Методы оценки степени загрязнения почв
Зачем нужна оценка степени загрязнения почв?
Какие существуют методы оценки почв?
Для городских территорий применяются следующие методы оценки качества почв:
1) Методика ПДК (предельно допустимая концентрация химических веществ).
Это метод, позволяющий выявить опасность загрязнения почвы. Уровень химических веществ не должен превышать экспериментально подобранных нормативов, тем самым он не будет представлять какой-либо угрозы для человеческого организма — как прямого, так и косвенного. Благодаря способности к самоочищению почва имеет возможность обезвреживать некоторое количество вредных элементов, и метод ПДК позволяет выявить, находится ли концентрация этих веществ в допустимых пределах, или же превышает их.
Метод ПДК является основным показателем при санитарно-гигиенической оценке загрязненности почвы вредными веществами.
2) Методика ОДК (ориентировочно допустимая концентрация химического вещества).
С помощью этого расчетного метода выявляется уровень загрязненности почвы. В основе методики исследования заложены нормативы, рассчитанные для оценки безопасности продуктов питания.
Такой подход обусловлен тем, что вредоносные вещества из почвы имеют тенденцию переходить в растения, которые в дальнейшем могут попадать в организм человека.
3) Методика биотестирования.
Особенностью метода является то, что для выявления уровня токсичности почвенной пробы используются живые организмы. Это могут быть животные, микроорганизмы или растения.
Как определить степень загрязненности почвы методом биотестирования? Для растений используется следующая оценка:
- уровень всхожести семян
- длина зародышевых корешков
- измерение длины побегов
Полученные показатели сравниваются с нормой, и на основе полученных сравнительных данных определяется степень загрязненности почвы. Этот тест показывает фитотоксические характеристики почвы.
Также могут использоваться водоросли. Для определения токсических свойств почвы применяются микроорганизмы.
Другим вариантом тестирования является использование дождевых червей для оценки токсичности почвы.
4) Методика биодиагностики.
Биологическая активность почвы находится на определенном уровне, зафиксированном многочисленными исследованиями. Основные показатели загрязнения при исследовании:
В основе метода лежит исследование почвенных ферментов, содержащихся в гумусе. Их химическая активность значительно меняется под воздействием загрязняющих факторов. Другой фактор — влияние на почвенные микроорганизмы.
Комплексная оценка степени загрязненности почвы методом биодиагностики базируется на интегральном показателе биологического состояния (ИПБС).
Минусом метода является потребность использования дорогостоящего оборудования для полноценного исследования.
Полезный сервис: Прием пластмассы.
Что такое бонитировка почвы?
Бонитировка почвы — это метод сравнительной оценки плодородия. Иными словами, с помощью этого метода можно выяснить, какая почва обладает более высокими плодородными показателями, в сравнении с другой. Среди показателей качества почвы учитывается уровень влажности, количество гумуса, кислотность, фанулометрический состав, элементы питания и др.
В результате исследования формируется такой показатель как балл бонитета почв. Максимальный уровень по шкале бонитета — 100 баллов. Практическое значение метода бонитировки проявляется при экономической оценке почвы, если она предназначается для сельскохозяйственной деятельности.
Предлагаем посмотреть видео о загрязнении почвы:
Источник
Метода исследования загрязнения почвы
С почвой связана жизнь всего живого. Она является средой обитания для червей, насекомых, бактерий, грибов, корней растений, потребляющих из нее воду и пищу. Накапливая в себе вредные вещества, почва передает их всем обитателям, что оказывает негативное влияние на развитие живых организмов, в том числе и на человека.
Снег — форма атмосферных осадков, состоящая из малых кристалликов льда. Он рассмотрен нами как источник загрязнения почвы при таянии, так как способен за долгий зимний период накапливать в себе вещества, на нем оседают автомобильные выхлопные газы. Весной часть из них проникает в почву, часть выносится талыми водами в водоемы, оказывая влияние на развитие всего живого. Следовательно, изучение состояния почв – тема актуальная.
