Источники, виды, масштабы загрязнения почв. Причины деградации, самоочищение почв

Хотя существуют природные источники  загрязнений радиоактивными соединениями, но основная масса наиболее активных изотопов с небольшим периодом полураспада  попадает в окружающую среду антропогенным  путём: в процессе производства и  испытаний ядерного оружия, из атомных  электростанций, особенно в виде отходов  и при авариях, при производстве и использовании приборов, содержащих радиоактивные изотопы и. т. д.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Методы контроля загрязнений почвы.

Выявление загрязнения почв тяжелыми металлами  производят прямыми методами отбора почвенных проб на изучаемых территориях и их химического анализа на содержание тяжелых металлов. Эффективно также использовать для этих целей ряд косвенных методов: визуальная оценка состояния фитогенезов, анализ распространения и поведения видов – индикаторов среди растений, беспозвоночных и микроорганизмов.

Для выявления  пространственных закономерностей  проявления загрязнения почв используют сравнительно-географический метод, методы картирования структурных компонентов биогеоценозов, в том числе и почв. Такие карты не только регистрируют уровень загрязнения почв тяжелыми металлами и соответствующие изменения в напочвенном покрове, но позволяют прогнозировать изменение состояния природной среды.

Рекомендовано отбирать образцы почв и растительности по радиусу от источника загрязнения  с учетом господствующих ветров по маршруту протяженностью 25-30 км.

Расстояние  от источника загрязнения для  выявления ореола загрязнения может  колебаться в значительных пределах и в зависимости от интенсивности  загрязнения и силы господствующих ветров может изменяться от сотен  метров до десятков километров.

В США  на борту ресурсного спутника ЭРТС-1 были установлены датчики для  выяснения степени повреждения  веймутовой сосны сернистым газом  и почвы цинком. Источником загрязнения  был цинкоплавильный завод, действующий  с дневным выбросом цинка в  атмосферу 6,3-9 тонн. Зарегистрирована концентрация цинка, равная 80 тыс. мкг/г  в поверхностном слое почвы в  радиусе 800 м от завода. Растительность вокруг завода погибла в радиусе 468 гектаров. Сложность использования  дистанционного метода заключается  в интеграции материалов, в необходимости  при расшифровке полученных сведений серии контрольных тестов в районах  конкретного загрязнения.

Выявление уровня токсичности тяжелых металлов непросто. Для почв с разными механическими  составами и содержанием органического  вещества этот уровень будет неодинаков. В настоящее время сотрудниками институтов гигиены предприняты  попытки определить ПДК металлов в почве. В качестве тест-растений рекомендованы ячмень, овес и картофель. Токсичным уровень считался тогда, когда происходит снижение урожайности  на 5-10%. Предложены ПДК для ртути  – 25 мг/кг, мышьяка – 12-15, кадмия – 20 мг/кг. Установлены некоторые губительные  концентрации ряда тяжелых металлов в растениях (г/млн.): свинец – 10, ртуть  – 0,04, хром – 2, кадмий – 3, цинк и марганец – 300, медь – 150, кобальт – 5, молибден и никель – 3, ванадий – 2.

Защита  почв от загрязнения тяжелыми металлами  базируется на совершенствовании производства. Например, на производство 1 т хлора  при одной технологии расходуют 45 кг ртути, а при другой – 14-18 кг. В перспективе считают возможным  снизить эту величину до 0,1 кг.

Новая стратегия  охраны почв от загрязнения тяжелыми металлами заключена также в  создании замкнутых технологических  систем, в организации безотходных  производств.

Отходы  химической и машиностроительной промышленности также представляют собой ценное вторичное сырье. Так отходы машиностроительных предприятий являются ценным сырьем для сельского хозяйства из-за фосфора.

В настоящее  время поставлена задача обязательной проверки всех возможностей утилизации каждого вида отходов, прежде их захоронения  или уничтожения.

При атмосферном  загрязнении почв тяжелыми металлами, когда они концентрируются в  больших количествах, но в самых  верхних сантиметрах почвы, возможно удаление этого слоя почвы и его  захоронение.

