?uj? se dlouh?m polo?asem rozpadu (90 Sr - 28 let a 137 Cs - 33 let) a snadno se za?azuj? do biologick?ho cyklu jako prvky bl?zk? Ca a K. Akumuluj? se v organismu jsou st?l?mi zdroji vnit?n?ho z??en?.

V souladu s GOST jsou toxick? chemick? prvky rozd?leny do t??d hygienick? nebezpe?nosti. P?dy jsou:

a) T??da I: arsen (As), berylium (Be), rtu? (Hg), selen (Sn), kadmium (Cd), olovo (Pb), zinek (Zn), fluor (F);

b) II. t??da: chrom (Cr), kobalt (Co), bor (B), molybden (Mn), nikl (Ni), m?? (Cu), antimon (Sb);

c) III t??da: baryum (Ba), vanad (V), wolfram (W), mangan (Mn), stroncium (Sr).

T??k? kovy jsou ji? na druh?m m?st? z hlediska nebezpe?nosti, za pesticidy a daleko p?ed tak zn?m?mi zne?i??uj?c?mi l?tkami, jako je oxid uhli?it? a s?ra. V budoucnu se mohou st?t nebezpe?n?j??mi ne? odpad z jadern?ch elektr?ren a pevn? odpad. Zne?i?t?n? t??k?mi kovy souvis? s jejich ?irok?m vyu?it?m v pr?myslov? v?rob?. Kv?li nedokonal?m ?istic?m syst?m?m se t??k? kovy dost?vaj? do ?ivotn?ho prost?ed? v?etn? p?dy, zne?i??uj? ji a otravuj?. T??k? kovy jsou speci?ln? zne?i??uj?c? l?tky, jejich? sledov?n? je povinn? ve v?ech prost?ed?ch.

P?da je hlavn?m m?diem, do kter?ho se dost?vaj? t??k? kovy, a to i z atmosf?ry a vodn?ho prost?ed?. Slou?? tak? jako zdroj sekund?rn?ho zne?i?t?n? povrchov?ho ovzdu?? a vod, kter? se z n?j dost?vaj? do Sv?tov?ho oce?nu. Z p?dy jsou t??k? kovy absorbov?ny rostlinami, kter? pak spadaj? do potravy.

V posledn? dob? se hojn? pou??v? term?n „t??k? kovy“, kter? charakterizuje ?irokou skupinu zne?i??uj?c?ch l?tek. V r?zn?ch v?deck?ch a aplikovan?ch prac?ch auto?i interpretuj? v?znam tohoto pojmu r?zn?mi zp?soby. V tomto ohledu se po?et prvk? p?i?azen?ch do skupiny t??k?ch kov? v ?irok?m rozmez? m?n?. Jako krit?ria ?lenstv? se pou??v? ?ada charakteristik: atomov? hmotnost, hustota, toxicita, prevalence v p??rodn?m prost?ed?, stupe? zapojen? do p??rodn?ch a technogenn?ch cykl?.

V prac?ch v?novan?ch probl?m?m zne?i?t?n? p?dy a monitorov?n? ?ivotn?ho prost?ed? dnes v?ce ne? 40 prvk? periodick?ho syst?mu D.I. Mend?lejev s atomovou hmotnost? v?ce ne? 40 atomov?ch jednotek: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi atd. Podle klasifikace N. Reimers t??k? kovy by m?ly b?t br?ny v ?vahu s hustotou vy??? ne? 8 g/cm3. P?i kategorizaci t??k?ch kov? p?itom hraj? d?le?itou roli tyto podm?nky: jejich vysok? toxicita pro ?iv? organismy v relativn? n?zk?ch koncentrac?ch a tak? jejich schopnost bioakumulace a biomagnifikace. T?m?? v?echny kovy, kter? spadaj? pod tuto definici (s v?jimkou olova, rtuti, kadmia a vizmutu, jejich? biologick? ?loha je v sou?asn? dob? nejasn?), se aktivn? ??astn? biologick?ch proces? a jsou sou??st? mnoha enzym?.

T??k? kovy se dost?vaj? na povrch p?dy v r?zn?ch form?ch. Jedn? se o oxidy a r?zn? soli kov?, rozpustn? i prakticky nerozpustn? ve vod? (sulfidy, s?rany, arsenity atd.). Ve skladb? emis? z podnik? zpracov?n? rud a podnik? ne?elezn? metalurgie - hlavn? zdroj zne?i?t?n? ?ivotn?ho prost?ed? - t??k? kovy - je p?ev??n? ??st kov? (70-90 %) ve form? oxid?. Jakmile se dostanou na povrch p?dy, mohou se bu? hromadit, nebo rozptylovat, v z?vislosti na povaze geochemick?ch bari?r, kter? jsou v dan?m ?zem? vlastn?. Distribuce t??k?ch kov? v r?zn?ch objektech biosf?ry a zdroje jejich vstupu do prost?ed? (tab. 4).

Tabulka 4 - Zdroje t??k?ch kov? v ?ivotn?m prost?ed?

Nejv?konn?j??mi dodavateli odpad? obohacen?ch kovy jsou tav?rny ne?elezn?ch kov? (hlin?k, hlin?k, m??-zinek, taven? olova, nikl, titan-ho???k, rtu?), d?le zpracov?n? ne?elezn?ch kov? (radiotechnika, elektro stroj?renstv?, n?stroj??stv?, galvanismus atd.). V prachu hutn?ho pr?myslu, ?praven rud m??e b?t koncentrace Pb, Zn, Bi, Sn zv??ena oproti litosf??e o n?kolik ??d? (a? 10-12), koncentrace Cd, V, Sb - desetitis?ckr?t, Cd, Mo, Pb, Sn, Zn, Bi, Ag - stokr?t. Odpady z podnik? hutnictv? ne?elezn?ch kov?, tov?ren na barvy a laky a ?elezobetonov?ch konstrukc? jsou obohaceny rtut?. V prachu stroj?rensk?ch provoz? je zv??en? koncentrace W, Cd, Pb (tab. 5).

Tabulka 5 - Hlavn? technogenn? zdroje t??k?ch kov?

Vlivem emis? obohacen?ch kovy vznikaj? oblasti zne?i?t?n? krajiny p?edev??m na region?ln? a m?stn? ?rovni. V?znamn? mno?stv? Pb je uvol?ov?no do ?ivotn?ho prost?ed? s v?fukov?mi plyny automobil?, kter? p?evy?uje jeho p??jem s odpady z hutn?ch podnik?.

P?dy sv?ta jsou ?asto obohaceny nejen o t??k?, ale i o dal?? l?tky p??rodn?ho a antropogenn?ho p?vodu. Identifikace "nasycen?" p?d kovy a prvky E.A. Novikov to vysv?tlil jako d?sledek interakce mezi ?lov?kem a p??rodou (tabulka 6).

Olovo je hlavn? zne?i??uj?c? prvek v p??m?stsk?ch p?d?ch B?loruska. Jeho zv??en? obsah je pozorov?n v p??m?stsk?ch oblastech Minsk, Gomel, Mogilev. Lok?ln?, v mal?ch oblastech, ve sm?ru p?evl?daj?c?ch v?tr? byla zaznamen?na kontaminace p?dy olovem na ?rovni MPC (32 mg/kg) a v??e.

Tabulka 6 - Kombinace interakce mezi ?lov?kem a p??rodou

Jak je vid?t z tabulky, v?t?inu kov?, v?etn? t??k?ch, rozpt?l? ?lov?k. Vzorce distribuce ?lov?kem rozpt?len?ch prvk? v pedosf??e p?edstavuj? d?le?it? a nez?visl? trend ve v?zkumu p?dy. A. P. Vinogradov, R. Mitchell, D. Swain, H. Bowen, R. Brooks, V. V. Dobrovolsky. V?sledkem jejich v?zkumu byla identifikace pr?m?rn?ch hodnot koncentrac? prvk? v p?d?ch jednotliv?ch kontinent? zem?, region? i cel?ho sv?ta (tab. 7).

V n?kter?ch pol?ch Minsk? tov?rny na zeleninu, kde se jako hnojivo ?adu let pou??v? tuh? komun?ln? odpad, dosahuje obsah olova 40-57 mg/kg p?dy. Na stejn?ch pol?ch je obsah mobiln?ch forem zinku a m?di v p?d? 65 a 15 mg/kg, p?i?em? limitn? hodnota pro zinek je 23 mg/kg a pro m?? 5 mg/kg.

Pod?l d?lnic je p?da siln? zne?i?t?na olovem a v men?? m??e i kadmiem. Zne?i?t?n? p?dy silni?n?ch pruh? d?lnic mezist?tn?ch (Brest - Moskva, Petrohrad - Od?sa), republikov?ch (Minsk - Slutsk, Minsk - Logoisk) a m?stn?ch (Zaslavl - Dzer?insk, Zhabinka - B. Motykaly) hodnot vzd?lenost do 25-50 m od vozovky v z?vislosti na ter?nu a p??tomnosti ochrann?ch p?s?. Maxim?ln? obsah olova v p?d? byl zaznamen?n ve vzd?lenosti 5-10 m od d?lnice. Je vy??? ne? hodnota pozad? v pr?m?ru 2-2,3kr?t, ale pon?kud ni??? nebo bl?zko MPC. Obsah kadmia v p?d?ch B?loruska je na poza?ov? ?rovni (do 0,5 mg/kg). A? 2,5n?sobn? p?ekro?en? pozad? bylo zaznamen?no lok?ln? ve vzd?lenosti 3–5 km od velk?ch m?st a dosahuje 1,0–1,2 mg p?dy p?i MPC 3 mg/kg pro z?padoevropsk? zem? (MPC kadmia pro p?dy v B?lorusku nebyla vyvinuta). Plocha p?d v B?lorusku kontaminovan?ch z r?zn?ch zdroj? olovem je v sou?asn? dob? p?ibli?n? 100 tis?c hektar?, s kadmiem - 45 tis?c hektar?.

Tabulka 7 - Kombinace interakce mezi ?lov?kem a p??rodou

V sou?asn? dob? prob?h? agrochemick? mapov?n? obsahu m?di v p?d?ch B?loruska a ji? bylo zji?t?no, ?e 260,3 tis. hektar? zem?d?lsk? p?dy v republice je kontaminov?no m?d? (tab. 8).

Tabulka 8 - Zem?d?lsk? p?da v B?lorusku kontaminovan? m?d? (tis. ha)

Pr?m?rn? obsah mobiln? m?di v p?d?ch orn? p?dy je n?zk? a ?in? 2,1 mg/kg, zu?lecht?n? seno a pastviny - 2,4 mg/kg. Obecn? plat?, ?e 34 % orn? p?dy a 36 % sena a pastvin v republice m? velmi n?zkou z?sobu m?di (m?n? ne? 1,5 mg/kg) a nutn? pot?ebuje hnojiva s obsahem m?di. Na p?d?ch s nadm?rn?m obsahem m?di (3,3 % zem?d?lsk? p?dy) by m?lo b?t vylou?eno pou?it? jak?koli formy hnojiv obsahuj?c?ch m??.

Vliv toxick?ch l?tek na zne?i?t?n? p?dy

ZNE?I?T?N? P?DY T??K?MI KOVY

Zne?i?t?n? p?dy t??k?mi kovy m? r?zn? zdroje:

1. odpady z kovod?ln?ho pr?myslu;

2. pr?myslov? emise;

3. produkty spalov?n? paliva;

4. automobilov? v?fukov? plyny;

5. prost?edky chemizace zem?d?lstv?.

Hutn? podniky ro?n? vypust? v?ce ne? 150 tis?c tun m?di, 120 tis?c tun zinku, asi 90 tis?c tun olova, 12 tis?c tun niklu, 1,5 tis?ce tun molybdenu, asi 800 tun kobaltu a asi 30 tun rtuti. povrch zem?. Na 1 gram blistrov? m?di obsahuje odpad z pr?myslu taven? m?di 2,09 tuny prachu, kter? obsahuje a? 15 % m?di, 60 % oxidu ?eleza a po 4 % arsenu, rtuti, zinku a olova. Odpady ze stroj?renstv? a chemick?ho pr?myslu obsahuj? do 1 tis. mg/kg olova, do 3 tis. mg/kg m?di, do 10 tis. mg/kg chr?mu a ?eleza, do 100 g/kg fosforu a max. 10 g/kg manganu a niklu. Ve Slezsku se kolem zinkoven hromad? odvaly s obsahem zinku 2 a? 12 % a olovem od 0,5 do 3 %, v USA se t??? rudy s obsahem zinku 1,8 %.

S v?fukov?mi plyny se ro?n? dost?v? na povrch p?dy v?ce ne? 250 tis?c tun olova; je to hlavn? p?dn? zne?i??uj?c? l?tka s olovem.

T??k? kovy se dost?vaj? do p?dy spolu s hnojivy, ve kter?ch jsou obsa?eny jako ne?istota, a tak? s biocidy.

L. G. Bondarev (1976) vypo??tal mo?n? p??liv t??k?ch kov? na povrch p?dn?ho krytu v d?sledku lidsk? v?robn? ?innosti p?i ?pln?m vy?erp?n? z?sob rud, p?i spalov?n? st?vaj?c?ch z?sob uhl? a ra?eliny a porovnal je s mo?n?mi z?soby kov? nashrom??d?n?ch v humosf??e dodnes. V?sledn? obr?zek n?m umo??uje ud?lat si p?edstavu o zm?n?ch, kter? je ?lov?k schopen zp?sobit b?hem 500-1000 let, na co? bude dostatek prozkouman?ch miner?l?.

Mo?n? vstup kov? do biosf?ry v p??pad? vy?erp?n? spolehliv?ch z?sob rud, uhl?, ra?eliny, milion? tun

Pom?r t?chto hodnot umo??uje p?edv?dat rozsah vlivu lidsk? ?innosti na ?ivotn? prost?ed?, p?edev??m na p?dn? pokryv.

Technogenn? vstup kov? do p?dy, jejich fixace v humusov?ch horizontech v p?dn?m profilu jako celku nem??e b?t rovnom?rn?. Jeho nerovnom?rnost a kontrast souvis? p?edev??m s hustotou os?dlen?. Pokud je tento vztah pova?ov?n za proporcion?ln?, pak 37,3 % v?ech kov? bude rozpt?leno pouze ve 2 % obydlen? zem?.

Rozlo?en? t??k?ch kov? na povrchu p?dy je d?no mnoha faktory. Z?vis? na charakteristice zdroj? zne?i?t?n?, meteorologick?ch charakteristik?ch regionu, geochemick?ch faktorech a krajinn?ch podm?nk?ch obecn?.

Zdroj zne?i?t?n? obecn? ur?uje kvalitu a mno?stv? vy?azen?ho produktu. V tomto p??pad? z?vis? stupe? jeho rozptylu na v??ce v?hozu. Z?na maxim?ln?ho zne?i?t?n? se rozprost?r? na vzd?lenost rovnaj?c? se 10-40n?sobku v??ky potrub? p?i vysok?m a hork?m vypou?t?n?, 5-20n?sobku v??ky potrub? p?i n?zk?m pr?myslov?m vypou?t?n?. Doba trv?n? emise ??stic v atmosf??e z?vis? na jejich hmotnosti a fyzik?ln?ch a chemick?ch vlastnostech. ??m jsou ??stice t????, t?m rychleji se usazuj?.

Nerovnom?rn? technogenn? distribuce kov? je umocn?na heterogenitou geochemick?ho prost?ed? v p??rodn?ch krajin?ch. V tomto ohledu, aby bylo mo?n? p?edv?dat mo?n? zne?i?t?n? technogenn?mi produkty a p?edch?zet ne??douc?m n?sledk?m lidsk? ?innosti, je nutn? porozum?t z?kon?m geochemie, z?kon?m migrace chemick?ch prvk? v r?zn?ch p??rodn?ch krajin?ch nebo geochemick?ch prost?ed?ch.

Chemick? prvky a jejich slou?eniny vstupuj?c? do p?dy proch?zej? ?adou p?em?n, disperguj? se nebo akumuluj? v z?vislosti na povaze geochemick?ch bari?r, kter? jsou v dan?m ?zem? vlastn?. Koncept geochemick?ch bari?r formuloval A.I.Perelman (1961) jako ?seky z?ny hypergeneze, kde zm?ny migra?n?ch podm?nek vedou k akumulaci chemick?ch prvk?. Klasifikace bari?r je zalo?ena na typech migrace prvk?. Na tomto z?klad? A.I. Perelman rozli?uje ?ty?i typy a n?kolik t??d geochemick?ch bari?r:

1. bari?ry - pro v?echny biogeochemick? prvky, kter? jsou p?erozd?lov?ny a t??d?ny ?iv?mi organismy (kysl?k, uhl?k, vod?k, v?pn?k, drasl?k, dus?k, k?em?k, mangan atd.);

2. fyzik?ln? a chemick? bari?ry:

1) oxida?n? - ?elezo nebo ?elezo-mangan (?elezo, mangan), mangan (mangan), s?rov? (s?ra);

2) reduk?n? - sulfid (?elezo, zinek, nikl, m??, kobalt, olovo, arsen atd.), glej (vanad, m??, st??bro, selen);

3) s?ran (baryum, v?pn?k, stroncium);

4) alkalick? (?elezo, v?pn?k, ho???k, m??, stroncium, nikl atd.);

5) kysel? (oxid k?emi?it?);

6) odpa?ov?n? (v?pn?k, sod?k, ho???k, s?ra, fluor atd.);

7) adsorpce (v?pn?k, drasl?k, ho???k, fosfor, s?ra, olovo atd.);

8) termodynamick? (v?pn?k, s?ra).

