Оценка антропогенного загрязнения 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

Антропогенное загрязнение почв и почвенного покрова

Влияние производственной деятельности человека на почву: заболачивание почв, их засоление, уплотнение и разрушение; загрязнение вредными отходами; развитие процессов водной и ветровой эрозии. Номенклатура показателей санитарного состояния земель.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет»»

Факультет географии и геоэкологии

«Антропогенное загрязнение почв и почвенного покрова»

Выполнила: Королькова А.Д.

студентка 1 к., 4 гр.

Проверил: Федоров А.С.

1. Пути попадания загрязнений в почву

2. Классификация почвенных загрязнений

3. Оценка устойчивости почв к антропогенному воздействию

4. Загрязнение почв

В последнее столетие наряду с природными факторами особое влияние на почвообразовательный процесс оказывает антропогенный фактор — деятельность человека.

Человек с незапамятных времен оказывает локальное влияние на почвенный и растительный покров. Стихийное уничтожение лесов, неумеренный выпас скота, чрезмерная распашка земель не могли не отразиться на почвообразовательных процессах. Но неизмеримо возросла интенсивность воздействия человека на почву в наши дни, в эпоху научно-технической революции. Из локального фактора она превратилась в глобальный. Это связано с осуществлением обширной программы химизации сельского хозяйства, осушения и орошения земель на больших территориях, созданием прудов и водоемов, полезащитных лесных насаждений, всевозрастающей техногенной нагрузкой на почву. Под влиянием обработки, удобрений, орошения, осушения и других видов мелиорации почв природный почвообразовательный процесс претерпевает большие изменения. Почвы приобретают качественно новые свойства: внесение органических и минеральных удобрений, известкование и гипсование почвы устраняют неблагоприятные для развития растений и микроорганизмов физико-химические свойства, меняют химический состав почв. Создание в степных и лесостепных районах полезащитных лесных насаждений, строительство прудов и водоемов улучшают водный режим почв, тормозят процессы водной и ветровой эрозии. Мелиорация солончаков и осушение болот превращают их в богатые высокоплодородные сельскохозяйственные угодья. Орошение полупустынных пространств, внесение удобрений и общая высокая культура земледелия преобразовывают ранее бесплодные территории в цветущие сады и виноградники, в хлопковые и рисовые поля. Таким образом, влияние производственной деятельности человека как фактора почвообразования при плановом хозяйстве чрезвычайно велико. В условиях социалистического строя оно обеспечивает прогрессивное увеличение плодородия почвы и получение всевозрастающих урожаев сельскохозяйственных культур.

Однако производственная деятельность человека может привести и к нежелательным явлениям: заболачиванию почв, их засолению, уплотнению и разрушению почвы от «антропогенного давления», загрязнению различными вредными отходами, развитию процессов водной и ветровой эрозии и другим отрицательным последствиям. Поэтому воздействие человека на почву должно быть направлено на планомерное улучшение качества почвы и повышение ее производительности.

1. Пути попадания загрязнений в почву

Все факторы почвообразования действуют на почвообразовательный процесс и совокупно, и взаимодополняюще. Взаимодействие главных почвообразователей — живых организмов и почвообразующих пород в различных условиях климата и рельефа на протяжении определенного промежутка времени приводит к формированию почв, разнообразной морфологии, состава и свойств.

Различные почвенные загрязнения, большинство из которых антропогенного характера, можно разделить по источнику поступления этих загрязнений в почву:

1) С атмосферными осадками. Многие химические соединения, попадающие в атмосферу в результате работы предприятий, затем растворяются в капельках атмосферной влаги и с осадками выпадают в почву. Это, в основном, газы — оксиды серы, азота и др. Большинство из них не просто растворяются, а образуют химические соединения с водой, имеющие кислотный характер. Таким образом и образуются кислотные дожди.

