Взаимодействие почв с окружающей средой на основе химического контакта происходит неизбежно. Другое дело, что не всегда такие контакты способствуют улучшению агротехнических качеств и параметров плодородного слоя. В зависимости от характера загрязнения почва сама по себе может стать экологически опасным ресурсом даже без учета ее способностей к питанию сельскохозяйственных культур. При этом химическое загрязнение почвы может иметь разные предпосылки и последствия. Чтобы разобраться в этих и других аспектах химического поражения земли, стоит подробнее ознакомиться с источниками подобных загрязнений.
Какие бывают источники химического загрязнения?
Химическое загрязнение почвенного покрова – это изменение его состава, которое возникает под косвенным или прямым воздействием различных факторов. В большинстве своем негативные предпосылки к химическому изменению характеристик почвы все же предполагает человеческая деятельность. Среди главных факторов такого рода можно выделить работу промышленных предприятий, сельскохозяйственную деятельность и коммунальное обслуживание. Это основные причины загрязнения почвы, которые делают ее непригодной для эксплуатации с целью выращивания культурных растений. Но, разумеется, этими источниками загрязнение не ограничивается. Например, промышленность косвенно способствует выпадению кислотных дождей, а парниковый эффект становится результатом деятельности животноводческих ферм. Довольно серьезное воздействие в плане химического поражения оказывают и свалки с опасными отходами.
Влияние на почву промышленности и теплоэнергетики
В той или иной степени загрязнение почвы происходит при любой деятельности человека в хозяйственных отраслях. Главным же источником химического поражения является промышленность. В частности отходы металлургических комбинатов и специализированных химических предприятий вырабатывают активные вещества, пагубно влияющие на состояние почвенного покрова. Отчасти по этой причине выбросы промышленных предприятий в последние годы регулируются все жестче. Так, на многих фабриках и заводах наблюдается постепенный перевод производств на безотходные технологии полного цикла.
Немалый вклад в загрязнение вносят и предприятия, которые занимаются простым органическим синтезом. В первую очередь они опасны технологическими продуктами, остающимися после прохождения технологического цикла. Большую часть таких материалов представляют углеводородсодержащие отходы. Кроме того, химическое загрязнение почвы обеспечивают и вещества с высокомолекулярными соединениями, которые остаются в виде растворителей, катализаторов, стабилизаторов и других добавок, используемых в производстве стройматериалов.
Свалки с отходами и их воздействие на почву
Сами по себе предприятия не вредят почве. Загрязнения происходят в результате разноса отработанных продуктов по близлежащей территории. Существуют специальные полигоны, а также свалки, на которых концентрируется и, в некоторых случаях, утилизируется опасный продукт. В таких зонах почва страдает больше всего, поскольку степень химического воздействия измеряется уже в показателях повышенной токсичности и радиоактивности. Собственно, подобные территории изначально рассчитываются под цели захоронения отходов. При этом источники химического загрязнения почвы в данном случае не ограничиваются одной лишь промышленностью. На свалки также свозят бытовые отходы. Например, технические масла, химическую продукцию, остатки стройматериалов, стеклоочистители и растворители, батарейки с аккумуляторами и другие продукты, которые на многие годы делают почвы непригодными для эксплуатации. По крайней мере, это относится к использованию земли в сельскохозяйственных нуждах.
Кислотные дожди
Отдельной группой отходов промышленных предприятий стоит отметить выбросы в атмосферу. В частности оксиды углерода и азота, диоксиды серы и органические летучие соединения формируют условия для последующего выпадения кислотных дождей. Скопление в атмосфере химических соединений приводит к появлению реакций, которые, конечно, мало общего имеют с классическим пониманием дождей, но полностью подходят под определение осадков. Например, кислотные дожди могут проявляться в виде снега, облака, тумана и даже пыли. Главная опасность заключается в последствиях, обусловленных выпадением химически опасных веществ в таких осадках.
Повышенное содержание щелочи в водах, которые переносят кислотный конденсат, не только сокращает эффективность плодородного слоя почвы, но и способствует развитию эрозийных процессов. И это не говоря о том, что прямой контакт выращиваемых растений с кислотными почвами делает их опасными с точки зрения последующего потребления.
Сельское хозяйство как источник загрязнения
Загрязнения в процессе ведения сельскохозяйственной деятельности также распространены. Обычно негативные химические воздействия такого рода происходят в результате неправильного внесения удобрений. Так, нерациональное использование пестицидов при обработке растений осложняет дальнейшее выведение этого вещества из почвы. Однако наибольший вред плодородному покрову наносят хлорорганические компоненты и полихлорпинен, остатки которого задерживаются в земле на 10-15 лет.
