Самые опасные загрязнители почвы

Источники загрязнения почвы. Основные источники загрязнения почв

Почва – это верхний слой литосферы, который люди часто называют «земля». Именно благодаря ему человек может возделывать сельскохозяйственные культуры. Из почвы берут питательные вещества деревья и другая растительность, которую едят животные. Этот слой является основой для всех пищевых цепочек. Без него невозможно существование человека, т. к. 97% питания люди получают благодаря земле.

Разновидности загрязнений

Существуют различные источники загрязнения почвы. Принято разделять их на естественные и антропогенные. Первые возникают без участия человека в результате биологических процессов. В этом случае в почву поступают загрязняющие вещества из другой природной среды. Например, в результате выветривания гор, извержения вулканов, выпадения осадков, наносов с рек и т. д. Однако процент отрицательного воздействия, как правило, невелик и не может причинить существенного урона экосистемам.

Антропогенное загрязнение происходит в результате человеческой деятельности. Основную массу вредных веществ приносит техника. Например, из-за активного использования автомобилей происходит загрязнение почвы свинцом. В сельском хозяйстве также используется много химикатов: пестицидов, ингибиторов роста, минеральных удобрений.

Все вещества можно разделить на 2 группы: химические (различные элементы таблицы Менделеева и их соединения) и биологические (гельминты, простейшие, бактерии и вирусы).

Чем это опасно

Ученые считают, что резкое ухудшение здоровья населения связано с химическим загрязнением окружающей среды. Дело в том, что почва является своеобразным «буфером», где скапливаются стойкие химические соединения. Также она является отправной точкой в «путешествии» по трофическим цепям. Сложно перечислить все источники загрязнения почвы. Картинки могут наглядно показать, что происходит с планетой.

Негативное воздействие химикатов на человека может выражаться следующим образом:

Токсический эффект.
Появление аллергий различного характера.
Многие вещества могут вызывать мутации.
Канцерогенный эффект.
Нарушение репродуктивных функций человека.
Возникновение пороков развития у детей и эмбрионов.
В больших концентрациях в результате накопления отдельные элементы могут привести к летальному исходу.

Некоторые вещества могут воздействовать комплексно, другие – избирательно. Например, употребление в пищу растений с повышенным содержанием кадмия приводит к стойким поражениям скелета, его деформации. Ртуть поражает нервную систему, а свинец – внутренние органы и мозг.

Основные источники загрязнения почв и окружающей среды

Из-за активного использования природных ресурсов, технического прогресса и ряда других факторов процесс загрязнения почвы становится неизбежным. На данном этапе развития человек может уменьшить свое отрицательное воздействие на окружающую среду. Люди загрязняют почву различными веществами. Это такие как:

Бытовые отходы.
Нефть и продукты ее переработки.
Пестициды.
Удобрения.
Радиоактивные вещества.
Выхлопные газы.
Химические элементы и их соединения.
Тяжелые металлы.

Следует отдельно обсудить основные источники загрязнения почв.

Жилые дома и бытовые предприятия

В процессе жизнедеятельности человек часто не подозревает, какой урон он наносит природе своим пренебрежительным отношением к ней, к вещам, которыми он пользуется. Ведь бытовой мусор является одним из основных загрязнителей. Чтобы убедиться в этом, достаточно проехать до ближайшей свалки. Сколько она занимает места, и как долго будет перерабатываться весь накопленный мусор одними усилиями природы? Этот процесс может занять сотни лет. Человека уже не станет, а мусор, оставленный им, все еще будет гнить. Свалки – это гигантские источники загрязнения почвы. Микробиология давно бьет тревогу по этому поводу.

Также стоит следить за собой и содержать организм в чистоте. Отходы жизнедеятельности – это основные источники загрязнения почвы и грунтовых вод биологическим «мусором». С фекалиями в окружающую среду попадают различные болезнетворные бактерии, яйца гельминтов и иные представители патогенной микрофлоры. Попав во внешнюю среду, многие микроорганизмы не погибают. Так, бактерии столбняка могут сохранять свою жизнеспособность до 12 лет, яйца аскарид – 7-8 лет.