2) Осаждающиеся в виде пыли и аэрозолей. Твёрдые и жидкие соединения при сухой погоде обычно оседают непосредственно в виде пыли и аэрозолей. Такие загрязнения можно наблюдать визуально, например, вокруг котельных зимой снег чернеет, покрываясь частицами сажи. Автомобили, особенно в городах и около дорог, вносят значительную лепту в пополнение почвенных загрязнений.

3) При непосредственном поглощении почвой газообразных соединений. В сухую погоду газы могут непосредственно поглощаться почвой, особенно влажной.

4) С растительным опадом. Различные вредные соединения, в любом агрегатном состоянии, поглощаются листьями через устьица или оседают на поверхности. Затем, когда листья опадают, все эти соединения поступают опять-таки в почву.

2. Классификация почвенных загрязнений

Загрязнения почвы трудно классифицируются, в разных источниках их деление даётся по-разному. Если обобщить и выделить главное, то наблюдается следующая картина по загрязнению почвы:

1) Мусором, выбросами, отвалами, отстойными породами. В эту группу входят различные по характеру загрязнения смешанного характера, включающие как твёрдые, так и жидкие вещества, не слишком вредные для организма человека, но засоряющие поверхность почвы, затрудняющие рост растений на этой площади.

2) Тяжёлыми металлами. Данный вид загрязнений уже представляет значительную опасность для человека и других живых организмов, так как тяжёлые металлы нередко обладают высокой токсичностью и способностью к кумуляции в организме. Наиболее распространённое автомобильное топливо — бензин — содержит очень ядовитое соединение — тетраэтилсвинец, содержащее тяжёлый металл свинец, который попадает в почву. Из других тяжёлых металлов, соединения которых загрязняют почву, можно назвать Cd (кадмий), Cu (медь), Cr (хром), Ni (никель), Co (кобальт), Hg (ртуть), As (мышьяк), Mn (марганец).

3) Пестицидами. Эти химические вещества в настоящее время широко используются в качестве средств борьбы с вредителями культурных растений и поэтому могут находиться в почве в значительных количествах. По своей опасности для животных и человека они приближаются к предыдущей группе. Именно по этой причине был запрещён для использования препарат ДДТ (дихлор-дифенил-трихлорметилметан), который является не только высокотоксичным соединением, но, также, он обладает значительной химической стойкостью, не разлагаясь в течение десятков (!) лет. Следы ДДТ были обнаружены исследователями даже в Антарктиде! Пестициды губительно действуют на почвенную микрофлору: бактерии, актиномицеты, грибы, водоросли.

4) Микотоксинами. Данные загрязнения не являются антропогенными, потому что они выделяются некоторыми грибами, однако, по своей вредности для организма они стоят в одном ряду с перечисленными загрязнениями почвы

5) Радиоактивными веществами. Радиоактивные соединения стоят несколько обособленно по своей опасности, прежде всего потому, что по своим химическим свойствам они практически не отличаются от аналогичных не радиоактивных элементов и легко проникают во все живые организмы, встраиваясь в пищевые цепочки. Из радиоактивных изотопов можно отметить в качестве примера один наиболее опасный — 90Sr (стронций-90). Данный радиоактивный изотоп имеет высокий выход при ядерном делении (2 — 8%), большой период полураспада (28,4 года), химическое сродство с кальцием, а, значит, способность откладываться в костных тканях животных и человека, относительно высокую подвижность в почве. Совокупность вышеназванных качеств делают его весьма опасным радионуклидом. 137Cs (цезий-137), 144Ce (церий-144) и 36Cl (хлор-36) также являются опасными радиоактивными изотопами. Хотя существуют природные источники загрязнений радиоактивными соединениями, но основная масса наиболее активных изотопов с небольшим периодом полураспада попадает в окружающую среду антропогенным путём: в процессе производства и испытаний ядерного оружия, из атомных электростанций, особенно в виде отходов и при авариях, при производстве и использовании приборов, содержащих радиоактивные изотопы и. т. д.

