Могат да служат източници на замърсяване на почвата с тежки метали. Източници на замърсяване с тежки метали

С. Донахю - Замърсяване на почвата с тежки металиПочвите са един от най-важните компоненти на селскостопанската и градската среда и в двата случая доброто управление е ключът към качеството на почвата. Тази поредица от технически бележки разглежда човешки дейности, които причиняват деградация на почвата, както и практики за управление, които защитават градските почви. Тази техническа бележка се фокусира върху замърсяването на почвата с тежки метали

Метали в почвата

Добивът, производството и използването на синтетични вещества (напр. пестициди, бои, промишлени отпадъци, битови и промишлени води) може да доведе до замърсяване с тежки метали на градска и земеделска земя. Тежките метали също се срещат естествено, но рядко в токсични количества. Потенциално замърсяване на почвата може да възникне в стари депа (особено тези, използвани за промишлени отпадъци), в стари овощни градини, които са използвали пестициди, съдържащи арсен като активна съставка, в полета, които са били използвани за отпадъчни води или битови утайки в миналото, в или около сметища и хвостохранилища, промишлени зони, където химикалите може да са били изхвърлени на земята в зони надолу от промишлените съоръжения.

Прекомерното натрупване на тежки метали в почвите е токсично за хората и животните. Натрупването на тежки метали обикновено е хронично (излагане за дълъг период от време), заедно с храната. Остро (незабавно) отравяне с тежки метали възниква при поглъщане или контакт с кожата. Хроничните проблеми, свързани с дългосрочно излагане на тежки метали, включват:

1. Олово - психични разстройства.
2. Кадмий - засяга бъбреците, черния дроб и стомашно-чревния тракт.
3. Арсен - кожни заболявания, засяга бъбреците и централната нервна система.

Най-често срещаните катионни елементи са живак, кадмий, олово, никел, мед, цинк, хром и манган. Най-често срещаните анионни елементи са арсен, молибден, селен и бор.

Традиционни методи за ремедиация на замърсени почви

Практиките за възстановяване на почвата и културите могат да помогнат за предотвратяване на навлизането на замърсители в растенията, като ги оставят в почвата. Тези методи за саниране няма да доведат до премахване на замърсители с тежки метали, но ще помогнат за обездвижването им в почвата и ще намалят вероятността от отрицателни въздействия от металите. Моля, обърнете внимание, че трябва да се има предвид видът на метала (катион или анион):

1. Повишаване на pH на почвата до 6,5 или по-високо. Катионните метали са по-разтворими при по-ниски нива на pH, така че повишаването на pH ги прави по-малко достъпни за растенията и следователно е по-малко вероятно да бъдат включени в растителните тъкани и погълнати от хората. Повишаването на pH има обратен ефект върху анионните елементи.
2. Дренаж във влажни почви. Дренажът подобрява аерацията на почвата и ще позволи на металите да се окислят, правейки ги по-малко разтворими и достъпни. Обратното ще се наблюдава при хрома, който е по-лесно достъпен в окислената си форма. Активността на органичната материя е ефективна за намаляване на наличието на хром.
3. . Използването на фосфати. Фосфатните приложения могат да намалят наличието на катионни метали, но имат обратен ефект върху анионните съединения като арсен. Фосфатът трябва да се прилага разумно, тъй като високите нива на фосфор в почвата могат да доведат до замърсяване на водата.
4. Внимателен подбор на растения за използване в замърсени с метали почви Растенията пренасят повече метали в листата си, отколкото в плодовете или семената си. Най-големият риск от заразяване на храните във веригата са листните зеленчуци (маруля или спанак). Друга опасност е яденето на тези растения от добитък.

Екологични пречиствателни станции

Проучванията показват, че растенията са ефективни при почистване на замърсена почва (Wentzel et al., 1999). Фиторемедиацията е общ термин за използването на растения за отстраняване на тежки метали или за поддържане на почвата чиста, без замърсители като тежки метали, пестициди, разтворители, суров нефт, полициклични ароматни въглеводороди. Например, степната трева може да стимулира разграждането на петролни продукти. Дивите цветя наскоро бяха използвани за разграждане на въглеводороди от нефтения разлив в Кувейт. Хибридните тополови видове могат да премахнат химикали като TNT, както и високи нива на нитрати и пестициди (Brady and Weil, 1999).

Инсталации за обработка на замърсени с метали почви

Растенията са използвани за стабилизиране и отстраняване на метали от почвата и водата. Използват се три механизма: фитоекстракция, ризофилтрация и фитостабилизация.

Тази статия говори за ризофилтрация и фитостабилизация, но основният акцент ще бъде върху фитоекстракцията.

Ризофилтрацията е адсорбцията върху корените на растенията или абсорбцията от корените на растенията на замърсители, които се намират в разтворите около кореновата зона (ризосфера).

Ризофилтрацията се използва за дезинфекция на подпочвените води. Растения, отглеждани в оранжерии. Замърсената вода се използва за аклиматизиране на растенията в околната среда. След това тези растения се засаждат на мястото на замърсени подземни води, където корените филтрират водата и замърсителите. След като корените са наситени със замърсители, растенията се прибират. В Чернобил слънчогледите са използвани по този начин за отстраняване на радиоактивни вещества в подпочвените води (EPA, 1998)

Фитостабилизацията е използването на многогодишни растения за стабилизиране или обездвижване на вредни вещества в почвата и подземните води. Металите се абсорбират и натрупват в корените, адсорбират се върху корените или се отлагат в ризосферата. Освен това тези растения могат да се използват за възстановяване на растителността, където липсва естествена растителност, като по този начин се намалява рискът от водна и ветрова ерозия и излугване. Фитостабилизацията намалява мобилността на замърсителите и предотвратява по-нататъшното движение на замърсителите в подземните води или въздуха и намалява навлизането им в хранителната верига.

Фитоекстракция

Фитоекстракцията е процес на отглеждане на растения в замърсена с метали почва. Корените транспортират металите до надземните части на растенията, след което тези растения се събират и изгарят или компостират за рециклиране на металите. Може да са необходими няколко цикъла на растеж на културите, за да се намалят нивата на замърсяване в приемливи граници. Ако растенията са изгорени, пепелта трябва да се изхвърли на сметищата.

Растенията, отглеждани за фитоекстракция, се наричат ​​хиперакумулатори. Те абсорбират необичайно голямо количество метал в сравнение с други растения. Хипераакумулаторите могат да съдържат около 1000 милиграма на килограм кобалт, мед, хром, олово, никел и дори 10 000 милиграма на килограм (1%) манган и цинк в сухо вещество (Бейкър и Брукс, 1989).