Традиционные минеральные элементы удобрений также обеспечивают химическое загрязнение почвы, повышая ее токсичность. Использование медьсодержащих инсектофунгицидов ухудшает плодородные качества земли. Ситуация осложняется, если на такие почвы параллельно воздействуют и пролегающие поблизости автомагистрали, которые также приносят на поля тяжелые металлы.
Коммунальное обслуживание как фактор загрязнения
Помимо специализированных свалок и полигонов с захоронением отходов есть и городские места скопления мусора, канализации и другие объекты коммунальной инфраструктуры, которые также могут воздействовать на состояние почвы. Это могут быть остатки пищевых продуктов, стройматериалы, а также химически активные вещества, используемые в бытовых нуждах. Данный фактор не всегда обуславливает прямое химическое загрязнение почвы, но может воздействовать косвенным образом, не говоря о том, что конечным пунктом вывоза подобных отходов будут те же свалки и полигоны с опасными токсическими отходами.
Естественные процессы химического загрязнения
Выветривание почвы нельзя отнести к непосредственно химическому изменению характеристик почвенного покрова, но в некоторых случаях оно становится причиной эрозии. Это в определенной мере заболевание почвы, при котором наблюдается недостаток влаги в ее структуре. Подобные проблемы возникают именно по причине естественного природного воздействия – ветер переносит частицы грунта, попутно испаряя влагу. Положение усугубляется, если к эрозии добавляются и сельскохозяйственные причины загрязнения почвы в виде перенасыщения солевыми удобрениями. Единственным правильным решением с точки зрения фермера в таких случаях будет регулярное выполнение культивационных работ, а также сбалансированное орошение покрова.
Последствия загрязнений
Ситуации с химическим поражением почвенных слоев различны, как и последствия таких процессов. Наиболее тяжелым является положение с почвами на полигонах захоронения отходов, период восстановления которых может достигать 50-100 лет. Воздействие промышленности и сельского хозяйства также способно обусловить химическое загрязнение почвы, последствия которого обернутся невозможностью целевого использования плодородного покрова. Помогают в этом случае дополнительные меры по восстановлению характеристик земли, но перед этим специалисты производят оценку загрязненности.
Оценки уровня химических загрязнений
Анализ загрязнений применяется с целью нормирования характеристик почвы с поправкой на эксплуатационные требования. Среди показателей, используемых для оценки химического поражения почв, в качестве главного можно выделить коэффициент концентрации вредных веществ. При этом используются разные методики определения фитотоксичности. Например, химическое загрязнение среды, с которой взаимодействует почва, может быть оценено по характеристикам выращиваемых в данной местности растений. Для этого набор базовых и нормальных свойств почвы сравнивается с характеристиками исследуемого грунта. Таким образом выявляются отклонения в составе почвы, после чего специалисты определяют перечень мер для стимуляции восстановления покрова.
Мероприятия по охране почвы от загрязнений
Природоохранные нормативы предусматривают специальные положения, которые регулируют правила эксплуатации земель, предназначенных для сельскохозяйственного использования, высаживания лесных массивов, организации рекреационных и заповедных зон. Экологические и санитарно-гигиенические правила использования таких объектов строго ограничивают деятельность промышленных предприятий и жестко регулируют работу агротехнических организаций в границах своего района. Общие мероприятия по охране почвы ориентируются и на сегмент транспортного обслуживания, который в немалой степени влияет на состояние атмосферы. В целях восстановления почвенных покровов используются гидротехнические операции с поливом или ограничением грунтовых вод, культивация земель, а также средства борьбы с эрозийными процессами.
Заключение
В отличие от других сред экосистемы земля обладает довольно сильными механизмами самоочищения от проникающих в ее структуру загрязнений. Как показывают эксперименты, постоянное загрязнение почвы химическими веществами в виде углеводородов может быть даже полезным. Несмотря на вредоносность подобных элементов, они ускоряют процессы детоксикации, что способствует восстановлению экологического состояния земли.
В немалой степени эффективность внутренней борьбы почвы с негативными факторами токсичности обеспечивают и растения. Например, некоторые виды сельскохозяйственных культур аккумулируют трудноусваиваемые элементы.
Почвенная экосистема
Важным этапом в развитии биосферы явилось возникновение такой ее части, как почвенный покров. С образованием достаточно развитого почвенного покрова биосфера - становится целостной завершенной системой, все части которой тесно взаимосвязаны и зависят друг от друга.
