«Тяжелый след»: подсчитана концентрация тяжелых металлов в почве после внесения агрохимикатов
Применение минеральных удобрений, несомненно, повышает урожайность, но чрезмерное использование агрохимикатов способно снизить плодородие верхних слоев почвы. Нерациональное применение пестицидов может привести к загрязнению воздуха, грунтовых вод, так как избыток составляющих такой продукции практически всегда со сточными водами попадает в природные водные источники.
Животноводство способствует загрязнению почвы соединениями меди и цинка
Исследования показывают, что опасные химические соединения накапливаются в первую очередь на интенсивно используемых пастбищах. На втором месте по их концентрации – обрабатываемые сельскохозяйственные угодья, которые регулярно обрабатываются от вредителей и патогенов, вызывающих заболевания растений.
Тяжелые металлы считаются опасными загрязнителями, которые накапливаются с годами и могут негативно отражаться, в том числе и на здоровье людей.
Национальная служба наблюдения за почвами Швейцарии (Nabo) провела исследование о том, какие тяжелые металлы чаще всего попадают в пахотные земли и какой концентрации они содержатся.
Начиная с 1985 года, различные земельные участки неоднократно обследовались на содержание солей тяжелых металлов. В настоящее время пробы грунта регулярно берутся на 112 участках, 78 из которых используются в сельском хозяйстве.
Исследователи Agroscope, подразделение федерального управления сельского хозяйства на основе полученных сведений от Nabo рассчитали концентрацию тяжелых металлов, в том числе меди, цинка и кадмия на каждом обследуемом участке. Полученные результаты затем сравнивались с данными фактических измерений, проведенных Nabo за несколько лет.
В отчете службы отмечается, что большая часть меди и цинка попадает в гумус с навозом. Потому что оба химических элемента являются незаменимыми микроэлементами для животных, которые используются в качестве кормовых добавок. Лишь только 5% от потребляемого количества меди и цинка усваивается организмом сельскохозяйственных животных. Остальное попадает в навоз, а затем в почву. Поэтому следует снизить дозы меди и цинка в кормах для животных. Тем самым можно предотвратить загрязнение сельхозугодий опасными химическими соединениями.
Согласно рекомендациям исследователей, чтобы избежать возможного накопления в почве большого количества навоза с фермы, количество животных должно быть адаптировано к площади пастбищ.
Высокое содержание меди в почве во время исследования было обнаружено в винограднике. Причиной этого может быть внесение слишком большого количества пестицидов. Значения явно превышают показатели на пахотных и участках пастбищ: с 1985 по 2017 год на землях под виноградниками было зафиксировано от 1400 до 2400 граммов меди на гектар в год, а на полях и лугах с высокой плотностью поголовья — до 400 граммов. По мнению исследователей, можно ожидать дальнейшего значительного увеличения содержания меди в верхнем слое почвы в винодельческих районах. Следовательно, количество средств защиты растений, содержащих медь, должно быть уменьшено.
За период наблюдений с 1985 по 2017 год, от 10 до 30% обследованных земельных участков показали увеличение до предельно допустимых значений содержание меди и цинка. При этом опасная концентрация вновь зафиксирована на земельных участках, где производится выпас скота, соответственно в почву попало много навоза. Произошло это за счет интенсификации животноводства, увеличения поголовья. В исследовании отмечается, что свиной навоз и птичий помет обычно богаче фосфатами, но также содержит в достаточной большой концентрации медь и цинк.
Еще один опасный элемент, кадмий, поступает в почву вместе с минеральными фосфорными удобрениями. В отличие от цинка и меди, доля участков с опасной концентрацией кадмия, стала меньше. Это связано, прежде всего, со снижением внесения минеральных удобрений и уменьшением атмосферных осадков. По мнению авторов исследования, фермерам необходимо знать состав микроэлементов пахотных земель, чтобы на участках, богатых кадмием, не вносить избыточное количество удобрений и регулярно исследовать навоз на содержание тяжелых металлов.
В Швейцарии существуют предельные значения концентраций тяжелых металлов во вспомогательном оборудовании сельского хозяйства и ориентировочные значения для почвы. Такая система оценки формирует более гибкий подход в выборе мер по очищению почвы от загрязнений.
