માનવ ઉત્પાદન પ્રવૃત્તિઓ (ઉદ્યોગ, પરિવહન, વગેરે) ના પરિણામે પર્યાવરણમાં પ્રવેશતી ભારે ધાતુઓ બાયોસ્ફિયરના સૌથી ખતરનાક પ્રદૂષકોમાંની એક છે. પારો, સીસું, કેડમિયમ અને કોપર જેવા તત્વોને "પદાર્થોના નિર્ણાયક જૂથ - પર્યાવરણીય તણાવના સૂચક" તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. એવો અંદાજ છે કે દર વર્ષે એકલા ધાતુશાસ્ત્રીય સાહસો પૃથ્વીની સપાટી પર 150 હજાર ટન કરતાં વધુ તાંબાનું ઉત્સર્જન કરે છે; 120 - ઝીંક, લગભગ 90 - સીસું, 12 - નિકલ અને લગભગ 30 ટન પારો. આ ધાતુઓ જૈવિક ચક્રના વ્યક્તિગત ભાગોમાં નિશ્ચિત હોય છે, સૂક્ષ્મજીવો અને છોડના બાયોમાસમાં એકઠા થાય છે અને ટ્રોફિક સાંકળો દ્વારા પ્રાણીઓ અને મનુષ્યોના શરીરમાં પ્રવેશ કરે છે, તેમના મહત્વપૂર્ણ કાર્યોને નકારાત્મક રીતે અસર કરે છે. બીજી બાજુ, ભારે ધાતુઓ ઇકોલોજીકલ પરિસ્થિતિ પર ચોક્કસ અસર કરે છે, ઘણા જીવોના વિકાસ અને જૈવિક પ્રવૃત્તિને દબાવી દે છે.
જમીનના સુક્ષ્મસજીવો પર ભારે ધાતુઓની અસરની સમસ્યાની સુસંગતતા એ હકીકત દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે કે તે જમીનમાં છે કે કાર્બનિક અવશેષોના ખનિજીકરણની તમામ પ્રક્રિયાઓમાંથી મોટાભાગની પ્રક્રિયાઓ કેન્દ્રિત છે, જે જૈવિક અને ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ચક્રના જોડાણને સુનિશ્ચિત કરે છે. માટી એ બાયોસ્ફિયરના જોડાણોનો એક ઇકોલોજીકલ નોડ છે, જેમાં જીવંત અને નિર્જીવ પદાર્થોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા સૌથી વધુ સઘન રીતે થાય છે. જમીન પર, પૃથ્વીના પોપડા, હાઇડ્રોસ્ફિયર, વાતાવરણ અને જમીનમાં રહેતા સજીવો વચ્ચેની ચયાપચયની પ્રક્રિયાઓ બંધ છે, જેમાંથી જમીનના સુક્ષ્મસજીવો મહત્વપૂર્ણ સ્થાન ધરાવે છે.
રોશીડ્રોમેટના લાંબા ગાળાના અવલોકનોના ડેટા પરથી, તે જાણીતું છે કે ભારે ધાતુઓ સાથેના માટીના પ્રદૂષણના કુલ સૂચકાંક અનુસાર, પાંચ-કિલોમીટર ઝોનની અંદરના પ્રદેશો માટે ગણવામાં આવે છે, 2.2% રશિયન વસાહતો "અત્યંત જોખમી" ની શ્રેણીની છે. પ્રદૂષણ", 10.1% - "ખતરનાક પ્રદૂષણ", 6.7% - "સાધારણ જોખમી પ્રદૂષણ". રશિયન ફેડરેશનના 64 મિલિયનથી વધુ નાગરિકો અતિશય વાયુ પ્રદૂષણવાળા વિસ્તારોમાં રહે છે.
90 ના દાયકાની આર્થિક મંદી પછી, રશિયામાં છેલ્લા 10 વર્ષોમાં ઉદ્યોગ અને પરિવહનમાંથી પ્રદૂષક ઉત્સર્જનના સ્તરમાં ફરીથી વધારો થયો છે. ઔદ્યોગિક અને ઘરગથ્થુ કચરાના રિસાયક્લિંગનો દર કાદવના સંગ્રહની સુવિધાઓમાં રચનાના દર કરતાં અનેક ગણો પાછળ છે; લેન્ડફિલ્સ અને લેન્ડફિલ્સમાં 82 બિલિયન ટનથી વધુ ઉત્પાદન અને વપરાશનો કચરો એકઠો થયો છે. ઉદ્યોગમાં કચરાના ઉપયોગ અને નિકાલનો સરેરાશ દર લગભગ 43.3% છે.
રશિયામાં વિક્ષેપિત જમીનનો વિસ્તાર હાલમાં 1 મિલિયન હેક્ટરથી વધુ છે. તેમાંથી, કૃષિનો હિસ્સો 10%, નોન-ફેરસ ધાતુશાસ્ત્ર - 10, કોલસા ઉદ્યોગ - 9, તેલ ઉદ્યોગ - 9, ગેસ - 7, પીટ - 5, ફેરસ ધાતુશાસ્ત્ર - 4%. 51 હજાર હેક્ટર પુનઃસ્થાપિત જમીન સાથે, વાર્ષિક સમાન રકમ વિક્ષેપિતની શ્રેણીમાં જાય છે.
શહેરી અને ઔદ્યોગિક વિસ્તારોની જમીનમાં હાનિકારક તત્ત્વોના સંચય સાથે એક અત્યંત પ્રતિકૂળ પરિસ્થિતિ પણ વિકસી રહી છે, કારણ કે હાલમાં સમગ્ર દેશમાં 100 હજારથી વધુ જોખમી ઉદ્યોગો અને સુવિધાઓ (જેમાંથી લગભગ 3 હજાર રાસાયણિક છે) ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે, જે અત્યંત ઝેરી પદાર્થોના મોટા પાયે પ્રકાશન સાથે ટેક્નોજેનિક પ્રદૂષણ અને અકસ્માતોના ખૂબ ઊંચા સ્તરના જોખમો પૂર્વનિર્ધારિત કરે છે.
ખેતીલાયક જમીનમાં પારો, આર્સેનિક, સીસું, બોરોન, કોપર, ટીન, બિસ્મથ જેવા તત્વોથી દૂષિત થાય છે, જે જંતુનાશકો, બાયોસાઇડ્સ, છોડના વિકાસને ઉત્તેજક અને સ્ટ્રક્ચર ફર્મર્સના ભાગ રૂપે જમીનમાં પ્રવેશ કરે છે. બિન-પરંપરાગત ખાતરો, વિવિધ કચરામાંથી બનાવવામાં આવે છે, જેમાં ઘણી વખત ઉચ્ચ સાંદ્રતામાં પ્રદુષકોની વિશાળ શ્રેણી હોય છે.
ખેતીમાં ખનિજ ખાતરોનો ઉપયોગ જમીનમાં છોડના પોષક તત્ત્વોની સામગ્રીને વધારવા અને કૃષિ પાકની ઉપજમાં વધારો કરવાનો છે. જો કે, મુખ્ય પોષક તત્ત્વોના સક્રિય પદાર્થની સાથે, ભારે ધાતુઓ સહિત ઘણાં વિવિધ રસાયણો ખાતરો સાથે જમીનમાં પ્રવેશ કરે છે. બાદમાં ફીડસ્ટોકમાં ઝેરી અશુદ્ધિઓની હાજરી, ખાતરોના ઉત્પાદન અને ઉપયોગ માટેની અપૂર્ણ તકનીકોને કારણે છે. આમ, ખનિજ ખાતરોમાં કેડમિયમની સામગ્રી કાચા માલના પ્રકાર પર આધારિત છે કે જેમાંથી ખાતરો ઉત્પન્ન થાય છે: કોલા દ્વીપકલ્પના એપેટાઇટ્સમાં તેની નજીવી માત્રા (0.4-0.6 મિલિગ્રામ/કિલો), અલ્જેરિયન ફોસ્ફોરાઇટ્સમાં - 6 સુધી, અને મોરોક્કન લોકોમાં - વધુ 30 મિલિગ્રામ/કિગ્રા. કોલા એપેટાઇટ્સમાં સીસા અને આર્સેનિકની હાજરી અલ્જેરિયા અને મોરોક્કોના ફોસ્ફોરાઇટ્સની તુલનામાં અનુક્રમે 5-12 અને 4-15 ગણી ઓછી છે.
એ.યુ. આયદીવ એટ અલ. ખનિજ ખાતરોમાં ભારે ધાતુઓની સામગ્રી પર નીચેનો ડેટા પ્રદાન કરે છે (mg/kg): નાઇટ્રોજન - Pb - 2-27; Zn - 1-42; Cu - 1-15; સીડી - 0.3-1.3; ની - 0.9; ફોસ્ફરસ - અનુક્રમે 2-27; 23; 10-17; 2.6; 6.5; પોટાશ - અનુક્રમે 196; 182; 186; 0.6; 19.3 અને Hg - 0.7 mg/kg, એટલે કે ખાતરો માટી-છોડ પ્રણાલીના દૂષિત સ્ત્રોત બની શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, N45P60K60 ના ડોઝ પર લાક્ષણિક ચેર્નોઝેમ પર શિયાળાના ઘઉંના મોનોકલ્ચર માટે ખનિજ ખાતરોની રજૂઆત સાથે, જમીન વાર્ષિક ધોરણે Pb - 35133 mg/ha, Zn - 29496, Cu - 29982, Cd - 4515, Ni. mg/ha. લાંબા સમય સુધી, તેમની રકમ નોંધપાત્ર મૂલ્યો સુધી પહોંચી શકે છે.
લેન્ડસ્કેપમાં ટેક્નોજેનિક સ્ત્રોતોમાંથી વાતાવરણમાં છોડવામાં આવતી ધાતુઓ અને ધાતુઓનું વિતરણ પ્રદૂષણના સ્ત્રોતથી અંતર, આબોહવાની પરિસ્થિતિઓ (પવનની શક્તિ અને દિશા), ભૂપ્રદેશ પર, તકનીકી પરિબળો (કચરાની સ્થિતિ, પદ્ધતિ) પર આધારિત છે. પર્યાવરણમાં કચરો છોડવાનું, એન્ટરપ્રાઇઝ પાઈપોની ઊંચાઈ).
માટીનું પ્રદૂષણ ત્યારે થાય છે જ્યારે ધાતુઓ અને મેટાલોઇડ્સના ટેક્નોજેનિક સંયોજનો કોઈપણ તબક્કાની સ્થિતિમાં પર્યાવરણમાં પ્રવેશ કરે છે. સામાન્ય રીતે, એરોસોલ પ્રદૂષણ ગ્રહ પર પ્રબળ છે. આ કિસ્સામાં, સૌથી મોટા એરોસોલ કણો (>2 માઇક્રોન) પ્રદૂષણના સ્ત્રોતની નજીકમાં (ઘણા કિલોમીટરની અંદર) પડે છે, જે પ્રદૂષકોની મહત્તમ સાંદ્રતા સાથે ઝોન બનાવે છે. દસ કિલોમીટરના અંતરે પ્રદૂષણ શોધી શકાય છે. પ્રદૂષણ વિસ્તારનું કદ અને આકાર ઉપરોક્ત પરિબળોના પ્રભાવ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
પ્રદૂષકોના મુખ્ય ભાગનું સંચય મુખ્યત્વે હ્યુમસ-સંચિત જમીનની ક્ષિતિજમાં જોવા મળે છે. તેઓ વિવિધ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓને કારણે એલ્યુમિનોસિલિકેટ્સ, બિન-સિલિકેટ ખનિજો અને કાર્બનિક પદાર્થો સાથે જોડાય છે. તેમાંના કેટલાક આ ઘટકો દ્વારા નિશ્ચિતપણે પકડેલા છે અને માત્ર જમીનની રૂપરેખા સાથે સ્થળાંતરમાં ભાગ લેતા નથી, પરંતુ જીવંત જીવો માટે જોખમ પણ નથી. માટીના પ્રદૂષણના નકારાત્મક પર્યાવરણીય પરિણામો ધાતુઓ અને મેટાલોઇડ્સના મોબાઇલ સંયોજનો સાથે સંકળાયેલા છે. જમીનમાં તેમની રચના સોર્પ્શન-ડિસોર્પ્શન, વરસાદ-વિસર્જન, આયન વિનિમય અને જટિલ સંયોજનોની રચનાની પ્રતિક્રિયાઓને કારણે નક્કર જમીનના તબક્કાઓની સપાટી પર આ તત્વોની સાંદ્રતાને કારણે છે. આ તમામ સંયોજનો માટીના દ્રાવણ સાથે સંતુલનમાં હોય છે અને એકસાથે વિવિધ રાસાયણિક તત્વોના માટીના મોબાઈલ સંયોજનોની સિસ્ટમનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. શોષિત તત્વોની માત્રા અને જમીન દ્વારા તેમની જાળવણીની શક્તિ તત્વોના ગુણધર્મો અને જમીનના રાસાયણિક ગુણધર્મો પર આધારિત છે. ધાતુઓ અને મેટાલોઇડ્સના વર્તન પર આ ગુણધર્મોનો પ્રભાવ સામાન્ય અને વિશિષ્ટ લક્ષણો બંને ધરાવે છે. શોષિત તત્વોની સાંદ્રતા માટીના બારીક ખનિજો અને કાર્બનિક પદાર્થોની હાજરી દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. એસિડિટીમાં વધારો મેટલ સંયોજનોની દ્રાવ્યતામાં વધારો સાથે છે, પરંતુ મેટલોઇડ સંયોજનોની દ્રાવ્યતામાં મર્યાદા છે. પ્રદૂષકોના શોષણ પર લોખંડ અને એલ્યુમિનિયમના બિન-સિલિકેટ સંયોજનોની અસર જમીનમાં એસિડ-બેઝની સ્થિતિ પર આધારિત છે.
લીચિંગની સ્થિતિમાં, ધાતુઓ અને મેટાલોઇડ્સની સંભવિત ગતિશીલતા સમજાય છે, અને તેઓ ભૂગર્ભજળના ગૌણ પ્રદૂષણના સ્ત્રોત બનીને જમીનની પ્રોફાઇલની બહાર લઈ જઈ શકાય છે.
ભારે ધાતુના સંયોજનો કે જે એરોસોલના શ્રેષ્ઠ કણો (માઈક્રોન અને સબમાઈક્રોન) નો ભાગ છે તે ઉપલા વાતાવરણમાં પ્રવેશી શકે છે અને લાંબા અંતર પર પરિવહન કરી શકાય છે, જે હજારો કિલોમીટરમાં માપવામાં આવે છે, એટલે કે, પદાર્થોના વૈશ્વિક પરિવહનમાં ભાગ લે છે.
વોસ્ટોક હવામાનશાસ્ત્રીય સંશ્લેષણ કેન્દ્ર અનુસાર, અન્ય દેશોમાં સીસા અને કેડમિયમ સાથે રશિયન પ્રદેશનું દૂષણ આ દેશોમાં રશિયન સ્ત્રોતોના પ્રદૂષકોથી 10 ગણા વધારે છે, જે પશ્ચિમ-પૂર્વ હવાના સમૂહના વર્ચસ્વને કારણે છે. ટ્રાન્સફર યુરોપિયન ટેરિટરી ઑફ રશિયા (ETP) પર સીસાનું પ્રમાણ વાર્ષિક છે: યુક્રેનના સ્ત્રોતોમાંથી - લગભગ 1100 ટન, પોલેન્ડ અને બેલારુસ - 180-190, જર્મની - યુક્રેનના સ્ત્રોતોમાંથી ETP પર 130 ટનથી વધુ કેડમિયમ જમા થાય છે ટન, પોલેન્ડ - લગભગ 9 , બેલારુસ - 7, જર્મની - 5 ટનથી વધુ.
ભારે ધાતુઓ (TM) વડે પર્યાવરણીય પ્રદૂષણમાં વધારો કુદરતી બાયોકોમ્પ્લેક્સ અને એગ્રોસેનોસિસ માટે ખતરો છે. TMs કે જે જમીનમાં એકઠા થાય છે તે છોડ દ્વારા તેમાંથી કાઢવામાં આવે છે અને વધતી સાંદ્રતામાં ટ્રોફિક સાંકળો દ્વારા પ્રાણીઓના શરીરમાં પ્રવેશ કરે છે. છોડ માત્ર જમીનમાંથી જ નહીં, હવામાંથી પણ TM એકઠા કરે છે. છોડના પ્રકાર અને ઇકોલોજીકલ પરિસ્થિતિના આધારે, જમીન અથવા વાયુ પ્રદૂષણનો પ્રભાવ પ્રભુત્વ ધરાવે છે. તેથી, છોડમાં TM ની સાંદ્રતા જમીનમાં તેમની સામગ્રી કરતાં વધુ અથવા ઓછી હોઈ શકે છે. પાંદડાવાળા શાકભાજી ખાસ કરીને હવામાંથી ઘણું લીડ (95% સુધી) શોષી લે છે.
રસ્તાની બાજુના વિસ્તારોમાં, મોટર વાહનો ભારે ધાતુઓ, ખાસ કરીને સીસા સાથે જમીનને નોંધપાત્ર રીતે પ્રદૂષિત કરે છે. જ્યારે જમીનમાં તેની સાંદ્રતા 50 મિલિગ્રામ/કિલો હોય છે, ત્યારે આ રકમનો લગભગ દસમો ભાગ હર્બેસિયસ છોડ દ્વારા સંચિત થાય છે. છોડ પણ સક્રિયપણે ઝીંકને શોષી લે છે, જેનું પ્રમાણ તેમની જમીનમાં તેની સામગ્રી કરતાં અનેક ગણું વધારે હોઈ શકે છે.
ભારે ધાતુઓ માટીના માઇક્રોબાયોટાની સંખ્યા, પ્રજાતિઓની રચના અને મહત્વપૂર્ણ પ્રવૃત્તિને નોંધપાત્ર રીતે અસર કરે છે. તેઓ જમીનમાં વિવિધ પદાર્થોના ખનિજીકરણ અને સંશ્લેષણની પ્રક્રિયાઓને અટકાવે છે, માટીના સુક્ષ્મસજીવોના શ્વસનને દબાવી દે છે, માઇક્રોબાયોસ્ટેટિક અસરનું કારણ બને છે અને મ્યુટેજેનિક પરિબળ તરીકે કાર્ય કરી શકે છે.
એલિવેટેડ સાંદ્રતામાં મોટાભાગની ભારે ધાતુઓ જમીનમાં ઉત્સેચકોની પ્રવૃત્તિને અટકાવે છે: એમીલેઝ, ડિહાઇડ્રોજેનેઝ, યુરેસ, ઇન્વર્ટેઝ, કેટાલેઝ. આના આધારે, જાણીતા LD50 સૂચક જેવા સૂચકાંકો સૂચવવામાં આવ્યા છે, જેમાં પ્રદૂષકની સાંદ્રતા જે ચોક્કસ શારીરિક પ્રવૃત્તિને 50 અથવા 25% ઘટાડે છે તે અસરકારક માનવામાં આવે છે, ઉદાહરણ તરીકે, માટી દ્વારા CO2 ના પ્રકાશનમાં ઘટાડો. - EkD50, ડિહાઇડ્રોજેનેઝ પ્રવૃત્તિનું નિષેધ - EC50, 25% દ્વારા ઇન્વર્ટેજ પ્રવૃત્તિનું દમન, ફેરિક આયર્ન ઘટાડાની પ્રવૃત્તિમાં ઘટાડો - EC50.