Фитоекстракцията е по-лесна за метали като никел, цинк, мед, тъй като тези метали са предпочитани от повечето от 400-те хиперакумулаторни растения. Известно е, че някои растения от рода Thlaspi съдържат около 3% цинк в тъканите. Тези растения могат да се използват като руда поради високата концентрация на метала (Brady and Weil, 1999).

От всички метали оловото е най-честият замърсител на почвата (EPA, 1993). За съжаление растенията не натрупват олово в естествени условия. Хелатори като EDTA (етилендиаминтетраоцетна киселина) трябва да се добавят към почвата. EDTA позволява на растенията да извличат олово. Най-често използваното растение за извличане на олово е индийският синап (Brassisa juncea). Phytotech (частна изследователска компания) съобщи, че са изчистили плантации в Ню Джърси, съгласно индустриални стандарти 1 до 2, с индийска горчица (Wantanabe, 1997).

Растенията могат да премахнат цинк, кадмий, олово, селен и никел от почвата в средносрочни до дългосрочни проекти.

Традиционното почистване на обекта може да струва между $10,00 и $100,00 на кубичен метър (m3), докато отстраняването на замърсени материали може да струва $30,00 до $300/m3 За сравнение фитоекстракцията може да струва $0,05/m3 (Watanabe, 1997).

Бъдещи перспективи

Фиторемедиацията е изследвана в процеса на изследване на малки и големи приложения. Фиторемедиацията може да премине в сферата на комерсиализацията (Watanabe, 1997). Предвижда се пазарът на фиторемедиация да достигне $214 до $370 милиона до 2005 г. (Environmental Science & Technology, 1998). Като се има предвид настоящата ефективност на фиторемедиацията, тя е най-подходяща за почистване на по-големи площи, в които замърсителите присъстват в ниски до средни концентрации. Преди пълното комерсиализиране на фиторемедиацията са необходими допълнителни изследвания, за да се гарантира, че растителните тъкани, използвани за фиторемедиация, нямат неблагоприятни ефекти върху околната среда, дивата природа или хората (EPA, 1998). Необходими са също изследвания за намиране на по-ефективни биоакумулатори, които произвеждат повече биомаса. Има нужда от комерсиално извличане на метали от растителна биомаса, за да могат да бъдат рециклирани. Фиторемедиацията е по-бавна от традиционните методи за отстраняване на тежки метали от почвата, но е много по-евтина. Предотвратяването на замърсяването на почвата е много по-евтино от отстраняването на катастрофални последици.

Списък на използваната литература

1 Бейкър, A.J.M. и R.R. Брукс. 1989. Сухоземни растения, които хиперакумулират метални елементи - преглед на тяхното разпространение, екология и фитохимия. Биовъзстановяване 1:81:126.
2. Брейди, Н.К. и Р.Р. Weil. 1999. Същност и свойства на почвите. 12-то изд. Прентис Хол. Горна река Садъл, Ню Джърси.
3. Екологични науки и технологии. 1998 Фиторемедиация; прогнозиране. Екологични науки и технологии. Vol. 32, брой 17, стр.399А.
4. Макграт, С.П. 1998. Фитоекстракция за ремедиация на почвата. стр. 261-287. В Р. Брукс (ред.) Растения, които хиперакумулират тежки метали, тяхната роля във фиторемедиацията, микробиологията, археологията, изследването на минерали и фитодобивът. CAB International, Ню Йорк, Ню Йорк.
5. Фитотех. 2000. Фиторемедиационна технология.

Тежките метали сега са доста по-напред от такива добре познати замърсители като въглероден диоксид и сяра и според прогнозата те трябва да станат най-опасните, по-опасни от ядрените отпадъци и твърдите отпадъци. Замърсяването с тежки метали е свързано с широкото им използване в индустриалното производство, съчетано с лоши почистващи системи, в резултат на което тежките метали навлизат в околната среда. Почвата е основната среда, в която навлизат тежки метали, включително от атмосферата и водната среда. Той също така служи като източник на вторично замърсяване на повърхностния въздух и водите, които навлизат в Световния океан от него. Тежките метали се усвояват от почвата от растенията, които след това попадат в храната на по-високо организирани животни.

Напоследък широко разпространение получи терминът тежки метали, който характеризира широка група замърсители. В различни научни и приложни трудове авторите интерпретират значението на това понятие по различен начин. В тази връзка броят на елементите, причислени към групата на тежките метали, варира в широк диапазон. Като критерии за членство се използват множество характеристики: атомна маса, плътност, токсичност, разпространение в естествената среда, степен на участие в природни и техногенни цикли.

В трудове, посветени на проблемите на замърсяването на околната среда и мониторинга на околната среда, днес повече от 40 метала от периодичната система на D.I. Менделеев с атомна маса над 50 атомни единици: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi и др. В същото време следните условия играят важна роля в категоризирането на тежките метали: тяхната висока токсичност за живите организми в относително ниски концентрации, както и способността за биоакумулиране и биоувеличаване.

Според класификацията на N. Reimers металите с плътност над 8 g/cm3 трябва да се считат за тежки. Така тежките метали включват Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg.

Формално определението за тежки метали съответства на голям брой елементи. Въпреки това, според изследователи, занимаващи се с практическа дейност, свързана с организирането на наблюдения за състоянието и замърсяването на околната среда, съединенията на тези елементи далеч не са еквивалентни като замърсители. Поради това в много работи се наблюдава стесняване на обхвата на групата тежки метали, в съответствие с приоритетните критерии, поради насочеността и спецификата на работата. И така, във вече класическите произведения на Ю.А. Израел в списъка на химикалите, които трябва да бъдат определени в естествена среда на фонови станции в биосферни резервати, в раздела тежки метали са посочени Pb, Hg, Cd, As. От друга страна, съгласно решението на Работната група по емисиите на тежки метали, работеща под егидата на Икономическата комисия за Европа на ООН и събираща и анализираща информация за емисиите на замърсители в европейските страни, само Zn, As, Se и Sb бяха класифицирани като тежки метали.

Нормирането на съдържанието на тежки метали в почвата и растенията е изключително трудно поради невъзможността за пълно отчитане на всички фактори на околната среда. Така че промяната само на агрохимичните свойства на почвата (реакция на околната среда, съдържание на хумус, степен на насищане с основи, гранулометричен състав) може да намали или увеличи съдържанието на тежки метали в растенията няколко пъти. Има противоречиви данни дори за фоновото съдържание на някои метали. Резултатите, установени и цитирани от изследователите, понякога се различават 5-10 пъти.