3. mechanick? bari?ry (?elezo, titan, chrom, nikl atd.);

4. technogenn? bari?ry.

Geochemick? bari?ry neexistuj? izolovan?, ale ve vz?jemn? kombinaci tvo?? slo?it? komplexy. Reguluj? element?rn? slo?en? tok? l?tek a do zna?n? m?ry na nich z?vis? fungov?n? ekosyst?m?.

Produkty technogeneze, v z?vislosti na jejich povaze a krajinn?m prost?ed?, do kter?ho spadaj?, mohou b?t bu? zpracov?ny p??rodn?mi procesy a nezp?sobuj? v?znamn? zm?ny v p??rod?, nebo mohou b?t skladov?ny a akumulov?ny, co? m? ?kodliv? vliv na v?e ?iv?.

Oba procesy jsou determinov?ny ?adou faktor?, jejich? rozbor umo??uje posoudit ?rove? biochemick? stability krajiny a p?edv?dat charakter jejich zm?n v p??rod? pod vlivem technogeneze. Autonomn? krajiny rozv?jej? procesy samo?i?t?n? od technogenn?ho zne?i?t?n?, proto?e produkty technogeneze jsou rozpt?leny povrchov?mi a podzemn?mi vodami. V akumula?n?ch krajin?ch se produkty technogeneze akumuluj? a uchov?vaj?.

* V bl?zkosti d?lnic v z?vislosti na objemu provozu a vzd?lenosti od d?lnice

Zv??en? pozornost v?novan? ochran? ?ivotn?ho prost?ed? vyvolala zvl??tn? z?jem o dopad t??k?ch kov? na p?du.

Z historick?ho hlediska vyvstal z?jem o tento probl?m se studiem ?rodnosti p?dy, proto?e prvky jako ?elezo, mangan, m??, zinek, molybden a p??padn? kobalt jsou velmi d?le?it? pro ?ivot rostlin, a tedy i pro zv??ata a lidi.

Jsou tak? zn?m? jako stopov? prvky, proto?e je rostliny pot?ebuj? v mal?m mno?stv?. Do skupiny stopov?ch prvk? pat?? i kovy, jejich? obsah v p?d? je dosti vysok?, nap?. ?elezo, kter? je sou??st? v?t?iny p?d a ve slo?en? zemsk? k?ry zauj?m? ?tvrt? m?sto (5 %) za kysl?kem (46,6 % ), k?em?ku (27,7 %) a hlin?ku (8,1 %).

V?echny stopov? prvky mohou m?t negativn? vliv na rostliny, pokud koncentrace jejich dostupn?ch forem p?ekro?? ur?it? limity. N?kter? t??k? kovy, jako je rtu?, olovo a kadmium, kter? se nezdaj? b?t pro rostliny a zv??ata p??li? d?le?it?, jsou nebezpe?n? pro lidsk? zdrav? i v n?zk?ch koncentrac?ch.

V?fukov? plyny z vozidel, odvoz na pole nebo ?ist?rny odpadn?ch vod, zavla?ov?n? spla?kami, odpady, zbytky a emisemi z provozu dol? a pr?myslov?ch are?l?, aplikace fosforu a organick?ch hnojiv, pou??v?n? pesticid? atd. vedlo ke zv??en? koncentrace t??k?ch kov? v p?d?.

Dokud jsou t??k? kovy pevn? v?z?ny na slo?ky p?dy a jsou obt??n? dostupn?, jejich negativn? vliv na p?du a ?ivotn? prost?ed? bude zanedbateln?. Pokud v?ak p?dn? podm?nky umo??uj? pr?chod t??k?ch kov? do p?dn?ho roztoku, hroz? p??m? nebezpe?? kontaminace p?dy, existuje mo?nost jejich pr?niku do rostlin, ale i do lidsk?ho organismu a zv??at, kter? tyto rostliny konzumuj?. Krom? toho mohou b?t t??k? kovy zne?i??uj?c?mi l?tkami rostlin a vodn?ch ploch v d?sledku pou??v?n? ?ist?rensk?ch kal?. Nebezpe?? kontaminace p?d a rostlin z?vis? na: druhu rostlin; formy chemick?ch slou?enin v p?d?; p??tomnost prvk?, kter? p?sob? proti vlivu t??k?ch kov? a l?tek, kter? s nimi tvo?? komplexn? slou?eniny; z adsorp?n?ch a desorp?n?ch proces?; mno?stv? dostupn?ch forem t?chto kov? v p?d? a p?dn?ch a klimatick?ch podm?nk?ch. Negativn? ??inek t??k?ch kov? proto z?vis? v podstat? na jejich pohyblivosti, tzn. rozpustnost.

T??k? kovy se vyzna?uj? p?edev??m prom?nlivou mocnost?, n?zkou rozpustnost? sv?ch hydroxid?, vysokou schopnost? tvo?it komplexn? slou?eniny a samoz?ejm? kationtovou schopnost?.

Mezi faktory p?isp?vaj?c? k zadr?ov?n? t??k?ch kov? p?dou pat??: v?m?nn? adsorpce povrchu j?l? a humusu, tvorba komplexn?ch slou?enin s humusem, povrchov? adsorpce a okluze (rozpou?t?n? nebo pohlcov?n? schopnosti plyn? roztaven?mi nebo pevn?mi kovy) hydratovan? oxidy hlin?ku, ?eleza, manganu atd., jako? i tvorbu nerozpustn?ch slou?enin, zejm?na p?i redukci.

T??k? kovy se v p?dn?m roztoku vyskytuj? v iontov? i v?zan? form?, kter? jsou v ur?it? rovnov?ze (obr. 1).

Na obr?zku jsou Lp rozpustn? ligandy, co? jsou organick? kyseliny s n?zkou molekulovou hmotnost?, a Ln jsou nerozpustn?. Sou??st? reakce kov? (M) s humusov?mi l?tkami je ??ste?n? i iontov? v?m?na.

Samoz?ejm? mohou b?t v p?d? p??tomny i jin? formy kov?, kter? se t?to rovnov?hy p??mo nepod?lej?, nap??klad kovy z krystalov? m???ky prim?rn?ch a sekund?rn?ch miner?l?, stejn? jako kovy z ?iv?ch organism? a jejich odum?el? zbytky.

Pozorov?n? zm?n t??k?ch kov? v p?d? je nemo?n? bez znalosti faktor?, kter? ur?uj? jejich pohyblivost. Procesy reten?n?ho pohybu, kter? ur?uj? chov?n? t??k?ch kov? v p?d?, se jen m?lo li?? od proces?, kter? ur?uj? chov?n? jin?ch kationt?. I kdy? se t??k? kovy n?kdy vyskytuj? v p?d?ch v n?zk?ch koncentrac?ch, tvo?? stabiln? komplexy s organick?mi slou?eninami a vstupuj? do specifick?ch adsorp?n?ch reakc? snadn?ji ne? alkalick? kovy a kovy alkalick?ch zemin.

Migrace t??k?ch kov? v p?d?ch m??e prob?hat kapalinou a suspenz? pomoc? ko?en? rostlin nebo p?dn?ch mikroorganism?. K migraci rozpustn?ch slou?enin doch?z? spole?n? s p?dn?m roztokem (dif?ze) nebo pohybem samotn? kapaliny. Vym?v?n? j?l? a organick?ch l?tek vede k migraci v?ech kov? s nimi spojen?ch. Migrace t?kav?ch l?tek v plynn? form?, jako je dimethylrtu?, je n?hodn? a tento zp?sob pohybu nem? zvl??tn? v?znam. Migrace v pevn? f?zi a pr?nik do krystalov? m???ky je sp??e vazebn?m mechanismem ne? pohybem.

T??k? kovy mohou b?t zav?d?ny nebo adsorbov?ny mikroorganismy, kter? jsou zase schopny se pod?let na migraci odpov?daj?c?ch kov?.

???aly a dal?? organismy mohou usnadnit migraci t??k?ch kov? mechanicky nebo biologicky sm?ch?n?m p?dy nebo za?len?n?m kov? do sv?ch tk?n?.

Ze v?ech typ? migrace je nejd?le?it?j?? migrace v kapaln? f?zi, proto?e v?t?ina kov? vstupuje do p?dy v rozpustn? form? nebo ve form? vodn? suspenze a prakticky ke v?em interakc?m mezi t??k?mi kovy a kapaln?mi slo?kami p?dy doch?z? p?i rozhran? kapaln? a pevn? f?ze.

T??k? kovy v p?d? prost?ednictv?m trofick?ho ?et?zce vstupuj? do rostlin a pot? jsou konzumov?ny zv??aty a lidmi. Do kolob?hu t??k?ch kov? se zapojuj? r?zn? biologick? bari?ry, v jejich? d?sledku doch?z? k selektivn? bioakumulaci chr?n?c? ?iv? organismy p?ed nadbytkem t?chto prvk?. P?esto je aktivita biologick?ch bari?r omezen? a v p?d? se nej?ast?ji koncentruj? t??k? kovy. Odolnost p?d v??i zne?i?t?n? jimi je r?zn? v z?vislosti na pufra?n? kapacit?.

P?dy s vysokou adsorp?n? schopnost?, respektive vysok?m obsahem j?l? a tak? organick? hmoty, dok??ou tyto prvky zadr?et, zejm?na ve svrchn?ch horizontech. To je typick? pro karbon?tov? p?dy a p?dy s neutr?ln? reakc?. V t?chto p?d?ch je mno?stv? toxick?ch slou?enin, kter? mohou b?t smyty do podzemn? vody a absorbov?ny rostlinami, mnohem men?? ne? v p?s?it?ch kysel?ch p?d?ch. Existuje v?ak velk? riziko zv??en? koncentrace prvk? na toxickou ?rove?, co? zp?sobuje nerovnov?hu fyzik?ln?ch, chemick?ch a biologick?ch proces? v p?d?. T??k? kovy, zadr?ovan? organickou a koloidn? ??st? p?dy, v?razn? omezuj? biologickou aktivitu, brzd? procesy ytrifikace, kter? jsou d?le?it? pro ?rodnost p?dy.

P?s?it? p?dy, kter? se vyzna?uj? n?zkou absorp?n? schopnost?, stejn? jako p?dy kysel?, zadr?uj? t??k? kovy velmi slab?, s v?jimkou molybdenu a selenu. Rostliny je proto snadno adsorbuj? a n?kter? z nich i ve velmi mal?ch koncentrac?ch p?sob? toxicky.

Obsah zinku v p?d? se pohybuje od 10 do 800 mg/kg, i kdy? nej?ast?ji je to 30-50 mg/kg. Akumulace p?ebyte?n?ho mno?stv? zinku negativn? ovliv?uje v?t?inu p?dn?ch proces?: zp?sobuje zm?nu fyzik?ln?ch a fyzik?ln?-chemick?ch vlastnost? p?dy a sni?uje biologickou aktivitu. Zinek inhibuje ?ivotn? d?le?itou aktivitu mikroorganism?, v d?sledku ?eho? jsou naru?eny procesy tvorby organick? hmoty v p?d?ch. P?ebytek zinku v p?dn?m krytu br?n? fermentaci rozkladu celul?zy, d?ch?n? a p?soben? ure?zy.

T??k? kovy p?ich?zej?c? z p?dy do rostlin, p?en??en? potravn?mi ?et?zci, maj? toxick? ??inek na rostliny, zv??ata i ?lov?ka.

Z nejtoxi?t?j??ch prvk? je t?eba zm?nit p?edev??m rtu?, kter? p?edstavuje nejv?t?? nebezpe?? v podob? vysoce toxick? slou?eniny – methylrtuti. Rtu? se dost?v? do atmosf?ry p?i spalov?n? uhl? a p?i odpa?ov?n? vody ze zne?i?t?n?ch vodn?ch ploch. Se vzduchov?mi hmotami m??e b?t transportov?n a ukl?d?n na p?d?ch v ur?it?ch oblastech. Studie uk?zaly, ?e rtu? je dob?e sorbov?na v horn?ch centimetrech humus-akumula?n?ho horizontu r?zn?ch typ? p?d hlinit?ho mechanick?ho slo?en?. Jeho migrace po profilu a vym?v?n? z p?dn?ho profilu v takov?ch p?d?ch je nev?znamn?. V p?d?ch lehk?ho mechanick?ho slo?en?, kysel?ch a ochuzen?ch o humus se v?ak procesy migrace rtuti zintenziv?uj?. V takov?ch p?d?ch se tak? projevuje proces vypa?ov?n? organick?ch slou?enin rtuti, kter? maj? vlastnosti t?kavosti.

P?i aplikaci rtuti na p?s?it?, j?lovit? a ra?elinov? p?dy v d?vce 200 a 100 kg/ha ?roda na p?s?it? p?d? zcela uhynula, bez ohledu na ?rove? v?pn?n?. Na ra?elinn? p?d? se v?nos sn??il. Na hlinit? p?d? do?lo k poklesu v?nosu pouze p?i n?zk? d?vce v?pna.

Olovo m? tak? schopnost se p?en??et potravn?mi ?et?zci, hromad? se v tk?n?ch rostlin, zv??at a lid?. D?vka olova rovna 100 mg/kg such? hmotnosti krmiva je pro zv??ata pova?ov?na za smrtelnou.

Olov?n? prach se usazuje na povrchu p?dy, je adsorbov?n organick?mi l?tkami, pohybuje se po profilu s p?dn?mi roztoky, ale v mal?m mno?stv? je vyn??en z p?dn?ho profilu.

Vlivem proces? migrace v kysel?ch podm?nk?ch vznikaj? technogenn? anom?lie olova v p?d?ch o d?lce 100 m. Olovo z p?d se dost?v? do rostlin a hromad? se v nich. V zrnu p?enice a je?mene je jeho obsah 5-8kr?t vy??? ne? obsah pozad?, ve vrcholc?ch, brambor?ch - v?ce ne? 20kr?t, v hl?z?ch - v?ce ne? 26kr?t.

Kadmium se stejn? jako vanad a zinek hromad? v hum?zn? vrstv? p?d. Charakter jeho roz???en? v p?dn?m profilu a krajin? m? zjevn? mnoho spole?n?ho s ostatn?mi kovy, zejm?na s povahou distribuce olova.

Kadmium je v?ak v p?dn?m profilu m?n? pevn? fixov?no ne? olovo. Maxim?ln? adsorpce kadmia je charakteristick? pro neutr?ln? a alkalick? p?dy s vysok?m obsahem humusu a vysokou absorp?n? schopnost?. Jeho obsah v podzolick?ch p?d?ch se m??e pohybovat od setin do 1 mg / kg, v ?ernozem?ch - a? 15-30 a v ?erven?ch p?d?ch - a? 60 mg / kg.

Mnoho p?dn?ch bezobratl?ch koncentruje ve sv?m t?le kadmium. Kadmium je absorbov?no ???alami, v?i a pl?i 10-15kr?t aktivn?ji ne? olovo a zinek. Kadmium je toxick? pro zem?d?lsk? rostliny, a i kdy? vysok? koncentrace kadmia nemaj? znateln? vliv na v?nosy plodin, jeho toxicita ovliv?uje zm?nu kvality produktu, proto?e obsah kadmia v rostlin?ch stoup?.

Arsen se do p?dy dost?v? s produkty spalov?n? uhl?, s odpady z hutn?ho pr?myslu a z tov?ren na hnojiva. Arsen je nejsiln?ji zadr?ov?n v p?d?ch obsahuj?c?ch aktivn? formy ?eleza, hlin?ku a v?pn?ku. Toxicita arsenu v p?d?ch je dob?e zn?m?. Kontaminace p?dy arsenem zp?sobuje nap??klad ?hyn ???al. Obsah pozad? arsenu v p?d?ch jsou setiny miligramu na kilogram p?dy.

Fluor a jeho slou?eniny jsou ?iroce pou??v?ny v jadern?m, ropn?m, chemick?m a jin?m pr?myslu. Do p?dy se dost?v? s emisemi z hutn?ch podnik?, zejm?na hlinik?ren, a tak? jako ne?istota p?i aplikaci superfosf?tu a n?kter?ch dal??ch insekticid?.

