Tla vsebujejo vodo, zrak, mikroorganizme, živa bitja, rastline, organske spojine, minerale (silikate) in humus.
Humus v najširšem pomenu besede vsebuje vse organske snovi v tleh in na njih, vse snovi, ki so podvržene stalnemu procesu razgradnje, pretvorbe in tudi novotvorbe. Večina teh organskih snovi izvira iz odmrlih rastlinskih delov.

V navpičnem prerezu skozi tla, od površja do nepreperele kamnine, se pokaže več horizontov, razporejenih v določenem zaporedju. Ti imajo značilne fizikalne, kemijske in biološke lastnosti. V prsti koreninijo rastline. Prst je tudi življenjski prostor mikroorganizmov (bakterij, gliv) ter tudi nekaterih višje razvitih živali.

Mineralni in organski delci tvorijo v tleh skupke in agregate. Manjši se združujejo v večje in dajejo tlem značilno sestavo. V rodovitni zemlji prevladujejo skupki, med katerimi je veliko praznega prostora ali talnih por. Tudi v samih skupkih so prazni prostorčki. Če vzamemo tako prst v roke, se zlahka razdrobi v grudice. Najboljša je mrvičasta in grudičasta struktura. Najdemo jo v s humusom bogatih vrtnih in gozdnih tleh. Glinasta tla imajo slabo strukturo. Talni delci so bolj ali manj ploščati, zato med njimi ni praznega prostora. Zaradi pomanjkanja zraka rastline slabo uspevajo, po dežju pa se zaskorjijo.

Prsti so kisle, nevtralne in alkalijske. V alkalni zemlji je dovolj kalcija, elementa, ki »odloča« o kislosti in alkalnosti.

Zemlja vsebuje tudi mikroelemente. To so elementi, ki se v naravi pojavijo v zelo nizkih koncentracijah in so tudi potrebni za obstanek organizmov. V večjih količinah imajo ti elementi toksični učinek. Zato je zastrupljanje tal z onesnaževanjem izjemno škodljivo in tudi nevarno. Nekateri teh elementov so: arzen, srebro, kadmij, kobalt, krom, baker, živo srebro, mangan, molibden, nikelj, svinec, kositer, cink...  Te elemente poznamo tudi pod imenom težke kovine.

ONESNAŽEVANJE

Človek onesnažuje tla na več načinov. Največjo škodo povzroča odlaganje kemikalij. Gre za gnojila, pesticide (se razgrajujejo zelo počasi), odpadne odplake, živalske in človeške odplake, odplake iz gospodinjstev in iz vseh vrst tovarn ter za pepel, ki se na zemljo spušča iz atmosfere. Na onesnaženost vplivajo tudi avtomobilske emisije in odlaganje odpadkov kovinske industrije, odlaganje radioaktivnih odpadkov, uporaba insekticidov, herbicidov, fungocidov in bakteriocidov. Najbolj škodljive kovine oz. elementi so živo srebro, svinec, kadmij, nikelj in baker. Najbolj ogrožena območja so v bližini rudnikov, tovarn, farm, obdelovalnih površin, območja blizu avtocest, gostega prometa ter območja gosto naseljenih mest, kjer je onesnaženost zelo visoka.

Onesnaženost tal močno ogroža naravno vegetacijo. V rastlinah se lahko pojavi visok delež toksičnih substanc, ki po prehrambenem ciklu lahko pridejo tudi v človeka.

TEŽKE KOVINE

Prisotnost težkih kovin v zemlji lahko zmanjša rodovitnost zemlje in produktivnost agrokultur. V zemlji ostanejo kovine kot so npr. cink, baker, nikelj in kadmij, več tisoč let.

Težke kovine kot so baker, cink in molibden, so esencialni elementi za rastline in organizme, vendar le do določene mere. Povišane koncentracije teh elementov hitro zmanjšajo rodovitnost tal, saj vplivajo na rast rastlin in imajo v večjih koncentracijah toksični učinek. Kovini kot sta kadmij in svinec lahko zelo škodljivo vplivata na zdravje živali in ljudi, če se vključita v prehrambeno verigo.

Težke kovine so navzoče v zemljah, vanje pridejo preko naravnih in antropogenih virov:

• naravna zasnova kamnin v zemlji

• onesnaževanje atmosfere

• umetna gnojila, apno

Kadmij (Cd) spada med težke kovine. Je relativno redek element. V nekontaminiranih zemljah je njegova koncentracija 1mg/kg (ppm). Geokemija kadmija je zelo podobna cinkovi. Industrija cinka je največji vir kadmija. Drugi viri Cd pa so fosfatna gnojila in pesticidi.