Значение почвы
Почвенный покров является важнейшим природным образованием. Его роль в жизни общества определяется тем, что почва представляет собой основной источник продовольствия, обеспечивающий 95-97% продовольственных ресурсов для населения планеты. Площадь земельных ресурсов мира составляет 129 млн. км2 или 86,5% площади суши. Пашня и многолетние насаждения в составе сельскохозяйственных угодий занимают около 15 млн. км2 (10% суши), сенокосы и пастбища- 37,4 млн. км2 (25% суши). Общая пахотнопригодность земель оценивается различными исследователями по-разному: от 25 до 32 млн. км2.
Представления о почве, как о самостоятельном природном теле с особыми свойствами появились лишь в конце XIX в., благодаря В. В. Докучаеву, - основоположнику современного почвоведения. Он создал учение о зонах природы, почвенных зонах, факторах почвообразования.
Жилые дома и коммунально-бытовые предприятия
Это различные остатки пищевых продуктов; обломки стройматериалов; отходы, оставшиеся после проведения ремонтных работ и т. д. Всё это вывозится на свалки, которые стали бичом нашего времени. Простое сжигание этих отходов на свалках приводит к двойной проблеме: во-первых, происходит засорение огромных территорий, а во-вторых, почва пропитывается ядовитыми веществами, образующимися в результате горения.
Загрязнение почвы химическими веществами и его последствия
Техногенная интенсификация производства способствует загрязнению и дегумификации, вторичному засолению, эрозии почвы.
К веществам, всегда имеющимся в почве, но концентрация которых может возрастать в результате деятельности человека, относятся металлы, пестициды. Из металлов в почве часто обнаруживают избыточные концентрации свинца, ртути, кадмия, меди и др. Повышенное содержание свинца может быть вызвано атмосферной эмиссией (поглощение из атмосферы) за счет выхлопных газов автомобилей, в результате внесения компостных удобрений и 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). Мышьяк содержится во многих естественных почвах в концентрации 10 млн.-1, однако его концентрация может увеличиться в 50 раз за счет применения для протравы семян арсената свинца. Ртуть в обычных почвах содержится в количестве от 90 до 250 г/га; за счет протравливания она может ежегодно добавляться в количестве около 5 г/га; примерно такое же количество попадает в почву с дождем. Дополнительные загрязнения возможны при внесении в почву удобрений, компостов и с дождевой водой.
Для уничтожения вредителей изобретены тысячи химикатов. Их называют пестицидами, а в зависимости от группы организмов, на которые они действуют, их делят на инсектициды (убивают насекомых), родентициды (уничтожают грызунов), фунгициды (уничтожают грибы). Однако ни один из этих химикатов не обладает абсолютной избирательностью в отношении организмов, против которых он разработан, и представляет угрозу также для других, организмов, в том числе и для людей.
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. Экологически значительно целесообразнее для борьбы с сельскохозяйственными вредителями использовать природные или биологические методы.
Существуют четыре основных категорий биологических методов борьбы с вредителями:
а) с помощью естественных врагов;
б) генетические методы;
в) использование стерильных самцов;
г) с помощью природных химических соединений
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.
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.
За 1983-1991 гг. плотность атмосферных выпаданий фторидов вокруг Братского алюминиевого завода увеличилась в 1,5 раза, а вокруг Иркутского - в 4 раза. Вблизи Мончегорска почвы загрязнены никелем и кобальтом более чем в 10 раз выше нормы.
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.
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.
Загрязнение почвы пестицидами, ионами тяжелых металлов приводит к загрязнению сельскохозяйственных культур и соответственно пищевых продуктов на их основе.
Так, если зерновые культуры выращивают с высоким естественным содержанием селена, то сера в аминокислотах (цистеин, метионин) замещается селеном. Образовавшиеся "селеновые" аминокислоты могут привести к отравлению животных и человека.
Недостаток молибдена в почве приводит к накоплению в растениях нитратов; в присутствии природных вторичных аминов начинается последовательность реакций, которые могут инициировать у теплокровных животных развитие раковых заболеваний.
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.
Антропогенное вмешательство может влиять на повышение концентрации природных веществ или вносить новые, посторонние для окружающей среды вещества, такие, как пестициды, ионы тяжелых металлов. Поэтому концентрация этих веществ (ксенобиотиков) должна определяться как в объектах окружающей среды (почве, воде, воздухе), так и в пищевых продуктах. Предельно допустимые нормы на присутствие остатков пестицидов в продуктах питания различны в разных странах и зависят от характера экономики (импорта-экспорта продовольствия), а также от привычной структуры питания населения.
