Физические загрязнители почвы таблица

Загрязнение почвы: причины, последствия и пути решения

Источники загрязнения почвы – это химические вещества и микроорганизмы, присутствие которых изменяет физические, химические и биологические свойства почвы, что приводит к снижению плодородия почвы, то есть её полезности. Ухудшение состояния и качества почвы также вызвано чрезмерной эксплуатацией и неправильным ее использованием фермерами.

Типы и источники загрязнения и деградации почв

Загрязнение почвы в России вызывается всеми химическими соединениями, радиоактивными элементами и микроорганизмами, присутствующими в почве в повышенных количествах. Результат –изменения характеристик почвы, что препятствует ее нормальному использованию.

Причины загрязнения почвы отмечаются в следующем:

Газы и пыль, выбрасываемые промышленными предприятиями (химическими, нефтехимическими, цементными, сталелитейными заводами, электростанциями и т. д.);
Твердые и жидкие промышленные и городские отходы;
Химикаты, используемые в сельском хозяйстве (удобрения, химические средства защиты растений);
Выбросы транспортных средств.

Другие факторы, разрушающие почву, – это природные явления, происходящие без вмешательства человека. К ним относятся такие естественные виды загрязнения почвы, как землетрясения, эрозия, засуха, пожары.

Эрозия почвы

Эрозия почвы – это процесс вымывания или растворения поверхностного слоя почвы. Другое определение – перемещение, сортировка и осаждение в другом регионе частиц почвы, вызванное вымыванием поверхностного слоя почвы дождевой или речной водой (водная эрозия) или сдуванием — ветровой эрозией.

Эрозия также может быть вызвана деятельностью человека, а именно:

Неправильно проведенной мелиорацией;
Вырубкой и сжиганием лесов;
Слишком интенсивным выпасом животных;
Ведением интенсивного сельского хозяйства;
Чрезмерной эксплуатацией водных ресурсов.

Все это вместе или по отдельности приводит к постепенному ухудшению качества земли. Когда почва на участке полностью теряет свою потребительскую ценность, происходит ее опустынивание.

Почвы, на которых невозможно выращивание сельскохозяйственных культур, называют мертвыми почвами. В естественных условиях они встречаются:

в непосредственной близости от действующих вулканов;
в пустынных районах;
в промышленных ландшафтах, например, в отвалах.

Нередко этот процесс необратим, сопровождается сильным преобразованием земель. Строительство домов, укладка асфальта, тротуаров, выкапыванием карьеров, все это пример человеческой деятельности, полностью разрушающей определенные элементы окружающей среды.

Химическое загрязнение почвы

Однако наибольшее влияние на нарушение биологического баланса почвы оказывает химическое загрязнение. Его основные источники – промышленность, сельское хозяйство и транспорт. Воздействие этих отраслей человеческой деятельности может привести к усталости почвы, снижению ее плодородия.

В крайних случаях загрязнение приводит к деградации почвы и растительности — опустыниванию. Примером такой деградации является техническое разрушение почвы.

Промышленные предприятия выбрасывают пыль, содержащую тяжелые металлы (например, свинец, ртуть) и газы (например, соединения серы, азота, хлора). Также источником загрязнения являются сырая нефть и ее производные, радиоактивные вещества. Наконец, на загрязнение в значительной степени влияет захоронение промышленных отходов.

Сельское хозяйство и транспорт, как источники загрязнения почвы

Современные сельскохозяйственные технологии также оказывают значительное влияние на химическое загрязнение почв. Причина – химическая обработка сельскохозяйственных культур. Применяются средства защиты растений – пестициды и токсичные компоненты, содержащиеся в удобрениях и средствах для роста растений.

Особенно негативно влияет на качество почв автомобильный транспорт:

Загрязняет почву и растительность выхлопными газами, содержащими соединения свинца и вредные углеводороды;
Отрицательно влияет на состояние почв из-за вышеупомянутой технической деградации почв, вызванной строительством коммуникационных и транспортных путей.

Последствия загрязнения почвы

Загрязнение изменяет состав и состояние почвы химически, физически и биологически. Чрезмерное использование искусственных удобрений и использование средств защиты растений нарушают течение вегетации растений и ухудшают структуру почвы. Это приводит к снижению плодородия почвы, что, в свою очередь, снижает урожайность. Следствием этого является снижение качества пищи и качества кормов для животных.