Как уменьшить время «распада»
Чтобы избежать длительного загрязнения почвы опасными химическими соединениями, необходим их распад на нетоксичные компоненты. Установлено, что, например, ряд пестициды разлагаются под воздействием ультрафиолетового облучения, а опасные для окружающей среды соединения разрушаются в результате гидролиза. Но наиболее активно пестициды разлагаются микроорганизмами.
На продолжительность нахождения в почве агрохимикатов влияют несколько факторов. Самый существенный из них — содержание органики. Как правило, инсектициды дольше сохраняются в почвах с большим содержанием органических веществ.
Распад пестицидов в верхних слоях пахотных земель зависит от температуры окружающей среды и уровня влажности. Например, фосфорорганические препараты в сухой почве сохраняются дольше, чем во влажной. Уменьшению их остаточного количества способствует солнечный свет и ультрафиолетовое облучение почвы.
Устойчивость пестицидов в почве зависит также от применяемой агротехники и покровных культур. Безусловно, влияет и форма применения агрохимиката и способ внесения. Дольше всего не распадаются в гумусе гранулированные препараты.
Разложение фосфорорганических инсектицидов в значительной мере происходит в результате деятельности микроорганизмов. В почвах с дефицитом полезной микрофлоры их распад происходит значительно дольше.
По мнению авторов исследования, снижению «химической нагрузки» с плодородного слоя почвы поможет появление препаратов, которые разлагаются в короткий срок, например в течение одного сельскохозяйственного сезона и даже в более короткие сроки. Массовое внедрение биологических средств защиты растений, менее опасных для животных и человека, также будет способствовать уменьшению концентрации тяжелых металлов в почве.
Эксперты предупреждают об опасности развития механизма приспосабливаемости патогенных микроорганизмов к ядохимикатам. Иногда при небольших дозах препарата, внутренние структуры клеток опасных штаммов либо возбудителей болезней перестают реагировать на агрохимикат. И он просто перестает действовать. Мало того, в почве патогенные микроорганизмы обретают способность извлекать из состава предназначенных для их уничтожения пестицидов необходимые химические элементы. Вследствие этого и без того ядовитые химикаты становятся еще более токсичными и даже мутагенными, только уже не для патогенов, а для растений и человека.
Елена Горшкова
При подготовке статьи использованы данные издания Bauern Zeitung.
Источник
Тяжёлый металл: так ли безопасны овощи с вашего огорода, как вы думаете
Любой дачник уверен, что в магазине все овощи и фрукты – «пластмассовые», на рынке – с нитратами. Зато свои редиска, клубника, помидорчики, огурчики, картошечка, укропчик и далее по списку, выращенные с заботой, любовью, душой и подобными агротехническими приёмами, – одна сплошная витаминная польза.
А вы уверены в безопасности овощей со своего огорода?
К сожалению, это не всегда так. Нитраты в овощах с огорода, щедро, по-хозяйски удобряемого навозом, могут «зашкаливать» – в отличие от продукции, предлагаемой на рынке, а сочные помидорчики и румяные яблочки, выращенные для внучков на участке между автомобильной трассой и заводом, сравнимы с боевым отравляющим оружием. Предлагаю разобраться с одним из вредных для огорода параметров – тяжёлыми металлами.
Тяжёлые металлы
Если вы не поклонник рока, тяжёлые металлы могут вас интересовать как микроэлементы, необходимые растениям и, следовательно, людям для нормального функционирования. Потребность в них – десятые доли процента, иногда сотые и даже тысячные. Они не являются «строительным материалом» и «топливом», но зато в качестве составных частей ферментов, витаминов, белков регулируют все физиологические процессы.
Так, дефицит железа приводит к нарушению фотосинтеза у растений и анемии у человека. Недостаток марганца сказывается на синтезе хлорофилла в клетках листьев и работе мозга и нервной системы людей. Цинк участвует в клеточном обмене растений и отвечает за состояние кожи, волос, развитие и функционирование обоняния, слуха, зрения, а главное – иммунитета человека.
