Цинк – это хрупкий белый металл с голубоватым оттенком, покрывающийся оксидом цинка на свежем воздухе. Впервые был выведен отдельно от сплава только в XVIII веке. В природе установлено сразу 66 минералов цинка, в число которых входят виллемит, смитсонит и франклинит. Металл представляет собой важный биогенный элемент, который содержится в живых организмах в среднем объеме 5⋅10 -4 %.
Цинк имеет широкую сферу применения. В частности, с его помощью защищают сталь от коррозии путем оцинковки. Цинк нередко используется и в сельском хозяйстве для производства удобрений. Наибольшую эффективность они демонстрируют в Закавказье, а также Предкавказье, используясь при посадке кукурузы и хлопчатника.
Факторы загрязнения цинком
К основным источникам попадания цинка в почву относятся промышленные отходы, поступающие от предприятий цветной металлургии, гальванического производства и лакокрасочной сферы. Также нередко причиной загрязнения поверхностных слоев являются коммунально-бытовые отходы. Несмотря на постоянное развитие технологий, до сих пор сохраняется серьезная проблема борьбы с чрезмерным поступлением в почву и воду загрязняющих веществ.
Ключевым фактором, который напрямую влияет на подвижность Zn в почве, является процентное содержание глинистых минералов. Также важную роль играет уровень pH. При его резком повышении элемент может переходить в состояние органических комплексов, в связи с чем происходит связывание почвой. В таком случае ионы цинка могут резко потерять свою подвижность, образуя более устойчивые формы. Они и накапливаются в почвенных горизонтах, приводя к постепенному загрязнению.
Содержание цинка в почве
Уровень валового содержания цинка в почве зависит от ее вида. Среднее значение составляет 50 мг/кг. Наибольший объем металла чаще всего фиксируется в тундровых и черноземных разновидностях. Диапазон составляет 20-90 мг/кг. Меньше всего цинка обнаруживается в дерново-подзолистых грунтах – не более 67 мг/кг. Если говорить о дефиците вещества, то недостаток преимущественно проявляется в нейтральных и слабощелочных карбонатных почвах. Так как цинку свойственно образование устойчивых соединений с органическими веществами, его накопление происходит в слоях с большой концентрацией гумуса, а также в торфе.
Влияние цинка на растения: чем вреден?
Цинк в почве играет ключевую роль в росте и развитии растений, однако его концентрация должна находиться в определенных пределах. Избыток или дефицит этого микроэлемента может вызвать ряд проблем, что отразится на здоровье и продуктивности растений.
Избыток цинка. При чрезмерной концентрации цинка в почве растения могут испытывать токсичное воздействие. Избыток цинка нарушает обмен веществ растений, замедляет фотосинтез, подавляет рост корней и приводит к деформации листьев. В результате растения начинают отставать в росте, что сказывается на урожайности.
Дефицит цинка. Недостаток цинка также опасен для растений. При дефиците цинка наблюдаются такие симптомы, как хлороз (пожелтение листьев), замедление роста побегов и корней, деформация листьев и цветков. Особенно уязвимы к дефициту цинка злаковые культуры, виноград и цитрусовые растения.Физиологические процессы. Цинк участвует в синтезе белков и гормонов, активизирует ферменты, отвечает за синтез хлорофилла и помогает растениям справляться с неблагоприятными условиями окружающей среды, такими как засуха и низкие температуры.
Цинк является неотъемлемой частью жизненного цикла растения, но его избыток может нанести вред, так же как и недостаток, что делает важным контроль его содержания в почве.
Основные источники загрязнения цинком почвы
В современных условиях загрязнение почвы цинком становится все более актуальной проблемой. Источники загрязнения могут быть как природными, так и антропогенными, и часто они связаны с хозяйственной деятельностью человека.
- Промышленные отходы;
- Использование цинковых удобрений;
- Автомобильный транспорт;.
- Пищевые отходы и бытовые сточные воды.
Эти источники ведут к постепенному увеличению содержания цинка в окружающей среде, что создает риск для экосистем и сельского хозяйства.
Для чего растениям нужен цинк?
Цинк необходим растениям для нормального роста и развития. Этот микроэлемент играет ключевую роль в ряде физиологических процессов, влияющих на метаболизм и способность растений адаптироваться к стрессовым условиям. Важные функции цинка для растений включают:
- Активизация ферментов. Цинк является коферментом для множества биохимических реакций, включая синтез белков, углеводов и нуклеиновых кислот. Это помогает растениям эффективно преобразовывать питательные вещества и поддерживать жизненные процессы.