Основные последствия загрязнения почвы:

Засоление, несоответствующая реакция (подщелачивание или закисление), сопровождающееся вымыванием питательных веществ, особенно калия;
Ухудшение структуры почвы – пересушивание или заиление;
Снижение плодородия почвы в результате изменения ее физических, химических и микробиологических свойств;
Отрицательное влияние загрязнения почвы на развитие растений и организмов на более высоких уровнях пищевой цепи (на животных и человеке).

Химические загрязнители почвы в результате промышленной деятельности могут проникать через сельскохозяйственные культуры, а затем попадать в организмы животных и людей. Они также могут оказывать прямое влияние на загрязнение поверхностных и подземных вод в результате вымывания вредных веществ из почв.

Техническое и химическое загрязнение разрушает экологическую и эстетическую ценность растительного покрова. Химическое воздействие на состояние почвы изменяет ее pH, вызывая закисление. Подкисление почв приводит к угнетению развития микроорганизмов, а под влиянием процессов разложения органических веществ, выделяются ядовитые вещества.

Пути решения загрязнения почвы

Основные пути решения проблемы загрязнения почвы:

Правильное земледелие с использованием преимущественно натуральных удобрений, рациональное использование искусственных удобрений и средств защиты растений;
Предотвращение эрозии – мелиоративные работы, среднеполевые насаждения, облесение пустошей;
Предотвращение загрязнения почвы из муниципальных источников – сокращение количества отходов и надлежащее управление (сортировка отходов, компостирование, сбор опасных отходов), очистка сточных вод;
Ограничение промышленных источников загрязнения почвы – использование современных экологически чистых технологий и правильное обращение с производственными отходами;
Очистка почвы от токсичных веществ и раскисление закисленной почвы;
Для восстановления загрязненных почв предпринимаются сложные, многоступенчатые меры по восстановлению их полезности – рекультивация почв. Но такой территории требуется много лет, чтобы снова образовался слой почвы.

К сожалению, некоторые химические загрязнители могут оставаться в почве веками, и никакая обработка не может этого изменить. Поэтому, чтобы ускорить процесс удаления токсичных веществ из почвы и их реабилитации, загрязненную почву смешивают с чистой.

Источник

Конспект лекции по теме «Загрязнители почвы промышленные и бытовые»

Онлайн-конференция

«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Экологические основы природопользования

Тема: Загрязнители почвы промышленные и бытовые.

2. Тяжелые металлы.

3. Загрязнители почвы.

4. Загрязнение биосферы ядохимикатами.

5. Нарушение природного равновесия экосистем.

Литосфера — верхняя твердая оболочка Земли (почва), включающая земную кору и верхнюю мантию Земли. Почва обладает набором свойств, присущих живой и неживой природе; она образовалась под совместным воздействием гидросферы, атмосферых осадков и мертвых организмов. Основными факторами почвообразования являются время и климатические условия. Так, полоска толщиной 2 см в зависимости от климатических условий создается природой в течение 200—600 лет.

Общая площадь литосферы на Земле составляет 150 млн. км 2 или 29,2 % от общей поверхности планеты, причем только часть всей литосферы составляют пахотные земли, кормящие человечество, остальное занимают: льды, безводные пустыни, редколесье саванны, сухие степи, болота, застроенные земли.

Главной бедой почвенного покрова является эрозия почвы которой связаны 0,9 всех потерь пахотных земель, включая снижение их плодородия. Водная эрозия почвы заключается в размыв _е почвы, смыве ее талыми и дождевыми водами. Ветровая эрози _я возникает при уничтожении растительности на территориях с недостаточным естественным увлажнением. В обоих случаях имеет ся в виду гумусовый (плодородный) горизонт толщиной 15—20 см. Меры по борьбе с эрозией почв предусматривают комплекс агротехнических мероприятий по водозадержанию и водопоглощению.

В почве протекают различные физические, химические и биологические процессы, которые в результате загрязнения нарушаются . Загрязнение почвы связано с загрязнением атмосферы и гидросферы. В почву попадают твердые и жидкие промышленные, сельскохозяйственные и бытовые отходы. Основными загрязняющими веществами являются металлы и их соединения, удобрения и пестициды, радиоактивные отходы . По пищевым цепям эти загрязнения попадают в организм человека, оказывая токсическое, канцерогенное, мутагенное действие, подавляя иммунитет.