Цель работы: исследуя пробы почвы и снега методом биотестирования, установить загрязненность окружающей среды выбросами автотранспорта.
Биоиндикаторы – это организмы, чутко реагирующие на воздействие окружающей среды. Объект исследования: почва жилой зоны г. Калач как компонент окружающей среды. Предмет исследования: загрязнение почвы выбросами автотранспорта.
Задачи: 1. Выбрать точки исследования, составить схему их расположения, отобрать пробы снега и почвы.2. Овладеть методикой биоиндикации. 3.Опытным путем установить зависимость развития кресс – салата от степени загрязнения почвы. 4. Проанализировать и оформить полученные результаты.
Гипотеза: загрязнение окружающей среды выхлопными газами автомашин отрицательно сказывается на состоянии и развитии живых организмов.
Методы исследования: 1) библиографический; 2) маршрутный;
3) экспериментальный — биотестирование; 4) наблюдение; 5) биометрический; 6) анализ, статистическая и графическая обработка полученных результатов.
Наши исследования основаны на методике, данной в научной литературе, полученные результаты проанализированы, сделаны выводы, что говорит об их научности.
1. Почва и почвообразующие факторы
Из литературных источников – пособия Немыкина А.Я. «Географическое краеведение» [5], сайта http://geoglobus.ru [7], мы узнали, что почва — тонкий верхний слой суши, дающий жизнь растениям. В водоемах почв нет.
Почвой люди заинтересовались в глубокой древности, когда начали заниматься земледелием. Впервые ее стали изучать древнекитайские ученые. Основоположником современной науки о почвах считается В.В. Докучаев (Приложение 1). Свои исследования он проводил в нашей области. Это повлияло на то, что Всероссийский институт почвоведения находится в Таловском районе. Ученый считал, что, подобно минералам, растениям и животным, почвы представляют собой особые естественные тела.
Образование почвы начинается с выветривания — разрушения и измельчения горных пород. На рыхлой увлажнённой массе появляются первые бактерии, грибы и водоросли. В процессе их жизнедеятельности образуется тонкая пленка органического вещества, на которой первыми поселяются мхи и лишайники. Отмирающие растения и останки животных перерабатывают микроорганизмы, органического вещества становится больше. В почве образуется перегной, слой чёрного цвета, который называется гумусом. Он содержит основные питательные вещества, необходимые растениям, микроорганизмы. Чем больше гумуса в почве, тем она плодороднее.
Таким образом, растительность поставляет в почву органические вещества и заметно влияет на её состав. Животные и микроорганизмы, населяющие почву, перемешивают и разрыхляют ее, а также ускоряют разложение органических остатков.
От климата зависят тепловой и водный режимы почвообразования, а также скорость выветривания горных пород. В зависимости от рельефа распределяются тепло и влага, а грунтовые и почвенные воды воздействуют на многие процессы, происходящие в почве.
На формирование почвы огромное влияние оказывает хозяйственная деятельность человека. Он обрабатывает землю, чтобы вырастить растения, которые поглощают из почвы воду и минеральные вещества. Для получения хорошего урожая вносит в почву удобрения, что, несомненно, сказывается на ее составе.
Самое ценное свойство почвы — плодородие, т.е. способность обеспечивать растения необходимыми питательными веществами и влагой.
Факторы, влияющие на образование почвы
Почва образуется очень медленно, для полного обновления её на глубину 1 м необходимо 10 тысяч лет. Почвообразование происходит в разных условиях, в результате формируются разные типы почв — черноземы, подзолистые, каштановые почвы, солончаки и другие, все имеющие сложный состав, что отражено в схеме 2. В Воронежской области основными почвами являются черноземы.
