Schwermetalle gelten als häufige Schadstoffe, deren Gehalt im Boden unter Kontrolle gehalten werden muss. Was verursacht eine Bodenbelastung mit Schwermetallen? Die Hauptursache für die Freisetzung dieser Stoffe in den Boden ist die Verbrennung fossiler Brennstoffe. Auch andere Wege sind möglich. Gleichzeitig stellen Metalle mit ausgeprägten toxischen Eigenschaften die größte Gefahr dar – Quecksilber, Cadmium, Blei.
Welche Metalle verunreinigen den Boden?
Es gibt verschiedene Gefahrenkategorien für Schwermetalle. Zu den gefährlichsten Stoffen gehören laut Weltgesundheitsorganisation Quecksilber, Cadmium und Blei. Die Konzentration anderer Elemente ist nicht weniger gefährlich.
Die größte Gefahr von Schwermetallen besteht darin, dass sie nur schwer aus dem Körper entfernt werden können und sich im Körper ansammeln. Dadurch kommt es zur Bildung von Giftstoffen. Sie bewegen sich leicht von einer Umgebung in eine andere, ohne sich zu zersetzen. In diesem Fall verursachen die Substanzen schwere Pathologien und haben oft irreversible Folgen.
Quecksilber
Die Kontamination des Bodens mit Quecksilber kann mit dem Eindringen von Pestiziden und allen Arten von Hausmüll in den Boden verbunden sein. Dabei kann es sich um Leuchtstofflampen und Teile defekter Messgeräte handeln.
Nach offiziellen Angaben belaufen sich die jährlichen Quecksilberemissionen auf über 5.000 Tonnen. Dieses Metall kann über kontaminierten Boden in den menschlichen Körper gelangen. Bei systematischer Beobachtung besteht die Gefahr der Entwicklung komplexer Läsionen innerer Organe, einschließlich des Nervensystems. Bei Verstößen gegen die Regeln zur Behandlung einer Quecksilbervergiftung besteht Lebensgefahr.
Führen
Blei stellt eine große Gefahr für den Menschen dar. Es gilt als sehr giftiges Metall. Beim Abbau von 1 Tonne Blei gelangen 25 Kilogramm des Stoffes in die Umwelt. Ein großes Volumen des Elements dringt mit Abgasen in den Boden ein.
Cadmium
Eine Bodenverunreinigung mit Cadmium stellt eine große Gefahr für den Menschen dar. Wenn es in den Boden gelangt, führt es bei Kindern zu einer Skelettverkrümmung und einem Wachstumsstopp. Darüber hinaus gilt dieses Metall als Auslöser starker Rückenschmerzen.
Kupfer und Zink
Eine erhöhte Konzentration dieser Stoffe im Boden führt zu einem langsameren Wachstum und einer Verschlechterung der Fruchtbildung der Pflanzen. Dies führt zu einem plötzlichen Abfall der Ertragsparameter. Bei Menschen treten abnormale Prozesse in Leber, Gehirn und Bauchspeicheldrüse auf.
Molybdän
Ein erhöhter Molybdängehalt in der Bodenstruktur führt beim Menschen zu gefährlichen Störungen. Dieser Stoff kann die Entstehung von Gicht verursachen. Es verursacht auch häufig verschiedene Erkrankungen des Nervensystems.
Antimon
Dieser Stoff kommt in bestimmten Erzarten vor. Es kommt in Legierungen vor, die in verschiedenen Industriebereichen eingesetzt werden. Übermäßige Mengen an Antimon führen zu komplexen Verdauungsstörungen.
Arsen
Die Hauptquellen für Bodenverunreinigungen mit Arsen sind Substanzen, die zur Schädlingsbekämpfung landwirtschaftlicher Pflanzen eingesetzt werden. Dies können Herbizide oder insektizide Substanzen sein. Arsen neigt zur Anreicherung und führt zu chronischen Vergiftungen. Seine Verbindungen schädigen die Haut, das Nervensystem und das Gehirn.
