มลพิษในดิน: สาเหตุประเภทผลที่ตามมา - สิ่งแวดล้อม - 2025

มลพิษของดินเป็นสารเคมีหรือการเสื่อมสภาพทางกายภาพของพวกเขาส่งผลกระทบต่อระบบนิเวศและยูทิลิตี้ของมนุษย์ของพวกเขา เมื่อดินเกิดมลพิษความไม่สมดุลจะเกิดขึ้นซึ่งส่งผลเสียต่อสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศ

ก่อนทศวรรษที่ 70 ของศตวรรษที่ 20 ไม่มีการให้ความสำคัญกับการปนเปื้อนในดิน อย่างไรก็ตามมีข้อมูลมากขึ้นเรื่อย ๆ เกี่ยวกับผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่เกิดจากมลพิษประเภทนี้

มลพิษทางดินจากการทำเหมืองในออสเตรเลีย ที่มา: CSIRO

ในปีพ. ศ. 2515 ประชาคมยุโรปได้ออก "กฎบัตรดินแห่งยุโรป" ในเอกสารนี้ดินถูกจัดให้เป็นทรัพยากรล้ำค่าที่ทำลายง่ายและต้องได้รับการปกป้อง

ลักษณะทางกายภาพและทางเคมีของดินเป็นตัวกำหนดกลไกของการมีปฏิสัมพันธ์กับสารมลพิษ ลักษณะของมันในฐานะตัวแปรเมทริกซ์ที่มีรูพรุนในองค์ประกอบรวมถึงเฟสของก๊าซและของเหลวช่วยให้สามารถกักเก็บสารมลพิษได้

สาเหตุของการปนเปื้อนในดินคือการจัดการของเสียที่เป็นของแข็งของเหลวและก๊าซในเมืองและอุตสาหกรรมไม่เพียงพอ ของเสียที่ทิ้งลงบนพื้นดินหรือของเสียที่ปล่อยลงไปนั้นรวมเอาสารมลพิษจำนวนมากและฝนกรดทำให้เกิดกรด

กิจกรรมการขุดและน้ำมันทำให้ดินเสื่อมโทรมทางกายภาพและทางเคมี ในแง่นี้ปัญหาที่ใหญ่ที่สุดอย่างหนึ่งคือการปนเปื้อนของดินด้วยโลหะหนัก

ในทางกลับกันกิจกรรมทางการเกษตรยังทำให้ดินเสื่อมโทรมจากการใช้สารเคมีเกษตรและเครื่องจักรกลการเกษตรมากเกินไป ปุ๋ยและยาฆ่าแมลงมีผลต่อประชากรของจุลินทรีย์ในดินเช่นเดียวกับพืช

มลพิษในดินที่พบมากที่สุด ได้แก่ โลหะหนักเคมีเกษตรเกลือขยะมูลฝอยขยะอินทรีย์และมลพิษทางชีวภาพ สารมลพิษเหล่านี้ทำให้เกิดการปนเปื้อนทางเคมีกายภาพชีวภาพความร้อนและการมองเห็นของดิน

การปนเปื้อนในดินทำให้เกิดปัญหาด้านสุขภาพของประชาชนเมื่อมีการบริโภคพืชและน้ำที่ปนเปื้อน ในทำนองเดียวกันภูมิทัศน์ก็เสื่อมโทรมและเกิดความสูญเสียทางเศรษฐกิจอย่างมหาศาล

เราพบตัวอย่างการปนเปื้อนของดินในอุตสาหกรรมน้ำมันเช่นในเอกวาดอร์ตะวันออกที่มีการสร้างบ่อกักกัน ทะเลสาบเหล่านี้ไม่ได้ปิดผนึกอย่างดีและสารพิษต่างๆที่ปนเปื้อนในดินผ่านการแทรกซึม

สถานการณ์การปนเปื้อนในดินที่แพร่หลายมากคือการฝังกลบที่ถูกสุขลักษณะ ขยะมูลฝอยในบูการามังกา (โคลอมเบีย) ถูกทับถมด้วยการจัดการที่ไม่ดีมานานกว่า 40 ปีกลายเป็นแหล่งสะสมของโรค

อีกตัวอย่างหนึ่งคือกรณีของCañoMánamoในสามเหลี่ยมปากแม่น้ำ Orinoco (เวเนซุเอลา) เนื่องจากโครงสร้างพื้นฐานและโครงการพัฒนาที่ไม่ดี ที่นี่มีการสร้างเขื่อน - ถนนซึ่งทำหน้าที่เป็นเขื่อนกั้นน้ำและเปลี่ยนแปลงระบบการปกครองของน้ำในพื้นที่ทำให้ดินเป็นกรด

การแก้ไขปัญหาการปนเปื้อนในดินมีการจัดการที่ครอบคลุมซึ่งครอบคลุมถึงการป้องกันและการฟื้นฟู

การป้องกันต้องใช้แนวทางที่ยั่งยืนในการพัฒนา ควรให้ความสำคัญกับการเกษตรเช่นเดียวกับการจัดการของเสียและการปล่อยมลพิษในเมืองและอุตสาหกรรม

การฟื้นฟูดินที่ปนเปื้อนรวมถึงชุดเทคโนโลยีที่มุ่งเป้าไปที่การกำจัดการทำให้เป็นกลางบรรจุหรือทำให้สิ่งปนเปื้อนเคลื่อนที่ไม่ได้ สารเคมีชีวภาพและกายภาพใช้สำหรับสิ่งนี้

ลักษณะเฉพาะ

- ดิน

ดินเป็นผลผลิตจากการสลายตัวของหินโดยปัจจัยทางกายภาพเคมีและชีวภาพ ประกอบด้วยชั้นผิวของเปลือกโลกที่อยู่ภายใต้กระบวนการทางธรณีวิทยาของการสลายตัวของหินแม่

