Поведение и токсичность тяжелых металлов в почвах

Тяжелые металлы претерпевают в почве химические превращения, в ходе которых их токсичность может меняться в очень широких пределах. Наибольшую опасность представляют подвижные формы тяжелых металлов, т. е. наиболее доступные для живых организмов. Подвижность же существенно зависит от почвенно-экологических факторов (содержание органического вещества, кислотность почвы, окислительно-восстановительные условия, плотность почвы и др.).

Таблица 3.6

Классы токсичности тяжелых металлов.

Тяжелые металлы способны образовывать сложные комплексные соединения с органическим веществом почвы, поэтому в почвах с высоким содержанием гумуса они менее доступны для поглощения (Садовникова и др., 2008).

Катионообменная способность почв зависит от минералогического состава илистой фракции, а также от количества органического вещества. Чем выше емкость катионного обмена, тем больше тяжелых металлов удерживает почва и тем меньше тяжелых металлов поступает в растения и живые организмы.

Избыток влаги в почве способствует переходу тяжелых металлов в низшие степени окисления и в более растворимые формы. Анаэробные условия повышают доступность тяжелых металлов растениям. Поэтому дренажные системы, регулирующие водный режим, способствуют преобладанию окисленных форм тяжелых металлов и тем самым снижению их миграционной способности (Садовникова и др., 2008).

Уникальное значение подвижных соединений химических элементов почвы состоит в том, что они обусловливают выполнение почвой ее экологических функций. Образование и перераспределение в почвенном профиле подвижных соединений типоморфных элементов составляют основное содержание элементарных почвообразовательных процессов, миграция их в почвенном профиле обеспечивает его дифференциацию и природное разнообразие почв. Биогенные элементы в составе подвижных соединений обеспечивают питание растений и тем самым плодородие почв.

В загрязненных почвах значительная часть поллютантов оказывается в составе подвижных соединений. Они же обусловливают способность загрязненных почв влиять на сопредельные среды.

Процессы поступления и трансформации тяжелых металлов в почве представлены на рис. 3.1.

Рис. 3.7. Источники и трансформация тяжелых металлов в почве (по: Безель и др., 2008).

Формы миграции тяжелых металлов в природных водах, и в частности в почвенных, многообразны, их основные виды представлены на рис. 3.2. Взвешенные и коллоидные формы соединений входят в состав почвенных гранулометрических фракций, а истинно растворенные извлекаются в составе водных вытяжек из почв.