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
Причины эрозии почв и методы защиты от разрушения. Основные приемы мелиорации
Почва – очень тонкий плодородный слой нашей планеты. В истории человечества нет приемов создания почвы на значимых площадях за исторически обозримое время, поэтому сохранение ее от физического уничтожения является нашей основной задачей.
Бессистемное использование пашни приводит к засорению полей, ухудшению физико-химических свойств почв, развитию эрозий, и как следствие приводит к снижению плодородия и урожайности возделываемых культур.
Виды мелиоративных работ
Мелиорация – это комплекс мероприятий направленных на повышение благоприятных условий обрабатываемых земель, повышения производительности, улучшения физико-химических свойств почв
Для улучшения пахотного слоя кроме агротехнических приемов возделывания культур, применяют приемы мелиорации. Мелиоративные приемы гораздо длительнее и интенсивнее воздействуют на почвы. Виды мелиорации:
- Гидромелиорация нацелена на изменение влажности в почве. Самые масштабные мероприятия – орошение, осушение.
- Культуртехническая направлена на улучшение культур-технической части земель (обычно заключается в уборке посторонних предметов с полей: камней, кустов).
- Рекультивация используется для перемены физических свойств почв улучшает аэрацию, водопроницаемость, скважность почв (применяется пескование глинистых почв, кротование, используют специальные севообороты с использованием большого количества многолетних трав).
- Химическая сконцентрирована на выравнивании химических свойств почвы (для изменения кислотности применяют известкование или гипсование, в зависимости от рн; промывают засоленные земли; применяют севообороты с большим количеством органоминеральных компостов).
- Мелиорация для борьбы с ветровой и водной эрозией (ряд мероприятий, увеличивающий сопротивляемость почв размытию водой и рассеиванию ветрами).
Причины эрозийного разрушения почвенного покрова
Эрозия почвы существует в природе как процесс сопровождающий почвообразование. На любом естественном растительном покрове вода во время дождя, таяния снега уносит с собой некоторые частички почвы. Сильный ветер может поднимать с почвы мельчайшие пылинки и переносить их на большие расстояния.
Такая эрозия считается нормальной. Она протекает медленно и не мешает процессам почвообразования, зависит от многих факторов (главный – плотность и характер покрывающей растительности).
Существует ускоренная эрозия, вызванная действием человека и разрушением сложившихся в природе связей.
Проявляется в виде ветровой и водной эрозии:
- Ветровая эрозия – физический процесс взаимодействия движущегося воздуха с поверхностью почвы.
- Основной причиной водной эрозии является беспрепятственный сток дождевой и талой воды. Возникает обычно на склонах.
Факторы, влияющие на скорость развития эрозии:
- Рельеф. На склонах эрозия развивается быстрее чем на равнинах. Чем сильнее склон, тем сильнее она проявляется, развивается.
- Свойства и виды почвы. Самыми устойчивыми считаются черноземы, почти не вымываются и не выветриваются. Песчаные почвы в определенных ситуациях разрушаются быстрее.
- Климат. На равнинных, засушливых зонах характерна ветровая эрозия. В районах, где идут ливневые дожди, резко тает большое количество снега проявляется водная эрозия.
- Растительный слой почвы. Наличие густой и плотной растительности гарантирует почве защиту от обоих видов разрушения.
- Сельскохозяйственная деятельность человека. Самый разрушительный фактор из всех. Бездумная деятельность человека физически уничтожает поверхностный слой нашей планеты.
Обработка земель на склонах с нарушением технологии, несоблюдение севооборота, выпас животных на одних пастбищах из года в год, уничтожение древесно-кустарниковой растительности приводит к нарушению целостности пахотного слоя, который очень тяжело восстановить.
Борьба с разрушительным процессом
Для восстановления и защиты почвы от эрозии применяют целый комплекс мероприятий, направленных на предотвращение выветривания или вымывания, сохранности (по возможности увеличения) плодородного слоя. Этот комплекс работ должен быть спланированным на многие годы вперед и должен безукоризненно соблюдаться.