એસ.વી. લેવિન એટ અલ. વાસ્તવિક પરિસ્થિતિઓમાં ભારે ધાતુઓ સાથે જમીનના દૂષણના વિવિધ સ્તરોના સૂચક તરીકે નીચેની દરખાસ્ત કરવામાં આવી છે. સ્વીકૃત રાસાયણિક પૃથ્થકરણ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને ભારે ધાતુઓની પૃષ્ઠભૂમિની સાંદ્રતા કરતાં વધુ દૂષણનું નીચું સ્તર નક્કી કરવું જોઈએ. અશુદ્ધ માટીના હોમિયોસ્ટેસિસ ઝોનના કદને અનુરૂપ એકાગ્રતાના બમણા સમાન પ્રદૂષકના વધારાના ડોઝના વધારાના પરિચય પર પ્રારંભિક માટી માઇક્રોબાયલ સમુદાયના સભ્યોની પુનઃવિતરણની ગેરહાજરી દ્વારા દૂષણનું સરેરાશ સ્તર સૌથી વધુ સ્પષ્ટપણે સાબિત થાય છે. વધારાના સૂચક સંકેતો તરીકે, જમીનમાં નાઇટ્રોજન ફિક્સેશનની પ્રવૃત્તિમાં ઘટાડો અને આ પ્રક્રિયાની પરિવર્તનશીલતા, પ્રજાતિઓની સમૃદ્ધિ અને માટીના સુક્ષ્મસજીવોના સંકુલની વિવિધતામાં ઘટાડો અને ઝેરના પ્રમાણમાં વધારોનો ઉપયોગ કરવો યોગ્ય છે. -રચના સ્વરૂપો, એપિફાઇટિક અને પિગમેન્ટેડ સુક્ષ્મસજીવો. પ્રદૂષણના ઉચ્ચ સ્તરને દર્શાવવા માટે, પ્રદૂષણ માટે ઉચ્ચ છોડની પ્રતિક્રિયાને ધ્યાનમાં લેવી સૌથી વધુ સલાહભર્યું છે. અતિરિક્ત ચિહ્નો જમીનની સૂક્ષ્મ જીવવિજ્ઞાન પ્રવૃત્તિમાં સામાન્ય ઘટાડોની પૃષ્ઠભૂમિ સામે ચોક્કસ પ્રદૂષકને પ્રતિરોધક સૂક્ષ્મજીવોના સ્વરૂપોની ઉચ્ચ વસ્તી ગીચતાની જમીનમાં શોધ હોઈ શકે છે.
સમગ્ર રશિયામાં, જમીનમાં તમામ નિર્ધારિત ટીએમની સરેરાશ સાંદ્રતા 0.5 MAC કરતાં વધુ નથી. જો કે, વ્યક્તિગત તત્વો માટે વિવિધતાનો ગુણાંક 69-93% ની રેન્જમાં છે, અને કેડમિયમ માટે તે 100% કરતાં વધી જાય છે. રેતાળ અને રેતાળ લોમ જમીનમાં સરેરાશ લીડનું પ્રમાણ 6.75 મિલિગ્રામ/કિલો છે. તાંબુ, જસત, કેડમિયમનું પ્રમાણ 0.5-1.0 ODC ની રેન્જમાં છે. દર વર્ષે, માટીની સપાટીનું પ્રત્યેક ચોરસ મીટર લગભગ 6 કિલો રસાયણો (સીસું, કેડમિયમ, આર્સેનિક, તાંબુ, જસત, વગેરે) શોષી લે છે. જોખમની ડિગ્રી અનુસાર, ટીએમને ત્રણ વર્ગોમાં વહેંચવામાં આવે છે, જેમાંથી પ્રથમને અત્યંત જોખમી પદાર્થો તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. તેમાં Pb, Zn, Cu, As, Se, F, Hg નો સમાવેશ થાય છે. બીજો સાધારણ ખતરનાક વર્ગ B, Co, Ni, Mo, Cu, Cr દ્વારા રજૂ થાય છે અને ત્રીજો (ઓછા જોખમી) છે Ba, V, W, Mn, Sr. TM ની ખતરનાક સાંદ્રતા વિશેની માહિતી તેમના મોબાઇલ સ્વરૂપોના વિશ્લેષણ દ્વારા પ્રદાન કરવામાં આવે છે (કોષ્ટક 4.11).
ભારે ધાતુઓથી દૂષિત જમીનના ઉપચાર માટે, વિવિધ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જેમાંથી એક તેની ભાગીદારી સાથે કુદરતી ઝિઓલાઇટ્સ અથવા સોર્બન્ટ એમેલિઅન્ટ્સનો ઉપયોગ છે. ઝીઓલાઇટ્સમાં ઘણી ભારે ધાતુઓ પ્રત્યે ઉચ્ચ પસંદગીની ક્ષમતા હોય છે. ભારે ધાતુઓને જમીનમાં બાંધવા અને છોડમાં તેમના પ્રવેશને ઘટાડવા માટે આ ખનિજો અને ઝિઓલાઇટ ધરાવતા ખડકોની અસરકારકતા જાહેર કરવામાં આવી છે. એક નિયમ તરીકે, જમીનમાં ઓછી માત્રામાં ઝીઓલાઇટ્સ હોય છે, જો કે, વિશ્વના ઘણા દેશોમાં, કુદરતી ઝિઓલાઇટના થાપણો વ્યાપક છે, અને માટીના બિનઝેરીકરણ માટે તેનો ઉપયોગ આર્થિક રીતે સસ્તો અને જમીનના કૃષિ રાસાયણિક ગુણધર્મોના સુધારણાને કારણે પર્યાવરણીય રીતે અસરકારક બની શકે છે. .
વનસ્પતિ પાકો માટે ઝીંક સ્મેલ્ટર પાસે દૂષિત ચેર્નોઝેમ્સ પર પેગાસ્કી ડિપોઝિટ (અપૂર્ણાંક 0.3 મીમી) માંથી 35 અને 50 ગ્રામ/કિલો હિયુલેન્ડાઇટ માટીના ઉપયોગથી ઝીંક અને સીસાના મોબાઇલ સ્વરૂપોની સામગ્રીમાં ઘટાડો થયો, પરંતુ તે જ સમયે નાઇટ્રોજન અને આંશિક રીતે છોડનું ફોસ્ફરસ-પોટેશિયમ પોષણ બગડ્યું, જેણે તેમની ઉત્પાદકતામાં ઘટાડો કર્યો.
અનુસાર વી.એસ. બેલોસોવા, ખાડીઝેન્સકોયે ડિપોઝિટ (ક્રાસ્નોડાર ટેરિટરી) માંથી 10-20 t/ha ઝીઓલાઇટ ધરાવતા ખડકોનો ઉમેરો, જેમાં 27-35% ઝીઓલાઇટ્સ (સ્ટેલ્બાઇટ, હ્યુલાન્ડાઇટ), ભારે ધાતુઓથી દૂષિત જમીનમાં (10-100 ગણી પૃષ્ઠભૂમિ) સ્તર), છોડમાં ટીએમના સંચયને ઘટાડવામાં મદદ કરે છે: તાંબુ અને જસત 5-14 ગણા સુધી, સીસું અને કેડમિયમ - 2-4 ગણા સુધી. તેમણે એ પણ જાહેર કર્યું કે CSP ના શોષણ ગુણધર્મો અને ધાતુના નિષ્ક્રિયકરણની અસર વચ્ચેના સ્પષ્ટ સંબંધની ગેરહાજરી, વ્યક્ત કરવામાં આવી છે, ઉદાહરણ તરીકે, પરીક્ષણ સંસ્કૃતિઓમાં સીસાની સામગ્રીમાં ઘટાડો થવાના પ્રમાણમાં નીચા દરે, શોષણમાં CSP નું ખૂબ જ ઊંચું શોષણ હોવા છતાં. પ્રયોગો, તદ્દન અપેક્ષિત છે અને પરિણામે ભારે ધાતુઓ એકઠા કરવાની ક્ષમતામાં છોડની પ્રજાતિઓ તફાવત છે.
સોડી-પોડઝોલિક જમીન (મોસ્કો પ્રદેશ) પર વનસ્પતિ પ્રયોગોમાં, કૃત્રિમ રીતે 640 મિલિગ્રામ પીબી/કિગ્રાના જથ્થામાં સીસાથી દૂષિત, જે એસિડિક જમીન માટે મહત્તમ અનુમતિપાત્ર સાંદ્રતાના 10 ગણા અનુલક્ષે છે, સોકીર્નિત્સ્કોય ડિપોઝિટમાંથી ઝિઓલાઇટનો ઉપયોગ અને મોડલ ઝીયોલાઇટ "ક્લિનો-ફોસ" સક્રિય ઘટકો, એમોનિયમ, પોટેશિયમ, મેગ્નેશિયમ અને ફોસ્ફરસ આયનો 0.5% ની માત્રામાં જમીનના જથ્થા, છોડની વૃદ્ધિ અને વિકાસ પર વિવિધ અસરો ધરાવે છે. સંશોધિત ઝીઓલાઇટે જમીનની એસિડિટી ઘટાડી, છોડ માટે ઉપલબ્ધ નાઇટ્રોજન અને ફોસ્ફરસની સામગ્રીમાં નોંધપાત્ર વધારો કર્યો, એમોનિફિકેશનની પ્રવૃત્તિ અને માઇક્રોબાયોલોજીકલ પ્રક્રિયાઓની તીવ્રતામાં વધારો કર્યો, અને લેટીસ છોડની સામાન્ય વનસ્પતિ સુનિશ્ચિત કરી, જ્યારે અસંતૃપ્ત ઝિઓલાઇટનો ઉપયોગ ન થયો. અસરકારક
અસંતૃપ્ત ઝિઓલાઇટ અને સંશોધિત ઝીઓલાઇટ "ક્લિનોફોસ" પણ 30 અને 90 દિવસની માટી ખાતર પછી સીસા તરફ તેમના વિભાજન ગુણધર્મો દર્શાવતા નથી. વી.જી.ના ડેટા દ્વારા પુરાવા મુજબ, ઝીઓલાઇટ્સ દ્વારા લીડ સોર્પ્શનની પ્રક્રિયા પૂર્ણ કરવા માટે કદાચ 90 દિવસ પૂરતા નથી. મિનીવા એટ અલ. તેમની અરજી પછીના બીજા વર્ષમાં જ ઝીઓલાઇટ્સની સોર્પ્શન અસરના અભિવ્યક્તિ વિશે.
જ્યારે ઝીઓલાઇટ, ઉચ્ચ ડિગ્રીના વિક્ષેપમાં કચડીને, સેમિપલાટિંસ્ક ઇર્ટિશ પ્રદેશની ચેસ્ટનટ જમીનમાં ઉમેરવામાં આવ્યું, ત્યારે તેમાં ઉચ્ચ આયન-વિનિમય ગુણધર્મો સાથે સક્રિય ખનિજ અપૂર્ણાંકની સંબંધિત સામગ્રીમાં વધારો થયો, પરિણામે કુલ શોષણ ક્ષમતામાં વધારો થયો. ખેતીલાયક સ્તરમાં વધારો થયો છે. ઝીયોલાઇટ્સની લાગુ માત્રા અને શોષિત લીડની માત્રા વચ્ચે સંબંધ નોંધવામાં આવ્યો હતો - મહત્તમ માત્રા સીસાના સૌથી વધુ શોષણ તરફ દોરી જાય છે. શોષણ પ્રક્રિયા પર ઝીઓલાઇટ્સનો પ્રભાવ તેના ગ્રાઇન્ડીંગ પર નોંધપાત્ર રીતે આધાર રાખે છે. આમ, રેતાળ લોમ જમીનમાં 2 મીમી ગ્રાઇન્ડીંગના ઝિઓલાઇટ ઉમેરતી વખતે લીડ આયનોનું શોષણ સરેરાશ 3.0 વધી જાય છે; 6.0 અને 8.0%; મધ્યમ લોમી જમીનમાં - 5.0 દ્વારા; 8.0 અને 11.0%; સોલોનેસિક માધ્યમ લોમીમાં - 2.0 દ્વારા; અનુક્રમે 4.0 અને 8.0%. 0.2 મીમી ગ્રાઇન્ડીંગના ઝિઓલાઇટ્સનો ઉપયોગ કરતી વખતે, શોષિત લીડની માત્રામાં વધારો થયો હતો: રેતાળ લોમ જમીનમાં સરેરાશ 17, 19 અને 21%, મધ્યમ લોમી જમીનમાં - 21, 23 અને 26%, સોલોનેટ્ઝિક અને મધ્યમ લોમી જમીનમાં - અનુક્રમે 21, 23 અને 25%.
એ.એમ. સેમિપાલાટિન્સ્ક ઇર્ટિશ પ્રદેશની ચેસ્ટનટ જમીન પર અબ્દુઆઝિટોવાએ પણ જમીનની ઇકોલોજીકલ સ્થિરતા અને સીસાના સંબંધમાં તેમની શોષણ ક્ષમતા પર કુદરતી ઝિઓલાઇટ્સના પ્રભાવના હકારાત્મક પરિણામો પ્રાપ્ત કર્યા, તેની ફાયટોટોક્સિસિટી ઘટાડે છે.
એમ.એસ.ના જણાવ્યા મુજબ. પાનીન અને ટી.આઈ. ગુલ્કીનાએ, જ્યારે આ પ્રદેશમાં જમીન દ્વારા તાંબાના આયનોના વિસર્જન પર વિવિધ કૃષિ રસાયણોના પ્રભાવનો અભ્યાસ કર્યો, ત્યારે એવું જાણવા મળ્યું કે જૈવિક ખાતરો અને ઝીઓલાઇટ્સના ઉપયોગથી જમીનની શોષણ ક્ષમતામાં વધારો થયો છે.
કાર્બોનેટ હળવા લોમી માટીમાં પીબી, જે લીડ ઓટોમોબાઈલ ઈંધણના દહન ઉત્પાદનથી દૂષિત છે, આ તત્વનો 47% રેતીના અપૂર્ણાંકમાં જોવા મળ્યો હતો. જ્યારે Pb(II) ક્ષાર અશુદ્ધ માટીની જમીન અને રેતાળ ભારે લોમમાં પ્રવેશ કરે છે, ત્યારે આ અપૂર્ણાંકમાં માત્ર 5-12% Pb દેખાય છે. ઝીયોલાઇટ (ક્લિનોપ્ટીલોલાઇટ) ઉમેરવાથી જમીનના પ્રવાહી તબક્કામાં Pb નું પ્રમાણ ઘટે છે, જે છોડ માટે તેની ઉપલબ્ધતામાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે. જો કે, ઝીયોલાઇટ ધાતુને ધૂળ અને માટીના અપૂર્ણાંકમાંથી રેતીના અપૂર્ણાંકમાં સ્થાનાંતરિત કરવાની મંજૂરી આપતું નથી જેથી તેના પવનને ધૂળ સાથે વાતાવરણમાં દૂર કરી શકાય.
કુદરતી ઝિઓલાઇટ્સનો ઉપયોગ સોલોનેટ્ઝિક જમીનના પુનઃપ્રાપ્તિ માટે પર્યાવરણને અનુકૂળ તકનીકોમાં થાય છે, જ્યારે ફોસ્ફોજીપ્સમ સાથે ઉમેરવામાં આવે ત્યારે જમીનમાં પાણીમાં દ્રાવ્ય સ્ટ્રોન્ટિયમની સામગ્રીમાં 15-75% ઘટાડો થાય છે, અને ભારે ધાતુઓની સાંદ્રતા પણ ઘટાડે છે. જવ, મકાઈ ઉગાડતી વખતે અને ફોસ્ફોજીપ્સમ અને ક્લિનોપથિઓલાઇટનું મિશ્રણ ઉમેરતી વખતે, ફોસ્ફોજીપ્સમને કારણે થતી નકારાત્મક અસરો દૂર થઈ હતી, જે પાકની વૃદ્ધિ, વિકાસ અને ઉત્પાદકતા પર હકારાત્મક અસર કરતી હતી.
જવ પરીક્ષણ છોડ સાથે દૂષિત જમીન પર વધતા પ્રયોગમાં, ફોસ્ફેટ બફરિંગ પર ઝીઓલાઇટ્સની અસરનો અભ્યાસ જમીનમાં 5, 10 અને 20 મિલિગ્રામ P/100 ગ્રામ માટી ઉમેરવાની પૃષ્ઠભૂમિ સામે કરવામાં આવ્યો હતો. નિયંત્રણ P ખાતરની ઓછી માત્રામાં P શોષણની ઊંચી તીવ્રતા અને ઓછી ફોસ્ફેટ બફર ક્ષમતા (PBC(p)) દર્શાવે છે. NH અને Ca ઝીઓલાઇટ્સે PBC (p) ને ઘટાડ્યું, અને H2PO4 ની તીવ્રતા છોડની વૃદ્ધિની મોસમના અંત સુધી બદલાઈ ન હતી. જમીનમાં P ની સામગ્રીમાં વધારા સાથે મિલિયોરન્ટ્સનો પ્રભાવ વધ્યો, જેના પરિણામે PBC(p) સંભવિતનું મૂલ્ય બે ગણું વધ્યું, જેણે જમીનની ફળદ્રુપતા પર હકારાત્મક અસર કરી. ઝિઓલાઇટ એમીલીયોરન્ટ્સ ખનિજ પી સાથે છોડના ગર્ભાધાનને સુમેળ કરે છે, જ્યારે કહેવાતા તેમના કુદરતી અવરોધો સક્રિય થાય છે. Zn-અનુકૂલન; પરિણામે, પરીક્ષણ છોડમાં ઝેરી પદાર્થોના સંચયમાં ઘટાડો થયો.
ફળ અને બેરીના પાકની ખેતી માટે ભારે ધાતુઓ ધરાવતી રક્ષણાત્મક દવાઓ સાથે નિયમિત સારવારની જરૂર પડે છે. આ પાકો લાંબા સમય સુધી (દસ વર્ષ) એક જગ્યાએ ઉગે છે તે ધ્યાનમાં લેતા, ભારે ધાતુઓ બગીચાઓની જમીનમાં એકઠા થવાનું વલણ ધરાવે છે, જે બેરી ઉત્પાદનોની ગુણવત્તાને નકારાત્મક અસર કરે છે. લાંબા ગાળાના અધ્યયનોએ સ્થાપિત કર્યું છે કે, ઉદાહરણ તરીકે, બેરી ક્ષેત્રો હેઠળની ગ્રે જંગલની જમીનમાં, TM ની કુલ સામગ્રી પ્રાદેશિક પૃષ્ઠભૂમિ સાંદ્રતા કરતાં Pb અને Ni માટે 2 ગણી, Zn માટે 3 ગણી, Cu માટે 6 ગણી વધી ગઈ છે.
કાળા કરન્ટસ, રાસબેરી અને ગૂસબેરીના દૂષણને ઘટાડવા માટે ખોટીનેટ્સ ડિપોઝિટમાંથી ઝિઓલાઇટ ધરાવતા ખડકોનો ઉપયોગ એ પર્યાવરણીય અને આર્થિક રીતે અસરકારક માપદંડ છે.
L.I ના કામમાં લિયોંટીવાએ નીચેની સુવિધાને ઓળખી, જે, અમારા મતે, ખૂબ જ નોંધપાત્ર છે. લેખકે શોધી કાઢ્યું કે રાખોડી જંગલની જમીનમાં P અને Ni ના મોબાઈલ સ્વરૂપોની સામગ્રીમાં મહત્તમ ઘટાડો 8 અને 16 t/ha, અને Zn અને Cu - 24 t/ ની માત્રામાં ઝીઓલાઇટ ધરાવતા ખડકની રજૂઆત દ્વારા સુનિશ્ચિત થાય છે. ha, એટલે કે સોર્બેન્ટની માત્રામાં તત્વનો વિભેદક ગુણોત્તર જોવા મળે છે.
