Чем вредны химикаты для почвы

Чем опасна «химия» для почв?

О вреде пестицидов, чрезмерном использовании химии, вреде на почву и производимую продукцию написано и сказано многое. Но фермеры все же продолжают использовать пестициды и химикаты. О том, как минимизировать вред от их использования и чем они опасны, рассказала корреспонденту «КазахЗерно.kz» кандидат сельскохозяйственных наук, заведующая отделом разработки новых технологий ТОО «Казахский Научно-исследовательский институт почвоведения и агрохимии им. У. Успанова» Людмила Колесникова.

— В Казахстане уже не первый год ведется активная работа с фермерами по вопросам использования вместо ядохимикатов биопрепаратов. Однако, далеко не все фермеры перешли или собираются переходить на биопрепараты и пользуются традиционными химическими удобрениями и ядохимикатами. Расскажите, как использование химии влияет на почву? В чем опасность?

— Применение минеральных удобрений, несомненно повышает урожайность, но неумеренное использование может привести к снижению плодородности, усилению вреда после воздействия пестицидов, загрязнению земли и воздуха, выбросу парниковых газов, при этом наносится вред окружающей среде и здоровью человека. Использование химических препаратов может иметь неблагоприятные последствия для рек и водоемов, так как избыток составляющих такой продукции практически всегда со сточными водами попадает в природные водные источники.

Нитраты, которые являются компонентами удобрений (натриевая, кальциевая, калиевая и аммиачная селитра) в окружающей среде могут синтезировать нитрозосоединения. Большинство из них имеют мутагенные и канцерогенные свойства. При большом содержании нитратов в зеленой массе растений нитрозосоединения могут синтезироваться и попадать в почву с органикой. Они являются сильными химическими канцерогенами. Некоторые нитроз соединения проникают в организм плода при беременности.

Чем опасна «химия» для почв?
Людмила Колесникова
— Значительную роль в загрязнении почвы играют фосфатные удобрения…

— Фосфаты малоподвижны, только 2% их вымывается из пахотного слоя. Поэтому при чрезмерном применении фосфатных удобрений они накапливаются в почве в таком количестве, которое способно тормозить процессы ее самоочищения.

— Как ведут себя минеральные удобрения?

— Минеральные удобрения содержат соли и другие соединения, не поглощающиеся растениями, а накапливающиеся в грунте. Эти соединения могут изменять химический состав почвы, нарушая баланс, который потом приходится восстанавливать. Минеральные вещества перемещаются в земле при помощи влаги, причем в легких песчаных почвах их движение быстрее, чем в тяжелых. При недостаточном увлажнении, усваиваемость удобрений растениями снижается. В почвах может происходить более 30 различных химических реакций и процессов. Часть из них имеет общий характер для всех почв, часть присуща только отдельным почвенным типам.

Из-за снижения доли органики, химические удобрения могут стать причиной окисления почвы.

Постоянное употребление минеральных препаратов приводит к истощению запасов основных питательных веществ в земле. В результате плоды, выращенные на этих почвах, имеют меньшее содержание витаминов и минералов.

— И все же, какие основные негативные эффекты возникают из-за применения большого количества минеральных удобрений?

— Основные негативные эффекты, возникающие при применении минеральных удобрений: загрязнение верхних слоев почвы потенциально опасными тяжелыми металлами, галогенами, радионуклидами и тому подобное; изменение кислотно-основных свойств почвы при применении минеральных удобрений; влияние на биологическую активность почвы; активизация процессов миграции токсичных и биогенных элементов в горизонтальном и вертикальном направлениях. Изменения, происходящие в почве, вызывают определенные нарушения в смежных компонентах агроэкосистемы. Через почву минеральные удобрения косвенно влияют на физиологические процессы в растениях, становится причиной ухудшения их гигиенического качества.

— А что можете сказать про пестициды и средства борьбы с сорняками и вредителями?