Красивые сочные овощи со своего огорода могут содержать избыточное количество тяжёлых металлов
Перечислять весь список не станем, потому что в данном случае нас интересует не недостаток, а, наоборот, избыток этих элементов: ни для кого не секрет, что деятельность человека приводит к загрязнению окружающей среды. Среди прочих особо выделяется загрязнение тяжёлыми металлами, потому что они и их соединения весьма распространены и отличаются высокой токсичностью. А главное – имеют способность накапливаться в почве, затем попадать в растения, а после – в прочие живые организмы, приводя к хронической интоксикации.
Поэтому, если в почве вашего участка тяжёлых металлов больше, чем допустимо, нужно и безопасно, помидорчики и огурчики могут стать источником медленно действующего яда. Излишки кадмия и цинка снижают усвоение организмом кальция, что ведёт к плохим зубам и хрупким костям, много кадмия и никеля – это заболевания кожи и онкология. Отравления свинцом приводят к умственной отсталости у потомства, а ртуть провоцирует психические расстройства.
Откуда берутся тяжёлые металлы в нашем огороде?
В таблице Менделеева всего около 40 элементов, так или иначе относящихся к тяжёлым металлам. Вообще-то термин «тяжёлые металлы» довольно условен. Потому что химики так и не договорились о едином способе классификации – по атомному весу, массе, плотности или ещё по какому-то параметру. Поэтому чаще всего это понятие используется в экологическом или медицинском контексте.
Особо токсичных веществ, которые требуют контроля предельно допустимой концентрации, в этом списке примерно четверть: кадмий, медь, мышьяк, никель, ртуть, свинец, цинк и хром.
Практически любая деятельность человека приводит к загрязнению окружающей среды тяжёлыми металлами: промышленность и автотранспорт, ТЭЦ и котельные, мусоросжигательные заводы и сельское хозяйство.
Тяжёлые металлы могут попасть в почву вашего участка, а затем и в ваш организм
Тяжёлые металлы могут попасть в почву вашего участка, а затем, по цепочке, и в организм – ваш и ваших близких – разными путями. Вот основные источники загрязнения.
Автомобили: в выхлопных газах содержится свинец, цинк и медь, в пыли от истирающихся покрышек – свинец, цинк, кадмий, медь.
Промышленные выбросы: мышьяк, ртуть, свинец, цинк и медь.
Органические удобрения: изготовленные из осадков сточных вод и навоза, они содержат свинец (до 80% общего количества), кадмий, цинк, медь.
Минеральные удобрения: кадмий в больших количествах может быть в примесях, содержащихся в суперфосфатах. А кроме него – свинец, хром, кобальт, никель, ванадий, цинк, медь. Свинец, цинк и медь имеются в калийных и азотных удобрениях в легко усваиваемой (в отличие от тяжёлых металлов в фосфорных удобрениях) растениями форме. Кадмий, свинец, марганец и никель также присутствуют в известковых удобрениях, изготовленных из золы от сжигания сланцев и каменного угля.
Не спешите радоваться цветению, если ваш сад находится вблизи автострады
Понятно, что наиболее уязвимыми в плане загрязнения являются садовые участки, располагающиеся в непосредственной близости от крупных производств чёрной металлургии, производства цемента и изделий из него, подвергающихся высокотемпературному обжигу, лакокрасочных предприятий, заводов, производящих минеральные удобрения, ТЭЦ, работающих на минеральном топливе.
Площадь отрицательного действия любого такого предприятия, в зависимости от розы ветров, может достигать 1000 км². Увеличивает концентрацию тяжёлых металлов в почвах и бесконтрольное внесение удобрений – как минеральных, так и органических.
Близость автострад и железных дорог тоже не радует владельцев загородных участков: по результатам замеров, превышение ПДК по свинцу выявлялось на расстоянии до километра от крупной автомобильной трассы. А способность тяжёлых металлов образовывать растворимые в воде соединения многократно увеличивает «зону поражения» – вредные элементы перемещаются наземными и грунтовыми водами и выпадают «кислотными дождями».
Поэтому не стоит заводить огород в городской черте, а если все же решили – присмотритесь к тенденции озеленения крыш . Это не только модно, но и более экологично: вредные элементы потому и названы «тяжёлыми» – выхлопные газы скапливаются внизу, а на городских крышах относительно чисто.