Kadmij nima pomembne metabolične vloge pri rastlinah in živalih. Živalim je toksičen že pri nizkih koncentracijah. Previsoka vsebnost v rastlinah pa lahko škodi tudi človeški prehrambeni verigi, saj se Cd lahko akumulira v ledvicah.

Kadmij najdemo v zemljah, kamninah, v vodi, v rastlinah in tudi v živalih. Koncentracija Cd v zemljah vedno bolj narašča in že marsikje presega prej omenjeno naravno mejo 1ppm.
Vzrok za povečanje koncentracije Cd v zemlji so fosfatna gnojila, ki vsebujejo kadmij. Gnojila predstavljajo največjo nevarnost za kontaminacijo pridelkov s kadmijem, ki jih pridobimo iz zemlje.
Kadmij se sprošča v okolje tudi z izločanjem odpadnih industrijskih snovi in z izgorevanjem fosilnih goriv ter s sežiganjem plastike in pigmentov na osnovi kadmija.

Najvišje koncentracije kadmija so v zgornjih plasteh zemlje, kjer se nahaja tudi veliko organskih snovi. Kadmij tako v teh plasteh najdemo v obliki organskih kompleksov. Tam, kjer je zemlja kontaminirana, se kadmija nahaja v zgornji plasti zemlje, in sicer do globine 15cm. V kislih zemljah so koncentracije prostega, rastlinam dostopnega kadmija, večje kot v apnenčastih, bazičnih zemljah. Če so pH vrednosti zemlje nekoliko višje, je pomembna tudi adsorpcija Cd na oksohidrokside Mn in Fe na anaerobnih področjih. Na takšnih področjih se topnost Cd zmanjša, ker se obarja CdS.

TLA ONESNAŽENA S CINKOM

Povprečna koncentracija cinka (Zn) v zemlji je okrog 80mg/kg (ppm). Seveda prihaja do odstopanj, če je cink že sam po sebi prisoten v kamninah. Uporaba cinka je zelo široka, zato obstaja veliko poti, preko katerih pride v zemljo:

• preko onesnaževanja atmosfere
• z odlaganjem organskih odpadkov

Cink je esencialen element (v sledovih). Potrebujejo ga rastline, živali in ljudje. Človek naj bi zaužil 15 mg Zn dnevno. Zaradi premalo cinka pri človeku lahko pride do kožnih obolenj, kožnih ran, lahko pride do depresije in do zmanjšanja aktivnosti imunskega sistema.

Cink najdemo v vseh vrstah rastlin in je pomemben dejavnik pri rasti rastlin. V kontaminiranih zemljah naj bi cink prvotno deloval fitopatološko na rast rastlin. Povzročal naj bi bolezni na rastlinah. Danes pa obstajajo dokazi, da se škodljivi vplivi cinka v zemeljskih organizmih pojavijo že pri nižjih koncentracijah kot pa so tiste, ki škodujejo rasti rastlin. Pri vrednostih višjih od pH 7 je vsebnost cinka majhna. Pod redukcijskimi pogoji se tvori netopen ZnS, kar še bolj omeji rast rastlin.

TLA ONESNAŽENA S SVINCEM

Povprečna koncentracija svinca (Pb) v zemlji je približno 13mg/kg (ppm), ki pa zopet lahko varira glede na sestavo tal. Svinec se nahaja na površju tal, z globino se njegove koncentracije zmanjšujejo, verjetno zaradi nastanka netopnega PbS.

Do onesnaževanja zgornjih plasti zemlje s svincem pride večinoma zaradi izpušnih plinov. K onesnaževanju pa pripomore tudi rudarstvo, plavžarstvo (železarne) in recikliranje kanalizacijskih odplak. Na koncentracije vodotopnega svinca (pravi indikator množin elementa, ki jih rastline lahko privzamejo) vpliva pH tal, povišana vsebnost fosfatov, organskih spojin in glinencev. Na porazdelitev v zemeljskem profilu vplivajo pedološki procesi, klimatske spremembe in mikrobiološka aktivnost.

Svinec se v zemljah absorbira, obarja in tvori stabilne komplekse z organskimi spojinami. V zemljah se nahaja kar precej svinca, kar je vedno bolj zaskrbljujoče dejstvo. Tako kot kadmij, tudi svinec nima posebnih ugodnih vplivov na žive organizme. Zastrupitve s svincem so že znana oblika zastrupitev. Smrtna doza v krv je okrog 100 g/l. Pri manjših otrocih prevelike koncentracije svinca povzročajo vedenjske motnje in preprečijo normalen razvoj.