การกัดเซาะและการตกตะกอนตลอดจนสภาพอากาศ (ฝนลมความชื้นและอุณหภูมิ) มีส่วนช่วยในการก่อตัวของโครงสร้างดิน ในทางกลับกันสิ่งมีชีวิตก็มีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในกระบวนการก่อตัวของดิน (การสร้างเซลล์สืบพันธุ์)

การกระทำของแบคทีเรียเชื้อราหนอนและสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ จะย่อยสลายอินทรียวัตถุและอนุภาคของดิน

ระบบนิเวศ

ดินเป็นระบบนิเวศที่รวมถึงเฟสกายภาพ (อนุภาคของดิน) ก๊าซ (อากาศ) และของเหลว (น้ำ) ซึ่งองค์ประกอบที่ไม่มีชีวิต (ไม่มีชีวิต) และสิ่งมีชีวิต (สิ่งมีชีวิต) มีปฏิสัมพันธ์กัน

ในองค์ประกอบที่ไม่มีประโยชน์ ได้แก่ แร่ธาตุน้ำและก๊าซต่างๆเช่น CO2 และ O2 ภายในไบโอติกมีจุลินทรีย์ที่หลากหลาย (แบคทีเรียเชื้อราโปรโตซัวไส้เดือนฝอย) หนอนแมลงสัตว์เลื้อยคลานและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

ลักษณะทางเคมีกายภาพ

ดินมีหลายประเภทซึ่งกำหนดโดยแหล่งกำเนิดและลักษณะทางกายภาพ - เคมี
รากฐานเดิมกำหนดลักษณะพื้นฐานของดินในขณะที่การกระทำของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมและชีวภาพมีส่วนช่วยในการวิวัฒนาการ

คุณสมบัติทางองค์ประกอบของดินพิจารณาจากโครงสร้างพื้นผิวปริมาณความชื้นและองค์ประกอบทางเคมี (ส่วนใหญ่เป็นสารอินทรีย์)

โครงสร้างมีความสัมพันธ์กับขนาดและการจัดเรียงของมวลรวมของดินและการกระจายตัวตามแนวตั้ง ด้วยวิธีนี้ชั้นหรือขอบฟ้าจะเกิดขึ้นในดินโดยมีลักษณะเฉพาะและสัดส่วนของทรายตะกอนและดินเหนียว

ปริมาณน้ำเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับกระบวนการทางเคมีและชีวภาพที่เกิดขึ้นในดิน การแผ่รังสีแสงอาทิตย์ทำให้พื้นดินร้อนขึ้นและพลังงานดังกล่าวกระตุ้นปฏิกิริยาต่างๆแม้กระทั่งทำให้สิ่งมีชีวิตใต้ดินเป็นไปได้

- กลไกการปนเปื้อนและปฏิสัมพันธ์ของสารปนเปื้อนในดิน

ส่วนประกอบและคุณสมบัติของดินที่ระบุเป็นตัวกำหนดปฏิสัมพันธ์ของสารมลพิษในดินและผลกระทบที่อาจเกิดขึ้น

ด้วยเหตุนี้กลไกมลพิษที่กระทำต่อดินจึงมีความหลากหลาย ซึ่งรวมถึงกระบวนการทางกายภาพเช่นการกักเก็บสารมลพิษในโครงสร้างของดินหรือการแทรกซึมการแพร่กระจายและการขนส่ง

นอกจากนี้การเปลี่ยนแปลงการเปลี่ยนแปลงและโดยทั่วไปการเปลี่ยนแปลงทางเคมีอันเนื่องมาจากการกระทำของสารมลพิษก็เกิดขึ้นในดินเช่นกัน ในกรณีนี้สิ่งที่เกี่ยวข้องมากที่สุดคือกระบวนการทางเคมีและชีวภาพ (การเปลี่ยนรูปทางชีวภาพและการย่อยสลายทางชีวภาพ)

- ตัวบ่งชี้คุณภาพของดิน

ตัวบ่งชี้ทางชีวภาพ

ตัวบ่งชี้ที่สำคัญมากคืออัตราการหายใจที่ช่วยในการประมาณกิจกรรมทางชีวภาพในดิน วัดจากวิวัฒนาการของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดจากการสลายตัวของสารอินทรีย์

ในทางกลับกันกิจกรรมทางชีวภาพขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆเช่นความชื้นอุณหภูมิปริมาณออกซิเจนและอินทรียวัตถุในดิน ตัวบ่งชี้ทางชีวภาพอื่น ๆ ได้แก่ การใส่แร่คาร์บอนไนโตรเจนการตรึงไนโตรเจนมวลชีวภาพทั้งหมดและการวัดเอนไซม์บางชนิด

ความชื้น

มีความชื้นที่เหมาะสมสำหรับการพัฒนากระบวนการทางชีวภาพในดิน ซึ่งจะอยู่ที่ประมาณ 60% ของพื้นที่รูพรุนเนื่องจากความชื้นที่สูงขึ้นจะส่งผลต่อความพร้อมของออกซิเจน

ความอุดมสมบูรณ์ของดิน

ความอุดมสมบูรณ์ได้รับทั้งจากเนื้อหาและความพร้อมขององค์ประกอบแร่ธาตุที่จำเป็นสำหรับโภชนาการของพืช ซึ่ง ได้แก่ ธาตุอาหารหลัก (ไนโตรเจนฟอสฟอรัสโพแทสเซียมแคลเซียมแมกนีเซียมและกำมะถัน) และธาตุอาหารรอง (เหล็กสังกะสีแมงกานีสโบรอนทองแดงโมลิบดีนัมและคลอรีน)