Предприятия

О вреде, наносимом промышленностью, можно говорить долго. Однако в общих чертах схема загрязнения будет выглядеть следующим образом:

Металлургия обогащает почву солями цветных и тяжелых металлов.
Машиностроение «делится» мышьяком, цианистым калием и другими ядовитыми элементами.
При производстве каучуков побочными продуктами являются катализаторы.
Целлюлозно-бумажная промышленность выбрасывает фенолы и метанол.
При производстве пластмасс в качестве отходов появляются бензол и фенол.

Список можно продолжать. Но уже понятно, что источники загрязнения почвы тяжелыми металлами – это предприятия. В результате их деятельности земля обогащается всевозможными химическими элементами в размерах, многократно превышающих ее потребности.

Теплоэнергетика

Эта отрасль занимает отдельное место в списке активных загрязнителей. Дело в том, что при сжигании каменного угля образуется огромное количество шлаков. Также при горении выделяются оксиды серы, сажа. Все несгоревшие частицы в итоге оседают на почву.

Сельское хозяйство

Аграрный комплекс оказывает весьма разрушительное воздействие на землю. Стремясь защитить растения от вредителей и возбудителей болезней, люди используют ядохимикаты, а это тоже источники загрязнения почвы. Отравленные вещества напрямую попадают в пищевые цепочки и отрицательно влияют и на растения, и на животных, и на людей. Пестициды и инсектициды не только позволяют спасти урожай, но и наносят большой вред экосистемам. Некоторые препараты содержат ртуть.

Удобрения также небезопасны. Эти химические вещества применяются для стимуляции роста сельскохозяйственных культур. Однако большое их количество также может нанести вред. Дело в том, что минеральные удобрения – искусственные, в них содержится концентрированная доза микроэлементов. Именно неумеренное использование химических веществ приводит к образованию нитратов и нитритов, а также многих других вредных соединений.

Транспорт

В результате работы двигателей внутреннего сгорания выделяются углеводороды и оксид азота. Источники загрязнения почвы свинцом – это автомобили и самолеты, а точнее, их выхлопные газы. Этот элемент попадает в растения, аккумулируется в организмах людей. Вещество опасно тем, что накапливается и медленно отравляет человека. Сначала появляется утомляемость, бессонница. На поздних стадиях происходит поражение головного мозга и ЦНС, которое может привести к смерти. За год каждый автомобиль выбрасывает на землю примерно 1 кг свинца.

Также в качестве топлива используется бензин. Нефтепродукты попадают в почву при заправке транспорта, когда проливается жидкость.

Загрязнение тяжелыми металлами

Одно из самых коварных и опасных. Тяжелыми называют те цветные металлы, плотность у которых больше, чем у железа. Наиболее распространенными являются свинец, медь, цинк, никель, кадмий, кобальт, хром, ртуть. Коварство их заключается в том, что микродозы этих элементов необходимы для обеспечения нормальной жизнедеятельности живых организмов и растений. Эти вещества отвечают за обеспечение многих функций, но при превышении нормы они накапливаются в организме, становятся слишком концентрированными и вызывают различные тяжелые заболевания.

Одно из самых токсичных веществ — ртуть. Она содержится во многих измерительных приборах и при повреждении сосуда попадает в окружающую среду. Человек может отравиться ее парами. Симптомы могут быть разными: от тошноты и слабости до летального исхода.

Не менее опасен для человека свинец. Его избыток может нанести серьезные повреждения внутренним органам и ЦНС.

Цинк и медь – часто используемые в сельском хозяйстве микроэлементы. Они стимулируют рост, подавляют болезнетворные бактерии и т. д. Однако при избытке этих веществ в почве все происходит наоборот: растения затормаживаются в своем развитии, снижается урожайность.

Как нейтрализовать источники загрязнения почвы и очистить окружающую среду

Чтобы определить уровень загрязнения почвы, необходимо взять опытный образец и провести его анализ. Если содержание каких-либо элементов превышает допустимые нормы, то это будет считаться загрязнением.

