Загрязнение почвы

Почва является важным компонентом биосферы, неотъемлемой частью любого наземного биогеоценоза. При этом она выполняет ряд экологических функций, в том числе глобальных биосферных, обеспечивающих стабильность биосферы и саму возможность существования жизни на Земле.

Почвенный покров, являясь неотъемлемым компонентом биосферы, выполняет  ряд биосферных функций:

1) это среда обитания – аккумулятор и источник вещества и энергии для организмов суши;

2) сопряжение большого геологического и малого биологического круговоротов веществ на земной поверхности;

3) регулирование химического состава атмосферы и гидросферы;

4) защитный барьер биосферы;

5) обеспечение существования жизни на Земле. Кроме экологических функций, по отношению непосредственно к человеку почва осуществляет еще одну функцию –сельскохозяйственную. На плодородие почв оказывает негативное влияние загрязнение ее различными веществами. Загрязнение и химическое отравление почв бывают нескольких видов:

1) промышленное загрязнение почв– результат осаждения паров, аэрозолей, пыли и растворенных соединений поллютантов на поверхность почвы с атмосферными осадками;

2) сельскохозяйственное загрязнение почв– результат неправильного применения пестицидов, внесение сверхнормальных доз минеральных и органических удобрений, отходов и стоков животноводческих ферм;

3) радиоактивное загрязнение почв– природное или антропогенное накопление в почве радионуклидов в результате ядерных взрывов, аварийных выбросов на атомных предприятиях, утечки радиоактивных материалов, захоронение отходов атомной промышленности.

Значительное загрязнение почв происходит при выпадении кислотных  дождей.

Прямое поступление вредных  веществ через почву в организм человека невелико, оно ограничено немногими случаями прямого контакта с ней (игра детей в песочницах или на земле, употребление в пищу немытых овощей и т. д.). Вредные химические вещества, попавшие в почву, поступают в организм человека в основном через контактирующие с почвой среды: воду (миграционный водный показатель вредности), воздух (миграционный воздушный показатель вредности) и растения (транслакационный показатель вредности).

Степени загрязнения почв сельскохозяйственных угодий оценивают по транслокационному показателю вредности, в наибольшей степени отражающему уровень возможного накопления токсикантов в пищевых продуктах. При избыточном внесении азотных удобрений в почву происходит накопление нитратов в овощах и других сельхозпродуктах, что приводит к пищевым отравлениям.

Техногенная интенсификация производства способствует загрязнению и дегумификации, вторичному засолению, эрозии почвы.

Основными загрязнителями почвы являются пестициды, применяемые для борьбы с сорняками. Ежегодное применение пестицидов в сельском хозяйстве  в РФ в период с 1980 по 1991 гг. находилось на одном уровне и составляло примерно 150 тыс. т, а в 1992 г. снизилось до 100 тыс. т.

К регионам со значительным загрязнением почвы следует отнести Московскую и Курганскую области, к регионам со средним загрязнением - Центрально-Чернозёмный  район, Приморский край. Северный Кавказ.

Почвы вокруг больших городов и  крупных предприятий цветной  и чёрной металлургии, химической и  нефтехимической промышленности, машиностроения, ТЭС на расстоянии в несколько  десятков километров загрязнены тяжёлыми металлами, нефтепродуктами, соединениями свинца, серы и другими токсичными веществами. Среднее содержание свинца в почвах пятикилометровой зоны вокруг ряда обследованных городов РФ находится  в пределах 0,4 80 ПДК. Среднее содержание марганца вокруг предприятий чёрной металлургии колеблется в пределах 0,05-6 ПДК.

Загрязнение почв нефтью в местах её добычи, переработки, транспортировки  и распределения превышает фоновое  в десятки раз. В радиусе 10 км от Владимира в западном и восточном направлениях содержание нефти в почве превышало фоновое значение в 33 раза.

Фтором загрязнены почвы вокруг Братска, Новокузнецка, Красноярска, где  максимальное его содержание превышает  региональный средний уровень в 4-10 раз.

Таким образом, интенсивное развитие промышленного производства приводит к росту промышленных отходов, которые  в совокупности с бытовыми отходами существенно влияют на химический состав почвы, вызывая ухудшение её качества. Сильное загрязнение почвы тяжёлыми металлами вместе с зонами сернистых  загрязнений, образующихся при сжигании каменного угля, приводят к изменению  состава микроэлементов и возникновению  техногенных пустынь.

Изменение содержания микроэлементов в почве немедленно сказывается  на здоровье травоядных животных и  человека, приводит к нарушению обмена веществ, вызывая различные эндемические заболевания местного характера. Например, недостаток йода в почве ведет к болезни щитовидной железы, недостаток кальция в питьевой воде и продуктах питания - к поражению суставов, их деформации, задержке роста.

В почвах подзолистого типа с высоким  содержанием железа при его взаимодействии с серой образуется сернистое  железо, которое является сильным  ядом. В результате в почве уничтожается микрофлора (водоросли, бактерии), что  приводит к потере плодородия.

