Результаты антропогенного загрязнения почвы

Результаты антропогенного воздействия на почвы и меры по ее охране

Почвенный слой является буферной зоной между атмосферой и недрами. По сути, он принимает на себя основную долю нагрузки от всех видов хозяйственной деятельности человека.

Загрязнение почв. Большой ущерб почвам наносит их загрязне­ние чужеродными химическими веществами. Для борьбы с вредите­лями сельскохозяйственных растений и сорняками широко применя­ют разнообразные ядохимикаты: пестициды, инсектициды, гербици­ды, дефолианты. Установлено, что устойчивые пестициды, широко применяемые для защиты растений от вредителей, болезней и сорня­ков и сохраняющие до 1/3 урожая, отрицательно влияют на числен­ность и активность почвенной фауны и микроорганизмов. Пестици­ды и продукты их естественных превращений вредны для личинок по­лезных животных: насекомых-опылителей и энтомофагов, насекомо­ядных, хищных, промысловых птиц и млекопитающих.

Остатки пестицидов вместе с собранным урожаем и водой могут попадать в пищу и причинять вред здоровью человека. Решение про­блемы применения пестицидов в сельском хозяйстве заключается в строгой дозировке и умелом их использовании. Важно создавать пре­параты с малым периодом жизни, которые сравнительно быстро разрушаются; продукты их естественной переработки должны быть не­ядовитыми. В последние годы для борьбы с сельскохозяйственными вредителями стали применять новые быстро разлагающиеся препа­раты, однако проблема получения безопасных для полезных живот­ных и человека ядохимикатов требует дальнейших разработок.

Другая проблема — правильное использование химических удо­брений. Неудачный подбор минеральных удобрений может вызы­вать избыточное подщелачивание или подкисление почвы. Для лес­ных кислых почв необходимы подщелачивающие удобрения (на­триевая и аммонийная селитры), известкование почвы. На карбо­натных почвах и в аридных районах нужны подкисляющие удобре­ния: суперфосфат, сульфат аммония и др. Особенно осторожно сле­дует применять минеральные удобрения на почвах, испытывающих засоление.

Отрицательное влияние на почву оказывают отходы промыш­ленных предприятий, в частности металлургических заводов, вы­хлопные газы автотранспорта, шахтные воды, отходы нефтепро­мыслов. Особенно интенсивно происходит загрязнение почвы промышленными отходами в последние десятилетия во многих разви­тых странах. Загрязнения охватывают огромные территории и про­являются даже в отдаленных районах земного шара. В наиболее на­селенных и промышленно развитых районах поступление многих химических элементов в почву превышает их естественное содержа­ние в гумусовом слое в десятки тысяч раз. Попадают они в почву с золой и доменным дымом. Избыточное количество марганца, хро­ма, меди, кобальта, никеля, свинца и других элементов, содержаще­еся в почвах, окружающих заводы, снижает урожайность зерновых на 20-30%, бобовых — на 40, картофеля — на 47, кормовой и сахар­ной свеклы — на 35 %. Загрязнение гумусового слоя пылью тяжелых металлов, их солей при попадании в почву соединений серной кис­лоты действует угнетающе на развитие растений, вызывает гибель их корневой системы, снижает урожай. После Второй мировой вой­ны возникла угроза загрязнения почв радиоактивными веществами (С, Sr, Cs и др.), которые могут попадать в почву и накапливаться в ней в результате выпадения осадков после ядерных взрывов. Местами почва оказывается зараженной радиоактивными отходами атомных электростанций и других предприятий. Мощное загрязне­ние почв радиоактивными веществами произошло в результате ка­тастрофы в 1957 г. на ПО «Маяк» в Челябинской области и аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 г.

Засоление почв. Естественное засоление почв характерно для тер­риторий с аридным климатом. Оно происходит в результате подтя­гивания солей к поверхностным слоям почвы из грунтовых вод и ко­ренных отложений при восходящем движении влаги. Влага по ме­ре вертикально восходящего движения испаряется, а содержащая­ся в ней соль откладывается на стенках порового пространства почв. Высоким природным засолением обладают почвы пустынь и полупустынь. Больше засолены почвы, образующиеся на коренных породах с высоким природным засолением и при неглубоком (ме­нее 3 м от поверхности земли) залегании грунтовых засоленных вод.