При борьбе за чистоту природы важно выявить источники загрязнения почвы и нейтрализовать их. Комплекс мероприятий должен включать в себя:

Разработку и использование технологий безотходного производства.
Контроль за выбросами, их химическим составом и предотвращение попадания их в окружающую среду.
Обеззараживание бытовых отходов, очистку сточных вод.
Переработку мусора.
Очистку выхлопных газов транспорта.
Переход на экологически чистые средства передвижения, поиск безвредного для окружающей среды топлива.
Использование альтернативных источников энергии.
Обеззараживание уже загрязненных объектов.

Существуют проверенные методы для очищения сельскохозяйственных угодий. Для снижения токсичного воздействия необходимо учитывать источники и виды загрязнения почв, их состав. Например, при повышенном содержании тяжелых металлов нужно преобразовать их в недоступные или трудноусваиваемые соединения. Тогда химические элементы не будут поступать в растения и не примут участия в пищевой цепочке.

Один из самых распространенных способов обезвреживания вредных соединений – известкование почвы. Торф также делает тяжелые металлы менее доступными для растений. Можно добиться подобного эффекта, используя минеральные удобрения. При этом учитывается химический состав почвы и просчитываются возможные реакции между веществами. Например, при внесении фосфорных удобрений снижается концентрация кадмия на 53%, при использовании торфа – на 75%.

Источник

Загрязнение почвы: причины, источники, последствия

Почву можно смело назвать одним из самых ценных природных ресурсов

Человек всегда рассматривал окружающую среду в качестве источника ресурсов. Самым ценным из них, безусловно, является плодородная почва. Без нее нашей цивилизации вообще не было – человек так и остался бы немногочисленным видом охотников и собирателей. Стремясь к большему изобилию, мы постоянно наращиваем производство сельскохозяйственной продукции, истощая почвы. Кроме того, крайне негативно на их состояние действуют и другие антропогенные факторы: промышленные выбросы, мусорные полигоны, добыча полезных ископаемых, транспорт. Именно поэтому проблема загрязнения почвы и ее эрозии – один из самых серьезных вызовов, стоящих сегодня перед человечеством.

Почва – это не просто верхний слой земли. Она представляет собой сложную субстанцию, возникшую за миллионы лет под воздействием естественных физических процессов и влиянием биосферы. Сегодня общая площадь земельных ресурсов составляет 129 млн кв. км, из них в сельскохозяйственном обороте находится примерно 15 млн кв. км. Всего же к пахотной обработке пригодны 25-32 млн кв. км. Пока еще почвенные ресурсы позволяют обеспечивать продуктами питания население планеты, но дальнейшее ухудшение качества почв несет большую угрозу продовольственной безопасности и может привести к катастрофе. Кроме того, загрязнение почв и грунтов представляет серьезную угрозу здоровью человека.

Что такое почва

Почва – это поверхностный слой литосферы, образованный за счет климатических факторов, влияния живых организмов, а также воздействия деятельности человека, которая с каждым годом становится все более заметна. Важнейшей ее особенностью является плодородие – способность удовлетворять потребности растений в микроэлементах, воде и воздухе. Почвенный слой можно назвать связующим звеном между биосферой и другими оболочками планеты: гидросферой, литосферой и атмосферой.

Существуют разные типы почв

Почвенный слой состоит из жидкой, твердой, газообразной и биологической части. Их соотношение отличается в разных почвах. Твердая часть состоит из частичек и обломков горных пород, именно она во многом определяет состав и количество химических элементов в почве. Кроме микроэлементов, в твердую фракцию входят и другие вещества. Это остатки живых организмов, продукты их жизнедеятельности, а также гумусовые соединения, которые образуются в результате сложных природных процессов.

Жидкая часть почвы состоит из воды и различных химических веществ, растворенных в ней. Высокое содержание минеральных веществ приводит к засолению почвы и ее деградации. Газообразная часть или почвенный воздух состоит из множества газов, его состав может сильно отличаться от атмосферы. Биологическая часть почвы состоит из растений и животных и микроорганизмов, которые обитают в ней.

В состав почвы входит несколько слоев. Верхний, пахотный, содержит наибольшее количество гумуса. Под ним расположена подпочва, состоящая из остатков горной породы. Ниже ее находится коренная подстилающая порода.