ઔદ્યોગિક કચરામાંથી ખાતરની રચનાઓ અને માટીના નિર્માણ માટે ખાસ નિયંત્રણની જરૂર છે, ખાસ કરીને ભારે ધાતુઓની સામગ્રીનું નિયમન. તેથી, અહીં ઝીઓલાઇટ્સનો ઉપયોગ અસરકારક તકનીક માનવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, સ્કીમ અનુસાર પોડઝોલાઇઝ્ડ ચેર્નોઝેમના હ્યુમસ સ્તરના આધારે બનાવવામાં આવેલી જમીન પર એસ્ટરની વૃદ્ધિ અને વિકાસની લાક્ષણિકતાઓનો અભ્યાસ કરતી વખતે: નિયંત્રણ, માટી + 100 ગ્રામ/મી સ્લેગ; માટી + 100 g/m2 સ્લેગ + 100 g/m2 ઝિઓલાઇટ; માટી + 100 g/m2 ઝિઓલાઇટ; માટી + 200 g/m2 ઝિઓલાઇટ; માટી + સીવેજ સ્લજ 100 g/m2 + ઝીયોલાઇટ 200 g/m2; માટી + કાંપ 100 g/m2, એવું જાણવા મળ્યું હતું કે એસ્ટર્સ વૃદ્ધિ માટે શ્રેષ્ઠ માટી ગટરના કાદવ અને ઝીઓલાઇટ હતી.
ઝીઓલાઇટ્સ, ગટરના કાદવ અને સ્લેગ સ્ક્રિનિંગમાંથી માટી બનાવવાની અસરનું મૂલ્યાંકન કરીને, સીસા, કેડમિયમ, ક્રોમિયમ, જસત અને તાંબાની સાંદ્રતા પર તેમની અસર નક્કી કરવામાં આવી હતી. જો નિયંત્રણમાં મોબાઇલ લીડનું પ્રમાણ જમીનમાં કુલ સામગ્રીના 13.7% હતું, તો પછી સ્લેગના ઉમેરા સાથે તે વધીને 15.1% થયું. ગટરના કાદવમાંથી કાર્બનિક પદાર્થોના ઉપયોગથી મોબાઈલ લીડની સામગ્રી 12.2% થઈ ગઈ. ઝિઓલાઇટે બેઠાડુ સ્વરૂપમાં લીડને ફિક્સ કરવાની સૌથી વધુ અસર કરી, Pb ના મોબાઇલ સ્વરૂપોની સાંદ્રતા ઘટાડીને 8.3% કરી. સ્લેગનો ઉપયોગ કરતી વખતે ગટરના કાદવ અને ઝિઓલાઇટની સંયુક્ત ક્રિયા સાથે, મોબાઇલ લીડની માત્રામાં 4.2% ઘટાડો થયો. ઝિઓલાઇટ અને ગટરના કાદવ બંનેની કેડમિયમના ફિક્સેશન પર સકારાત્મક અસર હતી. જમીનમાં તાંબા અને જસતની ગતિશીલતા ઘટાડવામાં, ઝિઓલાઇટ અને ગંદાપાણીના કાદવના કાર્બનિક પદાર્થો સાથે તેના સંયોજને પોતાને વધુ હદ સુધી દર્શાવ્યું. ગટરના કાદવમાં રહેલા કાર્બનિક પદાર્થોએ નિકલ અને મેંગેનીઝની ગતિશીલતામાં વધારો કર્યો છે.
લ્યુબર્ટ્સી વાયુમિશ્રણ સ્ટેશનમાંથી રેતાળ લોમ સોડી-પોડઝોલિક જમીનમાં ગટરના કાદવનો પરિચય તેના TM સાથે દૂષિત થવા તરફ દોરી ગયો. મોબાઇલ સંયોજનો દ્વારા OCB દ્વારા દૂષિત જમીનમાં TM સંચયના ગુણાંક અશુદ્ધ માટીની તુલનામાં કુલ સામગ્રીની તુલનામાં 3-10 ગણા વધારે હતા, જે કાંપ સાથે રજૂ કરાયેલ TMની ઉચ્ચ પ્રવૃત્તિ અને છોડ માટે તેમની ઉપલબ્ધતા દર્શાવે છે. પીટ ખાતરનું મિશ્રણ ઉમેરતી વખતે ટીએમ ગતિશીલતામાં મહત્તમ ઘટાડો (પ્રારંભિક સ્તરથી 20-25% દ્વારા) નોંધવામાં આવ્યો હતો, જે કાર્બનિક પદાર્થો સાથે ટીએમના મજબૂત સંકુલની રચનાને કારણે છે. આયર્ન ઓર, એમિલિયોરન્ટ તરીકે સૌથી ઓછું અસરકારક છે, જેના કારણે મોબાઇલ મેટલ સંયોજનોની સામગ્રીમાં 5-10% ઘટાડો થયો. ઝીઓલાઇટે તેની ક્રિયામાં એક અમીલીયોરન્ટ તરીકે મધ્યવર્તી સ્થાન મેળવ્યું હતું. પ્રયોગોમાં ઉપયોગમાં લેવાતા ઉત્તેજકોએ Cd, Zn, Cu અને Cr ની ગતિશીલતામાં સરેરાશ 10-20% ઘટાડો કર્યો. આમ, જ્યારે જમીનમાં TM ની સામગ્રી મહત્તમ અનુમતિપાત્ર સાંદ્રતાની નજીક હોય અથવા અનુમતિપાત્ર સાંદ્રતા 10-20% કરતા વધારે ન હોય ત્યારે એમિલિયોરન્ટ્સનો ઉપયોગ અસરકારક હતો. દૂષિત જમીનમાં એમીલીયોરન્ટના પ્રવેશથી છોડમાં તેમનો પ્રવેશ 15-20% જેટલો ઓછો થયો.
એમોનિયમ-એસિટેટ અર્કમાં નિર્ધારિત સૂક્ષ્મ તત્વોના મોબાઈલ સ્વરૂપોની જોગવાઈના સ્તરની દ્રષ્ટિએ પશ્ચિમી ટ્રાન્સબાઈકાલિયાની કાંપવાળી સોડી જમીનમાં મેંગેનીઝનું પ્રમાણ વધુ છે, જસત અને તાંબામાં મધ્યમ, કોબાલ્ટમાં ખૂબ વધારે છે. તેમને સૂક્ષ્મ ખાતરોના ઉપયોગની જરૂર નથી, તેથી ગંદાપાણીના કાદવનો ઉપયોગ ઝેરી તત્વોથી જમીનને દૂષિત કરી શકે છે અને પર્યાવરણીય અને ભૂ-રાસાયણિક મૂલ્યાંકનની જરૂર છે.
એલ.એલ. ઉબુગુનોવ એટ અલ. કાંપવાળી જમીનમાં ભારે ધાતુઓના મોબાઇલ સ્વરૂપોની સામગ્રી પર ગટરના કાદવ (SWS), Myxop-Talinskoe deposit (MT)ના મોર્ડેનાઇટ-સમાવતી ટફ્સ અને ખનિજ ખાતરોના પ્રભાવનો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો હતો. અભ્યાસ નીચેની યોજના અનુસાર હાથ ધરવામાં આવ્યા હતા: 1) નિયંત્રણ; 2) N60P60K60 - પૃષ્ઠભૂમિ; 3) OCB - 15 t/ha; 4) MT - 15 t/ha; 5) પૃષ્ઠભૂમિ + WWS - 15 t/ha; 6) પૃષ્ઠભૂમિ+MT 15 t/ha; 7) OCB 7.5 t/ha+MT 7.5 t/ha; 8) OCB જટ/ha+MT 5 t/ha; 9) પૃષ્ઠભૂમિ + WWS 7.5 t/ha; 10) પૃષ્ઠભૂમિ + WWS 10 t/ha + MT 5 t/ha. ખનિજ ખાતરો વાર્ષિક, WWS, MT અને તેમના મિશ્રણનો ઉપયોગ કરવામાં આવતો હતો - દર 3 વર્ષે એકવાર.
જમીનમાં TM સંચયની તીવ્રતાનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે, જીઓકેમિકલ સૂચકાંકોનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો: એકાગ્રતા ગુણાંક - Kc અને કુલ પ્રદૂષણ સૂચક - Zc, સૂત્રો દ્વારા નિર્ધારિત:
જ્યાં C એ પ્રાયોગિક સંસ્કરણમાં તત્વની સાંદ્રતા છે, Cf એ નિયંત્રણમાં તત્વની સાંદ્રતા છે;
Zc = ΣKc - (n-1),
જ્યાં n એ Kc ≥ 1.0 સાથે તત્વોની સંખ્યા છે.
પ્રાપ્ત પરિણામોમાં ખનિજ ખાતરો, ડબ્લ્યુડબ્લ્યુએસ, મોર્ડનાઈટ ધરાવતા ટફ્સ અને તેમના મિશ્રણનો 0-20 સેમી માટીના સ્તરમાં મોબાઈલ સૂક્ષ્મ તત્વોની સામગ્રી પર અસ્પષ્ટ પ્રભાવ જોવા મળ્યો, જો કે એ નોંધવું જોઈએ કે પ્રયોગના તમામ પ્રકારોમાં તેમની માત્રા MPC સ્તરથી વધુ નહીં (કોષ્ટક 4.12).
MT અને MT+NPK ને બાદ કરતાં લગભગ તમામ પ્રકારના ખાતરોનો ઉપયોગ મેંગેનીઝની સામગ્રીમાં વધારો તરફ દોરી ગયો. જ્યારે OCB ને ખનિજ ખાતરો સાથે જમીન પર લાગુ કરવામાં આવ્યું, ત્યારે Kc તેના મહત્તમ મૂલ્ય સુધી પહોંચ્યું (1.24). જમીનમાં ઝીંકનું સંચય વધુ નોંધપાત્ર રીતે થયું: OCB ના ઉમેરા સાથે Kc 1.85-2.27 ના મૂલ્યો સુધી પહોંચ્યું; ખનિજ ખાતરો અને WW+MT -1.13-1.27 ના મિશ્રણ; ઝીઓલાઇટ્સના ઉપયોગથી તે ઘટીને 1.00-1.07 ના ન્યૂનતમ મૂલ્ય સુધી પહોંચી ગયું છે. જમીનમાં તાંબુ અને કેડમિયમનું કોઈ સંચય નહોતું; તમામ પ્રાયોગિક સ્વરૂપોમાં તેમની સામગ્રી સામાન્ય રીતે નિયંત્રણ સ્તર કરતાં થોડી ઓછી હતી. OCB ના ઉપયોગ સાથે, તેના શુદ્ધ સ્વરૂપ (સંસ્કરણ 3) બંનેમાં અને NPK (સંસ્કરણ 5) અને Cd (Kc) ની પૃષ્ઠભૂમિ સામે, Cu સામગ્રી (Kc - 1.05-1.11) માં માત્ર થોડો વધારો નોંધવામાં આવ્યો હતો. - 1.13 ) જમીનમાં ખનિજ ખાતરો ઉમેરતી વખતે (var. 2) અને OCB તેમની પૃષ્ઠભૂમિ સામે (var. 5). તમામ પ્રકારના ખાતરો (મહત્તમ - સંસ્કરણ 2, Kc -1.30) નો ઉપયોગ કરતી વખતે કોબાલ્ટની સામગ્રીમાં થોડો વધારો થયો હતો, સિવાય કે ઝીઓલાઇટ્સનો ઉપયોગ કરવાના વિકલ્પોને બાદ કરતાં. નિકલ (Kc - 1.13-1.22) અને લીડ (Kc - 1.33) ની મહત્તમ સાંદ્રતા નોંધવામાં આવી હતી જ્યારે OCB અને OCB ને NPK (var. 3, 5) ની પૃષ્ઠભૂમિ સામે જમીનમાં ઉમેરવામાં આવ્યા હતા, જ્યારે OCB નો ઉપયોગ ઝીઓલાઇટ્સ સાથે કરવામાં આવ્યો હતો. (var. 7, 8) એ આ સૂચક ઘટાડ્યો (Kc - 1.04 - 1.08).
જમીનના સ્તર 0-20 સેમી (કોષ્ટક 4.12) ના ભારે ધાતુઓ સાથેના કુલ દૂષણના મૂલ્ય અનુસાર, ખાતરોના પ્રકારો નીચેની ક્રમાંકિત શ્રેણીમાં ગોઠવાયેલા છે (કૌંસમાં Zc મૂલ્ય): OCB+NPK (3.52) → WWS (2.68) - NPK (1.84) → 10SV+MT+NPK (1.66-1.64) → OCB+MT, var. 8 (1.52) → OSV+MT var. 7 (1.40) → MT+NPK (1.12). જમીનમાં ખાતરો લાગુ કરતી વખતે ભારે ધાતુઓ સાથે જમીનના કુલ દૂષણનું સ્તર સામાન્ય રીતે નિયંત્રણની તુલનામાં નજીવું હતું (Zc<10), тем не менее тенденция накопления TM при использовании осадков сточных вод четко обозначилась, как и эффективное действие морденитсодержащих туфов в снижении содержания подвижных форм тяжелых металлов в почве, а также в повышении качества клубней картофеля.
એલ.વી. કિરીચેવા અને આઈ.વી. ગ્લાઝુનોવાએ બનાવેલ સોર્બેન્ટ એમીલીયોરન્ટ્સની ઘટક રચના માટે નીચેની મૂળભૂત આવશ્યકતાઓ ઘડી હતી: રચનાની ઉચ્ચ શોષણ ક્ષમતા, રચનામાં કાર્બનિક અને ખનિજ ઘટકોની એક સાથે હાજરી, શારીરિક તટસ્થતા (pH 6.0-7.5), રચનાની ક્ષમતા. ટીએમના મોબાઇલ સ્વરૂપોને શોષી લે છે, તેમને સ્થિર સ્વરૂપોમાં રૂપાંતરિત કરે છે, રચનાની હાઇડ્રોએક્યુમ્યુલેશન ક્ષમતામાં વધારો, તેમાં સ્ટ્રક્ચર-ફોર્મિંગ એજન્ટની હાજરી, લિઓફિલિસિટી અને કોગ્યુલન્ટ ગુણધર્મો, ઉચ્ચ વિશિષ્ટ સપાટી વિસ્તાર, કાચા માલની ઉપલબ્ધતા અને તેમની ઓછી કિંમત, ઉપયોગ સોર્બન્ટની રચનામાં કાચા માલના કચરાનું (રિસાયક્લિંગ), સોર્બન્ટની ઉત્પાદનક્ષમતા, હાનિકારકતા અને પર્યાવરણીય તટસ્થતા.
કુદરતી મૂળના સોર્બન્ટ્સની 20 રચનાઓમાંથી, લેખકોએ સૌથી વધુ અસરકારક એકને ઓળખી, જેમાં 65% સેપ્રોપેલ, 25% ઝિઓલાઇટ અને 10% એલ્યુમિના છે. આ sorbent-meliorant પેટન્ટ કરવામાં આવ્યું હતું અને "Sorbex" (RF પેટન્ટ નંબર 2049107 "માટી સુધારણા માટે રચના") નામ પ્રાપ્ત થયું હતું.
સોર્બન્ટ એમિલિઓરન્ટની ક્રિયા કરવાની પદ્ધતિ જ્યારે જમીન પર લાગુ કરવામાં આવે છે ત્યારે તે ખૂબ જ જટિલ હોય છે અને તેમાં વિવિધ ભૌતિક રાસાયણિક પ્રકૃતિની પ્રક્રિયાઓનો સમાવેશ થાય છે: કેમિસોર્પ્શન (થોડા પ્રમાણમાં દ્રાવ્ય સંયોજનો ટીએમની રચના સાથે શોષણ); યાંત્રિક શોષણ (મોટા અણુઓનું વોલ્યુમ શોષણ) અને આયન વિનિમય પ્રક્રિયાઓ (ટીએમ આયનોને માટી-શોષક સંકુલ (એસએસી) માં બિન-ઝેરી આયનો સાથે બદલવું. "સોર્બેક્સ" ની ઉચ્ચ શોષણ ક્ષમતા કેશન વિનિમય ક્ષમતાના નિયમન કરેલ મૂલ્ય, બંધારણની સુંદરતા (મોટા વિશિષ્ટ સપાટી વિસ્તાર, 160 m2 સુધી), તેમજ pH મૂલ્ય પર સ્થિર અસરને કારણે છે. સૌથી ખતરનાક પ્રદૂષકોના શોષણને રોકવા માટે પ્રદૂષણની પ્રકૃતિ અને પર્યાવરણની પ્રતિક્રિયા.
સોર્બન્ટમાં જમીનની ભેજની હાજરીમાં, એલ્યુમિનિયમ સલ્ફેટ અને હ્યુમિક પદાર્થોનું આંશિક વિયોજન અને હાઇડ્રોલિસિસ થાય છે જે સેપ્રોપેલના કાર્બનિક પદાર્થો બનાવે છે. ઇલેક્ટ્રોલિટીક વિયોજન: A12(SO4)3⇔2A13++3SO4в2-; A13++H2O = AlOH2+ = OH; (R* -COO)2 Ca ⇔ R - COO-+R - COOCa+ (R - હ્યુમિક પદાર્થોના એલિફેટિક રેડિકલ); R - COO+H2O ⇔ R - COOH+OH0. જલવિચ્છેદનના પરિણામે મેળવેલા કેશન્સ પ્રદુષકોના એનિઓનિક સ્વરૂપોના સોર્બન્ટ્સ છે, ઉદાહરણ તરીકે આર્સેનિક (V), અદ્રાવ્ય ક્ષાર અથવા સ્થિર ઓર્ગેનોમિનરલ સંયોજનો બનાવે છે: Al3+ - AsO4в3- = AlAsO4; 3R-COOCa++AsO4в3- = (R-COOCa)3 AsO4.
TM ની લાક્ષણિકતા વધુ સામાન્ય કેશનીક સ્વરૂપો હ્યુમિક પદાર્થોના પોલિફેનોલિક જૂથો સાથે મજબૂત ચેલેટ કોમ્પ્લેક્સ બનાવે છે અથવા કાર્બોક્સિલ્સ, ફિનોલિક હાઇડ્રોક્સિલ્સ - પ્રસ્તુત પ્રતિક્રિયાઓ અનુસાર સેપ્રોપેલ હ્યુમિક પદાર્થોના કાર્યાત્મક જૂથો - 2R - COO + Pb2+ ના વિયોજન દરમિયાન રચાયેલા આયન દ્વારા શોષાય છે. = (R - COO)2 Pb; 2Аr - O+ Сu2+ = (Аr - O)2Сu (હ્યુમિક પદાર્થોના એરોમેટિક રેડિકલ). સેપ્રોપેલનું કાર્બનિક પદાર્થ પાણીમાં અદ્રાવ્ય હોવાથી, ટીએમ ટકાઉ ઓર્ગેનોમિનરલ કોમ્પ્લેક્સના સ્વરૂપમાં સ્થિર સ્વરૂપોમાં પસાર થાય છે. સલ્ફેટ એનિઓન્સ કેશનને અવક્ષેપિત કરે છે, મુખ્યત્વે બેરિયમ અથવા લીડ: 2Pb2+ + 3SO4в2- = Pb3(SO4)2.
સેપ્રોપેલમાં હ્યુમિક પદાર્થોના એનિઓનિક કોમ્પ્લેક્સ પર તમામ ડાય- અને ટ્રાઇવેલેન્ટ TM કેશન્સ સોર્બ કરવામાં આવે છે, અને સલ્ફેટ-નોન લીડ અને બેરિયમ આયનોને સ્થિર કરે છે. પોલીવેલેન્ટ TM દૂષણ સાથે, ધાતુના વોલ્ટેજની વિદ્યુત રાસાયણિક શ્રેણી અનુસાર, ઉચ્ચ ઇલેક્ટ્રોડ સંભવિત સાથેના કેશન્સ અને કેશન્સ વચ્ચે સ્પર્ધા થાય છે, તેથી કેડમિયમ કેશન્સનું વિભાજન નિકલ, તાંબુ, સીસું અને કોબાલ્ટની હાજરી દ્વારા અવરોધિત થશે. સોલ્યુશનમાં આયનો.
Sorbex ની યાંત્રિક શોષણ ક્ષમતા તેના સુક્ષ્મ વિક્ષેપ અને નોંધપાત્ર ચોક્કસ સપાટી વિસ્તાર દ્વારા સુનિશ્ચિત થાય છે. જંતુનાશકો, નકામા તેલના ઉત્પાદનો વગેરે જેવા મોટા અણુઓવાળા પ્રદૂષકોને યાંત્રિક રીતે સોર્પ્શન ટ્રેપ્સમાં રાખવામાં આવે છે.