Zne?i?t?n?m p?dy zp?sobuje fluor pokles v?nosu nejen p??m?m toxick?m p?soben?m, ale tak? zm?nou pom?ru ?ivin v p?d?. K nejv?t?? adsorpci fluoru doch?z? v p?d?ch s dob?e vyvinut?m p?dn?m absorp?n?m komplexem. Rozpustn? fluoridov? slou?eniny se pohybuj? pod?l p?dn?ho profilu se sestupn?m proudem p?dn?ch roztok? a mohou vstupovat do podzemn?ch vod. Kontaminace p?dy fluoridov?mi slou?eninami ni?? strukturu p?dy a sni?uje propustnost p?dy pro vodu.

Zinek a m?? jsou m?n? toxick? ne? jmenovan? t??k? kovy, ale jejich p?ebytek v odpadech z hutn?ho pr?myslu zne?i??uje p?du a inhibuje r?st mikroorganism?, sni?uje enzymatickou aktivitu p?d a sni?uje v?nos rostlin.

Je t?eba poznamenat, ?e toxicita t??k?ch kov? se zvy?uje s jejich kombinovan?m ??inkem na ?iv? organismy v p?d?. Kombinovan? ??inek zinku a kadmia m? n?kolikan?sobn? siln?j?? inhibi?n? ??inek na mikroorganismy ne? p?i stejn? koncentraci ka?d?ho prvku zvl???.

Vzhledem k tomu, ?e t??k? kovy se obvykle vyskytuj? v r?zn?ch kombinac?ch jak ve zplodin?ch spalov?n? paliv, tak v emis?ch z hutn?ho pr?myslu, je jejich vliv na prost?ed? kolem zdroj? zne?i?t?n? siln?j??, ne? se na z?klad? koncentrace jednotliv?ch prvk? o?ek?v?.

V bl?zkosti podnik? se p?irozen? fytocen?zy podnik? st?vaj? jednotn?j?? v druhov?m slo?en?, proto?e mnoho druh? nem??e odolat zv??en? koncentrace t??k?ch kov? v p?d?. Po?et druh? m??e b?t redukov?n na 2-3, n?kdy a? na tvorbu monocen?z.

V lesn?ch fytocen?z?ch reaguj? na zne?i?t?n? jako prvn? li?ejn?ky a mechy. Stromov? patro je nejstabiln?j??. Dlouhodob? nebo vysoce intenzivn? expozice v n? v?ak zp?sobuje jevy odolnosti proti suchu.

Zne?i?t?n? p?dy pesticidy

Pesticidy jsou p?ev??n? organick? slou?eniny s n?zkou molekulovou hmotnost? a r?znou rozpustnost? ve vod?. Chemick? slo?en?, jejich kyselost nebo z?saditost, rozpustnost ve vod?, struktura, polarita, velikost a polarizace molekul – v?echny tyto vlastnosti spole?n? nebo ka?d? zvl??? ovliv?uj? procesy adsorpce-desorpce p?dn?mi koloidy. S p?ihl?dnut?m k uveden?m vlastnostem pesticid? a slo?it? povaze vazeb v procesu adsorpce-desorpce koloidy je lze rozd?lit do dvou velk?ch t??d: pol?rn? a nepol?rn? a do t?to klasifikace nejsou zahrnuty, nap?. organochlorov? insekticidy - na iontov? a neiontov?.

Pesticidy, kter? obsahuj? kysel? nebo z?sadit? skupiny nebo se chovaj? jako kationty, kdy? jsou disociov?ny, tvo?? skupinu iontov?ch slou?enin. Pesticidy, kter? nejsou kysel? ani alkalick?, tvo?? skupinu neiontov?ch slou?enin.

Charakter chemick?ch slou?enin a schopnost p?dn?ch koloid? adsorbovat a desorbovat je ovlivn?n: povahou funk?n?ch skupin a substitu?n?ch skupin ve vztahu k funk?n?m skupin?m a stupn?m nasycen? molekuly. Adsorpce molekul pesticid? p?dn?mi koloidy je v?znamn? ovlivn?na povahou molekul?rn?ch n?boj?, p?i?em? ur?itou roli hraje polarita molekul. Nerovnom?rn? rozlo?en? n?boj? zvy?uje disymetrii molekuly a jej? reaktivitu.

P?da prim?rn? funguje jako j?mka pro pesticidy, kde se rozkl?daj? a jsou neust?le transportov?ny do rostlin nebo prost?ed?, nebo jako ?lo?i?t?, kde n?kter? z nich mohou existovat mnoho let po aplikaci.

Pesticidy - jemn? rozpt?len? l?tky - v p?d? podl?haj? ?etn?m vliv?m biotick?ho i nebiotick?ho charakteru, n?kter? ur?uj? jejich chov?n?, p?em?nu a nakonec i mineralizaci. Typ a rychlost p?em?n z?vis? na: chemick? struktu?e ??inn? l?tky a jej? stabilit?, mechanick?m slo?en? a struktu?e p?d, chemick?ch vlastnostech p?d, slo?en? fl?ry a fauny p?d, intenzit? vlivu p?d. vn?j?? vlivy a zem?d?lsk? syst?m.

Adsorpce pesticid? v p?d? je slo?it? proces, kter? z?vis? na mnoha faktorech. Hraje d?le?itou roli p?i pohybu pesticid? a slou?? k jejich do?asn?mu udr?en? v parn?m ?i rozpu?t?n?m stavu nebo jako suspenze na povrchu p?dn?ch ??stic. Obzvl??t? d?le?itou roli p?i adsorpci pesticid? hraje bahno a p?dn? organick? hmota, kter? tvo?? „koloidn? komplex“ p?dy. Adsorpce se redukuje na v?m?nu iont? kationt? z?porn? nabit?ch j?lov?ch ??stic a kysel?ch skupin huminov?ch l?tek, bu? aniontov?ch, v d?sledku p??tomnosti hydroxid? kov? (Al (OH) 3 a Fe (OH) 3) nebo prob?h? ve form? molekul?rn?ch v?m?na. Pokud jsou adsorbovan? molekuly neutr?ln?, pak jsou zadr?ov?ny na povrchu j?lov?ch ??stic a huminov?ch koloid? bipol?rn?mi silami, vod?kov?mi vazbami a disperzn?mi silami. Adsorpce hraje prim?rn? roli v akumulaci pesticid? v p?d?, kter? jsou adsorbov?ny v?m?nou iont? nebo ve form? neutr?ln?ch molekul, v z?vislosti na jejich povaze.

K pohybu pesticid? v p?d? doch?z? s p?dn?m roztokem nebo sou?asn? s pohybem koloidn?ch ??stic, na kter?ch jsou adsorbov?ny. To z?vis? jak na procesech dif?ze, tak na procesech hmotnostn?ho proudu (zkapaln?n?), kter? jsou b??n?m procesem vym?v?n?.

S odtokem zp?soben?m sr??kami nebo zavla?ov?n?m se pesticidy pohybuj? v roztoku nebo suspenzi a hromad? se v p?dn?ch prohlubn?ch. Tato forma pohybu pesticid? z?vis? na ter?nu, p?dn? erozi, intenzit? sr??ek, stupni pokryt? p?dy vegetac?, dob?, kter? uplynula od aplikace pesticidu. Mno?stv? pesticid? pohybuj?c?ch se s povrchov?m odtokem je v?ce ne? 5 % mno?stv? aplikovan?ho do p?dy. Podle ?daj? rumunsk?ho V?zkumn?ho ?stavu pedologie a agrochemie se triazin ztr?c? sou?asn? s p?dou v d?sledku v?luhov?ch de??? na odtokov?ch m?stech v experiment?ln?m centru Aldeny. Na odtokov?ch m?stech se sklonem 2,5 % v Bilcesti-Arcece byla zji?t?na zbytkov? mno?stv? HCCH od 1,7 do 3,9 mg/kg v povrchov? vod? a v suspenzi od 0,041 do 0,085 mg/kg HCCH a od 0,009 do 0,026 mg /kg DDT.

Vyplavov?n? pesticid? pod?l p?dn?ho profilu spo??v? v jejich pohybu spolu s vodou cirkuluj?c? v p?d?, co? je d?no p?edev??m fyzik?ln?-chemick?mi vlastnostmi p?d, sm?rem pohybu vody a tak? procesy adsorpce a desorpce pesticid?. koloidn? ??stice p?dy. Tak?e v p?d? ro?n? dlouhodob? o?et?ovan? DDT v d?vce 189 mg/ha bylo po 20 letech nalezeno 80 % tohoto pesticidu pronikaj?c?ho do hloubky 76 cm.

Podle studi? proveden?ch v Rumunsku dos?hla rezidua pesticid? na t?ech r?zn?ch p?d?ch (vy?i?t?n? aluvi?ln?, typick? solon?ak, hlubok? ?ernozem?) o?et?ovan?ch organochlorov?mi insekticidy (HCCH a DDT) po dobu 25 let (se zavla?ov?n?m v posledn?m desetilet?) hloubky 85 cm v typick?m solon?aku, 200 cm ve vy?i?t?n? aluvi?ln? p?d? a 275 cm v rozryt? ?ernozem? p?i koncentraci 0,067 mg/kg HCCH a 0,035 mg/kg DDT v hloubce 220 cm.

Pesticidy, kter? se dostaly do p?dy, jsou ovliv?ov?ny r?zn?mi faktory jak v dob? jejich ??innosti, tak pozd?ji, kdy se droga ji? st?v? rezidu?ln?m. Pesticidy v p?d? podl?haj? degradaci nebiotick?mi i biotick?mi faktory a procesy.

Fyzik?ln? a chemick? vlastnosti p?d ovliv?uj? p?em?nu pesticid? v n?. J?ly, oxidy, hydroxidy a kovov? ionty, stejn? jako p?dn? organick? hmota, tedy p?sob? jako katalyz?tory v mnoha reakc?ch rozkladu pesticid?. K hydrol?ze pesticid? doch?z? za ??asti podzemn? vody. V d?sledku reakce s voln?mi radik?ly huminov?ch l?tek se m?n? ??stice p?dy a molekul?rn? struktura pesticid?.

Mnoho prac? zd?raz?uje velk? v?znam p?dn?ch mikroorganism? p?i rozkladu pesticid?. Existuje velmi m?lo ??inn?ch l?tek, kter? nejsou biologicky odbourateln?. Doba trv?n? rozkladu pesticid? mikroorganismy se m??e li?it od n?kolika dn? do n?kolika m?s?c?, n?kdy i des?tek let, v z?vislosti na specifik?ch ??inn? l?tky, typech mikroorganism? a vlastnostech p?dy. Rozklad ??inn?ch l?tek pesticid? prov?d?j? bakterie, houby a vy??? rostliny.

Obvykle k rozkladu pesticid?, zejm?na rozpustn?ch, vz?cn? adsorbovan?ch p?dn?mi koloidy, doch?z? za ??asti mikroorganism?.

Houby se pod?lej? p?edev??m na rozkladu m?lo rozpustn?ch a ?patn? adsorbovan?ch p?dn?mi koloidy herbicid?.

Rekultivace a kontrola zne?i?t?n? p?dy t??k?mi kovy a pesticidy

Identifikace kontaminace p?d t??k?mi kovy je prov?d?na p??m?mi metodami vzorkov?n? p?d ve studovan?ch oblastech a jejich chemick?m rozborem na obsah t??k?ch kov?. Pro tyto ??ely je tak? efektivn? vyu??t ?adu nep??m?ch metod: vizu?ln? hodnocen? stavu fytogeneze, anal?za distribuce a chov?n? indika?n?ch druh? mezi rostlinami, bezobratl?mi a mikroorganismy.

K identifikaci prostorov?ch z?konitost? projev? zne?i?t?n? p?d je vyu??v?na srovn?vac? geografick? metoda, metody mapov?n? strukturn?ch slo?ek biogeocen?z v?etn? p?d. Takov? mapy nejen zaznamen?vaj? ?rove? kontaminace p?dy t??k?mi kovy a odpov?daj?c? zm?ny p?dn?ho pokryvu, ale umo??uj? tak? p?edv?dat zm?ny stavu p??rodn?ho prost?ed?.

Vzd?lenost od zdroje zne?i?t?n? k identifikaci halo zne?i?t?n? se m??e zna?n? li?it a v z?vislosti na intenzit? zne?i?t?n? a s?le p?evl?daj?c?ch v?tr? se m??e pohybovat od stovek metr? a? po des?tky kilometr?.

Ve Spojen?ch st?tech byly na palubu zdrojov? dru?ice ERTS-1 instalov?ny senzory, kter? ur?ovaly stupe? po?kozen? borovice vejmutovky oxidem si?i?it?m a p?dy zinkem. Zdrojem zne?i?t?n? byla zinkov? hu? s denn? emis? zinku do ovzdu?? 6,3-9 tun. V povrchov? vrstv? p?dy v okruhu 800 m od rostliny byla zaznamen?na koncentrace zinku 80 000 µg/g. Vegetace kolem z?vodu odum?ela v okruhu 468 hektar?. Slo?itost pou?it? vzd?len? metody spo??v? v integraci materi?l?, v nutnosti de?ifrovat informace z?skan? ze s?rie kontroln?ch test? v oblastech specifick? kontaminace.

Stanoven? ?rovn? toxicity t??k?ch kov? nen? jednoduch?. U p?d s r?zn?m mechanick?m slo?en?m a obsahem organick? hmoty bude tato ?rove? odli?n?. V sou?asn? dob? se pracovn?ci hygienick?ch ?stav? pokusili stanovit MPC kov? v p?d?. Jako testovac? rostliny se doporu?uj? je?men, oves a brambory. ?rove? byla pova?ov?na za toxickou, kdy? do?lo k poklesu v?nosu o 5-10%. MPC byly navr?eny pro rtu? - 25 mg/kg, arsen - 12-15, kadmium - 20 mg/kg. Byly stanoveny n?kter? ?kodliv? koncentrace ?ady t??k?ch kov? v rostlin?ch (g/mil.): olovo - 10, rtu? - 0,04, chrom - 2, kadmium - 3, zinek a mangan - 300, m?? - 150, kobalt - 5, molybden a nikl - 3, vanad - 2.

Ochrana p?dy p?ed zne?i?t?n?m t??k?mi kovy je zalo?ena na zlep?en? produkce. Nap??klad v?roba 1 tuny chloru jednou technologi? spot?ebuje 45 kg rtuti a dal?? - 14-18 kg. Do budoucna se uva?uje o sn??en? t?to hodnoty na 0,1 kg.

Nov? strategie ochrany p?d p?ed zne?i?t?n?m t??k?mi kovy spo??v? tak? ve vytv??en? uzav?en?ch technologick?ch syst?m?, v organizaci bezodpadov? v?roby.

Cennou druhotnou surovinou jsou tak? odpady z chemick?ho a stroj?rensk?ho pr?myslu. Odpad ze stroj?rensk?ch podnik? je tedy kv?li fosforu cennou surovinou pro zem?d?lstv?.

V sou?asn? dob? je stanoven ?kol povinn?ho prov??en? v?ech mo?nost? nakl?d?n? s ka?d?m druhem odpadu p?ed jejich zakop?n?m ?i zni?en?m.

V p??pad? atmosf?rick? kontaminace p?d t??k?mi kovy, kdy jsou koncentrov?ny ve velk?m mno?stv?, ale v nejvy???ch centimetrech p?dy, m??e b?t tato vrstva p?dy odstran?na a poh?bena.

V posledn? dob? se doporu?uje ?ada chemik?li?, kter? jsou schopny inaktivovat t??k? kovy v p?d? nebo sn??it jejich toxicitu. V N?mecku bylo navr?eno pou?it? iontom?ni?ov?ch prysky?ic, kter? tvo?? chel?tov? slou?eniny s t??k?mi kovy. Pou??vaj? se ve form? kyseliny a soli nebo ve sm?si obou forem.

V Japonsku, Francii, Spolkov? republice N?mecko a Velk? Brit?nii si jedna z japonsk?ch firem patentovala metodu fixace t??k?ch kov? merkapto-8-triazinem. P?i pou?it? tohoto l?ku jsou kadmium, olovo, m??, rtu? a nikl pevn? fixov?ny v p?d? ve form? nerozpustn?ch a pro rostliny nedostupn?ch forem.

V?pn?n? p?dy sni?uje kyselost hnojiv a rozpustnost olova, kadmia, arsenu a zinku. Jejich p??jem rostlinami prudce kles?. Kobalt, nikl, m?? a mangan v neutr?ln?m nebo m?rn? z?sadit?m prost?ed? tak? nep?sob? toxicky na rostliny.

Organick? hnojiva, stejn? jako organick? hmota v p?d?, absorbuj? a zadr?uj? v?t?inu t??k?ch kov? v absorbovan?m stavu. Aplikace organick?ch hnojiv ve vysok?ch d?vk?ch, pou??v?n? zelen?ho hnojen?, pta??ho trusu, mouky z r??ov? sl?my sni?uj? obsah kadmia a fluoru v rostlin?ch a tak? toxicitu chr?mu a dal??ch t??k?ch kov?.

