Научные статьи про загрязнение почвы

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:

1. Газы и пыль, выбрасываемые промышленными предприятиями (химическими, нефтехимическими, цементными, сталелитейными заводами, электростанциями и т. д.);
2. Твердые и жидкие промышленные и городские отходы;
3. Химикаты, используемые в сельском хозяйстве (удобрения, химические средства защиты растений);
4. 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:

1. Неправильно проведенной мелиорацией;
2. Вырубкой и сжиганием лесов;
3. Слишком интенсивным выпасом животных;
4. Ведением интенсивного сельского хозяйства;
5. 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:

1. Загрязняет почву и растительность выхлопными газами, содержащими соединения свинца и вредные углеводороды;
2. 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:

1. Засоление, несоответствующая реакция (подщелачивание или закисление), сопровождающееся вымыванием питательных веществ, особенно калия;
2. Ухудшение структуры почвы – пересушивание или заиление;
3. Снижение плодородия почвы в результате изменения ее физических, химических и микробиологических свойств;
4. 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:

1. Правильное земледелие с использованием преимущественно натуральных удобрений, рациональное использование искусственных удобрений и средств защиты растений;
2. Предотвращение эрозии – мелиоративные работы, среднеполевые насаждения, облесение пустошей;
3. Предотвращение загрязнения почвы из муниципальных источников – сокращение количества отходов и надлежащее управление (сортировка отходов, компостирование, сбор опасных отходов), очистка сточных вод;
4. Ограничение промышленных источников загрязнения почвы – использование современных экологически чистых технологий и правильное обращение с производственными отходами;
5. Очистка почвы от токсичных веществ и раскисление закисленной почвы;
6. 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

Экологическое состояние почв московского мегаполиса. Основные источники загрязнения

Дата публикации: 20.05.2021 2021-05-20

Статья просмотрена: 45 раз

Библиографическое описание:

Худобахшов, Р. М. Экологическое состояние почв московского мегаполиса. Основные источники загрязнения / Р. М. Худобахшов, М. В. Третьяков, С. А. Захарченко. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2021. — № 21 (363). — С. 546-548. — URL: https://moluch.ru/archive/363/81245/ (дата обращения: 11.12.2021).

В данной статье описываются почвы города Москвы и их экологическое состояние. Также в статье рассмотрены основные источники загрязнения почв.

Ключевые слова : почвы, загрязнение, источники загрязнений

This article describes the soils of the city of Moscow and their ecological state. The article also discusses the main sources of soil pollution.

Keywords : soil, pollution, sources of pollution

На сегодняшний день в Московском мегаполисе остро стоят вопросы, связанные с почвенным покровом, а именно с экологическим состояние почв. К сожалению, за последнее столетие состояние почв города Москвы резко ухудшилось. Самое большое влияние на почвы города оказал научно-технический прогресс.

Оценка состояния почвенного покрова на основе суммарного показателя загрязнения (Z _c ):

— Категория слабого (допустимого) загрязнения (Z _c почвы, загрязнение, источники загрязнений

Источник

Экологическая проблема — Загрязнение почвы

Почва – это верхний слой поверхности Земли, состоящий из различных веществ. Почву можно назвать важнейшим богатством нашего мира, так как благодаря ей производится около 90 % продуктов питания.

Состав почвы включает в себя:

1. Минеральную основу (около 50%).
2. Воду (около 25%).
3. Воздух (около 15%).
4. Органические вещества (около 10%). Образуются из растительных и животных останков, при разложении которых получается гумус. В состав гумуса входят фенольные соединения, карбоновые кислоты и эфиры жирных кислот. Благодаря гумусу у почвы повышается возможность лучше задерживать влагу и минеральные вещества.