минеральные частицы гумус вода — почвенный воздух
— песок, глина раствор
Песчаные и глинистые частицы, из которых состоит почва, по-разному пропускают влагу. Песок быстро впитывает воду, поскольку он состоит из достаточно крупных частиц, которые не очень плотно соприкасаются между собой, и вода легко просачивается. Глинистые частички имеют меньший размер и так плотно прижаты друг к другу, что вода между ними проходит с трудом.
Способность почвы распадаться на комочки различных форм и размеров называют структурой почвы. Комковатые и зернистые почвы очень плодородны, а бесструктурные почвы, состоящие из мелких пылеватых частиц, не позволяют воздуху и влаге проникать к корням растений, поэтому они неплодородны.
В различных районах Земли толщина почвы колеблется от нескольких сантиметров до 2 — 3 метров. Сверху вниз почва неоднородна, она делится на слои — горизонты [5]: А0 — растительная подстилка; А — гумусовый горизонт; В — переходный; С — почвообразующая порода (Приложение 2).
2. Экологическая проблема
Роль и место почвы в природе сложно переоценить, ведь она является «мостиком», который обеспечивает взаимодействие всех четырех оболочек Земли — литосферы, гидросферы, атмосферы и биосферы.
Почва — это важнейший природный ресурс, который является основой для производства почти всех продуктов питания. К сожалению, многие плодородные земли планеты находятся в состоянии деградации из-за ряда причин.
Хозяйственная деятельность человека изменяет все компоненты природы, в том числе и состояние почв. Факторов снижения ее качественных показателей множество:
а) При проведении строительных работ, добычи полезных ископаемых снимается верхний плодородный слой земли, почва перемешивается с мусором. В итоге, почвы полностью или частично уничтожаются.
б) Сильно изменяются почвы под влиянием сельского хозяйства. Неправильная вспашка полей вдоль склона способствует смыву почвы во время таяния снега и ливневых дождей, что приводит к уменьшению плодородного слоя, к снижению плодородия почвы. Появляются промоины, овраги. Это явление носит название водной эрозии.
в) С распаханных и незащищенных лесополосами полей ветер сносит верхний плодородный слой почвы, теряется ее плодородие. Этому способствует вырубка лесных насаждений.
г) Растения для своего развития извлекают из почвы питательные вещества. Полный вынос урожая с полей снижает плодородие почвы, так как нарушается процесс образования гумуса.
д) При обработке почвы тяжелой техникой, при использовании большегрузных автомашин для вывоза урожая происходит переуплотнение почвы. Это затрудняет дыхание корней, негативно влияет на почвенных животных.
е) При выращивании растений для борьбы с вредителями используются гербициды, порой вносится избыточное количество минеральных удобрений. Это загрязняет почву, ухудшая условия жизни растений и почвенных животных.
ж) Много загрязняющих веществ попадает в почву вследствие промышленных выбросов.
з) Особую опасность для почв и ее обитателей представляет транспорт, прежде всего автомобильный. Он – источник загрязнения не только почв, но и других компонентов среды.
Исходя из выше сказанного, изучение состояния почв и источников их загрязнения в современных условиях — тема актуальная.
3. Белый снег пушистый в воздухе кружится
Из пособия «Хрестоматия по природоведению» Железовского Б.Е. [4] я узнал много интересного. Снег образуется, когда микроскопические капли воды в облаках притягиваются к пылевым частицам и замерзают. Появляющиеся при этом кристаллы льда не превышают поначалу 0,1 мм в диаметре. Падающие кристаллы растут в результате оседания (конденсации) на них влаги из воздуха .
Снежинки состоят на 95 % из воздуха, отсюда, белый цвет, легкость и медленная скорость падения на землю — 15 метров в минуту. Снежинки, перемещаясь вверх — вниз, попадают в слой воздуха с переохлажденными капельками воды и будущая снежинка, нарастая, увеличивается в размерах. Как известно, снег не ложится по всему земному шару, потому что природа позаботилась о температурных условиях разных стран. Именно поэтому, большая часть людей, населяющих нашу планету, за всю свою жизнь не видели снег и не держали его в руках. В северном полушарии 15,2% суши покрыты снегом, а в южном — 3,8%. Рекорд высоты снежного покрова отмечен на Камчатке — 166 сантиметров, местами до 5-6 метров.
