Процесс накопления стойких пестицидов в органах животных зависит от биологических особенностей организма и места обитания животных. Поэтому при выборе индикаторных видов необходимо выделять те органы животных в качестве тестов, в которых содержание пестицида находится в прямой зависимости от степени загрязнения окружающей среды пестицидами, и которые не показывают значительного различия в накоплении пестицида в зависимости от физиологических особенностей организма. Уровень биологического концентрирования пестицидов различными органами зависит от степени загрязнения окружающей среды, вида животного, физиологических особенностей организма.

Контрольные вопросы

1. Общие сведения о пестицидах

2. Основные элементы экологической характеристики пестицидов

3. Биоиндикатор

4. В чем сущность экологического теста

5. Схема распространения и трансформации пестицидов в экосистеме

6. Частота обнаружения.

ЛАБОРАТОРНАЯ работа №9

ОЦЕНКА УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ ТЯЖЁЛЫМИ

МЕТАЛЛАМИ

Цель работы: ознакомиться с загрязнением почв тяжелыми металлами и методикой определения уровня загрязнения

Задание: студенты по 2 человека получают задание, и определяют загрязнения объекта тяжёлыми металлами.

Загрязнение почв тяжелыми металлами и показатели

Загрязнения

Среди разнообразных химических загрязнителей, поступающих в окружающую среду из антропогенных источников, особое место занимают тяжелые металлы. Их соединения опасны как для биоты экосистем, так и для здоровья человека. Почвы являются природными накопителями тяжелых металлов в окружающей среде и основным источником загрязнения сопредельных средств сельскохозяйственной продукции. Растения, животные и человек в процессе эволюции приспособились к естественному (фоновому) содержанию тяжелых металлов в почве.

Вместе с тем, возрастание процессов техногенеза, интенсивное сельскохозяйственное производство и урбанизация, значительно повышают концентрацию тяжелых металлов во всех средах и, прежде всего в почве.

К тяжелым металлам относятся свыше 40 химических элементов таблицы Менделеева с атомными массами, превышающими 50 атомных единиц. Не все тяжелые металлы представляют одинаковую опасность для живых организмов.

По токсичности и способности накапливаться в пищевых цепях, лишь немногим более десяти элементов признаны приоритетными загрязнителями биосферы. Среди них выделяют ртуть, свинец, кадмий, медь, олово, цинк, молибден, кобальт, никель.

Большинство этих элементов относятся к группе микроэлементов. Три элемента (ртуть, свинец, кадмий) считаются наиболее опасными.

Источниками загрязнения почв тяжелыми металлами являются: выбросы промышленных предприятий, сточные воды и осадки сточных вод химических предприятий, минеральные удобрения, пестициды, процессы по добыче свинцовых и цинковых руд, горение свалок, автотранспорт и т.д.

Опасность загрязнения почв тяжелыми металлами состоит в том, что они подвергаются процессам естественного разрушения и, попадая в почву, становятся определяющим фактором ее плодородия.

Под предельно допустимым количеством (ПДК) тяжелых металлов в почве следует понимать такую их концентрацию, которая при длительном воздействии на почву и произрастающие на ней растения не вызывает патологических изменений или аномалий в ходе биологических процессов и не приводит к накоплению токсичных элементов в возделываемых культурах, а следовательно, и в продукции.

Установлено, что жители больших городов имеют сегодня содержание свинца в костях в 100-500 раз больше, чем 100 лет назад. Существует такое объяснение падения Римской империи: вино древние римляне хранили в свинцовой посуде, накопление свинца в организме вызвало бесплодие мужчин и женщин.

По данным ряда наблюдений из общего количества выбросов твердых частиц включая металлы, примерно 25% остаётся до смыва на проезжей части, а 75% распределяется на поверхности прилегающих территорий, включая обочины. В зависимости от конструктивного профиля и площади покрытия в сточные, дождевые или смывные воды попадает от 25-50% твердых частиц. В странах с высоким уровнем автомобилизации очень жестко наказывается загрязнение придорожных земель пользователями дороги, выбрасывание на дорогах банок, бутылок, пакетов, и другого мусора. В США расходы на уборку дорог от мусора достигают 1миллиона долларов в год

Загрязнения воздуха ухудшают качество среды обитания всего населения придорожных территорий. Контрольные санитарные, и природоохранные органы обосновано обращают на него первоочередное внимание. Однако распространение вредных газов имеет все же кратковременный характер, с уменьшением или прекращением движения распространение вредных газов снижается. Все виды загрязнения воздуха через сравнительно короткое время переходит в более безопасные формы.

