Mecanismele solutiilor apoase de care se leaga substantele solide difera numai putin la componentii antropogenici fata de cei naturali. In ceea ce priveste adsorbtia metalelor, componentii coloidali ai solului constituiti din minerale argiloase, oxizi amorfi de fier si alumuniu sunt responsabili cu fixarea, iar solidele organice actioneaza ca si schimbatori de ioni incarcate negativ. Continutul de carbon organic este decisiv pentru cantitatea de substante organice hidrofobe adsorbite.
Efectele ploilor acide furnizeaza cele mai vizibile exemple privind actiunea combinata a incarcaturi cu contaminanti cu factorii de mediu mobilizatori. Nutrientii sunt spalati din soluri si sunt transportati, in timp ce metalele toxice devin mai mobile si mai disponibile. Mult mai putin se stie des 838b17i pre conditiile care conduc la mobilizarea substantelor organice in soluri. Se presupune ca produsele de degradare aromatice se formeaza din pesticide organice care se leaga de coloizii din soluri in special de substantele humice. Exista totusi indicatii privind procese de detoxifiere naturala ca si polimerizarea si degradarea in substante mai putin nocive. Persistenta pesticidelor organice depinde de un numar de factori chimici (dependenti de sol) si factori climatici. Factori chimici se bazeaza pe chimismul moleculelor de pesticide. Compusi clorurati cu solubilitate redusa in apa, ca de exemplu insecticidele clorurate, sunt printre cele mai persistente pesticide. In contrast pesticidele solubile in apa care contin legaturi chimice mai usor degradabile sau legaturi chimice hidrolizabile sunt mult mai putin persistente in soluri. Acest grup de compusi include carbamat de metil si insecticide organo-fosforice ca si majoritatea erbicidelor si fungicidelor organice. Substantele cu caracteristici acide ca si picloramul sunt usor solubile in apa; fenil urea si triazin-s sunt moderat mobile; hidrocarburile clorurate si esteri-p sunt relativ puternic legate. Anumiti bioacizi devin solubili cand solul este foarte umed, de exemplu din ploi acide, si se pot scurge in apa freatica mai ales in solurile nisipoase, sarace in humus. Cei mai importanti adsorbanti pentru bioacizi sunt componentii humici ai solului. Oricum bioacizi cationici sunt puternic adsorbiti pe mineralele argiloase. Acizii slabi exista ca anioni la un pH mai mare, in timp ce bazele slabe cu grupari amino exista la pH scazut ca si cationi si sunt apoi adsorbite.
Primul semnal de alarma legat de utilizarea iresponsabila a pesticidelor a fost tras de cartea lui Rachel Carson in 196 Ea se constitue ca o prima incercare de abordare de ansamblu a problemelor mediului modern. S-a aratat ca utilizarea necontrolata a chimicalelor toxice poate deveni un pericol mai mare decat utilizarea radioactivitatii. Guvernul Statelor Unite a cerut restrangerea utilizarii lor atata timp cat nu se cunosc consecintele potentiale. Pe ansamblu doar 10% din pesticidele cunoscute sunt testate adecvat in ceea ce priveste chimismul lor, disributia in mediu, impactul asupra vietii si toxicologia. In acelasi timp nu exista informatii asupra 38% din pesticide. Pesticidele sunt a doua cauza ca frecventa dupa cantitatea de oxigen dizolvat, responsabile de moartea pestilor din SUA. Mai putin se cunoaste despre impactul lor asupra pasarilor, iar in ceea ce priveste toxicologia umana, OMS a calculat ca peste 500000 de cazuri de boala si 20000 de morti sunt atribuite pesticidelor. Efectul cancerigen este inca controversat dar un risc crescut de cancer a fost observat la indivizii care lucrau cu pesticide continand arsen. In ultimi 30 de ani problema pesticidelor a trecut din sfera solului si a alimentatiei in apa subterana. Noile erbicide si pesticide sunt mult mai usor solubile, dificile de a fi adsorbite, fiind mult mai mobile decat vechile pesticide clorurate. Stratele acvifere de mica adancime sunt in mod special afectate in zonele cu agricultura intensa. Cu toate acestea pesticidele au contribuit decisiv la cresterea productiei de alimente, pesticidele de astazi fiind mult mai eficiente.
