Многие тяжелые металлы, даже в очень малых количествах, способны вызывать онкологические, иммунологические и другие заболевания
Среди всех загрязнителей окружающей среды особое место занимают тяжелые металлы. Многие из них, даже в очень малых количествах, способны вызывать онкологические, иммунологические и другие заболевания. По экспертным оценкам, около 70% тяжелых металлов поступает в организм человека с продуктами питания.
Загрязнение территории тяжелыми металлами, в большинстве случаев, носит локальный характер. Наиболее сильно загрязнены земли вокруг крупных промышленных центров и мегаполисов. Высокие концентрации тяжелых металлов отмечаются в придорожных полосах, а также на сельскохозяйственных территориях, где использовались различные виды органических отходов в качестве удобрений. В таких местах содержание тяжелых металлов в почвах многократно превышает фоновое, а выращенная здесь растениеводческая продукция может накапливать их в концентрациях выше максимально допустимых уровней (МДУ). Цинк, свинец и кадмий относительно легкодоступны для растений, поэтому именно для этих элементов наиболее высоки риски накопления в опасных концентрациях.
В пригородных зонах крупных городов возникают антропогенные многоэлементные геохимические аномалии. Ширина их может достигать 10 км и более. На этих площадях содержание свинца, цинка, кадмия, никеля и меди в почвах часто превышает предельно допустимые концентрации (ПДК). В таких местах трудно получить сельскохозяйственную продукцию, удовлетворяющую гигиеническим нормативам, в особенности, для производства детского питания. Вдоль дорожного полотна основным загрязнителем является свинец, его концентрация в почве превышает фоновые на расстоянии до 50, а порою и до 150 метров. Долговременная эксплуатация дорог приводит к постепенному накоплению в почвах прилегающих участков свинца, кадмия, цинка и меди.
Полиэлементные антропогенные аномалии формируются также в поймах рек ниже крупных городов. Как правило, они имеют вытянутую форму. На этих участках содержание хрома, свинца и никеля в пойменной растительности может значительно превышать МДУ в кормах для животноводства. Бесконтрольное использование осадков сточных вод и переработанных бытовых отходов в качестве удобрений приводит к появлению моно- и полиэлементных локальных аномалий на сельскохозяйственных территориях. Увлечение осадками сточных вод, в качестве дешевого удобрения, может привести к устойчивому загрязнению почв тяжелыми металлами и их заметному накоплению в продукции растениеводства.
Накопление тяжелых металлов в растениях зависит не только от их концентрации, но и от физико-химической формы. Большинство данных элементов быстро адсорбируется на поверхности частиц глинистых минералов, вследствие чего их биологическая доступность снижается. В ряду почв от легкого гранулометрического состава (песчаные) к более тяжелому (суглинистые) коэффициенты биологического накопления снижаются в 1,5–2,5 раза. Многие тяжелые металлы фиксируются в органическом веществе почвы. Наиболее прочно они удерживаются фульвокислотами. Поэтому с увеличением содержания гумуса в почве, переход тяжелых металлов в растения уменьшается. Особенно сильно органическое вещество почвы влияет на биологическую доступность меди и свинца. Миграционная способность тяжелых металлов увеличивается с падением почвенной рН. Проводя мероприятия, направленные на уменьшение кислотности почвы, можно одновременно снизить и переход тяжелых металлов в растения. Причем, чем выше уровень накопления тяжелых металлов в почве, тем сильнее сказывается рН почвы на их переход в растения. Часто подвижность тяжелых металлов зависит от характера увлажнения почвы. Как правило, цинк и свинец сильнее накапливаются в растениях на временно избыточно увлажняемых и глееватых почвах.
Базовые положения, позволяющие получать продукцию растениеводства с допустимым содержанием тяжелых металлов состоят в:
· Тщательной оценке пространственного распределения сельскохозяйственных земель по уровням загрязнения тяжелыми металлами; · Прогнозе перехода тяжелых металлов в звене «почва – растения», основанном на литературных данных и предыдущем опыте; · Использовании приемов снижения поступления тяжелых металлов в растения (при необходимости); · Контроле за содержанием тяжелых металлов в выращиваемой продукции и кормах сельскохозяйственных животных; · Мониторинге содержания тяжелых металлов в основных компонентах агроэкосистем.Если содержание тяжелых металлов в почвах сельскохозяйственных угодий достигло критических уровней, способных привести к превышению нормативов, то необходимо осуществление комплекса специальных мероприятий. Они должны носить как технологический, так и организационный характер. Прежде всего, целесообразна реализация следующих задач:
· Подбор культур, менее всего накапливающих тяжелые металлы в данных почвенных условиях. Правильный подбор культур позволяет добиться двух- – трехкратного снижения накопления тяжелых металлов в сельскохозяйственной продукции. При высоком содержании тяжелых металлов в почвах, рекомендуется высевать рапс на маслосемена, можно выращивать на этих землях озимые рожь и пшеницу, а также многолетние кормовые травы. К культурам, слабо накапливающим цинк, относятся гречиха, озимая рожь и яровая пшеница. Даже при сильном накоплении меди в почве (до 300 мг/кг) можно, практически без ограничений, выращивать зернофураж и многолетние кормовые травы.
· Известкование почв. Для этих целей можно использовать традиционные мелиоранты (известь, доломитовая мука), а можно вносить кальцийсодержащие отходы – карбонатный сапропель, дефекат сахарных заводов и т.п. С помощью известкования кислых почв можно снизить поступление тяжелых металлов в растения до 2 раз.
· Увеличение содержания органического вещества в почве. Данная задача выполняется с помощью органических удобрений, вермигумуса и некоторых отходов с высоким содержанием органических веществ, но без тяжелых металлов (нейтрализованный лигнин, компосты различного состава и т.п.). Хорошие результаты достигаются при внесении органики по предварительно известкованным почвам. Повышенное содержание гумуса в почве позволяет приблизительно в полтора раза снизить поступление меди и цинка в продукцию растениеводства.
· Обеспечение сбалансированного минерального питания растений, при котором достигается максимально высокая урожайность. «Эффект разбавления» позволяет существенно снизить накопление тяжелых металлов в растениях.
Таким образом, прогнозировать уровни содержания тяжелых металлов в растениеводческой продукции необходимо не только исходя из их содержания в почве, следует также учитывать агрохимические показатели, а также биологические особенности растений. Рациональный подбор культур и мелиоративных мероприятий позволяет добиться получения нормативно чистых урожаев даже на сильно загрязненных тяжелыми металлами почвах.
Александр Никитин,
канд. с-х. наук