ความเป็นกรด

มันถูกกำหนดโดยปริมาณของไฮโดรเจนไอออนในสารละลายดิน ปริมาณไฮโดรเจนไอออนที่สูงขึ้นดินก็จะเป็นกรดมากขึ้นและส่งผลต่อความพร้อมของธาตุอาหารบางชนิด

สารอาหารส่วนใหญ่มีอยู่ที่ pH 5.8 ถึง 6.5 (เป็นกรดเล็กน้อย)

ความเค็ม

หมายถึงปริมาณเกลือที่ละลายน้ำได้ที่มีอยู่ในดินเกลือที่โดดเด่นคือโซเดียมคลอไรด์ เกลือในปริมาณสูงมีผลต่อความอุดมสมบูรณ์ของดิน

สาเหตุของการปนเปื้อนในดิน

- กิจกรรมการขุดและน้ำมัน

การปนเปื้อนในดินด้วยสารหนูในเดนมาร์ก ที่มา: Bochr

การทำเหมืองแร่

กิจกรรมการขุดเป็นหนึ่งในสิ่งที่เป็นลบมากที่สุดสำหรับดินเนื่องจากมันทำลายดินชั้นบนและโครงสร้างของมัน นอกจากนี้ยังเพิ่มมลพิษที่เป็นพิษสูงให้กับดินเช่นโลหะหนักต่างๆ

ตัวอย่างเช่นการขุดทองทำให้ดินและแหล่งน้ำปนเปื้อนด้วยปรอทและสารหนู

ปิโตรเลียม

กากตะกอนที่เหลือจากการสกัดไฮโดรคาร์บอนเป็นปัญหาร้ายแรงของการปนเปื้อนในดิน ส่วนประกอบของมันประกอบด้วยโลหะหนัก (แคดเมียมปรอท) ไฮโดรคาร์บอนและสารประกอบอื่น ๆ

เทคนิคสมัยใหม่บางอย่างเช่นการแตกหักแบบไฮดรอลิก (fracking) ยิ่งเพิ่มระดับการปนเปื้อน

Fracking ประกอบด้วยการแตกหินออกเป็นชั้นล่างปล่อยก๊าซและน้ำมันที่ติดอยู่ ในกระบวนการนี้จะมีการเติมสารเคมีมากกว่า 600 ชนิดซึ่งจะปนเปื้อนในดินและน้ำ

- การเกษตรและการปรับปรุงพันธุ์

สารเคมี

ในการเกษตรโดยเฉพาะอย่างยิ่งการปลูกพืชเชิงเดี่ยวอย่างเข้มข้นจะมีการใช้สารกำจัดศัตรูพืชและปุ๋ยจำนวนมาก สารกำจัดศัตรูพืช ได้แก่ สารกำจัดวัชพืชยาฆ่าแมลงยาฆ่าเชื้อรายาฆ่าเชื้อแบคทีเรียและอื่น ๆ

ยาฆ่าแมลงและสารเคมีกำจัดวัชพืชในหลาย ๆ กรณีก่อให้เกิดมลพิษในดินด้วยส่วนประกอบที่ออกฤทธิ์ตกค้าง ปุ๋ยเพิ่มไนไตรต์ไนเตรตและปุ๋ยฟอสเฟตเป็นแหล่งของแคดเมียม

ปุ๋ยเคมีที่มากเกินไปอาจทำให้เกิดความเป็นกรดในดินและความไม่สมดุลของประชากรจุลินทรีย์

น้ำชลประทาน

น้ำชลประทานเป็นสาเหตุหลักของการเค็มของดินเนื่องจากปริมาณเกลือ นอกจากนี้ผ่านน้ำชลประทานดินสามารถปนเปื้อนจุลินทรีย์หรือโลหะหนัก

น้ำมันเชื้อเพลิงรั่วไหล

การเกษตรก่อให้เกิดมลพิษในดินโดยการใช้เครื่องจักรซึ่งแสดงถึงการคุกคามของน้ำมันเชื้อเพลิงและน้ำมันรั่วไหล

- ขยะอุตสาหกรรม

โดยตรง

มีของเสียหลายอย่างที่อาจปนเปื้อนในดินทั้งนี้ขึ้นอยู่กับลักษณะของอุตสาหกรรม โดยเฉพาะอย่างยิ่งน้ำทิ้งจะมีโลหะหนักตัวทำละลายผงซักฟอกและสารเคมีอันตรายอื่น ๆ ลงสู่พื้น

ตัวอย่างเช่นแคดเมียมเป็นสารก่อมลพิษที่เกิดจากอุตสาหกรรมแบตเตอรี่นิกเกิล - แคดเมียม นอกจากนี้ยังใช้เป็นสารปรับสภาพในอุตสาหกรรมพลาสติกพีวีซีหรือในอุตสาหกรรมโลหะและอิเล็กทรอนิกส์

ทางอ้อม

การปล่อยก๊าซตั้งต้นเช่นไนโตรเจนออกไซด์ซัลเฟอร์ออกไซด์และคาร์บอนไดออกไซด์ทำให้เกิดฝนกรด กรดเหล่านี้เมื่อไปถึงดินจะปรับ pH และทำให้เกิดความเป็นกรด

การเผาถ่านหินในโรงงานเทอร์โมอิเล็กทริกก่อให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (ก๊าซเรือนกระจกหลัก) และสารมลพิษอื่น ๆ ตัวอย่างเช่นการเผาไหม้ของถ่านหินเป็นแหล่งสำคัญของสารปรอทที่โดยการทับถมทำให้ปนเปื้อนในดิน