3. Оценка устойчивости почв к антропогенному воздействию

Важной характеристикой почвенного покрова является его устойчивость к антропогенным воздействиям. Данная его характеристика является интегральным показателем, являющимся функцией ряда факторов, определяющие течение почвообразовательного процесса: климатические условия, почвообразующие породы, топографии местности, растительного покрова, а так же деятельность человека.

Оценка устойчивости почв как компонента агроэкосистемы необходима в целях прогнозирования и анализа изменяющейся в ходе хозяйственной деятельности человека экологической ситуации, а также для определения допустимой техногенной нагрузки, которая не повлияет на эффективность выполнения почвенным покровом его основных экологических функций.

Устойчивость — это способность возвращаться после возмущения в исходное состояние сохранять производительную способность в социально-экономической системе.

Для почв могут выделяться различные виды устойчивости: геохимическая — способность к самоочищению от продуктов загрязнения и снижению их токсичности; биологическая — восстановительные и защитные свойства растительности; физическая — устойчивость литогенной основы (противоэрозионная устойчивость).

Наибольший интерес представляет оценка интегральной устойчивости, которая определяет устойчивость почв ко всему комплексу антропогенных воздействий.

4. Загрязнение почв

Загрязнение почв — антропогенное накопление в почве токсических и вредных веществ и организмов, вызывающих деградацию или деструкцию почвенного покрова, изменение морфологии, состава микрофлоры почв, ухудшение физико-химических и химических свойств почв, снижение плодородия почв, биопродуктивности, технологической, питательной, гигиеническо-санитарной ценности выращиваемых культур и качества других контактирующих с почвами природных сред. Почва может быть аккумулятором, сорбентом и разрушителем токсикантов. Масштабы поступлений веществ непрерывно возрастают, опасность загрязнения почв год от года увеличивается. Различают следующие виды загрязнений почв: химическое (поступление минеральных веществ в составе промышленных выбросов, неорганических, органических и металлорганических соединений, в составе ядохимикатов, удобрений и мелиорантов, нефти и нефтепродуктов в результате аварий на нефтепромыслах и нефтепроводах); радиоактивное (поступление радиоактивных веществ в результате выбросов и аварий на атомных электростанциях); биологическое (поступление с бытовыми, сельскохозяйственными отходами биоты, чуждой почвенной фауне и флоре).

Техногенными источниками загрязнений почв служат стационарные или нестационарные объекты. К первым относятся промышленные, энергетические, сельскохозяйственные, хозяйственно-бытовые объекты, ко вторым — транспортные передвижные средства. По масштабу воздействия различают глобальное, региональное и локальное загрязнение. Загрязнение почв, возникающее вследствие дальнего переноса загрязняющего вещества в атмосфере на расстояния, превышающие 1000 км от любых источников загрязнения, относят к категории глобальных (например, Чернобыльская катастрофа). Загрязнение почвы, возникающее вследствие переноса в атмосфере загрязняющего вещества на расстояния в пределах нескольких десятков километров, относят к категории региональных (зоны загрязнения вокруг крупных промышленных агломераций). З.п. в непосредственной близости от одного или нескольких источников загрязнения в пределах нескольких километров относят к категории локальных.

Номенклатура показателей санитарного состояния почв для всех видов земель единого государственного земельного фонда и показатели санитарного состояния почв, обязательные для отдельных видов землепользования, определены нормативными документами и включают 20 наименований (пестициды, радиоактивные вещества, тяжелые металлы, нефтепродукты и другие группы соединений). По степени опасности вещества подразделяют на три класса: высокоопасные (антразин, ДДТ, АНС и др.), умеренно опасные (хлорофос, карбофос, Со, и др.), мало опасные (цинеб, промерин, Мg , и др.).

