Көрсеткiштердiң туындыларының оның негiзiнде табылу мүмкiн
жүктеу/скачать 8,98 Mb.
|
экологиялық мониторинг каз (2)
- Бұл бет үшін навигация:
- Ластанған топырақ жағдайының педохимиялық көрсеткіштері.
|
негізінде туындылардың көрсеткіштерін табуға мүмкіндік туады. Мұндай көрсеткіштерді металдардың (метал еместердің) жалпы құрамы үшін, олардың жылжымалы формалары үшін есептеп шығарады. Ластанған топырақтағы және ластанбаған баламасындағы химиялық элементтің құрамынның қатынасын есептеудің жиі ластанудың салыстырмалы көрсеткіші немесе жинақталу коэффициенті ретінде қолданады. Ластанған топырақ жағдайының педохимиялық көрсеткіштері. Топырақ жағдайының бұл көрсеткiштерi топырақтағы ластайтын заттардың қосылыстарымен байланыстарында байқалады. Оны сонымен қатар жанама деп те атайды. Бiр жағынан, бұл көрсеткiштерді сипаттайтын топырақтың қасиетi ластаушы заттардың әсерiнен өзгеруі мүмкін және осымен қоса микроағзалар мен өсiмдiктер жағдайының нашарлауын туғызады. Екінші жағынан, талқыланып отырған химиялық қасиеттердiң өзгерiсі топырақта олардың экологиялық қасиеттерiне әсер ететін улы, ластаушы заттардың қосылыстарына айналуын туғызады. Егер ластаушының тікелей көрсеткіштері экожүйеде олардың қорғаушы қызметінің топырақпен орындалуын бағалау кезінде ақпараттанған болса, онда жанама көрсеткiштер топырақ құнарлылығын қамтамасыз ету қабілетінде біршама көп байқалады. Химиялық ластанудың жанама көрсеткiштерiн бақылау топырақтың бұзылысын анықтау кезінде қалай болса, ластануға топырақтың тұрақтылығы мен топырақтың ластану салдарын болжау кезінде де солай тиiмдi бола алады. Педохимиялық көрсеткiштерге топырақтардың ең маңызды химиялық қасиеттерінің көрсеткiштерiне: топырақтың қарашiрiк жағдайының көрсеткiштерi, топырақтың қышқылдық-негiздік, катионды - алмасу, кейбір жағдайда тотықтырғыш – тотықсыздандырғыш қасиеттерiнiң көрсеткіштері жатады. Ластанған топырақтың қарашiрiк жағдайының өзгерiсі ластанбаған топырақпен салыстырғанда, микробоценоз жағдайының нашарлауымен тiкелей байланысты, бұл органикалық қалдықтардың ыдырауының әлсiреуiне және олардың жинақталуына, қарашiрiктiң минералдану жылдамдығының төмендеуiне соқтыруы мүмкін. Топырақта органикалық заттардың тасымалдану үдерістерінің өзгеруі салдарынан олардың топты және бөлiкті құрамы өзгереді. Мысалы, ластанған шымды-күлгiн топырақты балама түрімен салыстырғанда фульвоқышқылы мөлшерінің көбеюі және бос гумин қышқылы мен суда еритiн органикалық заттардың құрамдарының жоғарлауы, ал суда еритiн қосылыстардың құрамында көмiрсутектердiң құрамының азаюы байқалады. Металдармен ластану (шамамен органикалық минералды заттардың орын ауыстыруының ұлғаюы есебінен) кезінде күлгiндеу топырақтардың көмiртектік жалпы құрамының төмендеуi туралы мәлiметтер бар. Мұнаймен ластанған топырақта органикалық көмiртектiң жалпы құрамының ұлғаюы, гумин және фульвоқышқылының салыстырмалы азаюы, ерiмейтiн қалдықтардың құрамының өсуі, сандардың ұзын-ырғасының көбеюі байқалады. Мұнаймен немесе металдармен ластану азотты қосылыстардың қозғалысының азаюына соқтырады, бұл биохимиялық үдерістердің қарқындылығының азаю салдары болып табылады. Топырақтың металдармен және металоидтармен ластануы салдарынан оларда алмасу катиондарының құрамы өзгереді: металдардың иондарының еншiсi үлкейедi, Mg2+ мен Са2+ алмасу катиондарының құрамы төмендейді, мұны тек қана жұтылған металдар ғана емес, сонымен қатар протон да, алюминий иондары да туғызады. Қарашiрiк жағдайының өзгеру салдарынан ЕКО азаюы мүмкiн. Мысал ретінде қара