Структура различных почв отличается, они содержат комочки разной величины и формы. По этому признаку выделяют песчаные, глинистые, суглинистые, супесчаные почвы. Наиболее плодородными считаются черноземы. Такие почвы содержат значительное количество гумуса, что позволяет получать высокие урожаи.

Основные загрязнители грунтов

Причиной загрязнения почв обычно называют хозяйственную деятельность человека, но это не совсем правильно – данный процесс может быть и естественным. Например, извержения вулканов приводят к загрязнению вредными веществами и токсичными элементами огромных территорий. Но это, скорее, исключение из правила – главной причиной деградации почвенного покрова является антропогенный фактор. Согласно существующей классификации, загрязнители грунтов делятся на четыре группы:

органические;
неорганические;
радиоактивные;
биологические.

К органическим загрязнителям относится нефть и все продукты ее переработки, ядохимикаты, гербициды, фунгициды, фенолы, красители, хлорорганические соединения. В неорганическую группу входят тяжелые металлы (свинец, ртуть), неорганические кислоты и щелочи, минеральные соли (асбест, удобрения). К радиоактивным загрязнителям относятся радионуклиды, серьезные опасения, например, вызывает загрязнения почвы цезием-137. Биологические – это различные виды патогенных грибов, микроорганизмов, водорослей и др.

Загрязнение почв промышленными выбросами

Можно добавить, что загрязнители – не обязательно опасные вещества или яды. Вред способен нанести любой химический агент, концентрация которого превышает естественные нормы. Например, применение минеральных удобрений и пестицидов предназначено для повышения плодородия почвы, но при их чрезмерном использовании происходит отравление и деградация грунтов. Кроме того, химическое загрязнение почв крайне плохо влияет на здоровье человека.

Для каждого потенциального загрязнителя существует предельно допустимая концентрация (ПДК). Считается, что при таком содержании вещество не оказывает вредного воздействия на здоровье животных и человека, не приводит к врожденным заболеваниям. ПДК – это важнейший показатель загрязнения, он утвержден законодательно и является санитарной нормой. Исходя из ПДК, определяются категории загрязнения почвы для определенной территории, а также составляются карты загрязнения почвы и специальные таблицы.

В зависимости от степени влияния на окружающую среду и здоровье человека выделяют пять классов отходов. К первому – наиболее опасному – относят ртуть и ее соединения, цианистый калий, бензапирен, диоксин. Четвертый и пятый класс объединяет малоопасные и неопасные отходы, например, фосфаты или отходы обогащения полезных ископаемых.

Оценка степени загрязнения почв – весьма непростой процесс. Воздействие различных веществ зависит не только от их природы, но и от особенностей почвенного слоя. Кроме того, существующая номенклатура химических соединений настолько обширна, что многие из них требуют дополнительных исследований.

Основные источники загрязнения

Существует несколько путей попадания опасных или нежелательных веществ в почву:

поступление вместе с атмосферными осадками;
использование удобрений и средств защиты растений в сельском хозяйстве;
сбросы жидких и твердых отходов промышленностью и коммунальными предприятиями.

Главными виновниками антропогенного загрязнения литосферы являются:

промышленные предприятия;
сельское хозяйство;
транспорт;
горно-добывающая промышленность;
коммунальные предприятия;
атомная промышленность.

Любой завод или фабрика производит массу различных отходов. Наиболее опасны выбросы металлургических заводов и химических предприятий, которые загрязняют почвы тяжелыми металлами, цианидами, диоксинами, хлорсодержащими веществами и другими не менее ядовитыми соединениями. Они не только убивают почвы, но и несут серьезную опасность для здоровья и жизни человека.

Нефть и нефтепродукты способны отравить огромные площади плодородных земель

Отдельное место занимает загрязнение почвы нефтью и нефтепродуктами. Оно происходит и в местах добычи нефти, и на путях ее транспортировки. Учитывая объемы потребления «черного золота», нефтяное загрязнение почвы является одним из самых распространенных. Особенно большой ущерб наносят аварии на промыслах и трубопроводах. Бензин и дизельное топливо – источники вредных выбросов в атмосферу, в состав которых входят соединения азота, свинца, углерода. Все это вместе с осадками возвращается обратно на землю и приводит к загрязнению почв городов. Таким же вредным для окружающей среды является и производство пластмасс.