Mangan
Böden und Pflanzen enthalten viel von diesem Element. Dringt zusätzlich Mangan in den Boden ein, entsteht ein Manganüberschuss. Dies wirkt sich negativ auf die Funktion des menschlichen Körpers aus und führt zur Zerstörung des Nervensystems.
Auch ein Überschuss anderer Schwermetalle ist sehr gefährlich.Somit führt die Anreicherung dieser Stoffe im Boden zu schwerwiegenden Folgen für Mensch und Umwelt.
Wie man mit dem Problem umgeht
Bevor versucht wird, das Problem zu beheben, ist es wichtig, das Ausmaß der Bodenbelastung mit Schwermetallen zu diagnostizieren. Hierzu kommen verschiedene Methoden zum Einsatz. Jeder von ihnen hat seine eigenen Besonderheiten und ist je nach Region unterschiedlich wirksam. Daher wird der Schadstoffgehalt in Abhängigkeit von potenziellen Schadstoffquellen beurteilt.
Es gibt folgende Arten von Forschung:
- Bioindikation. Dabei wird der Zustand des Bodens ermittelt, der sich in biologischen Indikatoren widerspiegelt. Dazu gehören der Zustand der Pflanzen auf dem Territorium, die Aktivität von Bodenmikroorganismen, die Reaktionen von Moosen und Flechten auf Prozesse in der Erdstruktur.
- Bestimmung des Verschmutzungsgrades der Schneedecke. In Industriegebieten dringen Mikroelemente mit technogenem Staub in den Boden ein. Es setzt sich ab und gelangt anschließend in die Bodenschichten. Durch die Beurteilung der Schneedecke im Winter ist es möglich, die ungefähre Menge an Metallen zu bestimmen, die über einen bestimmten Zeitraum in den Boden gelangen.
- Bewertung der magnetischen Suszeptibilität des Bodens. Dies ist eine Schnellmethode, mit der Sie die Menge der im Boden vorhandenen Eisenoxide bestimmen können. Diese Elemente sind die Hauptträger von Schadstoffen, wenn Emissionen in die Atmosphäre gelangen.
In Gebieten, in denen der Boden am stärksten mit Schwermetallen belastet ist, ist es notwendig, die Anzahl der Mikroorganismen zu zählen. Dieser Parameter zeigt die Parameter der Bodenaktivität und die Qualität der Zersetzungs- und Absorptionsprozesse von Elementen an.
Die zweite Möglichkeit, Probleme zu beseitigen, besteht darin, bereits beeinträchtigte Böden wiederherzustellen. Hierzu werden Methoden eingesetzt, die dabei helfen, das Volumen der Metalle zu reduzieren und sie zu neutralisieren.
Zur Beseitigung von Bodenverunreinigungen ist der Einsatz physikalischer, biologischer und chemischer Methoden zulässig. Zu den wirksamsten Bereichen gehören:
- Mit zunehmender Bodenversauerung steigt das Risiko einer Kontamination mit Schwermetallen. Daher trägt der Einsatz von organischem Material, Kalk und Ton in gewissem Maße zur Lösung des Problems bei.
- Das Säen, Mähen und Entfernen bestimmter Pflanzen von der Bodenoberfläche trägt dazu bei, die Konzentration schädlicher Metalle in der Bodenstruktur deutlich zu reduzieren. Darüber hinaus ist diese Methode umweltfreundlich.
- Auch die Entgiftung des Grundwassers führt zu guten Ergebnissen. Dazu werden sie abgepumpt und gereinigt.
- Es ist wichtig, die Migration der löslichen Form von Schwermetallen vorherzusagen und zu verhindern.
- In schwierigen Fällen müssen Sie die Bodenschicht vollständig entfernen und durch eine neue ersetzen.
Liming
Die Zugabe von Kalk zum Boden gilt als wirksame Methode. Es beeinflusst die chemischen, biologischen und physikalischen Eigenschaften des Bodens. Spurenelemente bilden in Verbindung mit Kalk schwerlösliche Elemente. Sie lösen sich aufgrund der chemischen Absorption allmählich auf.
Pflanzen, die in mit Kalk behandelten Boden gepflanzt werden, enthalten ein Minimum an Metallen. Dieser Stoff führt zu einer Verringerung der Beweglichkeit von Schwermetallpartikeln. Gleichzeitig erhöht sich ihre Löslichkeit.
