تعتبر المعادن الثقيلة من الملوثات الشائعة التي يجب التحكم في محتواها في التربة. ما الذي يسبب تلوث التربة بالمعادن الثقيلة؟ الأسباب الرئيسية لإطلاق هذه المواد في الأرض هي احتراق الوقود الأحفوري. طرق أخرى ممكنة أيضا. في الوقت نفسه، يمثل الخطر الأكبر المعادن ذات الخصائص السامة الواضحة - الزئبق والكادميوم والرصاص.
ما هي المعادن التي تلوث التربة؟
هناك عدة فئات من المخاطر للمعادن الثقيلة. ووفقا لمنظمة الصحة العالمية فإن أخطر المواد تشمل الزئبق والكادميوم والرصاص. تركيز العناصر الأخرى لا يقل خطورة.
يكمن التهديد الرئيسي للمعادن الثقيلة في حقيقة أنه من الصعب إزالتها من الجسم وتراكمها فيه. هذا يسبب تكوين السموم. فهي تنتقل بسهولة من بيئة إلى أخرى دون أن تتحلل. في هذه الحالة، تسبب المواد أمراضا خطيرة وغالبا ما تسبب عواقب لا رجعة فيها.
الزئبق
يمكن أن يرتبط تلوث التربة بالزئبق بتغلغل المبيدات الحشرية وجميع أنواع النفايات المنزلية فيها. يمكن أن تكون هذه مصابيح الفلورسنت وأجزاء من أدوات القياس المكسورة.
وبحسب المعلومات الرسمية فإن انبعاثات الزئبق السنوية تتجاوز 5000 طن. يمكن لهذا المعدن أن يدخل جسم الإنسان من التربة الملوثة. إذا لوحظ ذلك بشكل منهجي، هناك خطر تطوير آفات معقدة من الأعضاء الداخلية، بما في ذلك الجهاز العصبي. إذا تم انتهاك قواعد علاج التسمم بالزئبق، فهناك خطر الموت.
يقود
الرصاص يشكل خطرا كبيرا على الناس. ويعتبر معدن سام للغاية. عندما يتم استخراج طن واحد من الرصاص، يدخل 25 كجم من المادة إلى البيئة. تخترق كمية كبيرة من العنصر التربة بغازات العادم.
الكادميوم
يشكل تلوث التربة بالكادميوم خطراً كبيراً على الناس. عندما يدخل التربة، فإنه يثير انحناء الهيكل العظمي وتوقف النمو لدى الأطفال. بالإضافة إلى ذلك، يعتبر هذا المعدن هو المسبب لآلام الظهر الشديدة.
النحاس والزنك
يؤدي زيادة تركيز هذه المواد في التربة إلى تباطؤ النمو وتفاقم ثمار النباتات. وهذا يؤدي إلى انخفاض مفاجئ في معلمات العائد. يعاني الناس من عمليات غير طبيعية في الكبد والدماغ والبنكرياس.
الموليبدينوم
زيادة كمية الموليبدينوم في بنية التربة تثير اضطرابات خطيرة لدى الناس. هذه المادة يمكن أن تسبب تطور النقرس. كما أنه غالبًا ما يسبب أمراضًا مختلفة للجهاز العصبي.
الأنتيمون
تم العثور على هذه المادة في أنواع معينة من الخامات. وهو موجود في السبائك التي تستخدم في مختلف المجالات الصناعية. الكميات الزائدة من الأنتيمون تثير اضطرابات هضمية معقدة.
الزرنيخ
المصادر الرئيسية لتلوث التربة بالزرنيخ هي المواد التي تستخدم لمكافحة آفات النباتات الزراعية. قد تكون هذه مبيدات الأعشاب أو المواد المبيدات الحشرية. يميل الزرنيخ إلى التراكم ويؤدي إلى التسمم المزمن. وتسبب مركباته ضرراً للجلد والجهاز العصبي والدماغ.