Загрязнение почвы

Загрязнение почвы – это процесс деградации почвенного слоя, при котором в нем повышается уровень вредных химических веществ. Первыми индикаторами загрязнения становятся растения, которые страдают в первую очередь. Чтобы образовался слой почвенный слой в три сантиметра необходимо около тысячи лет, а если нынешние темпы деградации почвы сохранятся, то плодородный слой во всем мире может исчезнуть через примерно 50 лет. В мире около 1/3 почв уже деградировали. Деградация почв влечёт за собой неурожай и голод, а гибель всей плодородного слоя земли может вызвать гибель всего живого.

В России ответственность за загрязнение земли предусмотрена статьёй 254 Уголовного кодекса РФ, где максимальное наказание за данное преступление, повлекшее по не осторожности смерть человека, до 5 лет лишения свободы.

Причины загрязнения почвы:

• бытовые отходы
• отходы промышленных предприятий
• некоторые минеральные удобрения и пестициды применяющие при современных методах ведения сельского хозяйства
• захоронение радиоактивных отходов
• аварии с утечкой нефтяных продуктов
• выбросы транспортных средств

Загрязнение почвы влечёт за собой большие последствия. Вредные химические вещества попадающие в организм человека из выращенных на загрязненной почве растений влекут за собой различные врождённые и хронические заболевания, пищевые отравления. Так же ухудшается рост растений вследствие того, что многие растения не могут адаптироваться к резкому изменению химического состава почвы. Поэтому количество бактерий в почве снижается, что приводит к эрозии почвы. А гибель многих живых организмов живущих в почве может привести к изменению структуры самой почвы.

Почвы – это огромное богатство, благодаря которому мы имеем большинство продуктов питания, и полезных ископаемых для производства различных вещей. Именно поэтому охрана почв от загрязнения – это одна из наших важнейших задач.

Источник

Научные статьи про загрязнение почвы

В настоящее время во всем мире уделяется особое внимание выращиванию экологически чистой продукции, воспроизводству плодородия почв, улучшению экологического состояния, а также экологической чистоте сельскохозяйственной продукции. Исследования, направленные на изучение экологического загрязнения почв, проводимые в таких странах, как США, Россия, Китай, Япония, направлены на изучение аккумуляции подвижных форм токсикантов в почвенном покрове, определение загрязненных точек окружающей среды, что в конечном итоге направлено на получение высоких и качественных урожаев с сельскохозяйственных культур.

Во многих странах мира уделяется большое внимание экологической оценке сельскохозяйственных угодий, путем определения содержания тяжелых металлов и остаточных количеств хлорорганических пестицидов. В этом плане совершенствуются агротехнологии определения токсичных элементов, привносимых через атмосферный воздух, минеральные удобрения, атмосферные осадки и аккумулирующихся в почвенном покрове, а также технологии снижения содержания аккумулированных токсикантов. Наряду с исследованиями влияния токсикантов на почвенные свойства, исследования влияния токсичных элементов на микробиологическое состояние почв также являются актуальными.

На сегодняшний день разработка критериев оценки степени деградации и токсичности почвенного покрова, а также методов воспроизводства плодородия почв, загрязненных тяжелыми металлами, являются одним из актуальных вопросов. В целом все методы снижения токсического воздействия почв, содержащих большое количество тяжелых металлов, можно разделить на профилактические меры и методы устранения существующего загрязнения. Путем применения мер по защите почв и растений от загрязнения тяжелыми металлами, совершенствования технологии производства, создания закрытых технологических систем, а также контроля над внесением промышленных отходов в почву в качестве удобрений и мелиорантов, можно предотвратить загрязнения.

Цель исследования:

1. Снижение содержания подвижных форм токсичных веществ в орошаемых почвах, их воздействия на почвенную среду, экологическое и агрохимическое состояние, а также увеличение способности самовосстановления почв.

2. Внедрение агротехнологии очистки почв от подвижных форм токсикантов путем аккумуляции их растениями на ослабленные, низкоплодородные, техногенно-загрязненные почвы, фермерских хозяйств.

