Оценка экологического состояния почв придорожных зон улиц г. Оренбурга (на примере улицы Карагандинская)

Министерство образования и науки  РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ  БЮДЖЕТНОЕ 

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

«ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ»

 

 

Геолого-географический факультет

Кафедра экологии и природопользования

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине "Экологический мониторинг"

«Оценка экологического состояния почв придорожных зон улиц г. Оренбурга»

(на примере  улицы Карагандинская)

 

 

 

 

                                                                             Руководитель 

                                                                              _____________ М. Ю. Гарицкая

                                                                             "_____"_______________2013 г.

                                                                              Исполнитель

                                                                              Студентка гр.09 ООС

                                                                              __________ Е. В. Исламбратова

                                                                              "_____"_______________2013 г.

 

 

 

 

 

Оренбург 2013

Содержание

 

	Введение	3
1	Почва как биокосная система	5
1.1	Основные свойства и функции  почв	5
1.1.1	Общие физические свойства почвы	8
1.1.2	Физико-химические свойства почвы	10
1.1.3	Водные свойства и водный режим почвы	11
1.1.4	Воздушные свойства почвы	13
1.1.5	Тепловые свойства почвы	16
1.2	Виды экологического мониторинга  почв	18
1.3	Характеристика основных источников загрязнения почв	23
1.4	Влияние загрязненных почв на сопредельные среды	29
1.4.1	Влияние загрязненных почв на атмосферный воздух	29
1.4.2	Влияние загрязненных почв на поверхностные и подземные  водные объекты	31
1.4.3	Влияние загрязненных почв на рост и развитие растений	33
1.4.4	Влияние загрязненных почв на здоровье человека	39
	Выводы по первой главе	45
2	Оценка экологического состояния  почв на примере придорожной территории ул. Карагандинская	48
2.1	Характеристика объекта  исследования и применяемых методик	48
2.1.1	Характеристика объекта  исследования	48
2.1.2	Отбор и подготовка проб почвы к анализу	48
2.1.3	Методика определения  содержания рН	49
2.1.4	Методика определения  хлорид - ионов	51
2.1.5	Методика определения  гидросульфид - ионов	52
2.1.6	Методика определения  карбонат-, и гидрокарбонат-ионов	53
2.1.7	Методика определения  ионов кальция и магния	54
2.1.8	Методика определения  сульфат - ионов	55
2.1.9	Методика определения  ионов аммония	56
2.1.10	Методика определения  ионов цинка	57
2.1.11	Математическая обработка  результатов исследования	58
2.2	Исследование степени  загрязнения почвенного покрова	59
2.3	Интегральная оценка степени  загрязнения почв	64
	Выводы по второй главе	66
	Заключение	67
	Список литературы	70
	Приложение А - Карта-схема места отбора почв	71

 

 

 

Введение

 

Почвенный покров образует одну из геофизических оболочек Земли  — педосферу. Основные геосферные функции почвы как природного тела обусловлены положением почвы на стыке живой и неживой природы. И главная из них — обеспечение жизни на Земле. Именно в почве укореняются наземные растения, в ней обитают мелкие животные, огромная масса микроорганизмов. В результате почвообразования именно в почве концентрируются жизненно необходимые организмам вода и элементы минерального питания в доступных для них формах химических соединений. Таким образом, почва — условие существования жизни, но одновременно почва — следствие жизни на Земле.

Почве принадлежит важная роль и в природной среде обитания человека. Прежде всего потому, что почва - основное средство сельскохозяйственного производства, относящееся к категории невозобновимых природных ресурсов. Международные декларации и соглашения по проблемам природопользования ("Всемирная стратегия охраны природы", "Всемирная почвенная хартия", "Основы мировой почвенной политики") утверждают значение почвы как всеобщего достояния человечества, рационально использовать и охранять которое должны все люди Земли. Поэтому вопросы землепользования затрагивают комплекс сложных проблем социально-экономического характера: вопросы земельной собственности, земельного законодательства, земельного права, экономической оценки земель и т.д.