Сельское хозяйство только на первый взгляд кажется чистой и безопасной для окружающей среды отраслью. Несмотря на отсутствие огромных доменных печей и дымящихся труб, оно является одним из основных источников загрязнения почвы. Главная опасность – чрезмерное использование минеральных удобрений и средств защиты растений. Загрязнение почв пестицидами имеет долговременные последствия. Они накапливаются в грунтах, вызывая гибель множества полезных организмов и ухудшая состояние почвенного покрова. Избыточное применение органических удобрений (навоза, перегноя, помета) может привести к биологическому загрязнению почв. Неконтролируемое распахивание и вырубка лесных массивов вызывает деградацию и опустынивание земель. Сельскохозяйственное загрязнение ежегодно превращает около 6 млн га в пустыни.

Еще большую опасность для земельных ресурсов представляют предприятия коммунальной сферы. Причем по степени вредоносности они превосходят сельское хозяйство, транспорт и даже тяжелую промышленность. Наши города производят миллионы тонн твердых бытовых отходов (ТБО), которые затем превращаются в огромные свалки. Мусорные полигоны отравляют воздух, почву и грунтовые воды – путей решения данной проблемы пока не существует. Сжигание отходов только ухудшает ситуацию. Не слишком эффективна и переработка мусора. Загрязнение почвы бытовыми отходами – одна из самых серьезных проблем, стоящих перед человечеством.

Не лучше обстоят дела с очисткой сточных вод. Вместе с ними в почву попадают болезнетворные бактерии, гельминты, другие патогенные организмы, которые затем через пищу могут оказаться в организме человека. Причем возбудители заболеваний многие годы способны сохранять жизнеспособность в грунте.

АЭС и другие объекты атомной энергетики являются потенциальными источниками радиоактивного загрязнения почвы. Наибольший урон причиняют аварии реакторов или чрезвычайные происшествия в местах хранения ядерных отходов. Почвы, загрязненные искусственными радионуклидами, на тысячи лет выводятся из сельхозоборота.

Огромный вред почвенному покрову наносит горно-добывающая промышленность. Она является одним из основных источников загрязнения почв. Кроме того, добыча полезных ископаемых требует отчуждения громадных территорий под отвалы, карьеры, разрезы. Почвенный слой при этом, как правило, полностью уничтожается.

Чем грозит загрязнение грунтов

Почвенный покров – практически невозобновляемый ресурс, он образуется со скоростью один-два сантиметра в столетие. Наиболее тяжелое последствие загрязнения почвы – снижение урожайности сельхозкультур, что несет значительные экономические издержки. Под действием химических веществ или эрозии состав почвы изменяется так радикально, что становится непригодным для выращивания растений.

И это очень серьезная угроза, учитывая, что и сегодня миллионы людей на планете недоедают. Уже в ближайшие десятилетия загрязнение и истощение почв может привести к дефициту продуктов питания и поставит человечество на грань голода.

Мусорные полигоны являются одним из главных источников загрязнения почвы

Еще одной опасностью загрязнения почв является разрушение биоценозов. Почвенный слой – неотъемлемая часть любой экологической системы. Без него не могут существовать растения, что делает невозможным образование естественных пищевых цепочек. Загрязнение почвы всегда приводит к вымиранию видов и уменьшению биоразнообразия. Почвы смягчают климатические изменения, повышают устойчивость к засухам и наводнениям, способствуют возобновлению водных ресурсов.

Опасные вещества, оказавшись в почве, накапливаются в растениях и, в конце концов, попадают в организм человека, вызывая болезни и уменьшая продолжительность жизни. Состояние почв влияет на качество питьевой воды, потому что верхний слой грунта является своеобразным буфером и фильтром. Однако промышленное загрязнение почв снижает их способность удерживать опасные вещества.

Уже сегодня примерно треть земель, пригодных для ведения сельского хозяйства, сильно или умеренно деградированы. Считается, что к 2050 году на планете будет проживать более 9 миллиардов человек. И если мы не предотвратим дальнейшее истощение почвенного покрова, то их банально не будет чем кормить.