2. Тяжелые металлы

Особую биологическую опасность среди загрязняющих веществ представляют тяжелые металлы (ТМ ), к ним относится более 40 химических элементов таблицы Д.И. Менделеева с атомными массами более 50 а.е.м. Здесь следует особо выделить хром, марганец, железо, кобальт, никель, медь, цинк, кадмий, олово, сурьму, теллур, ртуть, галлий, свинец, висмут.

Поступление тяжелых металлов в литосферу вследствие техногенного рассеяния осуществляется разнообразными путями. Важнейшим из них является выброс при высокотемпературных процессах (черная и цветная металлургия, обжиг цементного сырья, сжигание минерального топлива). Кроме того, источником загрязнения биоценозов могут служить орошение водами с повышенным содержанием ТМ, внесение осадков бытовых сточных вод в почвы в качестве удобрения, вторичное загрязнение вследствие выноса ТМ из отвалов рудников или металлургических предприятий водными или воздушными потоками, поступление больших количеств ТМ при постоянном внесении высоких доз органических, минеральных удобрений и пестицидов, содержащих ТМ- 200 .

3. Загрязнители почвы

Основными загрязнителями почвы являются:

1). пестициды, применяемые для борьбы с сорняками, насекомыми и грызунами — вредителями сельскохозяйственных культур. Ежегодное применение пестицидов в сельском хозяйстве в России с 1980 по 1991 г. находилось на одном уровне и составляло примерно 150 тыс. т, а в 1992 г. снизилось до 100 тыс. т; в среднем за последние 50 лет применение пестицидов увеличилось в 10 раз.

Пестициды ( pestis — зараза, разрушение, cide — убивать) — химические препараты для защиты сельскохозяйственной продукции, растений, для уничтожения паразитов у животных, для борьбы с переносчиками опасных заболеваний и т. п. Пестициды, в зависимости от объекта воздействия, подразделяются на:

гербициды — для уничтожения сорной растительности;

инсектициды — для уничтожения вредных насекомых;

зооциды — для борьбы с грызунами;

фунгициды — против возбудителей грибковых заболеваний;

дефолианты — для удаления листьев;

дефлоранты — для удаления цветков.

Пестициды распространяются на больших пространствах, весьма удаленных от мест их применения. Многие из них могут сохраняться в почвах достаточно долго (период полураспада ДДТ в воде оценивается в 10 лет, а для диэлдрина он превышает 20 лет). При использовании даже наименее летучих компонентов более 50% активных веществ в момент воздействия переходят прямо в атмосферу, а для таких пестицидов, как ДДТ и диэлдрин, характерна дистилляция с парами воды на земной поверхности.

Эта часть пестицидов, не достигших растений, подхватывается ветром и осаждается в районах суши или океана, весьма удаленных от зон применения вещества. Они попадают в различные экосистемы, включая океан, пресноводные водоемы, наземные биоценозы и др., в значительных количествах накапливаются в почвах и увеличивают свои концентрации при движении по трофическим цепям.

Пестициды являются единственным загрязнителем, который сознательно вносится человеком в окружающую среду. Они поражают различные компоненты природных экосистем: уменьшают биологическую продуктивность фитоценозов, видовое разнообразие животного мира, снижают численность полезных насекомых и птиц, а в итоге представляют опасность и для самого человека.

2). удобрения — за последние 50 лет применение минеральных удобрений возросло в 43 раза, что привело к загрязнению отдельных компонентов биосферы: почвы, воды, растительного покрова. Из-за этого загрязнения обедняется живое население почвы — снижается численность почвенных животных, водорослей, микроорганизмов. Кроме того, воздействия этого загрязнения могут быть косвенными.

Наиболее безопасными с точки зрения влияния на биосферу являются органические удобрения, хотя их избыточное применение приводит к следующим отрицательным последствиям: загрязнение почвы и сельскохозяйственных растений патогенными микроорганизмами и семенами сорных трав, перенасыщение питательными веществами пахотного слоя удобряемых угодий, загрязнение водоемов стоками с полей, накопление избыточного азота в почве и кормовых структурах, что вызывает нарушение обмена веществ у животных.

3). нефть и продукты нефтепереработки (канцерогенные вещества от автотранспорта). Загрязнение почв нефтью в местах ее добычи, переработки, транспортировки и распределения превышает фоновое в десятки раз.

