Агрохимия

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.

Металл	ПДК в водоемах СНГ, мг/л	Металл	ПДК в водоемах СНГ, мг/л
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.