જમીનમાં સોર્બન્ટ ઉમેરતી વખતે શ્રેષ્ઠ પરિણામ પ્રાપ્ત થયું હતું, જેણે જમીનમાંથી ઓટ છોડ દ્વારા ટીએમનો વપરાશ ઘટાડવાનું શક્ય બનાવ્યું હતું: ની - 7.5 વખત; ક્યુ - 1.5; Zn - 1.9 માં; પી - 2.4 માં; ફે - 4.4 માં; Mn - 5 વખત.
કુલ માટીના દૂષણના આધારે છોડના ઉત્પાદનોમાં ટીએમના પ્રવેશ પર "સોર્બેક્સ" ની અસરનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે A.V. ઇલિન્સ્કીએ વનસ્પતિ અને ક્ષેત્રના પ્રયોગો કર્યા. વનસ્પતિ પ્રયોગમાં, Zn, Cu, Pb અને Cd સાથે પોડઝોલાઈઝ્ડ ચેર્નોઝેમના દૂષણના વિવિધ સ્તરો પર ઓટ ફાયટોમાસની સામગ્રી પર "સોર્બેક્સ" ની અસરનો અભ્યાસ યોજના અનુસાર કરવામાં આવ્યો હતો (કોષ્ટક 4.13).
રાસાયણિક રીતે શુદ્ધ પાણીમાં દ્રાવ્ય ક્ષાર ઉમેરીને અને સારી રીતે મિશ્રિત કરીને જમીનને દૂષિત કરવામાં આવી હતી, ત્યારબાદ તેને 7 દિવસ સુધી ખુલ્લામાં રાખવામાં આવી હતી. પૃષ્ઠભૂમિ સાંદ્રતાને ધ્યાનમાં રાખીને ટીએમ ક્ષારના ડોઝની ગણતરી હાથ ધરવામાં આવી હતી. પ્રયોગમાં, 364 સેમી 2 ના ક્ષેત્રફળવાળા વનસ્પતિ જહાજોનો ઉપયોગ 7 કિલોના દરેક વાસણમાં માટીના જથ્થા સાથે કરવામાં આવ્યો હતો.
જમીનમાં નીચેના એગ્રોકેમિકલ સૂચકાંકો pHKCl = 5.1, હ્યુમસ - 5.7% (ટ્યુરિન અનુસાર), ફોસ્ફરસ - 23.5 મિલિગ્રામ/100 ગ્રામ અને પોટેશિયમ 19.2 મિલિગ્રામ/100 ગ્રામ (કિર્સનોવ અનુસાર) હતા. Zn, Cu, Pb, Cd ના મોબાઇલ (1M HNO3) સ્વરૂપોની પૃષ્ઠભૂમિ સામગ્રી - 4.37; 3.34; 3.0; અનુક્રમે 0.15 mg/kg. પ્રયોગનો સમયગાળો 2.5 મહિનાનો હતો.
0.8HB ની શ્રેષ્ઠ ભેજ જાળવવા માટે, સમયાંતરે સ્વચ્છ પાણીથી પાણી આપવું.
Sorbex ઉમેર્યા વિના ચલોમાં ઓટ ફાયટોમાસ (ફિગ. 4.10) ની ઉપજ અત્યંત જોખમી પ્રદૂષણના કિસ્સામાં 2 ગણાથી વધુ ઘટી જાય છે. 3.3 kg/m ના દરે "Sorbex" નો ઉપયોગ નિયંત્રણની તુલનામાં ફાયટોમાસમાં 2 કે તેથી વધુ વખત (આકૃતિ 4.10), તેમજ Cu, Zn ના વપરાશમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો કરવામાં ફાળો આપે છે. છોડ દ્વારા Pb. તે જ સમયે, ઓટ ફાયટોમાસ (કોષ્ટક 4.14) માં સીડી સામગ્રીમાં થોડો વધારો થયો હતો, જે સોર્પ્શન મિકેનિઝમ વિશેના સૈદ્ધાંતિક પરિસરને અનુરૂપ છે.
આમ, દૂષિત જમીનમાં સોર્બન્ટ એમિલિઓરન્ટ્સનો પરિચય માત્ર છોડમાં ભારે ધાતુઓના પ્રવેશને ઘટાડી શકે છે, ડિગ્રેડેડ ચેર્નોઝેમ્સના કૃષિ રાસાયણિક ગુણધર્મોને સુધારે છે, પરંતુ કૃષિ પાકોની ઉત્પાદકતામાં પણ વધારો કરે છે.
જમીનમાં ભારે ધાતુઓ
તાજેતરમાં, ઉદ્યોગના ઝડપી વિકાસને કારણે, પર્યાવરણમાં ભારે ધાતુઓના સ્તરમાં નોંધપાત્ર વધારો થયો છે. "ભારે ધાતુઓ" શબ્દ 5 g/cm 3 થી વધુ ઘનતા સાથે અથવા 20 થી વધુ અણુ સંખ્યા ધરાવતી ધાતુઓ પર લાગુ થાય છે. જો કે, એક અન્ય દૃષ્ટિકોણ છે, જે મુજબ 40 થી વધુ રાસાયણિક તત્વો પરમાણુ સમૂહ 50 થી વધુ છે. ખાતે ભારે ધાતુઓ તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. એકમો રાસાયણિક તત્ત્વોમાં, ભારે ધાતુઓ સૌથી વધુ ઝેરી છે અને તેમના જોખમના સ્તરમાં જંતુનાશકો પછી બીજા ક્રમે છે. તે જ સમયે, નીચેના રાસાયણિક તત્વોને ઝેરી ગણવામાં આવે છે: Co, Ni, Cu, Zn, Sn, As, Se, Te, Rb, Ag, Cd, Au, Hg, Pb, Sb, Bi, Pt.
ભારે ધાતુઓની ફાયટોટોક્સિસિટી તેમના રાસાયણિક ગુણધર્મો પર આધારિત છે: સંયોજકતા, આયનીય ત્રિજ્યા અને સંકુલ બનાવવાની ક્ષમતા. મોટા ભાગના કિસ્સાઓમાં, તત્વોને ઝેરના ક્રમમાં ગોઠવવામાં આવે છે: Cu > Ni > Cd > Zn > Pb > Hg > Fe > Mo > Mn. જો કે, આ શ્રેણી જમીન દ્વારા તત્વોના અસમાન વરસાદને કારણે અને છોડ માટે અગમ્ય સ્થિતિમાં સ્થાનાંતરિત થવાને કારણે, વધતી જતી પરિસ્થિતિઓ અને છોડની શારીરિક અને આનુવંશિક લાક્ષણિકતાઓને કારણે કંઈક અંશે બદલાઈ શકે છે. ભારે ધાતુઓનું પરિવર્તન અને સ્થળાંતર જટિલ પ્રતિક્રિયાના પ્રત્યક્ષ અને પરોક્ષ પ્રભાવ હેઠળ થાય છે. પર્યાવરણીય પ્રદૂષણનું મૂલ્યાંકન કરતી વખતે, જમીનના ગુણધર્મો અને સૌ પ્રથમ, ગ્રાન્યુલોમેટ્રિક રચના, હ્યુમસ સામગ્રી અને બફરિંગ ક્ષમતા ધ્યાનમાં લેવી જરૂરી છે. બફર ક્ષમતા એ સતત સ્તરે માટીના દ્રાવણમાં ધાતુઓની સાંદ્રતા જાળવવાની જમીનની ક્ષમતાનો સંદર્ભ આપે છે.
જમીનમાં, ભારે ધાતુઓ બે તબક્કામાં હાજર હોય છે - નક્કર અને માટીના દ્રાવણમાં. ધાતુઓના અસ્તિત્વનું સ્વરૂપ પર્યાવરણની પ્રતિક્રિયા, જમીનના દ્રાવણની રાસાયણિક અને સામગ્રીની રચના અને સૌ પ્રથમ, કાર્બનિક પદાર્થોની સામગ્રી દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. જટિલ તત્વો જે જમીનને પ્રદૂષિત કરે છે તે મુખ્યત્વે તેના ઉપરના 10 સે.મી.ના સ્તરમાં કેન્દ્રિત હોય છે. જો કે, જ્યારે ઓછી બફર જમીન એસિડિફાઇડ થાય છે, ત્યારે વિનિમય-શોષિત અવસ્થામાંથી ધાતુઓનો નોંધપાત્ર પ્રમાણ માટીના દ્રાવણમાં જાય છે. કેડમિયમ, તાંબુ, નિકલ અને કોબાલ્ટ એસિડિક વાતાવરણમાં સ્થળાંતર કરવાની મજબૂત ક્ષમતા ધરાવે છે. પીએચમાં 1.8-2 એકમોનો ઘટાડો ઝીંકની ગતિશીલતામાં 3.8-5.4, કેડમિયમમાં 4-8 અને તાંબાની ગતિશીલતામાં 2-3 ગણો વધારો તરફ દોરી જાય છે.
કોષ્ટક 1 મહત્તમ અનુમતિપાત્ર સાંદ્રતા (MAC) ધોરણો, જમીનમાં રાસાયણિક તત્વોની પૃષ્ઠભૂમિ સામગ્રી (mg/kg)
| તત્વ | જોખમ વર્ગ | MPC | માટી જૂથો દ્વારા UEC | પૃષ્ઠભૂમિ સામગ્રી | |||
| કુલ સામગ્રી | એમોનિયમ એસીટેટ બફર (pH=4.8) સાથે એક્સટ્રેક્ટેબલ | રેતાળ, રેતાળ લોમ | લોમી, માટી જેવું | ||||
| pH x l< 5,5 | pH x l > 5.5 | ||||||
| પી.બી | 1 | 32 | 6 | 32 | 65 | 130 | 26 |
| Zn | 1 | - | 23 | 55 | 110 | 220 | 50 |
| સીડી | 1 | - | - | 0,5 | 1 | 2 | 0,3 |
| કુ | 2 | - | 3 | 33 | 66 | 132 | 27 |
| ની | 2 | - | 4 | 20 | 40 | 80 | 20 |
| કો | 2 | - | 5 | - | - | - | 7,2 |
આમ, જ્યારે ભારે ધાતુઓ જમીનમાં પ્રવેશ કરે છે, ત્યારે તેઓ ઝડપથી કાર્બનિક લિગાન્ડ્સ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરીને જટિલ સંયોજનો બનાવે છે. તેથી, જમીનમાં ઓછી સાંદ્રતા પર (20-30 મિલિગ્રામ/કિલો), લગભગ 30% લીડ કાર્બનિક પદાર્થો સાથે સંકુલના સ્વરૂપમાં હોય છે. જટિલ લીડ સંયોજનોનું પ્રમાણ 400 mg/g સુધીની સાંદ્રતામાં વધારો સાથે વધે છે અને પછી ઘટે છે. આયર્ન અને મેંગેનીઝ હાઇડ્રોક્સાઇડ્સ, માટીના ખનિજો અને માટીમાં રહેલા સેન્દ્રિય પદાર્થનાં રજકણ દ્વારા પણ ધાતુઓ (વિનિમય અથવા અવિનિમય રૂપે) છીણવામાં આવે છે. છોડ માટે ઉપલબ્ધ અને લીચિંગ માટે સક્ષમ ધાતુઓ જમીનના દ્રાવણમાં મુક્ત આયનો, સંકુલ અને ચેલેટના રૂપમાં જોવા મળે છે.
માટી દ્વારા HM નું શોષણ મોટાભાગે પર્યાવરણની પ્રતિક્રિયા અને જમીનના દ્રાવણમાં કયા આયનોનું વર્ચસ્વ છે તેના પર આધાર રાખે છે. એસિડિક વાતાવરણમાં, તાંબુ, સીસું અને જસત વધુ શોષાય છે, અને આલ્કલાઇન વાતાવરણમાં, કેડમિયમ અને કોબાલ્ટ સઘન રીતે શોષાય છે. તાંબુ પ્રાધાન્યરૂપે કાર્બનિક લિગાન્ડ્સ અને આયર્ન હાઇડ્રોક્સાઇડ્સ સાથે જોડાય છે.
કોષ્ટક 2 માટીના દ્રાવણના pH પર આધાર રાખીને વિવિધ જમીનમાં સૂક્ષ્મ તત્વોની ગતિશીલતા
માટી અને આબોહવા પરિબળો ઘણીવાર જમીનમાં HM ના સ્થળાંતર અને પરિવર્તનની દિશા અને ગતિ નક્કી કરે છે. આમ, ફોરેસ્ટ-સ્ટેપ્પી ઝોનની જમીન અને જળ શાસનની સ્થિતિઓ, તિરાડો, મૂળ માર્ગો, વગેરે સાથે પાણીના પ્રવાહ સાથે ધાતુઓના સંભવિત સ્થાનાંતરણ સહિત, જમીનની પ્રોફાઇલ સાથે HM ના સઘન વર્ટિકલ સ્થળાંતરમાં ફાળો આપે છે.
નિકલ (Ni) એ સામયિક કોષ્ટકના જૂથ VIII નું એક તત્વ છે જેનું અણુ દળ 58.71 છે. નિકલ, Mn, Fe, Co અને Cu સાથે, કહેવાતી સંક્રમણ ધાતુઓથી સંબંધિત છે, જેનાં સંયોજનો ઉચ્ચ જૈવિક પ્રવૃત્તિ ધરાવે છે. ઇલેક્ટ્રોનિક ઓર્બિટલ્સની માળખાકીય સુવિધાઓને લીધે, નિકલ સહિત ઉપરોક્ત ધાતુઓમાં સંકુલ બનાવવાની ઉચ્ચારણ ક્ષમતા હોય છે. નિકલ સ્થિર સંકુલ બનાવવા માટે સક્ષમ છે, ઉદાહરણ તરીકે, સિસ્ટીન અને સાઇટ્રેટ સાથે, તેમજ ઘણા કાર્બનિક અને અકાર્બનિક લિગાન્ડ્સ સાથે. સ્ત્રોત ખડકોની ભૌગોલિક રાસાયણિક રચના મોટાભાગે જમીનમાં નિકલની સામગ્રી નક્કી કરે છે. નિકલનો સૌથી મોટો જથ્થો મૂળભૂત અને અલ્ટ્રાબેસિક ખડકોમાંથી બનેલી જમીનમાં સમાયેલ છે. કેટલાક લેખકો અનુસાર, મોટાભાગની પ્રજાતિઓ માટે નિકલના અતિશય અને ઝેરી સ્તરની સીમાઓ 10 થી 100 મિલિગ્રામ/કિલો સુધી બદલાય છે. નિકલનો મોટો ભાગ જમીનમાં સ્થાવર રીતે સ્થિર છે, અને કોલોઇડલ અવસ્થામાં અને યાંત્રિક સસ્પેન્શનની રચનામાં ખૂબ જ નબળું સ્થળાંતર ઊભી પ્રોફાઇલ સાથે તેમના વિતરણને અસર કરતું નથી અને તે એકદમ સમાન છે.
લીડ (Pb). જમીનમાં લીડનું રસાયણશાસ્ત્ર વિરોધી નિર્દેશિત પ્રક્રિયાઓના નાજુક સંતુલન દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે: સોર્પ્શન-ડિસોર્પ્શન, વિસર્જન-નક્કર સ્થિતિમાં સંક્રમણ. જમીનમાં છોડવામાં આવતું સીસું ભૌતિક, રાસાયણિક અને ભૌતિક રાસાયણિક પરિવર્તનના ચક્રમાં સામેલ છે. શરૂઆતમાં, યાંત્રિક ચળવળની પ્રક્રિયાઓ (સીસાના કણો સપાટી પર અને જમીનમાં તિરાડો દ્વારા ખસે છે) અને સંવહન પ્રસરણ પ્રભુત્વ ધરાવે છે. પછી, જેમ જેમ સોલિડ-ફેઝ લીડ સંયોજનો ઓગળી જાય છે, તેમ તેમ વધુ જટિલ ભૌતિક અને રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ (ખાસ કરીને, આયન પ્રસરણની પ્રક્રિયાઓ), ધૂળ સાથે આવતા લીડ સંયોજનોના રૂપાંતરણ સાથે આવે છે.
તે સ્થાપિત કરવામાં આવ્યું છે કે લીડ ઊભી અને આડી બંને રીતે સ્થાનાંતરિત થાય છે, બીજી પ્રક્રિયા પ્રથમ કરતાં પ્રવર્તે છે. મિશ્ર-ઘાસના મેદાનમાં 3 વર્ષથી વધુના અવલોકનો, જમીનની સપાટી પર સ્થાનિક રીતે લાગુ સીસાની ધૂળ 25-35 સે.મી.થી આડી રીતે ખસેડવામાં આવી હતી, અને જમીનની જાડાઈમાં તેના ઘૂંસપેંઠની ઊંડાઈ 10-15 સેમી હતી જૈવિક પરિબળો મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે લીડના સ્થળાંતરમાં: છોડના મૂળ આયન ધાતુઓને શોષી લે છે; વધતી મોસમ દરમિયાન તેઓ જમીનમાંથી પસાર થાય છે; જ્યારે છોડ મરી જાય છે અને વિઘટિત થાય છે, ત્યારે સીસું આસપાસની જમીનના સમૂહમાં છોડવામાં આવે છે.
તે જાણીતું છે કે માટીમાં પ્રવેશતા ટેક્નોજેનિક લીડને બાંધવાની (સોર્બ) ક્ષમતા હોય છે. સોર્પ્શનમાં ઘણી પ્રક્રિયાઓ શામેલ હોવાનું માનવામાં આવે છે: માટી શોષી લેનારા સંકુલના કેશન સાથે સંપૂર્ણ વિનિમય (અનવિશિષ્ટ શોષણ) અને માટીના ઘટકોના દાતાઓ (ચોક્કસ શોષણ) સાથે લીડના જટિલતાની પ્રતિક્રિયાઓની શ્રેણી. જમીનમાં, સીસું મુખ્યત્વે કાર્બનિક પદાર્થો સાથે, તેમજ માટીના ખનિજો, મેંગેનીઝ ઓક્સાઇડ અને આયર્ન અને એલ્યુમિનિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ્સ સાથે સંકળાયેલું છે. લીડને બાંધવાથી, હ્યુમસ તેના નજીકના વાતાવરણમાં સ્થળાંતર અટકાવે છે અને છોડમાં તેના પ્રવેશને મર્યાદિત કરે છે. માટીના ખનિજોમાંથી, ઇલલાઇટ્સ લીડના વિસર્જનની વૃત્તિ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. લિમિંગ દરમિયાન જમીનના pHમાં વધારો એ ઓછા પ્રમાણમાં દ્રાવ્ય સંયોજનો (હાઈડ્રોક્સાઇડ્સ, કાર્બોનેટ, વગેરે) ની રચનાને કારણે જમીનમાં સીસાના વધુ બંધન તરફ દોરી જાય છે.
સીસું, મોબાઇલ સ્વરૂપોમાં જમીનમાં હાજર છે, તે સમય જતાં માટીના ઘટકો દ્વારા નિશ્ચિત થાય છે અને છોડ માટે અગમ્ય બની જાય છે. સ્થાનિક સંશોધકોના મતે, ચેર્નોઝેમ અને પીટ-સિલ્ટ જમીનમાં સીસું સૌથી વધુ નિશ્ચિતપણે નિશ્ચિત છે.
કેડમિયમ (સીડી) કેડમિયમની ખાસિયત, જે તેને અન્ય એચએમથી અલગ પાડે છે, તે એ છે કે જમીનના દ્રાવણમાં તે મુખ્યત્વે કેશન (સીડી 2+) સ્વરૂપે હાજર હોય છે, જો કે તટસ્થ પ્રતિક્રિયા વાતાવરણવાળી જમીનમાં તે ઓછા પ્રમાણમાં દ્રાવ્ય બની શકે છે. સલ્ફેટ અને ફોસ્ફેટ્સ અથવા હાઇડ્રોક્સાઇડ્સ સાથે સંકુલ.