- Синтез ауксинов. Ауксины – это гормоны роста, которые стимулируют удлинение клеток и развитие корней. Цинк необходим для их образования, что помогает растениям активно развиваться, особенно в ранние фазы роста.
- Фотосинтез и синтез хлорофилла. Цинк участвует в синтезе хлорофилла – пигмента, отвечающего за фотосинтез. Благодаря этому процессу растения получают энергию от солнца, что критически важно для их роста и продуктивности.Повышение устойчивости к стрессам. Цинк помогает растениям справляться с неблагоприятными факторами окружающей среды, такими как засуха, недостаток питательных веществ и экстремальные температуры.
Таким образом, цинк выполняет жизненно важные функции в организме растений, способствуя их полноценному росту и развитию. Он является важным элементом питания, который должен поступать в растение в оптимальных количествах.
Вред цинка для организма
Сам по себе цинк необходим человеческому организму, так как принимает участие в синтезе белка и выработке гормонов, которые требуются для полноценной жизнедеятельности. Также он отвечает за работу сальных желез, ускоренное заживление ран, а также укрепление зубов и костной системы. Недостаток цинка приводит к нарушению обменных процессов, появлению раздражительности, а также проблемам с восприятием вкуса.
Передозировка этим металлом также очень нежелательна. Избыточная концентрация может приводить к следующим нарушениям:
- проблемам с печенью;
- заболеваниям поджелудочной железы;
- нарушениям обменных функций;
- к коме.
Суточная дозировка для мужчин составляет 11 мг, женщинам достаточно 8 мг. Прием цинка даже в незначительных количествах противопоказан людям, которые контактируют с ним в связи с определенной профессией. Это касается работников электротехнических предприятий, а также тех, кто связан с красителями и тканями. Для наилучшего усваивания цинка лучше принимать комплексные препараты, в которых содержится не только этот металл, но и другие компоненты.
Предельно допустимая концентрация цинка в почве
Вопрос загрязнения почвы в наши дни остается открытым и требует принятия серьезных мер. К сожалению, активный рост числа автовладельцев, а также сохранение неблагоприятной эпидемиологической обстановки в ряде регионов, способствуют превышению ПДК цинка в почве в разном объеме.
Предельно допустимая концентрация металла делится на три показателя вредности, в зависимости от степени воздействия на почву, а значит и растения с сельскохозяйственными культурами: транслокационный, водный и общесанитарный. Первый означает переход элемента в растения, второй – переход в воду, третий – влияние на способность почв самоочищаться. В зависимости от показателя, ПДК цинка в почве равен 23, 200 и 37 мг/кг соответственно, с учетом фона.
Чтобы контролировать рост значения и своевременно реагировать на проблему, проводятся лабораторные исследования. К ним нужно обращаться регулярно, чтобы систематизировать получаемые данные и получать более полную картину. Чтобы рассчитывать на наиболее точный результат, рекомендуется обращаться в независимую лабораторию, которая не является заинтересованной стороной, а значит обеспечит прозрачность всех процедур.
Анализ почвы на содержание цинка
Как и в случае с другими металлами, определить наличие и концентрацию цинка в почве можно несколькими способами. Одним из них является выявление валового содержания тяжелых металлов. Для этого достаточно одной навески. Метод делится на несколько этапов:
- Разложение почвы после выведения органических веществ с помощью прокаливания.
- Получаемый остаток помещается в раствор соляной кислоты.
- Далее происходит извлечение цинка и других металлов, причем в это время они имеют вид дитизонатов.
- Для того чтобы отделить цинк от кобальта или другого металла, используется метод разрушения слабой соляной кислотой.
- Определение цинка в почве осуществляется колориметрическим путем с применением метода одноцветной окраски.
Для достижения наиболее точных результатов перед проведением исследования пробу почвы необходимо довести до воздушно-сухого состояния, после чего растереть в агатовой ступке. Объем навески отличается в зависимости от вида почвы – так, у глинистых и суглинистых видов он составит 1,5 г, у песчаных – 2-3 г.
Проведение испытаний в лаборатории «НОРТЕСТ»
АНО «Испытательный центр «НОРТЕСТ» – аккредитованная организация, обладающая необходимым уровнем оснащения и достаточной квалификацией для тестирования образцов почвы и воды в оптимальных условиях. Наша задача состоит в тщательной проверке присылаемых или получаемых нами образцов для определения состава пробы, а также наличия и концентрации определенных веществ. Выполняя анализ почвы на содержание цинка, мы используем эффективные методики и качественные реагенты, благодаря чему всегда предоставляем точный результат.