В естественных условиях процесс идет медленно, но он сущест­венно усиливается (вторичное засоление) и становится настоящим бедствием при орошаемом земледелии. По оценкам ФАО-ЮНЕСКО, более 50% всех орошаемых земель мира подвержено вторичному засолению и осолонцеванию. Как показал многолетний опыт орошения земель Средней Азии, Заволжья и Нижнего Дона, ороша­емое земледелие вызывает целый комплекс «болезней» почв: выще­лачивание, разрушение структуры, засоление, осолонцевание, за­болачивание и в итоге полнейшую деградацию и уничтожение.

Засоление почв происходит на той стадии орошения, когда со­леные грунтовые воды поднимаются на глубину 1-3 м от поверх­ности земли и транспирация растительностью и испарение прибли­жается к величине испарения с открытой поверхности воды (в арид­ных районах оно достигает 1000-1500 мм в год). При минерализа­ции таких вод 2-3 г/дм 3 в верхний слой почвы за лето привносит­ся около 20 т/га солей.

Подъем уровня грунтовых вод (подтопление) на орошаемых зем­лях неизбежен при любых щадящих режимах полива. Подтопленные территории становятся непригодными для орошения еще и по при­чине непроходимости таких земель для обрабатывающей техники.

Важнейшие профилактические меры предупреждения вторично­го засоления — применение дождевальных установок с дозирован­ной подачей воды (в зависимости от вида почв, состояния призем­ного воздуха, вида культуры и др.) и подпочвенного орошения. Хороший эффект дают планировка поверхности, ликвидация ороси­тельных каналов, подача воды по лоткам, строго дозированный расход воды. Если применение дренажных систем необходимо, то целесообразно использовать вертикальный дренаж.

Заболачивание почв. В естественных природных условиях до­вольно много заболоченных земель. Основными причинами забо­лачивания являются климатические условия, понижения в рельефе поверхности земли, разгрузка подъемных вод. Водный баланс тер­ритории. Наиболее распространены заболоченные территории в гумидных зонах.

Существует большое количество естественных, низинных и вер­ховых, болот, общая площадь которых вместе с заболоченными землями в странах СНГ составляет около 180 млн. га. Заболоченные земли широко распространены в Белоруссии, Прибалтийских республиках, на севере Украины, в Нечерноземной зоне РФ и в Запад­ной Сибири.

Заболачиваются обычно пониженные участки суши, долины и поймы рек. Заболачивание происходит в местах выхода и разгруз­ки подземных вод при превышении инфильтрационного питания над испарением. Благоприятные условия для заболачивании склады­ваются в лесной зоне умеренного климата, где невысокие летние тем­пературы сочетаются с большим количеством осадков и слабым ис­парением. В условиях низинной тундры, с близким залеганием веч­ной мерзлоты, огромные территории заболочены. В первую очередь заболачиваются низменности и слабо всхолмленные территории. Огромные болотистые территории, например Васюганские болота в Западной Сибири, трудно проходимы и хозяйственно не освоены.

В условиях хозяйственной деятельности человека заболачивание происходит весьма активно, особенно на орошаемых землях. В значительной степени ему подвержены участки, прилежащие к водо­хранилищам. Здесь резко повышается уровень грунтовых вод, и за­болачивание охватывает значительные площади равнинных и по­ниженных территорий. Оно может развиваться также в результате сплошной рубки леса (особенно деревьев с высокой транспирационной способностью) в районах с избыточным увлажнением. Забо­лачивание земель при техногенном подтоплении происходит на урбанизированных территориях.

Важнейшей профилактической мерой предупреждения антропо­генного заболачивания является мелиорация избыточно увлажнен­ных земель с целью регулирования их водного режима. Когда про­цесс заболачивания приносит ущерб или становится опасным для проживания людей, прибегают к строительству дренажных систем.

Осушение болот. После осушения болота используют для выра­щивания льна, зерновых, овощных культур, дающих на осушенных землях высокие урожаи. Поэтому их интенсивно осушают. Однако часто осушение проводится нерационально, и грунтовые воды по­сле мелиорации оказываются на значительной глубине, ниже 1,5 м, при этом плодородие осушенных болот падает: торф быстро окис­ляется, нарушается структура почвы, дренажная сеть выносит пло­дородные частицы. Снижается продуктивность не только на непра­вильно мелиорированном болоте, но и на соседних территориях.