— Сорняки и вредители наносят огромный вред сельскому хозяйству, ежегодные потери во всем мире от сорняков и вредителей составляют 34 %. Они снижают качество продукции, а в отдельных случаях могут полностью уничтожить урожай.

Пестициды также наиболее часто применяемые и агрессивные препараты. А переход все большего числа фермеров на систему no-till (нулевая обработка земли, без вспашки) количество применения ядохимикатов при возделывании сельскохозяйственных культур будет расти.

Почва — это сложная, комплексная система, включающая в себя не только неживые компоненты, но и различные органические, минеральные, химические вещества и живые микроорганизмы. В состав живой фазы почвы входят разнообразные микроорганизмы (бактерии, грибы, актиномицеты, водоросли), почвенная микро- и мезофауна (простейшие, насекомые, черви и т. д.), корневые системы зеленых растений, которые помимо всего прочего служат важнейшим фактором почвообразования. По сути, почва живой организм.

Уничтожение вредителей разрушает сложные экологические системы и способствует гибели многих животных. Некоторые ядохимикаты постепенно накапливаются по трофическим цепям и, поступая с продуктами питания в организм человека, могут вызывать опасные заболевания. Некоторые биоциды воздействуют на генетический аппарат сильнее, чем радиация.

Попадая в почву, пестициды растворяются в почвенной влаге и переносятся с ней вниз по профилю. Длительность нахождения пестицидов в почве зависит от их состава. Стойкие соединения сохраняются до 10 лет и более.

Мигрируя с природными водами и переносясь ветром, стойкие пестициды распространяются на большие расстояния. Известно, что ничтожные следы пестицидов были обнаружены в атмосферных осадках на просторах океанов, на поверхности ледниковых щитов Гренландии и Антарктиды. В 1972 на территории Швеции с атмосферными осадками выпало ДДТ больше, чем производилось этой стране.

— Как много времени требуется, чтобы после химических препаратов восстановить плодородность почв? Убрать негативный эффект от использования химии? И что необходимо делать?

— Охрана почв от загрязнения пестицидами предусматривает создание возможно менее токсичных и менее стойких соединений. Разрабатываются приемы уменьшения доз без снижения их эффективности. Очень важно сокращение авиационного распыления за счет наземного, а также применение строго выборочной обработки.

Несмотря на принимаемые меры, при обработке полей пестицидами лишь незначительная их часть достигает объекта воздействия. Большая часть накапливается в почвенном покрове и природных водах. Важная задача – ускорить разложение ядохимикатов, распад их на нетоксичные компоненты. Установлено, что многие пестициды разлагаются под воздействием ультрафиолетового облучения, некоторые ядовитые соединения разрушаются в результате гидролиза, однако наиболее активно пестициды разлагаются микроорганизмами.

На продолжительность нахождения ядохимикатов влияют несколько факторов в частности это содержание органики. Как правило, инсектициды дольше сохраняются в почвах с большим содержанием органических веществ.

Чем опасна «химия» для почв?
Людмила Колесникова
Значительное влияние на разложение пестицидов в почве оказывают температура и влажность. Так, линдан быстрее разлагается в сухой почве, чем во влажной, тогда как алдрин дольше удерживается в сухой почве. Фосфороргаиические препараты в сухой почве сохраняются дольше, чем во влажной.

Уменьшению их остаточных количеств способствует солнечный свет и ультрафиолетовое облучение почвы.

Устойчивость пестицидов в почве зависит также от применяемой агротехники и покровных культур.

Существенное влияние на устойчивость пестицидов в почве оказывают способ внесения и форма применения препарата. Дольше сохраняются в почве гранулированные препараты.

Разложение фосфорорганических инсектицидов в значительной мере происходит в результате деятельности микроорганизмов почвы. В почвах, бедных микроорганизмами, они сохраняются значительно дольше. Аналогичное явление установлено в отношении ДДТ.

Установлено, что многие пестициды разлагаются под воздействием ультрафиолетового облучения, некоторые ядовитые соединения разрушаются в результате гидролиза.