Максимальную концентрацию загрязняющего почву вещества, не вызывающую негативного прямого или косвенного влияния на природную среду и здоровье человека, называют предельно (ПДК ) или ориентировочно допустимой концентрацией (ОДК ). Значения ПДК и ОДК пестицидов, тяжелых металлов для почв приведены в ряде нормативных документов. Для большого числа поступающих в почву веществ ОДК и ПДК не разработаны. В связи с этим для них очень важно правильное определение локального и регионального фонового уровня и метрологически обоснованное решение вопроса о наличии или отсутствии загрязнений почв. Эти, а также другие вопросы слежения за состоянием почвенного покрова решаются в системе мониторинга почв, который осуществляют в России аналитические службы Минсельхоза, Минздрава, Госкомзема, Росгидромета Российской Федерации. Масштабы загрязнения природной среды техногенными выбросами хорошо иллюстрируют снимки снежного покрова, сделанные с искусственных спутников Земли; определены площади вокруг 540 крупных городов, где происходит систематическое зимнее загрязнение снежного покрова. Площади ореолов, отражающие хроническую загрязненность снежного покрова и, следовательно, почв для разных городов, составляют от 4 тыс.га до 2,1 млн.га, а в районах промышленных комплексов достигают 18 млн.га. Наиболее грязными экономическими районами являются Уральский и Центральный. Географическое расположение областей с хроническим загрязнением снежного покрова соответствует степени их урбанизации. Европейская часть России постепенно высветляется на фотоизображениях с юга и юго-запада на север и северо-восток, что характеризует плотность размещения промышленных агломераций, городских поселений и их воздействие на природную среду. Меры борьбы с загрязнениями почв зависят от степени загрязнения почвенного покрова. Обычно принято выделять вокруг промышленных комплексов, мест аварии санитарно-защитные зоны, зоны ограниченного и нормального землепользования.

В санитарно-защитных зонах возделывание сельскохозяйственных культур, размещение жилых помещений законодательно запрещено. В зонах ограниченного землепользования применяют меры для снижения подвижности и доступности для растений токсичных веществ (глубокая вспашка, внесение мелиорантов, органических удобрений, специальных препаратов для фиксации загрязняющих веществ и др.), но эти меры эффективны только в том случае, если одновременно предпринимаются радикальные меры по снижению поступления загрязнителей в почву.

почва загрязнение эрозия заболачивавание санитарный

На всем протяжении истории человечества воздействие общества на природу развивалось не как простой линейный процесс. Напряженная, а в ряде случаев критическая экологическая ситуация сложившаяся во второй половине нынешнего века, — это сигнал о наступлении новой фазы во взаимодействии общества и природной среды. Литосфера (твердая оболочка Земли), и особенно ее верхняя часть, стала объектом наиболее чувствительных антропогенных нагрузок. Это результат вторжения человека в область земных недр; производимых им изменений рельефа местности и природных ландшафтов; как вынужденных, так и неоправданных изъятий из сельскохозяйственного оборота земель; разрушения и загрязнения почвенного покрова, опустынивания и других процессов. Велики потери почвенных ресурсов. Общая площадь утраченных для мирового сельского хозяйства обрабатываемых земель достигла за всю историю человечества 20 000 000 квадратных километров, что больше площади всей пашни, используемой в настоящее время (около 15 000 000 квадратных километров). Различные формы почвенной деградации, связанной с антропогенными факторами, представляют собой наиболее крупный источник потерь. От 30% до 80% орошаемых земель в мире страдают от засоления, выщелачивания, заболачивания.

1. Ганжара, Н.Ф Практикум по почвоведению / Н.Ф. Ганжара, Б.А. Борисов, Р.Ф. Байбеков; под ред. проф. Н.Ф. Ганжары. — М.: Агро-консалт, 2002.-280с.

2. Добровольский, В.В. Практикум по географии почв / В.В. Добровольский. — М.: Владос, 2001.-141с.

3. Ковриго, В.П. Почвоведение с основами геологии / В.П. Ковриго, И.С. Кауричев, Л.М. Бурлакова. — М.: Колос, 2000.-416с.

4. Повышение плодородия почв / под ред. профессора К.А. Кузнецова. — Саратов: Приволжское книжное издательство,1976.-192с.

5. Ковда В.А. Почвенный покров, его улучшение, использование и охрана. М., 1981. 184 с.

Источник