Studiile noi privind mecanismele de transport ale substantelor in soluri arata din ce in ce mai clar rolul coloizilor. Aceste particule cu diametre mai mici de 10 mm sunt constituite din componenti macromoleculari de carbon organic dizolvat cum sunt substantele humice, biocoloizii, microorganisme microemulsii de lichide neapoase si produse de precipitare minerala si de alterare, in special oxizi de fier, alumosilicati, acid silicic si amestecurile lor comlexe cu substantele organice.
Primul factor de dezvoltare a sistemului de transport coloidal sub suprafata este germinarea mineralo-omogena cand componentii solutiei sunt supra saturati; eliberarea coloizilor primari din matricea geologica si refixarea substantelor organice si anorganice din zona nesaturata.
Eficienta sistemului de transport coloidal este determinata de stabilitatea lui si de permeabilitatea mediului filtrant al solului. Stabilizarea /destabilizarea este influentata de incarcarile de suprafata si de prezenta polielectolitilor naturali cum sunt aceia din substantele humice.
Atat marimea porilor cat si structura si interactiunile fizico-chimice dintre minerale de sub suprafata solurilor sunt importante in determinarea permeabilitatii mediului filtrant. Transportul coloizilor are loc prin macropori si crapaturi in structura solului. S-a observat ca microorganismele si macromoleculele organice se misca mult mai rapid in acest mod decat pe traiectele chimice care sunt raspandite printre porii dintre granulele minerale.
Descrierea cantitativa si modelarea acestor procese este foarte dificila. La inceput se caracterizeaza conditiile topografice si simularea acestor procese in laborator. Oricum datorita unor procese complicate de transport coloidal va dura mult timp pana la dezvoltarea strategiilor de remediere.
Elementele minore si nutrientii au un comportament complex in sol. Doar o mica parte din ei apar in solutia solului fiind disponibili pentru plante in aceasta forma. Prezente in cantitate mare ele sunt legate in sol si apare un echilibru intre mobilizare si imobilizare in functie de cantitatea lor. Urmarirea interactiunilor micronutrientilor de tipul molibden, bor , cupru, mangan si zinc, din soluri si plantele cultivate arata ca ele depind de urmatorii parametrii: textura solului, continutul de carbon organic, capacitatea de schimb cationic, carbonatul de calciu si cel mai dominant factor pH-ul. Relatiile dintre acesti parametrii includ
pH-ul solului are un impact direct asupra disponibilitatii metalelor deoarece determina solubilitatea si puterea de complexare.
Materia organica din sol are o functie importanta deoarece nu numai imbogateste si transporta metalele dar si intarzie distributia metalelor in sol. Toxicitatea metalelor poate asadar sa fie marita sau redusa de materia organica a solului.
Continutul de fosfat al solului exercita o influenta contrastanta asupra disponibilitatii metalelor in soluri; au fost inregistrate atat absorbtii mari cat si reduse de metal la continuturi ridicate de fosfat.
Fiziologia plantelor influenteaza semnificativ acumularea metalelor. Competitia si sinergismul metalelor au fost demonstrate: continutul de cadmiu creste cu cresterea concentratiei de plumb.
Pentru subtantele organice critice ca si PAH (hidrocarburi aromatice policiclice) si PCB (policlorbifenili) introducerea in lantul alimentar apare mai adesea prin extragerea din solul contaminat si mai rar prin consumarea plantelor contaminate. Nu s-a observat nici o transformare a PCB-ului prin transportul intr-o planta. Conform cunostintelor actuale concentrarea de PAH, PCB si pesticide organoclorurate este destul de scazuta. Se considera ca datorita absorbtiei puternice in materia organica pagubele aduse de PCB prin aplicarea namolurilor menajere este redusa. Anumite legume ca de exemplu morcovii, absorb preferential substantele lipofilice care contin PCB de ordinul ppm-urilor, dar ele raman fixate predominant in radacini.
In protectia solului pragurile de valori pentru depozitarea deseurilor sunt din ce in ce mai criticate pentru ca iau prea putin in considerare conditiile specifice ale solului. De ex. solurile usoare sarace in carbonati permit o mobilizare mai puternica si absobtia de catre plante a metalelor toxice decat solurile argiloase mai grele. Cresterea aciditatii prin depunerea deseurilor are ca impact cresterea absobtiei metalelor grele de catre plante. pH-ul solului influenteaza mult concentrarea metalelor in anumite plante. In ceea ce priveste cadmiul in plante si imlplicit animale care se hranesc cu plante efectele apar doar atunci cand se ating concentratii foarte mari. Alte elemente (Cl, Cu, Ni) insa produc o serie de distrugeri plantelor inainte de a fi o amenintare pentru animale si hrana omului.
|