ઉપલબ્ધ માહિતી અનુસાર, પૃષ્ઠભૂમિની જમીનના સોલ્યુશનમાં કેડમિયમની સાંદ્રતા 0.2 થી 6 μg/l સુધીની છે. જમીનના પ્રદૂષણના વિસ્તારોમાં તે 300-400 µg/l સુધી વધે છે.
તે જાણીતું છે કે જમીનમાં કેડમિયમ ખૂબ જ મોબાઇલ છે, એટલે કે. ઘન તબક્કામાંથી પ્રવાહી તબક્કા અને પાછળ (જે છોડમાં તેના પ્રવેશની આગાહી કરવી મુશ્કેલ બનાવે છે) તરફ મોટી માત્રામાં ખસેડવામાં સક્ષમ છે. માટીના દ્રાવણમાં કેડમિયમની સાંદ્રતાને નિયંત્રિત કરતી પદ્ધતિઓ સોર્પ્શન પ્રક્રિયાઓ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે (સોર્પ્શન દ્વારા અમારો અર્થ શોષણ પોતે, વરસાદ અને જટિલતા છે). કેડમિયમ અન્ય HM કરતાં ઓછી માત્રામાં માટી દ્વારા શોષાય છે. જમીનમાં ભારે ધાતુઓની ગતિશીલતાને દર્શાવવા માટે, ઘન તબક્કામાં ધાતુની સાંદ્રતાના ગુણોત્તર અને સંતુલન દ્રાવણમાં વપરાય છે. આ ગુણોત્તરના ઊંચા મૂલ્યો સૂચવે છે કે ભારે ધાતુઓ સોર્પ્શન પ્રતિક્રિયાને કારણે ઘન તબક્કામાં જાળવી રાખવામાં આવે છે, ધાતુઓ દ્રાવણમાં છે તે હકીકતને કારણે નીચા મૂલ્યો, જ્યાંથી તેઓ અન્ય માધ્યમોમાં સ્થાનાંતરિત થઈ શકે છે અથવા વિવિધ માધ્યમોમાં પ્રવેશ કરી શકે છે. પ્રતિક્રિયાઓ (ભૌગોલિક રાસાયણિક અથવા જૈવિક). તે જાણીતું છે કે કેડમિયમના બંધનમાં અગ્રણી પ્રક્રિયા માટી દ્વારા શોષણ છે. તાજેતરના વર્ષોમાં થયેલા સંશોધનોએ આ પ્રક્રિયામાં હાઇડ્રોક્સિલ જૂથો, આયર્ન ઓક્સાઇડ્સ અને કાર્બનિક પદાર્થોની મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા પણ દર્શાવી છે. જ્યારે પ્રદૂષણનું સ્તર ઓછું હોય છે અને પર્યાવરણની પ્રતિક્રિયા તટસ્થ હોય છે, ત્યારે કેડમિયમ મુખ્યત્વે આયર્ન ઓક્સાઇડ દ્વારા શોષાય છે. અને એસિડિક વાતાવરણમાં (pH=5), કાર્બનિક પદાર્થો એક શક્તિશાળી શોષક તરીકે કાર્ય કરવાનું શરૂ કરે છે. નીચા pH મૂલ્યો (pH=4) પર, શોષણ કાર્યો લગભગ સંપૂર્ણપણે કાર્બનિક પદાર્થો તરફ વળે છે. ખનિજ ઘટકો આ પ્રક્રિયાઓમાં કોઈપણ ભૂમિકા ભજવવાનું બંધ કરે છે.
તે જાણીતું છે કે કેડમિયમ માત્ર જમીનની સપાટી દ્વારા જ શોષાય નથી, પરંતુ તે માટીના ખનિજો દ્વારા વરસાદ, કોગ્યુલેશન અને આંતરપેકેટ શોષણને કારણે પણ નિશ્ચિત છે. તે માટીના કણોની અંદર માઇક્રોપોર અને અન્ય રીતે પ્રસરે છે.
વિવિધ પ્રકારની જમીનમાં કેડમિયમ અલગ રીતે નક્કી કરવામાં આવે છે. અત્યાર સુધી, માટી-શોષક સંકુલમાં સોર્પ્શન પ્રક્રિયાઓમાં અન્ય ધાતુઓ સાથે કેડમિયમના સ્પર્ધાત્મક સંબંધો વિશે થોડું જાણીતું છે. ટેકનિકલ યુનિવર્સિટી ઓફ કોપનહેગન (ડેનમાર્ક) ના નિષ્ણાતોના સંશોધન મુજબ, નિકલ, કોબાલ્ટ અને ઝીંકની હાજરીમાં, જમીન દ્વારા કેડમિયમનું શોષણ દબાવવામાં આવ્યું હતું. અન્ય અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે માટી દ્વારા કેડમિયમ શોષણની પ્રક્રિયાઓ ક્લોરિન આયનોની હાજરીમાં ભીની થાય છે. Ca 2+ આયનો સાથે જમીનની સંતૃપ્તિને કારણે કેડમિયમના શોષણમાં વધારો થયો. માટીના ઘટકો સાથેના કેડમિયમના ઘણા બોન્ડ અમુક પરિસ્થિતિઓમાં નાજુક હોય છે (ઉદાહરણ તરીકે, પર્યાવરણની એસિડિક પ્રતિક્રિયા), તે મુક્ત થાય છે અને ફરીથી ઉકેલમાં જાય છે.
કેડમિયમના વિસર્જનની પ્રક્રિયામાં સુક્ષ્મસજીવોની ભૂમિકા અને તેના મોબાઇલ સ્ટેટમાં સંક્રમણ જાહેર થયું છે. તેમની મહત્વપૂર્ણ પ્રવૃત્તિના પરિણામે, કાં તો પાણીમાં દ્રાવ્ય ધાતુ સંકુલ રચાય છે, અથવા ભૌતિક રાસાયણિક પરિસ્થિતિઓ બનાવવામાં આવે છે જે કેડમિયમના ઘન તબક્કામાંથી પ્રવાહી તબક્કામાં સંક્રમણ માટે અનુકૂળ હોય છે.
જમીનમાં કેડમિયમ સાથે થતી પ્રક્રિયાઓ (સોર્પ્શન-ડિસોર્પ્શન, દ્રાવણમાં સંક્રમણ, વગેરે) એકબીજા સાથે જોડાયેલી અને પરસ્પર આધારિત છે. તે જાણીતું છે કે માટી દ્વારા કેડમિયમના શોષણની માત્રા pH મૂલ્ય પર આધારિત છે: જમીનનું pH જેટલું ઊંચું છે, તેટલું વધુ કેડમિયમ શોષાય છે. આમ, ઉપલબ્ધ માહિતી અનુસાર, 4 થી 7.7 સુધીની pH રેન્જમાં, pH માં એક એકમના વધારા સાથે, કેડમિયમના સંદર્ભમાં જમીનની શોષણ ક્ષમતા લગભગ ત્રણ ગણી વધી છે.
ઝીંક (Zn). જસતની ઉણપ એસિડિક, અત્યંત પોડઝોલાઈઝ્ડ હલકી જમીનમાં અને કાર્બોનેટવાળી જમીનમાં, જસતની ઓછી માત્રામાં અને અત્યંત ભેજવાળી જમીન પર બંને રીતે પ્રગટ થઈ શકે છે. ફોસ્ફરસ ખાતરોના ઉચ્ચ ડોઝના ઉપયોગ અને ખેતીલાયક ક્ષિતિજ સુધી જમીનની મજબૂત ખેડાણ દ્વારા ઝીંકની ઉણપની અભિવ્યક્તિમાં વધારો થાય છે.
સૌથી વધુ કુલ જસત સામગ્રી ટુંડ્ર (53-76 mg/kg) અને ચેર્નોઝેમ (24-90 mg/kg) જમીનમાં છે, જે સોડી-પોડઝોલિક જમીનમાં (20-67 mg/kg) સૌથી ઓછી છે. ઝીંકની ઉણપ મોટાભાગે તટસ્થ અને થોડી આલ્કલાઇન કાર્બોનેટ જમીનમાં જોવા મળે છે. એસિડિક જમીનમાં, ઝીંક વધુ મોબાઈલ અને છોડ માટે ઉપલબ્ધ હોય છે.
જમીનમાં ઝીંક આયનીય સ્વરૂપમાં હાજર હોય છે, જ્યાં તે એસિડિક વાતાવરણમાં કેશન વિનિમય પદ્ધતિ દ્વારા અથવા આલ્કલાઇન વાતાવરણમાં રસાયણ શોષણના પરિણામે શોષાય છે. સૌથી વધુ મોબાઈલ આયન Zn 2+ છે. જમીનમાં ઝીંકની ગતિશીલતા મુખ્યત્વે pH મૂલ્ય અને માટીના ખનિજોની સામગ્રીથી પ્રભાવિત થાય છે. પીએચ પર<6 подвижность Zn 2+ возрастает, что приводит к его выщелачиванию. Попадая в межпакетные пространства кристаллической решетки монтмориллонита, ионы цинка теряют свою подвижность. Кроме того, цинк образует устойчивые формы с органическим веществом почвы, поэтому он накапливается в основном в горизонтах почв с высоким содержанием гумуса и в торфе.
છોડમાં ભારે ધાતુઓ
એ.પી. વિનોગ્રાડોવ (1952) અનુસાર, તમામ રાસાયણિક તત્ત્વો, એક અથવા બીજા અંશે, છોડના જીવનમાં ભાગ લે છે, અને જો તેમાંથી ઘણાને શારીરિક રીતે મહત્વપૂર્ણ માનવામાં આવે છે, તો તે માત્ર એટલા માટે છે કારણ કે હજુ સુધી આના કોઈ પુરાવા નથી. ઓછી માત્રામાં છોડમાં પ્રવેશ કરીને અને ઉત્સેચકોનો અભિન્ન ભાગ અથવા સક્રિયકર્તા બનીને, સૂક્ષ્મ તત્વો મેટાબોલિક પ્રક્રિયાઓમાં સેવા કાર્યો કરે છે. જ્યારે તત્વોની અસામાન્ય રીતે ઊંચી સાંદ્રતા પર્યાવરણમાં પ્રવેશ કરે છે, ત્યારે તે છોડ માટે ઝેરી બની જાય છે. છોડની પેશીઓમાં વધુ માત્રામાં ભારે ધાતુઓનો પ્રવેશ તેમના અવયવોની સામાન્ય કામગીરીમાં વિક્ષેપ તરફ દોરી જાય છે, અને આ વિક્ષેપ વધુ મજબૂત છે, ઝેરી પદાર્થોનું પ્રમાણ વધારે છે. પરિણામે ઉત્પાદકતામાં ઘટાડો થાય છે. HMs ની ઝેરી અસર છોડના વિકાસના પ્રારંભિક તબક્કાઓથી જ પ્રગટ થાય છે, પરંતુ વિવિધ જમીનો અને વિવિધ પાકો માટે વિવિધ ડિગ્રીઓ સુધી.
છોડ દ્વારા રાસાયણિક તત્વોનું શોષણ એ એક સક્રિય પ્રક્રિયા છે. નિષ્ક્રિય પ્રસરણ શોષિત ખનિજ ઘટકોના કુલ સમૂહના માત્ર 2-3% હિસ્સો ધરાવે છે. જ્યારે જમીનમાં ધાતુઓની સામગ્રી પૃષ્ઠભૂમિ સ્તરે હોય છે, ત્યારે આયનોનું સક્રિય શોષણ થાય છે, અને જો આપણે જમીનમાં આ તત્વોની ઓછી ગતિશીલતાને ધ્યાનમાં લઈએ, તો તેમનું શોષણ ચુસ્તપણે બંધાયેલ ધાતુઓના ગતિશીલતા દ્વારા આગળ હોવું જોઈએ. જ્યારે મૂળ સ્તરમાં ભારે ધાતુઓની સામગ્રી મહત્તમ સાંદ્રતા કરતાં નોંધપાત્ર રીતે વધી જાય છે કે જેના પર જમીનના આંતરિક સંસાધનોનો ઉપયોગ કરીને ધાતુને નિશ્ચિત કરી શકાય છે, ત્યારે ધાતુઓની એટલી માત્રા મૂળમાં પ્રવેશ કરે છે કે પટલ તેમને જાળવી શકતી નથી. પરિણામે, આયનો અથવા તત્વોના સંયોજનોનો પુરવઠો હવે સેલ્યુલર મિકેનિઝમ્સ દ્વારા નિયંત્રિત થતો નથી. એસિડિક જમીન પર તટસ્થ અથવા તટસ્થ પ્રતિક્રિયા વાતાવરણની નજીકની જમીન કરતાં HM નું વધુ તીવ્ર સંચય થાય છે. રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાં HM આયનોની વાસ્તવિક ભાગીદારીનું માપ તેમની પ્રવૃત્તિ છે. છોડ પર ભારે ધાતુઓની ઉચ્ચ સાંદ્રતાની ઝેરી અસર અન્ય રાસાયણિક તત્વોના પુરવઠા અને વિતરણમાં વિક્ષેપમાં પોતાને પ્રગટ કરી શકે છે. અન્ય તત્વો સાથે ભારે ધાતુઓની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની પ્રકૃતિ તેમની સાંદ્રતાના આધારે બદલાય છે. છોડમાં સ્થળાંતર અને પ્રવેશ જટિલ સંયોજનોના સ્વરૂપમાં થાય છે.
ભારે ધાતુઓ સાથેના પર્યાવરણીય દૂષણના પ્રારંભિક સમયગાળા દરમિયાન, જમીનના બફર ગુણધર્મોને લીધે, ઝેરી પદાર્થોની નિષ્ક્રિયતા તરફ દોરી જાય છે, છોડ વર્ચ્યુઅલ રીતે કોઈ પ્રતિકૂળ અસરો અનુભવશે નહીં. જો કે, માટીના રક્ષણાત્મક કાર્યો અમર્યાદિત નથી. જેમ જેમ ભારે ધાતુના પ્રદૂષણનું સ્તર વધે છે તેમ તેમ તેમની નિષ્ક્રિયતા અધૂરી બની જાય છે અને આયનોનો પ્રવાહ મૂળ પર હુમલો કરે છે. છોડ કેટલાક આયનોને છોડની મૂળ પ્રણાલીમાં પ્રવેશે તે પહેલા જ તેને ઓછી સક્રિય સ્થિતિમાં રૂપાંતરિત કરવામાં સક્ષમ છે. આ, ઉદાહરણ તરીકે, જટિલ સંયોજનોની રચના સાથે મૂળની બાહ્ય સપાટી પર મૂળ સ્ત્રાવ અથવા શોષણનો ઉપયોગ કરીને ચેલેશન છે. વધુમાં, ઝીંક, નિકલ, કેડમિયમ, કોબાલ્ટ, કોપર અને સીસાના દેખીતી રીતે ઝેરી ડોઝ સાથેના વનસ્પતિ પ્રયોગો દર્શાવે છે કે, મૂળ HM જમીનથી દૂષિત ન હોય તેવા સ્તરોમાં સ્થિત છે અને આ કિસ્સાઓમાં ફોટોટોક્સિસીટીના કોઈ લક્ષણો નથી.
રુટ સિસ્ટમના રક્ષણાત્મક કાર્યો હોવા છતાં, ભારે ધાતુઓ પ્રદૂષિત પરિસ્થિતિઓ હેઠળ મૂળમાં પ્રવેશ કરે છે. આ કિસ્સામાં, સંરક્ષણ પદ્ધતિઓ અમલમાં આવે છે, જેનો આભાર છોડના અવયવોમાં HM નું ચોક્કસ વિતરણ થાય છે, જે શક્ય તેટલું સંપૂર્ણ રીતે તેમની વૃદ્ધિ અને વિકાસને સુરક્ષિત કરવાનું શક્ય બનાવે છે. તદુપરાંત, ઉદાહરણ તરીકે, અત્યંત પ્રદૂષિત વાતાવરણમાં મૂળ અને બીજના પેશીઓમાં ભારે ધાતુઓની સામગ્રી 500-600 વખત બદલાઈ શકે છે, જે આ ભૂગર્ભ છોડના અંગની મહાન રક્ષણાત્મક ક્ષમતાઓને દર્શાવે છે.
રાસાયણિક તત્ત્વોની અતિશયતા છોડમાં ટોક્સિકોસિસનું કારણ બને છે. જેમ જેમ ભારે ધાતુઓની સાંદ્રતા વધે છે, છોડના વિકાસમાં પ્રથમ વિલંબ થાય છે, પછી પાંદડાની ક્લોરોસિસ થાય છે, જે નેક્રોસિસ દ્વારા બદલવામાં આવે છે, અને અંતે, મૂળ સિસ્ટમને નુકસાન થાય છે. HM ની ઝેરી અસર પ્રત્યક્ષ અને પરોક્ષ રીતે પોતાને પ્રગટ કરી શકે છે. છોડના કોષોમાં અતિશય ભારે ધાતુઓની સીધી અસર જટિલ પ્રતિક્રિયાઓને કારણે થાય છે, જે એન્ઝાઇમ અવરોધિત અથવા પ્રોટીન અવક્ષેપમાં પરિણમે છે. એન્ઝાઇમ ધાતુને પ્રદૂષક ધાતુ સાથે બદલવાના પરિણામે એન્ઝાઇમેટિક સિસ્ટમ્સનું નિષ્ક્રિયકરણ થાય છે. જ્યારે ઝેરી સામગ્રી ગંભીર હોય છે, ત્યારે એન્ઝાઇમની ઉત્પ્રેરક ક્ષમતા નોંધપાત્ર રીતે ઓછી થાય છે અથવા સંપૂર્ણપણે અવરોધિત થાય છે.
