Содержание 

      Введение

     Актуальность  исследования экологии почв обусловлена тем, что почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере. Важнейшее значение почв состоит в аккумулировании органического вещества, различных химических элементов, а также энергии. Почвенный покров выполняет функции биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязнений, а так же почве отведена важнейшая роль в жизни общества, так как она представляет собой источник продовольствия, обеспечивающий 95-97 % продовольственных ресурсов для населения планеты. Если это звено биосферы будет разрушено, то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится. Чрезвычайно важно изучение глобального биохимического значения почвенного покрова, его современного состояния и изменения под влиянием антропогенной деятельности, так как эффективная защита окружающей среды от опасных химических реагентов невозможна без достоверной информации о степени загрязнения почв.

     Цель  работы – рассмотрение структуры почвенного покрова,  процессы его загрязнения и пути восстановления.

     Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:

     - определить понятие и структуру  почвы;

     - охарактеризовать виды загрязнений  почвы;

     - определить методы и способы сохранения и восстановления почвенного покрова.

      1. Виды, строение  и функции почвы

     В процессе урбанизации рельеф осваиваемой  территории подвергается преобразованиям в соответствии с потребностями определенного этапа развития города и хозяйственной деятельности человека.

     Разнообразие  природных условий на Земле привело  к формированию неоднородного почвенного покрова с определенной закономерностью смены типа почв по природным зонам и в связи с высотной зональностью. В любой точке местности почва также неоднородна и характеризуется дифференциацией филя на более или менее четко выраженные генетические горизонты. По дифференцированного почвенного профиля представлен на рис.1 

      Рис.1 Схема строения почвенного профиля: А₁-гумусово-аккумулятивный горизонт; А₂ – элювиальный горизонт; А₂В – элювиально-иллювиальный горизонт; В – иллювиальный горизонт; С – материнская порода 

     На  формирование определенного типа почвы и почвенного профиле влияют климат, материнские горные породы, которые ее подстилают, рельеф, характер водообменных процессов, тип природной растительности, характерной для данной климатической зоны, животные и микроорганизмы обитающие в почве. Типичными для нашего региона являются черноземы, серые и бурые лесные, каштановые и дерново-подзолистые почвы.

     В последние столетия важным фактором почвообразования стала деятельность человека. На урбанизированных территориях, по сравнению природными, антропогенный фактор в почвообразовании можно считать ведущим. Для городов характерны так называемые техноземы — почвы, создаваемые человеком в процессе рекультивации тех или иных объектов хозяйственного освоения участков земли. Техноземы частично наследуют свойства зональных нарушенных почв и горных пород, частично формируются под влиянием мощной техники, используемой при укладке почвенного слоя. Для них характерно отсутствие четко выраженных горизонтов, зачастую мозаичный характер окраски, повышенная плотность и, соответственно, меньшая пористость.

     Полнопрофильные почвы, близкие к естественным, могут  сохраняться в городе в зоне лесопарков и старых парковых насаждений.

     Вне зависимости от типа почв основным свойством, по которому проводится их оценка, является плодородие. Плодородие почв обусловлено наличием в их составе органических и минеральных питательных веществ, определенными параметрами структуры, поддерживающими нормальный газообмен и водообмен, физико-химическими характеристиками (концентрацией водородных ионов и солевым режимом), поддерживающими нормальное протекание физиологических процессов в растениях. Плодородие почвы обеспечивает определенную биологическую продуктивность природной растительности и урожай сельскохозяйственных культур. Являясь важнейшим звеном биологического круговорота веществ, почва продуцирует основной пищевой и энергетический материал для остальных обитателей планеты. При этом она выполняет функции регулятора, поддерживающего естественный состав атмосферы за счет преобразования отмирающей биоты и продуктов производственной деятельности человека. Именно эта сторона участия почвы в биологическом круговороте веществ делает ее важнейшей составляющей экосистем городов. Использование почв в городах, как правило, имеет несельскохозяйственный характер.