Земельные ресурсы Москвы подвержены загрязнению и захламлению. Для характеристики загрязнения почвы введен суммарный показатель загрязнения почвы (СПЗ): при СПЗ < 15 у.е. почва не опасна для здоровья населения; при СПЗ 16-32 у.е. - приводит к некоторому заболеванию детей. На 25% площади Москвы СПЗ > 32 у.е. (32-128 у.е.). При СПЗ > 128 у.е. очень часто болеют взрослые и дети, и особенно сильно уровень СПЗ отражается на репродуктивной функции женщин.
В результате хозяйственной деятельности человека наибольшему загрязнению подвергается самый верхний слой литосферы. Различают загрязнение почвы и подпочвы.
Загрязнение подпочвы представляет собой поступление в толщу коренных пород антропогенных загрязнителей. Обычно оно идет в ходе вертикального водного стока. С точки зрения загрязнения подпочвы особенно опасно закачивать и захоранивать промышленные отходы в глубинах земли.
Загрязнение почвы - привнесение и возникновение в почвах новых, обычно нехарактерных для нее физических, химических или биологических агентов или превышение естественного среднемноголетнего уровня концентрации перечисленных агентов. Загрязнение почвы меняет ход почвообразовательного процесса, нередко его тормозит, резко снижает урожаи, вызывает накопление загрязнителей в растениях, из которых эти загрязнения прямо или косвенно (по трофическим цепям) попадают в организм человека. Загрязнение почвы приводит к ослаблению самоочищения почв от болезнетворных и других нежелательных организмов, что создает опасность микробиологического загрязнения и возникновение заболеваний. Например, в незагрязненных почвах возбудители дизентерии, тифа сохраняются в течение 2 - 3 суток, а при ослаблении самоочищения почв в результате их загрязнения эти возбудители болезней сохраняются несколько месяцев.
В основном загрязнение почвы может осуществляться четырьмя путями. Это осаждение и попадание в почву пылевых и газовых аэрозолей из выбросов предприятий. Распространение и концентрация вредных веществ в почве будет зависеть от рельефа местности, розы ветров, дисперсности ингредиентов, плотности вещества, высоты выбросов и т.д.
Второй путь загрязнения почвы - это спуск сточных вод в открытые водоемы, воды которых используется для полива полей.
Третий путь загрязнения почвы - прямое использование сточных вод предприятий для орошения полей.
Четвертый путь загрязнений - это вывоз отбросов и отходов за пределы населенных пунктов и городов на неправильно подготовленные кладбища, могильники, свалки, полигоны. Вредные вещества, накопившиеся в поверхностном слое почвы, могут служить источником вторичного загрязнения воздуха, воды открытых водоемов и почвы.
Основными источниками загрязнения почв являются следующие:
1. Жилые дома и бытовые предприятия. Они загрязняют почву бытовым мусором, отходами отопительных систем, пищевыми отходами, строительным мусором, мусором, образующимся в учреждениях, больницах, столовых и т.д.
2. Промышленные предприятия. Загрязнители, поступающие в почву от промышленных предприятий, весьма разнообразны и определяются профилем предприятий. Например, металлургические заводы загрязняют почву солями тяжелых и цветных металлов, машиностроительные - отходами металлов, пластмасс, шлаками, осадками, тяжелыми металлами, цианидами.
3. Теплоэнергетика. Объекты теплоэнергетики вносят в почву массу шлаков, сажи, золы, оксидов серы, которые, выделяясь с дымовыми газами, в конечном счете оказываются в почве.
5. Транспорт. При работе двигателей автотранспорта на почву оседают свинец, углеводороды, сажа, оксиды азота. Например, один грузовой автомобиль выделяет 2 -3кг свинца в год.
Значительный вред почвам наносят загрязнения тяжелыми металлами. Особую опасность представляют такие металлы, как ртуть, кадмий, никель, свинец, мышьяк, цинк. Одним из самых опасных токсичных веществ (канцерогенов), попадающих в почву с отходами промышленного производства, является ртуть. Изучение миграции соединений ртути показывает, что верхние слои нормально развитых почв обладают очень высокой сорбционной способностью и вымывание ртути из них незначительно. Другим канцерогеном, губительно влияющим на все живые организмы (в том числе и почвенные), является свинец. Существуют естественные и антропогенные источники поступления свинца в почву.
Естественные источники - это в основном продукты выветривания горных пород. Мощность антропогенного поступления свинца составляет 2,0 10 4 т/год. К числу наиболее важных антропогенных источников поступления свинца в воздух, а из него в почву относятся следующие: сгорание этилированного бензина и других видов топлива, ядохимикаты различного назначения.