છોડ ભારે ધાતુઓના અતિસંચયક છે
એ.પી. વિનોગ્રાડોવ (1952) એ છોડની ઓળખ કરી જે તત્વોને કેન્દ્રિત કરવામાં સક્ષમ છે. તેમણે બે પ્રકારના છોડ તરફ ધ્યાન દોર્યું - એકાગ્રતા: 1) છોડ કે જે સામૂહિક ધોરણે તત્વોને કેન્દ્રિત કરે છે; 2) પસંદગીયુક્ત (પ્રજાતિ) એકાગ્રતાવાળા છોડ. પ્રથમ પ્રકારના છોડને રાસાયણિક તત્વોથી સમૃદ્ધ બનાવવામાં આવે છે જો બાદમાં વધુ માત્રામાં જમીનમાં સમાયેલ હોય. આ કિસ્સામાં એકાગ્રતા પર્યાવરણીય પરિબળને કારણે થાય છે. બીજા પ્રકારના છોડ પર્યાવરણમાં તેની સામગ્રીને ધ્યાનમાં લીધા વિના, એક અથવા બીજા રાસાયણિક તત્વની સતત ઊંચી માત્રા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. તે આનુવંશિક રીતે નિશ્ચિત જરૂરિયાત દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
જમીનમાંથી છોડમાં ભારે ધાતુઓના શોષણની પદ્ધતિને ધ્યાનમાં લેતા, આપણે તત્વોના સંચયના અવરોધ (બિન-કેન્દ્રિત) અને અવરોધ-મુક્ત (કેન્દ્રિત) પ્રકારો વિશે વાત કરી શકીએ છીએ. અવરોધ સંચય મોટા ભાગના ઊંચા છોડ માટે લાક્ષણિક છે અને બ્રાયોફાઈટ્સ અને લિકેન માટે લાક્ષણિક નથી. આમ, M.A. Toikka અને L.N. Potekhina (1980), સ્ફગ્નમ (2.66 mg/kg) ને કોબાલ્ટના છોડ-કેન્દ્રીકરણ તરીકે નામ આપવામાં આવ્યું હતું; કોપર (10.0 મિલિગ્રામ/કિલો) - બિર્ચ, ડ્રુપ, ખીણની લીલી; મેંગેનીઝ (1100 મિલિગ્રામ/કિલો) - બ્લુબેરી. લેપ એટ અલ. (1987) બિર્ચના જંગલોમાં ઉગતી ફૂગ અમાનિતા મસ્કરિયાના સ્પોરોફોર્સમાં કેડમિયમની ઊંચી સાંદ્રતા જોવા મળી. ફૂગના સ્પોરોફોર્સમાં, કેડમિયમનું પ્રમાણ 29.9 મિલિગ્રામ/કિલો સૂકા વજનનું હતું, અને જે જમીન પર તેઓ ઉગ્યા હતા તેમાં - 0.4 મિલિગ્રામ/કિલો. એક અભિપ્રાય છે કે છોડ કે જે કોબાલ્ટના સાંદ્રતા ધરાવે છે તે પણ નિકલ માટે અત્યંત સહનશીલ હોય છે અને તેને મોટી માત્રામાં એકઠા કરવામાં સક્ષમ હોય છે. આમાં, ખાસ કરીને, બોરાગીનેસી, બ્રાસીસીસી, મિર્ટેસી, ફેબેસી, કેરીઓફિલેસી પરિવારોના છોડનો સમાવેશ થાય છે. ઔષધીય વનસ્પતિઓમાં નિકલ કોન્સન્ટ્રેટર અને સુપરકોન્સન્ટ્રેટર પણ મળી આવ્યા છે. સુપરકોન્સન્ટ્રેટર્સમાં તરબૂચનું ઝાડ, બેલાડોના બેલાડોના, પીળી ખસખસ, મધરવોર્ટ કોર્ડિયલ, પેશનફ્લાવર અને થર્મોપ્સિસ લેન્સોલાટાનો સમાવેશ થાય છે. પોષક માધ્યમમાં ઉચ્ચ સાંદ્રતામાં જોવા મળતા રાસાયણિક તત્વોના સંચયનો પ્રકાર છોડના વિકાસના તબક્કાઓ પર આધાર રાખે છે. અવરોધ-મુક્ત સંચય એ રોપાના તબક્કાની લાક્ષણિકતા છે, જ્યારે છોડ જમીનના ઉપરના ભાગોને વિવિધ અવયવોમાં અલગ પાડતા નથી, અને વૃદ્ધિની મોસમના અંતિમ તબક્કામાં - પાક્યા પછી, તેમજ શિયાળાની નિષ્ક્રિયતાના સમયગાળા દરમિયાન, જ્યારે અવરોધ હોય છે. -મુક્ત સંચય ઘન તબક્કામાં રાસાયણિક તત્વોની વધુ માત્રાના પ્રકાશન સાથે હોઈ શકે છે (કોવાલેવસ્કી, 1991).
બ્રાસીસીસી, યુફોર્બીયાસી, એસ્ટેરેસી, લેમીઆસી અને સ્ક્રોફ્યુલેરીયાસી (બેકર 1995) પરિવારોમાં અતિસંગ્રહી છોડ જોવા મળે છે. તેમાંથી સૌથી પ્રસિદ્ધ અને અભ્યાસ કરાયેલો છે બ્રાસિકા જુન્સિયા (ભારતીય સરસવ), એક છોડ જે મોટા જૈવવસ્તુનો વિકાસ કરે છે અને તે Pb, Cr (VI), Cd, Cu, Ni, Zn, 90Sr, B અને Se (નંદા કુમાર વગેરે) એકઠા કરવામાં સક્ષમ છે. 1995 સોલ્ટ એટ અલ. ચકાસાયેલ વિવિધ છોડની પ્રજાતિઓમાંથી, બી. જુન્સામાં સીસાને જમીનની ઉપર વહન કરવાની સૌથી વધુ ઉચ્ચારણ ક્ષમતા હતી, જે આ તત્વના 1.8% થી વધુ જમીન ઉપરના અવયવોમાં એકઠા કરે છે (શુષ્ક વજનના આધારે). સૂર્યમુખી (હેલિઆન્થસ એન્યુસ) અને તમાકુ (નિકોટીઆના ટેબેકમ) ના અપવાદ સાથે, અન્ય બિન-બ્રાસીકેસી છોડની પ્રજાતિઓમાં જૈવિક ઉપગ્રહ ગુણાંક 1 કરતા ઓછો હતો.
ઘણા વિદેશી લેખકો દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતા તેમના ઉગાડતા વાતાવરણમાં ભારે ધાતુઓની હાજરી પ્રત્યેના તેમના પ્રતિભાવ અનુસાર છોડના વર્ગીકરણ મુજબ, ધાતુઓથી દૂષિત જમીન પર વૃદ્ધિ માટે છોડની ત્રણ મુખ્ય વ્યૂહરચના છે:
મેટલ બાકાત. આવા છોડ જમીનમાં તેની સાંદ્રતામાં વ્યાપક ભિન્નતા હોવા છતાં ધાતુની સતત ઓછી સાંદ્રતા જાળવી રાખે છે, મુખ્યત્વે મૂળમાં ધાતુ જાળવી રાખે છે. વિશિષ્ટ છોડ પટલની અભેદ્યતા અને કોષની દિવાલોની ધાતુ-બંધન ક્ષમતાને બદલવા અથવા મોટા પ્રમાણમાં ચીલેટીંગ પદાર્થોને મુક્ત કરવામાં સક્ષમ છે.
મેટલ સૂચકાંકો. આમાં છોડની પ્રજાતિઓનો સમાવેશ થાય છે જે જમીનના ઉપરના ભાગોમાં સક્રિયપણે ધાતુ એકઠા કરે છે અને સામાન્ય રીતે જમીનમાં ધાતુના સ્તરને પ્રતિબિંબિત કરે છે. તેઓ બાહ્યકોષીય ધાતુ-બંધનકર્તા સંયોજનો (ચેલેટર) ની રચનાને કારણે ધાતુની સાંદ્રતાના હાલના સ્તરને સહન કરે છે અથવા તેને ધાતુ-સંવેદનશીલ વિસ્તારોમાં સંગ્રહિત કરીને મેટલ કમ્પાર્ટમેન્ટેશનની પ્રકૃતિને બદલી નાખે છે. ધાતુ-સંચયિત છોડની પ્રજાતિઓ. આ જૂથના છોડ જમીનની ઉપરના બાયોમાસમાં ધાતુને જમીન કરતાં ઘણી વધારે સાંદ્રતામાં એકઠા કરી શકે છે. બેકર અને બ્રુક્સ 0.1% થી વધુ ધરાવતા છોડ તરીકે મેટલ હાઇપરએક્યુમ્યુલેટર્સને વ્યાખ્યાયિત કરે છે, એટલે કે. 1000 mg/g થી વધુ કોપર, કેડમિયમ, ક્રોમિયમ, સીસું, નિકલ, કોબાલ્ટ અથવા 1% (10,000 mg/g થી વધુ) ઝીંક અને મેંગેનીઝ શુષ્ક વજનમાં. દુર્લભ ધાતુઓ માટે, શુષ્ક વજનના સંદર્ભમાં આ મૂલ્ય 0.01% કરતાં વધુ છે. સંશોધકો એવા વિસ્તારોમાં છોડ એકત્રિત કરીને અતિસંગ્રહિત પ્રજાતિઓને ઓળખે છે જ્યાં જમીનમાં પૃષ્ઠભૂમિ સ્તરથી ઉપરની સાંદ્રતામાં ધાતુઓ હોય છે, જેમ કે દૂષિત વિસ્તારોમાં અથવા જ્યાં અયસ્કના પદાર્થો ખુલ્લા હોય છે. હાયપરએક્યુમ્યુલેશનની ઘટના સંશોધકો માટે ઘણા પ્રશ્નો ઉભા કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, છોડ માટે અત્યંત ઝેરી સાંદ્રતામાં ધાતુના સંચયનું શું મહત્વ છે? આ પ્રશ્નનો ચોક્કસ જવાબ હજુ સુધી પ્રાપ્ત થયો નથી, પરંતુ ઘણી મુખ્ય પૂર્વધારણાઓ છે. એવું માનવામાં આવે છે કે આવા છોડમાં અમુક શારીરિક કાર્યો કરવા માટે ઉન્નત આયન અપટેક સિસ્ટમ ("અજાણ્ય" ઉપટેક પૂર્વધારણા) હોય છે જેનો હજુ સુધી અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો નથી. એવું પણ માનવામાં આવે છે કે હાયપરએક્યુમ્યુલેશન એ વધતી જતી વાતાવરણમાં ઉચ્ચ ધાતુની સામગ્રી માટે છોડની સહનશીલતાના પ્રકારોમાંથી એક છે.
ભારે ધાતુની સામગ્રીનું માનકીકરણ
તમામ પર્યાવરણીય પરિબળોને સંપૂર્ણપણે ધ્યાનમાં લેવાની અશક્યતાને કારણે માટી અને છોડમાં અત્યંત જટિલ છે. આમ, માત્ર જમીનના કૃષિ રાસાયણિક ગુણધર્મો (મધ્યમ પ્રતિક્રિયા, ભેજનું પ્રમાણ, પાયા સાથે સંતૃપ્તિની ડિગ્રી, કણોનું કદ વિતરણ) બદલવાથી છોડમાં ભારે ધાતુઓની સામગ્રી ઘણી વખત ઘટાડી અથવા વધારી શકાય છે. કેટલીક ધાતુઓની પૃષ્ઠભૂમિ સામગ્રી વિશે પણ વિરોધાભાસી ડેટા છે. સંશોધકો દ્વારા આપવામાં આવેલા પરિણામો ક્યારેક 5-10 ગણાથી અલગ હોય છે.
ઘણા સ્કેલની દરખાસ્ત કરવામાં આવી છે
ભારે ધાતુઓનું પર્યાવરણીય નિયમન. કેટલાક કિસ્સાઓમાં, સામાન્ય માનવવંશીય જમીનમાં જોવા મળેલી ધાતુઓની ઉચ્ચતમ સામગ્રીને મહત્તમ અનુમતિપાત્ર સાંદ્રતા તરીકે લેવામાં આવે છે, જે સામગ્રી ફાયટોટોક્સિસિટીની મર્યાદા છે. મોટા ભાગના કિસ્સાઓમાં, ભારે ધાતુઓ માટે એમપીસીની દરખાસ્ત કરવામાં આવી છે જે ઉપલી મર્યાદા કરતાં અનેક ગણી વધારે છે.
ટેક્નોજેનિક પ્રદૂષણની લાક્ષણિકતા માટે
ભારે ધાતુઓ માટે, દૂષિત જમીનમાં તત્વની સાંદ્રતા અને તેની પૃષ્ઠભૂમિ સાંદ્રતાના ગુણોત્તર સમાન એકાગ્રતા ગુણાંકનો ઉપયોગ થાય છે. જ્યારે ઘણી ભારે ધાતુઓ દ્વારા પ્રદૂષિત થાય છે, ત્યારે પ્રદૂષણની ડિગ્રીનું મૂલ્યાંકન કુલ સાંદ્રતા સૂચકાંક (Zc) ના મૂલ્ય દ્વારા કરવામાં આવે છે. IMGRE દ્વારા સૂચિત ભારે ધાતુઓ સાથે જમીનના દૂષણનું પ્રમાણ કોષ્ટક 1 માં રજૂ કરવામાં આવ્યું છે.
કોષ્ટક 1. રસાયણો સાથેના દૂષણની ડિગ્રી અનુસાર કૃષિ ઉપયોગ માટે જમીનનું મૂલ્યાંકન કરવાની યોજના (યુએસએસઆરના ગોસ્કોમહાઇડ્રોમેટ, નંબર 02-10 51-233 તારીખ 12/10/90)
| દૂષણની ડિગ્રી અનુસાર માટીની શ્રેણી | ઝેડસી | મહત્તમ અનુમતિપાત્ર સાંદ્રતા સંબંધિત પ્રદૂષણ | જમીનનો સંભવિત ઉપયોગ | જરૂરી પ્રવૃત્તિઓ |
| સ્વીકાર્ય | <16,0 | પૃષ્ઠભૂમિ ઓળંગે છે, પરંતુ MPC કરતા વધારે નથી | કોઈપણ પાક માટે ઉપયોગ કરો | જમીનના પ્રદૂષણના સ્ત્રોતોની અસરમાં ઘટાડો. છોડ માટે ઝેરી તત્વોની ઉપલબ્ધતામાં ઘટાડો. |
| સાધારણ ખતરનાક | 16,1- 32,0 | હાનિકારકતાના સામાન્ય સેનિટરી અને સ્થળાંતર પાણીના સૂચકને મર્યાદિત કરવા માટે મહત્તમ અનુમતિપાત્ર સાંદ્રતા કરતાં વધી જાય છે, પરંતુ ટ્રાન્સલોકેશન સૂચક માટે મહત્તમ અનુમતિપાત્ર સાંદ્રતા કરતાં ઓછી છે | પાક ઉત્પાદનોની ગુણવત્તા નિયંત્રણને આધીન કોઈપણ પાક માટે ઉપયોગ કરો | શ્રેણી 1 જેવી પ્રવૃત્તિઓ. જો ત્યાં મર્યાદિત સ્થળાંતર જળ સૂચક સાથે પદાર્થો હોય, તો સપાટી અને ભૂગર્ભ જળમાં આ પદાર્થોની સામગ્રીનું નિરીક્ષણ કરવામાં આવે છે. |
| અત્યંત જોખમી | 32,1- 128 | મર્યાદિત ટ્રાન્સલોકેશન સંકટ સૂચક સાથે MPC ને ઓળંગે છે | તેમાંથી ખોરાક અને ખોરાક મેળવ્યા વિના ઔદ્યોગિક પાકો માટે ઉપયોગ કરો. | રાસાયણિક કેન્દ્રિત છોડ ટાળો |
| શ્રેણીઓ જેવી પ્રવૃત્તિઓ 1. ખોરાક અને ખોરાક તરીકે ઉપયોગમાં લેવાતા છોડમાં ઝેરી તત્વોની સામગ્રી પર ફરજિયાત નિયંત્રણ. પશુધનના ખોરાક માટે ગ્રીન માસનો ઉપયોગ મર્યાદિત કરવો, ખાસ કરીને કોન્સન્ટ્રેટર છોડ. | > 128 | અત્યંત જોખમી | તમામ બાબતોમાં MPC કરતાં વધી જાય છે | કૃષિ ઉપયોગ બાકાત |
વાતાવરણ, માટી અને પાણીમાં પ્રદૂષણનું સ્તર ઘટાડવું અને ઝેરી તત્વોને જપ્ત કરવું.
કોષ્ટક 2 અધિકૃત રીતે મંજૂર મહત્તમ એકાગ્રતા મર્યાદા અને જોખમ સૂચકાંકો અનુસાર તેમની સામગ્રીના અનુમતિપાત્ર સ્તરો દર્શાવે છે. તબીબી આરોગ્યશાસ્ત્રીઓ દ્વારા અપનાવવામાં આવેલી યોજના અનુસાર, જમીનમાં ભારે ધાતુઓના નિયમનને સ્થાનાંતરણ (તત્વનું છોડમાં સંક્રમણ), સ્થળાંતર પાણી (પાણીમાં સંક્રમણ), અને સામાન્ય સેનિટરી (સ્વ-શુદ્ધિકરણ ક્ષમતા પર અસર) માં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. માટી અને માટી માઇક્રોબાયોસેનોસિસ).
કોષ્ટક 2.જમીનમાં રાસાયણિક પદાર્થોની મહત્તમ અનુમતિપાત્ર સાંદ્રતા (MAC) અને હાનિકારકતાના સંદર્ભમાં તેમની સામગ્રીના અનુમતિપાત્ર સ્તર (01/01/1991 મુજબ. યુએસએસઆરની પ્રકૃતિ સંરક્ષણ માટે રાજ્ય સમિતિ, નંબર 02-2333 તારીખ 12/10/90 ).
| પદાર્થોના નામ | MPC, mg/kg માટી, પૃષ્ઠભૂમિને ધ્યાનમાં લેતા | હાનિકારકતા સૂચકાંકો | ||
| સ્થાનાંતરણ | પાણી | સામાન્ય સેનિટરી | ||
| પાણીમાં દ્રાવ્ય સ્વરૂપો | ||||
| ફ્લોરિન | 10,0 | 10,0 | 10,0 | 10,0 |
| જંગમ સ્વરૂપો | ||||
| કોપર | 3,0 | 3,5 | 72,0 | 3,0 |
| નિકલ | 4,0 | 6,7 | 14,0 | 4,0 |
| ઝીંક | 23,0 | 23,0 | 200,0 | 37,0 |
| કોબાલ્ટ | 5,0 | 25,0 | >1000 | 5,0 |
| ફ્લોરિન | 2,8 | 2,8 | - | - |
| ક્રોમિયમ | 6,0 | - | - | 6,0 |
| કુલ સામગ્રી | ||||
| એન્ટિમોની | 4,5 | 4,5 | 4,5 | 50,0 |
| મેંગેનીઝ | 1500,0 | 3500,0 | 1500,0 | 1500,0 |
| વેનેડિયમ | 150,0 | 170,0 | 350,0 | 150,0 |
| લીડ ** | 30,0 | 35,0 | 260,0 | 30,0 |
| આર્સેનિક** | 2,0 | 2,0 | 15,0 | 10,0 |
| બુધ | 2,1 | 2,1 | 33,3 | 5,0 |
| લીડ + પારો | 20+1 | 20+1 | 30+2 | 30+2 |
| કોપર* | 55 | - | - | - |
| નિકલ* | 85 | - | - | - |
| ઝીંક* | 100 | - | - | - |
* - કુલ સામગ્રી - અંદાજિત.
** - વિરોધાભાસ; આર્સેનિક માટે, સરેરાશ પૃષ્ઠભૂમિ સામગ્રી 6 mg/kg છે, સીસાની પૃષ્ઠભૂમિ સામગ્રી સામાન્ય રીતે MPC ધોરણો કરતાં પણ વધી જાય છે.
UEC દ્વારા સત્તાવાર રીતે મંજૂર
6 ભારે ધાતુઓ અને આર્સેનિકની કુલ સામગ્રી માટે 1995 માં વિકસિત ADC, ભારે ધાતુઓ સાથે જમીનના દૂષણનું વધુ સંપૂર્ણ વર્ણન મેળવવાનું શક્ય બનાવે છે, કારણ કે તેઓ પર્યાવરણની પ્રતિક્રિયાના સ્તર અને જમીનની ગ્રાન્યુલોમેટ્રિક રચનાને ધ્યાનમાં લે છે. .