Болота имеют большое гидрологическое и климатообразующее значение. Они служат естественными резервуарами воды, поддер­живают более высокий уровень грунтовых вод. Особенно большое значение для поддержания уровня грунтовых вод имеют болота на водоразделах, у истоков рек, в районах с песчаными почвами. По­этому сплошное осушение болот без достаточного обоснования мо­жет принести больше вреда, чем пользы. Известны случаи, когда оно вызывало обмеление, высыхание небольших рек, резкое понижение уровня грунтовых вод. В засушливые годы понижение уров­ня грунтовых вод привело к высыханию лесов и снижению урожая на полях.

Прямое уничтожение почв. Использование почв не по прямому назначению в последние годы приобретает угрожающие размеры. Почвы занимают под промышленное и жилищное строительство, транспортные магистрали, заливают водой при строительстве во­дохранилищ. Огромные площади земель нарушают при добыче по­лезных ископаемых, при лесоразработках, покрывают отходами промышленности, используют под городские свалки.

Например, в ФРГ только под населенными пунктами занято 10% поверхности земли и ежегодно уходит под постройку более 28 тыс. га. В СССР в конце 1980-х годов из сельскохозяйственного использо­вания ежегодно в среднем изымалось по 50 тыс. га пашни, в 1990-х годах эта цифра снизилась до 35 тыс. га. Предполагается дальней­шее уменьшение отведения пахотных земель под строительство.

Источник

Результаты антропогенного загрязнения почвы

Почва – это сложное природное образование, в котором содержатся органические и минеральные вещества, почвенная влага, воздух и живые существа.

Почва является результатом взаимодействия климата, почвообразовательных пород, рельефа местности, живых организмов и деятельности человека.

Почва необходима для жизни растений и животных. От ее химического состава зависит качество подземных вод, она является тем звеном, которое связывает живой мир с неживым.

В почве осуществляются процессы, обеспечивающие переработку отходов и сточных вод, а также процессы, обеспечивающие сохранение экологического равновесия.

Почва представляет наружную оболочку литосферы – внешней оболочки Земли, имеющей очень сложное зональное строение.

Почва является одним из самых ценных медленно возобновляемых ресурсов планеты. На ее образование и восстановление необходимы тысячи лет. Почва, как один из основных компонентов биосферы, является важнейшим связывающим звеном как всех наземных биоценозов, так и биосферы Земли в целом.

Как биологический фактор среды почва является связывающим звеном между водой, человеком и воздухом.

Изъятие почвы из природного комплекса, ухудшение ее плодородия приводит к уменьшению растительности, увеличению загрязнения и ухудшению состава атмосферы.

Почва, как и другие объекты окружающей среды, подвергается комплексному загрязнению различными химическими соединениями.

В настоящее время почва в различных населенных пунктах и их окрестностях постоянно подвергается негативному антропогенному влиянию, которое нарушает механизм самоочищения почвы и способствует постепенной ее деградации.

В результате влияния антропогенного вмешательства в почве изменяются ее химический состав, влажность и температура, нарушается режим аэрации. Изменяется по вертикали и горизонтали видовой состав растительного покрова, животного мира.

Меняется видовой и количественный состав микроорганизмов, нарушается режим их жизнедеятельности, что очень негативно сказывается на процессах почвообразования и ее самоочищения.

Одним из вредных воздействий промышленных предприятий на почву является засоление почвы в результате выпадения кислотных дождей. Выпадение кислотных дождей, образование смогов способствуют снижению плодородия почвы.

Негативную роль играют бытовые, промышленные отходы и их стоки, которые не только загрязняют земельные угодья, но и создают угрозу загрязнения атмосферы, поверхностных и грунтовых вод.

В почву попадают отходы различных отраслей промышленности – деревообрабатывающей, легкой, пищевой, машиностроительной, металлургической, рудодобывающей, угольной, нефтеперерабатывающей, химической и пр.