     Важнейшее направление их использования —  создание парков, скверов, газонов, покрытий для спортивных сооружений. Дерновый слой почвенного профиля используют для крепления откосов при  строительстве транспортных выемок, насыпей и т.п. Неплодородные почвы наряду с суглинками и другими грунтовыми материалами применяют для оснований при строительстве зданий. Благодаря высокой поглотительной способности почва выполняет роль фильтра для очистки поверхностного стока. Глины и суглинки используют для противофильтрационных экранов полигонов захоронения бытовых и производственных отходов. [7, с.30-31]

     2. Загрязнение почвы

     Почвы подвергаются загрязнению, которое можно подразделить на механическое, химическое и биологическое.

     Перечень  приоритетных веществ – загрязнителей почвы приводится в методических указаниях МУ 2.1.7.730-99 № МУ 2.1.7.730-99 [4]. Данный документ является нормативно - методической базой для осуществления государственного санитарно - эпидемиологического надзора за санитарным состоянием почв населенных мест, сельскохозяйственных угодий, территорий курортных зон и отдельных учреждений. Опасность загрязнения почв определяется уровнем ее возможного отрицательного влияния на контактирующие среды (вода, воздух), пищевые продукты и прямо или опосредованно на человека, а также на биологическую активность почвы и процессы самоочищения. Определение приоритетности компонентов загрязнения производится в соответствии со списком ПДК и ОДК химических веществ в почве и их класса опасности по ГОСТу 17.4.1.02-83 «Охрана природы. Почва» [3].

     Механическое  загрязнение заключается в засорении  почв крупнообломочным материалом в  виде строительного мусора, битого стекла, керамики и других относительно инертных отходов. Это оказывает неблагоприятное влияние на механические свойства почв.

     Химическое  загрязнение почв связано с проникновением в них веществ, изменяющих естественную концентрацию химических элементов  до уровня, превышающего норму, следствием чего является изменение физико-химических свойств почв. Этот вид их загрязнения является наиболее распространенным, долговременным и опасным.

     Биологическое загрязнение связано с привнесением в почвенную среду и размножением в ней опасных для человека организмов. Бактериологические, гельминтологические и энтомологические показатели состояния почв городских территорий определяют уровень их эпидемиологической опасности. Эти виды загрязнения подлежат контролю прежде всего на территории селитебных и рекреационных зон. [8, с83-86]

     Основные  загрязнители почвы: 1) пестициды (ядохимикаты); 2) минеральные удобрения; 3) отходы и  отбросы производства; 4) газодымовые  выбросы загрязняющих веществ в  атмосферу; 5) нефть и нефтепродукты.

     В настоящее время влияние пестицидов на здоровье населения приравнивают к воздействию на человека радиоактивных веществ. По данным ВОЗ, отравлению пестицидами в мире каждый год подвергаются до 2 млн. человек, из них 40 тыс. — с летальным исходом. Подавляющая часть применяемых пестицидов попадает в окружающую среду (воду, воздух).

     Они вызывают глубокие изменения всей экосистемы, действуя на все живые организмы, в то время как используются для  уничтожения весьма ограниченного  числа видов. В итоге наблюдается  интоксикация огромного числа других биологических видов (полезных насекомых, птиц) вплоть до их исчезновения.

     Среди пестицидов наибольшую опасность представляют стойкие хлорорганические соединения, которые могут сохраняться в почвах в течение многих лет, и даже малые их концентрации в результате биологического накопления могут стать опасными для жизни организмов, так как обладают мутагенными и канцерогенными свойствами. Попадая в организм человека, они могут вызвать быстрый рост злокачественных новообразований, а также поразить организм генетически, что опасно для здоровья будущих поколений. Вот почему применение наиболее опасного из них — ДДТ в нашей стране и в большинстве развитых стран запрещено. Пестициды способны проникать в растения из загрязненной почвы через корневую систему, накапливаться в биомассе и впоследствии заражать пищевую цепь. При распылении пестицидов наблюдается значительная интоксикация птиц (орнитофауны). Особенно страдают популяции певчих и перелетных дроздов, жаворонков и других воробьиных.