В почве всегда присутствуют канцерогенные (химические, физические, биологические) вещества, вызывающие опухолевые заболевания у живых организмов, в том числе и раковые;

4). выбросы промышленных предприятий. Почвы вокруг больших городов и крупных предприятий цветной и черной металлургии загрязнены.

5). радиоактивные загрязнители представляют большую угрозу как экосистемам, так и здоровью людей. Их источники — испытания термоядерного оружия, заводы по очистке урановой руды и по переработке ядерного горючего для реакторов, атомные электростанции, места нахождения радиоактивных отходов.

6). бактериальными и биологическими загрязнителями являются различные микроорганизмы, дрожжевые и плесневые грибки, мелкие водоросли и бактерии, в том числе возбудители тифа, паратифа, дизентерии, а также яйца гельминтов, поступающие с выделениями людей и животных.

Загрязнения большей частью содержат около 42% минеральных веществ и до 58% органических.

4. Загрязнение биосферы ядохимикатами

Примером может служить проблема пестицидов (ядохимикатов ). С одной стороны, они спасают урожай, защищают сады, поля и леса от вредителей и болезней, уничтожают сорную растительность, освобождают человека от кровососущих насекомых и переносчиков опаснейших болезней, с другой — разрушают естественные экосистемы, являются причиной гибели многих полезных организмов, отрицательно влияют на здоровье людей.

Ярким примером косвенного влияния на человека загрязнений окружающей среды служит известная история с ДДТ — дихлордифенилтрихлорметилметаном (в просторечии -— дуст ). Впервые ДДТ был успешно применен для борьбы с переносчиками малярии и сыпного тифа в Италии в конце Второй мировой войны. Затем его стали применять в качестве средства борьбы с вредителями растений.

Так, за 25 лет применения на Земле было рассеяно около 1,5 млн. т. ДДТ (его препараты считались безвредными для человека и теплокровных животных). Однако впоследствии было обнаружено, что он накапливается в пищевых цепях и в организме человека. Например, в США ДДТ был обнаружен в молоке кормящих матерей, во многих странах у людей обнаружены его отложения в жировых тканях. Теперь ДДТ снят с производства во всем мире, но в настоящее время еще сохранилось 2/3 рассеянного вещества.

Препараты ДДТ почти не разлагаются, происходит их медленное накопление в организмах животных и растений, в почве и водных экосистемах. Накапливаясь в большом количестве, они приобретают высокую токсичность, отрицательно действуя на людей и животных Особенно большое влияние ДДТ и другие пестициды оказывают ка полезных насекомых и птиц. Выявлена связь между нарушением воспроизводства птиц под влиянием хлорорганических пестицидов (в том числе ДДТ) и развитием яиц с ненормально тонкой скорлупой (они раздавливаются птицами при насиживании ). Имеется ряд сообщений об атрофии половых желез животных под влиянием пестицидов . Наблюдалась массовая гибель птиц (например, дроздов) при питании дождевыми червями и насекомыми, в теле которых содержался ДДТ. Пестициды, содержащие хлор (ДДТ, гексахлоран, диоксин, дибензофуран и др.), отличаются не только высокой токсичностью, но и чрезвычайной биологической активностью и способностью накапливаться в различных звеньях пищевой цепи. Даже в ничтожных концентрациях пестициды подавляют иммунную систему организма , повышая таким образом его чувствительность к инфекционным заболеваниям. В более высоких концентрациях эти вещества оказывают мутагенное и канцерогенное действие на организм человека.

Итак, пестициды первых поколений оказались сильнодействующими, в ряде случаев опасными для людей и животных. По мнению химиков, новые типы препаратов-пестицидов, в частности некоторые фосфорно-органические препараты, способны быстро разлагаться во внешней среде, обеспечивая безопасность их применения.

Широкое применение биологических методов защиты растений позволит уменьшить степень загрязнения среды пестицидами.

5. Нарушение природного равновесия экосистем

На Земле практически не осталось экосистем, не подвергающих в той или иной мере влиянию человека. Человек вынужден проникать в них и извлекать жизненно необходимые для него компоненты. Вместе с тем человек создал новые формы домашних животных и культурных растений (высокопродуктивных, морозостойких, засухоустойчивых).