Загрязнения поверхности земли транспортными и дорожными выбросами накапливаются постепенно, в зависимости от числа проходов транспортных средств и сохраняются очень долго даже после ликвидации дороги.

Накапливающиеся в почве химические элементы, особенно металлы, усваиваются растениями и через них по пищевой цепи переходят в организм животных и человека. Часть их растворяется и выносится с потоками воды, попадает потом в реки, водоёмы и уже через питьевую воду также может оказаться в организме человека.

Наиболее распространенным и токсичным транспортным загрязнителем считается свинец. Свинец относится к распространенным элементам, его фоновое содержание в почве 10 мг/кг. Примерно такого же уровня достигает содержание свинца в растениях (на сухую массу), общесанитарный показатель свинца в почве с учетом –32 мг/кг.

Содержание свинца на поверхности почвы на краю полосы отвода составляет до 1000 мг/кг, а с пыли городских улиц с очень большим движением может быть в 5 раз больше. Большинство растений легко переносят повышенное содержание в почве тяжелых металлов, только при содержании свинца более 3600 мг/кг возникает заметное угнетение. Для животных опасность вызывает уже 150 мг/кг свинца в пище.

По данным, полученным в Голландии, при общем фоновом содержании свинца в траве 5 мг/кг сухого веса, на обочинах его оказалось в 40 раз, а на разделительной полосе – в 100 раз больше. Эти данные дали основание запретить использование для фуража травы в полосе 150 м от автомагистралей. Учитывая, однако, что до половины свинцовых частиц не выпадают сразу на землю, разносятся с аэрозолями, выбросы свинца, хоть и в меньшей концентрации, могут откладываться на больших расстояниях от дороги.При интенсивности движения около 10 тыс. авт./сут, на расстоянии до 7 км от дороги содержание металлов в верхнем слое почвы составляет (мг/кг почвы):

Железо     600 – 1000              Свинец                       100

Цинк                       20              Кадмий                        0,2

В целях учета количества вредных веществ из транспортных выбросов, которое переходит по пищевой цепи животным исследованием установлено, что в листьях белой акации содержится, мг/кг:

Содержание тяжелых металлов в зеленых придорожных насаждениях, мг/кг отражено в следующей таблице:

(В числителе – со стороны дороги, в знаменателе- с полевой стороны).

Как видим зеленые защитные насаждения, улавливают существенное количество опасных загрязнений, уход за ними должен включать удаление срезанных ветвей и опавшей листвы в отведенные для отходов места.

Изучение влияния транспортного загрязнения на энтофауну не выявило заметных аномалий в плотности обитания или составе насекомых, что указывает на адаптацию их к загрязнению при интенсивном движении автотранспорта до 1-2 тыс. автомобилей в сутки. Загрязнения тяжелыми металлами травяного покрова выявлено в полосе до 100 м в каждую сторону. Максимум получен в 10м от проезжей части, на расстоянии 50м концентрация снижается в 1.6-4 раза.

Предельно допустимая концентрация тяжелых металлов в почвах. Таблица 1

Содержание тяжелых металлов в почвах России, мг/кг Таблица 2

Уровень загрязнения почв характеризуют следующие показатели: коэффициент концентрации химического элемента и суммарный показатель загрязнения, отражающий эффект предельного воздействия группы элементов.

Методика определения уровня загрязнения почв

Определение уровня загрязнения почв в населенных пунктах проводится следующим образом:

Кс = С / Сфон,

где Кс – коэффициент концентрации химического элемента;

  С - реальное содержание элемента в почве, мг/кг;

  Сфон-фоновое содержание элемента (или ПДК) в почве, мг/кг

Zс =Кс – (n –1),

где Zс – суммарный показатель загрязнения;                         

п- число учитываемых элементов