Одно из основных агротехнических мероприятий восстановления поврежденных почв – введение почвозащитного севооборота. Главная задача такого севооборота как можно меньше по времени оставлять почву открытой без растительного покрова. Из севооборота полностью исключаются все пропашные культуры, предпочтение отдается многолетним травам и озимым культурам сплошного сева. По возможности используются культуры повторного сева и сидераты.
Сев проводится строго поперек господствующих ветров, поперек склонов, повторяя его контуры. Для ослабления скорости ветра используют кулисные посевы высокорослых культур. Кулисы можно высевать в середине лета и оставлять на зиму. Кроме защиты от ветра, растения будут задерживать зимой снег, тем самым способствуют накоплению влаги и защиты грунта, снежным покровом, от ветра.
Большую роль в восстановлении и защите от эрозии играет основная обработка почвы. Цель основной обработки при водной эрозии – это:
- создание мелко комковатого, структурного, рыхлого состояния для улучшения поглощения влаги и водопроницаемости грунта;
- создание специального микрорельефа (состоящего из лунок и щелей), уменьшающего смыв коллоидных частиц; углубление пахотного слоя;
- рыхления «плужной подошвы»;
- замедление поверхностного стока воды и ее накопление.
К эффективным обработкам, улучшающим поглощение воды почвой, относят:
- вспашку поперек склона;
- щелевание;
- кротование.
Образуемые гребни при обработке поперек склона способствуют задержанию воды, замедляют скорость движения потока. В результате улучшается проникновение воды внутрь и сокращается ее поверхностный сток.
На крутых склонах рационально использовать безотвальные обработки. На склонах, где гумусовый горизонт небольшой, каждый год глубину вспашки увеличивают, вовлекая подстилающую материнскую породу. Она обычно тяжелого механического состава и увеличивает плотность оборачиваемого пласта, улучшая его физические свойства.
Применяют глубокое рыхление на глубину до 32 – 35 см. При таком рыхлении почва меньше промерзает и раньше весной оттаивает, поглощая ранней весной талые воды.
Для регулирования поверхностного стока проводят щелевание и кротование за счет перевода водяного потока во внутрипочвенный. Также используют разноглубинную, гребнистую вспашку.
Основная задача при ветровой эрозии – это:
- рыхление почвы с сохранением максимального количества пожнивных остатков;
- организация лучших условий для накопления и сохранения влаги за счет минимальных обработок почвы.
При возделывании необходимо использовать комбинированные агрегаты, которые за один проход выполняют несколько видов обработок. А ещё лучше перейти на современные технологии no-till.
No-Till — современная система земледелия, при которой почва не обрабатывается, а её поверхность укрывается специально измельчёнными остатками растений — мульчей.
Методы защиты земли от водного и ветрового воздействия
Методы защиты от ветровой и водной эрозии носят профилактический характер, они направлены на недопущение разрушения грунта, а не на его восстановление.
Своевременное применение этих мероприятий помогает избежать развития эрозии. К ним относятся:
- Плановая полосная высадка древесно-кустарниковых растений. Защитные лесополосы препятствуют всем видам эрозии.
- Применение сидератов. Заделанные в почву растения в фазу цветения изменяют ее физико-химические свойства, увеличивают сопротивляемость к выветриванию и вымыванию.
- Создание противоэрозионных террас. Площади засеваются рядами многолетних трав поперек склонов.
- Строгое соблюдение технологии возделывания сельскохозяйственных культур.
Для получения богатых урожаев необходимо правильно подобрать метод мелиорации, подходящий к определенным условиям. Нужно проводить комплексные исследования для подбора способов, технологий повышения плодородности земель. Данные методы позволяют затормозить эрозийные процессы и сохранить плодородие почвенного покрова, но это требует дополнительных финансовых затрат.
Источник