Как ни парадоксально, в промышленной зоне огороды на крышах гораздо более безопасны, чем на земле
Тяжёлые металлы сильнее накапливаются в кислых, малоплодородных, песчаных почвах. Не стоит надеяться и на то, что дача в районе старой, закрытой промзоны безопасна. Тяжёлые металлы гораздо быстрее накапливаются, нежели выводятся: удаление половины изначальной концентрации для кадмия занимает от 13 до 110 лет, цинка – от 70 до 500, меди – от 300 до 1500, а свинца – до 5900 лет.
Остаётся только продать?
Избыток тяжёлых металлов можно заметить невооружённым глазом. Возможно, вам стоит уделить более пристальное внимание почве, если:
- на участке отсутствуют или имеются в малом количестве дождевые черви – при превышении ПДК многих тяжёлых металлов количество червей в почве резко снижается, при четырехкратном превышении они исчезают вовсе;
- не живут в условиях загрязнённости и муравьи;
- на деревьях нет лишайников;
- у вас плохо удаются гладиолусы, бобовые и шпинат – возможно, в почве избыток меди, свёкла, морковь, репа, горох растут неважно, если много свинца;
- листья на деревьях начинают желтеть раньше положенного срока;
- деревья имеют маленький годовой прирост и мелкую листву;
- среди насекомых-вредителей сосущие преобладают над грызущими.
Возможно, вам стоит задуматься не только о том, как спасти розы от тли
Что же делать с токсичным участком? Продать? Пожалуй, это самое правильное решение, если не учитывать не слишком этичное «на тебе, Боже, что мне негоже».
Сделать продукцию с огорода более безопасной можно, улучшив состояние почвы – в случае, если она не сильно загрязнена соединениями тяжёлых металлов. Это, кстати, несложно проверить, сдав почву на анализ – услуга вполне доступна по цене. А заодно и прочий состав узнаете, и рекомендации получите – надо ли известковать , какие удобрения в каких количествах стоит вносить.
Очищаем
Растения способны впитывать тяжёлые металлы. И этим можно воспользоваться. Например, сеять, скашивать и удалять с участка белый клевер. Правда, учтите, что поначалу расти он будет крайне неохотно – клевер чувствителен к наличию в почве даже малых концентраций кадмия, свинца, цинка и меди.
Не уничтожайте все сорняки на участке — они помогут защитить его от загрязнения тяжёлыми металлами
Не уничтожайте тотально сорную растительность на участке – она способна стать буфером между загрязнением и вашими грядками. Такие сорняки, как полынь и одуванчик, накапливают свинец, марганец, медь, цинк, железо. В листьях щавеля скапливается кадмий.
Пожертвуйте частью участка для создания зеленой кулисы со стороны автомобильной магистрали: трёхъярусная живая изгородь из хеномелеса, жимолости, сирени обыкновенной, чубушника, снежноягодника, шиповника морщинистого, бузины чёрной, бирючины, лещины, жёлтой акации, магонии, боярышника, туи, можжевельника в 5 раз уменьшит концентрацию сернистого газа и в 8 – диоксида азота.
Помогут защитить участок и берёзы, ясень манчжурский, дуб черешчатый, сосна. Используйте сорбенты (цеолит, вермикулит) в качестве добавки к грунту при посадке.
Создайте зеленую кулису со стороны автомобильной магистрали
Понижаем кислотность
Как уже говорилось выше, в кислых почвах соединения тяжёлых металлов более подвижны и доступны для растений. Поэтому следует регулярно раскислять почву , переводя тяжёлые металлы в недоступную для растений форму. Кроме того, нейтральная реакция почвы более благоприятна для растений.
Повышаем количество гумуса
Выбираем ассортимент
Если ваш участок находится у дороги, подберите ассортимент растений, меньше всего накапливающих вредные вещества. Не стоит растить зелёные листовые овощи, откажитесь от выращивания корнеплодов (свёклы, моркови, пастернака, сельдерея).
Зеленоплодные сорта крыжовника более безопасны
В плодах и семенах тяжёлые металлы накапливаются меньше . Плодово-овощные культуры – это томаты, перцы, огурцы, кабачки, тыквы. Также специалисты считают, что фрукты с зелёной окраской более безопасны в плане накопления вредных веществ.
Растите свой сад и заботьтесь о своём здоровье!
Источник