С постоянным расширением ассортимента и увеличением количества используемых средств химизации сельскохозяйственного производства возрастает опасность глобального загрязнения атмосферы. Пестициды - биологически активные вещества оказывают многообразное, часто отрицательное влияние на окружающую среду. Одним из наиболее важных свойств, обуславливающих миграцию пестицидов, является их сравнительно низкая растворимость. Одним из показателей поведения пестицидов в почве и в других природных системах является скорость и характер изменения их концентрации во времени. Уменьшение содержания препаратов в почве и растениях со временем выражается периодом полураспада вещества. Значение этого показателя определяется временем, необходимым для того, чтобы пестицид потерял не менее 95% своей активности при нормальных условиях и обычной интенсивности применения.
Основными путями загрязнения пищевых продуктов являются поглощение и накопление пестицидов растениями. Единого мнения о путях проникновения пестицидов в растения нет. Интенсивность поглощения пестицидов растениями может определяться типом почвы. Чем выше сорбционная способность почв, тем меньше пестицидов поглощается растениями. Усвоение пестицидов растениями зависит также от типа самой культуры, строения и свойств пестицида. При выборе пестицида должен быть решен вопрос нормирования остаточных количеств препаратов в продуктах питания.
Искусственное внесение в почву различных веществ в качестве удобрений должно осуществляться очень осторожно и требует всесторонней качественной оценки. Рассмотрим только один пример, когда недоучет какого-либо фактора может привести к глобальным катастрофам. В настоящее время для повышения урожайности широко используется в качестве удобрения хлористый калий (КСl). А калий состоит из двух изотопов, один из которых, калий-40, является радиоактивным. Правда, содержание его во всем калии не выше одной сотой доли процента. Без всесторонней оценки кажется, что радиоактивного калия очень мало, все требуемые параметры, в том числе и ПДК, учтены и данное удобрение можно применять в широких масштабах. Но рассмотрим эту проблему более глубоко, с точки зрения влияния радиоактивности на наши будущие поколения. Только в нашей стране ежегодно вносят в почву 6 млн. т. удобрений, в которых содержится 4,5 млн. кюри радиоактивного калия. Если бы период полураспада был небольшим, то радиоактивность успевала бы рассеиваться, как это наблюдается у короткоживущих изотопов. Тогда такой радиоактивный распад не влиял бы в будущем на здоровье будущих поколений. Но у калия-40 период полураспада равен 1,3 миллиарда лет, его радиоактивность практически не рассеивается, а, наоборот, в связи с ежегодным «удобрением» возрастает вдвое. Применение таких удобрений может привести со временем к нарушению равновесия и глобальным изменениям даже в животном и растительном мире. Поэтому одной из важнейших задач является нормирование применения химических веществ, попадающих в почву, и всесторонняя оценка влияния их на организм по звеньям биологической цепи.
Самоочищение почв протекает очень медленно, можно сказать, что практически самоочищение почв не происходит, поэтому вредные веществ, внесенные в почву, в ней накапливаются, переходят в растения и движутся по трофическим цепям, конечным звеном которых часто является человек.
Почва представляет собой основной источник продовольствия, обеспечивающее 95-97% продовольственных ресурсов для населения планеты. Площадь земельных ресурсов мира составляет 129 млн.кв.км, или 86,5% площади суши. Пашня и многолетние насаждения в составе сельскохозяйственных угодий занимают около 10% суши, луга и пастбища – 25% суши. Плодородием почвы и климатическими условиями определяются возможность существования и развития экологических систем на Земле. К сожалению, из-за неправильной эксплуатации ежегодно теряется некоторая часть плодородных земель. Так, за последнее столетие в результате ускорения эрозии потеряно 2 млрд. гектаров плодородных земель, что составляет 27% от общей площади земель, используемых для сельского хозяйства.
Источники загрязнения почвы.
Источники загрязнение почвы могут быть классифицированы следующим образом:
- Промышленные предприятия.
- Транспорт.
- Сельское хозяйство.
- Жилые дома и коммунально-бытовые предприятия.
В составе загрязняющих веществ этой категории источников преобладают бытовой мусор, пищевые отходы, строительный мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода и т.п. Все это собирается и вывозится на свалки. Для крупных городов сбор и уничтожение бытового мусора на свалках превратили в трудноразрешимую проблему. Простое сжигание мусора на городских свалках сопровождается выделением ядовитых веществ. При сжигании таких предметов, например, хлорсодержащих полимеров, образуются сильно токсичные вещества - диоксиды. Несмотря на это, в последние годы разрабатываются способы уничтожения бытового мусора сжигания. Перспективным способом считается сжигание такого мусора над горячими расплавами металлов.
Промышленные предприятия.