Почва становится мёртвой при содержании в ней 2-3 г свинца на 1 кг грунта (вокруг некоторых предприятий содержание свинца в почве достигает 10-15 г/кг).

В почве всегда присутствуют канцерогенные (химические, физические, биологические) вещества, вызывающие опухолевые заболевания  у живых организмов, в т. ч. и  раковые. Основными источниками  регионального загрязнения почвы  канцерогенными веществами являются выхлопы  автотранспорта, выбросы промышленных предприятий, продукты нефтепереработки. Вывоз промышленных и бытовых  отходов на свалки ведёт к загрязнению  и нерациональному использованию  земельных угодий, создаёт реальные угрозы значительных загрязнений атмосферы, поверхностных и грунтовых вод, росту транспортных расходов и безвозвратной  потере ценных материалов и веществ.

С помощью животных, бактерий, физических и химических воздействий органическое вещество разлагается, превращаясь  в почвенный гумус. Зольные вещества наполняют минеральную часть  почвы. Неразложившийся растительный материал создает благоприятные  условия для действия почвенной  фауны и микроорганизмов (устойчивый газообмен, тепловой режим, влажность).

Животные организмы, выполняющие  функцию преобразования органического  вещества в почву. Сапрофаги (земляные черви и др.), питающиеся мертвыми органическими веществами, влияют на содержание гумуса, мощность этого  горизонта и структуру почвы. Из наземного животного мира на почвообразование наиболее интенсивно влияют все виды грызунов и травоядные животные.

Микроорганизмы (бактерии, одноклеточные  водоросли, вирусы) разлагающие сложные  органические и минеральные вещества на более простые, которые в дальнейшем могут использоваться самими микроорганизмами и высшими растениями.

Одни группы микроорганизмов участвуют  в превращениях углеводов и жиров, другие - азотистых соединений. Бактерии, поглощающие молекулярный азот воздуха, называют азотофиксирующими. Благодаря  их деятельности, атмосферный азот могут использовать (в виде нитратов) другие живые организмы. Почвенные микроорганизмы принимают участие в разрушении токсических продуктов обмена высших растений, животных и самих микроорганизмов, в синтезе витаминов, необходимых для растений и почвенных животных.

Климат влияет на тепловой и водный режимы почвы, а значит и на биологические  и физико-химические почвенные процессы.

Рельеф, перераспределяющий на земной поверхности тепло и влагу.

Продолжительность процесса почвообразования для различных материков и  широт составляет от нескольких сотен  до нескольких тысяч лет.

Хозяйственная деятельность человека в настоящее время становится доминирующим фактором в разрушении почв, снижении и повышении их плодородия. Под влиянием человека меняются параметры  и факторы почвообразования - рельефы, микроклимат, создаются водохранилища, проводится мелиорация.

Основное свойство почвы - плодородие. Оно связано с качеством почв. В разрушении почв и снижении их плодородия выделяют следующие процессы:

Аридизация суши - комплекс процессов уменьшения влажности обширных территорий и вызванное этим сокращение биологической продуктивности экологических систем. Под действием примитивного земледелия, нерационального использования пастбищ, беспорядочного применения техники на угодьях почвы превращаются в пустыни.

Эрозия почв, разрушение почв под  действием ветра, воды, техники и  ирригации. Наиболее опасна водная эрозия - смыв почвы талыми, дождевыми и  ливневыми водами. Водные эрозии отмечаются при крутизне уже 1-2^o. Водной эрозии способствует уничтожение лесов, вспашка по склону.

Ветровая эрозия характеризуется  выносом ветром наиболее мелких частей. Ветровой эрозии способствует уничтожение  растительности на территориях с  недостаточной влажностью, (сильными ветрами, непрерывным выпасом скота).

Техническая эрозия связана с разрушением  почвы под воздействием транспорта, землеройных машин и техники.

Ирригационная эрозия развивается  в результате нарушения правил полива при орошаемом земледелии. Засоление  почв в основном связано с этими  нарушениями. В настоящее время  не менее 50% площади орошаемых земель засолено, потеряны миллионы ранее  плодородных земель. Особое место  среди почв занимают пахотные угодья, т. е. земли, обеспечивающие питание  человека. По заключению ученых и специалистов, для питания одного человека следует обрабатывать не менее 0,1 га почвы. Рост численности жителей Земли напрямую связан с площадью пахотных земель, которая неуклонно сокращается. Так в РФ за последние 27 лет площадь сельскохозяйственных угодий сократилась на 12,9 млн. га, из них пашни - на 2,3 млн. га, сенокосов - на 10,6 млн. га. Причинами этого являются нарушение и деградация почвенного покрова, отвод земель под застройку городов, посёлков и промышленных предприятий.

На больших площадях происходит снижение продуктивности почв из-за уменьшения содержания гумуса, запасы которого за последние 20 лет сократились в  РФ на 25-30%, а ежегодные потери составляют 81,4 млн. т. Земля сегодня может  прокормить 15 млрд. человек. Бережное и  грамотное обращение с землей сегодня стало самой актуальной проблемой.