топырақта ЕКО төмендеуі, мыс комбинатының ластанған газ, шаң-тозаң шығарылымдары, Са2+ мен Mg2 алмасу иондарының құрамының азаюы, ППК негiздерімен қаныққан дәрежесiнің өзгерiсі болып табылады. Мұнай-газ бар аудандардың топырақтарында, керiсiнше, тез ерiгiш тұздар пайда болды, топырақ ерiтiндiсінiң рН үлкейдi, ал ППК құрамында алмасу натриының үлесі жоғарылады. Топырақтың ластануымен оның қышқылдық-негiздік қасиеттерiнiң өзгерiсi байланысты болуы мүмкін. Себебі соның әсерi ретінде биосферада жаhандық ауқымда байқалатын қышқылдық жауын-шашындар болуы мүмкін. Күкiрт пен азот тотықтарының түсетін көлемі артады. Жауын-шашындар құрамында сульфаттардың 4-15 мг/л дейiн көбеюі жауын-шашындардың қосылуын туғызады. Табиғи жағдайлардағы жауын-шашындардың рН деңгейі 5-ке тең және одан да асса, техногендi аймақта 4,2-4,5-ке дейiн төмендейді. Топырақтың қышқылдануы физиологиялық қышқыл тыңайтқыштарының енгiзілуiмен металдардың тотықтары мен оның қышқылды гидролизының түсуiмен болуы мүмкін. Техногендi топырақта рН-тың жоғарылауы оның бораттармен, фторидтермен, сульфидтермен ластануы салдарынан болады. Бұл үрдістердің есебінен Н2О рН-ының, KCI рН-ының алмасу және гидролитикалық қышқылдық деңгейлері өзгереді. Қышқылдық - негiздік жағдайлардың өзгерiсін топырақта көптеген химиялық үдерістер айтарлықтай өзгертеді: 1. Топырақта қышқылдықтың құрылымы өзгереді. Орман аймағының табиғи топырақтарындағы органогенді горизонттарда қышқылдық органикалық қышқылдарға негізделген, әсіресе фульвоқышқылдарға, ал минералды горизонттарында көбiнесе алюминий қосылыстарының қышқылдыққа әсері көп болып табылады. Топырақтың техногендi қышқылдануы органикалықпен салыстырғанда, минералды қышқылдар үлесінің өсуіне әкеледі. Ескертетiн жай, өте қышқылды топырақта қышқылдық қасиеттерiне себепші болатын иондардың қатынасы өзгереді. Алюминий қосылыстарының арасында Al+3 мономерлері алюминийдің (гидроксокешендерімен, сульфатты кешендермен және басқалармен) байланысқан формаларына қарағанда, басым бола бастайды. 2. Қышқылдану көптеген химиялық элементтердiң қозғалысының өзгерiстерiне әкеледі, оның ішінде типоморфты элементтер, қоректену элементтері, өздерiн ластайтын заттар мыналар: а) қышқылдану алюмосиликаттардың құрылымынан Fe және Al босау есебiнен жүретін, олардың коллоидтар түрінде және дисперсиялық дәрежесi жоғары аморфты қосылыстардың тұнбаға түсуімен жүретін Al және Fe аморфты формаларының жинақталуына әкеледі. Сонымен бiрге Al және Fe аморфты силикатты емес қосылыстарындағы бұрын кристалданған түріне қайта түзілуі мүмкiн. б) өсiмдiктердiң қоректену элементтерiнiң қозғалғыштығының өзгерiсi құрамында азот, фосфор, калий болатын қосылыстардың ерiгiштiктерiнің жоғарылауының есебiнен жүредi. Мысалы, топырақта қышқылдану фосфат тыңайтқыштарының өсiмдiктердің өсуiне жеткілікті болуына әкеледі; в) металдар және метал еместердiң қосылыстарының мобилизациясының өзгерiсi. 3. Топырақ ерiтiндiсінiң қышқылдығы поллютанттардың қозғалмалы қосылыстарының қалыптасуына әсер етедi. Ерiтiндiнiң қышқылдығына ерiтiндiдегi бөлшектердiң зарядының табылу формалары, белгісі мен шамасы, бетiнде ластаушы заттардың жұтуы жүретін коллоидты бөлшектерiнiң заряды, поллютанттар қосылыстарының тұнбаларының ерiгiштiгi тәуелдi болады. 