Прочно фиксируются органическим веществом свинец и медь; более слабые связи образуются с кадмием, никелем, марганцем и кобальтом. Определенную роль в связывании тяжелых металлов играют полутораоксиды, а также кальций и фосфор.
В верхних горизонтах почвы кадмий удерживается за счет высокой адсорбционной способности минералов типа монтмориллонита, иллита, хлорита и тонкой глины, а также за счет образования комплексов с органическим веществом почвы. Этому способствует и внесение органических удобрений.
Агротехнические приемы, известкование и внесение органических удобрений существенно снижают возможность попадания тяжелых металлов в растения.
Некоторое количество тяжелых металлов поступает в почву с навозом. Так, отмечено увеличение содержания меди в почвах пастбищ, длительное время удобряемых свиным навозом (медь и цинк используют в качестве кормовых добавок при откорме свиней). Это способствовало повышению концентрации меди в растениях, что неблагоприятно отражалось на состоянии выпасаемых овец, которые особенно чувствительны к избытку этого металла в кормах.
Один из источников загрязнения — использование для орошения сточных вод, осадок которых может содержать значительные количества тяжелых металлов (табл. 163).
| 163. Содержание тяжелых металлов в осадках коммунальных сточных вод, мг/кгсухой массы (Page, 1974; Sommers, 1977, цит. по Алексееву, 1987) | |||
|---|---|---|---|
| Металл | Осадок | ||
| анаэробный | аэробный | другие виды | |
| Марганец | 400 | 420 | 250 |
| Кобальт | 8,8 | — | 4,3 |
| Ртуть | 1100 | 7 | 810 |
| Молибден | 30 | 29 | 27 |
| Свинец | 1640 | 720 | 1630 |
| Цинк | 3380 | 2170 | 2140 |
| Медь | 1420 | 940 | 1020 |
| Никель | 400 | 150 | 360 |
| Кадмий | 106 | 135 | 70 |
| Хром | 2070 | 1270 | 6390 |
Во многих странах во избежание внесения в почвы избытка тяжелых металлов введены ограничения на их содержание в сточных водах.
Требования к допустимому содержанию тяжелых металлов зависят от использования вод для культур, выращиваемых в теплицах и парниках, и для всех полевых и огородных растений.
Необходим также строгий контроль за содержанием тяжелых металлов в питьевой и оросительной воде.
| Алюминий | — | Медь | 1,0 (Си2+) |
| Барий | 4,0 (Ва2+) | Молибден | 0,5 (Мо6+) |
| Бериллий | 0,0002 | Мышьяк | 0,05 (As3+) |
| Ванадий | 0,1 (V5+) | Никель | 0,1 |
| Железо | 0,5 (Fe3+) | Свинец | 0,03 |
| Кадмий | 0,01 (Cd2+) | Селен | 0,001 (Se6+) |
| Кобальт | 1,0 (Со2+) | Хром | 0,1 (Ci*+) |
| Литий* | — | 0,5 (Cr3+) | |
| МагнийМарганец | - | Цинк | 1,0 (Zn2+) |
| * При орошении цитрусовых культур ПДК для лития составляет 0,075 мг/л. | |||
В странах ЕС в сельском хозяйстве используется 30—40 % общего объема накопленного на станциях аэрации осадка. Регулярное внесение осадка сточных вод и компостов из бытового мусора часто вызывает загрязнение почв в пригородной зоне.
Выпадающие на поверхность почвы тяжелые металлы, как правило, концентрируются в слое 2—5 см и подразделяются на фиксирующую и мигрирующую части. Миграционные формы частично трансформируются. Установлено, что исходные формы меди и свинца переходят в менее миграционные формы, а соединения кадмия и цинка — в более подвижные. В почвах с промывным режимом тяжелые металлы в составе растворов и твердых частиц мигрируют. Лизиметрические опыты показали, что с глубиной концентрация тяжелых металлов уменьшается — на глубине 90 см она в 5—6 раз меньше, чем на поверхности.
Содержание тяжелых металлов в твердой фазе почвы выходит на фоновый уровень на глубине 30—40 см. Высокое содержание в почвенном растворе водорастворимых органических соединений повышает миграционную способность металлов благодаря образованию устойчивых органо-минеральных комплексов. В их составе металлы могут транспортироваться за пределы почвенного профиля. В лабораторных опытах скорость перемещения кобальта при низких концентрациях его в незагрязненных почвах была весьма ограниченной — в 500—770 раз меньше, чем воды.
В агрохимических исследованиях при определении доступных форм тяжелых металлов в почве важен подбор экстрагентов. Прямое заимствование методик извлечения обменных щелочных и щелочно-земельных металлов и их использование для определения обменных форм тяжелых металлов иногда могут привести к ошибочным выводам, так как основным типом связи с почвенно-поглощающим комплексом служит ионная связь, а многие тяжелые металлы из-за высокой способности к образованию соединений с координационной связью формируют в почвах соединения различной устойчивости.