Задача исследования – уменьшение миграции токсичных веществ в почвах и повышение самоочищающейся способности почв путем определения содержания токсичных тяжелы металлов в почвах и растениях на почвах, находящихся под техногенным прессингом.

В настоящее время загрязнению пахотных земель токсичными тяжелыми металлами посвящено множество исследований.

На территории Пермского края проведено многоцелевое геохимическое картирование масштаба 1: 1 000 000 (МГХК-1000) с литогеохимическим опробованием по почвам (при участии одного из авторов). Спектральным анализом в пробах почв определялись 34 элемента (Mn, Ni, Co, V, Ti, Cr, Zr, W, Mo, Cu, Zn, Pb, Sn, Ag, Au, Bi, Cd, Sb, As, P, Be , Ba, Ge, Ga, Nb, Pt, Y, Hf, Sr, Ta, Tl, Tе, Li, Sc), из которых установлено 25 элементов. Не обнаружены: Au, Bi, Sb, As, P, Pt, Ta, Tl, Tе (Sb, As, Bi обнаружены только в техногенных почво-грунтах г. Перми). В пробах донных осадков определялись 23 элемента (Mn, Ni, Co, V, Ti, Cr, Zr, Mo, Cu, Zn, Pb, Sn, Ag, Bi, Be, Ba, Ga, Nb, Sc, Y, Sr, Hg, U) [1].

В обоих нефтегазовых районах наиболее опасными являются элементы: Pb, Cu, Cr, Ti, Ba, Mn, Co. Все они имеют высокий фон и создают контрастные аномалии [2].

Эколого-гигиенические исследования населенных пунктов, расположенных на территории отработанных рудников Баймакского района Республики Башкортостан, выявили, что содержание металлов в почвенном покрове превышает ПДК Cu, Zn, Ni, Mn, Pb, Cd, а также региональный геохимический фон по валовому содержанию Fe и Co. Максимальные концентрации элементов отмечены в почвах пос. Тубинск. В валовой форме основными загрязнителями почвы являются: Fe (45 %), Zn (14 %), Co (10 %), Cu (8 %), Cd (8 %), в подвижной – Fe (43,0 %), Cu (24,0 %), Zn (13 %) и Ni (6 %) [3].

В статье представлены результаты определения содержания тяжелых металлов (или оксидов металлов) и мышьяка в пробах атмосферного аэрозоля и почв северного Таджикистана, отобранных в 2013–2019 гг. В результате исследовании стронций (376,8 ppm), цинк (2159,5 ppm), медь (118,8 ppm), оксид марганца. (796,7 частей на миллион) и ванадия (124,3 частей на миллион) по измерениям в 2013 г.; самое высокое содержание мышьяка (23,7 ppm) – измерено в 2014 г.; никель (66,7 г / т), хром (112 г / т) и оксид титана (0,67%) – в 2015 г.; свинец (124,7 ppm) и кобальт (19,9 ppm) – в 2017 г. Найдены измеренные концентрации в пробах почвы веществ первого (мышьяк, свинец, цинк) и второго класса опасности (медь, никель, кобальт, хром), превышающие уровни соответствующих максимально допустимых значений для многих точек отбора проб. Обсуждаются возможные источники загрязнения тяжелыми металлами и мышьяком, преимущественно антропогенного происхождения (автомобильный транспорт, металлургические предприятия, открытые хвостохранилища и т.д.) [4].

При невысоких концентрациях тяжелых металлов наблюдаемые в растениях изменения не нарушают основные физиологические процессы и их согласованность, а иногда даже вызывают активизацию части из них. Очевидно, существующие у растений механизмы адаптации во многих случаях позволяют им обеспечивать функционирование таких процессов, как фотосинтез, дыхание, водный обмен, на достаточном для поддержания жизнедеятельности уровне и благодаря этому успешно расти и развиваться [5].

