Химическое загрязнение почвы таблица

Химическое загрязнение влияет на биологические свойства почвы. В частности, ртуть и свинец угнетают микробиологические почвенные процессы, снижают плодородие почвы. В отношении влияния загрязнителей почв на здоровье человека установлено, что повышенное содержание ртути в почве способствует распространению болезней нервной, эндокринной и мочеполовой систем. Накопление в почве свинца может стать причиной изменения со стороны кроветворения, органов внутренней секреции и учащения случаев тяжелых заболеваний.

Вдоль крупных автотрасс в почве накапливаются тяжелые металлы и, прежде всего, свинец. Здесь выпас скота, выращивание сельскохозяйственных культур с экологической точки зрения нежелательно.

В современных условиях особую опасность для экосистем природы и самого человека представляют пестициды (ядохимикаты, используемые для защиты растений и животных от вредителей).

В экологически грязной почве могут быть микробы и вирусы, которые передаются человеку. Возбудители отдельных инфекционных заболеваний сохраняют свою жизнеспособность до 20 и более лет.

Многие болезни передаются через почву. Наиболее простой путь заражения – загрязнение рук инфицированной почвой. Тщательное мытье рук, овощей, фруктов и корнеплодов – один из существенных барьеров на пути заражения организма.

Почва, загрязненная возбудителями болезней, опасна еще и тем, что с течением времени происходит заражение (инфицирование) колодцев, скважин, поверхностных водоемов.

Почва обладает свойством самоочищаться. Органические вещества перерабатываются почвенными микроорганизмами, образуя гумус. При этом в почве уменьшается количество болезнетворных микробов, разрушаются токсические органические соединения. Однако способность почвы к самоочищению ограничена, и при чрезмерном загрязнении обезвреживание болезнетворных микробов не происходит.

Наша жизнь напрямую зависит от экологической среды, в которой эта жизнь происходит. Рассмотрим, что же в последние десятилетия происходит с окружающей средой и со всеми нами, когда мы потребляем продукты питания, выращенные в этой самой среде или же произведенные по существующим технологиям. Обсудим так же негативное действие на организм человека веществ природного происхождения, потребляемых с пищей.

Интенсивное развитие промышленности и сельского хозяйства привело к увеличению выбросов во внешнюю среду опасных для человека жидких и газообразных технологических и бытовых отходов. Известны факты использования необоснованно больших количеств химических удобрений и ядохимикатов для борьбы с сорняками, микроорганизмами, насекомыми, грызунами и другими вредителями. К этому следует добавить и грубейшие нарушения природопользования, вызывающие порой непредсказуемые экологические последствия. Все это привело к тому, что организм человека испытывает негативные постоянные воздействия.

Химиками синтезировано и идентифицировано 12 млн. различных химических веществ. Одежда из синтетических волокон, материалы отделки жилища и мебель, пищевые добавки, отдушки, разрыхлители и др. – насколько безопасен для нас этот контакт. Питание может служить причиной значительного числа раковых заболеваний.

Причины и число раковых заболеваний

Причины раковых заболеваний

Смертность раковых больных от общего числа умерших %

Репродуктивное и сексуальное поведение

Загрязнение окружающей среды

Медикаментозное лечение

Таблица наглядно показывает, что питание является даже большим фактором риска, чем курение.

Определить по внешнему виду содержание нитратов в овощах и фруктах трудно или вообще невозможно. У вегетирующих (с листьями и стеблями) растений по интенсивности зеленой окраски листьев и черешков, особенно нижних ярусов, можно лишь ориентировочно судить: чем она темнее, тем нитратов в них содержится больше. При осмотре клубней картофеля, корнеплодов, плодов, ягод это сделать еще труднее. Агробиологии рекомендуют при покупке выбирать не самые красивые плоды. В блестящих, как будто искусственных плодах нитратов, как правило, больше. Замечено, что корнеплоды моркови одного сорта, но имеющие более яркую окраску, содержат нитратов меньше, чем корнеплоды, окрашенные менее интенсивно. Зеленые бобы фасоли содержат нитратов больше, чем желтые. Такая же зависимость окраски от содержания нитратов наблюдается и у сладкого перца. В арбузах и дынях много нитратов под коркой и в незрелых плодах. В сочных перезревших арбузах наличие нитратов легко определить по пустотам в мякоти, из которых выпадают семена.

Соли азотной кислоты, нитраты, являются элементом питания растений и естественным компонентом пищевых продуктов растительного происхождения. Их высокая концентрация в почве совершенно не токсична для растений, напротив, она способствует усиленному росту наземной части растений, более активному протеканию фотосинтеза, лучшему формированию репродуктивных органов и в конечном итоге – более высокому урожаю. Во время массового образования кочанов и черешков листьев капусты, нитратов должно быть 2000-3000 мг/кг.

Поскольку в органические соединения растений включается только аммонийный азот, нитрат-анионы, поглощенные растением, должны восстановиться в клетках до аммиака. Образованием аммиака завершается и распад органических веществ-аминокислот, амидов, белков.

В то же время у животных и человека высокие дозы нитратов могут вызвать отравление и даже привести к смерти. Токсическое действие нитратов связано с их восстановлением до нитритов, аммиака, гидроксил-амина под влиянием микрофлоры пищеварительного тракта и тканевых ферментов. Если в организм человека поступают высокие дозы нитратов, через 4-6 часов появляются тошнота, одышка, посинение кожных покровов, диарея. Одновременно ощущается общая слабость, головокружение, боли в затылке и сердцебиение. Первой доврачебной помощью при этом является обильное промывание желудка, прием активированного угля и солевых слабительных. Употребление в течение долгого времени пищи и воды с высоким содержанием нитратов вызывает также аллергию, нарушение деятельности щитовидной железы, приводит к возникновению многочисленных болезней в результате нарушения обмена веществ, опорно-двигательного аппарата и нервной системы.