По отношению к окружающей среде и человеку почва важную роль - протекторную. Обладая способностью поглощать и удерживать в себе различные загрязняющие вещества, в  том числе и радионуклиды, связывая их химическим и физическим путем, почва  тем самым служит своеобразным фильтром, предотвращающим поступление этих соединений в природные воды, растения и далее по пищевым цепям в  животные организмы и человека. Однако возможности почвы в этом отношении  небезграничны, а уровень техногенного прессинга все возрастает, поэтому  все чаще наблюдаются случаи опасного загрязнения почв и последующего отравления людей.

Современное состояние почвенного покрова нашей страны неудовлетворительное и продолжает ухудшаться. Это следует  из официальных данных. 40 млн. га представлены низкоплодородными засоленными и солонцовыми почвами, 26 млн. га переувлажнены и заболочены, 5 млн. га загрязнены радионуклидами, из 186 млн. га сельскохозяйственных угодий около 60 млн. га эродированы, в некоторых южных районах России (например, в Калмыкии) идет опустынивание. Для преодоления дальнейшего развития деградации почв, в том числе знаменитого русского чернозема — национального достояния страны, необходимы меры по их защите, и прежде всего совершенствование земельного законодательства.

Целью данной работы является оценка экологического состояния почвы придорожной зоны улицы Карагандинской г. Оренбурга. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- исследование содержания  загрязняющих веществ в почве;

- определить рН почвы;

- провести ранжирование  по рН придорожной территории;

- рассчитать коэффициент  концентрации загрязняющих веществ  и показатель химического загрязнения  (ПХЗ) почвы;

- дать оценку степени экологического неблагополучия территории по показателю химического загрязнения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Почва как  биокостная система

 

1. Основные функции и свойства почвы

Первое научное определение  понятия «почва» дал В.В. Докучаев. Он впервые установил, что почва - самостоятельное природное тело, образовавшееся в результате совокупной деятельности пяти факторов почвообразования: материнской породы, растительных и животных организмов, климата, рельефа местности, возраста страны.

Новое определение почвы дал  В.Р. Вильямс. По Вильямсу, почвой называется рыхлый слой земной коры, способный  производить урожай растений. Существенным свойством почвы является плодородие, которое отличает почву от бесплодной горной породы. Под плодородием понимают способность почвы удовлетворять  потребности растений в элементах  питания и воде. В отличие от космических факторов (света и  тепла), получаемых от солнца, вода и питательные вещества - это земные факторы, на которые можно воздействовать с целью обеспечения ими культурных растений в течение всего вегетационного периода. Этим и определяется значение почвы как основного средства сельскохозяйственного производства.

Почвенный покров образует одну из геофизических  оболочек Земли - педосферу. Основные геосферные функции почвы как природного тела обусловлены положением почвы на стыке живой и неживой природы. И главная из них - обеспечение жизни на Земле. Именно в почве укореняются наземные растения, в ней обитают мелкие животные, огромная масса микроорганизмов. В результате почвообразования именно в почве концентрируются жизненно необходимые организмам вода и элементы минерального питания в доступных для них формах химических соединений. Таким образом, почва - условие существования жизни, но одновременно почва - следствие жизни на Земле.

Запасание энергии - следующая общая  функция почвы. Почва является важнейшим  условием фотосинтетической деятельности растений. Этим путем аккумулируется на Земле колоссальное количество энергии. Другие источники энергии (реки, ветер, ядерное топливо) дают неизмеримо меньше энергии. И в настоящее время  и, вероятно, еще долго в будущем  именно система почва - растения - животные будет главным поставщиком трансформированной энергии Солнца человечеству. Живое  вещество неустойчиво, после отмирания  организмов оно быстро разрушается, минерализуется, и только небольшая  часть его превращается в почве  в гумус и надолго сохраняется, обеспечивая нормальное функционирование почв в биосфере.

