Примерное время чтения: 6 мин.
Вследствие антропогенного нарушения естественных ландшафтов, загрязнения окружающей среды твердыми, жидкими и газообразными веществами снижается устойчивость территорий, повышается степень экологического риска для всех компонентов окружающей среды. Техногенное загрязнение почв элементами тяжелых металлов вызывает резкое изменение их агрогеохимического состояния и всей системы «почва — растение — живые организмы».
Цинк (Zn) — хрупкий переходный металл голубовато-белого цвета (тускнеет на воздухе, покрываясь тонким слоем оксида цинка). Он является тяжелым металлом повышенной токсичности при высокой концентрации и относится к веществам II класса опасности. Обладает высокой технофильностью, которая с годами только возрастает.
Так, по предварительным расчетам International Lead and Zinc Study Group (ILZSG), мировое производство рафинированного цинка в 2023 году увеличилось на 3,8% и составило 13,863 млн тонн. Цинк широко распространен в природе в виде соединений: сульфида, карбоната, оксида и силиката в комбинации со многими минералами, в количестве, составляющем приблизительно 0,02% земной коры.
Антропогенные источники вносят вклад в загрязнение атмосферного воздуха цинком вдвое больший, чем природные: он выделяется из печей в виде пыли, дыма, пара. К техногенным источникам цинка относится цветная металлургия и черная металлургия. Пары цинка образуются на производствах при сварке, резке металла и плавке цинковых спаев. Оксид цинка, или белый цинк, образуется при окислении парообразного чистого цинка или при обжиге руды оксида цинка.
В настоящее время повсеместно наблюдается накопление цинка в почвах индустриальных районов и районов сельскохозяйственного использования. Источниками дополнительного поступления цинка в почву являются применяемые в сельскохозяйственном производстве минеральные и органические удобрения. Частицы почвы, поступающие в атмосферу в результате эрозии, содержат до 58% цинка, имеющего природное происхождение.
В быту цинк может попасть в организм из продуктов и воды, которые хранились в цинковой или оцинкованной посуде. Опасность представляют цинковые белила, которые при несоблюдении техники безопасности могут попасть в организм человека.
При этом стоит отметить, что тело взрослого человека содержит около 2 г цинка. Он участвует в углеводном обмене с помощью цинксодержащего гормона — инсулина, только в присутствии цинка действует витамин А. Цинк влияет на вкус и обоняние. Ещё в древности применялись мази на основе цинка, которые способствовали быстрому заживлению ран. Необходимость и незаменимость цинка для человека была установлена 100 лет назад, он входит в состав 40 металлоферментов, играющих важную роль в метаболизме нуклеиновых кислот и синтезе белков. Польза проявляется при ежедневной дозе в 5-20 мг в сочетании с другими микроэлементами и витаминами.
Металлический цинк мало токсичен, а вот фосфид и оксид цинка ядовиты. Попадание в организм растворимых солей цинка приводит к расстройству пищеварения, раздражению слизистых оболочек.
Дефицит цинка может быть вызван нарушением деятельности щитовидной железы, болезнями печени, плохим усвоением, недостатком цинка в воде и пище, возникновением повышенной потребности при беременности, физических нагрузках, стрессах, больших потерях при диарее, нарушениях всасывания, гемодиализе, а также слишком большом количестве фитина в продуктах питания, так как фитин связывает цинк, затрудняя его усвоение.
Риск дефицита цинка увеличивается при приеме некоторых лекарственных препаратов (эстрогенов, кортикостероидов, мочегонных препаратов). При этом повышенное попадание цинка в организм человека может привести к токсическому отравлению. Вред цинка начинается со значительной передозировки металла в организме: в дозировке от 150 до 600 мг цинк уже ядовит для человека, а 6 г приводит к летальному исходу.
Содержание цинка в почве влияет на рост и развитие растений, он участвует в синтезе белков и гормонов, активизирует ферменты, отвечает за синтез хлорофилла и помогает растениям справляться с засухой и низкими температурами. Содержание цинка в небольших количествах способствует повышению урожайности некоторых сельскохозяйственных культур. При дефиците цинка у растений наблюдаются хлороз (пожелтение листьев), замедление роста побегов и корней, деформация листьев и цветков. Особенно уязвимы к дефициту цинка злаковые культуры, виноград и цитрусовые растения.
Несмотря на значительное поступление цинка в биосферу в результате деятельности промышленных предприятий, в России наблюдается дефицит подвижных форм цинка в почвах большинства регионов, что ведет к обеднению рациона жителей этим микроэлементом. 80% пахотных земель России бедны цинком, что особенно выражено в Саратовской, Иркутской, Брянской, Московской областях, Башкортостане и Красноярском крае.
Но как дефицит, так и избыток этого микроэлемента может вызвать ряд заболеваний растений и снижать урожайность. Избыток цинка нарушает обмен веществ растений, замедляет фотосинтез, подавляет рост корней и приводит к деформации листьев.
Цинк, имеющий свойство растворяться в воде, занимает малую часть от общего количества металла в почве, однако именно он активно вовлекается в водную миграцию. Сточные воды, содержащие цинк, не пригодны для орошения полей. Пороговой концентрацией цинка, снижающей эффективность очистки сточных вод на 5%, является 5-10 мг/л.
Москва
