При застосуванні різних видів цеоліту в кислих ґрунтах, забруднених свинцем, вдавалося знизити вміст цього металу на 30%. Разом з тим, у деяких ґрунтах ефект від присутності цеоліту виявився слабким [1, 49].
5 Як відомо з агрохімії, при поглинанні рослинами з ґрунту хімічнихелементів виникають протилежно направлені взаємодії: синергічні, коли присутність одного елемента сприяє надходженню в корені іншого, і антагоністичні, коли все протікає навпаки.
Антагоністичні взаємодії між хімічними елементами, мабуть, можна використовувати для зменшення надходження важких металів із ґрунту в рослини. Зокрема, було вказано на антагонізм між На та Zn і доводилася можливість використання цинку, в даному випадку як значно менш токсичного, для обмеження надходження ртуті в харчові ланцюги [1, 50].
У США є рекомендації по застосуванню добрив, що містять Cd, з врахуванням співвідношення Zn: Cd. Якщо воно більше за 100, то кількість Cd, що вноситься на 1 га, не повинна бути більшою за 6-7 кг. Якщо менше 100, то норма внесення Cd із добривами 3-4 кг/га.
Поряд з цими існують і біологічні заходи, що діють у тому ж напрямку. До них відноситься вирощування толерантних культур чи сортів, що використовуються в їжу, вирощування технічних і лісових культур, розведення квітів.
7 Як надзвичайний захід пропонується створення нового орного горизонту як за рахунок плантажної оранки, що забезпечує захоронення шару на глибині 40-50 см і вивертання на поверхню підорного незабрудненого, так і шляхом створення насипної товщі за рахунок ґрунту, привезеного з незабрудненої території. Можливе також видалення токсичного шару і розміщення на його місці нормального ґрунту.
Цинк. Ґрунт: кларк цинку в земній корі 7*10-3%. Існує 72 цинкових мінерали (мінеральних видів). Вміст його у ґрунтах залежить від материнської породи, вмісту органічної речовини реакції ґрунтового розчину. Вміст валового Zn у ґрунтах змінюється від 5,5 до 132 5 мг/кг. Ґрунти України бідні на рухомі форми Zn і мають від слідів до 0,30 мг/кг сухого ґрунту Zn і Cd є супутниками: чим більше у ґрунті Zn, тим більше у ньому Cd Відношення Zn до Cd становить близько 1000:1 (Виноградов А.П., 1950). У гумусовому шарі вміст Zn підвищується. За даними наукових установ, цинкові добрива треба вносити у ґрунт тоді, коли вміст у ньому рухомої форми в орному шарі менше 0,3 мг/кг. зв'язку з можливою шкідливою дією надлишків Zn на живі організми встановлено його ГДК, яке становить 300 мг/кг у ґрунті для валових форм і 23 мг/кг – для рухомих форм цинку [19, 258-261].
Рослини: вміст Zn у рослинах коливається від 15 до 22 мг на 1 кг сухої речовини, винос з урожаєм різних культур від 75 до 188 г на 1 га (Каталимов М.В., 1960), за іншими джерелами (Федюшкін Б. Ф., 1989) від 1200 до 2100 г/га. На думку Р.Брукса (Brooks, 1983) середній вміст цинку в рослинах 50 мкг/г сухої речовини. Zn має слабку фітотоксичність що проявляється тільки при збільшенні його вмісту в ґрунті. Ознаки фітотоксичності проявляються при вмісті Zn в тканинах 300-500 мг/кг сухої речовини. Zn входить до складу ферментів, бере участь у білковому, вуглеводневому, фосфорному обміні речовин, у біосинтезі вітамінів та росткових речовин [19, 261-262].
ГДК для цинку становить 200-400 мг/кг сухої маси рослин.
Тварини і людина: цинк, як і інші мікроелементи, поступає у тваринний організм із кормами.