Пестициды действительно опасны для биосферы, однако, и это следует подчеркнуть специально, хотя они и относятся к веществам, наиболее загрязняющим окружающую человека природную среду, их «лидирующее» положение является временным. Разработка более «короткоживущих» препаратов, полностью распадающихся в течение сезона и даже в более короткие сроки, а также веществ, менее токсичных для человека и теплокровных животных, и, наконец, все более и более широкое использование биологических средств защиты растений с неизбежностью «отодвинут» пестициды на более низкий уровень в ранжированном по степени опасности ряду загрязнителей.

— Почему химические препараты становятся менее действенными?

— Главная причина все большего распространения всевозможных заболеваний растений, состоит в том, что вызывающие эти болезни патогенные микроорганизмы и грибы обладают способностью приспосабливаться к неблагоприятным внешним факторам, в том числе и к химикатам. Доказано, что чем выше уровень развития вредителя, тем более развит и гибок механизм его приспосабливаемости и выживания. На верхней ступени эволюции микроорганизмов находятся грибы. Именно этот класс вредителей причиняет растениям особо большие неприятности.

Механизм приспосабливаемости патогенных микроорганизмов к ядохимикатам различен. В каких-то случаях, особенно при малых дозах яда, идут постепенные изменения внутренней структуры клеток вредителя, вследствие которых яд на них просто перестает действовать. Более того, как показали последние очень серьезные и кропотливые научные исследования, в почве патогенные микроорганизмы обретают способность извлекать из состава предназначенных для их уничтожения пестицидов необходимые химические элементы. После этого и без того ядовитые химикаты становятся еще более токсичными и даже мутагенными, только уже не для патогенов, а для растений и человека.

— Чем отличается работа биопрепаратами и химическими? Сколько лет нужно пользоваться только биопрепаратами, чтобы увидеть результат?

— Биопрепараты повышают иммунитет растений, и они растут крепкими и здоровыми. Наши ученые разработали технологию производства весьма дешевого по себестоимости и высокоэффективного жидкого удобрения «БиоЭкогум». Применение его позволяет не только повысить урожай зерновых, овощных и кормовых культур, но и получить экологически чистую продукцию. Причем затраты на его применение крайне низкие, а эффективность в повышении урожайности вышеперечисленных культур — высокая.

Замачивание семян зерновых культур позволяет повысить урожай зерна этих культур на 7-30 %, а одно- и двукратное опрыскивание растений картофеля, кукурузы, овощных и зерновых культур повышало урожай этих культур на 7-20 и более процентов. Причем в большинстве случаев применение «БиоЭкогум» при опрыскивании растений различных сельскохозяйственных культур и применения половинной дозы минеральных удобрений дает такую же прибавку урожая, как и в случае применения одних минеральных удобрений, если они применяются в полной норме. Результаты многочисленных исследований и производственные испытания «БиоЭкогум» в сельскохозяйственных предприятиях показали следующее.

Во-первых, этот препарат дает сравнительно высокую прибавку урожая сельскохозяйственных культур, под которые он применялся в крайне малых дозах.

Во-вторых, себестоимость этого биологического препарата является самой низкой из всех применяемых биопрепаратов органического происхождения, а доход от его применения в виде прибавки урожая получается самым высоким на единицу денежных затрат.

В-третьих, применение этого препарата в сельском хозяйстве позволяет возможность получать экологически чистые продукты питания для человека и корма для животных. Более того, сам препарат не причиняет вреда ни фауне, ни флоре.

Новость на Казах-зерно:
— Можно ли бесконтрольно использовать биопрепараты (превышать дозировки, не соблюдать сроки и тд) и чем это чревато и для растений и для почв?

— Биопрепараты работают с высокой эффективностью. Отрицательный эффект при превышении дозировки невозможен. Биопрепараты не только полезны, но и безопасны для человека и окружающей среды. Это же касается сроков обработки, потому что биопрепараты в основном направлены на профилактику болезней и вредителей. И рекомендованные сроки учитывают периоды наиболее эффективного применения биопрепаратов с учетом биологии сорных растений, возбудителей болезней и вредителей. То есть их активности и уязвимости.