Разпределението на металните замърсители в космоса е много сложно и зависи от много фактори, но във всеки случай почвата е основният приемник и акумулатор на техногенни маси от тежки метали.

Навлизането на тежки метали в литосферата в резултат на техногенно разсейване става по различни начини. Най-важният от тях е емисиите при високотемпературни процеси (черна и цветна металургия, пържене на циментови суровини, изгаряне на минерални горива). Освен това източникът на замърсяване на биоценозите може да бъде напояване с води с високо съдържание на тежки метали, въвеждане на утайки от битови отпадъчни води в почвите като тор, вторично замърсяване поради отстраняването на тежки метали от металургичните предприятия по вода или въздух потоци, притокът на големи количества тежки метали с постоянното внасяне на високи дози органични, минерални торове и пестициди. Приложение № 1 отразява съответствието между източниците на техногенно замърсяване и замърсителите метали.

За характеризиране на техногенното замърсяване с тежки метали се използва коефициент на концентрация, който е равен на съотношението на концентрацията на даден елемент в замърсената почва към неговата фонова концентрация. При замърсяване с няколко тежки метала степента на замърсяване се оценява по стойността на общия индекс на концентрация (Zc) .

В Приложение № 1 индустриите, които в момента работят на територията на Комсомолск на Амур, са подчертани с цвят. Таблицата показва, че елементи като цинк, олово, кадмий изискват задължителен контрол върху нивото на ПДК, особено предвид факта, че те са включени в списъка на основните замърсители от тежки метали (Hg, Pb, Cd, As - според Ю. А. Израел), главно защото тяхното техногенно натрупване в околната среда протича с висока скорост.

Въз основа на тези данни ще се запознаем по-подробно с характеристиките на тези елементи.

Цинкът е един от активните микроелементи, които влияят върху растежа и нормалното развитие на организмите. В същото време много съединения на цинка са токсични, предимно неговият сулфат и хлорид.

ПДК в Zn 2+ е 1 mg / dm 3 (ограничаващ показател за вредност - органолептичен), ПДК vr Zn 2+ - 0,01 mg / dm 3 (ограничаващ признак за вредност - токсикологичен) (Биогеохимични свойства Виж Приложение 2) .

В момента оловото заема първо място сред причините за индустриални отравяния. Това се дължи на широкото му използване в различни индустрии (Приложение 1).

Оловото се съдържа в емисиите от металургичните предприятия, които сега са основният източник на замърсяване, металообработването, електротехниката и нефтохимията. Значителен източник на олово са отработените газове от превозни средства, използващи оловен бензин.

В момента броят на автомобилите и интензивността на тяхното движение продължава да нараства, което увеличава и количеството емисии на олово в околната среда.

Заводът за батерии в Комсомолск на Амур по време на своята работа беше мощен източник на замърсяване с олово в градските райони. Елементът чрез атмосферата се утаи на повърхността на почвата, натрупа се и сега практически не се отстранява от нея. Днес един от източниците на замърсяване също е металургичен завод. Има по-нататъшно натрупване на олово, заедно с неликвидирани преди това "резерви". При съдържание на олово от 2-3 g на 1 kg почва, почвата става мъртва.

Бяла книга, публикувана от руски специалисти, съобщава, че замърсяването с олово обхваща цялата страна и е една от многото екологични катастрофи в бившия Съветски съюз, които излязоха наяве през последните години. По-голямата част от територията на Русия изпитва натоварване от оловни отпадъци, което надвишава критичната стойност за нормалното функциониране на екосистемата. Още през 90-те години на миналия век в десетки градове превишението на концентрациите на олово във въздуха и почвата е по-високо от стойностите, съответстващи на ПДК. Към днешна дата, въпреки подобряването на техническото оборудване, ситуацията не се е променила много (Приложение 3).

Замърсяването с олово оказва влияние върху човешкото здраве. Приемането на химикала в тялото става чрез вдишване на въздух, съдържащ олово, а приемането на олово с храна, вода и прахови частици. Химикалът се натрупва в тялото, в костите и повърхностните тъкани. Засяга бъбреците, черния дроб, нервната система и кръвотворните органи. Експозицията на олово нарушава женската и мъжката репродуктивна система. За жените в бременна и репродуктивна възраст повишените нива на олово в кръвта са особено опасни, тъй като под действието му се нарушава менструалната функция, по-чести са преждевременните раждания, спонтанните аборти и смъртта на плода поради проникването на оловото през плацентарната бариера. Новородените имат висока смъртност. Ниското тегло при раждане, забавянето на растежа и загубата на слуха също са резултат от отравяне с олово.

За малките деца отравянето с олово е изключително опасно, тъй като влияе негативно на развитието на мозъка и нервната система. Дори при ниски дози отравянето с олово при деца в предучилищна възраст води до намаляване на интелектуалното развитие, вниманието и способността за концентрация, изоставане в четенето, води до развитие на агресивност, хиперактивност и други проблеми в поведението на детето. Тези аномалии в развитието могат да бъдат дългосрочни и необратими. Високите дози интоксикация водят до умствена изостаналост, кома, конвулсии и смърт.

Лимитиращият показател за вредност е санитарно-токсикологичен. ПДК за олово е 0,03 mg/dm 3 , ПДК за BP е 0,1 mg/dm 3 .

Антропогенните източници на кадмий в околната среда могат да бъдат разделени на две групи:

• § локални емисии, свързани с промишлени комплекси, които произвеждат (те включват редица химически предприятия, особено за производството на сярна киселина) или използват кадмий.
• § Източници на различна мощност, дифузно разпръснати по Земята, вариращи от топлоелектрически централи и двигатели до минерални торове и тютюнев дим.

Две свойства на кадмия определят значението му за околната среда:

• 1. Относително високо налягане на парите, което го прави лесно да се изпари, например по време на топене или изгаряне на въглища;
• 2. Висока разтворимост във вода, особено при ниски киселинни стойности на pH (особено при pH5).

Попадналият в почвата кадмий се намира в нея предимно в подвижна форма, което има отрицателно екологично значение. Подвижната форма обуславя относително високата миграционна способност на елемента в ландшафта и води до повишено замърсяване на потока вещества от почвата към растенията.

