<<
>>

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОКСИЧНЫХ КОМПОНЕНТОВ В ПОЧВАХ Методика расчета выноса биогенных веществ в агроэкосистемах

Вынос биогенных веществ — фосфора, калия и азота, в агро- экосистемах рассчитывается по уравнению [20]:

W = PF,              (8.2.1)

где W — вынос биогенных веществ, кг/год; Р — удельное количество вымываемых веществ из почв для конкретной сельскохозяйственной культуры [кг/га]; F — площадь, занятая данной сельскохозяйственной культурой [га].

Удельное количество вымываемого вещества из почв рассчитывается по уравнению:

Р = АКУ,              (8.2.2)

где А — коэффициент миграции биогенного вещества из почв для данной культуры, (табл.

21); К — коэффициент выноса биогенного вещества из почв с урожаем; У — урожай культуры [ц/га].

Сельскохозяйственная культура

Тип почвы

Коэффициент миграции, А

Коэффициент выноса, К

PsOi N КгО РзОз N KsO

Озимая

пшеница

Дерново-

гю^золистые

0,12 0,16 0,07 1,20 2,45 2,60
Чернозем (Ч) 0,11 0,12 0,07 1,26 3,26 2,70

Озимая

рожь

дп 0,11 0,28 0,36 0,90 3,40 2,00
ч 0,08 0,22 0,15 1,00 2,29 2,70

Коэффициенты миграции и выноса биогенного вещества с урожаем

Та б л и и а 21

ПРИМЕР 8.2

Рассчитать удельное количество вымываемого вещества с площади 60 га при урожайности 30 д/га, выбрав коэффициенты миграции и выноса биогенных веществ.

Исходные данные для расчета:

Вариант 1. Дерново-подзолистые почвы. Озимая пшеинца.

Вариант 2. Чернозем. Озимая пшеница.

Вариант 3. Чернозем. Озимая рожь.

Решение

1. Выбираем значения коэффициентов миграции н выноса:

Вариант

Коэффициент миграции, А

Коэффициент выноса, К

РЮ5

N

КЮ

Р2О5

N

кю

1

0,12

0,16

0,07

1,2

2,45

2,6

2

0,11

0,12

0,07

1,26

3,26

2,7

3

0,08

0,22

0,15

1

2,29

2,7

2. Определяем удельное количество вымываемого вещества, с' [кг/га]:

Вариант

Р-’О;

N

KsO

1

4,32

11,76

5,46

2

4,158

11,736

5,67

3

2,4

15,114

12,15

3.

Определяем количество выносимого биогенного вещества прн выращивании определенной культуры, W [кг/год]:

Вариант

Р2О5

N

К20

1

259,2

705,6

327,6

2

249,48

704,16

340,2

3

144

906,84

729

Сумма

652,68

2316,6

1396,8

Оценка распределения токсичных и тяжелых элементов

Тяжелые металлы (ТМ) — это группа химических элементов, имеющих плотность более 5 г/см3, их название заимствовано из технической литературы, где металлы подразделяются на легкие и тяжелые. С точки зрения биологической классификации к ТМ относятся все металлы с относительной атомной массой выше 40.

Все элементы, из которых состоят растения, можно условно разделить на две группы. К первой группе относятся макроэлементы, из которых построены молекулы белков, жиров, углеводов.

Ко второй группе ТМ можно отнести микроэлементы, которые Функционально участвуют в синтезе структурных соединений, но не входят в их состав. Они обладают высокой биологической активностью, влияют на проницаемость мембран, на перераспределение метаболитов внутри растений. Выделяют особую токсичную группу ТМ, таких как кадмий, свинец, мышьяк, медь, цинк, ртуть, хром, никель и т. д., которые встречаются в природных ландшафтах. Их соотношение в почвах и растениях зависит от типа почв, рельефа местности, климатической зоны.

Знание природной концентрации ТМ в почвах и растениях позволяет судить о степени загрязненности окружающей среды и принять меры по предупреждению вредного воздействия на окружающую среду н, в первую очередь, по сохранению плодородия почв, а также по получению экологически безопасной продукции.

Различные виды растений обладают индивидуальным химическим составом, который зачастую связан с особенностью среды, гДе формировался данный вид.

В результате эволюции те или иные элементы поступали из почвы в растения, закреплялись и передавались по наследству.

Почва хорошо удерживает положительно заряженные ионы металлов. Поэтому постоянное поступление их даже в малых количествах в течение продолжительного времени способно привести к существенному накоплению ТМ в почве.

Металлы поступают в атмосферу в виде дымов, техногенной пыли, газообразных выбросов. В поверхностные водоемы ТМ попадают со сточными водами. При попадании ТМ в почву из атмосферы и поверхностных водоемов процессы их миграции замедляются. Источником загрязнения ТМ и радионуклидами могут быть минеральные удобрения, особенно фосфорные (табл. 22).