     С длительным применением пестицидов связывают также развитие резистентных (устойчивых) рас вредителей и появление новых вредных организмов, естественные враги которых были уничтожены.

     Таким образом, можно с уверенностью констатировать, что общий экологический вред от использования загрязняющих почву  пестицидов многократно превышает пользу от их применения.

     Оказалось так же, что нитраты, находясь в  избытке, снижают содержание кислорода  в почве, а это способствует повышенному  выделению в атмосферу двух «парниковых» газов — закиси азота и метана. Нитраты опасны и для человека: при концентрации свыше 50 мг/л отмечается их прямое общетоксическое воздействие, в частности, возникновение метгемоглобинемии, вследствие биологических превращений нитратов в токсичные соединения азота.

     К интенсивному загрязнению почв приводят отходы и отбросы производства. В стране ежегодно образуется свыше миллиарда тонн промышленных отходов, из них более 50 млн. т особо токсичных. Огромные площади земель заняты свалками, золоотвалами, хвостохранилищами и др., которые интенсивно загрязняют почвы, способность которых к самоочищению, как известно, ограничена.

     Огромный  вред для функционирования почв представляют газодымовые выбросы промпредприятий. Почва способна накапливать весьма опасные для здоровья человека загрязняющие вещества, например, тяжелые металлы. В 1997г. почти 0,4 млн. га в нашей стране оказались загрязненными медью, свинцом, кадмием и др. Еще больше земель были загрязнены радионуклидами и радиоизотопами в результате Чернобыльской катастрофы.

     Одной из серьезных экологических проблем становится загрязнение земель нефтью и нефтепродуктами

     Здоровью  людей угрожает загрязнение почв различными патогенами, способными проникать в организм человека следующим образом: во-первых, через цепь «человек — почва — человек». Патогенные организмы выделяются зараженным человеком и через почву передаются другому, либо через выращенные на зараженной почве овощи и фрукты. Таким способом человек может заболеть холерой, бациллярной дизентерией, брюшным тифом, паратифом и др. Аналогичным путем в организм человека могут попадать и черви-паразиты; во-вторых, через цепь «животные — почва — человек». Существуют ряд заболеваний животных, которые передаются человеку (лептосориаз, сибирская язва, туляремия, лихорадка Ку и др.) путем прямого контакта с почвой, загрязненной выделениями инфицированных животных; в-третьих, через цепь «почва — человек», когда патогенные организмы попадают в организм человека при прямом контакте (столбняк, ботулизм, микозы и др.).

     К числу основных антропогенных воздействий  на горные породы относят: статические и динамические нагрузки, тепловые, электрические и другие воздействия.

     Статические нагрузки. Это наиболее распространенный вид антропогенного воздействия на горные породы. Под действием статических нагрузок от зданий и сооружений, достигающих 2 МПа и более, образуется зона активного изменения горных пород примерно на глубине 70—100 м. При этом наибольшие изменения наблюдаются: 1) в вечномерзлых льдистых породах, на участках залегания которых часто наблюдаются оттаивание, пучение и другие неблагоприятные процессы; 2) в сильносжимаемых породах, например, заторфованных, илистых и др.

     Динамические  нагрузки. Вибрации, удары, толчки и другие динамические нагрузки типичны при работе транспорта, ударных и вибрационных строительных машин, заводских механизмов и т.д. Наиболее чувствительны к сотрясению рыхлые недоуплотненные породы (пески, водонасыщенные лессы, торф и др.)- Прочность этих пород заметно снижается, они уплотняются (равномерно или неравномерно), структурные связи нарушаются, возможно внезапное разжижение и образование оползней, отвалов, плывунов и других ущербообразующих процессов.