Замърсяването на почвата с Cd продължава дълго време дори след като този метал спре да се доставя отново. До 70% от кадмия, постъпващ в почвата, се свързва с почвените химически комплекси, достъпни за усвояване от растенията. Почвената микрофлора също участва в процесите на образуване на кадмиево-органични съединения. В зависимост от химичния състав, физичните свойства на почвата и формата на постъпващия кадмий, трансформациите му в почвата завършват за няколко дни. В резултат на това кадмият се натрупва в йонна форма в кисели води или като неразтворим хидроксид и карбонат. Може да бъде в почвата и под формата на сложни съединения. В райони с високо съдържание на кадмий в почвата се установява 20-30-кратно увеличение на концентрацията му в надземните части на растенията в сравнение с растенията на незамърсени територии. Видимите симптоми, причинени от повишеното съдържание на кадмий в растенията, са хлороза на листата, червено-кафяво оцветяване на краищата и жилките им, както и забавяне на растежа и увреждане на кореновата система.

Кадмият е силно токсичен. Високата фитотоксичност на кадмия се обяснява със сходството на химичните му свойства с цинка. Следователно кадмият може да замести цинка в много биохимични процеси, нарушавайки работата на голям брой ензими. Фитотоксичността на кадмия се проявява в инхибиторния ефект върху фотосинтезата, нарушаване на транспирацията и фиксирането на въглероден диоксид, както и в промени в пропускливостта на клетъчните мембрани.

Специфичното биологично значение на кадмия като микроелемент не е установено. Кадмият навлиза в човешкото тяло по два начина: по време на работа и с храна. Хранителните вериги на прием на кадмий се формират в райони с повишено замърсяване на почвите и водите с кадмий. Кадмият намалява активността на храносмилателните ензими (трипсин и в по-малка степен пепсин), променя тяхната активност и активира ензимите. Кадмият засяга въглехидратния метаболизъм, причинявайки хипергликемия, инхибирайки синтеза на гликоген в черния дроб.

ПДК в е 0,001 mg/dm 3 , ПДК във vr е 0,0005 mg/dm 3 (граничният признак за вредност е токсикологичен).

Поради антропогенната дейност в околната среда попада огромно количество различни химични елементи и техните съединения - до 5 тона органични и минерални отпадъци на човек годишно. От половината до две трети от тези вложения остават в шлака, пепел, образувайки локални аномалии в химичния състав на почвите и водите.

Предприятия, сгради, градска икономика, промишлени, битови и фекални отпадъци от населени места и индустриални зони не само отчуждават почвата, но и на десетки километри наоколо нарушават нормалната биогеохимия и биология на почвено-екологичните системи. До известна степен всеки град или индустриален център е причина за големи биогеохимични аномалии, които са опасни за хората.

Източникът на тежки метали са предимно промишлени емисии. В същото време горските екосистеми страдат много повече от земеделските почви и култури. Особено токсични са оловото, кадмият, живакът, арсенът и хромът.

Тежките метали, като правило, се натрупват в почвения слой, особено в горните хумусни хоризонти. Времето на полуразпад на отстраняването на тежки метали от почвата (излужване, ерозия, консумация от растенията, дефлация) е, в зависимост от вида на почвата, за:

• цинк - 70-510 години;
• кадмий - 13-полет;
• мед - 310-1500 години;
• олово - 740-5900г.

Сложните и понякога необратими последици от влиянието на тежките метали могат да бъдат разбрани и предвидени само на базата на ландшафтно-биогеохимичен подход към проблема с токсикантите в биосферата. Следните показатели влияят особено върху нивата на замърсяване и токсично-екологичната обстановка:

• почвена биопродуктивност и съдържание на хумус;
• киселинно-алкален характер на почвите и водите;
• редокс условия;
• концентрация на почвени разтвори;
• капацитет за усвояване на почвата;
• гранулометричен състав на почвите;
• вид воден режим.

Ролята на тези фактори все още не е достатъчно проучена, въпреки че именно почвената покривка е крайният приемник на повечето техногенни химикали, участващи в биосферата. Почвите са основен акумулатор, сорбент и унищожител на токсиканти.

Значителна част от металите постъпват в почвата от антропогенни дейности. Разселването започва от момента на добива на руда, газ, нефт, въглища и други минерали. Веригата на разпръскване на елементи може да бъде проследена от минна мина, кариера, след това възникват загуби по време на транспортирането на суровини до обогатителна фабрика, в самата фабрика, разпръскването продължава по линията на обработка на обогатяване, след това в процеса на металургична обработка, производство на метали и до сметища, промишлени и битови сметища.

Емисиите от промишлени предприятия в значителни количества идват с широка гама от елементи и замърсителите не винаги са свързани с основните продукти на предприятията, но могат да бъдат част от примеси. Така че в близост до оловна топилна фабрика кадмият, медта, живакът, арсенът и селенът могат да бъдат приоритетни замърсители, а в близост до инсталации за топене на алуминий флуорът, арсенът и берилият могат да бъдат приоритетни замърсители. Значителна част от емисиите от предприятията влизат в глобалния цикъл - до 50% от олово, цинк, мед и до 90% от живак.

Годишното производство на някои метали надвишава естествената им миграция, особено значително на оловото и желязото. Очевидно е, че непрекъснато нарастващият натиск на техногенните метални потоци върху околната среда, включително почвите.

Близостта на източника на замърсяване оказва влияние върху атмосферното замърсяване на почвите. Така две големи предприятия в Свердловска област - Уралският алуминиев завод и Красноярската топлоелектрическа централа - се оказаха източници на техногенно замърсяване на въздуха с ясно изразени граници на техногенни метални валежи с атмосферни валежи.

Опасността от замърсяване на почвата с техногенни метали от въздушни аерозоли съществува за всеки тип почва и на всяко място в града, с единствената разлика, че почвите, разположени по-близо до източника на техногенеза (металургичен завод, ТЕЦ, бензиностанция или мобилният транспорт) ще бъдат по-замърсени.

Често интензивното действие на предприятията се простира върху малка площ, което води до увеличаване на съдържанието на тежки метали, арсенови съединения, флуор, серни оксиди, сярна киселина, понякога солна киселина, цианиди в концентрации, често надвишаващи ПДК (Таблица 4.1). ). Тревната покривка, горските насаждения умират, почвената покривка се унищожава, развиват се ерозионни процеси. До 30-40% тежки метали от почвата могат да попаднат в подземните води.