Машиностроительная промышленность выбрасывает в окружающую природную среду цианиды, соединения мышьяка, бериллия; при производстве пластмасс и искусственных волокон образуются отходы, содержащие фенол, бензол, стирол; при производстве синтетических каучуков в почву попадают отходы катализаторов, некондиционные полимерные сгустки; при производстве резиновых изделий в окружающую среду поступают пылевидные ингредиенты, сажа, которые оседают на почву и растения, отходы резино-текстильных и резиновых деталей, а при эксплуатации шин – изношенные и вышедшие из строя покрышки, автокамеры и ободные ленты. Хранение и утилизация изношенных шин в настоящее время являются еще нерешенными проблемами, так как при этом часто происходит сильные пожары, которые очень трудно тушить. Степень утилизации изношенных шин не превышает 30% от общего их объема.
Транспорт.
При работе двигателей внутреннего сгорания интенсивно выделяются оксиды азота, свинец, углеводороды, оксид углерода, сажа и другие вещества, оседающие на поверхность земли или поглощаемые растениями. В последнем случае эти вещества также попадают в почву и вовлекаются в круговорот, связанный с пищевыми цепями.
Сельское хозяйство.
Загрязнение почвы в сельском хозяйстве происходит вследствие внесения огромных количеств минеральных удобрений и ядохимикатов. Известно, что в составе некоторых ядохимикатов содержится ртуть.
Рассмотрим более подробно загрязнение почвы тяжелыми металлами и ядохимикатами.
Загрязнение почвы тяжелыми металлами.
Тяжелыми металлами называют цветные металлы, плотность которых больше плотности железа. К ним относятся свинец, медь, цинк, никель, кадмий, кобальт, хром, ртуть.
Тяжелые металлы накапливаются в почве и способствуют постепенному изменению ее химического состава, нарушению жизнедеятельности растений и живых организмов
Установлено, что ртуть в почву поступает с некоторыми пестицидами, бытовыми отходами и вышедшими из строя измерительными приборами. Суммарные неконтролируемые выбросы ртути составляют 4-5000 тон в год. Предельно допустимая концентрация ртути в почве составляет 2,1 мг/кг.
Загрязнение почвы и растений свинцом вдоль автомобильных дорог распространяется на расстояние до 200 метров. Предельно допустимая концентрация свинца в почве = 32 мг/кг.. В промышленных районах содержание свинца в почве в 25-27 раз больше, чем в сельскохозяйственных.
Загрязнение почвы медью и цинком ежегодно составляет 35 и 27 кг/км соответственно. Повышение концентраций этих металлов в почве приводит к замедлению роста растений и снижению урожайности сельскохозяйственных культур.
Большую опасность для человека представляет накопление в почве кадмия. В природе кадмий находится в почве и в воде, а также в тканях растений.
Загрязнение почвы при захоронении радиоактивных отходов.
В процессе ядерной реакции на атомных электростанциях лишь 0,5-1,5% ядерного топлива превращается в тепловую энергию, а остальная часть(98,5-99,5%) выгружается из атомных реакторов в виде отходов. Эти отходы представляют собой радиоактивные продукты расщепления урана - плутоний, цезий, стронций и другие. Если учитывать, что загрузка ядерного топлива в реакторе составляет 180 т, то утилизация и захоронение отработанного ядерного топлива представляют собой труднорешимую проблему.
Ежегодно в мире при производстве электроэнергии на атомных электростанциях образуется около 200000 куб.м. радиоактивных отходов с низкой и промежуточной активностью и 10000 куб.м. высокоактивных отходов и отработанного ядерного топлива. Проблема транспортировки радиоактивных отходов особенно актуальна для России.
Разработка пестицидов безопасных для пищевой цепи.
Основная опасность пестицидов как загрязнителей почвы обусловлена их высокой стабильностью в окружающей среде, что способствует их накоплению в пищевых цепях.
Для устранения этого недостатка в последние годы разрабатываются новые, экологически безопасные пестициды.
Например, гербицид глифосат в почве полностью разлагается с образованием фосфорной кислоты, углекислого газа и воды. Некоторые пестициды выпускаются в виде индивидуальных оптических изомеров, что позволяет повысить их эффективность в два раза.
Разработка одного высокоэффективного и экологически безопасного пестицида обходится в 150 млн. долларов. Так как для этого синтезируют сотни тысяч препаратов, а среди них выбирают лишь один наиболее приемлемый. В то же время такие затраты на разработку новых пестицидов окупается высокими урожаями сельскохозяйственных культур, уменьшением загрязнения почвы, сохранением здоровья населения страны и увеличением средней продолжительности жизни людей. В отличие от высокоразвитых стран мира. В Российской Федерации применение пестицидов составляет примерно 4% от мирового потребления.
