Воздействие тяжелых металлов на наземные и почвенные экосистемы
Тяжелые металлы являются представителями одной из приоритетных групп загрязнителей, являющихся причиной деградации окружающей среды. К ним относят более 40 элементов с атомной массой выше 50 а.е.м.
Как правило, основная масса тяжёлых металлов, поступающая в окружающую среду со временем аккумулируется почвой. Поступление металлов в почву сопровождается рядом физических, химических, биохимических, физико-химических и других взаимодействий, в ходе которых и происходит их аккумуляция, выщелачивание, осуществление межфазных переходов, а также поступление в растительные и животные организмы.
Следует отметить, что в ходе этих взаимодействий опасность металлов для живых организмов может существенно меняться. Для биоты наибольшую опасность тяжелые металлы представляют, когда они сконцентрированы в почвенном растворе. Поступление тяжелых металлов в экосистемы зачастую сопровождается их деградацией и даже полным разрушением. Однако чаще всего воздействие тяжелых металлов сопровождается следующими реакциями со стороны наземных экосистем:
- наблюдается ухудшение состояния биологической составляющей экосистем, проявляющееся в снижении видового разнообразия, а также объёмов общей биомассы и численности организмов; происходит осуществление процесса техногенной сукцессии, характеризующейся развитием биоценоза в сторону ее пионерных стадий;
- происходит снижение продуктивности экосистем;
- наблюдается процесс деградации почвенного покрова, сопровождающийся уменьшением запасов гумуса, а также ухудшением его качественного состава, увеличением почвенной кислотности, снижением биологической активности и др.;
- происходит снижение плодородных свойств и как следствие - уменьшение запаса доступных растениям форм биогенных элементов, сопровождающееся нарушением оптимального соотношения макро- и микроэлементов.
Действие тяжёлых металлов на почву путем вмешательства в биологические циклы происходит как прямо, так и опосредованно. При этом зачастую подвергается изменениям структура микробиологического сообщества и его состав, являющийся показателем видового разнообразия. Больше всего действию тяжелых металлов в микробоценозе подвержены нитрифицирующие и целлюлолитические бактерии. Их угнетение приводит к нарушению прохождения цикла азота в почве и процессов минерализации органического вещества.
Кроме косвенного тяжелые металлы оказывают ещё и прямое воздействие на почву и её характеристики. Так, например, имеется информация о консервации в загрязненных почвах органического вещества. Причиной тому является ограниченная доступность комплексов тяжелых металлов с гумусовыми кислотами для минерализации микроорганизмами.
Воздействие тяжелых металлов на водные экосистемы
Поступление тяжелых металлов в водные экосистемы может привести к многочисленным физическим, химическим и биологическим изменениям, которые можно разделить на две категории:
- изменения, связанные с влиянием условий окружающей среды на поведение металлов;
- изменения, связанные с влиянием металлов на состояние окружающей среды.
Так, например, чрезвычайно разнообразно влияние тяжелых металлов на водные растения. Главные ответные реакции, проявляющиеся в снижении разнообразия и плотности популяции, характерны, как правило, для наиболее загрязненных районов. Действие тяжелых металлов на рыб зачастую сопровождается снижением темпов роста и плодовитости.
Таким образом, привнесение тяжелых металлов в естественные экосистемы, в основном сопровождается их деградацией, а также уменьшением численности их представителей.