มีการประเมินว่า 74% ของมลพิษโลหะหนักมาจากขี้เถ้าเผาไหม้

- ขยะในเมือง

ขยะมูลฝอยและน้ำทิ้งในเมืองเป็นแหล่งกำเนิดมลพิษทุกชนิดที่ลงสู่พื้นเนื่องจากการจัดการที่ผิดพลาด หลุมฝังกลบที่ถูกสุขอนามัยประกอบด้วยขยะพลาสติกแบตเตอรี่ขยะอินทรีย์โลหะอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และอื่น ๆ จำนวนมาก

ความเสื่อมโทรมของภูมิทัศน์เนื่องจากการปนเปื้อนของดิน ที่มา: Kenneth Allen / เว็บไซต์ Rubbish, Drumaduff

การจราจรในยานยนต์

การเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลเป็นแหล่งที่มาของการปนเปื้อนในดินโดยการสะสมซึ่งมีความร้ายแรงมากเมื่อรวมน้ำมันเบนซินที่มีสารตะกั่ว

- การปฏิบัติทางวิศวกรรมไม่เพียงพอ

งานวิศวกรรมบางอย่างเปลี่ยนแปลงระบบนิเวศทำให้ดินเสื่อมโทรม ตัวอย่างเช่นเขื่อนถนนหรือทางรถไฟสามารถตัดการไหลของน้ำไปยังพื้นที่หรือเพิ่มปริมาณได้

หากน้ำที่ไหลลงสู่พื้นดินถูกตัดออกก็สามารถทำให้แห้งและกัดกร่อนหรือเพิ่มความเข้มข้นของเกลือได้ หากมีการป้องกันไม่ให้น้ำไหลออกดินจะท่วมและผ่านกระบวนการ anoxic และ oxidation

สารมลพิษหลัก

- โลหะหนัก

ดินมีความเข้มข้นของโลหะหนักตามธรรมชาติขึ้นอยู่กับวัสดุแม่ที่ได้มา (หินแม่) ปัญหาการปนเปื้อนเกิดขึ้นเมื่อมนุษย์เพิ่มปริมาณเพิ่มเติมที่เพิ่มความเข้มข้นดังกล่าว

โลหะหนักที่พบมากที่สุด

โลหะหนักที่ก่อมลพิษมากที่สุด ได้แก่ ตะกั่วแคดเมียมนิกเกิลทองแดงดีบุกปรอทสารหนูโครเมียมและสังกะสี อลูมิเนียมยังรวมอยู่ในหมวดหมู่นี้แม้ว่าจะเป็นโลหะที่เบากว่าก็ตาม

ความเข้มข้นของโลหะเหล่านี้ในดินบางชนิดเป็นสองเท่าของที่พบในเปลือกโลก ตัวอย่างเช่นในกรณีของแคดเมียมอาจสูงกว่าถึงหกเท่า

- องค์ประกอบกัมมันตภาพรังสี

ธาตุกัมมันตภาพรังสีเช่นยูเรเนียมเป็นมลพิษที่อันตรายอย่างมากเนื่องจากมีผลกระทบร้ายแรงต่อชีวิต สิ่งเหล่านี้ถูกเพิ่มลงสู่พื้นโดยการรั่วไหลจากการสะสมของกากกัมมันตภาพรังสีหรือจากอุบัติเหตุที่โรงงานนิวเคลียร์

อะตอมของกัมมันตภาพรังสีสามารถกำจัดออกจากชั้นล่างได้ด้วยกิจกรรมการขุดเจาะ ตัวอย่างเช่นยังคงมีดินยูเครนและเบลารุสจำนวนมากปนเปื้อนในปัจจุบันเนื่องจากอุบัติเหตุเชอร์โนบิลปี 1986

นอกจากนี้เมื่อเกิดการแตกหักแบบไฮดรอลิกวัสดุกัมมันตภาพรังสีเช่นเรเดียมเรดอนยูเรเนียมและทอเรียมสามารถเข้าไปภายในได้

- คุณออกไป

เป็นเกลือที่ละลายน้ำได้ซึ่งเป็นสารละลายที่มีความเข้มข้นสูงเช่นโซเดียมแคลเซียมแมกนีเซียมโพแทสเซียมคลอไรด์ซัลเฟตคาร์บอเนตและไอออนไบคาร์บอเนต

ส่วนผสมที่มีปัญหาความเค็มมากที่สุดในดิน ได้แก่ โซเดียมคลอไรด์แมกนีเซียมซัลเฟตและโซเดียมซัลเฟต

- เคมีเกษตร

ปุ๋ย

ปุ๋ยอนินทรีย์เมื่อใช้มากเกินไปจะกลายเป็นมลพิษโดยสร้างความไม่สมดุลทางโภชนาการความเค็มและความเป็นกรดของดิน จากข้อมูลของ FAO ทั่วโลกมีการใช้ปุ๋ยมากกว่า 200 ล้านตันต่อปี

สารกำจัดศัตรูพืช

การใช้สารกำจัดศัตรูพืชอย่างไม่เลือกปฏิบัติทำให้เกิดปัญหาการปนเปื้อนที่รุนแรงเนื่องจาก atrazine ของสารกำจัดวัชพืชที่ใช้ในการควบคุมวัชพืชในข้าวโพดมีสารตกค้าง สารเคมีกำจัดวัชพืชเหล่านี้จะทำให้เกิดวัฏจักรชีวเคมีทางเคมีโดยการเปลี่ยนแปลงชุมชนจุลินทรีย์และพลวัตของคาร์บอนและไนโตรเจน