Почвы урбанизированных территорий загрязняются органическими веществами, промышленными отходами, ядохимикатами, поверхностно – активными вещества, патогенными и генетически измененными видами микроорганизмов, гельминтами.

Накопление в почве патогенных микроорганизмов нередко является причиной возникновения инфекционных заболеваний среди людей, сельскохозяйственных и диких животных.

В толще отбросов развиваются гнилостные процессы, сопровождающиеся выделением паров и газов с неприятным запахом (аммиак, сероводород, индол, скатол, метилмеркаптан и пр.).

Вместе с отходами в почву попадает большое количество тяжелых металлов – цинк, свинец, ртуть, молибден, стронций, медь, железо, никель и др. И как следствие этого – тяжелые металлы в высоких концентрациях накапливаются в растительных организмах, а от них – в организме насекомых, опыляющих растения и в организме птиц, поедающих насекомых, а также в органах животных, питающихся этой растительностью, и в органах людей, используемых с пищевыми целями овощи, фрукты и мясо животных, загрязненных этими металлами.

Из загрязненной почвы вместе с водой (дождевой, сточной) тяжелые металлы попадают в водоемы, где аккумулируются в фито- и зоопланктоне, а от них попадают в организм рыб.

Употребление рыбы, как и пищевых продуктов растительного и животного происхождения, насыщенных тяжелыми металлами, является причиной возникновения специфических заболеваний у людей.

Тяжелые металлы блокируют ферменты, регулирующие нормальный ритм обмена веществ.

Аналогичное явление наблюдается у животных, поедающих растения, выросших на загрязненной почве и накопивших в себе тяжелые металлы.

Отравленные растения не только способствуют отравлению животных, но и сами заболевают и погибают.

Накопление в почве больших количеств тяжелых металлов и различных химических веществ не только оказывает угнетающее действие на рост и развитие растительных организмов, не только нарушает ритм всех природных процессов, не только способствует гибели всех живых организмов, но еще и делает такую почву бесплодной.

Большую угрозу для почвы представляет химизация сельского хозяйства.

Арсенал химических веществ, применяемых в сельском хозяйстве велик и разнообразен – это гербициды, пестициды, инсектициды, минеральные удобрения.

Видовой состав этих веществ постоянно совершенствуется, а производство их все время увеличивается. Загрязнение ними почвы приводит к нарушению процессов почвообразования, самоочищения, жизнедеятельности микроорганизмов, растений и животных.

В условиях возрастающей химизации наблюдается увеличение аллергических заболеваний среди населения, увеличение дерматитов, снижение функции печени и защитной деятельности клеток слизистых оболочек дыхательных путей, отмечается дисбаланс иммунокомпетентных клеток.

Почва является той средой, через которую возможно проникновение различных загрязнителей в поверхностные и подземные воды, в растительные организмы через их корневую систему.

Различные загрязнители в почву вносятся не только с промышленными, но с промышленно – бытовыми сточными водами, с минеральными удобрениями, при орошении земельных угодий водой открытых поверхностных водоемов, при захоронении токсических веществ и складировании твердых отходов.

Одними из постоянных загрязнителей почвы являются поверхностно – активные вещества (ПАВ).

В почве содержатся различные микроорганизмы, играющие большую роль в круговороте веществ, в процессах почвообразования, способных вызвать инфекционные заболевания у людей, растений, животных, птиц, насекомых, членистоногих.

Многие из микроорганизмов, обитающие в почве, перерабатывают гумосовый слой, улучшают структуру почвы, превращают органические соединения в усвояемые растениями формы.

С повышением кислотности почвы и образованием растворимых форм токсических металлов активность микроорганизмов снижается, особенно в переработке лесной растительной подстилки.

При избытке в почве соединений азота, поступающих в нее вместе с осадками, подавляется микоризная активность грибов. В результате этого нарушается поступление питательных веществ в растения через их корневую систему и увеличивается опасность возникновения инфекционных болезней среди растений. Особенно это опасно для лесов, находящихся в зоне большого количества годовых осадков.

Большую угрозу представляет радиоактивное загрязнение.

Биосферу нельзя считать в безопасности даже и в том случае, если радиоактивные вещества зарываются в почву, потому что их распространение осуществляется через почву.