Есть ли свет в конце тоннеля

На протяжении столетий человек бездумно использовал земли, не обращая особого внимания на степень ее деградации. Сегодня мы вынуждены задуматься о борьбе с загрязнением почвы, о ее охране и исправлении последствий технического прогресса.

Проблема уничтожения почвенных ресурсов является сложной и комплексной, поэтому, к сожалению, не имеет простых решений. Ее условно можно разделить на две составляющие: защита почвы от новых загрязнений и восстановление грунтов, особенно пострадавших от хозяйственной деятельности человека.

Первоочередной задачей является контроль загрязнений почв. В России этим занимается Росприроднадзор . Оценка уровня загрязнения почвы проводится путем регулярного забора проб и проведения их лабораторного исследования. В нашей стране порча земли считается уголовным преступлением – 254 статья УК РФ.

Для уменьшения сельскохозяйственной деградации грунтов необходимо:

чередовать высаживаемые культуры;
уменьшить количества удобрений и пестицидов;
проводить эффективную мелиорацию;
насаживать защитные лесополосы.

Можно добавить, что постоянно ведутся работы над созданием менее токсичных удобрений и пестицидов. Еще одним направлением работы ученых является выведение более устойчивых и продуктивных сортов растений.

Очистка почвы от нефтяных загрязнений – долгий и дорогой процесс

Против химического и биологического загрязнения эффективны фильтры, отстойники и очистные сооружения, но они не способны полностью устранить проблему. Куда лучшим способом является внедрение новых («зеленых») технологий, кардинально уменьшающих количество отходов. Например, отказ от ископаемого топлива сделает невозможным загрязнение грунтов нефтью и ненужными – огромные угольные карьеры.

Огромной проблемой являются бытовые отходы и сточные воды городов – что делать с ней пока непонятно. Мусорные полигоны производят столько токсичных отходов, что земля на их месте приходит в абсолютную негодность. При их рекультивации грунт просто собирают и захоранивают. Единственный способ борьбы со свалками – уменьшение количества мусора путем его переработки. В развитых странах подобная стратегия уже давно считается нормой: все, что можно использовать вторично, отправляется на переработку. Все громче раздаются голоса о полном запрете пластика, составляющего значительную часть бытового мусора. Куда менее экологичным способом утилизации ТБО считается сжигание.

Способы очистки зависят от характера загрязнения почвы. Земля способна самостоятельно восстановиться, но это требует очень много времени. Существуют методы рекультивации земель, способные вернуть плодородие за сравнительно короткий срок. Например, участок несколько раз подряд засеивается быстрорастущими культурами со значительной зеленой массой. Такие растения неплохо удаляют из почвенного слоя тяжелые металлы и токсичные химические соединения. Эффективна глубокая вспашка, при которой загрязненный слой опускается на глубину около 50 см.

Практически невозможно очистить землю от больших концентраций тяжелых металлов и радионуклидов. В этом случае обычно проводится полная рекультивация участка с удалением верхней части грунта и его захоронением.

Сначала на пострадавшей территории проводят корректировку ландшафта: заравнивают ямы, рвы, траншеи, убирают терриконы, создают гидротехнические сооружения. Затем верхний слой грунта снимается и на подготовленную площадку наносится плодородная почва. Последний этап можно называть «биологическим»: на участке высаживаются растения, улучшающие свойства почвы. Чаще всего для этой цели используются Бобовые, например, клевер.

Клевер и другие растения семейства Бобовых часто используют для биологической рекультивации почвы

Сама постановка вопроса о негативном воздействии человека на окружающую среду, в том числе и на почву, кажется не слишком корректной. Учитывая современное количество населения, мы просто не можем не влиять на почвенный покров. Это нужно принять, как данность и думать над минимизацией ущерба. В первую очередь следует работать над созданием новых технологий, способных уменьшить загрязнение: более совершенных способах очистки сточных вод или переработки мусора. Создание продуктивных сортов растений позволит уменьшить площадь сельскохозяйственных угодий, сохранив луга и леса в их первозданном виде.

Источник