ในบราซิลเพียงประเทศเดียวมีการใช้สารกำจัดศัตรูพืชประมาณ 1,000 ตันต่อปีและในอาร์เจนตินามีการใช้สารกำจัดวัชพืชไกลโฟเสตมากกว่า 300 ล้านตันต่อปี

ไกลโฟเสตทำให้เกิดปัญหาสุขภาพที่รุนแรงโดยเฉพาะอย่างยิ่งส่งผลต่อระบบประสาท

- ถนนลาดยาง

ซึ่งรวมถึงขยะอินทรีย์ทุกประเภทจากกิจกรรมทางการเกษตรและปศุสัตว์ สำหรับวัตถุประสงค์ในการปนเปื้อนในดินสิ่งขับถ่ายของสัตว์และสัตว์ที่ตายแล้วมีความเกี่ยวข้องเป็นพิเศษ

ในกรณีเหล่านี้ของเสียอาจเป็นพาหนะสำหรับสิ่งมีชีวิตที่ทำให้เกิดโรคซึ่งปนเปื้อนผลิตภัณฑ์อาหารผ่านการปนเปื้อนในดิน

- ขยะมูลฝอย

ของเสียที่เป็นของแข็งหลักที่ก่อให้เกิดมลพิษในดินคือพลาสติกซึ่งจะปล่อยสารพิษเช่นไดออกซิน นอกจากนี้เศษสิ่งก่อสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ถูกทิ้งแบตเตอรี่และวัตถุอื่น ๆ ที่ก่อให้เกิดมลพิษบนพื้น

เป็นผู้นำในสวนในเมือง

ตรวจพบสารตะกั่ว 400 มก. / กก. ในดินของสวนผลไม้ Miraflores (เซบียา, สเปน) สูงสุดที่อนุญาตคือ 275 มก. / กก.

สารตะกั่วที่ดูดซึมโดยวัฒนธรรมมีความเข้มข้น 0.51 มก. / กก. (สูงสุด 0.10 มก. / กก.) เป็นที่ยอมรับว่าแหล่งที่มาของการปนเปื้อนคือสีที่หลงเหลืออยู่ในเศษซากสิ่งก่อสร้างที่เคยทับถมในพื้นที่

- ทางชีววิทยา

การปนเปื้อนในดินที่เกิดจากสิ่งมีชีวิตสามารถแสดงออกได้หลายวิธี

การเพิ่มจำนวนประชากรของสิ่งมีชีวิตที่มีอยู่แล้วในดินมากเกินไปอาจทำให้คุณภาพของมันลดลง เนื่องจากจุลินทรีย์ใช้ออกซิเจนและอินทรียวัตถุในดิน

การปนเปื้อนอีกรูปแบบหนึ่งคือการรวมตัวกันในดินของสิ่งมีชีวิตที่ทำให้เกิดโรคพืชเช่นไส้เดือนฝอยหรือเชื้อรารวมทั้งเชื้อโรคในมนุษย์

ประเภทของการปนเปื้อนในดิน

- การปนเปื้อนของสารเคมี

เป็นรูปแบบหลักของการปนเปื้อนในดินซึ่งประกอบด้วยการรวมตัวของสารเคมีที่ทำให้คุณภาพลดลง สารและวิธีการทำงานมีความหลากหลายมาก

สารเคมีมีผลต่อโครงสร้างของดินเช่นคราบน้ำมันหรือทินเนอร์ที่ใช้ในการทำ fracking ในทำนองเดียวกันจุลินทรีย์ได้รับผลกระทบจากยาฆ่าแมลงและปุ๋ยซึ่งอาจเป็นพิษต่อพืชและมนุษย์ได้เช่นกัน

ตัวอย่างของกระบวนการทางเคมีที่เกี่ยวข้องกับการปนเปื้อนทางเคมีของดินคือความเป็นกรด เมื่อสารที่มีกิจกรรมไฮโดรเนียมไอออนถูกเพิ่มเข้าไปในดิน pH ของดินจะลดลงและไอออนโลหะที่เป็นพิษจะถูกปลดปล่อยออกมา

- การปนเปื้อนทางกายภาพ

มีการปนเปื้อนทางกายภาพของดินเมื่อมีการเพิ่มวัสดุที่ก่อให้เกิดมลพิษหรือมีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง ในกรณีแรกเรามีขยะมูลฝอยกองอยู่บนพื้นเช่นขยะหรือเศษขยะ

เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของดินปรากฏการณ์ที่ชัดเจนที่สุดคือการบดอัด สิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้จากการเหยียบย่ำสัตว์ในกิจกรรมปศุสัตว์หรือโดยการกระทำของเครื่องจักร

การบดอัดดินในสหรัฐอเมริกา ที่มา: United States Air Force, MSgt. Rickie D. Bickle

ในกรณีเกษตรกรรมการใช้เครื่องจักรมากเกินไปจะเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของดินและส่งผลต่อความอุดมสมบูรณ์ทางกายภาพ สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อมีการไถพรวนหลายครั้งจนทำให้ดินแหลกลาญ

เมื่อทำการไถพรวนหลายครั้งที่ระดับความลึกคงที่จะเกิดสิ่งที่เรียกว่าพื้นไถซึ่งประกอบด้วยชั้นดินขนาดกะทัดรัด ในกรณีแรกการชะล้างพังทลายของดินจะได้รับการส่งเสริมและในกรณีที่สองการแทรกซึมจะลดลง

- การปนเปื้อนทางชีวภาพ

น้ำที่ปนเปื้อนไม่ว่าจะโดยการชลประทานน้ำทิ้งในเมืองหรือน้ำท่วมจะนำเชื้อโรคต่างๆมาสู่ดิน อาจส่งผลกระทบต่อพืชสัตว์หรือมนุษย์