Растительный мир через корневую систему накапливает эти вещества в стеблях, в листве и ветвях. Животные, поедая эти растения, заражаются радиоактивными веществами, а от животных эти вещества попадают в организм человека.

Активная деятельность человека способствует изменению экологии окружающей среды, что нередко сказывается отрицательно на здоровье населения.

Так, распашка земель, безграмотная эксплуатация лесов, загрязнение водоемов, увеличение транспортных магистралей вызывает переселение грызунов и кровососущих насекомых в новые районы. Это в свою очередь способствует распространению зоонозных и трансмиссивных инфекций на новых территориях, увеличению риска заражения людей.

Переселение людей на необжитые территории и выращивание свиней способствует появлению в этих местах крыс, которые способствуют возникновению лептоспирозов у свиней и людей.

При расширении площадей рисовых полей также усиливается опасность заражения на новых территориях людей лептоспирами.

Активное преобразование природы человеком сопровождается, как правило, исчезновением на больших территориях ландшафтов, не тронутых рукой человека.

Процесс преобразования ландшафтов способен оказывать многообразное влияние на распространение микроорганизмов, а следовательно, и распространение инфекционных заболеваний.

В одних случаях происходит затухание и даже ликвидация того или иного инфекционного заболевания, в других, наоборот, — приспособление и расширение ареала существования возбудителей, способных вызвать инфекцию у животных и растительных организмов.

К основным путям антропогенного преобразования ландшафта, влияющим на динамику и структуру биоценозов относятся:
— создание искусственных водохранилищ при строительстве ирригационных систем, гидроэлектростанций;
— гидромелиоративные работы по увлажнению засушливых территорий или по осушению избыточно увлажненных и заболоченных территорий;
— освоение целинных и залежных земель;
— эксплуатация лесов;
— строительство дорог и населенных пунктов;
— освоение новых пастбищных угодий;
— увеличение поголовья сельскохозяйственных животных на ограниченных территориях.

Особенно крупные изменения экологических условий происходят в результате создания огромных искусственных водоемов. Они резко меняют географию местности и метеорологический режим прилегающих территорий. Изменяется при этом растительность фауна, численность отдельных видов животных, меняется их биология, нарушаются прежние биоценотические отношения и создаются новые.

Строительство новых транспортных и энергетических магистралей способствует более быстрому проникновению грызунов на территории ранее ими не заселенные, созданию новых очагов инфекционных заболеваний и общению человека с этими очагами.

Освоение целинных и залежных земель вызывает изменения в степных биоценозах, способствует миграции степных грызунов на новые территории, а вместе с ними и перемещению возбудителей, патогенных для людей.

Расширению границ природных очагов инфекций способствует расширение площадей выпаса скота. Развитие животноводческих комплексов и птицефабрик является причиной интенсификации аэрогенного и алиментарного пути передачи возбудителей инфекций.

Создание искусственных водоемов – водохранилищ способствует распространению среди людей тех инфекций, возбудители которых передаются кровососущими насекомыми. Жизнедеятельность таких насекомых связана с водоемами. Примером такого заболевания является малярия. Гидротехническое строительство способствует росту заболеваемости и смертности от малярии.

Образование новых водоемов, создание рисовых полей, образование заболоченности способствуют возникновению новых очагов лептоспирозов.

Развитие в искусственных водоемах фауны озерного типа ведет к активации очагов дифиллоботриоза.

При искусственном орошении земель животное население обогащается и Изменяется по составу. Концентрируются как полезные виды почвообразователей и опылителей, так и многие виды животных, являющихся источниками или переносчиками возбудителей инфекционных заболеваний.

Гидромелиоративные работы по осушению избыточно увлажненных территорий ведут к изменению гидрологического режима территории, к фронтальному изменению местных биоценозов. С одной стороны, такие работы способствуют уничтожению влаголюбивых обитателей (малярийный комар), а с другой стороны способствуют возникновению новых очагов туляремии.

В условиях антропогенного загрязнения почвы эпидемический процесс при инфекционных процессах характеризуется своеобразием, связанным с изменением среды обитания биоценозов, с изменением среды и условиями обитания человека, микроорганизмов, переносчиков и источников возбудителей инфекций.

Большую роль в вопросах охраны здоровья человека играет санитарная охрана почвы.

Источник