Optimalizace miner?ln? v??ivy rostlin regulac? slo?en? a d?vek hnojiv tak? sni?uje toxick? ??inek jednotliv?ch prvk?. V Anglii bylo na p?d?ch kontaminovan?ch olovem, arsenem a m?d? opo?d?n? kl??en? odstran?no aplikac? miner?ln?ch dus?kat?ch hnojiv. Zaveden? zv??en?ch d?vek fosforu sn??ilo toxick? ??inek olova, m?di, zinku a kadmia. P?i alkalick? reakci prost?ed? v zaplaven?ch r??ov?ch pol?ch vedla aplikace fosfore?nanov?ch hnojiv ke vzniku nerozpustn?ho a pro rostliny t??ko dostupn?ho fosfore?nanu kademnat?ho.

Je v?ak zn?mo, ?e ?rove? toxicity t??k?ch kov? nen? pro r?zn? druhy rostlin stejn?. Odstran?n? toxicity t??k?ch kov? optimalizac? miner?ln? v??ivy by proto m?lo b?t diferencov?no nejen s ohledem na p?dn? podm?nky, ale tak? na typ a odr?du rostlin.

Mezi p??rodn?mi rostlinami a plodinami byla identifikov?na ?ada druh? a odr?d odoln?ch v??i zne?i?t?n? t??k?mi kovy. Pat?? mezi n? bavlna, ?epa a n?kter? lu?t?niny. Kombinace preventivn?ch opat?en? a opat?en? k eliminaci zne?i?t?n? p?dy t??k?mi kovy umo??uje chr?nit p?dy a rostliny p?ed jejich toxick?mi ??inky.

Jednou z hlavn?ch podm?nek ochrany p?d p?ed kontaminac? biocidy je tvorba a pou??v?n? m?n? toxick?ch a m?n? perzistentn?ch slou?enin a jejich vn??en? do p?dy a sni?ov?n? d?vek jejich vn??en? do p?dy. Existuje n?kolik zp?sob?, jak sn??it d?vku biocid? bez sn??en? ??innosti jejich p?stov?n?:

Kombinace pou??v?n? pesticid? s jin?mi metodami. Integrovan? ochrana proti ?k?dc?m - agrotechnick?, biologick?, chemick? atd. ?kolem p?itom nen? zni?it cel? druh, ale spolehliv? chr?nit kulturu. Ukrajin?t? v?dci pou??vaj? mikrobiologick? p??pravek v kombinaci s mal?mi d?vkami pesticid?, kter? oslabuje organismus ?k?dce a ?in? jej n?chyln?j??m k chorob?m;

· aplikace perspektivn?ch forem pesticid?. Pou?it? nov?ch forem pesticid? m??e v?razn? sn??it spot?ebu ??inn? l?tky a minimalizovat ne??douc? d?sledky, v?etn? zne?i?t?n? p?dy;

st??d?n? pou?it? toxikant? s jin?m mechanismem ??inku. Tento zp?sob zav?d?n? chemick?ch prost?edk? pro huben? zabra?uje vzniku rezistentn?ch forem ?k?dc?. Pro v?t?inu kultur se doporu?uj? 2-3 l?ky s r?zn?m spektrem ??inku.

P?i o?et?en? p?dy pesticidy se jen mal? ??st z nich dostane do m?st aplikace toxick?ch ??ink? rostlin a ?ivo?ich?. Zbytek se hromad? na povrchu p?dy. M?ra zne?i?t?n? p?dy z?vis? na mnoha faktorech a p?edev??m na stabilit? samotn?ho biocidu. Stabilita biocidu je ch?p?na jako schopnost toxick? l?tky odol?vat rozkladn?mu p?soben? fyzik?ln?ch, chemick?ch a biologick?ch proces?.

Hlavn?m krit?riem pro detoxika?n? l?tku je ?pln? rozlo?en? toxick? l?tky na netoxick? slo?ky.

P?dn? pokryv Zem? hraje rozhoduj?c? roli v z?sobov?n? lidstva potravinami a surovinami pro ?ivotn? d?le?it? pr?myslov? odv?tv?. Vyu?it? oce?nsk?ch produkt?, hydroponie nebo um?le syntetizovan?ch l?tek k tomuto ??elu nem??e, alespo? v dohledn? dob?, nahradit produkty suchozemsk?ch ekosyst?m? (produktivita p?dy). Nep?etr?it? sledov?n? stavu p?d a p?dn?ho pokryvu je proto nezbytnou podm?nkou pro z?sk?v?n? pl?novan?ch produkt? zem?d?lstv? a lesnictv?.

P?dn? pokryv je p?itom p?irozen?m z?kladem lidsk?ho os?dlen? a slou?? jako z?klad pro vznik rekrea?n?ch oblast?. Umo??uje vytv??et optim?ln? ekologick? prost?ed? pro ?ivot, pr?ci a rekreaci lid?. ?istota a slo?en? atmosf?ry, povrchov?ch a podzemn?ch vod z?vis? na povaze p?dn?ho pokryvu, p?dn?ch vlastnostech a chemick?ch a biochemick?ch procesech prob?haj?c?ch v p?d?ch. P?dn? pokryv je jedn?m z nejmocn?j??ch regul?tor? chemick?ho slo?en? atmosf?ry a hydrosf?ry. P?da byla a z?st?v? hlavn? podm?nkou pro podporu ?ivota n?rod? a lidstva jako celku. Zachov?n? a zlep?en? p?dn?ho pokryvu a n?sledn? i hlavn?ch ?ivotn?ch zdroj? v podm?nk?ch intenzifikace zem?d?lsk? v?roby, rozvoje pr?myslu, rychl?ho r?stu m?st a dopravy je mo?n? pouze za p?edpokladu dob?e zaveden?ho ??zen? vyu??v?n? v?ech typ? p?d a p?dn?ch zdroj?.

P?da je na antropogenn? vliv nejcitliv?j??. P?dn? pokryv je ze v?ech sko??pek Zem? nejten?? sko??pkou, tlou??ka nej?rodn?j?? humusov? vrstvy ani v ?ernozem?ch obvykle nep?esahuje 80–100 cm a na mnoha p?d?ch v?t?iny p??rodn?ch z?n je pouze 15 –20 cm ni?en? v?celet? vegetace a orba snadno podl?h? erozi a deflaci.

P?i nedostate?n? promy?len?m antropogenn?m p?soben? a naru?en? vyv??en?ch p??rodn?ch ekologick?ch vztah? se v p?d?ch rychle rozv?jej? ne??douc? procesy mineralizace humusu, zvy?uje se kyselost ?i z?saditost, zvy?uje se akumulace sol?, rozv?jej? se regenera?n? procesy - to v?e prudce zhor?uje p?dn? vlastnosti, v krajn?m p??pad? p??pad? vede k lok?ln? destrukci p?dn?ho krytu. Vysok? citlivost a zranitelnost p?dn?ho pokryvu je d?na omezenou pufra?n? kapacitou a odolnost? p?d v??i p?soben? sil, kter? pro ni nejsou z ekologick?ho hlediska charakteristick?.

I ?ernozem pro?la za posledn?ch 100 let velmi v?razn?mi zm?nami, kter? vyvol?valy obavy a opr?vn?n? obavy o jej? budouc? osud. St?le v?ce se roz?i?uje zne?i?t?n? p?dy t??k?mi kovy, ropn?mi produkty, detergenty, zvy?uje se vliv kyseliny dusi?n? a s?rov? technogenn?ho p?vodu, co? vede ke vzniku technogenn?ch pou?t? v okol? n?kter?ch pr?myslov?ch podnik?.

Obnova naru?en?ho p?dn?ho krytu vy?aduje dlouhou dobu a velk? investice.

Jedn?m z nejsiln?j??ch a nejroz???en?j??ch chemick?ch zne?i?t?n? je zne?i?t?n? t??k?mi kovy. Mezi t??k? kovy pat?? v?ce ne? 40 chemick?ch prvk? D.I. Mend?lejev, jeho? hmotnost atom? je v?ce ne? 50 atomov?ch jednotek.

Tato skupina prvk? se aktivn? pod?l? na biologick?ch procesech a je sou??st? mnoha enzym?. Skupina „t??k?ch kov?“ se do zna?n? m?ry shoduje s pojmem „stopov? prvky“. Proto olovo, zinek, kadmium, rtu?, molybden, chrom, mangan, nikl, c?n, kobalt, titan, m??, vanad jsou t??k? kovy.

Zdroje t??k?ch kov? se d?l? na p??rodn? (zv?tr?v?n? hornin a nerost?, erozn? procesy, sope?n? ?innost) a um?l? (t??ba a zpracov?n? nerost?, spalov?n? paliv, doprava, zem?d?lsk? ?innost). ??st technogenn?ch emis? vstupuj?c?ch do ?ivotn?ho prost?ed? ve form? jemn?ch aerosol? je transportov?na na zna?n? vzd?lenosti a zp?sobuje glob?ln? zne?i?t?n?.

Dal?? ??st vstupuje do bezodtokov?ch vodn?ch ?tvar?, kde se hromad? t??k? kovy a st?vaj? se zdrojem sekund?rn?ho zne?i?t?n?, tzn. vznik nebezpe?n?ch kontaminant? v pr?b?hu fyzik?ln?ch a chemick?ch proces? prob?haj?c?ch p??mo v prost?ed? (nap?. tvorba jedovat?ho fosgenu z netoxick?ch l?tek). T??k? kovy se hromad? v p?d?, zejm?na ve svrchn?ch humusov?ch horizontech, a jsou pomalu odstra?ov?ny vyplavov?n?m, konzumac? rostlinami, eroz? a deflac? – nafukov?n?m p?dy.

Doba polovi?n?ho odstran?n? nebo odstran?n? poloviny po??te?n? koncentrace je dlouh?: pro zinek - od 70 do 510 let, pro kadmium - od 13 do 110 let, pro m?? - od 310 do 1500 let a pro olovo - od 740 a? 5900 let. V hum?zn? ??sti p?dy doch?z? k prim?rn? p?em?n? slou?enin, kter? se do n? dostaly.

T??k? kovy maj? vysokou kapacitu pro r?zn? chemick?, fyzik?ln?-chemick? a biologick? reakce. Mnoh? z nich maj? prom?nnou valenci a ??astn? se redoxn?ch proces?. T??k? kovy a jejich slou?eniny jsou stejn? jako jin? chemick? slou?eniny schopny se v ?ivotn?m prost?ed? pohybovat a redistribuovat, tzn. migrovat.

K migraci slou?enin t??k?ch kov? doch?z? p?ev??n? ve form? organominer?ln? slo?ky. N?kter? organick? slou?eniny, se kter?mi se kovy v??ou, jsou p?edstavov?ny produkty mikrobiologick? aktivity. Rtu? se vyzna?uje schopnost? akumulovat se v ?l?nc?ch „potravn?ho ?et?zce“ (o tom ji? byla ?e? d??ve). P?dn? mikroorganismy mohou produkovat populace odoln? v??i rtuti, kter? p?em??uj? kovovou rtu? na l?tky toxick? pro vy??? organismy. N?kter? ?asy, houby a bakterie jsou schopny akumulovat rtu? ve sv?ch bu?k?ch.

Rtu?, olovo, kadmium jsou zahrnuty v obecn?m seznamu nejd?le?it?j??ch l?tek zne?i??uj?c?ch ?ivotn? prost?ed?, na kter?m se dohodly zem?, kter? jsou ?leny OSN. Poj?me se na tyto l?tky pod?vat bl??e.

T??k? kovy- skupina chemick?ch prvk? s vlastnostmi kov? (v?etn? polokov?) a v?znamnou atomovou hmotnost? nebo hustotou. Je zn?mo asi ?ty?icet r?zn?ch definic pojmu t??k? kovy a nelze ozna?it jednu z nich jako nejp?ij?man?j??. V souladu s t?m bude seznam t??k?ch kov? pod r?zn?mi definicemi zahrnovat r?zn? prvky. Pou?it?m krit?riem m??e b?t atomov? hmotnost v?t?? ne? 50, v takov?m p??pad? jsou v seznamu zahrnuty v?echny kovy po??naje vanadem, bez ohledu na hustotu. Dal??m ?asto pou??van?m krit?riem je hustota p?ibli?n? stejn? nebo v?t?? ne? hustota ?eleza (8 g/cm3), do seznamu pak spadaj? prvky jako olovo, rtu?, m??, kadmium, kobalt a nap??klad leh?? kapky c?nu. mimo seznam. Existuj? klasifikace zalo?en? na jin?ch hodnot?ch prahov? hustoty nebo atomov? hmotnosti. N?kter? klasifikace d?laj? v?jimky pro u?lechtil? a vz?cn? kovy, neklasifikuj? je jako t??k?, n?kter? vylu?uj? ne?elezn? kovy (?elezo, mangan).

Obdob? t??k? kovy nej?ast?ji uva?ov?no nikoli z chemick?ho, ale z l?ka?sk?ho a environment?ln?ho hlediska, a tedy p?i za?azen? do t?to kategorie se berou v ?vahu nejen chemick? a fyzik?ln? vlastnosti prvku, ale tak? jeho biologick? aktivita a toxicita, stejn? jako mno?stv? vyu?it? v ekonomick?ch ?innostech.

Krom? olova byla ve srovn?n? s jin?mi mikroelementy nej?pln?ji studov?na rtu?.

Rtu? je extr?mn? ?patn? distribuov?na v zemsk? k??e (-0,1 x 10-4 %), ale pro extrakci je vhodn?, proto?e se koncentruje v sulfidov?ch zbytc?ch nap?. ve form? rum?lky (HgS). V t?to podob? je rtu? relativn? ne?kodn?, ale atmosf?rick? procesy, vulkanick? a lidsk? aktivity vedly k tomu, ?e se ve sv?tov?ch oce?nech nashrom??dilo asi 50 milion? tun tohoto kovu. P?irozen? odvod rtuti do oce?nu v d?sledku eroze je 5000 tun/rok, dal??ch 5000 tun rtuti/rok je odstran?no v d?sledku lidsk? ?innosti.

Zpo??tku se rtu? dost?v? do oce?nu ve form? Hg2 +, pot? interaguje s organick?mi l?tkami a za pomoci anaerobn?ch organism? p?ech?z? na toxick? l?tky methylrtu? (CH3Hg) + a dimethylrtu? (CH3-Hg-CH3), p??tomna je rtu? nejen v hydrosf??e, ale tak? v atmosf??e, proto?e m? relativn? vysok? tlak par. P?irozen? obsah rtuti je ~0,003-0,009 µg/m3.

Rtu? se vyzna?uje kr?tkou dobou setrv?n? ve vod? a rychle p?ech?z? do sediment? ve form? slou?enin s organick?mi l?tkami v nich. Proto?e se rtu? adsorbuje na sediment, m??e se pomalu uvol?ovat a rozpou?t?t ve vod?, co? m? za n?sledek chronick? zdroj zne?i?t?n?, kter? p?etrv?v? dlouho pot?, co p?vodn? zdroj zne?i?t?n? zmizel.

Sv?tov? produkce rtuti je v sou?asnosti p?es 10 000 tun ro?n?, v?t?ina z tohoto mno?stv? se spot?ebuje p?i v?rob? chloru. Rtu? se dost?v? do ovzdu?? v d?sledku spalov?n? fosiln?ch paliv. Anal?za ledu Gr?nsk?ho ledov?ho d?mu uk?zala, ?e od roku 800 na?eho letopo?tu. a? do 50. let z?stal obsah rtuti konstantn?, ale od 50. let. na?eho stolet? se mno?stv? rtuti zdvojn?sobilo. Obr?zek 1 ukazuje zp?soby cyklick? migrace rtuti. Rtu? a jej? slou?eniny jsou ?ivotu nebezpe?n?. Methylrtu? je nebezpe?n? zejm?na pro zv??ata a lidi, proto?e rychle p?ech?z? z krve do mozkov? tk?n? a ni?? moze?ek a mozkovou k?ru. Klinick? p??znaky takov? l?ze jsou necitlivost, ztr?ta orientace v prostoru, ztr?ta zraku. P??znaky otravy rtut? se neprojev? okam?it?. Dal??m nep??jemn?m d?sledkem otravy methylrtut? je pr?nik rtuti do placenty a jej? hromad?n? v plodu a matka nepoci?uje bolest. Methylrtu? je u lid? teratogenn?. Rtu? pat?? do 1. t??dy nebezpe?nosti.

Kovov? rtu? je nebezpe?n? p?i po?it? a vdechnut?. Z?rove? m? ?lov?k kovovou chu? v ?stech, nevolnost, zvracen?, k?e?e v b?i?e, zuby z?ernaj? a za??naj? se drolit. Rozlit? rtu? se rozpad? na kapi?ky, a pokud k tomu dojde, mus? b?t rtu? pe?liv? shrom??d?na.