Биоудобрения действуют в трех направлениях: оздоровление почвы, перевод элементов питания из недоступных форм в доступные, питание растений и стимуляция их роста и развития. Рекомендуемые сроки обработки сроки обработки, также учитывают особенности растений. Для зерновых, например, рекомендуется обработка семян, что увеличивает процент взошедших семян и силу роста. Следующая обработка рекомендуется в период закладки вегетативных и генеративных органов (закладка колосков и закладка цветков), то есть в фазу кущения и выхода в трубку. Далее следует период не менее важный — колошение и налив зерна. В этот период растение также необходимо обеспечить питательными веществами, так как при их недостатке происходит отмирание боковых побегов, отмирание нижних листьев и продуктивность фотосинтеза снижается. А все эти факторы влияют на урожайность.

Читайте также: Мой урожай 2020 года

— Почему часть фермеров все еще пользуется химическими препаратами и на рынке их становится все больше?

— Недостаток информации, ограниченный ассортимент и высокая стоимость импортных биопрепаратов.

Южные регионы уже оценили преимущества биопрепаратов, прекрасные результаты были получены на хлопке. Нашим НИИ в Шымкенте был открыт завод по производству биоминеральных удобрений и жидких гуминовых удобрений.

Сейчас мы разработали линейку гуминовых удобрений с учетом требований различных культур.

И все же, использовать ли органические или химически удобрения – решает каждый фермер для себя сам. Однако, спрос на органическую продукцию в мире растет с каждым днем. Европейские фермеры уже отказались от использования химических препаратов. Возможно, скоро и у нас все большее число аграриев станет более осознанно относиться к выбору препаратов.

Источник

Загрязнение почвы химическими веществами: последствия и охрана

Деятельность человека является главной причиной деградации почв. Из-за химического загрязнения почва становится непригодной для выращивания растительных культур. Негативное воздействие на грунт оказывалось всегда, но по оценкам экспертов утрата земель близится к критическим отметкам. Поэтому выбросы химических веществ в грунт и последствия данного процесса являются актуальными экологическими проблемами.

Виды химического загрязнения почв

Есть разные источники загрязнения почвы химическими веществами. Главная задача экологии сводится к минимизации пагубного влияния на земли.

Атмосферный перенос загрязняющих веществ

Это распространенный путь попадания вредных веществ в землю. Посредством атмосферного переноса в грунт попадают тяжелые металлы (свинец, ртуть, кадмий). Эти вещества попадают в атмосферу в составе испарений с производственных и добывающих предприятий, а потом выпадают вместе с осадками на землю. Вместе с жидкостью они проникают в грунтовые воды.

Попадание в грунт вредных веществ происходит при выпадении кислотных дождей. Они провоцируют рост уровня рН почвы и влияют на состав. Такие дожди выпадают в регионах, где расположены предприятия, на которых сжигают большое количество угля и неподалеку от химических и металлургических заводов.

Сельскохозяйственное загрязнение

Каждое сельскохозяйственное предприятие использует химические компоненты при обработке земли либо растущих на ней растений. Побочным явлением обработки является загрязнение почвы ядохимикатами. К ним относятся, в первую очередь, пестициды – средства, применяющиеся для борьбы с вредителями, сорняковыми растениями, с патогенами, вызывающими заболевания у выращиваемых растительных культур.

Эти химикаты не разлагаются и сохраняются в грунте. Пестициды способны попадать в грунтовые воды, влиять на уровень плодородности.

Для улучшения качества почвы при выращивании растительных культур используют удобрения. Они в меньшей степени по сравнению с пестицидами вредят земле, но влияют на грунтовый состав и являются потенциальным источником ядов.

Наземное загрязнение

В отличие от атмосферных выбросов, которые распространяются на расстояния, загрязнение из отвалов крупнотоннажных производств и топливно-энергетических комплексов имеет локальный характер. Отвалы занимают большую площадь, а выбросы химических предприятий опасны для почв.