В последнее  время рекомендован ряд химических веществ, которые способны инактивировать тяжелые металлы в почве или  понизить их токсичность. В ФРГ предложено применение ионообменных смол, образующих хелатные соединения с тяжелыми металлами. Их применяют в кислотной и  солевой формах или в смеси  той и другой форм.

В Японии, Франции, ФРГ и Великобритании одна из японских фирм запатентовала способ фиксирования тяжелых металлов меркапто-8-триазином. При использовании этого препарата  кадмий, свинец, медь, ртуть и никель прочно фиксируются в почве в  виде нерастворимой и недоступной  для растений форм.

Известкование почв уменьшает кислотность удобрений  и растворимость свинца, кадмия, мышьяка и цинка. Поглощение их растениями резко уменьшается. Кобальт, никель, медь и марганец в нейтральной  или слабощелочной среде также  не оказывают токсического действия на растения.

Органические  удобрения, подобно органическому  веществу почв, адсорбируют и удерживают в поглощенном состоянии большинство  тяжелых металлов. Внесение органических удобрений в высоких дозах, использование  зеленых удобрений, птичьего помета, муки из рисовой соломы снижают содержание кадмия и фтора в растениях, а  также токсичность хрома и  других тяжелых металлов.

Среди естественных растений и сельскохозяйственных культур  выявлен ряд видов и сортов, устойчивых к загрязнению тяжелыми металлами. К ним относятся хлопчатник, свекла и некоторые бобовые. Совокупность предохранительных мер и мер  по ликвидации загрязнения почв тяжелыми металлами дает возможность защитить почвы и растения от токсического их воздействия.

Одно  из основных условий охраны почв от загрязнения биоцидами – создание и применение менее токсичных  и менее стойких соединений и  внесение их в почву и уменьшение доз их внесения в почву. Существует несколько способов, позволяющих уменьшить дозу биоцидов без снижения эффективности их возделывания:

• сочетание применения пестицидов с другими приемами. Интегрированный метод борьбы с вредителями – агротехнический, биологический, химический и т.д. При этом ставится задача не уничтожить целый вид целиком, а надежно защитить культуру. Украинские ученые применяют микробиопрепарат в совокупности с небольшими дозами пестицидов, который ослабляет организм вредителя и делают его более восприимчивым к заболеваниям;
• применение перспективных форм пестицидов. Использование новых форм пестицидов позволяет существенно снизить норму расхода действующего вещества и свести к минимуму нежелательные последствия, в том числе и загрязнение почв;
• чередование применения токсикантов с неодинаковым механизмом действия. Такой способ внесения химических средств борьбы предотвращает появление устойчивых форм вредителей. Для большинства культур рекомендуют 2-3 препарата с неодинаковым спектром действия.

При обработке  почвы пестицидами лишь небольшая  часть их достигает мест приложения токсического действия растений и животных. Остальная часть накапливается  на поверхности почв. Степень загрязнения  почв зависит от многих причин и  прежде всего от стойкости самого биоцида. Под стойкостью биоцида  понимают способность токсиканта противостоять  разлагающему действию физических, химических и биологических процессов. Главный  критерий детоксиканта – полный распад токсиканта на нетоксичные компоненты.

Биодиагностика техногенного загрязнения почв. Высокая чувствительность почвы к любым негативным и позитивным воздействиям позволяет использовать биологические показатели в качестве параметров биомониторинга.

Биологическая активность — производная совокупности абиотических, биотических и антропогенных  факторов почвообразования. В почве  зоо- и микробоценозы объединяются в единую систему с продуктами их жизнедеятельности— внеклеточными  и внутриклеточными ферментами, а  также с абиотическими компонентами почвы.

Исследование  состояния деградированных почв будет наиболее полным в том случае, если будут определены:

• прямые показатели загрязнения тяжелыми металлами и нефтепродуктами (валовое содержание тяжелых металлов, содержание их подвижных форм, содержание нефтепродуктов, мощность загрязненного слоя);
• показатели устойчивости к загрязнению тяжелыми металлами и нефтепродуктами (емкость катионного обмена, степень насыщенности основаниями, содержание гумуса, реакция среды);
• Биологические показатели изменения свойств почвы под воздействием металлов-загрязнителей и нефтепродуктов (активность почвенных ферментов, например инвертазы, каталазы, интенсивность выделения углекислого газа, целлюлозоразлагающая способность, общая численность почвенных микроорганизмов, структура микробоценоза и др.).