Lehm
Dieses Verfahren wirkt sich positiv auf die Bodenstruktur aus und beeinflusst die Mobilität von Schwermetallen.Bei der Verwendung von Ton, der mineralische Zusätze enthält, erhöht sich die Kationenaustauschkapazität des Bodens. Ton absorbiert Metalle stärker als organische Bestandteile. Der Grad der Auswirkungen wird durch die Eigenschaften der Schadstoffe bestimmt.
Bodenwäsche
Bei hohem Gehalt an Giftstoffen lohnt sich der Einsatz der Bodenwaschmethode. Hierzu werden Reagenzien verwendet. Diese Methode hat eine Reihe von Nachteilen. Dazu gehören die Gefahr des Eintrags von Schwermetallen in das Grundwasser und der Entzug wertvoller Stoffe aus der Bodenstruktur.
Als Reagens werden lösliche Eisensalze verwendet, die sich durch eine geringe Toxizität für Nutzpflanzen auszeichnen. Nach dem Waschen ist es notwendig, den Untergrund zu kalken und Mineralien und organische Stoffe hinzuzufügen.
Natürliche und künstliche Sorptionsmittel
Bei dieser Methode werden Zeolithe zugesetzt. Es handelt sich um natürliche Sorptionselemente, die die Menge der aufgenommenen Mikroelemente erhöhen. Zur biologischen Sanierung werden Stoffwechselpilze eingesetzt. Es ist auch akzeptabel, Würmer und Insekten zu verwenden. Die Wirksamkeit dieses Verfahrens wird durch den allgemeinen Zustand des Bodens, den Grad seiner Verschmutzung und seine Zusammensetzung bestimmt.
Als synthetische Sorptionsmittel werden biologisch aktive Abfälle und Aktivkohle verwendet. Auch Ionenaustauscherharze sind hochwirksam.
Mineraldünger
Die Inhaltsstoffe von Mineralstoffpräparaten beeinflussen die Beweglichkeit von Metallen. Diese Methode ist jedoch nicht immer vorteilhaft und kann bei falscher Anwendung großen Schaden anrichten. Als Nebenwirkung der Düngung wird ein Anstieg der Säureparameter angesehen, der sich negativ auf die Mobilität toxischer Substanzen auswirkt.
Zur Entgiftung werden fluoridhaltige Medikamente eingesetzt.Diese Methode kann bei starker Verschmutzung eingesetzt werden. Bei einem geringen Gehalt an schädlichen Elementen verschlechtert die Verwendung solcher Zusammensetzungen nur den allgemeinen Zustand des Bodens.
Organische Düngemittel
Mit organischer Substanz gesättigte Böden reagieren weniger empfindlich auf den Einfluss negativer Faktoren. Organische Substanzen bewirken eine Steigerung der Fruchtbarkeit und eine Erhöhung der Menge an nützlichen Elementen, die Pflanzen für eine normale Entwicklung benötigen.
Folgen der Anreicherung von Schwermetallen
Zu viele schädliche Metalle im Boden führen zu negativen Auswirkungen. Besonders gefährlich sind Pathologien, die auftreten, wenn Substanzen in den Körper gelangen. Viele Elemente wirken in großen Mengen neurotoxisch. Eine Vergiftung kann zu akuten und chronischen Erkrankungen führen und lebensbedrohliche Komplikationen verursachen.
Zu den negativen Folgen der Bodenverschmutzung zählen:
- Störung der kulturellen Entwicklung;
- Abnahme der allgemeinen Bodenfruchtbarkeit;
- Absterben von Nutzpflanzen;
- Verringerung der Wasserqualität;
- Verringerung des Nährstoffvolumens in der Bodenstruktur;
- negative Auswirkungen auf die Fauna;
- Einfluss auf mikrobiologische Eigenschaften.
Die Verunreinigung des Bodens mit Metallen führt zu einer Störung des Stoffkreislaufs in der Natur. Dies wirkt sich negativ auf alle Bestandteile der Biosphäre aus.