ТМ являются протоплазматическими ядами, токсичность которых возрастает по мере увеличения относительной массы. Ртуть, медь, свинец снижают активность ферментов (фосфатазу, каталазу, оксидазу, рибонумазу), при взаимодействии с биологически активными органическими веществами образуют комплексы, ко-

Таблица 22

Содержание кадмия в различных видах минеральных удобрений

Наименование удобрений

Страна-изготовитель

Содержание кадмия, мг/кг

Россия, Кольский полуостров

0,4-0,6

Апатиты

Австрия

38-42

США

13,0

Фосфаты

Алжир, Марокко, Израиль

25

Сенегал

70

торые могут проникать через клеточные мембраны, способствуют разрушению аденазинтрифосфорной кислоты (АТФ).

Опасность ТМ состоит в том, что многие токсичные ТМ являются аналогами ТМ, находящихся в тканях и органах биологических организмов. При попадании в организм растений, животных или человека они вступают в конкуренцию с микро- и макроэлементами и замещают их в тканях. Литий конкурирует с натрием, цезий конкурирует с калием, барием, стронций — с кадмием, кадмий - с цинком. При этом, например, при замещении цинка кадмием нарушается работа ферментов, связанных с дыханием, ферментов нуклеинового обмена, белкового обмена.

На фитотоксичность ТМ влияют следующие факторы: кислотность среды, катионная способность почвы, содержание органического вещества, абиотические факторы.

Изменения pH среды в кислую сторону приводит к увеличению подвижности ТМ и усвоению их через корневую систему. В зависи

мости от глубины проникновения корней и содержания органического вещества меняется степень удерживания ТМ в почве.

Изменение абиотических факторов (свет, температура, влажность) влияют на скорость передвижения ТМ в почве, растениях, на образование водорастворимых форм ТМ.

Для оценки степени загрязнения ТМ используют методы полярографии, масс-спектрометрни, спектрофотометрии. Наиболее широко распространен на практике спектрофотометрический метод, сущность которого заключается в определении оптической плотности пламени в зависимости от вида ТМ. Навеску образца почвы или золы растений (пищевых продуктов) подвергают минерализации азотной кислотой (или смесью азотной и соляной кислот) для перевода ТМ из связанного состояния в ионную форму. Затем полученную вытяжку фильтруют и подвергают очистке от сопутствующих примесей. Очищенный экстракт впрыскивают под давлением в пламя горелки, где ионы ТМ переходят в возбужденное состояние, изменяя при этом оптическую плотность пламени. Концентрацию ТМ — X [мг/м3} в исследуемой пробе рассчитывают по формуле:

(8.2.3)

где V — объем воздуха, подаваемого в горелку [л]; т — объем пробы, взятой на анализ (мл]; С\ — концентрация ТМ в пробе [мг/м3]; С0 — концентрация ТМ в эталонном растворе [мг/м3].

<< | >>
Источник: Салова Т. Ю., Громова Н. Ю., Шкрабак В. С., Курмашев. Основы экологии. Аудит и экспертиза техники и технологии. 2004

Еще по теме МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОКСИЧНЫХ КОМПОНЕНТОВ В ПОЧВАХ Методика расчета выноса биогенных веществ в агроэкосистемах:

  1. 8.3.3. Методика расчета предельно допустимых сбросовв поверхностные водоемы
  2. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРУ
  3. Задание 4. Знакомство с проективной методикой Рене Жиля и методикой «Кинетический рисунок семьи» Р. Бернса
  4. Методика оценки самоочищения среды от канцерогенных веществ
  5. МЕТОДИКА В.В. ДОБРОВА «ИНТЕРПРЕТАЦИЯ МЕТОДИКИ РОЗЕНЦВЕЙГА В РАБОТЕ С ДЕТЬМИ»
  6. Методика расчета потребностей в специалистах с профессиональным высшим образованием для городского хозяйства
  7. 6. Криміналістична методика або методика розслідування окремих видів злочинів
  8. §12.3. Методики исследования развития индивидных психологических свойств личности Методика 1 Самооценка структуры темперамента
  9. 2.2.9. Методика определения психологической характеристики темперамента
  10. 2.2.24. Методика определения стрессоустойчивости и социальной адаптации Холмса и Рея
  11. Тест 5. Определение темперамента по методике Г. Айзенка
  12. 19.1. Экономическая эффективность природоохранных затрат: сущность, показатели, методика определения
  13. Задание 3. Определение уровня эмпатийности (методика И. М. Юсупова)[XII]
  14. Методика определения числа видов на большой территории
  15. 18.6. Роль отдельных компонентов в агроэкосистемах
  16. Методика 6 Определение коэффициента функциональной асимметрии и свойств нервной системы по психомоторным показателям
  17. 8.2.3. Определение остаточного количествапестицидов в почвах