Почвата обаче служи и като мощна геохимична бариера за потока от замърсители, но само до определена граница. Изчисленията показват, че черноземите са в състояние да фиксират здраво до 40-60 t/ha олово само в орния слой с дебелина 0-20 cm, подзолистите - 2-6 t/ha, а почвените хоризонти като цяло - до до 100 t/ha, но в същото време възниква остра токсикологична ситуация в самата почва.

Още едно характеристика на почвата е способността активно да трансформира влизащите в нея съединения.В тези реакции участват минерални и органични компоненти, възможна е биологична трансформация. В същото време най-честите процеси са преходът на водоразтворимите съединения на тежките метали към слабо разтворими (оксиди, хидроксиди, соли с ниска Таблица 4.1.Списък на източниците на замърсяване и химичните елементи, чието натрупване е възможно в почвата в зоната на въздействие на тези източници (Ръководство MU 2.1.7.730-99 "Хигиенна оценка на качеството на почвата в населените места")

Източници замърсяване	Вид производство	коефициент на концентрация K s
Цветна металургия	Производство на цветни метали от руди и концентрати	Pb, Zn, Cu, Ag	Sn, As, Cd, Sb, Hg, Se, Bi
	Вторична обработка на цветни метали	Pb, Zn, Sn, Si
	Производство на твърди и огнеупорни цветни метали
	Производство на титан	Ag, Zn, Pb, B, Cu	Ti, Mn, Mo, Sn, V
Черна металургия	Производство на легирана стомана	Co, Mo, Bi, W, Zn
	производство на желязна руда
Машиностроене и металообработка	Предприятия с термична обработка на метали (с изключение на леярни)		Ni, Cr, Hg, Sn, Si
	Производство на оловни батерии
	Производство на устройства за електронната и електротехническата промишленост
Химическа индустрия	Производство на суперфосфат		Редкоземни елементи, Cu, Cr, As, It
	Производство на пластмаси
Индустрия строителни материали	Производство на цимент
Печат индустрия	Типови леярни, печатници
Твърди битови отпадъци		Pb, Cd, Sn, Cu, Ag, Sb, Zn
Утайки от отпадъчни води		Pb, Cd, V, Ni, Sn, Cr, Cu, Zn

разтворимост на SR) в състава на абсорбиращия в почвата комплекс (SPC): органичната материя образува комплексни съединения с йони на тежки метали. Взаимодействието на металните йони с компонентите на почвата протича като реакции на сорбция, утаяване-разтваряне, комплексообразуване, образуване на прости соли. Скоростта и посоката на трансформационните процеси зависят от pH на средата, съдържанието на фини частици и количеството хумус.

За екологичните последици от замърсяването на почвата с тежки метали от съществено значение стават концентрациите и формите на тежките метали в почвения разтвор. Подвижността на тежките метали е тясно свързана със състава на течната фаза: ниска разтворимост на оксиди и хидроксиди на тежки метали обикновено се наблюдава в почви с неутрална или алкална реакция. Напротив, мобилността на тежките метали е най-висока при силно кисела реакция на почвения разтвор; следователно токсичният ефект на тежките метали в силно киселинни тайгово-горски ландшафти може да бъде доста значителен в сравнение с неутрални или алкални почви. Токсичността на елементите за растенията и живите организми е пряко свързана с тяхната подвижност в почвите. В допълнение към киселинността, токсичността се влияе от свойствата на почвата, които определят силата на фиксиране на входящите замърсители; съвместното присъствие на различни йони има значителен ефект.

Най-голямата опасност за висшите организми, включително хората, са последиците от микробната трансформация на неорганични съединения на тежки метали в сложни съединения. Последствията от замърсяването с метали могат да бъдат и нарушаване на почвените трофични вериги в биогеоценозите. Възможно е също да се променят цели комплекси, общности от микроорганизми и почвени животни. Тежките метали инхибират важни микробиологични процеси в почвата - трансформацията на въглеродни съединения - така нареченото "дишане" на почвата, както и фиксирането на азота.

Замърсяването на почвата с тежки метали има различни източници:

• 1. отпадъци от металообработващата промишленост;
• 2. промишлени емисии;
• 3. продукти от изгаряне на гориво;
• 4. автомобилни изгорели газове;
• 5. средства за химизация на селското стопанство

Замърсяването на почвата в резултат на природни фактори и главно антропогенни източници не само променя хода на почвообразуващите процеси, което води до намаляване на добива, отслабва самопречистването на почвите от вредни организми, но също така има пряко или косвено ефект (чрез растения, растителни или животински храни) ) влияние. Тежките метали, идващи от почвата към растенията, предавани по хранителните вериги, имат токсичен ефект върху растенията, животните и човешкото здраве.

Тежките метали според степента на токсично въздействие върху околната среда се делят на три класа на опасност: 1. As, Cd, Hg, Pb, Se, Zn, Ti;

• 2. Co, Ni, Mo, Cu, So, Cr;
• 3. Бар, V, W, Mn, Sr.

Влияние на замърсяването върху добивите и качеството на продуктите.

Нарушенията, възникващи в растителните организми под въздействието на излишък от тежки метали, водят до промяна в добива и качеството на растителните продукти (предимно поради увеличаване на съдържанието на самите метали. Провеждане на мерки за рехабилитация на почви, замърсени с тежки метали сами по себе си не може да гарантира високи добиви на безопасни за околната среда. Подвижността на тежките метали и тяхната наличност за растенията се контролират до голяма степен от такива свойства на почвата като киселинно-алкални условия, редокс режими, съдържание на хумус, разпределение на размера на частиците и свързания капацитет на усвояване. Ето защо, преди да продължите към разработването на специфични мерки за възстановяване на плодородието на замърсените почви, е необходимо да се определят критериите за класифицирането им според опасността от замърсяване с тежки метали въз основа на комбинация от физични и химични свойства. добивите от лами рязко спадат.

В почвата токсичните нива на замърсители се натрупват бавно, но те остават в нея за дълго време, оказвайки негативно влияние върху екологичната ситуация на цели региони. Почвите, замърсени с тежки метали и радионуклиди, са почти невъзможни за почистване. Засега е известен единственият начин: такива почви да се засяват с бързорастящи култури, които дават голяма зелена маса; такива култури извличат токсични елементи от почвата и след това събраната реколта трябва да бъде унищожена. Но това е доста дълга и скъпа процедура. Възможно е да се намали мобилността на токсичните съединения и навлизането им в растенията чрез повишаване на pH на почвата чрез варуване или добавяне на големи дози органични вещества, като торф. Дълбоката оран може да даде добър ефект, когато горният замърсен слой на почвата се спуска на дълбочина 50-70 см по време на оран, а дълбоките слоеве на почвата се издигат на повърхността. За да направите това, можете да използвате специални многостепенни плугове, но дълбоките слоеве все още остават замърсени. И накрая, почви, замърсени с тежки метали (но не и радионуклиди), могат да се използват за отглеждане на култури, които не се използват като храна или фураж, като например цветя. От 1993 г. на територията на Република Беларус се извършва агроекологичен мониторинг на основните токсични вещества в околната среда - тежки метали, пестициди и радионуклиди. На територията на областта, в която се намира фермата, не е установено превишение на ПДК по тежки метали.