Отвалы, образующиеся в угольнодобывающих предприятиях, содержат много угля. Он горит с выделением вредных веществ в атмосферу. Горнодобывающие отвалы содержат вредные для почв химические соединения, например пирит.

Отходы и их утилизация

Ответственность за химическое загрязнение почв в России лежит не только на добывающих и перерабатывающих предприятиях. Источником загрязнения выступают и обычные люди, которые ежедневно производят твердые отходы. Огромное количество ТБО, образующийся в процессе потребления продукции – это основной источник загрязнения почв химическими веществами. Такие отходы скапливаются на территории полигонов и свалок, вследствие чего в грунт попадают токсичные вещества, влияющие на плодородность и состав почвы.

Загрязнение нефтью и нефтепродуктами

Этот вид загрязнения считается самым опасным, так как проникающие в почву химические соединения существенно влияют на ее состав и свойства. При этом очистить землю от нефтепродуктов сложно.

Нефть попадает в грунт в основном при разведывательном бурении или непосредственно при добыче ресурса. К негативным последствиям также приводят аварии на нефтедобывающих и перерабатывающих предприятиях, транспортных трубопроводах, утечках на судах, цистернах.

Попадание нефти к грунт приводит к тому, что все живые растения и микроорганизмы гибнут из-за нехватки жидкости. Позже частицы почвы слипаются между собой, окисляются и твердеют, из-за чего земля становится похожей на асфальт. При сильном загрязнении нефтью происходит минерализация, и тогда восстановить грунт нельзя.

Загрязнение почвы радиоактивными веществами

Источниками радиоактивных веществ выступают предприятий ядерно-топливного цикла. Радиоактивные элементы попадают в грунт из негерметичных хранилищ, накопителей. Серьезную опасность представляют аварии на предприятиях, так как из-за попадания в грунт большого количества радиоактивных веществ он утрачивает свои функции на многие годы.

Радиоактивное загрязнение – прямой источник ионизирующего излучения, влияющего на растения, животных и человека. На земле, где повышен уровень радиации, нельзя выращивать пригодные к употреблению растения, так как они по умолчанию будут содержать радиоактивные вещества.

Классификация источников

Основными источниками загрязнения выступают промышленные предприятия и сельскохозяйственная деятельность. Именно эти направления в наибольшей мере влияют на качество грунта. К менее интенсивным источникам вредных веществ относятся выхлопные газы на крупных автомобильных и железнодорожных магистралях. С учетом происхождения выделяют 2 группы источников: агрогенные и техногенные.

Агрогенные

Агрогенное загрязнение возникает при использовании вредных веществ в сельскохозяйственных целях. К числу таких веществ относятся пестициды, минеральные удобрения, отходы органического происхождения, в том числе навоз животных и птичий помет.

Техногенные

Включают загрязнения, вызванные работой промышленных предприятий, заводов, комбинатов, добывающих и перерабатывающих станций. Работа таких предприятий сопровождается привнесением в почву компонентов, которые в норме для нее не свойственны. К данной категории относятся загрязнители в виде радиоактивных отходов, шлама, тяжелых металлов, щелочей и неорганических кислот.

Результат воздействия вредных веществ на почву

Попадание вредных веществ в грунт приводит к его деградации. В результате этого нарушаются почвенные процессы, разрушаются органические и коллоидные части, замедляются микробиологические циклы. Активность растений и микроорганизмов в области загрязнения угнетается.

Плодородность земли, в которую попадают вредные вещества, постепенно падает. Несоответствие гигиеническим критериям оценки указывает на то, что в загрязненном грунте нарушены естественные обменные процессы, из-за чего взращивание полезных культур становится невозможным.

Радиоактивное и химическое загрязнение земель оказывает прямое влияние на экологическую обстановку и здоровье людей, так как большая часть нутриентов в пище получается именно из грунта. Выращенные в загрязненной земле растения – это источники ядовитых веществ, попадающих в организм животных и человека. В результате этого растет частота острых и хронических заболеваний, снижается сопротивляемость инфекциям, растет риск генетических отклонений.