Для практических целей определение всего комплекса  показателей весьма трудоемко и  требует дорогостоящего оборудования. Более целесообразно определять показатели, объективно отражающие уровень  и последствия загрязнения.

Помимо  вышеперечисленных методов контроля загрязнений почвы следует сказать  и о социально-гигиеническом мониторинге почвы.

Санитарно-эпидемиологическое состояние почвы существенным образом  влияет на здоровье населения, поэтому  должно учитываться при планировании расселения в пределах городской  территории. Кроме того, загрязненные почвы могут оказывать существенное отрицательное воздействие на качество растительности, здоровье животных. Загрязнение  почв снижает их потребительскую  стоимость и поэтому должно учитывать  при продаже земли.

Сказанное выше делает необходимым создание системы  учета качества почвы посредством  мониторинга. В настоящее время  существует социально-гигиенический  мониторинг, который определяется как  государственная система наблюдения, анализа, оценки и прогноза состояния  здоровья населения и среды обитания человека, а также определения  причинно-следственных связей между  состоянием здоровья населения и  воздействием факторов среды обитания человека. Однако он не дает возможность  оценить снижение общей стоимости  земель.

Мониторинг  санитарно-эпидемиологического состояния  почв должен, в отличие от социально-гигиенического мониторинга, осуществляться не только в целях обеспечения санитарно-эпидемиологического  благополучия населения в текущее  время, но и создавать условия  для правильного формирования инвестиционной политики в направлении улучшения  качества этих почв для будущих поколений.

Санитарно-эпидемиологический мониторинг может проводиться на федеральном уровне, уровне субъектов  Российской Федерации, уровне муниципальных  образований. Однако для этого необходимо разработать и утвердить в  установленном порядке нормативные  правовые акты и методические материалы. Социально-гигиенический мониторинг почвы. По данным директора Института  экологии и гигиены человека РАМН Юрия Рахманина, на территории России 1 300 предприятий ежедневно выбрасывают  в атмосферу около 900 различных  химических соединений.

Данные  мониторинга позволяют также  осуществлять мероприятия по первичной  профилактике заболеваний у людей, разрабатывать программы по охране здоровья и окружающей среды.

 

Заключение.

 

С каждым годом человек все больше и  больше загрязняет землю различными отходами промышленного, сельскохозяйственного  и бытового назначения. При разложении некоторых отходов образуются токсичные  элементы, которые отравляют не только почвенный покров, но и проникают  в подземные воды или испаряются в атмосферу из этого напрашивается  вывод что загрязнение почв влечет за собой и отравление подземных  и наземных водных ресурсов, воздуха. Из-за чего использование питьевой воды с загрязнителями может привести в лучшем случае к отравлению, а  в худшем случае к смерти. А так  как вся биофауна использует для  поддержания жизни воду и воздух то загрязнения создаваемые человеком  влияет на все живые организмы  земли.

Известно, что в сбалансированных агроэкосистемах  не должны накапливаться отходы до уровня, при котором механизмы  их самоочищения не смогут обеспечить очистку среды. Мир живой природы действует по принципу полной утилизации органических отходов благодаря функционированию гетеротрофов-деструкторов. Образующиеся при этом неорганические метаболиты утилизируются или улетучиваются. В конечном счете, они полностью ассимилируются консументами (автотрофами и гетеротрофами). Однако такие организмы способны разлагать не все соединения. Неразложившиеся вещества накапливаются в окружающей среде и нарушают жизнедеятельность живой системы, а при высоких нагрузках загрязнителей не исключается ее гибель.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список  литературы:

 

1. Колесников С.И., Попович А.А., Евреинова А.В. Сравнительная оценка действия различных химических элементов на экологическое состояние почвы // Материалы Международной научной конференции «Экология и биология почв: проблемы диагностики и индикации». Ростов-на-Дону. 2006.
2. Монин А. С.. Шишков Ю.А. Глобальные экологические проблемы. — М.: Знание, 2008.
3. Ивлёв А.М. Эволюция почв. – Владивосток, 2005.
4. Г.В. Добровольский «Почва. Город. Экология», Москва, 1997 г.
5. http://www.agps-mipb.ru