કોષ્ટક 3.વિવિધ ભૌતિક રાસાયણિક ગુણધર્મો (કુલ સામગ્રી, mg/kg) ધરાવતી જમીનમાં ભારે ધાતુઓ અને આર્સેનિકની અંદાજિત અનુમતિપાત્ર સાંદ્રતા (ATC) (MPC અને APC નંબર 6229-91 ની સૂચિમાં નં. 1 ઉમેરો).
| તત્વ | માટી જૂથ | પૃષ્ઠભૂમિને ધ્યાનમાં લેતા ODC | એકંદર સ્થળની સ્થિતિ જમીનમાં | જોખમ વર્ગો | વિશિષ્ટતા ક્રિયાઓ શરીર પર |
| નિકલ | રેતાળ અને રેતાળ લોમ | 20 | નક્કર: ક્ષારના સ્વરૂપમાં, સોર્બ્ડ સ્વરૂપમાં, ખનિજોના ભાગ રૂપે | 2 | ગરમ લોહીવાળા પ્રાણીઓ અને મનુષ્યો માટે ઓછી ઝેરીતા. મ્યુટેજેનિક અસર ધરાવે છે |
| <5,5 | 40 | ||||
| તટસ્થની નજીક (લોમી અને માટી), рНKCl >5.5 | 80 | ||||
| કોપર | રેતાળ અને રેતાળ લોમ | 33 | 2 | સેલ્યુલર અભેદ્યતામાં વધારો કરે છે, ગ્લુટાથિઓન રીડક્ટેઝને અટકાવે છે, -SH, -NH2 અને COOH- જૂથો સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરીને ચયાપચયને અવરોધે છે. | |
| એસિડિક (લોમી અને માટી), pH KCl<5,5 | 66 | ||||
| તટસ્થની નજીક (લોમી અને માટી), pH KCl>5.5 | 132 | ||||
| ઝીંક | રેતાળ અને રેતાળ લોમ | 55 | નક્કર: ક્ષારના સ્વરૂપમાં, ઓર્ગેનો-ખનિજ સંયોજનો, ખનિજોના ભાગ રૂપે, સોર્બ્ડ સ્વરૂપમાં | 1 | ઉણપ અથવા અતિશય વિકાસલક્ષી વિચલનોનું કારણ બને છે. ઝીંક ધરાવતી જંતુનાશકો લાગુ કરવા માટેની તકનીકના ઉલ્લંઘનને કારણે ઝેર |
| એસિડિક (લોમી અને માટી), pH KCl<5,5 | 110 | ||||
| તટસ્થની નજીક (લોમી અને માટી), pH KCl>5.5 | 220 | ||||
| આર્સેનિક | રેતાળ અને રેતાળ લોમ | 2 | નક્કર: ક્ષારના સ્વરૂપમાં, ઓર્ગેનો-ખનિજ સંયોજનો, ખનિજોના ભાગ રૂપે, સોર્બ્ડ સ્વરૂપમાં | 1 | ઝેરી, વિવિધ ઉત્સેચકોને અવરોધે છે, ચયાપચય પર નકારાત્મક અસર કરે છે. સંભવતઃ કાર્સિનોજેનિક |
| એસિડિક (લોમી અને માટી), pH KCl<5,5 | 5 | ||||
| તટસ્થની નજીક (લોમી અને માટી), pH KCl>5.5 | 10 | ||||
| કેડમિયમ | રેતાળ અને રેતાળ લોમ | 0,5 | નક્કર: ક્ષારના સ્વરૂપમાં, ઓર્ગેનો-ખનિજ સંયોજનો, ખનિજોના ભાગ રૂપે, સોર્બ્ડ સ્વરૂપમાં | 1 | તે અત્યંત ઝેરી છે, ઉત્સેચકોના સલ્ફહાઇડ્રિલ જૂથોને અવરોધે છે, આયર્ન અને કેલ્શિયમના ચયાપચયને અવરોધે છે, અને ડીએનએ સંશ્લેષણમાં વિક્ષેપ પાડે છે. |
| એસિડિક (લોમી અને માટી), pH KCl<5,5 | 1,0 | ||||
| તટસ્થની નજીક (લોમી અને માટી), pH KCl>5.5 | 2,0 | ||||
| લીડ | રેતાળ અને રેતાળ લોમ | 32 | નક્કર: ક્ષારના સ્વરૂપમાં, ઓર્ગેનો-ખનિજ સંયોજનો, ખનિજોના ભાગ રૂપે, સોર્બ્ડ સ્વરૂપમાં | 1 | વિવિધ નકારાત્મક અસરો. બ્લોક્સ -એસએચ જૂથો પ્રોટીન, ઉત્સેચકોને અટકાવે છે, ઝેરનું કારણ બને છે અને નર્વસ સિસ્ટમને નુકસાન પહોંચાડે છે. |
| એસિડિક (લોમી અને માટી), pH KCl<5,5 | 65 | ||||
| તટસ્થની નજીક (લોમી અને માટી), pH KCl>5.5 | 130 |
તે સામગ્રીમાંથી અનુસરે છે કે આવશ્યકતાઓ મુખ્યત્વે ભારે ધાતુઓના બલ્ક સ્વરૂપો પર લાદવામાં આવે છે. મોબાઈલમાં માત્ર તાંબુ, નિકલ, જસત, ક્રોમિયમ અને કોબાલ્ટ છે. તેથી, હાલમાં વિકસિત ધોરણો હવે બધી આવશ્યકતાઓને સંતોષતા નથી.
ક્ષમતા પરિબળ છે, જે મુખ્યત્વે છોડના ઉત્પાદનો, ઘૂસણખોરી અને સપાટીના પાણીના દૂષણના સંભવિત જોખમને પ્રતિબિંબિત કરે છે. જમીનના સામાન્ય દૂષણને લાક્ષણિકતા આપે છે, પરંતુ છોડ માટે તત્વોની ઉપલબ્ધતાની ડિગ્રીને પ્રતિબિંબિત કરતું નથી. છોડની જમીનના પોષણની સ્થિતિને દર્શાવવા માટે, ફક્ત તેમના મોબાઇલ સ્વરૂપોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.
જંગમ સ્વરૂપોની વ્યાખ્યા
તેઓ વિવિધ અર્કનો ઉપયોગ કરીને નક્કી કરવામાં આવે છે. ધાતુના મોબાઇલ સ્વરૂપની કુલ રકમ એસિડિક અર્કનો ઉપયોગ કરે છે (ઉદાહરણ તરીકે, 1N HCL). જમીનમાં ભારે ધાતુઓના મોબાઈલ રિઝર્વનો સૌથી મોબાઈલ ભાગ એમોનિયમ એસીટેટ બફરમાં જાય છે. પાણીના અર્કમાં ધાતુઓની સાંદ્રતા સૌથી ખતરનાક અને "આક્રમક" અપૂર્ણાંક હોવાને કારણે, જમીનમાં તત્વોની ગતિશીલતાની ડિગ્રી દર્શાવે છે.
જંગમ સ્વરૂપો માટેના ધોરણો
કેટલાક સૂચક આદર્શિક ધોરણો પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યા છે. નીચે ભારે ધાતુઓના મહત્તમ અનુમતિપાત્ર મોબાઇલ સ્વરૂપોના ભીંગડાઓમાંથી એકનું ઉદાહરણ છે.
કોષ્ટક 4. જમીનમાં ભારે ધાતુઓના મોબાઇલ સ્વરૂપની મહત્તમ અનુમતિપાત્ર સામગ્રી, મિલિગ્રામ/કિલો એક્સટ્રેક્ટન્ટ 1N. HCl (H. Chuljian et al., 1988).
| તત્વ | સામગ્રી | તત્વ | સામગ્રી | તત્વ | સામગ્રી |
| Hg | 0,1 | એસ.બી | 15 | પી.બી | 60 |
| સીડી | 1,0 | તરીકે | 15 | Zn | 60 |
| કો | 12 | ની | 36 | વી | 80 |
| ક્ર | 15 | કુ | 50 | Mn | 600 |
| સાઇટ નેવિગેશન: | |||||||
| FAQ? | જમીનમાં | જેલમાં | પરિણામ | તકનીકી ડેટા | કિંમતો | ||
તે કોઈ રહસ્ય નથી કે દરેક વ્યક્તિ ઇકોલોજિકલ રીતે સ્વચ્છ વિસ્તારમાં ડાચા રાખવા માંગે છે, જ્યાં કોઈ શહેરી પ્રદૂષણ નથી. પર્યાવરણમાં ભારે ધાતુઓ (આર્સેનિક, સીસું, તાંબુ, પારો, કેડમિયમ, મેંગેનીઝ અને અન્ય) હોય છે, જે કારના એક્ઝોસ્ટ ગેસમાંથી પણ આવે છે. તે સમજવું જોઈએ કે પૃથ્વી એ વાતાવરણ અને ભૂગર્ભજળનું કુદરતી શુદ્ધિકરણ છે; તે માત્ર ભારે ધાતુઓ જ નહીં, પણ હાઇડ્રોકાર્બન સાથે હાનિકારક જંતુનાશકો પણ એકઠા કરે છે. છોડ, બદલામાં, જમીન તેમને જે આપે છે તે બધું લે છે. ધાતુ, જમીનમાં સ્થાયી થાય છે, તે માત્ર જમીનને જ નહીં, પણ છોડને પણ નુકસાન પહોંચાડે છે, અને પરિણામે, મનુષ્યો.
મુખ્ય માર્ગની નજીક ઘણી બધી સૂટ છે, જે જમીનની સપાટીના સ્તરોમાં પ્રવેશ કરે છે અને છોડના પાંદડા પર સ્થિર થાય છે. આવા પ્લોટમાં રુટ પાક, ફળો, બેરી અને અન્ય ફળદ્રુપ પાકો ઉગાડી શકાતા નથી. રસ્તાથી લઘુત્તમ અંતર 50 મીટર છે.
ભારે ધાતુઓથી ભરેલી માટી ખરાબ છે ભારે ધાતુઓ ઝેરી છે. તમે તેના પર કીડીઓ, ભૂમિ ભૃંગ અથવા અળસિયા જોશો નહીં, પરંતુ ત્યાં ચૂસી રહેલા જંતુઓની મોટી સાંદ્રતા હશે. છોડ ઘણીવાર ફંગલ રોગોથી પીડાય છે, સુકાઈ જાય છે અને જીવાતો સામે પ્રતિરોધક નથી.
સૌથી ખતરનાક ભારે ધાતુઓના મોબાઇલ સંયોજનો છે, જે એસિડિક જમીનમાં સરળતાથી રચાય છે. તે સાબિત થયું છે કે એસિડિક અથવા હળવા રેતાળ જમીનમાં ઉગાડવામાં આવતા છોડમાં તટસ્થ અથવા કેલ્કેરિયસ જમીનમાં ઉગાડવામાં આવતા છોડ કરતાં વધુ ધાતુઓ હોય છે. તદુપરાંત, એસિડિક પ્રતિક્રિયા સાથે રેતાળ જમીન ખાસ કરીને જોખમી છે; તે સરળતાથી એકઠી થાય છે અને તે જ રીતે સરળતાથી ધોવાઇ જાય છે, જે ભૂગર્ભજળમાં સમાપ્ત થાય છે. બગીચાના પ્લોટ, જ્યાં સિંહનો હિસ્સો માટીનો હોય છે, તે ભારે ધાતુઓના સંચય માટે પણ સહેલાઈથી સંવેદનશીલ હોય છે, જ્યારે સ્વ-સફાઈ લાંબા અને ધીમે ધીમે થાય છે. સૌથી સલામત અને સૌથી સ્થિર જમીન ચેર્નોઝેમ છે, જે ચૂનો અને હ્યુમસથી સમૃદ્ધ છે.
જો જમીનમાં ભારે ધાતુઓ હોય તો શું કરવું?સમસ્યા હલ કરવાની ઘણી રીતો છે.
1. અસફળ પ્લોટ વેચી શકાય છે.
2. જમીનમાં ભારે ધાતુઓની સાંદ્રતા ઘટાડવા માટે લિમિંગ એ એક સારો માર્ગ છે. ત્યાં અલગ અલગ છે. સૌથી સરળ: સરકો સાથેના કન્ટેનરમાં મુઠ્ઠીભર માટી ફેંકી દો; જો ફીણ દેખાય, તો જમીન આલ્કલાઇન છે. અથવા જમીનમાં થોડું ખોદવું, જો તમને તેમાં સફેદ પડ જોવા મળે, તો એસિડિટી હાજર છે. પ્રશ્ન એ છે કે કેટલું. લિમિંગ પછી, એસિડિટી માટે નિયમિતપણે તપાસો; તમારે પ્રક્રિયાને પુનરાવર્તિત કરવાની જરૂર પડી શકે છે. ડોલોમાઇટ લોટ, બ્લાસ્ટ ફર્નેસ સ્લેગ, પીટ એશ, ચૂનાના પત્થર સાથે ચૂનો.
જો જમીનમાં ઘણી બધી ભારે ધાતુઓ પહેલેથી જ એકઠી થઈ ગઈ હોય, તો તે માટીના ઉપરના સ્તર (20-30 સે.મી.)ને દૂર કરવા અને તેને કાળી માટીથી બદલવા માટે ઉપયોગી થશે.
3. કાર્બનિક ખાતરો (ખાતર, ખાતર) સાથે સતત ખોરાક આપવો. જમીનમાં વધુ હ્યુમસ, તે ઓછી ભારે ધાતુઓ ધરાવે છે, અને ઝેરી ઘટાડો થાય છે. નબળી, બિનફળદ્રુપ જમીન છોડને સુરક્ષિત કરવામાં સક્ષમ નથી. ખનિજ ખાતરો, ખાસ કરીને નાઇટ્રોજન સાથે અતિસંતૃપ્ત કરશો નહીં. ખનિજ ખાતરો ઝડપથી કાર્બનિક પદાર્થોનું વિઘટન કરે છે.
4. સપાટી ઢીલું કરવું. ઢીલું કર્યા પછી, પીટ અથવા ખાતર લાગુ કરવાની ખાતરી કરો. ઢીલું કરતી વખતે, વર્મીક્યુલાઇટ ઉમેરવા માટે ઉપયોગી છે, જે છોડ અને જમીનમાં ઝેરી પદાર્થો વચ્ચે અવરોધ બની જશે.
5. માટી ધોવા માત્રસારી ડ્રેનેજ સાથે. નહિંતર, ભારે ધાતુઓ પાણી સાથે સમગ્ર વિસ્તારમાં ફેલાશે. સ્વચ્છ પાણીથી ભરો જેથી વનસ્પતિ પાકો માટે માટીનું સ્તર 30-50 સે.મી. અને ફળની ઝાડીઓ અને ઝાડ માટે 120 સે.મી. સુધી ધોવાઇ જાય. ફ્લશિંગ વસંતમાં હાથ ધરવામાં આવે છે, જ્યારે શિયાળા પછી જમીનમાં પૂરતી ભેજ હોય છે.
6. માટીના ઉપરના સ્તરને દૂર કરો, વિસ્તૃત માટી અથવા કાંકરામાંથી સારી ડ્રેનેજ બનાવો અને ટોચને કાળી માટીથી ભરો.
7. કન્ટેનર અથવા ગ્રીનહાઉસમાં છોડ ઉગાડો જ્યાં માટી સરળતાથી બદલી શકાય. અવલોકન કરો, છોડને લાંબા સમય સુધી એક જગ્યાએ ઉગાડશો નહીં.
8. જો બગીચો પ્લોટ રસ્તાની નજીક છે, તો ત્યાં એક ઉચ્ચ સંભાવના છે કે જમીનમાં લીડ છે, જે કારના એક્ઝોસ્ટ ગેસ સાથે બહાર આવે છે. છોડ વચ્ચે વટાણા રોપવાથી સીસું કાઢો; પાનખરમાં, વટાણાને ખોદવો અને તેને ફળો સાથે બાળી નાખો. શક્તિશાળી, ઊંડા રુટ સિસ્ટમવાળા છોડ દ્વારા જમીનમાં સુધારો કરવામાં આવશે, જે ફોસ્ફરસ, પોટેશિયમ અને કેલ્શિયમને ઊંડા સ્તરમાંથી ઉપલા સ્તરમાં સ્થાનાંતરિત કરશે.
9. ભારે જમીનમાં ઉગાડવામાં આવતી શાકભાજી અને ફળો હંમેશા ગરમીની સારવારને આધિન હોવા જોઈએ અથવા ઓછામાં ઓછા વહેતા પાણી હેઠળ ધોવા જોઈએ, આમ વાતાવરણની ધૂળ દૂર થાય છે.
10. પ્રદૂષિત વિસ્તારોમાં અથવા રસ્તાની નજીકના વિસ્તારોમાં, સતત વાડ સ્થાપિત કરવામાં આવે છે, સાંકળ-લિંક મેશ રસ્તાની ધૂળ સામે અવરોધ બનશે નહીં. વાડની પાછળ પાનખર વૃક્ષો રોપવાની ખાતરી કરો (). એક વિકલ્પ તરીકે, મલ્ટી-ટાયર્ડ વાવેતર, જે વાતાવરણીય ધૂળ અને સૂટથી સંરક્ષકની ભૂમિકા ભજવશે, તે ઉત્તમ રક્ષણ હશે.
જમીનમાં ભારે ધાતુઓની હાજરી એ મૃત્યુની સજા નથી;
જમીનમાં ભારે ધાતુઓ
તાજેતરમાં, ઉદ્યોગના ઝડપી વિકાસને કારણે, પર્યાવરણમાં ભારે ધાતુઓના સ્તરમાં નોંધપાત્ર વધારો થયો છે. "ભારે ધાતુઓ" શબ્દ 5 g/cm 3 થી વધુ ઘનતા સાથે અથવા 20 થી વધુ અણુ સંખ્યા ધરાવતી ધાતુઓ પર લાગુ થાય છે. જો કે, એક અન્ય દૃષ્ટિકોણ છે, જે મુજબ 40 થી વધુ રાસાયણિક તત્વો પરમાણુ સમૂહ 50 થી વધુ છે. ખાતે ભારે ધાતુઓ તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. એકમો રાસાયણિક તત્ત્વોમાં, ભારે ધાતુઓ સૌથી વધુ ઝેરી છે અને તેમના જોખમના સ્તરમાં જંતુનાશકો પછી બીજા ક્રમે છે. તે જ સમયે, નીચેના રાસાયણિક તત્વોને ઝેરી ગણવામાં આવે છે: Co, Ni, Cu, Zn, Sn, As, Se, Te, Rb, Ag, Cd, Au, Hg, Pb, Sb, Bi, Pt.
ભારે ધાતુઓની ફાયટોટોક્સિસિટી તેમના રાસાયણિક ગુણધર્મો પર આધારિત છે: સંયોજકતા, આયનીય ત્રિજ્યા અને સંકુલ બનાવવાની ક્ષમતા. મોટા ભાગના કિસ્સાઓમાં, તત્વોને ઝેરના ક્રમમાં ગોઠવવામાં આવે છે: Cu > Ni > Cd > Zn > Pb > Hg > Fe > Mo > Mn. જો કે, આ શ્રેણી જમીન દ્વારા તત્વોના અસમાન વરસાદને કારણે અને છોડ માટે અગમ્ય સ્થિતિમાં સ્થાનાંતરિત થવાને કારણે, વધતી જતી પરિસ્થિતિઓ અને છોડની શારીરિક અને આનુવંશિક લાક્ષણિકતાઓને કારણે કંઈક અંશે બદલાઈ શકે છે. ભારે ધાતુઓનું પરિવર્તન અને સ્થળાંતર જટિલ પ્રતિક્રિયાના પ્રત્યક્ષ અને પરોક્ષ પ્રભાવ હેઠળ થાય છે. પર્યાવરણીય પ્રદૂષણનું મૂલ્યાંકન કરતી વખતે, જમીનના ગુણધર્મો અને સૌ પ્રથમ, ગ્રાન્યુલોમેટ્રિક રચના, હ્યુમસ સામગ્રી અને બફરિંગ ક્ષમતા ધ્યાનમાં લેવી જરૂરી છે. બફર ક્ષમતા એ સતત સ્તરે માટીના દ્રાવણમાં ધાતુઓની સાંદ્રતા જાળવવાની જમીનની ક્ષમતાનો સંદર્ભ આપે છે.
જમીનમાં, ભારે ધાતુઓ બે તબક્કામાં હાજર હોય છે - નક્કર અને માટીના દ્રાવણમાં. ધાતુઓના અસ્તિત્વનું સ્વરૂપ પર્યાવરણની પ્રતિક્રિયા, જમીનના દ્રાવણની રાસાયણિક અને સામગ્રીની રચના અને સૌ પ્રથમ, કાર્બનિક પદાર્થોની સામગ્રી દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. જટિલ તત્વો જે જમીનને પ્રદૂષિત કરે છે તે મુખ્યત્વે તેના ઉપરના 10 સે.મી.ના સ્તરમાં કેન્દ્રિત હોય છે. જો કે, જ્યારે ઓછી બફર જમીન એસિડિફાઇડ થાય છે, ત્યારે વિનિમય-શોષિત અવસ્થામાંથી ધાતુઓનો નોંધપાત્ર પ્રમાણ માટીના દ્રાવણમાં જાય છે. કેડમિયમ, તાંબુ, નિકલ અને કોબાલ્ટ એસિડિક વાતાવરણમાં સ્થળાંતર કરવાની મજબૂત ક્ષમતા ધરાવે છે. પીએચમાં 1.8-2 એકમોનો ઘટાડો ઝીંકની ગતિશીલતામાં 3.8-5.4, કેડમિયમમાં 4-8 અને તાંબાની ગતિશીલતામાં 2-3 ગણો વધારો તરફ દોરી જાય છે. .