Снег подобен громадному зеркалу, отражающему в космос 90% энергии Солнца. Грязный снег отражает 30% солнечных лучей, вот почему в городах зимой теплее, чем в поле.
Начиная с 2012 года, в предпоследнее воскресенье января отмечается Всемирный день снега. Мы решили приобщиться к новой традиции и раскопали к празднику множество интересных фактов о снеге на сайте ru.wikipedia.org/wiki/ [7].
4. Изучение загрязненности снега методом биоиндикации
4.1 Кресс — салат как биоиндикатор
Отрицательное воздействие выхлопных газов автомашин на природу велико. Некоторые растения особенно чутко реагируют на них. Их можно использовать для обнаружения действия этих газов. Одним из таких растений является кресс — салат, взятый нами для подтверждения гипотезы [1,2]. Это -однолетнее овощное, быстрорастущее растение. С ним можно в короткие сроки провести опыты с многократным повторением.
Кресс-салат рекомендуется учеными для исследования почвы на вредные вещества, для определения загрязнения воздуха, снега выхлопными газами [2]. Замедление роста растений свидетельствует о присутствии в окружающей среде опаснейших загрязнителей [1].
Исследование проведено в 2 этапа по методике, предложенной Т.Я Ашихминой, методом биотестирования. В разное время нами заложено 2 опыта. Цель: установить зависимость развития кресс – салата от степени загрязнения компонентов окружающей среды — снега и почвы.
На первом этапе исследования в конце зимнего сезона 2017 г. проводился анализ загрязнения снегового покрова. Для этого были поставлены опыты по прорастанию семян кресс — салата (Приложение 3). Материалы и оборудование: семенакресс-салата, колбы, чашки Петри, линейка, талая снеговая вода из трех точек города, блокнот, ручка.
школьный двор ул. Коммунистическая
1. Применив маршрутный метод, взяли пробы снега с трех площадок, в разной степени удаленных от оживленных автомобильных дорог.
2. Растопили снег, талую воду поместили в пронумерованные колбы — №1, №2, № 3 соответственно точкам исследования.
3. Взяли три чашки Петри, пронумеровали их (№1, №2, №3), выстлали салфетками в три слоя и в каждую поместили по 50 семян кресс – салата.
4. В каждую чашку с семенами добавили талую воду из разных точек исследования соответственно проведенной нумерации.
5. Наблюдали прорастание семян и рост проростков в течение 10 дней, добавляя, по мере высыхания, талую воду.
На втором этапе исследований:
1. Взяли небольшие плошки для выращивания цветов, пронумеровали их соответственно точкам исследования.
2. Поместили в них почву из точек забора с разной интенсивностью движения автотранспорта.
3. В каждую произвели посев семян кресс- салата, отсчитав предварительно по 50 штук.
4. Наблюдали прорастание семян и рост проростков в течение 15 дней, увлажняя почву по мере ее высыхания.
5. Вели тщательный подсчет проросших семян, измерение длины корешков и высоты проростков. Длина корешков и высота побега измерялись с помощью линейки с точностью до 0,1 см (Приложение 4).
6. Для большей точности исследования опыты повторили трижды, после чего высчитали средний результат (таблицы 1 и 2).
В качестве показателей биотестирования были рассмотрены всхожесть семян, длина корешков, высота побегов растений, прирост за 3дня.
Данные наблюдений по фазам развития заносили в таблицы дневника наблюдений (Приложение 3,4,), средние результаты даны в таблицах 1 и 2.
Показатели развития кресс — салата при поливе талой водой- опыт № 1
Средний результат опыта 1
Источник