Тежките метали (ТМ) включват около 40 метала с атомни маси над 50 и плътност над 5 g/cm3, въпреки че лекият берилий също е включен сред ТМ. И двата признака са доста условни и списъците с ХМ не съвпадат за тях.

Според токсичността и разпространението в околната среда може да се разграничи приоритетна група ТМ: Pb, Hg, Cd, As, Bi, Sn, V, Sb. Малко по-малко важни са: Cr, Cu, Zn, Mn, Ni, Co, Mo.

Всички ТМ са отровни до известна степен, въпреки че някои от тях (Fe, Cu, Co, Zn, Mn) са част от биомолекули и витамини.

Тежките метали с антропогенен произход навлизат в почвата от въздуха под формата на твърди или течни валежи. Горските масиви с тяхната развита контактна повърхност особено интензивно задържат тежки метали.

Като цяло опасността от замърсяване на въздуха с тежки метали съществува еднакво за всички почви. Тежките метали влияят неблагоприятно върху почвените процеси, почвеното плодородие и качеството на земеделската продукция. Възстановяването на биологичната продуктивност на замърсени с тежки метали почви е един от най-трудните проблеми при опазването на биоценозите.

Важна характеристика на металите е устойчивостта на замърсяване. Самият елемент не може да се срине, преминавайки от едно съединение в друго или движейки се между течната и твърдата фаза. Възможни са редокс преходи на метали с променлива валентност.

Опасните за растенията концентрации на HM зависят от генетичния тип на почвата. Основните показатели, влияещи върху натрупването на ТМ в почвите са киселинно-алкални свойстваи съдържание на хумус.

Почти невъзможно е да се вземе предвид цялото разнообразие от почвено-геохимични условия при установяване на ПДК на тежки метали. Понастоящем за редица тежки метали са установени AEC за тяхното съдържание в почвите, които се използват като ПДК (Приложение 3).

При превишаване на допустимите стойности на съдържанието на HM в почвите, тези елементи се натрупват в растенията в количества, надвишаващи тяхната ПДК във фуражите и хранителните продукти.

В замърсени почви дълбочината на проникване на ТМ обикновено не надвишава 20 см, но в случай на силно замърсяване ТМ могат да проникнат на дълбочина до 1,5 м. От всички тежки метали цинкът и живакът имат най-висока миграционна способност и се разпределят равномерно в почвения слой на дълбочина 0...20 cm, докато оловото се натрупва само в повърхностния слой (0...2,5 cm). Междинно положение между тези метали заема кадмият.

При водя тенденцията към натрупване в почвата е ясно изразена; неговите йони са неактивни дори при ниски стойности на pH. За различните видове почви скоростта на измиване на олово варира от 4 g до 30 g/ha годишно. В същото време количеството олово, въведено в различни райони, може да бъде 40...530 g/ha годишно. Оловото, навлизащо в почвата по време на химическо замърсяване, сравнително лесно образува хидроксид в неутрална или алкална среда. Ако почвата съдържа разтворими фосфати, тогава оловният хидроксид се превръща в слабо разтворими фосфати.

Значително замърсяване на почвата с олово може да има по главните магистрали, в близост до предприятията на цветната металургия, в близост до инсинераторите за отпадъци, където няма обработка на димните газове. Продължаващата постепенна замяна на моторните горива, съдържащи тетраетил олово, с безоловни горива показа положителни резултати: навлизането на олово в почвата рязко намаля и в бъдеще този източник на замърсяване ще бъде до голяма степен елиминиран.

Опасността от попадане на олово с почвени частици в организма на детето е един от определящите фактори при оценката на риска от замърсяване на почвата в населените места. Фоновите концентрации на олово в различни видове почви варират от 10 до 70 mg/kg. Според американски изследователи съдържанието на олово в градските почви не трябва да надвишава 100 mg / kg - като същевременно предпазва тялото на детето от прекомерен прием на олово чрез ръце и замърсени играчки. В реални условия съдържанието на олово в почвата значително надвишава това ниво. В повечето градове съдържанието на олово в почвата варира между 30…150 mg/kg, със средна стойност около 100 mg/kg. Най-високо съдържание на олово - от 100 до 1000 mg / kg - има в почвата на градовете, където са разположени металургични и акумулаторни предприятия (Алчевск, Запорожие, Днепродзержинск, Днепропетровск, Донецк, Мариупол, Кривой Рог).

Растенията са по-толерантни към оловото от хората и животните, така че нивата на олово в растителните храни и фуражите трябва да се наблюдават внимателно.

При животни на пасища първите признаци на отравяне с олово се наблюдават при дневна доза от около 50 mg/kg сухо сено (при силно замърсени с олово почви полученото сено може да съдържа олово 6,5 g/kg сухо сено!). За хората, когато ядат маруля, ПДК е 7,5 mg олово на 1 kg листа.

За разлика от оловото кадмий навлиза в почвата в много по-малки количества: около 3…35 g/ha годишно. Кадмият се внася в почвата от въздуха (около 3 g/ha годишно) или с фосфорсъдържащи торове (35...260 g/t). В някои случаи фабриките за преработка на кадмий могат да бъдат източник на замърсяване. В кисели почви с pH стойност<6 ионы кадмия весьма подвижны и накопления металла не наблюдается. При значениях рН>6 кадмият се отлага заедно с хидроксидите на желязо, манган и алуминий, със загуба на протони от ОН групи. Този процес става обратим с понижаване на pH и кадмият, както и други HM, могат да дифундират необратимо бавно в кристалната решетка на оксиди и глини.

Кадмиевите съединения с хуминови киселини са много по-малко стабилни от подобни оловни съединения. Съответно натрупването на кадмий в хумус протича в много по-малка степен от натрупването на олово.

Кадмиевият сулфид, който се образува от сулфати при благоприятни редукционни условия, може да се посочи като специфично кадмиево съединение в почвата. Кадмиевият карбонат се образува само при стойности на pH>8, поради което предпоставките за неговото прилагане са изключително ниски.