કોષ્ટક 1 મહત્તમ અનુમતિપાત્ર સાંદ્રતા (MAC) ધોરણો, જમીનમાં રાસાયણિક તત્વોની પૃષ્ઠભૂમિ સામગ્રી (mg/kg)
|
જોખમ વર્ગ |
માટી જૂથો દ્વારા UEC |
||||||
|
એમોનિયમ એસીટેટ બફર (pH=4.8) સાથે એક્સટ્રેક્ટેબલ |
રેતાળ, રેતાળ લોમ |
લોમી, માટી જેવું |
|||||
|
pH xl< 5,5 |
pH xl > 5.5 |
||||||
આમ, જ્યારે ભારે ધાતુઓ જમીનમાં પ્રવેશ કરે છે, ત્યારે તેઓ ઝડપથી કાર્બનિક લિગાન્ડ્સ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરીને જટિલ સંયોજનો બનાવે છે. તેથી, જમીનમાં ઓછી સાંદ્રતા પર (20-30 મિલિગ્રામ/કિલો), લગભગ 30% લીડ કાર્બનિક પદાર્થો સાથે સંકુલના સ્વરૂપમાં હોય છે. જટિલ લીડ સંયોજનોનું પ્રમાણ 400 mg/g સુધીની સાંદ્રતામાં વધારો સાથે વધે છે અને પછી ઘટે છે. આયર્ન અને મેંગેનીઝ હાઇડ્રોક્સાઇડ્સ, માટીના ખનિજો અને માટીમાં રહેલા સેન્દ્રિય પદાર્થનાં રજકણ દ્વારા પણ ધાતુઓ (વિનિમય અથવા અવિનિમય રૂપે) છીણવામાં આવે છે. છોડ માટે ઉપલબ્ધ અને લીચિંગ માટે સક્ષમ ધાતુઓ જમીનના દ્રાવણમાં મુક્ત આયનો, સંકુલ અને ચેલેટના રૂપમાં જોવા મળે છે.
માટી દ્વારા HM નું શોષણ મોટાભાગે પર્યાવરણની પ્રતિક્રિયા અને જમીનના દ્રાવણમાં કયા આયનોનું વર્ચસ્વ છે તેના પર આધાર રાખે છે. એસિડિક વાતાવરણમાં, તાંબુ, સીસું અને જસત વધુ શોષાય છે, અને આલ્કલાઇન વાતાવરણમાં, કેડમિયમ અને કોબાલ્ટ સઘન રીતે શોષાય છે. તાંબુ પ્રાધાન્યરૂપે કાર્બનિક લિગાન્ડ્સ અને આયર્ન હાઇડ્રોક્સાઇડ્સ સાથે જોડાય છે.
કોષ્ટક 2 માટીના દ્રાવણના pH પર આધાર રાખીને વિવિધ જમીનમાં સૂક્ષ્મ તત્વોની ગતિશીલતા
માટી અને આબોહવા પરિબળો ઘણીવાર જમીનમાં HM ના સ્થળાંતર અને પરિવર્તનની દિશા અને ગતિ નક્કી કરે છે. આમ, ફોરેસ્ટ-સ્ટેપ્પી ઝોનની જમીન અને જળ શાસનની સ્થિતિઓ, તિરાડો, મૂળ માર્ગો, વગેરે સાથે પાણીના પ્રવાહ સાથે ધાતુઓના સંભવિત સ્થાનાંતરણ સહિત, જમીનની પ્રોફાઇલ સાથે HM ના સઘન વર્ટિકલ સ્થળાંતરમાં ફાળો આપે છે. .
નિકલ (Ni) એ સામયિક કોષ્ટકના જૂથ VIII નું એક તત્વ છે જેનું અણુ દળ 58.71 છે. નિકલ, Mn, Fe, Co અને Cu સાથે, કહેવાતી સંક્રમણ ધાતુઓથી સંબંધિત છે, જેનાં સંયોજનો ઉચ્ચ જૈવિક પ્રવૃત્તિ ધરાવે છે. ઇલેક્ટ્રોનિક ઓર્બિટલ્સની માળખાકીય સુવિધાઓને લીધે, નિકલ સહિત ઉપરોક્ત ધાતુઓમાં સંકુલ બનાવવાની ઉચ્ચારણ ક્ષમતા હોય છે. નિકલ સ્થિર સંકુલ બનાવવા માટે સક્ષમ છે, ઉદાહરણ તરીકે, સિસ્ટીન અને સાઇટ્રેટ સાથે, તેમજ ઘણા કાર્બનિક અને અકાર્બનિક લિગાન્ડ્સ સાથે. સ્ત્રોત ખડકોની ભૌગોલિક રાસાયણિક રચના મોટાભાગે જમીનમાં નિકલની સામગ્રી નક્કી કરે છે. નિકલનો સૌથી મોટો જથ્થો મૂળભૂત અને અલ્ટ્રાબેસિક ખડકોમાંથી બનેલી જમીનમાં સમાયેલ છે. કેટલાક લેખકો અનુસાર, મોટાભાગની પ્રજાતિઓ માટે નિકલના અતિશય અને ઝેરી સ્તરની સીમાઓ 10 થી 100 મિલિગ્રામ/કિલો સુધી બદલાય છે. નિકલનો મોટો ભાગ જમીનમાં સ્થાવર રીતે સ્થિર છે, અને કોલોઇડલ અવસ્થામાં અને યાંત્રિક સસ્પેન્શનની રચનામાં ખૂબ જ નબળું સ્થળાંતર ઊભી પ્રોફાઇલ સાથે તેમના વિતરણને અસર કરતું નથી અને તે એકદમ સમાન છે.
લીડ (Pb). જમીનમાં લીડનું રસાયણશાસ્ત્ર વિરોધી નિર્દેશિત પ્રક્રિયાઓના નાજુક સંતુલન દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે: સોર્પ્શન-ડિસોર્પ્શન, વિસર્જન-નક્કર સ્થિતિમાં સંક્રમણ. જમીનમાં છોડવામાં આવતું સીસું ભૌતિક, રાસાયણિક અને ભૌતિક રાસાયણિક પરિવર્તનના ચક્રમાં સામેલ છે. શરૂઆતમાં, યાંત્રિક ચળવળની પ્રક્રિયાઓ (સીસાના કણો સપાટી પર અને જમીનમાં તિરાડો દ્વારા ખસે છે) અને સંવહન પ્રસરણ પ્રભુત્વ ધરાવે છે. પછી, જેમ જેમ સોલિડ-ફેઝ લીડ સંયોજનો ઓગળી જાય છે, તેમ તેમ વધુ જટિલ ભૌતિક અને રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ (ખાસ કરીને, આયન પ્રસરણની પ્રક્રિયાઓ), ધૂળ સાથે આવતા લીડ સંયોજનોના રૂપાંતરણ સાથે આવે છે.
તે સ્થાપિત કરવામાં આવ્યું છે કે લીડ ઊભી અને આડી બંને રીતે સ્થાનાંતરિત થાય છે, બીજી પ્રક્રિયા પ્રથમ કરતાં પ્રવર્તે છે. મિશ્ર-ઘાસના મેદાનમાં 3 વર્ષથી વધુના અવલોકનો, જમીનની સપાટી પર સ્થાનિક રીતે લાગુ સીસાની ધૂળ 25-35 સે.મી.થી આડી રીતે ખસેડવામાં આવી હતી, અને જમીનની જાડાઈમાં તેના ઘૂંસપેંઠની ઊંડાઈ 10-15 સેમી હતી જૈવિક પરિબળો મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે લીડના સ્થળાંતરમાં: છોડના મૂળ આયન ધાતુઓને શોષી લે છે; વધતી મોસમ દરમિયાન તેઓ જમીનમાંથી પસાર થાય છે; જ્યારે છોડ મરી જાય છે અને વિઘટિત થાય છે, ત્યારે સીસું આસપાસની જમીનના સમૂહમાં છોડવામાં આવે છે.
તે જાણીતું છે કે માટીમાં પ્રવેશતા ટેક્નોજેનિક લીડને બાંધવાની (સોર્બ) ક્ષમતા હોય છે. સોર્પ્શનમાં ઘણી પ્રક્રિયાઓ શામેલ હોવાનું માનવામાં આવે છે: માટી શોષી લેનારા સંકુલના કેશન સાથે સંપૂર્ણ વિનિમય (અનવિશિષ્ટ શોષણ) અને માટીના ઘટકોના દાતાઓ (ચોક્કસ શોષણ) સાથે લીડના જટિલતાની પ્રતિક્રિયાઓની શ્રેણી. જમીનમાં, સીસું મુખ્યત્વે કાર્બનિક પદાર્થો સાથે, તેમજ માટીના ખનિજો, મેંગેનીઝ ઓક્સાઇડ અને આયર્ન અને એલ્યુમિનિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ્સ સાથે સંકળાયેલું છે. લીડને બાંધવાથી, હ્યુમસ તેના નજીકના વાતાવરણમાં સ્થળાંતર અટકાવે છે અને છોડમાં તેના પ્રવેશને મર્યાદિત કરે છે. માટીના ખનિજોમાંથી, ઇલલાઇટ્સ લીડના વિસર્જનની વૃત્તિ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. લિમિંગ દરમિયાન જમીનના pHમાં વધારો એ ઓછા પ્રમાણમાં દ્રાવ્ય સંયોજનો (હાઈડ્રોક્સાઇડ્સ, કાર્બોનેટ, વગેરે) ની રચનાને કારણે જમીનમાં સીસાના વધુ બંધન તરફ દોરી જાય છે.
સીસું, મોબાઇલ સ્વરૂપોમાં જમીનમાં હાજર છે, તે સમય જતાં માટીના ઘટકો દ્વારા નિશ્ચિત થાય છે અને છોડ માટે અગમ્ય બની જાય છે. સ્થાનિક સંશોધકોના મતે, ચેર્નોઝેમ અને પીટ-સિલ્ટ જમીનમાં સીસું સૌથી વધુ નિશ્ચિતપણે નિશ્ચિત છે.
કેડમિયમ (સીડી) કેડમિયમની ખાસિયત, જે તેને અન્ય એચએમથી અલગ પાડે છે, તે એ છે કે જમીનના દ્રાવણમાં તે મુખ્યત્વે કેશન (સીડી 2+) સ્વરૂપે હાજર હોય છે, જો કે તટસ્થ પ્રતિક્રિયા વાતાવરણવાળી જમીનમાં તે ઓછા પ્રમાણમાં દ્રાવ્ય બની શકે છે. સલ્ફેટ અને ફોસ્ફેટ્સ અથવા હાઇડ્રોક્સાઇડ્સ સાથે સંકુલ.
ઉપલબ્ધ માહિતી અનુસાર, પૃષ્ઠભૂમિની જમીનના સોલ્યુશનમાં કેડમિયમની સાંદ્રતા 0.2 થી 6 μg/l સુધીની છે. જમીનના પ્રદૂષણના વિસ્તારોમાં તે 300-400 µg/l સુધી વધે છે. .
તે જાણીતું છે કે જમીનમાં કેડમિયમ ખૂબ જ મોબાઇલ છે, એટલે કે. ઘન તબક્કામાંથી પ્રવાહી તબક્કા અને પાછળ (જે છોડમાં તેના પ્રવેશની આગાહી કરવી મુશ્કેલ બનાવે છે) તરફ મોટી માત્રામાં ખસેડવામાં સક્ષમ છે. માટીના દ્રાવણમાં કેડમિયમની સાંદ્રતાને નિયંત્રિત કરતી પદ્ધતિઓ સોર્પ્શન પ્રક્રિયાઓ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે (સોર્પ્શન દ્વારા અમારો અર્થ શોષણ પોતે, વરસાદ અને જટિલતા છે). કેડમિયમ અન્ય HM કરતાં ઓછી માત્રામાં માટી દ્વારા શોષાય છે. જમીનમાં ભારે ધાતુઓની ગતિશીલતાને દર્શાવવા માટે, ઘન તબક્કામાં ધાતુની સાંદ્રતાના ગુણોત્તર અને સંતુલન દ્રાવણમાં વપરાય છે. આ ગુણોત્તરના ઉચ્ચ મૂલ્યો સૂચવે છે કે ભારે ધાતુઓ સોર્પ્શન પ્રતિક્રિયાને કારણે ઘન તબક્કામાં જાળવી રાખવામાં આવે છે, નીચા મૂલ્યો - એ હકીકતને કારણે કે ધાતુઓ દ્રાવણમાં છે, જ્યાંથી તેઓ અન્ય માધ્યમોમાં સ્થળાંતર કરી શકે છે અથવા પ્રવેશ કરી શકે છે. વિવિધ પ્રતિક્રિયાઓ (ભૌગોલિક રાસાયણિક અથવા જૈવિક). તે જાણીતું છે કે કેડમિયમના બંધનમાં અગ્રણી પ્રક્રિયા માટી દ્વારા શોષણ છે. તાજેતરના વર્ષોમાં થયેલા સંશોધનોએ આ પ્રક્રિયામાં હાઇડ્રોક્સિલ જૂથો, આયર્ન ઓક્સાઇડ્સ અને કાર્બનિક પદાર્થોની મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા પણ દર્શાવી છે. જ્યારે પ્રદૂષણનું સ્તર ઓછું હોય છે અને પર્યાવરણની પ્રતિક્રિયા તટસ્થ હોય છે, ત્યારે કેડમિયમ મુખ્યત્વે આયર્ન ઓક્સાઇડ દ્વારા શોષાય છે. અને એસિડિક વાતાવરણમાં (pH=5), કાર્બનિક પદાર્થો એક શક્તિશાળી શોષક તરીકે કાર્ય કરવાનું શરૂ કરે છે. નીચા pH મૂલ્યો (pH=4) પર, શોષણ કાર્યો લગભગ સંપૂર્ણપણે કાર્બનિક પદાર્થો તરફ વળે છે. ખનિજ ઘટકો આ પ્રક્રિયાઓમાં કોઈપણ ભૂમિકા ભજવવાનું બંધ કરે છે.
તે જાણીતું છે કે કેડમિયમ માત્ર જમીનની સપાટી દ્વારા જ શોષાય નથી, પરંતુ તે માટીના ખનિજો દ્વારા વરસાદ, કોગ્યુલેશન અને આંતરપેકેટ શોષણને કારણે પણ નિશ્ચિત છે. તે માટીના કણોની અંદર માઇક્રોપોર અને અન્ય રીતે પ્રસરે છે.
વિવિધ પ્રકારની જમીનમાં કેડમિયમ અલગ રીતે નક્કી કરવામાં આવે છે. અત્યાર સુધી, માટી-શોષક સંકુલમાં સોર્પ્શન પ્રક્રિયાઓમાં અન્ય ધાતુઓ સાથે કેડમિયમના સ્પર્ધાત્મક સંબંધો વિશે થોડું જાણીતું છે. ટેકનિકલ યુનિવર્સિટી ઓફ કોપનહેગન (ડેનમાર્ક) ના નિષ્ણાતોના સંશોધન મુજબ, નિકલ, કોબાલ્ટ અને ઝીંકની હાજરીમાં, જમીન દ્વારા કેડમિયમનું શોષણ દબાવવામાં આવ્યું હતું. અન્ય અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે માટી દ્વારા કેડમિયમ શોષણની પ્રક્રિયાઓ ક્લોરિન આયનોની હાજરીમાં ભીની થાય છે. Ca 2+ આયનો સાથે જમીનની સંતૃપ્તિને કારણે કેડમિયમના શોષણમાં વધારો થયો. માટીના ઘટકો સાથેના કેડમિયમના ઘણા બોન્ડ અમુક પરિસ્થિતિઓમાં નાજુક હોય છે (ઉદાહરણ તરીકે, પર્યાવરણની એસિડિક પ્રતિક્રિયા), તે મુક્ત થાય છે અને ફરીથી ઉકેલમાં જાય છે.
કેડમિયમના વિસર્જનની પ્રક્રિયામાં સુક્ષ્મસજીવોની ભૂમિકા અને તેના મોબાઇલ સ્ટેટમાં સંક્રમણ જાહેર થયું છે. તેમની મહત્વપૂર્ણ પ્રવૃત્તિના પરિણામે, કાં તો પાણીમાં દ્રાવ્ય ધાતુ સંકુલ રચાય છે, અથવા ભૌતિક રાસાયણિક પરિસ્થિતિઓ બનાવવામાં આવે છે જે કેડમિયમના ઘન તબક્કામાંથી પ્રવાહી તબક્કામાં સંક્રમણ માટે અનુકૂળ હોય છે.
જમીનમાં કેડમિયમ સાથે થતી પ્રક્રિયાઓ (સોર્પ્શન-ડિસોર્પ્શન, દ્રાવણમાં સંક્રમણ, વગેરે) એકબીજા સાથે જોડાયેલી અને પરસ્પર આધારિત છે. તે જાણીતું છે કે માટી દ્વારા કેડમિયમના શોષણની માત્રા pH મૂલ્ય પર આધારિત છે: જમીનનું pH જેટલું ઊંચું છે, તેટલું વધુ કેડમિયમ શોષાય છે. આમ, ઉપલબ્ધ માહિતી અનુસાર, 4 થી 7.7 સુધીની pH રેન્જમાં, pH માં એક એકમના વધારા સાથે, કેડમિયમના સંદર્ભમાં જમીનની શોષણ ક્ષમતા લગભગ ત્રણ ગણી વધી છે.
ઝીંક (Zn). જસતની ઉણપ એસિડિક, અત્યંત પોડઝોલાઈઝ્ડ હલકી જમીનમાં અને કાર્બોનેટવાળી જમીનમાં, જસતની ઓછી માત્રામાં અને અત્યંત ભેજવાળી જમીન પર બંને રીતે પ્રગટ થઈ શકે છે. ફોસ્ફરસ ખાતરોના ઉચ્ચ ડોઝના ઉપયોગ અને ખેતીલાયક ક્ષિતિજ સુધી જમીનની મજબૂત ખેડાણ દ્વારા ઝીંકની ઉણપની અભિવ્યક્તિમાં વધારો થાય છે.
સૌથી વધુ કુલ જસત સામગ્રી ટુંડ્ર (53-76 mg/kg) અને ચેર્નોઝેમ (24-90 mg/kg) જમીનમાં છે, જે સોડી-પોડઝોલિક જમીનમાં (20-67 mg/kg) સૌથી ઓછી છે. ઝીંકની ઉણપ મોટાભાગે તટસ્થ અને થોડી આલ્કલાઇન કાર્બોનેટ જમીનમાં જોવા મળે છે. એસિડિક જમીનમાં, ઝીંક વધુ મોબાઈલ અને છોડ માટે ઉપલબ્ધ હોય છે.
જમીનમાં ઝીંક આયનીય સ્વરૂપમાં હાજર હોય છે, જ્યાં તે એસિડિક વાતાવરણમાં કેશન વિનિમય પદ્ધતિ દ્વારા અથવા આલ્કલાઇન વાતાવરણમાં રસાયણ શોષણના પરિણામે શોષાય છે. સૌથી વધુ મોબાઈલ આયન Zn 2+ છે. જમીનમાં ઝીંકની ગતિશીલતા મુખ્યત્વે pH મૂલ્ય અને માટીના ખનિજોની સામગ્રીથી પ્રભાવિત થાય છે. પીએચ પર<6 подвижность Zn 2+ возрастает, что приводит к его выщелачиванию. Попадая в межпакетные пространства кристаллической решетки монтмориллонита, ионы цинка теряют свою подвижность. Кроме того, цинк образует устойчивые формы с органическим веществом почвы, поэтому он накапливается в основном в горизонтах почв с высоким содержанием гумуса и в торфе .