Anorganick? slou?eniny rtuti jsou prakticky net?kav?, nebezpe??m je tedy pronik?n? rtuti do t?la ?sty a k???. Soli rtuti nalept?vaj? k??i a sliznice t?la. Vnik?n? rtu?ov?ch sol? do t?la zp?sobuje z?n?t hltanu, pot??e s polyk?n?m, necitlivost, zvracen? a bolesti b?icha.

U dosp?l?ch m??e po?it? asi 350 mg rtuti v?st ke smrti.

Zne?i?t?n? rtut? lze sn??it z?kazem v?roby a pou??v?n? ?ady produkt?. Nen? pochyb o tom, ?e zne?i?t?n? rtut? bude v?dy akutn?m probl?mem. Ale zaveden?m p??sn? kontroly pr?myslov?ho odpadu obsahuj?c?ho rtu? a potravin??sk?ch v?robk? lze riziko otravy rtut? sn??it.

Ro?n? migruje do sv?ta asi 180 tis?c tun olova v d?sledku vlivu atmosf?rick?ch proces?. P?i t??b? a zpracov?n? olovnat?ch rud se ztr?c? v?ce ne? 20 % olova. I v t?chto f?z?ch se uvol?ov?n? olova do prost?ed? rovn? jeho mno?stv? vstupuj?c?mu do prost?ed? v d?sledku p?soben? atmosf?rick?ch proces? na vyv?el?ch hornin?ch.

Nejz?va?n?j??m zdrojem zne?i?t?n? ?ivotn?ho prost?ed? olovem jsou v?fukov? plyny automobilov?ch motor?. Antidetona?n? tetramethyl - nebo tetraethylswinep - se p?id?v? do v?t?iny benz?n? od roku 1923 v mno?stv? asi 80 mg/l. P?i j?zd? se 25 a? 75 % tohoto olova v z?vislosti na j?zdn?ch podm?nk?ch uvol?uje do atmosf?ry. Jeho hlavn? hmota se ukl?d? na zemi, ale jej? znateln? ??st z?st?v? ve vzduchu.

Olov?n? prach pokr?v? nejen okraje silnic a p?dy v pr?myslov?ch m?stech a jejich okol?, ale nach?z? se tak? v ledu severn?ho Gr?nska a v roce 1756 byl obsah olova v ledu 20 µg/t, v roce 1860 ji? 50 µg/t, a v roce 1965 - 210 ug/t.

Aktivn?mi zdroji zne?i?t?n? olovem jsou uheln? elektr?rny a dom?c? kamna.

Zdrojem kontaminace olovem v dom?cnosti m??e b?t glazovan? kamenina; olovo obsa?en? v barv?c?ch pigmentech.

Olovo nen? ?ivotn? d?le?it? prvek. Je toxick? a pat?? do t??dy nebezpe?nosti I. Jeho anorganick? slou?eniny naru?uj? metabolismus a jsou inhibitory enzym? (jako v?t?ina t??k?ch kov?). Jedn?m z nejz?ke?n?j??ch d?sledk? p?soben? anorganick?ch slou?enin olova je jeho schopnost nahradit v?pn?k v kostech a b?t po dlouhou dobu st?l?m zdrojem otrav. Biologick? polo?as olova v kostech je asi 10 let. Mno?stv? olova nahromad?n?ho v kostech se zvy?uje s v?kem a ve v?ku 30-40 let u osob, kter? nejsou spojeny se zne?i?t?n?m olovem povol?n?m, je to 80-200 mg.

Organick? slou?eniny olova jsou pova?ov?ny za je?t? toxi?t?j?? ne? ty anorganick?.

Kadmium, zinek a m?? jsou nejd?le?it?j??mi kovy p?i studiu probl?m? se zne?i?t?n?m, proto?e jsou ?iroce roz???eny ve sv?t? a maj? toxick? vlastnosti. Kadmium a zinek (stejn? jako olovo a rtu?) se nach?zej? p?edev??m v sulfidick?ch sedimentech. V d?sledku atmosf?rick?ch proces? se tyto prvky snadno dost?vaj? do oce?n?.

Ro?n? se v d?sledku ?innosti kadmiov?ch tav?ren dostane do atmosf?ry asi 1 milion kg kadmia, co? je asi 45 % z celkov?ho zne?i?t?n? t?mto prvkem. 52 % zne?i?t?n? poch?z? ze spalov?n? nebo zpracov?n? produkt? obsahuj?c?ch kadmium. Kadmium m? pom?rn? vysokou t?kavost, tak?e snadno difunduje do atmosf?ry. Zdroje zne?i?t?n? ovzdu?? zinkem jsou stejn? jako s kadmiem.

Ke vstupu kadmia do p??rodn?ch vod doch?z? v d?sledku jeho vyu?it? v galvanick?ch procesech a technologii. Nejz?va?n?j??m zdrojem zne?i?t?n? vod zinkem jsou zinkov? hut? a galvanovny.

Hnojiva jsou potenci?ln?m zdrojem kontaminace kadmiem. Kadmium je p?itom vn??eno do rostlin, kter? ?lov?k pou??v? k j?dlu, a na konci ?et?zce p?ech?zej? do lidsk?ho t?la. Kadmium a zinek se snadno dost?vaj? do mo?sk? vody a oce?nu s?t? povrchov?ch a podzemn?ch vod.

Kadmium a zinek se hromad? v ur?it?ch org?nech zv??at (zejm?na v j?trech a ledvin?ch).

Zinek je ze v?ech v??e uveden?ch t??k?ch kov? nejm?n? toxick?. V?echny prvky se v?ak st?vaj? toxick?mi, pokud se vyskytuj? v p?ebytku; zinek nen? v?jimkou. Fyziologick?m ??inkem zinku je jeho p?soben? jako aktiv?tor enzym?. Ve velk?m mno?stv? vyvol?v? zvracen?, tato d?vka je p?ibli?n? 150 mg pro dosp?l?ho.

Kadmium je mnohem toxi?t?j?? ne? zinek. On a jeho slou?eniny pat?? do I. t??dy nebezpe??. Pronik? do lidsk?ho t?la po dlouhou dobu. Vdechov?n? vzduchu po dobu 8 hodin s koncentrac? kadmia 5 mg/m3 m??e zp?sobit smrt.

P?i chronick? otrav? kadmiem se v mo?i objevuje b?lkovina a stoup? krevn? tlak.

P?i zkoum?n? p??tomnosti kadmia v potravin?ch bylo zji?t?no, ?e lidsk? exkrece z??dka obsahuj? tolik kadmia, kolik bylo vst?eb?no. V sou?asnosti neexistuje shoda ohledn? p?ijateln?ho bezpe?n?ho obsahu kadmia v potravin?ch.

Jedn?m z ??inn?ch zp?sob?, jak zabr?nit uvol?ov?n? kadmia a zinku jako zne?i?t?n?, je kontrola obsahu t?chto kov? v emis?ch z hut? a jin?ch pr?myslov?ch odv?tv?.

Krom? v??e zm?n?n?ch kov? (rtu?, olovo, kadmium, zinek) existuj? dal?? toxick? prvky, jejich? zaveden? do ?ivotn?ho prost?ed? organism? v d?sledku lidsk? ?innosti vyvol?v? v??n? obavy.

Antimon je p??tomen spole?n? s arsenem v rud?ch obsahuj?c?ch sulfidy kov?. Sv?tov? produkce antimonu je asi 70 tun ro?n?. Antimon je sou??st? slitin, pou??v? se p?i v?rob? z?palek a v ?ist? form? se pou??v? v polovodi??ch.

Toxick? ??inek antimonu je podobn? jako u arsenu. Velk? mno?stv? antimonu vyvol?v? zvracen?, p?i chronick? otrav? antimonem doch?z? k rozru?en? tr?vic?ho traktu prov?zen? zvracen?m a poklesem teploty. Arsen se p?irozen? vyskytuje ve form? s?ran?. Jeho obsah v olovo-zinkov?ch koncentr?tech je asi 1 %. D?ky sv? t?kavosti se snadno dost?v? do atmosf?ry.

Nejsiln?j??mi zdroji t?to kovov? kontaminace jsou herbicidy (chemick? l?tky k huben? plevel?), fungicidy (l?tky k huben? houbov?ch chorob rostlin) a insekticidy (l?tky k huben? ?kodliv?ho hmyzu).

Arsen pat?? podle toxick?ch vlastnost? mezi akumula?n? jedy. Podle stupn? toxicity je t?eba rozli?ovat element?rn? arsen a jeho slou?eniny. Element?rn? arsen je relativn? m?rn? toxick?, ale m? teratogenn? vlastnosti. ?kodliv? ??inek na d?di?n? materi?l (mutagenita) je sporn?.

Slou?eniny arsenu se pomalu vst?eb?vaj? k???, rychle se vst?eb?vaj? pl?cemi a gastrointestin?ln?m traktem. Smrteln? d?vka pro ?lov?ka je 0,15-0,3 g. Chronick? otrava zp?sobuje nervov? onemocn?n?, slabost, necitlivost kon?etin, sv?d?n?, ztmavnut? k??e, atrofii kostn? d?en?, jatern? zm?ny. Slou?eniny arsenu jsou pro ?lov?ka karcinogenn?. Arsen a jeho slou?eniny pat?? do II. t??dy nebezpe?nosti.

Kobalt nen? ?iroce pou??v?n. Tak?e se nap??klad pou??v? v ocel??sk?m pr?myslu, p?i v?rob? polymer?. P?i po?it? velk?ho mno?stv? kobalt nep??zniv? ovliv?uje obsah hemoglobinu v lidsk? krvi a m??e zp?sobit krevn? onemocn?n?. P?edpokl?d? se, ?e kobalt zp?sobuje Gravesovu chorobu. Tento prvek je pro svou extr?mn? vysokou reaktivitu nebezpe?n? pro ?ivot organism? a pat?? do I. t??dy nebezpe?nosti.

M?? se nach?z? v sulfidick?ch sedimentech spolu s olovem, kadmiem a zinkem. Je p??tomen v mal?ch mno?stv?ch v zinkov?ch koncentr?tech a m??e b?t transportov?n na velk? vzd?lenosti vzduchem a vodou. Abnorm?ln? obsah m?di se vyskytuje v rostlin?ch se vzduchem a vodou. Abnorm?ln? obsah m?di se nach?z? v rostlin?ch a p?d?ch ve vzd?lenosti v?ce ne? 8 km od huti. Soli m?di pat?? do II. t??dy nebezpe?nosti. Toxick? vlastnosti m?di byly studov?ny mnohem m?n? ne? stejn? vlastnosti jin?ch prvk?. Absorpce velk?ho mno?stv? m?di ?lov?kem vede k Wilsonov? chorob?, zat?mco p?ebytek m?di se ukl?d? v mozkov? tk?ni, k??i, j?trech a slinivce.

P?irozen? obsah manganu v rostlin?ch, zv??atech a p?d?ch je velmi vysok?. Hlavn?mi oblastmi v?roby manganu jsou v?roba legovan?ch ocel?, slitin, elektrick?ch bateri? a dal??ch chemick?ch zdroj? proudu. P??tomnost manganu ve vzduchu nad normu (pr?m?rn? denn? koncentrace manganu v atmosf??e - vzduchu obydlen?ch oblast? - je 0,01 mg / m3) nep??zniv? ovliv?uje lidsk? t?lo, co? se projevuje postupn?m ni?en?m centr?ln? nervov? syst?m. Mangan pat?? do II. t??dy nebezpe?nosti.

Kovov? ionty jsou nepostradatelnou sou??st? p??rodn?ch vodn?ch ?tvar?. V z?vislosti na podm?nk?ch prost?ed? (pH, redoxn? potenci?l, p??tomnost ligand?) existuj? v r?zn?m stupni oxidace a jsou sou??st? r?zn?ch anorganick?ch a organokovov?ch slou?enin, kter? mohou b?t skute?n? rozpu?t?n?, koloidn? dispergovan? nebo mohou b?t sou??st? miner?ln? a organick? suspenze. Skute?n? rozpu?t?n? formy kov? jsou zase velmi rozmanit?, co? souvis? s procesy hydrol?zy, hydrolytick? polymerace (tvorba v?cejadern?ch hydroxokomplex?) a komplexace s r?zn?mi ligandy. V souladu s t?m jak katalytick? vlastnosti kov?, tak dostupnost pro vodn? mikroorganismy z?vis? na form?ch jejich existence ve vodn?m ekosyst?mu. Mnoho kov? tvo?? pom?rn? siln? komplexy s organickou hmotou; tyto komplexy jsou jednou z nejd?le?it?j??ch forem migrace prvk? v p??rodn?ch vod?ch. V?t?ina organick?ch komplex? je tvo?ena chel?tov?m cyklem a je stabiln?. Komplexy tvo?en? p?dn?mi kyselinami se solemi ?eleza, hlin?ku, titanu, uranu, vanadu, m?di, molybdenu a dal??ch t??k?ch kov? jsou pom?rn? dob?e rozpustn? v neutr?ln?m, m?rn? kysel?m a m?rn? alkalick?m prost?ed?. Organokovov? komplexy jsou proto schopny migrovat v p??rodn?ch vod?ch na velmi zna?n? vzd?lenosti. To je d?le?it? zejm?na pro n?zkomineralizovan? a p?edev??m povrchov? vody, ve kter?ch je tvorba dal??ch komplex? nemo?n?.

T??k? kovy a jejich soli jsou ?iroce roz???en? pr?myslov? zne?i??uj?c? l?tky. Do vodn?ch ?tvar? se dost?vaj? z p??rodn?ch zdroj? (horniny, povrchov? vrstvy p?dy a podzemn? vody), s odpadn?mi vodami z mnoha pr?myslov?ch podnik? a atmosf?rick?mi sr??kami, kter? jsou zne?i?t?ny emisemi kou?e.

T??k? kovy jako stopov? prvky se neust?le nach?zej? v p?irozen?ch z?sob?rn?ch a org?nech vodn?ch organism? (viz tabulka). V z?vislosti na geochemick?ch podm?nk?ch doch?z? k velk?m v?kyv?m jejich ?rovn?.

P?irozen?mi zdroji vstupu olova do povrchov?ch vod jsou procesy rozpou?t?n? endogenn?ch (galenit) a exogenn?ch (anglesit, cerusit aj.) miner?l?. V?razn? n?r?st obsahu olova v ?ivotn?m prost?ed? (v?etn? povrchov?ch vod) je spojen se spalov?n?m uhl?, pou??v?n?m tetraetylolova jako antidetona?n?ho ?inidla v motorov?ch palivech, s odstra?ov?n?m do vodn?ch ?tvar? s odpadn?mi vodami z ?praven rud , n?kter? hutn? z?vody, chemick? pr?mysl, doly atp.

P??tomnost niklu v p??rodn?ch vod?ch je d?na slo?en?m hornin, kter?mi voda proch?z?: nach?z? se v m?stech lo?isek sulfidick?ch m??-niklov?ch rud a ?elezo-niklov?ch rud. Do vody se dost?v? z p?d a z rostlinn?ch a ?ivo?i?n?ch organism? p?i jejich rozpadu. U modrozelen?ch ?as byl zji?t?n zv??en? obsah niklu oproti jin?m druh?m ?as. Slou?eniny niklu tak? vstupuj? do vodn?ch ?tvar? s odpadn?mi vodami z nikloven, z?vod? na v?robu syntetick?ho kau?uku a z?vod? na obohacov?n? niklu. Obrovsk? emise niklu doprov?zej? spalov?n? fosiln?ch paliv. Jeho koncentrace m??e klesat v d?sledku sr??en? slou?enin, jako jsou kyanidy, sulfidy, uhli?itany nebo hydroxidy (s rostouc?mi hodnotami pH), v d?sledku jeho spot?eby vodn?mi organismy a adsorp?n?ch proces?. V povrchov?ch vod?ch jsou slou?eniny niklu v rozpu?t?n?m, suspendovan?m a koloidn?m stavu, p?i?em? kvantitativn? pom?r mezi nimi z?vis? na slo?en? vody, teplot? a hodnot?ch pH. Sorbenty slou?enin niklu mohou b?t hydroxid ?eleza, organick? l?tky, jemn? dispergovan? uhli?itan v?penat? a j?ly.

Slou?eniny kobaltu se do p??rodn?ch vod dost?vaj? vyluhov?n?m z pyritu m??nat?ho a dal??ch rud, z p?d p?i rozkladu organism? a rostlin a tak? s odpadn?mi vodami z hutn?ch, kovod?ln?ch a chemick?ch provoz?. Ur?it? mno?stv? kobaltu poch?z? z p?d v d?sledku rozkladu rostlinn?ch a ?ivo?i?n?ch organism?. Slou?eniny kobaltu v p??rodn?ch vod?ch jsou v rozpu?t?n?m a suspendovan?m stavu, jejich kvantitativn? pom?r je d?n chemick?m slo?en?m vody, teplotou a hodnotami pH.

