К тяжелым металлам относятся медь, цинк, никель, кобальт, молибден, марганец, кадмий, ртуть, свинец и другие элементы, имеющие плотность свыше 5 г/см3 или атомную массу более 50. Причем три последних металла наиболее опасны. По данным Всемирной организации здравоохранения, потребление свинца с продуктами питания взрослым человеком в течение недели не должно превышать 3 мг, кадмия - 0,4-0,5 и ртути - 0,3 мг. Концентрация тяжелых металлов в окружающей среде постоянно растет, особенно за счет выбросов в атмосферу автотранспорта при сжигании топлива. Вносят свою лепту промышленные предприятия и прежде всего крупные заводы с гальваническим производством.
На сельскохозяйственных угодьях основным источником накопления тяжелых металлов кроме атмосферных осадков являются минеральные удобрения, городские сточные воды, бытовой мусор и различные отходы промышленности (фосфогипс, пиритные огарки, применяемые на торфяниках в качестве медьсодержащих удобрений). Ртуть содержится в протравителе семян - гранозане, который еще совсем недавно широко применялся в земледелии.
Загрязняется почва тяжелыми металлами и в зоне действия крупных животноводческих комплексов, когда жидкую органику вносят на поля без всякой меры. В результате почва обогащается цинком, марганцем, медью и что еще хуже - свинцом и кадмием. А это, в свою очередь, приводит к повышению их концентрации в растениях. Не исключается и вымывание металлов в грунтовые воды, особенно цинка. Чтобы избежать негативных последствий, дозы жидких органических удобрений на торфяно-глеевых почвах не должны превышать 160 кг в расчете на азот, а дерново-подзолистых - 200 кг/га с внесением их дробно под каждый укос. При возделывании зерновых культур нагрузка бесподстилочного навоза и того меньше: 120-140 кг/га. Под картофель его вносят в пределах 150 кг/га по азоту.
Может показаться странным, что к тяжелым металлам отнесены марганец, цинк, кобальт и молибден, хорошо известные как микроэлементы. Физиологическая их роль в организме растений, человека и животных научно доказана. Благодаря этому они нашли широкое применение в сельском хозяйстве и медицине. При дефиците для живых организмов эти соединения рассматриваются как микроэлементы, но при избытке - как тяжелые металлы.
Чтобы избежать передозировки, микроудобрения вносят в почву лишь на угодьях 1-ой группы обеспеченности. Дозы меди и цинка обычно составляют 2-3 кг на дерново-подзолистых и 3-4 кг/га на торфяных почвах. На всех площадях 2-ой группы обеспеченности микроэлементами проводят только некорневые подкормки в сочетании с обработкой семенного материала, что резко снижает дозы их внесения. В хозяйствах, имеющих орошаемые земли, можно вносить цинк, кобальт, медь или молибден с поливной водой в ионном виде на основе анодного растворения металлов с помощью специальных устройств. Это позволяет снизить дозу очень дефицитных и дорогих микроэлементов до 15 г/га. Применение таких удобрений в земледелии и луговодстве оправдано не только повышением урожая, но и улучшением его качества за счет снижения содержания радионуклидов. Следует также помнить, что плодовые деревья лучше отзываются на цинк, чем полевые культуры.
Известно, что почва обладает способностью к самоочищению: поступающие в нее различные соединения со временем разрушаются и разлагаются. При небольшом загрязнении тяжелыми металлами почва в состоянии переводить их в малоактивную, то есть безопасную форму. Но защитные возможности почвы не беспредельны, особенно если они легкие по гранулометрическому составу (пески, супеси) и содержат незначительное количество гумуса. Поэтому необходимы дополнительные агротехнические приемы по детоксации тяжелых металлов, к которым прежде всего относится внесение известковых и органических удобрений. Как те, так и другие снижают доступность кадмия, свинца и ртути растениям. Применение навоза, торфяно-навозных компостов позволяет использовать свойства многих органичских соединений к комплексо-образованию с тяжелыми металлами, что препятствует поглощению токсикантов сельскохозяйственными культурами. Даже внесение 2,5 т/га соломы в качестве удобрений снижает содержание подвижных форм кадмия почти наполовину.
Изменение рН с 5,5 до 7,0 уменьшает концентрацию этого элемента в растениях в несколько раз. В этой связи известкованию кислых почв необходимо уделять исключительное внимание. При этом надо не забывать, что оптимальные уровни рН для возделывания культур на осушенных торфяниках примерно на 1,0-1,5 единицы ниже, чем на дерново-подзолистых почвах. Лучшим же известковым удобрением является доломитовая мука.
Важно соблюдать и другие условия. В частности, из-за высокого содержания свинца в пиритных огарках применение их в качестве медьсодержащих удобрений должно быть исключено. То же относится и к осадкам городских сточных вод. Их использование целесообразно лишь при посадке деревьев и создании клумб.
Вблизи автомагистралей колхозы и фермеры не должны возделывать многолетние травы, особенно люцерну. Предпочтительны здесь зерновые и прежде всего озимая рожь. Менее подходит овес. Нельзя также скашивать траву и выпасать животных на обочинах шоссе и в защитных лесонасаждениях. Именно там в наибольшей мере концентрируются тяжелые металлы, которые, передаваясь по пищевой цепи, могут попасть и на наш обеденный стол. При этом особенно загрязняются корма, заготавливаемые на обочинах при механизированной уборке, поскольку растения покрываются еще пылеватыми частицами почвы, обогащенными токсическими соединениями. Надо иметь в виду и то обстоятельство, что сорняки в посевах - наибольшие любители тяжелых металлов.
Необходимо придерживаться определенных ограничений при возделывании овощных культур в крупных городах и промышленных центрах. Нельзя выращивать вблизи улиц с интенсивным движением зеленные культуры (салат, шпинат, укроп и т.д.). В целях безопасности это можно делать в закрытом грунте, то есть под пленкой или стеклом. Нелишне напомнить, что наименьшей концентрацией кадмия и свинца отличаются капуста белокочанная и помидоры. Городские овощи и фрукты перед употреблением в пищу надо очень тщательно мыть. Таким путем можно снизить содержание, к примеру, свинца по меньшей мере на одну треть. Кроме того, следует избегать варки картофеля «в мундирах».
При необходимости каждый может «проэкзаменовать» свой участок на наличие тяжелых металлов, обратясь в областную станцию химизации или в институт аграрного профиля. Конечно, за определенную плату.
П.Ф. Тиво.
Другие статьи на эту тему читайте здесь.