Напоследък се обръща голямо внимание на факта, че повишена концентрация на кадмий се открива в биологичната утайка, която се въвежда в почвата, за да я подобри. Около 90% от кадмия, присъстващ в отпадъчните води, преминава в биологична утайка: 30% по време на първоначалното утаяване и 60 ... 70% по време на по-нататъшната му обработка.

Почти невъзможно е да се отстрани кадмий от утайките. По-внимателният контрол на съдържанието на кадмий в отпадъчните води обаче може да намали съдържанието му в утайките до стойности под 10 mg/kg сухо вещество. Следователно практиката за използване на утайки от отпадъчни води като тор варира значително в различните страни.

Основните параметри, които определят съдържанието на кадмий в почвените разтвори или неговата сорбция от почвените минерали и органични компоненти, са pH и вида на почвата, както и наличието на други елементи, като калций.

В почвените разтвори концентрацията на кадмий може да бъде 0,1 ... 1 μg / l. В горните слоеве на почвата, на дълбочина до 25 cm, в зависимост от концентрацията и вида на почвата елементът може да се задържи 25...50 години, а в някои случаи дори 200...800 години.

Растенията усвояват от минералните вещества на почвата не само жизненоважни за тях елементи, но и такива, чието физиологично действие е или неизвестно, или безразлично за растението. Съдържанието на кадмий в растението се определя изцяло от неговите физични и морфологични свойства - неговия генотип.

Коефициентът на пренос на тежки метали от почвата към растенията е даден по-долу:

Pb 0,01…0,1 Ni 0,1…1,0 Zn 1…10

Cr 0,01…0,1 Cu 0,1…1,0 Cd 1…10

Кадмият е склонен към активна биоконцентрация, което води за сравнително кратко време до натрупването му в излишни бионалични концентрации. Следователно кадмият, в сравнение с други ТМ, е най-мощният почвен токсикант (Cd > Ni > Cu > Zn).

Наблюдават се значителни разлики между отделните видове растения. Ако спанак (300 ppb), маруля (42 ppb), магданоз (31 ppb), както и целина, кресон, цвекло и див лук могат да бъдат приписани на растенията, "обогатени" с кадмий, тогава бобовите растения, доматите, костилковите плодове и семките плодовете съдържат относително малко кадмий (10...20 ppb). Всички концентрации са спрямо теглото на прясното растение (или плод). От зърнените култури пшеничното зърно е по-силно замърсено с кадмий от зърното на ръжта (50 и 25 ppb), но 80...90% от кадмия, получен от корените, остава в корените и сламата.

Усвояването на кадмий от почвата от растенията (пренос почва/растение) зависи не само от вида на растението, но и от съдържанието на кадмий в почвата. При висока концентрация на кадмий в почвата (над 40 mg/kg) на първо място е усвояването му от корените; при по-ниско съдържание най-голямото усвояване става от въздуха чрез младите издънки. Продължителността на растежа също влияе върху обогатяването на кадмий: колкото по-кратък е вегетационният период, толкова по-нисък е трансферът от почвата към растението. Това е причината натрупването на кадмий в растенията от торове да е по-малко от разреждането му поради ускоряването на растежа на растенията, предизвикано от действието на същите торове.

Ако се достигне висока концентрация на кадмий в растенията, това може да доведе до нарушения в нормалния растеж на растенията. Добивът на боб и моркови, например, намалява с 50%, ако съдържанието на кадмий в субстрата е 250 ppm. При морковите листата увяхват при концентрация на кадмий 50 mg/kg субстрат. При фасула при тази концентрация се появяват ръждиви (рязко изразени) петна по листата. При овеса може да се наблюдава хлороза (намалено съдържание на хлорофил) по краищата на листата.

В сравнение с растенията, много видове гъби натрупват големи количества кадмий. Гъбите с високо съдържание на кадмий включват някои сортове шампиньони, по-специално овчи шампиньони, докато ливадните и култивираните шампиньони съдържат сравнително малко кадмий. При изследване на различни части на гъбите се установява, че пластинките в тях съдържат повече кадмий, отколкото самата шапка, а най-малко кадмий има в стъблото на гъбата. Както показват експериментите с отглеждане на шампиньони, дву-трикратно увеличение на съдържанието на кадмий в гъбите се установява, ако концентрацията му в субстрата се увеличи 10 пъти.

Дъждовните червеи имат способността бързо да натрупват кадмий от почвата, в резултат на което са подходящи за биоиндикация на остатъците от кадмий в почвата.

Подвижност на йони мед дори по-висока от подвижността на кадмиевите йони. Това създава по-благоприятни условия за усвояване на медта от растенията. Поради високата си подвижност медта се измива по-лесно от почвата, отколкото оловото. Разтворимостта на медните съединения в почвата се увеличава значително при стойности на pH< 5. Хотя медь в следовых концентрациях считается необходимой для жизнедеятельности, у растений токсические эффекты проявляются при содержании 20 мг на кг сухого вещества.

Известно е алгецидното действие на медта. Медта има токсичен ефект върху микроорганизмите, докато концентрация от около 0,1 mg / l е достатъчна. Подвижността на медните йони в хумусния слой е по-ниска, отколкото в подлежащия минерален слой.

Относително подвижните елементи в почвата включват цинк. Цинкът е един от най-разпространените метали в технологиите и ежедневието, така че годишното му прилагане в почвата е доста голямо: то е 100 ... 2700 g на хектар. Особено замърсена е почвата в близост до предприятията, преработващи цинкосъдържащи руди.

Разтворимостта на цинка в почвата започва да се увеличава при стойности на pH<6. При более высоких значениях рН и в присутствии фосфатов усвояемость цинка растениями значительно понижается. Для сохранения цинка в почве важнейшую роль играют процессы адсорбции и десорбции, определяемые значением рН, в глинах и различных оксидах. В лесных гумусовых почвах цинк не накапливается; например, он быстро вымывается благодаря постоянному естественному поддержанию кислой среды.

За растенията токсичен ефект се създава при съдържание на около 200 mg цинк на kg сух материал. Човешкият организъм е достатъчно устойчив на цинк и рискът от отравяне при използване на селскостопански продукти, съдържащи цинк, е нисък. Замърсяването на почвата с цинк обаче е сериозен екологичен проблем, тъй като засяга много видове растения. При стойности на pH>6, цинкът се натрупва в почвата в големи количества поради взаимодействие с глини.