Введением в культуру новых декоративных, лекарственных и иных растений человек обогащает флору той или иной территории. Но наряду с культурными растениями он заносит и сорные. Некоторые из них быстро распространяются и находят новую родину в новых районах, внедряясь и грубо нарушая природное равновесие местных экосистем. В Крым из Франции еще во времена Севастопольской обороны был завезен сизый со флор, ставший обычным растением окрестностей Балаклавы, Севастополя, Алупки. В Париж в 1813 г. был занесен из России лопух, который распространился сейчас по всей Франции. Мексиканские опунции широко распространились в Средиземноморских странах, Крыму, на Кавказе, в Австралии.

Пастьба животных длительное время на одном месте приводит к изменению видового состава растений на лугу. Массовое развитие таких растений, как щучка или конский щавель, делает луг непригодным для пастбища. Пастьба скота, особенно неумеренная, приносит вред лесу. Этот вред выражается в следующем: объедании побегов древесных и кустарниковых пород; уничтожении леса <особенно молодого); превращении поврежденных деревцев в малоценные экземпляры карликового, причудливого, кустистого вида; загнивании ран на ветвях, стволах и корнях, а следовательно, поселении на них вредных насекомых; уничтожении ценных пород и смене их малоценными; изменений характера леса.

Уничтожение леса ведет к эрозии почвы, далее — к заболачиванию, появлению водной растительности и насекомых, соответствующих новому биогеоценозу. Максимальный вред наносят козы и овцы, меньшее влияние оказывает выпас крупного рогатого скота, а свиньи, например, приносят пользу, поедая часть опавших желудей дуба или орешков бука и разрыхляя при поисках их почву, способствуют возобновлению этих пород. В целом при пастьбе уничтожается травянистая растительность (пастьба — средство борьбы с задернением); уничтожаются личинки вредных насекомых (майского хруща, сосновой совки и др.); образуются скотопрогонные тропы, имеющие противопожарное значение.

Известно немало случаев, когда в некоторых районах Земли люди своей деятельностью поставили под угрозу собственное здоровье и даже само существование. Недалекий пример конца XX в. — Арал (Аральское море) . Первопричиной неудержимого наступления песков и барханов послужил антропогенный фактор.

При заменах большого разнообразия природных растительных видов (т. е. биоценоза) на искусственно выведенные одновидовые сорта растений (так называемые монокультуры ) снижается устойчивость растительных сообществ к болезням и внешним неблагоприятным факторам. В результате бессменного возделывания одной культуры, несмотря на вносимые удобрения и другие агротехнические приемы, происходит снижение урожая. Причиной является накопление в почве специфических веществ, фитопатогенных микроорганизмов или беспозвоночных животных, вредителей. Происходит нарушение закона устойчивого развития экосистем: чем выше видовое разнообразие экосистемы, тем они устойчивее.

Интенсивное применение техники приводит к уничтожению природных местообитаний животных — так, с вырубкой эвкалиптовых лесов теряет пищевую базу сумчатый медведь коала (он питается исключительно листьями эвкалипта), что неизбежно приводит к его исчезновению как вида.

Распашка и освоение под сельскохозяйственные культуры целинных земель, вырубка и раскорчевка с этой целью леса, осушение болот, орошение засушливых степей и пустынь, пастьба скота и Многие другие проявления хозяйственной деятельности человека в сильнейшей степени изменяют состав флоры и фауны окружающей среды. Одни виды при этом полностью вытесняются и исчезают, другие, наоборот, получают наиболее благоприятные условия для жизни и размножения.

Все эти воздействия осуществляются широким фронтом и обычно затрагивают не отдельные виды организмов, а целые их комплексы вместе с окружающей средой — биоценозы, или экологические системы.

Мелиоративные мероприятия, т. е. расширение площади орошаемых земель, приводят к увеличению мест обитания ряда водолюбивых и нередко опасных насекомых — врагов человека и домашних животных (личинок комаров, мошек, мокрецов и др.). Так, в тропиках широко распространена болезнь элефантиазис, или слоновость, проявляющаяся в виде громадных лимфатических опухолей на руках или ногах человека.

Ухудшение физико-химических свойств проявляется в том, что изменяется состав и структура плодородного слоя почвы — гумуса, происходит подкисление почв. Следствием применения биологических свойств почвы являются: изменение видового и родового состава почвенных микроорганизмов, рост численности токсинообразующих (вредных) микроорганизмов, рост численности бактерий и грибов.