Допустимые и повышенные уровни загрязнения почв и их действие на организмы

Любое исследование экотоксикологической ситуации начинается с определения содержания химических веществ в окружающей среде. Из большого количества публикаций по проблеме содержания химических элементов в естественных и химически загрязненных почвах в табл. 3.17 можно выделить некоторые, наиболее типичные, с нашей точки зрения, данные, которые обозначают возможные пределы концентраций химических элементов в почвах, а также наиболее чувствительные виды растений и типичный характер их реакции на повышенные концентрации элементов (Алексеенко и др., 2014; Биоиндикация…, 1988; Добровольский, 1983; Панин, 2002).

Естественно, что при введении допустимых уровней загрязнения почв должен учитываться тип почв (табл. 3.18). Отметим еще раз, что речь идет о ПДК ряда химических элементов, обеспечивающих допустимый уровень их поступления к человеку с сельскохозяйственной продукцией, выращиваемой на загрязненных почвах. Эти нормативы не предполагают защиту почв в качестве биокосного компонента природных экосистем.

Содержание химических элементов в почвах и реакция некоторых видов растений на повышенные уровни почвенного загрязнения.

Таблица 3.17

В скобках — среднее значение.

Таблица 3.18

Предельно допустимые концентрации тяжелых металлов и мышьяка в почвах, мкг/г.

Оценочные средства

Вопросы для подготовки студентов к семинарскому занятию.

• 1. Источники поступления ртути в окружающую среду и формы ее нахождения в среде.
• 2. Что представляет собой процесс метилирования ртути, какие организмы в нем участвуют, каковы последствия нахождения в окружающей среде этой формы ртути для биоты?

• 3. Что является основными природными и антропогенными источниками кадмия для атмосферы, почвы, живых организмов?
• 4. Каковы реакции со стороны растений, животных и человека на избыток кадмия в их организмах?
• 5. Раскройте основные природные и техногенные источники свинцового загрязнения.
• 6. Каковы пути поступления свинца в растительные и животные организмы, включая человека, и каковы токсические эффекты?
• 7. Каковы источники поступления бериллия в окружающую среду и последствия его повышенного содержания в с ней для биоты?
• 8. Каковы пути поступления, поведения и формы нахождения цинка и меди в окружающей среде?
• 9. Каковы последствия избытка и недостатка меди и цинка для живых организмов?
• 10. Объясните биологическую роль никеля.
• 11. Чем вызвана фитотоксичность алюминия и в чем она проявляется?

Типовые задания для текущего контроля успеваемости СК-1:

• 1. В двух городах на разных промышленных предприятиях произошла утечка газообразной и двухвалентной ртути. В каком случае население города подвергается большей опасности? Ответ обоснуйте.
• 2. Большое содержание тяжелых металлов в организме приводит к летальному исходу. Так, проведенный анализ показал повышенное содержание ртути в костях Ивана Грозного и его старшего сына, царевича Ивана. Объясните механизм действия ртути на организм.
• 3. Объясните механизм общетоксического, канцерогенного и раздражающего действия бериллия.
• 4. Недостаток этого элемента чаще наблюдается на торфяно-болотных, а также на карбонатных и песчаных почвах при содержании его меньше 0,001%. Недостаток его у злаковых вызывает так называемую болезнь обработки: наблюдается остановка роста, хлороз и побеление кончиков молодых листьев (у пшеницы и ячменя), потеря тургора у молодых листьев и стеблей, листья опускаются, увядают. Растения сильно кустятся, стеблевание задерживается, образование семян подавлено (пустозерность). У пшеницы при недостатке этого элемента наблюдаются хлороз и закручивание в спираль листьев. При сильном недостатке этого элемента не образуется колосьев или метелок и семян. О каком элементе идет речь? Объясните причины наблюдаемых эффектов.

СК-5:

• 5. Определение ртути и ее соединений в природных средах и биологических материалах (ткани животных и растений) приобрело важное значение в связи с тем, что стали известны случаи отравления, объясняемые присутствием ртутьсодержащих органических соединений в воде и пищевых продуктах. С помощью каких методов можно обнаружить ртуть, например, в рыбе и в растениях? В форме каких соединений (органических, неорганических) она находится в животных и в растительных тканях? Какие соединения по токсичности наиболее опасны?
• 6. При изучении кадмия в кислых и щелочных почвах установлено примерно равное его содержание. Объясните, будут ли наблюдаться различия в реакции биоты на загрязнение почв кадмием в этих районах и какие видимые симптомы у растений могут быть зарегистрированы.
• 7. Объясните, где содержание свинца выше в почвах с высоким или с низким содержанием гумуса. Что произойдет в случае известкования тех и других почв?

8. Предложите методы снижения фитотоксичности цинка для растений, произрастающих на кислых почвах.

СК-8:

9. Примером массовых отравлений этими соединениями_является катастрофа, произошедшая в 1971—1972 гг. в Ираке, когда было съедено семенное зерно, обработанное_фунгицидами (отмечено 6530.

заболевших и 459 смертельных случаев). О каких фунгицидах идет речь? Объясните причины заболеваемости и смертельных случаев у населения.

• 10. В результате сброса ртутьсодержащих стоков в водоем попала диметилртуть. Представляет ли это опасность для рыб-фитофагов, птиц-рыболовов и человека? Поясните свой ответ. Опишите возможный сценарий развития последствий загрязнения водоема диметилртутью для наземных организмов, включая человека.
• 11. На загрязненных почвах превышены ПДК ряда химических элементов, обеспечивающих допустимый уровень их поступления к человеку с сельскохозяйственной продукцией, выращиваемой на этой территории. Означает ли это, что биокосный компонент и растения этих загрязненных районов требуют особых мер защиты?