Различни връзки жлеза играят важна роля в почвените процеси поради способността на елемента да променя степента на окисление с образуването на съединения с различна разтворимост, окисление, подвижност. Желязото участва в антропогенната дейност в много висока степен, характеризира се с толкова висока технофилност, че често се казва, че съвременната "феругинизация" на биосферата. Понастоящем в техносферата са включени повече от 10 милиарда тона желязо, 60% от които са разпръснати в космоса.

Аерирането на възстановени почвени хоризонти, различни сметища, купища отпадъци води до окислителни реакции; докато железните сулфиди, присъстващи в такива материали, се превръщат в железни сулфати с едновременното образуване на сярна киселина:

4FeS 2 + 6H 2 O + 15O 2 \u003d 4FeSO 4 (OH) + 4H 2 SO 4

В такива среди стойностите на pH могат да намалеят до 2,5...3,0. Сярната киселина разрушава карбонатите с образуването на гипс, магнезий и натриев сулфат. Периодичната промяна в редокс условията на околната среда води до декарбонизация на почвата, по-нататъшно развитие на стабилна киселинна среда с pH 4 ... 2,5 и желязо и манган се натрупват в повърхностните хоризонти.

Хидроксиди и оксиди на желязо и манган по време на образуването на утайки лесно улавят и свързват никел, кобалт, мед, хром, ванадий, арсен.

Основни източници на замърсяване на почвата никел - предприятия от металургията, машиностроенето, химическата промишленост, изгаряне на въглища и мазут в топлоелектрически централи и котелни. Антропогенно замърсяване с никел се наблюдава на разстояние до 80...100 km или повече от източника на емисии.

Подвижността на никела в почвата зависи от концентрацията на органично вещество (хуминови киселини), pH и потенциала на средата. Миграцията на никел е сложна. От една страна, никелът идва от почвата под формата на почвен разтвор към растенията и повърхностните води, от друга страна, количеството му в почвата се попълва поради разрушаването на почвените минерали, смъртта на растенията и микроорганизмите, а също и поради въвеждането му в почвата с валежи и прах, с минерални торове.

Основен източник на замърсяване на почвата хром - изгаряне на гориво и отпадъци от галванично производство, както и шлакови депа при производството на ферохром, хромови стомани; някои фосфатни торове съдържат хром до 10 2 ... 10 4 mg / kg.

Тъй като Cr +3 е инертен в кисела среда (утаява се почти напълно при pH 5,5), неговите съединения в почвата са много стабилни. Напротив, Cr +6 е силно нестабилен и лесно се мобилизира в кисели и алкални почви. Намаляването на мобилността на хрома в почвата може да доведе до неговия дефицит в растенията. Хромът е част от хлорофила, който придава зелен цвят на листата на растенията и осигурява усвояването на въглероден диоксид от въздуха от растенията.

Установено е, че варуването, както и използването на органични вещества и фосфорни съединения значително намаляват токсичността на хроматите в замърсените почви. Когато почвите са замърсени с шествалентен хром, се използва подкисляване и след това използването на редуциращи агенти (напр. сяра), за да се редуцира до Cr +3, след което се извършва варуване, за да се утаят съединенията Cr +3.

Високата концентрация на хром в почвата на градовете (9...85 mg/kg) се свързва с високото му съдържание в дъждовните и повърхностните води.

Натрупването или измиването на токсични елементи, попаднали в почвата, до голяма степен зависи от съдържанието на хумус, който свързва и задържа редица токсични метали, но преди всичко мед, цинк, манган, стронций, селен, кобалт, никел (количеството на тези елементи в хумуса стотици до хиляди пъти повече, отколкото в минералния компонент на почвите).

Естествените процеси (слънчева радиация, климат, изветряне, миграция, разлагане, измиване) допринасят за самопречистването на почвата, чиято основна характеристика е нейната продължителност. Продължителност на самопочистването- това е времето, през което има намаление с 96% на масовата част на замърсителя от първоначалната стойност или до фоновата му стойност. За самопречистване на почвите, както и за тяхното възстановяване, е необходимо много време, което зависи от естеството на замърсяването и природните условия. Процесът на самопречистване на почвите продължава от няколко дни до няколко години, а процесът на възстановяване на нарушените земи отнема стотици години.

Способността на почвите да се самопречистват от тежки метали е ниска. От сравнително богати на органични вещества горски почви в умерения пояс с повърхностен отток се отстраняват само около 5% от оловото, идващо от атмосферата, и около 30% от цинка и медта. Останалата част от утаените ТМ се задържат почти напълно в повърхностния почвен слой, тъй като миграцията надолу по почвения профил е изключително бавна: със скорост 0,1–0,4 cm/година. Следователно периодът на полуразпад на оловото в зависимост от вида на почвата може да бъде от 150 до 400 години, а на цинка и кадмия - 100-200 години.

Земеделските почви се изчистват малко по-бързо от излишните количества на някои ТМ поради по-интензивната миграция поради повърхностния и подпочвен отток, както и поради факта, че значителна част от микроелементите преминават през кореновата система в зелена биомаса и се отнасят с прибиране на реколтата.

Трябва да се отбележи, че замърсяването на почвата с някои токсични вещества значително инхибира процеса на самопречистване на почвите от бактерии от групата на Escherichia coli. Така при съдържание на 3,4-бензпирен 100 μg/kg почва, броят на тези бактерии в почвата е 2,5 пъти по-висок, отколкото в контролата, а при концентрация над 100 μg/kg и до 100 mg/kg, те са много повече.

Изследванията на почвата в района на металургичните центрове, извършени от Института по почвознание и агрохимия, показват, че в радиус от 10 km съдържанието на олово е 10 пъти по-високо от фоновата стойност. Най-голямо превишение е отбелязано в градовете Днепропетровск, Запорожие и Мариупол. Около Донецк, Запорожие, Харков, Лисичанск е отбелязано съдържание на кадмий 10…100 пъти по-високо от фоновото ниво; хром - около Донецк, Запорожие, Кривой Рог, Никопол; желязо, никел - около Кривой Рог; манган - в района на Никопол. Като цяло, според същия институт, около 20% от територията на Украйна е замърсена с тежки метали.

При оценка на степента на замърсяване с тежки метали се използват данни за ПДК и тяхното фоново съдържание в почвите на основните природни и климатични зони на Украйна. При установяване на повишено съдържание на няколко метала в почвата, замърсяването се оценява по метала, чието съдържание надвишава в най-голяма степен нормата.