Такое токсическое действие на организм нитратов заключается в том, что в желудочно-кишечном тракте они, превратившись в нитриты, попадают в кровь и окисляют двухвалентное железо гемоглобина в трехвалентное. При этом образуется метгемоглобин, не способный переносить кислород к тканям и органам, в результате чего может наблюдаться удушье.

Выявлены два способа окисления гемоглобина HbFe 2+. При прямом окислении роль окислителя играют нитрит-анионы:

3 HbFe 2+ + 2 NO2- + 14 H + = 3 HbFe 3+ + 2 NH3 + 4 H2O.

Во время косвенного окисления гемоглобина сначала нитриты окисляются до нитратов с образованием пероксида водорода, затем последний вступает в реакцию с железом гемоглобина:

NO2- + O2 + H2O = NO3- + H2O2,

HbFe2+ + 2H2O2 + 4H+ = HbFe3+ + 4H2O.

Угрозой для жизни является накопление в крови 20% и более метгемоглобина ( HbFe 3+).

Наибольшая же опасность повышенного содержания нитратов в организме заключается в способности нитрит-иона участвовать в реакции нитрозирования аминов и амидов, в результате которой образуются нитрозосоединения, обладающие канцерогенным и мутагенным действием.

Образование нитрозосоединений происходит при взаимодействии азотистой кислоты со вторичными аминами как в продуктах питания в процессе их кулинарной обработки, так и внутри организма:

(R2)NH + HNO2 = (R)2N-NO + H2O.

N -нитрозосоединения имеют общую структуру:

Их можно разделить на два класса с различными свойствами: нитрозамины, где R 1 и R 2 – алкильные или арильные группы, и нитрозамиды, где R 1 –алкильная или арильная группа, а R 2- ацильная группа. Проведенные на животных опыты показали, что N — нитрозосоединения способствуют образованию опухолей во всех органах, кроме костей.

Чаще всего контролируют наличие в продуктах N — нитрозодиметиламина (НДМА) и N — нитрозодиэтиламина (НДЭА).

Допустимое суточное потребление нитратов для человека не должно превышать 5мг на 1 кг массы тела, т.е. не более 350 мг в сутки для человека массой 70 кг.

В организм человека нитраты поступают (в %): с овощами – 70, с водой – 20, с мясными, молочными и консервированными продуктами – 6. Наиболее опасно отравление нитратами растворимыми в воде, т.к. это увеличивает скорость всасывания их в кровь, поэтому содержание нитрат-аниона в воде не должно превышать 45 мг/л.

Больше всего нитратов в организм человека поступает с овощами и картофелем. Это послужило причиной того, что во многих странах мира, в том числе и в нашей, в 1988 году были разработаны предельно допустимые концентрации (ПДК) нитратов в сельскохозяйственной продукции. ПДК нитратов в овощной продукции разных стран колеблются в значительных пределах, причем у нас установлены самые низкие ПДК по сравнению с зарубежными странами.

На уровне школьного мониторинга мы использовали опытные участки, сходные по почвам и имеющие одно различие – степень антропогенного влияния.

1. Пробоотбор и подготовка образцов к химическому анализу.

Для проведения физико-химического анализа мы вначале провели пробоотбор, используя метод конверта (рис. 1). Почва изымалась с глубины 10 см, по 800-900 мг каждого образца.

Рис. 1. Взятие почвенных образцов методом конверта.

• — точки отбора индивидуальных образцов .

Пробы были взяты на следующих территориях:

1 – территория пришкольного участка МОУ «СОШ № 3»;

2 – район Шумерлинского завода специальных автомобилей ШЗСА);

3 – район Шумерлинского комбината автофургонов (ШКАФ);

4 – садово-огородный участок, расположенный в районе объездной дороги;

5 – городской парк в центре города;

6 – район курортной зоны «Соснячок».

Затем почва высушивалась и измельчалась, из нее удалялись посторонние примеси и частицы при помощи набора сит с отверстиями разного диаметра от 5 до 1 мм и сокращении массы до 500 г. Для сокращения пробы использовали метод квартования (рис.2). Измельченный материал мы тщательно перемешали и рассыпали ровным тонким слоем в виде квадрата, разделили его на четыре сектора. Содержимое двух противоположных секторов отбрасывали, а два оставшихся снова смешивали, после многократных повторений оставшуюся пробу высушили до воздушного состояния для получения водных вытяжек.

Рис.2. Метод квартования

2. Приготовление водной вытяжки .

Для приготовления водной вытяжки достаточно 20 г воздушно – сухой просеянной почвы. Почву помещали в колбу на 100 мл, добавляли 50 мл дистиллированной воды и взбалтывали в течение 5-10 минут, а затем фильтровали.

3. Определение актуальной кислотности почвы .

Реакция почвы оказывает большое влияние на развитие растений и почвенных микроорганизмов, на скорость и направленность происходящих в ней химических и биохимических процессов. В природных условиях рН почвенного раствора колеблется от 3 до 10. Чаще всего кислотность почвы не выходит за пределы 4-8. Связь между кислотностью почвы и величиной рН приведена в табл. 3.

Зависимость кислотности почвы от рН

Степень кислотности почв

Сильнокислые почвы

Среднекислые почвы

Слабокислые почвы

Близкие к нейтральным

Нейтральные почвы

Щелочные почвы