المنغنيز
تحتوي التربة والنباتات على الكثير من هذا العنصر. إذا تغلغل المنغنيز الإضافي في التربة، يتم إنشاء كمية زائدة من المنغنيز. وهذا يؤثر سلباً على عمل جسم الإنسان، مما يسبب تدمير الجهاز العصبي.
إن وجود فائض من المعادن الثقيلة الأخرى يعد أيضًا خطيرًا جدًا.وبالتالي فإن تراكم هذه المواد في التربة يؤدي إلى عواقب وخيمة على الإنسان والبيئة.
كيفية التعامل مع المشكلة
قبل محاولة حل المشكلة، من المهم تشخيص مدى تلوث التربة بالمعادن الثقيلة. يتم استخدام طرق مختلفة لهذا الغرض. كل واحد منهم له خصائصه الخاصة ويختلف في فعاليته حسب المنطقة. ولذلك، يتم تقييم مستوى المواد الضارة اعتمادا على مصادر التلوث المحتملة.
توجد الأنواع التالية من الأبحاث:
- المؤشرات الحيوية. في هذه الحالة يتم تحديد حالة التربة التي تنعكس من خلال المؤشرات البيولوجية. وتشمل هذه حالة النباتات في المنطقة، ونشاط الكائنات الحية الدقيقة في التربة، وردود فعل الطحالب والأشنات على العمليات التي تحدث في بنية الأرض.
- تحديد درجة تلوث الغطاء الثلجي. في المناطق الصناعية، تخترق العناصر الدقيقة التربة بالغبار التكنولوجي. يستقر ثم يدخل بعد ذلك إلى طبقات الأرض. ومن خلال تقييم الغطاء الثلجي في الشتاء، من الممكن تحديد الكمية التقريبية للمعادن التي تدخل التربة خلال فترة زمنية معينة.
- تقييم القابلية المغناطيسية للتربة. هذه طريقة سريعة تسمح لك بتحديد حجم أكاسيد الحديد الموجودة في التربة. هذه العناصر هي الناقلات الرئيسية للملوثات عندما تدخل الانبعاثات إلى الغلاف الجوي.
في المناطق التي تكون فيها التربة أكثر تلوثا بالمعادن الثقيلة، من الضروري حساب عدد الكائنات الحية الدقيقة. تعرض هذه المعلمة معالم نشاط التربة وجودة عمليات تحلل وامتصاص العناصر.
الطريقة الثانية للقضاء على المشاكل هي استعادة التربة التي تأثرت سلبا بالفعل. للقيام بذلك، يتم استخدام الأساليب التي تساعد على تقليل حجم المعادن وتحييدها.
للقضاء على تلوث التربة يجوز استخدام الطرق الفيزيائية والبيولوجية والكيميائية. تشمل المجالات الأكثر فعالية ما يلي:
- زيادة حموضة التربة تزيد من خطر التلوث بالمعادن الثقيلة. ولذلك فإن استخدام المواد العضوية والجير والطين يساعد في حل المشكلة إلى حد ما.
- يساعد زرع وقص وإزالة نباتات معينة من سطح التربة على تقليل تركيز المعادن الضارة في بنية التربة بشكل كبير. بالإضافة إلى ذلك، هذه الطريقة صديقة للبيئة.
- كما أن إزالة السموم من المياه الجوفية يعطي نتائج جيدة. للقيام بذلك، يتم ضخها وتنظيفها.
- من المهم التنبؤ والقضاء على هجرة الشكل القابل للذوبان للمعادن الثقيلة.
- في الحالات الصعبة، تحتاج إلى إزالة طبقة التربة بالكامل واستبدالها بطبقة جديدة.
التجيير
تعتبر إضافة الجير إلى التربة طريقة فعالة. يؤثر على الخصائص الكيميائية والبيولوجية والفيزيائية للتربة. بالاشتراك مع الجير، تشكل العناصر النزرة عناصر قابلة للذوبان بشكل سيئ. تذوب تدريجياً بسبب الامتصاص الكيميائي.