4. Ерiтiндiдегi бөлшектер зарядының табылу формасы, белгісі мен шамасы топырақ бөлшектерінің иондарымен жұтылған мөлшері де және олардың фиксациясының берiктiгі де маңызды факторлар болып табылады. Қышқылды ортада Сu2+ және Zn2+ металдарының еркiн иондарының үлесі біршама жоғары, рН жоғарлауынан гидроксокешендерінің үлесі өседі, яғни еркiн ионға қарағанда қатты фазалармен (соның iшiнде ионды алмасу есебінен) біршама берік жұтылады. Көп негiздi қышқылдарды алсақ, мысалы, мышьяк, молибден, бор қыщқылдарының рН-ның өсуімен олардың депротонизациясының дәрежесі жоғарлайды. 5. Қышқылдық - сілтілік орта амфолитоидты табиғаты бар топырақтың қатты фазаларының жұтылу қабiлеттiлiгіне әсер етедi. Бұл сондықтан ең алдымен ионды алмасуды қамтамасыз ететiн функционалдық топтардың иондауы рН-қа байланысты әртүрлi жүргендіктен болады. рН үлкеюiмен амфолитоидты табиғаты бар органикалық және минералды коллоидтарда терiс заряд, ал рН кiшiрейуімен оң заряд өседi. Органикалық заттардың тәуелдi зарядының рН шамасы, олардың протеиндерінің құрамында қышқылды СООН қалай болса, солай да сілтілік NH2 топтарының болуымен сәйкес келеді. Оксидтер мен Fe және Al-дiң гидроксидтерiнiң заряды рН-ның әртүрлi деңгейлерiнде протонның беруі немесе қосуы есебiнен қалыптасады. Fe мен Al-дiң силикатты емес қосылыстарындағы ақуыздар бетiндегі зарядтар өзгерісінің нәтижесінде анионды формасындағы поллютанттардың жұтылуы рН төмендеумен өседi және сiлтiлi ортада төмендейдi, катиондық формадағы поллютанттар үшiн тәуелдiлiгі керi болады. Қышқылды ортадағы металдардың жұтуын төмендету топырақта жұтылатын кешендi алмасуда протондар бәсекелестiгiнiң өсуiмен жүреді. Мысалы, атразинды пестицидтiң анионның шымды-күлгiн топырағымен жұтылуы анион топырақта көбiнесе болатын рН 1-ге қарағанда, рН 2-5 болғанда 20 есе дерлiк жоғары. Дегенмен ластаушы заттар топырақты жұтушы кешенмен барлық жағдайда сіңіріле бермейді. Мысалы, рН 8,2 кезінде иондардың арсенат жұтылуы бір зарядты және зарядсызға қарағанда HAsO42-дiң екі зарядты иондарының басымдылығымен байланысты оның жұтылуы рН 4,5 кезінде көбірек болады. рН жоғарылауымен оң зарядтың құлауы ерiтiндідегi екі зарядты арсенат иондар сандарының өсуiнен топырақ амфолитоидтардың бетiнде қалып кетеді және мышьяктiң жұтылуына маңызды әсер етпейді. Сынаптың жұтылу заңдылықтарын зерттеу кезінде рН-тың деңгейiнен алынған экологиялық зардаптар маңызды қорытындыларға ие болады. Сынаптың максималды саны рН 4,5 – 6,5 кезінде жұтылатыны анықталды. Бұл обылыста физикалық сору үдерісінде осал ұстап тұрған Hg(OH)2-ның зарядталмаған кешендерi басым форма болып табылады. 6. Қышқылдық – сілтілік жағдайлар ластаушы заттар құрамына кiретiн тұнбалардың ерiгiштiгiне әсер етедi. Әсер рН-қа байланысты әртүрлi жүретін протондану және кешенді түзілу үдерістеріне негізделген. Мысалы, рН өсуі көпнегiздi қышқылдар аниондарының депротонизациясының өсуіне әкеледі, мысалы, мышьякты, ерiтiндiдегi металдардың кешенді түзілуінің күшеюiне әкеледі. Топырақтың ОВП өзгерiсі биотаға және топырақтың биологиялық белсендiлiктерiне әсер ететiн органикалық заттармен ластану есебiнен болуы мүмкiн, топырақтың су себу режімінің (мысалы мұнай өнiмдерi) өзгертуі де ықтимал. Сонымен, ластану нәтижесінде топырақтың қасиеттерiнiң өзгерiстерiн бақылау үшiн ластанудың келесi жанама көрсеткiштерiнiң тiзiмi ұсынылады: қышқылдық-сілтілік қасиеттері (рН Н2О, рН KCl, алмасу, гидролитикалық қышқылдық), Р, N, К қозғалмалы қосылыстардың құрамы, ферменттік белсендiлiктiң көрсеткiштерi, топырақтың қарашіріктік жағдайының көрсеткiштері (қарашіріктiң жалпы құрамы, топтық құрамы, суда еритін заттар), ионды алмасу қасиеттері (ЕКО, алмасу катиондарының құрамы), тез еритін тұздардың құрамы, ОВП. жүктеу/скачать 8,98 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|