ตัวอย่างเช่นสิ่งปฏิกูลเป็นพาหะของโคลิฟอร์มและเชื้อโรคอื่น ๆ และน้ำท่วมสามารถนำกากตะกอนที่ปนเปื้อนมากับไส้เดือนฝอยที่ทำให้เกิดโรคได้

- มลพิษทางความร้อน

การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิในดินมีผลต่อสิ่งมีชีวิตในดินโดยมีอิทธิพลต่อความชื้นและออกซิเจน การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเหล่านี้อาจเกิดจากน้ำทิ้งที่มีอุณหภูมิสูงหรือจากผลกระทบของภาวะโลกร้อน

- การปนเปื้อนทางสายตา

การสะสมของขยะและขยะมูลฝอยบนพื้นก่อให้เกิดผลกระทบด้านลบทางสายตาซึ่งมีผลกระทบตั้งแต่ทางด้านจิตใจไปจนถึงเศรษฐกิจ

ผลของการปนเปื้อนในดิน

- นิเวศวิทยา

ความหลากหลายทางชีวภาพ

การปนเปื้อนของดินส่งผลต่อความอยู่รอดของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศที่มีการใช้งานทางชีวภาพสูงนี้ ในดินระบบหัวรุนแรงแบคทีเรียเชื้อราโปรโตซัวไส้เดือนฝอยแมลงและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมใต้ดินอยู่ร่วมกันในความสัมพันธ์เชิงปฏิปักษ์และทางชีวภาพที่ซับซ้อน

ปัจจุบันความสัมพันธ์ระหว่างรากต้นไม้และเชื้อรา (ไมคอร์ไรซา) กลายเป็นสิ่งสำคัญในผลประโยชน์ร่วมกันที่สามารถสื่อสารระบบรากของต้นไม้ต่างชนิดกัน เชื้อราไมคอร์ไรซาในระบบที่ซับซ้อนนี้มีความอ่อนไหวต่อการปนเปื้อนในดินสูง

วงจรชีวเคมีและตัวกรองทางชีวภาพ

ดินเข้าไปแทรกแซงวัฏจักรชีวเคมีของคาร์บอนไนโตรเจนฟอสฟอรัสและอินทรียวัตถุ เนื่องจากบทบาทนี้ในวัฏจักรชีวเคมีดินจึงทำหน้าที่เป็นตัวกรองทางชีวภาพโดยการแปรรูปและย่อยสลายสารต่างๆ

ดินมีความสามารถในการกรองน้ำได้หลายหมื่นลูกบาศก์กิโลเมตรในแต่ละปี มลพิษสามารถเปลี่ยนแปลงความสามารถในการฟอกตัวเองและส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

- มานุษยวิทยา

การลดการผลิตทางการเกษตรและปศุสัตว์

การสูญเสียความอุดมสมบูรณ์ของดินหรือความเป็นพิษอันเป็นผลมาจากการปนเปื้อนทำให้ผลผลิตทางการเกษตรและปศุสัตว์ลดลง ปัญหาหลักคือความเป็นกรดความเค็มและการกลายเป็นทะเลทรายของดิน

คาดว่ามากกว่า 70% ของดินของโลกได้รับผลกระทบหรือถูกคุกคามจากกระบวนการเหล่านี้

การปนเปื้อนในน้ำดื่ม

ดินที่ปนเปื้อนส่งผลกระทบต่อแหล่งน้ำผิวดินและแหล่งน้ำใต้ดินโดยการไหลเข้าการแทรกซึมหรือการชะล้าง โลหะหนักสารเคมีตกค้างปุ๋ยและสารเคมีอื่น ๆ จะถูกชะล้างลงสู่แหล่งน้ำ

สารเคมีเกษตรทำให้เกิดยูโทรฟิเคชันโดยการรวมสารอาหารส่วนเกินลงในน้ำและส่งเสริมการระเบิดของสาหร่ายและพืชน้ำ สิ่งนี้จะช่วยลดออกซิเจนที่ละลายในน้ำทำให้สัตว์น้ำจำนวนมากตาย

โลหะหนักและสารอื่น ๆ ที่ลงไปในน้ำเป็นพิษต่อสัตว์และมนุษย์

สาธารณสุข

ดินที่ปนเปื้อนสามารถส่งผลกระทบต่อสุขภาพของประชาชนได้หลายประการเช่นกองขยะ สิ่งเหล่านี้เป็นจุดสำคัญของโรคที่เกิดจากพาหะซึ่งพัฒนาในขยะ

เมื่อมีการปนเปื้อนของโลหะหนักสิ่งเหล่านี้จะถูกถ่ายโอนไปยังพืชและจากที่นั่นไปยังมนุษย์ ตัวอย่างเช่นดินโกโก้ที่ปนเปื้อนแคดเมียมจะถ่ายเทโลหะหนักนี้โดยการดูดซึมไปยังโกโก้และจากที่นั่นไปยังช็อกโกแลต

การได้รับแคดเมียมเป็นเวลานานอาจทำให้เกิดปัญหาร้ายแรงเกี่ยวกับไตและระบบย่อยอาหารในมนุษย์ นอกจากนี้ยังสามารถทำให้ระบบกระดูกขาดแร่ธาตุและนำไปสู่โรคกระดูกพรุน

ความเสื่อมโทรมของภูมิทัศน์

ดินที่เสื่อมโทรมจากการสูญเสียลักษณะทางธรรมชาติในทางกลับกันทำให้ภูมิทัศน์ที่เป็นส่วนหนึ่งเสื่อมโทรม ในแง่นี้มันเป็นปัจจัยหนึ่งของมลภาวะทางสายตาซึ่งส่งผลต่อกิจกรรมท่องเที่ยวและสันทนาการ