V rastlinah se svinec nahaja v koreninah, vendar je njegovo delovanje počasno. Rastlinam je bolj škodljiv svinec, ki se nabira na zunanji površini, na listih. Tako lahko svinec povzroča napake na procesu dihanja in fotosintezi.

TLA ONESNAŽENA Z BAKROM

Povprečna koncentracija bakra (Cu) v zemeljski skorji je okrog 60mg/kg (ppm). V zgornjih plasteh zemlje pa so te koncentracije nižje - 30mg/kg.Baker je močno kompleksiran z organskimi snovmi, adsorbiran na okside železa, aluminija in mangana ter na glinence. Je eden najmanj mobilnih mikroelementov.

Vir onesnaževanja tal z Cu so gnojila, bakteriocidi in fungocidi, ki se uporabljajo v kmetijstvu. Največ uporabljajo modro galico, bakrove okside, bazičen bakrov karbonat. Večji vir onesnaževanja pa so tudi kelatne spojine bakra in organski kompleksi.

Baker je esencialen element, potreben za zdravje rastlin in živali, saj ima pomembno vlogo v encimskih reakcijah. Sodeluje pri metabolizmu sladkorjev, dušika, nastanku celičnih sten in pri odpornosti proti boleznim. Pomanjkanje bakra povzroči pri rastlinah klorozo, razgradnjo listov in upočasnjeno rast ter tanjšanje rastline.

TLA ONESNAŽENA Z ŽIVIM SREBROM

Najbolj onesnažena območja z živim srebrom (Hg) so stara industrijska področja. V rudnikih zlata še vedno uporabljajo »živosrebrno« ekstrakcijo zlata, ki lahko močno onesnaži tla in vode. Na nekaterih področjih pa je onesnaženost tal vir same geološke sestave tal in ne le vir človeškega onesnaževanja.

Onesnaženost ozračja z živim srebrom postaja eden največjih okoljskih problemov, predvsem v večjih mestih in ob divjih jezerih severnih dežel. Glavni vir onesnaženosti z Hg danes je onesnaževanje s fosilnimi gorivi in z medicinskimi odplakami. Območja, ki vsebujejo velike količine živega srebra naj bi »prenovili« z nasadi genetsko modificiranih dreves. Ta naj bi vsrkala ionsko ali organsko obliko živega srebra in ga pretvorila v manj toksično obliko.

Elementarni Hg ostane v atmosferi do dve leti, s sneženjem in dežjem se nato zopet vrne na zemeljska tla. Ravno iz tega razloga, so še posebej ogrožena severna področja, saj se padli Hg hitro preoblikuje v ionsko ali organsko obliko.

Po svetu je veliko območij zastrupljenih s Hg. Tehnike izkopavanja zlata ob Amazonki so pustile na zemlji težke posledice - visoke koncentracije živega srebra. Če bi takšno območje posadili z genetsko modificiranimi drevesi, bi se izločeni Hg v atmosferi zopet vrnil na tla s snegom, verjetno v S Ameriki in Kanadi, najbolj ogrožen pa bi bil Arktični predel. Živo srebro iz atmosfere bi tako prešlo v oceane in se verjetno kmalu pojavilo tudi v prehrambeni verigi živali in ljudi.

Hg je srebrno bele barve. Je slab prevodnik toplote, medtem ko električni tok prevaja dobro. Hg je zelo hlapen, zato ga v atmosferi najdemo v večjih koncentracijah. V naravi je redko prisoten kot elementarni Hg, pogosteje ga najdemo v ionski obliki. V zemeljski skorji so njegove koncentracije okrog 50 ppb. Največkrat ga najdemo v obliki sulfidov : cinabar in metacinabar.

Hg je lahko vezano v anorganske in organske komplekse. Od organskih spojin se največkrat veže na spojine, ki vsebujejo žveplo in tako Hg ostane v topni obliki. Od anorganskih spojin pa se najpogosteje nahaja v obliki relativno topnih polisulfidnih kompleksov in netopnega HgS.

Hg pride v rastline preko korenin in se pri večjih koncentracijah porazdeli po celotni rastlini. V kmetijstvu se Hg uporablja za kontrolo bolezni rastlin kot HgO in HgCl₂. Zato tudi obstaja verjetnost, da se vključi v prehrambeno verigo.

Pripravila
Natalija Bohinc