V sou?asn? dob? existuj? dv? hlavn? skupiny analytick?ch metod pro stanoven? t??k?ch kov?: elektrochemick? a spektrometrick? metody. V posledn? dob? s rozvojem mikroelektroniky dost?vaj? elektrochemick? metody nov? v?voj, zat?mco d??ve byly postupn? vytla?ov?ny metodami spektrometrick?mi. Mezi spektrometrick?mi metodami pro stanoven? t??k?ch kov? zauj?m? prvn? m?sto atomov? absorp?n? spektrometrie s r?znou atomizac? vzork?: atomov? absorp?n? spektrometrie s plamenovou atomizac? (FAAS) a atomov? absorp?n? spektrometrie s elektroterm?ln? atomizac? v grafitov?m ?l?nku (GF AAS) . Hlavn?mi metodami pro stanoven? n?kolika prvk? sou?asn? jsou atomov? emisn? spektrometrie s induk?n? v?zan?m plazmatem (ICP-AES) a hmotnostn? spektrometrie s induk?n? v?zan?m plazmatem (ICP-MS). S v?jimkou ICP-MS maj? ostatn? spektrometrick? metody p??li? vysok? detek?n? limit pro stanoven? t??k?ch kov? ve vod?.

Stanoven? obsahu t??k?ch kov? ve vzorku se prov?d? p?eveden?m vzorku do roztoku - chemick?m rozpu?t?n?m ve vhodn?m rozpou?t?dle (voda, vodn? roztoky kyselin, m?n? ?asto alk?li?) nebo f?z? s vhodn?m tavidlem z alk?lie, oxidy, soli s n?sledn?m vyluhov?n?m vodou. Pot? se slou?enina po?adovan?ho kovu vysr??? p?id?n?m roztoku odpov?daj?c?ho ?inidla - soli nebo alk?lie, sra?enina se odd?l?, su?? nebo kalcinuje do konstantn? hmotnosti a obsah t??k?ch kov? se stanov? v??en?m na analytick?m vyv??en? a p?epo?et na v?choz? obsah ve vzorku. P?i kvalifikovan? aplikaci metoda d?v? nejp?esn?j?? hodnoty obsahu t??k?ch kov?, je v?ak ?asov? n?ro?n?.

Pro stanoven? obsahu t??k?ch kov? elektrochemick?mi metodami je nutn? vzorek tak? p?en?st do vodn?ho roztoku. Pot? se obsah t??k?ch kov? zji??uje r?zn?mi elektrochemick?mi metodami - polarografick?mi (voltametrick?mi), potenciometrick?mi, coulometrick?mi, konduktometrick?mi a dal??mi a tak? kombinac? n?kter?ch z t?chto metod s titrac?. Z?kladem pro stanoven? obsahu t??k?ch kov? t?mito metodami je rozbor proudov?-nap??ov?ch charakteristik, potenci?l? iontov? selektivn?ch elektrod, integr?ln?ho n?boje nutn?ho pro depozici po?adovan?ho kovu na elektrod? elektrochemick?ho ?l?nku (katody), elektrick? vodivost roztoku atd., stejn? jako elektrochemick? kontrola neutralizace a dal?? v roztoc?ch. T?mito metodami lze stanovit t??k? kovy a? do 10-9 mol/l.

P?da je hlavn?m m?diem, do kter?ho se dost?vaj? t??k? kovy, a to i z atmosf?ry a vodn?ho prost?ed?. Slou?? tak? jako zdroj sekund?rn?ho zne?i?t?n? povrchov?ho ovzdu?? a vod, kter? se z n?j dost?vaj? do Sv?tov?ho oce?nu. T??k? kovy jsou asimilov?ny z p?dy rostlinami, kter? se pak dost?vaj? do potravy v?ce organizovan?ch ?ivo?ich?.

Doba setrv?n? zne?i??uj?c?ch slo?ek v p?d? je mnohem del?? ne? v jin?ch ??stech biosf?ry, co? vede ke zm?n? slo?en? a vlastnost? p?dy jako dynamick?ho syst?mu a v kone?n?m d?sledku zp?sobuje nerovnov?hu v ekologick?ch procesech.

Za p?irozen?ch norm?ln?ch podm?nek jsou v?echny procesy prob?haj?c? v p?d? v rovnov?ze. Zm?na slo?en? a vlastnost? p?dy m??e b?t zp?sobena p??rodn?mi jevy, ale nej?ast?ji je ?lov?k vinen naru?en?m rovnov??n?ho stavu p?dy:

1. atmosf?rick? transport zne?i??uj?c?ch l?tek ve form? aerosol? a prachu (t??k? kovy, fluor, arsen, oxidy s?ry, dus?ku atd.)
2. zem?d?lsk? zne?i?t?n? (hnojiva, pesticidy)
3. nadpozemsk? zne?i?t?n? - skl?dky velkokapacitn?ch pr?myslov?ch odv?tv? a emise z palivov?ch a energetick?ch komplex?
4. zne?i?t?n? ropou a ropn?mi produkty
5. rostlinn? zbytky. Toxick? prvky v jak?mkoli stavu jsou absorbov?ny listy nebo se ukl?daj? na povrchu listu. Kdy? pak listy opadnou, tyto slou?eniny se dostanou do p?dy.

Stanoven? t??k?ch kov? se prov?d? p?edev??m v p?d?ch nach?zej?c?ch se v z?n?ch ekologick? katastrofy, na zem?d?lsk?ch pozemc?ch soused?c?ch s p?dn?mi polutanty t??k?mi kovy a na pol?ch ur?en?ch k p?stov?n? ekologicky ?etrn?ch produkt?.

V p?dn?ch vzorc?ch se zji??uj? „mobiln?“ formy t??k?ch kov? nebo jejich celkov? obsah. Zpravidla, pokud je nutn? kontrolovat technogenn? zne?i?t?n? p?d t??k?mi kovy, je zvykem stanovit jejich hrub? obsah. Celkov? obsah v?ak nemus? v?dy charakterizovat stupe? nebezpe?? zne?i?t?n? p?dy, proto?e p?da je schopna v?zat kovov? slou?eniny a p?em??ovat je na slou?eniny nedostupn? pro rostliny. Spr?vn?j?? by bylo hovo?it o roli „mobiln?ch“ a „dostupn?ch“ forem pro rostliny. Stanoven? obsahu mobiln?ch forem kov? je ??douc? v p??pad? jejich vysok?ho hrub?ho mno?stv? v p?d? a tak? v p??pad?, kdy je pot?eba charakterizovat migraci zne?i??uj?c?ch kov? z p?dy do rostlin.

Pokud jsou p?dy kontaminov?ny t??k?mi kovy a radionuklidy, pak je t?m?? nemo?n? je vy?istit. Zat?m je zn?m jedin? zp?sob: os?t takov? p?dy rychle rostouc?mi plodinami, kter? d?vaj? velkou fytomasu. Takov? kultury, kter? extrahuj? t??k? kovy, podl?haj? po zr?n? destrukci. Obnova zne?i?t?n? p?dy trv? desetilet?.

Mezi t??k? kovy, kter? jsou vysoce toxick?, pat?? olovo, rtu?, nikl, m??, kadmium, zinek, c?n, mangan, chrom, arsen, hlin?k a ?elezo. Tyto l?tky jsou ?iroce pou??v?ny ve v?rob?, v d?sledku ?eho? se ve velk?m mno?stv? hromad? v ?ivotn?m prost?ed? a snadno se dost?vaj? do lidsk?ho t?la jak s potravou a vodou, tak vdechov?n?m vzduchu.

Kdy? obsah t??k?ch kov? v t?le p?ekro?? maxim?ln? p??pustnou koncentraci, za??n? jejich negativn? dopad na ?lov?ka. Krom? p??m?ch n?sledk? v podob? otravy existuj? i nep??m? – ionty t??k?ch kov? ucp?vaj? kan?ly ledvin a jater, co? sni?uje schopnost t?chto org?n? filtrovat. V d?sledku toho se v t?le hromad? toxiny a odpadn? produkty bun?k, co? vede k celkov?mu zhor?en? lidsk?ho zdrav?.

Cel? nebezpe?? expozice t??k?m kov?m spo??v? v tom, ?e z?st?vaj? v lidsk?m t?le nav?dy. Lze je odstranit pouze pou?it?m b?lkovin obsa?en?ch v ml?ce a h??bc?ch, stejn? jako pektinu, kter? najdete v marmel?d?ch a ovocn?m a bobulov?m ?el?. Je velmi d?le?it?, aby v?echny produkty byly z?sk?v?ny v ekologicky ?ist?ch oblastech a neobsahovaly ?kodliv? l?tky.

Antropogenn? ?innost? se do ?ivotn?ho prost?ed? dost?v? obrovsk? mno?stv? r?zn?ch chemick?ch prvk? a jejich slou?enin – a? 5 tun organick?ho a miner?ln?ho odpadu na osobu ro?n?. Polovina a? dv? t?etiny t?chto vstup? z?st?vaj? ve strusce, popelu a tvo?? lok?ln? anom?lie v chemick?m slo?en? p?d a vod.

Podniky, budovy, m?stsk? ekonomika, pr?myslov?, dom?c? a fek?ln? odpad ze s?del a pr?myslov?ch oblast? nejen odcizuje p?du, ale na des?tky kilometr? kolem naru?uje norm?ln? biogeochemii a biologii p?dn?-ekologick?ch syst?m?. Ka?d? m?sto nebo pr?myslov? centrum je do jist? m?ry p???inou velk?ch biogeochemick?ch anom?li?, kter? jsou pro ?lov?ka nebezpe?n?.

Zdrojem t??k?ch kov? jsou p?edev??m pr?myslov? emise. Lesn? ekosyst?my p?itom trp? mnohem v?ce ne? zem?d?lsk? p?dy a plodiny. Zvl??t? toxick? jsou olovo, kadmium, rtu?, arsen a chrom.

T??k? kovy se zpravidla hromad? v p?dn? vrstv?, zejm?na ve svrchn?ch humusov?ch horizontech. Polo?as odstra?ov?n? t??k?ch kov? z p?dy (vyplavov?n?, eroze, spot?eba rostlinami, deflace) je v z?vislosti na typu p?dy pro:

• zinek - 70-510 let;
• kadmium - 13-let;
• m?? - 310-1500 let;
• olovo - 740-5900 let.

Komplexn? a n?kdy nevratn? d?sledky vlivu t??k?ch kov? lze pochopit a p?edv?dat pouze na z?klad? krajinn?-biogeochemick?ho p??stupu k probl?mu toxick?ch l?tek v biosf??e. ?rove? zne?i?t?n? a toxicko-ekologickou situaci ovliv?uj? zejm?na tyto ukazatele:

• bioproduktivita p?dy a obsah humusu;
• acidobazick? charakter p?d a vod;
• redoxn? podm?nky;
• koncentrace p?dn?ch roztok?;
• absorp?n? kapacita p?dy;
• granulometrick? slo?en? p?d;
• druh vodn?ho re?imu.

Role t?chto faktor? nebyla dosud dostate?n? prozkoum?na, a?koli pr?v? p?dn? pokryv je kone?n?m p??jemcem v?t?iny technogenn?ch chemik?li? zapojen?ch do biosf?ry. P?dy jsou hlavn?m akumul?torem, sorbentem a ni?itelem toxick?ch l?tek.

V?znamn? ??st kov? se do p?dy dost?v? z antropogenn? ?innosti. Rozptyl za??n? okam?ikem t??by rudy, plynu, ropy, uhl? a dal??ch nerost?. ?et?zec rozptylu prvk? lze vysledovat z t??ebn?ho dolu, lomu, d?le doch?z? ke ztr?t?m p?i p?eprav? surovin do obohacovac?ho z?vodu, v samotn?m z?vod? disperze pokra?uje pod?l zpracovatelsk? linky obohacov?n?, d?le v procesu hutnick? zpracov?n?, v?roba kov? a a? skl?dky, pr?myslov? a domovn? skl?dky.

Emise z pr?myslov?ch podnik? ve v?znamn?m mno?stv? p?ich?zej? se ?irokou ?k?lou prvk? a zne?i??uj?c? l?tky nejsou v?dy spojeny s hlavn?mi produkty podnik?, ale mohou b?t sou??st? ne?istot. Tak?e v bl?zkosti tav?rny olova mohou b?t prioritn?mi zne?i??uj?c?mi l?tkami kadmium, m??, rtu?, arsen a selen a v bl?zkosti za??zen? na taven? hlin?ku mohou b?t prioritn?mi zne?i??uj?c?mi l?tkami fluor, arsen a berylium. V?znamn? ??st emis? z podnik? vstupuje do glob?ln?ho cyklu – a? 50 % olova, zinku, m?di a a? 90 % rtuti.

Ro?n? produkce n?kter?ch kov? p?evy?uje jejich p?irozenou migraci, zvl??t? v?razn? u olova a ?eleza. Je z?ejm?, ?e st?le se zvy?uj?c? tlak technogenn?ch kov? proud? na ?ivotn? prost?ed?, v?etn? p?d.

Bl?zkost zdroje zne?i?t?n? ovliv?uje atmosf?rick? zne?i?t?n? p?d. Dva velk? podniky v regionu Sverdlovsk - Ural Aluminium Plant a Krasnojarsk Thermal Power Plant - se tak uk?zaly jako zdroje technogenn?ho zne?i?t?n? ovzdu?? s v?razn?mi hranicemi sr??en? technogenn?ch kov? s atmosf?rick?mi sr??kami.

Nebezpe?? kontaminace p?dy technogenn?mi kovy ze vzdu?n?ch aerosol? existuje pro jak?koli typ p?dy a na jak?mkoli m?st? ve m?st?, pouze s t?m rozd?lem, ?e p?dy le??c? bl??e ke zdroji technogeneze (hutn? z?vod, tepeln? elektr?rna, ?erpac? stanice pop?. mobiln? doprava) bude v?ce zne?i?t?n?.

Intenzivn? ?innost podnik? se ?asto rozprost?r? na mal? plo?e, co? vede ke zv??en? obsahu t??k?ch kov?, slou?enin arsenu, fluoru, oxid? s?ry, kyseliny s?rov?, n?kdy kyseliny chlorovod?kov? a kyanid? v koncentrac?ch ?asto p?ekra?uj?c?ch MPC (tab. 4.1). Odum?raj? travn? porosty, lesn? plant??e, ni?? se p?dn? pokryv, rozv?jej? se erozn? procesy. A? 30–40 % t??k?ch kov? z p?dy se m??e dostat do podzemn?ch vod.

P?da v?ak slou?? tak? jako siln? geochemick? bari?ra toku zne?i??uj?c?ch l?tek, ale pouze do ur?it? hranice. V?po?ty ukazuj?, ?e ?ernozem? jsou schopny pevn? fixovat a? 40-60 t/ha olova pouze v orn? vrstv? o mocnosti 0-20 cm, podzolick? - 2-6 t/ha a p?dn? horizonty jako celek - a? do 100 t/ha, ale z?rove? vznik? akutn? toxikologick? situace v p?d? samotn?.

Je?t? jeden rysem p?dy je schopnost aktivn? transformovat slou?eniny, kter? do n? vstupuj?. T?chto reakc? se ??astn? miner?ln? a organick? slo?ky, je mo?n? biologick? p?em?na. Nejb??n?j??mi procesy jsou p?itom p?echod ve vod? rozpustn?ch slou?enin t??k?ch kov? na m?lo rozpustn? (oxidy, hydroxidy, soli s n?z. Tabulka 4.1. Seznam zdroj? zne?i?t?n? a chemick?ch prvk?, jejich? akumulace je mo?n? v p?d? v z?n? vlivu t?chto zdroj? (Sm?rnice MU 2.1.7.730-99 "Hygienick? hodnocen? kvality p?dy v obydlen?ch oblastech")

rozpustnost SR) ve slo?en? p?dn?ho absorbuj?c?ho komplexu (SPC): organick? hmota tvo?? komplexn? slou?eniny s ionty t??k?ch kov?. Interakce kovov?ch iont? se slo?kami p?dy prob?h? jako sorp?n? reakce, precipitace-rozpou?t?n?, komplexace, tvorba jednoduch?ch sol?. Rychlost a sm?r transforma?n?ch proces? z?vis? na pH m?dia, obsahu jemn?ch ??stic a mno?stv? humusu.