การสูญเสียมูลค่าทางเศรษฐกิจ

การปนเปื้อนในดินทำให้สูญเสียมูลค่าทางเศรษฐกิจ อาจเนื่องมาจากการสูญเสียความอุดมสมบูรณ์ของพื้นที่เกษตรกรรมหรือความเสื่อมโทรมของภูมิทัศน์ที่ส่งผลกระทบต่อการท่องเที่ยว

ตัวอย่างสถานที่ที่มีการปนเปื้อนของดิน

- มลพิษน้ำมันในเอกวาดอร์

ปัญหามลพิษ

บริษัท Petroecuador ได้รับคำวิจารณ์อย่างรุนแรงเกี่ยวกับการปนเปื้อนของดินและน้ำในพื้นที่แสวงหาน้ำมันทางตะวันออกของเอกวาดอร์ การปนเปื้อนเกิดขึ้นจากการใช้เขื่อนน้ำมันรอบ ๆ บ่อขุดเจาะ

เขื่อนเหล่านี้เป็นที่เก็บของเสียที่เป็นพิษซึ่งปกคลุมด้วยชั้นดินเท่านั้น มลพิษที่ปะปนมากับดินโดยแรงโน้มถ่วงและล้นเขื่อนทำให้แหล่งน้ำเสีย

การบูรณะ

มีการใช้มาตรการกักกันและการบำบัดทางชีวภาพ ด้วยเหตุนี้จึงใช้สารเคลือบกันน้ำและโครงข่ายการระบายน้ำเพื่อกู้คืนน้ำไหลบ่าที่ปนเปื้อน

จากนั้นจึงมีการขุดเขื่อนและดินที่สกัดได้ถูกแพร่กระจายไปในไบโอไพล์ซึ่งเชื้อแบคทีเรียที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพถูกฉีดวัคซีน กองเหล่านี้ถูกเติมอากาศและรดน้ำเป็นระยะ

ด้วยวิธีนี้จึงสามารถบำบัดดิน 140,000 ตันในพื้นที่ปนเปื้อน 35 แห่งได้สำเร็จ

- หลุมฝังกลบ El Carrasco (Bucaramanga, Colombia)

โครงการ

หลุมฝังกลบที่ถูกสุขอนามัยนี้เริ่มใช้งานในปี พ.ศ. 2521 เป็นหลุมฝังกลบแบบเปิดโล่งและในปี พ.ศ. 2528 ได้เปลี่ยนเป็นการฝังกลบที่ถูกสุขอนามัย ขยะประมาณ 900 ตันถูกฝากไว้ที่ไซต์นี้จาก 13 เทศบาลต่อวัน

ผลที่ตามมา

การจัดการหลุมฝังกลบที่ไม่ถูกต้องทำให้เกิดการปนเปื้อนของดินทั้งในพื้นที่และในพื้นที่ใกล้เคียง มลพิษถูกแทนที่ด้วยการไหลบ่าและการชะล้างส่งผลกระทบต่อดินและแหล่งน้ำ

นอกจากนี้การมีอยู่ของหลุมฝังกลบนี้ในพื้นที่ได้ก่อให้เกิดความเสื่อมโทรมของภูมิทัศน์ ในปี 2019 กระบวนการปิดขั้นสุดท้ายเริ่มขึ้นเนื่องจากเกินอายุการใช้งาน

- CañoMánamo (Delta Amacuro, เวเนซุเอลา)

นี่เป็นกรณีที่น่าสนใจของการปนเปื้อนในดินโดยงานวิศวกรรมต่อต้าน เป็นหนึ่งในเส้นทางน้ำที่ยอดเยี่ยมของสามเหลี่ยมปากแม่น้ำ Orinoco (เวเนซุเอลา)

โครงการ

ในปีพ. ศ. 2509 บริษัท เวเนซุเอลาแห่ง Guayana ได้ตัดสินใจสร้างเขื่อนกั้นถนน แนวคิดคือการป้องกันไม่ให้น้ำท่วมดินเพื่อใช้ในการเกษตร

ผลที่ตามมา

ผลที่ได้คือการต่อต้านอย่างแน่นอนเพราะพวกเขาไม่ทราบพลวัตของระบบนิเวศของดินในพื้นที่ โดยการลดการไหลของน้ำจืดผ่านท่อทำให้น้ำทะเลที่มีรสเค็มเข้าสู่ภายในและดินที่แห้งและมวลเบาจะกลายเป็นกรด

ดินในพื้นที่มีดินเหนียวที่ขยายตัวได้ซึ่งเมื่อแห้งแตกจะส่งผลกระทบต่อโครงสร้าง ในขอบฟ้าลึกมีไพไรต์กำมะถันซึ่งเมื่อสัมผัสกับอากาศจะก่อตัวเป็นกรดซัลฟิวริก

ทั้งหมดนี้แสดงให้เห็นถึงโศกนาฏกรรมทางนิเวศวิทยาและสังคมเนื่องจากชนพื้นเมืองดั้งเดิมของ Warao ที่อาศัยอยู่ในสามเหลี่ยมปากแม่น้ำได้รับผลกระทบ

โซลูชั่น

- ป้องกัน

เกษตรเชิงนิเวศ

เพื่อลดมลพิษในดินจำเป็นต้องดำเนินการเกษตรที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น จำเป็นต้องลดการใช้เคมีเกษตรและลดการใช้เครื่องจักรกลการเกษตร