Третья глобальная функция почвы - обеспечение постоянного взаимодействия большого геологического и малого биологического круговоротов веществ, так как биогеохимические циклы элементов, в том 

числе таких важнейших биофилов, как углерод, азот, кислород, осуществляются через почву. Эти элементы в разной форме и в разных соотношениях участвуют в синтезе органического вещества растениями. Затем они проходят сложный цикл превращений в почве, и часть продуктов поступает в атмосферу и гидросферу. Тем самым почва участвует в процессе регулирования состава атмосферы и гидросферы. Это четвертая глобальная функция почвы.

Пятая глобальная функция почвы - регулирование  биосферных процессов, в частности  плотности и продуктивности живых  организмов на земной поверхности. Почва  обладает не только плодородием, она  имеет и свойства, лимитирующие жизнедеятельность  тех или иных организмов. Не случайно зарождение древних цивилизаций  происходило в тех регионах нашей  планеты, где естественное плодородие почв особенно велико. Таким образом, почва - основное средство производства и объект труда в сельском хозяйстве, а ее распределение - причина острых социальных конфликтов.

К факторам почвообразования относятся: почвообразующие породы, растительные и животные организмы, климат, рельеф, возраст, вода (почвенная и грунтовая), хозяйственная деятельность человека.

Почвообразующие породы: Почвообразующие породы - субстрат, на котором образуются почвы; они состоят из различных минеральных компонентов, в той или иной степени участвующих в почвообразовании. Минеральное вещество составляет 60-90% всего веса почвы. От характера материнских пород зависят физические свойства почвы  - водный и тепловой ее режимы, скорость передвижения веществ в почве, минералогический и химический состав, первоначальное содержание элементов питания для растений.

От характера материнских пород  в большой мере зависит и тип  почв. Например, в условиях лесной зоны, как правило, формируются почвы  подзолистого типа. Если в пределах этой зоны почвообразующие породы содержат повышенное количество карбонатов калия, формируются почвы подзолистого типа. Если в пределах этой зоны почвообразующие  породы содержат повышенное количество карбонатов кальция, формируются почвы, значительно отличающиеся от подзолистых.

Растительность: Органические соединения почвы формируются в результате жизнедеятельности растений, животных и микроорганизмов. Основная роль при этом принадлежит растительности. Зеленые растения являются практически единственными создателями первичных органических веществ. Поглощая из атмосферы углекислый газ, из почвы - воду и минеральные вещества, используя энергию солнечного света, они создают сложные органические соединения, богатые энергией. Наибольшее количество органических веществ дают лесные сообщества, особенно в условиях влажных тропиков. Меньше органического вещества создается в условиях тундры, пустынь, болотистой местности и т.п.

Растительность оказывает влияние  на структуру и характер

органических веществ почвы, ее влажность. Степень и характер влияния  растительности как почвообразующего фактора зависит от видового состава  растений, густоты их стояния, химизма  и многих других факторов.

Животные организмы: Основная функция животных организмов в почву преобразование органических веществ. В почвообразовании принимают участие как почвенные, так и наземные животные. В почвенной среде животные представлены главным образом беспозвоночными и простейшими. Некоторое значение имеют также позвоночные (например, кроты и др.), постоянно живущие в почве. Почвенные животные делятся на две группы: биофагов, питающихся живыми организмами или тканями животных организмов, и сапрофагов, использующих в пищу органическое вещество.

Растительные и животные остатки, попадая в почву, подвергаются сложным  изменениям. Определенная их часть  распадается до углекислоты, воды и  простых солей (процесс минерализации), другие переходят в новые сложные  органические вещества самой почвы.

Микроорганизмы: Огромное значение в осуществлении этих процессов в почве имеют микроорганизмы (бактерии, актиномицеты, низшие грибы, одноклеточные водоросли, вирусы и др.), весьма разнообразные как по своему составу, так и по биологической деятельности. Микроорганизмы в почве исчисляются миллиардами на 1 га. Они принимают участие в биотическом круговороте веществ, разлагают сложные органические и минеральные вещества на более простые. Последние утилизируются как самими микроорганизмами, так и высшими растениями. Органическое вещество почвы, образовавшееся в ней при разной степени разложения растительных и животных остатков, получило название гумус или перегной.