Цинк активізує гормони статеві, передньої частини гіпофізу і підшлункової залози. Цинк входить до складу гормону підшлункової залози інсуліну, регулюючи при цьому вуглеводневий обмін; статевих гормонів, активізуючи тестостерон, фолікулін, пролін; відіграє важливу роль у процесах запліднення і відтворення. Тісний зв'язок цинку з гормонами, ферментами і вітамінами зумовлює його регулюючий вплив на відтворну функцію, обмін вуглеводів, білків, жирів, систему кровотворення, ріст і розвиток організму тварин. Цинк виявлений у складі ферментів дегідрогенази, пептидази, трансфосфорилази, карбоксипептидази, карбоангідрази, уреази. Ці ферменти беруть участь у обміні білків і вуглеводів. Цинк каталізує ферменти аргіназу, дегіропептидазу, амінопемтидазу, енолазу та ін. Отже, він бере участь у процесах клітинного дихання та окислення вуглеводів.
Цинк є необхідним для утворення і дозрівання сперматозоїдів. При надлишковому надходженні до організму людей і тварин токсично діє на серце, кров та інші органи, виявляє канцерогенну дію. Засвоєння тваринами цинку з різних кормів неоднакове. Наприклад, цинк кукурудзи засвоюється у кількості 52%, пшениці – 60%, гороху, ячменю, вівсу і бобів – 66-68%, люпину – 80% від прийнятого (табл. 1.5.).
Таблиця 1.5.
Допустимий вміст у рослинному матеріалі й винос елементів із врожаєм
| Елемент | Допустимий вмістмг/кг сухої речовини | Винос із врожаєм, г/га | Елемент | Допустимий вміст, мг/кг сухої речовини | Винос із врожаєм, г/га |
| Берилій | 0,1 | 0,5-1,0 | Фтор | 0,4-3,0 | 10-30 |
| Бром | - | 50-150 | Нікель | 0,1-5,0 | 1-80 |
| Кадмій | 0,015-0,5 | 0,3-8,0 | Свинець | 0,06 | 1-5 |
| Миш'як | 0,1-1,0 | 1,0-50,0 | Сурма | 2-20 | 20-200 |
| Хром | 0,2-1,0 | 1,0-10,0 | Селен | 0,2-2,0 | 1-15 |
| Pртуть | 0.05-0,10 | 0,2-1,5 | Олово | 0,8-6,0 | 5-50 |
Таблиця 1.6
Природний та допустимий вміст важких металів у ґрунті (мг/кг) і рослинному матеріалі, мг/кг сухої речовини
| Свинець | Хром | Ртуть | ||||
| ґрунт | рослина | ґрунт | рослина | ґрунт | рослина | |
| Максимальний | 60,2 | 20,6 | 0,32 | 2,40 | 0,25 | 0,07 |
| Мінімальний | 5,5 | 1,6 | 0,14 | 1,20 | 0,03 | 0,007 |
| Допустимий | 21,5 | 6,8 | 0,24 | 1,55 | 0,11 | 0,041 |
Таблиця 1.7
Кларки і МДР важких металів у ґрунтах (за Н.А. Черних, В.Ф. Ладиніним)
| Елемент | Кларк, мг/кг | МДР, мг/кг |
| Свинець | 10 | 32 |
| Стронцій | 300 | 1000 |
| Ртуть | 0,02 | 2 |
| Кадмій | 0,5 | 3 |
| Хром | 75 | 100 |
| Ванадій | 100 | . |
| Марганець | 850 | 1400 |
| Кобальт | 8 | 50 |
| Нікель | 40 | 50 |
| Мідь | 20 | 100 |
| Цинк | 50 | 300 |
| Селен | 0,01 | 10 |
Таблиця 1.7
Регіональні кларки важких металів для ґрунтів України, мг/кг (за А.І. Фатєєвим)
| Ґрунтово- | Елемент | |||||||||
| кліматична зона | РЬ | Zn | Мn | Cu | Co | Mo | Sr | Cr | V | Ni |
| Полісся | 11,4* 6-25** | 42 8-96 | 395 75-1400 | 8 1,4-20 | 102,5-20 | 2,41,5-5,0 | 11880-520 | 3920-67 | 16 8-29 | 129-20 |
| Лісостеп | 10 10-10 | 5220-90 | 735 240-3000 | 2010-48 | 178-40 | 2,80,9-6,3 | 11952-250 | 5118-100 | 52 16-201 | 26 10-80 |