เกษตรอินทรีย์และการไถพรวนน้อยที่สุดเป็นทางเลือกที่ช่วยลดการปนเปื้อนในดิน ซึ่งจะช่วยลดการใช้สารเคมีกำจัดศัตรูพืชและปุ๋ยอนินทรีย์และมีการใช้เครื่องจักรกลการเกษตรเพียงเล็กน้อย

การควบคุมของเสีย

เพื่อหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนในดินจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องลดของเสียที่มาถึง ด้วยเหตุนี้ระบบบูรณาการสำหรับการจัดการขยะมูลฝอยการควบคุมน้ำทิ้งในเมืองและจากโรงงานอุตสาหกรรมและการปล่อยก๊าซอุตสาหกรรม

- การฟื้นฟู

มีวิธีการย่อยสลายสารมลพิษในดินที่แตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับชนิดของดินและลักษณะของสารมลพิษ ในบางกรณีขั้นตอนเหล่านี้จะดำเนินการในสถานที่โดยการนำไปใช้กับดินในสถานที่ตามธรรมชาติ

อีกวิธีหนึ่งคือวิธี ex situ ซึ่งต้องเคลื่อนย้ายดินไปแปรรูปในพื้นที่ที่เหมาะสม อย่างไรก็ตามการขนย้ายดินนั้น จำกัด เฉพาะบางกรณีเนื่องจากต้นทุนและปัญหาด้านลอจิสติกส์

การฟื้นฟูทางเคมี

ซึ่งประกอบด้วยการใช้สารเคมีบางชนิดที่ย่อยสลายมลพิษหรือทำให้เป็นกลาง ตัวอย่างเช่นการเร่งปฏิกิริยาทางเคมีโดยอาศัยสารออกซิไดซ์ (ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์หรือด่างทับทิม)

ตัวอย่างของการทำให้เป็นกลางคือการใช้มะนาวทางการเกษตรเพื่อแก้ไขความเป็นกรดของดิน นอกจากนี้การรวมตัวของอินทรียวัตถุลงในดินยังช่วยให้โครงสร้างและกิจกรรมทางชีวภาพฟื้นตัวอีกด้วย

การฟื้นฟูทางชีวภาพหรือการกู้คืนทางชีวภาพ

ในกรณีที่มีการปนเปื้อนของน้ำมันจะใช้แบคทีเรียและเชื้อราที่สามารถย่อยสลายไฮโดรคาร์บอนได้

ต้องเผชิญกับการปนเปื้อนของดินด้วยโลหะหนักจึงมีการใช้ phytoremediation หรือ phytocorrection สำหรับสิ่งนี้จะใช้พันธุ์พืชที่ทนต่อโลหะหนักเช่นสายพันธุ์ Alyssum murale ซึ่งเป็นสารสะสมของนิกเกิลมากเกินไป

พืชสามารถเก็บเกี่ยวได้และสกัดโลหะ (phytoextraction) หรือพืชย่อยสลายโลหะในกระบวนการเผาผลาญ (phytodegradation) Phytostabilisation สามารถใช้เมื่อปลูกพืชที่กักเก็บโลหะได้

ฟื้นฟูร่างกาย

แนวทางหนึ่งคือการกำจัดสิ่งตกค้างที่เป็นมลพิษออกจากพื้นดินเช่นการเก็บขยะที่ทิ้งหรือสะสมบนพื้นดิน ตัวอย่างเช่นกำจัดหลุมฝังกลบหรือกำจัดเศษขยะ

ในกรณีของโลหะหนักจะใช้สิ่งกีดขวางในการกักกันเพื่อป้องกันการเคลื่อนย้าย สำหรับสารปนเปื้อนที่ระเหยง่ายเช่นไฮโดรคาร์บอนเบาหรือตัวทำละลายที่ไม่ใช่คลอรีนการเติมอากาศในดินโดยใช้ไถก็เพียงพอแล้ว

อีกทางเลือกหนึ่งคือการสร้างหลุมสกัดอากาศเพื่ออำนวยความสะดวกในการระเหยของสารมลพิษ

สารมลพิษสามารถกำจัดออกได้ด้วยไฟฟ้า (electrokinetics) อิเล็กโทรดจะถูกเสียบเข้าไปในพื้นและสร้างกระแสไฟฟ้าที่มีความเข้มต่ำเพื่อตกตะกอนสารมลพิษ

อ้างอิง

1. Alonso-Riesco R (2012). โครงการฟื้นฟูดินที่ปนเปื้อนสารไฮโดรคาร์บอน โครงการปีสุดท้าย. โรงเรียนวิศวกรรมเทคนิคที่สูงขึ้นมหาวิทยาลัยอิสระแห่งบาร์เซโลนา 115 น.
2. Brookes PC (1995). การใช้พารามิเตอร์จุลินทรีย์ในการตรวจสอบมลพิษในดินด้วยโลหะหนัก ชีววิทยาและความอุดมสมบูรณ์ของดิน 19: 269–279
3. Diéz-Lázaro FJ (2008). ไฟโต - การแก้ไขดินที่ปนเปื้อนโลหะหนัก: การประเมินพืชที่ทนทานและการเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการผ่านการปฏิบัติทางพืชไร่ ภาควิชาปฐพีวิทยาและเคมีเกษตรมหาวิทยาลัย Santiago de Compostela 336 น.
4. Duxbury T (1985). ด้านนิเวศวิทยาของการตอบสนองของโลหะหนักในจุลินทรีย์ ความก้าวหน้าทางนิเวศวิทยาของจุลินทรีย์: 185–235
5. Mirsal IA (2008). มลพิษทางดิน แหล่งกำเนิดการตรวจสอบและการแก้ไข สปริงเกอร์เบอร์ลินไฮเดลเบิร์กเยอรมนี 312 น.