Pro ekologick? d?sledky zne?i?t?n? p?dy t??k?mi kovy se koncentrace a formy t??k?ch kov? v p?dn?m roztoku st?vaj? z?sadn?mi. Pohyblivost t??k?ch kov? ?zce souvis? se slo?en?m kapaln? f?ze: n?zk? rozpustnost oxid? a hydroxid? t??k?ch kov? je obvykle pozorov?na v p?d?ch s neutr?ln? nebo alkalickou reakc?. Mobilita t??k?ch kov? je naopak nejvy??? p?i siln? kysel? reakci p?dn?ho roztoku, proto toxick? ??inek t??k?ch kov? v siln? kysel? krajin? tajgy-les? m??e b?t ve srovn?n? s neutr?ln?mi nebo alkalick?mi p?dami pom?rn? v?znamn?. Toxicita prvk? pro rostliny a ?iv? organismy p??mo souvis? s jejich pohyblivost? v p?d?ch. Krom? kyselosti je toxicita ovlivn?na vlastnostmi p?dy, kter? ur?uj? s?lu fixace p?ich?zej?c?ch ?kodlivin; v?znamn? vliv m? spole?n? p??tomnost r?zn?ch iont?.

Nejv?t??m nebezpe??m pro vy??? organismy v?etn? ?lov?ka jsou d?sledky mikrobi?ln? p?em?ny anorganick?ch slou?enin t??k?ch kov? na komplexn? slou?eniny. D?sledkem zne?i?t?n? kovy m??e b?t i poru?en? p?dn?ch trofick?ch ?et?zc? v biogeocen?z?ch. Je mo?n? m?nit i cel? komplexy, spole?enstva mikroorganism? a p?dn?ch ?ivo?ich?. T??k? kovy inhibuj? d?le?it? mikrobiologick? procesy v p?d? – p?em?nu uhl?kat?ch slou?enin – tzv. „d?ch?n?“ p?dy a tak? fixaci dus?ku.

Za t?m?? 30 let v?zkumu stavu ekosyst?m? kontaminovan?ch t??k?mi kovy bylo z?sk?no mnoho d?kaz? o intenzit? lok?ln? kontaminace p?d kovy.

Siln? zne?i?t?n? z?na se vytvo?ila do 3-5 km od z?vodu na metalurgii ?eleza v ?erepovci (oblast Vologda). V okol? Sredneuralsk?ho metalurgick?ho z?vodu pokrylo zne?i?t?n? aerosolov?m spadem plochu v?ce ne? 100 tis?c hektar? a 2-2,5 tis?ce hektar? je zcela bez vegetace. V krajin?ch vystaven?ch emis?m z olov?n?ho z?vodu Chemkent je nejv?t?? efekt pozorov?n v pr?myslov? z?n?, kde je koncentrace olova v p?d? o 2-3 ??dy vy??? ne? pozad?.

Zaznamen?v? se nejen zne?i?t?n? Pb, ale i Mn, jeho? vstup je druhotn?ho charakteru a m??e b?t zp?soben p?enosem z degradovan? p?dy. Degradace p?dy je pozorov?na na kontaminovan?ch p?d?ch v okol? z?vodu Electrozinc na ?pat? severn?ho Kavkazu. Siln? zne?i?t?n? se projevuje v z?n? 3-5 kilometr? od z?vodu. Aerosolov? emise z olovo-zinkovny v Us?-Kamenogorsku (severn? Kazachst?n) jsou obohaceny o kovy: doned?vna ?inily ro?n? emise Pb 730 tun olova, 370 tun zinku, 73 000 tun kyseliny s?rov? a anhydridu kyseliny s?rov?. Emise aerosol? a odpadn?ch vod vedly k vytvo?en? z?ny siln?ho zne?i?t?n? s p?ebytkem hlavn?ch skupin zne?i??uj?c?ch l?tek, kter? jsou ??dov? vy??? ne? poza?ov? ?rovn? obsahu kov?. Kontaminace p?dy kovy je ?asto doprov?zena acidifikac? p?dy.

P?i zne?i?t?n? p?d vzduchem je nejd?le?it?j??m faktorem ovliv?uj?c?m stav p?d vzd?lenost od zdroje zne?i?t?n?. Nap??klad maxim?ln? kontaminaci rostlin a p?d olovem poch?zej?c?m z v?fukov?ch plyn? automobil? lze vysledovat nej?ast?ji ve 100-200metrov?m p?smu od d?lnice.

??inek aerosolov?ch emis? z pr?myslov?ch podnik? obohacen?ch kovy se nej?ast?ji projevuje v okruhu 15-20 km, m?n? ?asto - do 30 km od zdroje zne?i?t?n?.

D?le?it? jsou technologick? faktory, jako je v??ka uvol?ov?n? aerosolu z tov?rn?ch kom?n?. Z?na maxim?ln?ho zne?i?t?n? p?dy se tvo?? ve vzd?lenosti rovn? 10-40n?sobku v??ky vysok?ho a hork?ho pr?myslov?ho v?toku a 5-20n?sobku v??ky n?zk?ho studen?ho v?boje.

V?znamn? vliv maj? meteorologick? podm?nky. V souladu se sm?rem p?evl?daj?c?ch v?tr? se vytv??? plocha p?ev??n? ??sti zne?i?t?n?ch p?d. ??m vy??? je rychlost v?tru, t?m m?n? je zne?i?t?n?ch p?d v bezprost?edn? bl?zkosti podniku, t?m intenzivn?j?? je p?enos ?kodlivin. Nejvy??? koncentrace zne?i??uj?c?ch l?tek v atmosf??e se o?ek?vaj? pro n?zk? studen? emise p?i rychlosti v?tru 1-2 m/s, pro vysok? hork? emise - p?i rychlosti v?tru 4-7 m/s. Teplotn? inverze maj? vliv: za inverzn?ch podm?nek je turbulentn? v?m?na oslabena, co? zhor?uje rozptyl emis? aerosolu a vede ke zne?i?t?n? v z?n? dopadu. Vlhkost vzduchu m? vliv: p?i vysok? vlhkosti se rozptyl ?kodlivin sni?uje, proto?e p?i kondenzaci mohou p?ech?zet z plynn? formy do m?n? migruj?c? kapaln? f?ze aerosol?, pot? jsou odstra?ov?ny z atmosf?ry v procesu sr??ek. Je t?eba vz?t v ?vahu, ?e doba str?ven? v suspendovan?m stavu ??stic zne?i??uj?c?ch aerosol, a tedy rozsah a rychlost jejich p?enosu z?vis? tak? na fyzik?ln?-chemick?ch vlastnostech aerosol?: v?t?? ??stice se usazuj? rychleji ne? jemn? rozpt?len?.

V oblasti zasa?en? emisemi z pr?myslov?ch podnik?, p?edev??m podnik? ne?elezn? metalurgie, kter? jsou nejv?konn?j??m dodavatelem t??k?ch kov?, se m?n? stav krajiny jako celku. Nap??klad bezprost?edn? okol? tov?rny na olovo-zinek v Primorye se prom?nilo v um?lou pou??. Jsou zcela bez vegetace, p?dn? kryt je zni?en, povrch svah? je siln? erodov?n. Ve vzd?lenosti v?ce ne? 250 m se zachoval ??dk? les mongolsk?ho dubu bez p??m?si jin?ch druh?, bylinn? pokryv zcela chyb?. Ve svrchn?ch horizontech zde b??n?ch hn?d?ch lesn?ch p?d obsah kov? p?evy?oval poza?ov? hodnoty a klastry desetin?sobn? i stokr?t.

Soud? podle obsahu kov? ve slo?en? extraktu 1n. HNO 3 z t?chto kontaminovan?ch p?d je hlavn? ??st kov? v nich v mobiln?m, voln? v?zan?m stavu. Toto je obecn? vzorec pro kontaminovan? p?dy. V tomto p??pad? to vedlo ke zv??en? migra?n? schopnosti kov? a zv??en? koncentrace kov? v lyzimetrick?ch vod?ch o ??dy. Emise z tohoto podniku ne?elezn? metalurgie m?ly spolu s obohacov?n?m kov? zv??en? obsah oxid? s?ry, co? p?isp?lo k acidifikaci sr??ek a acidifikaci p?d, jejich pH se sn??ilo o jednu.

V p?d?ch kontaminovan?ch fluoridy se naopak zv??ila hladina pH p?d, co? p?isp?lo ke zv??en? mobility organick? hmoty: n?kolikr?t se zv??ila oxidovatelnost vodn?ch extrakt? z p?d kontaminovan?ch fluoridy.

Kovy vstupuj?c? do p?dy jsou distribuov?ny mezi pevnou a kapalnou f?zi p?dy. Organick? a miner?ln? slo?ky pevn?ch f?z? p?dy zadr?uj? kovy r?zn?mi mechanismy s r?znou silou. Tyto okolnosti maj? velk? ekologick? v?znam. Schopnost kontaminovan?ch p?d ovliv?ovat slo?en? a vlastnosti vody, rostlin, vzduchu a schopnost t??k?ch kov? migrovat z?vis? na tom, kolik kov? bude p?dou absorbov?no a jak pevn? budou zadr?eny. Na stejn?ch faktorech z?vis? pufra?n? kapacita p?d ve vztahu k polutant?m a jejich schopnost plnit bari?rov? funkce v krajin?.

Kvantitativn? ukazatele absorp?n? kapacity p?d ve vztahu k r?zn?m chemik?li?m jsou nej?ast?ji stanovov?ny v modelov?ch experimentech, p?iv?d?j?c?ch studovan? p?dy do interakce s r?zn?mi d?vkami regulovan?ch l?tek. Jsou mo?n? r?zn? mo?nosti nastaven? t?chto experiment? v poln?ch nebo laboratorn?ch podm?nk?ch.

Laboratorn? experimenty jsou prov?d?ny za statick?ch nebo dynamick?ch podm?nek, kdy se studovan? p?da dost?v? do interakce s roztoky obsahuj?c?mi r?zn? koncentrace kov?. Na z?klad? v?sledk? experimentu jsou standardn? metodou sestaveny sorp?n? izotermy kov?, kter? analyzuj? vzorce absorpce pomoc? Langmuirov?ch nebo Freindichov?ch rovnic.

Nashrom??d?n? zku?enosti se studiem absorpce r?zn?ch kovov?ch iont? p?dami s r?zn?mi vlastnostmi ukazuj? na p??tomnost ?ady obecn?ch vzor?. Mno?stv? kov? absorbovan?ch p?dou a s?la jejich retence jsou funkc? koncentrace kov? v roztoc?ch interaguj?c?ch s p?dou, stejn? jako vlastnost? p?dy a vlastnost? kovu a podm?nek experimentu. tak? ovlivnit. P?i n?zk?m zat??en? je p?da schopna zcela absorbovat ?kodliviny d?ky proces?m v?m?ny iont?, specifick? sorpce. Tato schopnost se projevuje t?m siln?ji, ??m v?ce je p?da charakterizov?na, t?m vy??? je obsah organick?ch l?tek v n?. Nem?n? d?le?it? je reakce p?d: zv??en? pH p?isp?v? ke zv??en? absorpce t??k?ch kov? p?dou.

Zv??en? z?t??e vede ke sn??en? absorpce. Vnesen? kov nen? ?pln? absorbov?n p?dou, ale existuje line?rn? vztah mezi koncentrac? kovu v roztoku interaguj?c?m s p?dou a mno?stv?m absorbovan?ho kovu. N?sledn? zv??en? z?t??e vede k dal??mu poklesu mno?stv? kovu absorbovan?ho p?dou v d?sledku omezen?ho po?tu pozic ve v?m?nn?-sorp?n?m komplexu schopn?ch v?m?ny a bezv?m?nn? absorpce kovov?ch iont?. D??ve pozorovan? line?rn? vztah mezi koncentrac? kov? v roztoku a jejich mno?stv?m absorbovan?m pevnou f?z? je naru?en. V dal?? f?zi jsou mo?nosti pevn?ch f?z? p?dy absorbovat nov? d?vky kovov?ch iont? t?m?? zcela vy?erp?ny a zv??en? koncentrace kovu v roztoku interaguj?c?m s p?dou prakticky p?est?v? ovliv?ovat absorpci kovu. Schopnost p?d absorbovat ionty t??k?ch kov? v ?irok?m rozsahu jejich koncentrac? v roztoku interaguj?c?m s p?dou ukazuje na multifunk?nost tak heterogenn?ho p??rodn?ho t?lesa, jako je p?da, na rozmanitost mechanism?, kter? zaji??uj? jej? schopnost zadr?ovat kovy a chr?nit p?du. prost?ed? soused?c? s p?dou p?ed zne?i?t?n?m. Je ale z?ejm?, ?e tato schopnost p?dy nen? neomezen?.

Experiment?ln? data umo??uj? stanovit ukazatele maxim?ln? absorp?n? kapacity p?d ve vztahu ke kov?m. Mno?stv? absorbovan?ch kovov?ch iont? je zpravidla mnohem men?? ne? kationtov? v?m?nn? kapacita p?d. Nap??klad maxim?ln? sorpce Cd, Zn a Pb sodno-podzolov?mi p?dami B?loruska se pohybuje v rozmez? 16–43 % CEC, v z?vislosti na ?rovni pH, obsahu humusu a typu kovu (Golovaty, 2002). Absorp?n? kapacita hlinit?ch p?d je vy??? ne? u hlinitop?s?it?ch p?d a u hum?zn?ch p?d je vy??? ne? u n?zkohumusov?ch p?d. D?le?it? je tak? druh kovu. Maxim?ln? mno?stv? prvk? absorbovan?ch zeminou konkr?tn? spad? do ?ady Pb, Cu, Zn, Cd.

Experiment?ln? je mo?n? ur?it nejen mno?stv? kov? absorbovan?ch zeminami, ale i s?lu jejich retence p?dn?mi slo?kami. S?la fixace t??k?ch kov? p?dami je stanovena na z?klad? jejich schopnosti extrahovat se z kontaminovan?ch p?d r?zn?mi ?inidly. Od poloviny 60. let 20. stolet?. bylo navr?eno mnoho sch?mat extrak?n? frakcionace kovov?ch slou?enin z p?d a dnov?ch sediment?. Spojuje je spole?n? ideologie. V?echna frakciona?n? sch?mata p?edpokl?daj? p?edev??m odd?len? kovov?ch slou?enin zadr?en?ch v p?d? na ty, kter? jsou voln? a pevn? v?z?ny na p?dn? matrici. Navrhuj? tak? vy?lenit mezi siln? v?zan? slou?eniny t??k?ch kov? jejich slou?eniny, pravd?podobn? spojen? s hlavn?mi nosi?i t??k?ch kov?: silik?tov? miner?ly, oxidy a hydroxidy Fe a Mn a organick? l?tky. Mezi voln? v?zan?mi slou?eninami kov? se navrhuje rozli?it skupiny slou?enin kov? zadr?en?ch p?dn?mi slo?kami v d?sledku r?zn?ch mechanism? (vym?niteln?, specificky sorbovan?, v?zan? do komplex?) (Kuznetsov a Shimko, 1990; Minkina et al. 2008).

Pou??van? sch?mata pro frakcionaci slou?enin kov? v kontaminovan?ch p?d?ch se li?? doporu?en?mi extrak?n?mi ?inidly. V?echna extrak?n? ?inidla jsou navr?ena na z?klad? jejich schopnosti p?ev?st zam??lenou skupinu slou?enin kov? do roztoku, nemohou v?ak poskytovat striktn? selektivitu pro extrakci jmenovan?ch skupin slou?enin t??k?ch kov?. Nicm?n? nashrom??d?n? ?daje o frak?n?m slo?en? kovov?ch slou?enin v kontaminovan?ch p?d?ch umo??uj? odhalit ?adu obecn?ch vzorc?.

Pro r?zn? situace bylo zji?t?no, ?e kdy? jsou p?dy kontaminov?ny, m?n? se v nich pom?r pevn? a voln? v?zan?ch slou?enin kov?. P??kladem jsou ukazatele stavu Cu, Pb, Zn ve zne?i?t?n? oby?ejn? ?ernozem? Doln?ho Donu.

V?echny slo?ky p?dy vykazovaly schopnost siln?ho i k?ehk?ho zadr?ov?n? t??k?ch kov?. Ionty t??k?ch kov? jsou pevn? fixov?ny j?lov?mi miner?ly, oxidy a hydroxidy Fe a Mn a organick?mi l?tkami (Minkina et al., 2008). D?le?it? je, ?e s 3-4n?sobn?m zv??en?m celkov?ho obsahu kov? v kontaminovan?ch p?d?ch se pom?r slou?enin kov? v nich zm?nil sm?rem ke zv??en? pod?lu voln? v?zan?ch forem. Obdobn? zm?na pom?ru jejich slo?ek nastala i v jejich slo?en?: pod?l m?n? pohybliv?ch z nich (konkr?tn? sorbovan?ch) se sn??il v d?sledku zv??en? pod?lu vym?niteln?ch forem kov? a t?ch, kter? tvo?? komplexy s organick?mi l?tkami. .

Spolu se zv??en?m celkov?ho obsahu t??k?ch kov? v kontaminovan?ch p?d?ch doch?z? ke zv??en? relativn?ho obsahu mobiln?j??ch slou?enin kov?. To sv?d?? o oslaben? pufra?n? kapacity p?d ve vztahu ke kov?m, jejich schopnosti chr?nit p?ilehl? prost?ed? p?ed zne?i?t?n?m.