تحتوي النباتات المزروعة في التربة المعالجة بالجير على الحد الأدنى من المعادن. هذه المادة تؤدي إلى انخفاض في حركة جزيئات المعادن الثقيلة. وفي الوقت نفسه، تزداد قابلية ذوبانها.
الطين
هذا الإجراء له تأثير مفيد على بنية التربة، مما يؤثر على حركة المعادن الثقيلة.عند استخدام الطين الذي يحتوي على إضافات معدنية، تزداد قدرة التربة على التبادل الكاتيوني. يمتص الطين المعادن بقوة أكبر من المكونات العضوية. يتم تحديد درجة التأثير من خلال خصائص العناصر الملوثة.
غسيل التربة
إذا كان محتوى المواد السامة مرتفعا، فمن المفيد استخدام طريقة غسل التربة. تستخدم الكواشف لهذا الغرض. هذه الطريقة لها عدد من العيوب. وتشمل هذه خطر دخول المعادن الثقيلة إلى المياه الجوفية وإزالة المواد القيمة من بنية التربة.
والكاشف المستخدم هو أملاح الحديد القابلة للذوبان والتي تتميز بدرجة سمية منخفضة للمحاصيل. بعد الغسيل، من الضروري تحديد الركيزة وإضافة المعادن والمواد العضوية.
المواد الماصة الطبيعية والاصطناعية
تتضمن هذه الطريقة إضافة الزيوليت. وهي عناصر ماصة طبيعية تزيد من كمية العناصر الدقيقة الممتصة. تستخدم الفطريات الأيضية في المعالجة الحيوية. ومن المقبول أيضًا استخدام الديدان والحشرات. يتم تحديد فعالية هذا الإجراء من خلال الحالة العامة للتربة ودرجة تلوثها وتكوينها.
يتم استخدام النفايات النشطة بيولوجيًا والكربون المنشط كمواد ماصة اصطناعية. كما أن راتنجات التبادل الأيوني فعالة للغاية.
الأسمدة المعدنية
تؤثر مكونات المستحضرات المعدنية على حركة المعادن. لكن هذه الطريقة ليست مفيدة دائمًا، وإذا تم استخدامها بشكل خاطئ فإنها يمكن أن تسبب ضررًا كبيرًا. من الآثار الجانبية للتسميد زيادة في معايير الحموضة مما يؤثر سلبًا على حركة المواد السامة.
تستخدم الأدوية التي تحتوي على الفلورايد لإزالة السموم.يمكن استخدام هذه الطريقة للتلوث الشديد. مع انخفاض محتوى العناصر الضارة، فإن استخدام هذه التركيبات لن يؤدي إلا إلى تفاقم الحالة العامة للتربة.
الأسمدة العضوية
التربة المشبعة بالمواد العضوية أقل حساسية لتأثير العوامل السلبية. تثير المواد العضوية زيادة في الخصوبة وزيادة في كمية العناصر المفيدة التي تحتاجها المحاصيل للنمو الطبيعي.
عواقب تراكم المعادن الثقيلة
الكميات الزائدة من المعادن الضارة في التربة تؤدي إلى آثار سلبية. الخطورة بشكل خاص هي الأمراض التي تظهر عندما تدخل المواد إلى الجسم. كميات كبيرة من العديد من العناصر لها تأثير سام عصبي. يمكن أن يؤدي التسمم إلى أمراض حادة ومزمنة ويسبب مضاعفات تهدد الحياة.
تشمل الآثار السلبية لتلوث التربة ما يلي:
- تعطيل التنمية الثقافية.
- انخفاض في خصوبة التربة الإجمالية.
- موت النباتات المفيدة.
- انخفاض في نوعية المياه.
- انخفاض في حجم العناصر الغذائية في بنية التربة.
- التأثير السلبي على الحيوانات.
- التأثير على الخصائص الميكروبيولوجية.
يؤدي تلوث التربة بالمعادن إلى تعطيل دورة المواد في الطبيعة. وهذا يؤثر سلبا على جميع مكونات المحيط الحيوي.