Способы обезвреживания, утилизация и ликвидации твердых бытовых отходов.
Ориентировочный состав ТБО городов Российской Федерации включают следующие компоненты (% мас.): пищевые отходы – 33-43; бумага и картон – 20-30; стекло -5-7; текстиль 3-5; пластмасса – 2-5; кожа и резина – 2-4; черный металл – 2-3,5; дерево – 1,5-3; камни – 1-3; кости – 0,5-2; цветные металлы – 0,5-0,8; прочие – 1-2.
В настоящее время известны следующие способы обезвреживания, утилизации и ликвидации ТБО:
- складирование на полигоне;
- аэробное биотермическое компостирование;
- сжигание на специальных мусоросжигательных заводах.
Выбор способа определяется с учетом экологических, экономических, ландшафтных, земельных и других факторов.
Самоочищение почвы.
Почва относится к трехфазным системам, однако физико-химические процессы, протекающие в почве, чрезвычайно замедлены, и растворенные в почве воздух и вода не оказывают существенного ускоряющего воздействия на протекание этих процессов. Поэтому самоочищение почвы, по сравнению с самоочищением атмосферы и гидросферы, происходит очень медленно. По интенсивности самоочищения эти компоненты биосферы располагаются в следующей последовательности:
Атмосфера – гидросфера – литосфера.
В результате вредные вещества в почве постепенно накапливаются, со временем становятся угрозой для человека.
Самоочищение почвы в основном может произойти только при загрязнении органическими отходами, которые подвергаются биохимическому окислению микроорганизмами. В то же время тяжелые металлы и их соли постепенно накапливаются в почве и могут лишь опустить в более глубокие слои. Однако при глубокой вспашке почвы они снова могут оказаться на поверхности и попасть в трофическую цепь.
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 ее качества.
Вывод.
Почва - колоссальное природное богатство, обеспечивающее человека продуктами питания, животных - кормами, а промышленность сырьем. Веками и тысячелетиями создавалась она. Чтобы правильно использовать почву, надо знать, как она образовывалась, ее строение состав и свойства. Почва обладает особым свойством - плодородием, она служит основой сельского хозяйства всех стран. Почва при правильной эксплуатации не только не теряет своих свойств, но и улучшает их, становится более плодороднее. Однако ценность почвы определяется не только ее хозяйственной значимостью для сельского, лесного и других отраслей народного хозяйства; она определяется также незаменимой экологической ролью почвы как важнейшего компонента всех наземных биоценозов и биосферы земли в целом. Через почвенный покров земли идут многочисленные экологические связи всех живущих на земле организмов (в том числе и человека) с литосферой, гидросферой и атмосферой. Из всего выше сказанного ясно, как велики и разнообразны роль и значение почвы в народном хозяйстве и вообще в жизни человеческого общества. Так что охрана почв и их рациональное использование, является одной из важнейших задач всего человечества!
Согласно международной экспертизе ВОЗ, загрязнителями грунта принято считать любые химические компоненты, отходы биологического производства, продукты жизнедеятельности, а также вредоносные биологические организмы, которые накапливаются в нехарактерном для их обитания месте, в нехарактерном количестве и оказывают патогенное или атипичное воздействие на почву или окружающую среду.
Загрязнителем почвы является любое химическое или биологическое вещество, которое тем или иным образом негативно влияет на организм человека или любого другого проживающего/произрастающего на ней организма. Важно учесть, что загрязнение почвы приводит не только к ухудшению биологических процессов в организме человека или другого живого существа, но и негативным образом сказывается на атмосфере и качестве грунтовых вод.
Основные источники загрязнения почвы
Основных источников загрязнения почвы может быть несколько:
Виды загрязнения почвы и их особенности
Все основные виды загрязнений, которые зарегистрированы и признаны опасными на сегодняшний день можно условно разделить на две большие группы:- Биологические загрязнители почвы. К этой группе относятся все отходы биологической деятельности человека, животных, а также гнилые растения, группы грибков, бактерий, вирусов, гельминтов и многие др.
- Химические загрязнители. К этой группе относятся все инородные и неестественные для природы вещества и организмы, которые при большом скапливании в грунте вызывают мутации и нарушения.
Химические загрязнители в свою очередь бывают двух типов:
- Химические вещества, которые были внесены в почву намеренно. К ним относятся преимущественно продукты сельскохозяйственной деятельности: стимуляторы роста для растений, удобрения химического склада, пестициды, различные разрыхлители почвы, вещества для реструктуризации грунта.