Загрязнение тяжелыми металлами представляет большую опасность для людей и других живых организмов, поскольку тяжелые металлы часто имеют способность накапливаться в организме в больших количествах. Наиболее распространенным автомобильным топливом является бензин, который представляет собой высокотоксичное соединение, то есть тетраэтилсвинец, который содержит свинец, один из тяжелых металлов, попадающих в почву. К наиболее вредным элементам относятся ртуть, свинец, кадмий, цинк, мышьяк.

Никотин служит основным источником миграции металла во флоэме, поэтому медь, никель, кобальт и цинк, как правило, пытаются присоединиться к миграции железа во флоэме. В настоящее время для очистки и восстановления загрязненных почв от токсичных элементов используются следующие технологии.

Проводимые нами исследования направлены на определение степени, до которой могут аккумулироваться токсичные элементы только в растениях, путем биологической ремедиации – методом фиторемедиации, который занимает ведущее место среди технологий очистки загрязнений, и на поиск растений, гипераккумулирующих большое количество токсичных веществ в виде биосферного комплекса. Для очистки окружающей среды от токсичных соединений используются растения, а именно фиторемидиационные технологии [6].

Из приведенного выше обзора литературы видно, что экологическое состояние почв, сохранение их экологических функций, степень загрязнения окружающей среды, в том числе почв, движение токсикантов вдоль трофической цепи и влияние их на жизнь человека представляют большой интерес для науки. В то же время проблемы загрязнения ландшафта под воздействием техногенных и агрономических факторов орошаемых почв не полностью решены, причины и объемы движения токсикантов по трофической цепи «почва – вода – растение» не определены, количество технологий, разработанных для уменьшения остаточного количества пестицидов и токсичности тяжелых металлов очень мало и не используется в сельском хозяйстве.

Результаты исследования и их обсуждение

При определении исходного экологического состояния почв основное внимание уделено тяжелым металлам. Объектом исследования являются лугово-сероземные почвы Гузарского района Кашкадарьинской области, и были изучены токсичные элементы в почве.

В наших исследованиях были определены подвижные формы таких тяжелых металлов, как Cr, Ni, Cd и Pb, и ПДК этих элементов равен: для Cd – 0,5 мг/кг, для Cr – 6 мг/кг, для Ni – 4 мг/кг и для Pb – 10 мг/кг.

В почвах 1-го разреза содержание свинца в 0–30 см слое составляет 14,0 мг/кг, в 30–50 см слое – 12,0 мг/кг, в 50–80 см слое – 13,0 мг/кг, что превышает допустимые нормы в 1,4, 1,2 раза, а в 50–80 см слое отмечено превышение ПДК в 1,3 раза. В 0–30 см слое 3-го разреза содержание свинца превышает ПДК в 1,5 раза, и этот показатель уменьшается вниз по профилю. Во всех разрезах наблюдается аккумуляция элемента в больших количествах в средних слоях и уменьшение его содержания вниз по профилю почв (таблица).

Отмечено, что подвижные формы хрома и никеля, так же как и кадмия, аккумулируются в нижних слоях почвенного профиля, в нормах, превышающих ПДК. Так, в 0–30 см слое 1-го разреза отмечено превышение ПДК в 1,16 раза, а в 50–80 см слое их содержание составляет в среднем 34,5 мг/кг. Наблюдается снижение их содержания вниз по профилю, до предельно допустимых величин, отмечено содержание во всех разрезах на уровне ПДК, а в 1-м разрезе наблюдается увеличение 1,17→1,23→1,1 раза от 30–50 см до 80–100 см в остальных разрезах отмечено колебание от 41 мг/кг до 26,7 мг/кг, а в среднем 15,5–18,8 мг/кг (таблица).

Кадмий распространен во всех почвенных разрезах равномерно, и наблюдается увеличение его концентрации в почвах, а именно на третьем горизонте 1-го разреза его содержание составляет 0,75 мг/кг, что превышает ПДК в 1,5 раза.

Содержание тяжелых металлов в почвах, мг/кг

Источник