V p?d?ch kontaminovan?ch kovy se v?razn? m?n? nejd?le?it?j?? mikrobiologick? a chemick? vlastnosti. Stav mikrobiocen?zy se zhor?uje. Na zne?i?t?n?ch p?d?ch se vyb?raj? odoln?j?? druhy a likviduj? se m?n? odoln? mikrobi?ln? druhy. V tomto p??pad? se mohou objevit nov? typy mikroorganism?, kter? na nekontaminovan?ch p?d?ch obvykle chyb?. D?sledkem t?chto proces? je sn??en? biochemick? aktivity p?d. Bylo zji?t?no, ?e v p?d?ch kontaminovan?ch kovy kles? nitrifika?n? aktivita, v d?sledku ?eho? se aktivn? rozv?j? houbov? mycelium a sni?uje se po?et saprofytick?ch bakteri?. Ve zne?i?t?n?ch p?d?ch kles? mineralizace organick?ho dus?ku. Byl zji?t?n vliv zne?i?t?n? kovy na enzymatickou aktivitu p?d: pokles ure?zy a dehydrogen?zy, fosfat?zy a amoniza?n? aktivity v nich.

Zne?i?t?n? kovy ovliv?uje p?dn? faunu a mikrofaunu. P?i po?kozen? lesn?ho porostu v lesn? p?d? se po?et hmyzu (kl???at, bezk??dl? hmyz) sni?uje, zat?mco po?et pavouk? a stono?ek m??e z?stat stabiln?. Trp? tak? p?dn? bezobratl? a ?asto je pozorov?n ?hyn ???al.

Fyzik?ln? vlastnosti p?d se zhor?uj?. P?dy ztr?cej? svou strukturu, sni?uje se jejich celkov? p?rovitost a sni?uje se propustnost vody.

Chemick? vlastnosti p?d se vlivem zne?i?t?n? m?n?. Tyto zm?ny jsou hodnoceny pomoc? dvou skupin ukazatel?: biochemick?ch a pedochemick?ch (Glazovskaya, 1976). Tyto ukazatele se tak? naz?vaj? p??m? a nep??m?, specifick? a nespecifick?.

Bioiochemick? ukazatele odr??ej? vliv polutant? na ?iv? organismy, jejich p??m? specifick? ??inek. Je to zp?sobeno vlivem chemik?li? na biochemick? procesy v rostlin?ch, mikroorganismech, obratlovc?ch a bezobratl?ch obyvatel?ch p?dy. D?sledkem zne?i?t?n? je pokles biomasy, v?nosu a kvality rostlin, p??padn? ?hyn. Doch?z? k potla?en? p?dn?ch mikroorganism?, sn??en? jejich po?tu, diverzity a biologick? aktivity. Biochemick? ukazatele stavu kontaminovan?ch p?d jsou ukazatele celkov?ho obsahu zne?i??uj?c?ch l?tek v nich (v tomto p??pad? t??k?ch kov?), ukazatele obsahu mobiln?ch slou?enin kov?, kter? p??mo souvisej? s toxick?m ??inkem kov? na ?iv? organismy.

Pedochemick? (nep??m?, nespecifick?) ??inek polutant? (v tomto p??pad? kov?) je d?n jejich vlivem na p?dn?-chemick? podm?nky, kter? n?sledn? ovliv?uj? ?ivotn? podm?nky v p?d?ch ?iv?ch organism? a jejich stav. Prvo?ad? v?znam maj? acidobazick?, redoxn? podm?nky, humusov? stav p?d a iontov? v?m?nn? vlastnosti p?d. Nap??klad plynn? emise obsahuj?c? oxidy s?ry a dus?ku, vstupuj?c? do p?dy ve form? kyseliny dusi?n? a s?rov?, zp?sobuj? sn??en? pH p?dy o 1-2 jednotky. V men?? m??e ke sn??en? pH p?d p?isp?vaj? hydrolyticky kysel? hnojiva. Okyselen? p?dy zase vede ke zv??en? mobility r?zn?ch chemick?ch prvk? v p?d?ch, nap??klad manganu, hlin?ku. Okyselen? p?dn?ho roztoku p?isp?v? ke zm?n? pom?ru r?zn?ch forem chemick?ch prvk? ve prosp?ch zv??en? pod?lu toxi?t?j??ch slou?enin (nap??klad voln? formy hlin?ku). Bylo zaznamen?no sn??en? mobility fosforu v p?d? s nadbytkem zinku v p?d?. Sn??en? mobility slou?enin dus?ku je d?sledkem poru?en? jejich biochemick? aktivity p?i zne?i?t?n? p?dy.

Zm?ny acidobazick?ch podm?nek a enzymatick? aktivity jsou doprov?zeny zhor?en?m stavu humusu zne?i?t?n?ch p?d, je u nich zaznamen?n pokles obsahu humusu a zm?na jeho frak?n?ho slo?en?. V?sledkem je zm?na iontov? v?m?nn?ch vlastnost? p?d. Nap??klad bylo zji?t?no, ?e v ?ernozem?ch zne?i?t?n?ch emisemi z m???rny se sn??il obsah v?m?nn?ch forem v?pn?ku a ho???ku a zm?nil se stupe? nasycen? p?d z?sadami.

Podm?n?nost takov?ho odd?len? ??ink? polutant? na p?dy je z?ejm?. Chloridy, s?rany, dusi?nany maj? na p?dy nejen pedochemick? ??inek. Mohou negativn? ovliv?ovat ?iv? organismy a p??mo, naru?ovat pr?b?h biochemick?ch proces? v nich. Nap??klad s?rany, kter? vstupuj? do p?dy v mno?stv? 300 kg/ha nebo v?ce, se mohou akumulovat v rostlin?ch v mno?stv?ch p?ekra?uj?c?ch jejich p??pustnou ?rove?. Kontaminace p?dy fluoridy sodn?mi vede k po?kozen? rostlin jak pod vlivem jejich toxick?ch ??ink?, tak pod vlivem jimi vyvolan? siln? z?sadit? reakce.

Zva?te na p??kladu rtuti vztah mezi p??rodn?mi a technogenn?mi slou?eninami kov? v r?zn?ch ??stech biogeocen?zy, jejich kombinovan? ??inek na ?iv? organismy, v?etn? lidsk?ho zdrav?.

Rtu? je jedn?m z nejnebezpe?n?j??ch kov? zne?i??uj?c?ch p??rodn? prost?ed?. Sv?tov? ?rove? ro?n? produkce rtuti je asi 10 tis?c t. Existuj? t?i hlavn? skupiny pr?myslov?ch odv?tv? s vysok?mi emisemi rtuti a jej?ch slou?enin do ?ivotn?ho prost?ed?:

1. Podniky ne?elezn? metalurgie vyr?b?j?c? kovovou rtu? z rtu?ov?ch rud a koncentr?t?, jako? i recyklac? r?zn?ch produkt? obsahuj?c?ch rtu?;

2. Podniky chemick?ho a elektrotechnick?ho pr?myslu, kde se rtu? pou??v? jako jeden z prvk? v?robn?ho cyklu (nap?. p?i amalgamaci, kter? je spojena s v?robou rtuti, ne?elezn?ch kov?);

3. Podniky t???c? a zpracov?vaj?c? rudy r?zn?ch kov? (jin?ch ne? rtu?ov?ch), v?etn? tepeln?ho zpracov?n? rudn?ch surovin; podniky vyr?b?j?c? cement, tavidlo pro metalurgii; v?roba, doprov?zen? spalov?n?m uhlovod?kov?ch paliv (ropa, plyn, uhl?). Obecn? se jedn? o pr?myslov? odv?tv?, kde je rtu? p?idru?enou slo?kou, n?kdy dokonce ve znateln?m mno?stv?.

Na zne?i?t?n? rtut? se pod?l? i hutnictv? ?eleza a chemicko-farmaceutick? pr?mysl, v?roba tepla a elekt?iny, v?roba chloru a louhu, p??strojov? technika, t??ba drah?ch kov? z rud (nap??klad podniky t???c? zlato) atd. V zem?d?lsk? v?rob? pou??v?n? ochrann?ch prost?edk? rostlin p?ed ?k?dci a chorobami vede k ???en? slou?enin obsahuj?c?ch rtu?.

P?ibli?n? polovina vyroben? rtuti se ztr?c? b?hem t??by, zpracov?n? a pou?it?. Slou?eniny obsahuj?c? rtu? se dost?vaj? do ?ivotn?ho prost?ed? s emisemi plyn?, odpadn?mi vodami, pevn?mi kapalinami, pastovit?mi odpady. K nejv?znamn?j??m ztr?t?m doch?z? p?i pyrometalurgick?m zp?sobu jeho v?roby. Rtu? se ztr?c? ?kv?rami, spalinami, prachem a emisemi z ventilace. Obsah rtuti v uhlovod?kov?ch plynech m??e dosahovat 1-3 mg/m 3 , v rop? 2-10 -3 %. Atmosf?ra obsahuje velk? pod?l t?kav?ch forem voln? rtuti a methylrtuti, Hg 0 a (CH 3) 2 Hg.

S dlouhou ?ivotnost? (od n?kolika m?s?c? do t?? let) mohou b?t tyto slou?eniny p?epravov?ny na velk? vzd?lenosti. Pouze nev?znamn? ??st element?rn? rtuti je sorbov?na na jemn?ch prachovit?ch ??stic?ch a dost?v? se na zemsk? povrch v procesu such? depozice. Asi 10-20% rtuti p?ech?z? do slo?en? ve vod? rozpustn?ch slou?enin a vypad?v? sr??kami, pot? je absorbov?na p?dn?mi slo?kami a spodn?mi sedimenty.

Ze zemsk?ho povrchu se ??st rtuti v d?sledku vypa?ov?n? ??ste?n? znovu dost?v? do atmosf?ry a dopl?uje z?soby jej?ch t?kav?ch slou?enin.

Vlastnosti cirkulace rtuti a jej?ch slou?enin v p??rod? jsou d?ny takov?mi vlastnostmi rtuti, jako je jej? t?kavost, stabilita ve vn?j??m prost?ed?, rozpustnost ve sr??k?ch, schopnost sorbovat se p?dou a suspenz? povrchov?ch vod a schopnost podl?hat biotick? a abiotick? p?em?ny (Kuzubov? et al., 2000) . Technogenn? vstupy rtuti naru?uj? p?irozen? cyklus kovu a p?edstavuj? hrozbu pro ekosyst?m.

Ze slou?enin rtuti jsou nejtoxi?t?j?? organick? deriv?ty rtuti, p?edev??m methylrtu? a dimethylrtu?. Pozornost rtuti v ?ivotn?m prost?ed? za?ala v 50. letech 20. stolet?. V?eobecn? poplach pak vyvolala hromadn? otrava lid? ?ij?c?ch na b?ez?ch z?livu Minamata (Japonsko), jejich? hlavn?m zam?stn?n?m bylo chyt?n? ryb, kter? byly jejich z?kladn? potravou. Kdy? vy?lo najevo, ?e p???inou otravy bylo zne?i?t?n? vod z?livu pr?myslov?mi odpadn?mi vodami s vysok?m obsahem rtuti, p?it?hlo zne?i?t?n? ekosyst?mu rtut? pozornost v?zkumn?k? z mnoha zem?.

V p??rodn?ch vod?ch je obsah rtuti n?zk?, pr?m?rn? koncentrace ve vod?ch z?ny hypergeneze je 0,1 ? 10 -4 mg/l, v oce?nu - 3 ? 10 -5 mg/l. Rtu? ve vod?ch je p??tomna v jednomocn?m a dvojmocn?m stavu, za reduk?n?ch podm?nek je ve form? nenabit?ch ??stic. Vyzna?uje se schopnost? vytv??et komplexy s r?zn?mi ligandy. Mezi slou?eninami rtuti ve vod?ch dominuj? hydroxo-, chloridov?, citr?tov?, fulv?tov? a dal?? komplexy. Nejtoxi?t?j?? jsou methylderiv?ty rtuti.

K tvorb? methylrtuti doch?z? p?edev??m ve vodn?m sloupci a sedimentech sladk?ch a mo?sk?ch vod. Dodavatelem methylov?ch skupin pro jeho vznik jsou r?zn? organick? l?tky p??tomn? v p??rodn?ch vod?ch a produkty jejich degradace. Vznik methylrtuti zaji??uj? vz?jemn? souvisej?c? biochemick? a fotochemick? procesy. Pr?b?h procesu z?vis? na teplot?, redoxn?ch a acidobazick?ch podm?nk?ch, na slo?en? mikroorganism? a jejich biologick? aktivit?. Interval optim?ln?ch podm?nek pro vznik methylrtuti je pom?rn? ?irok?: pH 6-8, teplota 20-70 °C. P?isp?v? k aktivaci procesu zvy?ov?n? intenzity slune?n?ho z??en?. Proces methylace rtuti je reverzibiln?, je spojen s procesy demethylace.

Ve vod?ch nov?ch um?l?ch n?dr?? je zaznamen?na tvorba nejtoxi?t?j??ch slou?enin rtuti. Jsou v nich zaplaveny masy organick?ho materi?lu dod?vaj?c?ho velk? mno?stv? ve vod? rozpustn?ch organick?ch l?tek, kter? jsou zahrnuty do proces? mikrobi?ln? metylace. Jedn?m z produkt? t?chto proces? jsou methylovan? formy rtuti. Kone?n?m v?sledkem je akumulace methylrtuti v ryb?ch. Tyto vzorce se jasn? projevuj? v mlad?ch n?dr??ch v USA, Finsku a Kanad?. Bylo zji?t?no, ?e k maxim?ln? akumulaci rtuti v ryb?ch n?dr?? doch?z? 5–10 let po zaplaven? a n?vrat k p?irozen? ?rovni jejich obsahu m??e nastat nejd??ve 15–20 let po zatopen?.

Methylderiv?ty rtuti jsou ?iv?mi organismy aktivn? absorbov?ny. Rtu? m? velmi vysok? akumula?n? faktor. Kumulativn? vlastnosti rtuti se projevuj? zv??en?m jej?ho obsahu v ?ad?: fytoplankton-makrofytoplankton-planktono?rav? ryby-drav? ryby-savci. To odli?uje rtu? od mnoha jin?ch kov?. Polo?as rozpadu rtuti z t?la se odhaduje na m?s?ce, roky.

Kombinace vysok? ??innosti asimilace methylovan?ch slou?enin rtuti ?iv?mi organismy a n?zk? rychlosti jejich vylu?ov?n? z organism? vede k tomu, ?e pr?v? v t?to form? se rtu? dost?v? do potravn?ch ?et?zc? a maxim?ln? se hromad? v organismu zv??at.

Nejv?t?? toxicita methylrtuti ve srovn?n? s jej?mi ostatn?mi slou?eninami je zp?sobena ?adou jej?ch vlastnost?: dobrou rozpustnost? v lipidech, co? usnad?uje voln? pr?nik do bu?ky, kde snadno interaguje s proteiny. Biologick? d?sledky t?chto proces? jsou mutagenn?, embryotoxick?, genotoxick? a dal?? nebezpe?n? zm?ny v organismech. Obecn? se uzn?v?, ?e ryby a ryb? produkty jsou p?evl?daj?c?mi zdroji methylrtuti pro ?lov?ka. Jeho toxick? ??inek na lidsk? organismus se projevuje p?edev??m p?i po?kozen? nervov?ho syst?mu, oblast? mozkov? k?ry odpov?dn?ch za smyslov?, zrakov? a sluchov? funkce.

V Rusku v 80. letech 20. stolet? byly poprv? provedeny rozs?hl? komplexn? studie stavu rtuti v biogeocen?ze. Jednalo se o oblast povod? ?eky Katun, kde byla pl?nov?na v?stavba vodn? elektr?rny Katun. ???en? hornin obohacen?ch rtut? v regionu vyvolalo poplach, v lo?isku fungovaly rtu?ov? doly. Varovn? zn?ly v?sledky studi? proveden?ch do t? doby v r?zn?ch zem?ch, kter? nazna?ovaly tvorbu methylovan?ch deriv?t? rtuti ve vod?ch n?dr??, a to i p?i absenci rudn?ch t?les v regionu.

Vliv p??rodn?ch a technogenn?ch tok? rtuti v oblasti navrhovan? v?stavby JE Katunskaya vedl ke zv??en?m koncentrac?m rtuti v p?d?ch. Lokalizace zne?i?t?n? rtut? byla tak? zaznamen?na ve spodn?ch sedimentech horn? ??sti ?eky Katun. V oblasti navrhovan? v?stavby vodn? elektr?rny a vytvo?en? n?dr?e bylo u?in?no n?kolik p?edpov?d? ekologick? situace, ale kv?li restrukturalizaci, kter? v zemi za?ala, byly pr?ce v tomto sm?ru pozastaveny.