| Степ | 13 10-15 | 6233-100 | 670200-1600 | 2710-64 | 168-27 | 3,82,9-5,6 | 142100-220 | 8540-150 | 6842-130 | 2519-40 |
| Крим: степові | 10 10-10 | 6940-190 | 845520-1100 | 3112-47 | 2410-30 | 1,82,0-3,8 | 11230-300 | 9640-156 | 11933-120 | 5310-47 |
| гірські | -10 | 6045-70 | 933500-1267 | 8355-125 | 2723-32 | 1,10,5-1,7 | -- | -130 | 253 148-267 | 5343-63 |
| Карпати: передгір'я | -23-168 | 8445-237 | 676150-1575 | 235-76 | 175-32 | -0,4-3,0 | -138-145 | 9030-282 | 10649-302 | 398-110 |
| гірські | 61- | 50 45-70 | 924500-1500 | 2520-40 | 2115-40 | -- | -126-145 | 140100-160 | 71 46-90 | 3125-40 |
· * – середній вміст
· ** – діапазон коливань
Свинець. Ґрунт: кларк Рb у літосфері – 1,6*10-3%, 16 мг/кг. У ґрунті кількість його коливається від 0,37*10 -3 до 4,33*10 -3%. Розроблені ГДК значно відрізняються один від одного. За одними даними, ГДК валових форм Рb у ґрунті становить 100 мг/кг, за іншими – 15-20 мг/кг; 32 мг/кг. ГДК рухомих форм свинцю в ґрунті становить 2 мг/кг.
Рослини: свинець має невисоку фітотоксичність: наявність діючої у рослинах системи інактивації елементів, що проникають у кореневу систему, затримує основну частину Рb у коренях рослин. Дуже високі концентрації Рb можуть суттєво пригнітити ріст рослин і викликати хлороз, обумовлений порушенням надходження Fe.
Звичайний вміст Рb у сільськогосподарських культурах, що використовуються в їжу, – 1-5 мг/кг сухої речовини. ГДК Рb овочевих і зернових культур становить 0,3 мг/кг, але є і більш високі показники (до 10 мг/кг сухої маси). Допустима концентрація у кормах –до 10 мг/кг.
Тварини і людина: отруєння тварин свинцем трапляється у місцевостях, де трава містить до 150 мг і більше свинцю в 1 кг сухої речовини. Крім того, часто причиною отруєнь тварин цим елементом є транспортні засоби, у яких перевозять корми, забруднені сполуками свинцю, що широко застосовується у промисловості й потрапляє в атмосферу та воду.
Кадмій. Ґрунт: кларк Cd і літосфері 1,3*10-5% або 0,13 мг/кг. У ландшафті Cd є рідким розсіяним елементом. Cd численні основні, подвійні і комплексні: сполуки. ГДК у воді 10 мг в 1 л. Для ґрунтів Франції встановлено ГДК Cd 3 мг на 1 кг ґрунту, ,у нашій країні – 3 мг/кг для валових форм і 0,7 мг/кг – для рухомих. Більш інтенсивно надходить Cd у рослини на кислих ґрунтах і значно менше – на нейтральних і лужних, тому для зниження надходження його у рослини велику роль відіграє їх вапнування.
Токсичний вплив на рослини: цей елемент, маючи надзвичайно високу токсичність, легко пересувається у ґрунтах, швидко засвоюється рослинами і нагромаджується у них. Він має кумулятивні властивості. Унаслідок надмірного вмісту кадмію в рослинах спостерігається почервоніння і хлороз листків, стебел, черешків.
У природній рослинності західних штатів США концентрація кадмію коливається у межах 0,03-0,3 мкг/г сухої речовини. У зерні злаків з різних країн вміст кадмію змінюється від 0,02 до 0,2 мкг/г сухої речовини. Згідно деяких даних, середня концентрація кадмію в рослинах суходолу дорівнює 0,005 мкг/г сухої речовини.