- Химические вещества, которые были внесены в почву ненамеренным путем. Преимущественно являются результатом испарений или продуктами распада при промышленной деятельности нефтеперерабатывающих фабрик, заводов металлургии, машиностроения и др.
Какие выделяют степени загрязнения?
В процессе решения проблемы эксперты изначально должны выполнить несколько необходимых действий. Изначально почву, которая считается потенциально загрязненной, проверяют на наличие вредоносных веществ биологического и химического характера, анализируют соотношение загрязняющих и полезных природных веществ. Также производится проверка наличия в почве инородных организмов согласно регламентируемым нормам. На втором этапе изучения загрязненной почвы специалисты-экологи должны оценить масштабы загрязнения и определить источник попадания в почву вредоносных веществ.Позвоните сейчас и получите бесплатную консультацию специалиста
Степень загрязнения почвы и влияние вредоносных веществ могут зависеть от нескольких факторов:
1) Загрязнение почвы и интенсивность распространения вредоносных веществ определяется характеристиками грунта. На быстрое загрязнение влияет способность грунта впитывать химические или биологические вещества.
2) Природа загрязняющих веществ тоже прямым образов влияет на скорость и степень заражения почвы. В зависимости от структуры веществ-загрязнителей, их летучести или растворимости в воде загрязнение может быть слабого или особо острого характера.
3) На степень заражения грунта прямым образом влияют климатические и погодные условия в определенной местности. В зависимости от количества осадков, силы ветра или влажности воздуха загрязнение может распространяться быстрее или наоборот медленнее пропитывать грунт.
4) Уровень загрязнения также зависит от наличия грунтовых вод на проверяемой территории, а также количества зеленых насаждений и биологических организмов, которые способствуют быстрому распространению загрязняющих веществ по местности.
5) На скорость и характер загрязнения прямым образом влияют параметры грунта, которые регулируют процессы деградации, расщепления и ферментации биологических или химических элементов. В зависимости от содержания в грунте полезных биологических элементов и минералов заражение может происходить в медленном или ускоренном темпе.
Независимо от степени заражения, любые накапливаемые в почве инородные вещества, которые признаны опасными для человеческого организма, могут приводить к мутациям и необратимым последствиям. Максимально опасными среди загрязнителей считаются токсичные вещества, поскольку они приводят к развитию аллергии, бактериальным реакциям в организме, инфекциям.
Вторым немаловажным фактором, который учитывается при загрязнении, считается характер поведения загрязняющих веществ в атмосфере. В зависимости от того, насколько быстро загрязняющие элементы перемещаются в воздухе, просачиваются в грунтовые воды или впитываются живыми организмами, зараженной почве присуждают ту или иную степень загрязнения.
Как устранить и избежать загрязнения почвы?
На сегодняшний день экологическое сообщество бьет мировую тревогу и призывает граждан всех стран особенно тщательно следить за экологическим состоянием грунта и атмосферы и по возможности устранять все патогенные факторы. Последние несколько десятков лет привели к тому, что практически треть грунта планеты относят к среднему или острому уровню загрязнения. Результатом этого является выпадение кислотных дождей, загрязнение воздуха, развитие многих новых инфекций и заболеваний, лекарств от которых еще не изобретено.Особенно опасными и вредоносными для грунта считаются бытовые отходы человека, поскольку они не разлагаются в почве и могут накапливаться на поверхности на протяжении многих десятков лет, делая ее тем самым непригодной для дальнейшей эксплуатации.
Избавиться от бытового мусора и очистить грунт от загрязняющих факторов можно следующим образом:
1) Прежде чем утилизировать вещества, стоит обратить внимание на их токсичность и учитывать это при выборе места и способа утилизации.
2) Следует постоянно следить за временем хранения мусора и утилизировать его при первой возможности согласно регламентированным нормам и предписаниям.
3) Важно также помнить о безопасности и надежности транспортировки мусора. Особенно это важно учитывать при транспортировке токсичных отходов и отходов химического производства.
4) Для минимизации загрязнения весь мусор стоит предварительно распределять на тот, который подлежит утилизации, и тот, который можно в дальнейшем переработать.
5) Важно также постоянно следить за объектами, в которых захоронены или утилизированы опасные для окружающей среды продукты производства. Особенно важно следить за надежностью объектов захоронения токсичных веществ.
Поиск источников загрязнения почвы в "ЭкоТестЭкспресс"
Лаборатория "ЭкоТестЭкспресс" предоставляет современные услуги по на наличие загрязняющих веществ химического или биологического характера, а также помощь и советы по очистке и обеззараживанию почвы для дальнейшей безопасной ее эксплуатации.
Оставить заявку на выявление источников загрязнения почвы можно с помощью формы ниже.