Оценка химического загрязнения почв

Систематический мониторинг почв подверженных загрязнению и агрохимический нконтроль регулярно проводят в регионах, где риск попадания вредных веществ повышен. Данный процесс осуществляется для определения содержания естественных элементов соединений, а также компонентов, не характерных для конкретного типа грунта.

Для агрохимического мониторинга почв необходимо предварительно определить ПДК – предельно допустимых концентраций вредных элементов. Они рассчитываются экспериментальным путем с учетом нескольких показателей вредности. Дальнейшая оценка почв загрязненных химическими веществами предусматривает сопоставление фактических показателей и ПДК.

Показатели химического загрязнения описываются в СанПиН 2.1.7.1287-03 – санитарно-эпидемиологических требованиях к качеству грунтов и почв. В соответствии с этим, вредные вещества делят на 3 группы опасности.

Класс опасности	Химический элемент
I	Ртуть, свинец, мышьяк, кадмий, селен, фтор, цинк
II	Хром, сурьма, мель, никель, бор, кобальт
III	Стронций, марганец, вольфрам, барий, ванадий

При оценке грунтов применяют следующие показатели:

Коэффициент концентрации вредных элементов относительно ПДК.
Коэффициент концентрации относительно фона.
Суммарный показатель загрязнения.

При многокомпонентном загрязнении оценка проводится с учетом содержания самого токсичного вещества с максимальным содержанием в грунте. Земля, которая по стандартам СанПиНа, относится к чрезвычайно опасному уровню, подлежит вывозу и утилизации.

Охрана земель от загрязнения

Для охраны почвы от химического загрязнения применяются разные мероприятия и технологии. Главным профилактическим методом является внедрение архитектурных решений, отделяющих промышленные зоны и земельные участки, обрабатываемые химикатами от ландшафтных территорий. В этих целях создаются санитарно-защитные зоны, вводится нормирование химического загрязнения почв.

Другие мероприятия для защиты грунта от вредных выбросов:

Установка на предприятиях газоочистных и пылеочистных установок, снижающих выброс в атмосферу.
Модернизация технологических процессов на предприятиях.
Реконструкция заводов или отдельных цехов, являющихся источником токсичных веществ в земле.
Очистка грунтовых слоев при помощи промывки, глинования, органических или минеральных удобрений и другими доступными методами нейтрализации вредных компонентов.
Локализация (закрепление) загрязняющего вещества для предотвращения его последующего распространения.

Химическое загрязнение почв в России

Почва считается важнейшим элементом биосферы. В данный момент химических состав земель неоднороден, что связано с неоднородным распространением элементов по территории.

Из-за негативного воздействия на почву, в том числе в сельскохозяйственном секторе, привело к снижению плодородия, истощению земель, засолению и распространению эрозийных процессов. Главным источником признаны пестициды, которые активно использовались в сельскохозяйственной сфере еще в СССР.

Свыше 1 млн Га земель нарушены при добыче полезных ископаемых. Свалки и полигоны, где сбрасываются бытовые и промышленные отходы, занимают 3 млн Га. 50 Га подверглось опустыниванию вследствие техногенных факторов.

По состоянию на 1992 год в России загрязнено 74.3 млн Га почвы. Большая часть из них расположена в непосредственной близости от промышленных предприятий, транспортных магистралей и городов. Ежегодно в почву попадает до 60 млн тонн твердых бытовых отходов.

Таким образом, состояние почвенных ресурсов в России в состоянии, близком к критическому, ввиду чего принимаются меры, направленные на снижение объема вредных выбросов.

Загрязнение почвы – глобальная экологическая проблема, вызванная жизнедеятельностью человека. Несмотря на внедрение новых технологий производства и проведение ремедиации, загрязненность грунтов постоянно растет. Содержание вредных компонентов в земле влияет на все живые организмы, в том числе на людей.